Классификация машин и механизмов. Виды машиностроительных изделий и их классификация.

Искусственные устройства, заменяющие ручной труд, делят на три группы: машины, аппараты и приборы.

Машина – это техническое изделие, работа которого посредством преобразования вещества, энергии, силы, движений, информации, частично или почти полностью заменяет, облегчает и приумножает результат физического и умственного труда человека. В машинах для выполнения производственных процессов в основном используют механические формы движения. Для механических машин характерны периодически повторяющиеся перемещения их составных частей и рабочих устройств, которые непосредственно выполняют производственные операции.

Аппаратами обычно называют искусственные сооружения, в которых происходят различные химические, тепловые и другие процессы, необходимые для изготовления или обработки изделий, продукта, материалов. Рабочие устройства аппаратов, как правило, неподвижны. Иногда аппараты включают устройства для транспортирования обрабатываемых объектов (транспортеры термических печей, загрузочные устройства и т. д.)

Приборы – устройства, используемые для автоматического контроля обрабатываемых объектов.

Различают две основные группы машин: энергетические и производственные.

В энергетических машинах один вид энергии превращается в другой. Примеры – гидротурбина, генератор, двигатель внутреннего сгорания.

Машины, в которых исходная энергия превращается в механическую, обычно называют двигателями. Обычно полученная механическая энергия с помощью так называемых преобразователей превращается в электрическую. Преобразователями являются генераторы различных типов.

Тип производственной машины зависит от производственного процесса, выполняемого машиной. Различают строительные, землеройные, грузоподъемные и другие машины. Самая большая группа – машины, используемые для обработки или изготовления изделий, материалов, продуктов.их называют технологическими, или рабочими машинами.

Основными элементами производственных машин являются их рабочие органы (например, режущие инструменты металлорежущих станков). Рабочий орган может быть непосредственно соединен с подвижной частью двигателя, но иногда непосредственное соединение невозможно, так как рабочий орган должен иметь другой вид движения или двигаться со скоростью, отличной от скорости двигателя. Тогда рабочий орган и подвижный элемент двигателя входят в состав специальных устройств, которые обеспечивают перемещение рабочих органов по заданным траекториям с заданными законами изменения их скоростей. Такие устройства называют механизмами. Механизм – искусственно созданная система тел, предназначенная для преобразования механического движения одного или нескольких тел в движения других тел. Механизмы входят в состав подавляющего большинства современных машин и приборов,

Классификация машин

Всякая развитая машина состоит из комплекса трех основных механизмов: двигательного, передаточного и испол­нительного. Наиболее общими для всех машин.являются передаточные механизмы. Двигательные и исполнительные механизмы, как правило, имеют большое количество специфических элементов.

Передачи вращательного движения предназначены переда­вать энергию с одного вала на другой, как правило, с преобразованием, т. е. с уменьшением (реже с увеличением) угловых скоростей и с соответствующим изменением вращающих моментов,

Принята следующая условная классификация ма­шин.

1. Рабочие машины — осуществляющие изменение формы, свойств, состояния и положения предмета труда. Сюда относятся станки для обработки металла, дерева, пластмасс; ткацкие и прядильные станки; подъемные краны; автомобили и тракторы, самолеты и т. д.

2. Машины - двигатели, предназначенные для преобразования любого вида энергии в механическую работу. Сюда относятся двигатели внутреннего сгорания, газовые турбины, паровые машины, гидротурбины, электродвигатели и т. д.

3. Машины-преобразователи, или генераторы, предназначенные для преобразования механической работы в любой другой вид энергии (электрическую, тепловую и любую другую), например динамомашины — генераторы тока, холодильники и т. д.

4. Управляющие машины, используемые для автоматизации производства и управления производственными процессами, например, манипуляторы и т. д.

5. Э лектронно-вычислительные или логические машины, предназначенные для хранения, сбора, обработки и передачи информации, например, устройства памяти, следящие системы и т. д.

В комплексе машину-двигатель, передаточный механизм и исполнительную машину-орудие называют машинньгм агрегатом. Например, пресс, фрезерный станок, трактор, конвейер состоят из двигательного, передаточного и исполнительного механизмов, т. е. являются не только машинами-орудиями, но и машинными агрегатами.

В процессе производства машину собирают из отдельных деталей и узлов, которые условно именуются, изделиями. Установлены следующие виды изделий: деталь, сборочная единица, комплексы, комплекты.

Все изделия делятся на неспецифицированные, т. е. не имеющие составных частей (детали), а также состоящие из двух и более составных частей, соединенных сборочными операциями — специфицированные (сборочные единицы, комплексы и комплекты). Стандартом установлены определения основных видов изделий.

Деталью называется изделие, изготовленное из однородного материала. (монолит), без использования монтажных и сборочных операций, например: шкив; зубчатое колесо, винт, гайка, вал, коробка, согнутая из одного куска листового материала, и т. д.

Сборочнаяединица представляет собой изделие, состоящее из нескольких составных частей, соединенных между собой с помощью сборочных, монтажных операций, например редуктор, сварной корпус, муфта, коробка скоростей.

При разработке конструкторской документации. на сборочную единицу составляется спецификация (СП) — основной документ, определяющий полный состав специфицируемого изделия..

Комплексом называют два или более специфицируемых изделия, не соединенных с помощью сборочных. операций, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций, например поточная линия, состоящая из нескольких станков,. телефонная станция и т. д

Комплектом называют два или более изделия, не соеди­ненных сборочными операциями и представляющие набор изделий вспомогательного характера, например комплект запасных частей и принадлежностей, комплект измерительной аппаратуры и т.д.

Несмотря на значительное многообразие устройств современных машин, разнообразие используемых в них деталей и сборочных единиц, можно отметить большое число изделий общего назначения, имеющих единую методику расчета и конструирования для различных отраслей машиностроения. К ним прежде всего относятся детали и сборочные единицы для передачи вращательного движения: валы, оси, муфты, шкивы, зубчатые колеса, червяки и червячные колеса, звездочки, опоры валов и т. д.; стандартные изделия, используемые для передачи заданного движения от одной детали к другой: шпонки, штифты, болты, гайки и т. д.; другие соединения, например шпоночные, шлицевые, клиновые, сварные,

Оси, подшипники, муфты

Общие сведения

Зубчатые колеса, шкивы, звездочки и другие вращающиеся детали машин устанавливают на валах и осях.

Вал предназначен для передачи вращающего момента вдоль своей оси, а также для поддержания расположенных на нем деталей и вос­приятия действующих на эти детали сил. При работе вал испытывает изгиб и кручение, а в некоторых случаях дополнительно растяжение или сжатие (рис. 27.2).

Ось только поддерживает установленные на ней детали и воспри­нимает действующие на эти детали силы (рис. 27.1). В отличие от вала ось не передает вращающего момента и, следовательно, не испытыва­ет кручения. Оси могут быть неподвижными (см. рис. 27.9) или могут вращаться вместе с насаженными на них деталями (рис. 27.1).

По форме геометрической оси валы делят на прямые (рис. 27.2) и непрямые — коленчатые и эксцентриковые. Непрямые валы относят к специальным деталям и в учебнике не рассматриваются.

Оси, как правило, изготовляют прямыми (см. рис. 27.1). По конст­рукции прямые валы и оси мало отличаются друг от друга.

Прямые валы и оси могут быть гладкими (см. рис. 27.9) или ступенча­тыми (см. рис. 27.2). Ступенчатая форма способствует равной напряжен­ности отдельных участков, упрощает установку деталей на валу.

Рис. 27.1. Ось тележки

Рис. 27.2. Прямой ступенчатый вал:

1 — Шип; 2—шейка; 3 — подшипник; 4—кольца с поперечным пазом для размещения тяг съемника для подшипников (см. Рис. 29.26)

По форме поперечного сечения валы и оси бывают сплошные и полые (с осевым отверстием). Полые валы применяют для уменьшения массы или для размещения внутри них других деталей или смазочных мате­риалов.

По внешнему очертанию поперечного сечения валы разделяют на шлицевые и шпоночные, имеющие на некоторой длине шлицевой про­филь или профиль со шпоночным пазом.