Читать онлайн «Большая энциклопедия техники». Страница 88

Цепная передача со специальной цепью (карданной, круглозвенной или пластинчатой с перекрещивающимися осями) может передавать движение при непараллельном расположении осей звездочек. Цепные передачи широко используются в конструкциях различных сельскохозяйственных машин (в частности, в комбайнах). Одним из примеров цепной передачи является цепной планетарный механизм, в котором имеется одна звездочка с подвижной осью или перемещаемая направляющей деталь.

Цепь – многозвенная гибкая связь, используемая для подвески, подъема и опускания грузов (грузовые цепи), передачи движения в цепных конвейерах (тяговые цепи) и в цепных передачах (приводные цепи).

Грузовые цепи используют в различных грузоподъемных механизмах и машинах (например, в рычажной тали ТР-1М и шестеренчатой ручной тали) при скорости движения до 0,25 м/с. Такие цепи выполняют круглозвенными или пластинчатыми, при этом в пластинчатых цепях параллельно расположенные пластины соединены осями. Тяговые цепи используют при скорости движения до 2—4 м/с.

Наиболее распространены тяговые цепи следующих видов:

  1) втулочные;

  2) втулочно-катковые с гладкими катками и с гребнями на катках;

  3) карданные, в которых звенья соединены перекрывающимися между собой осями;

  4) втулочно-роликовые транспортерные с отгибными пластинами. Приводные цепи используют при скорости движения до 15 м/с и выше. В различных машинах и механизмах чаще всего используют такие приводные цепи, как:

  1) роликовые однорядные, включающие в себя пластины, оси, втулки и ролики;

  2) роликовые многорядные;

  3) зубчатые с шарнирами скольжения, включающими в себя два сегмента, оси и пластины;

  4) зубчатые с шарнирами качения, содержащие перекатывающиеся элементы;

  5) крючковые цепи.

Зубчатые цепи удерживаются на звездочках с помощью пластин, расположенных по обеим сторонам или посредине цепи. Для роликовых и крючковых цепей используют звездочки с зубьями, профиль которых очерчен дугами окружностей. Грузовые и тяговые цепи во многих случаях изготавливают сварными, при этом диаметры барабанов и звездочек, огибаемых сварной цепью, должны быть не менее: для ручного привода – 20 диаметров звена, для машинного привода – 30 диаметров звена. Для сварных грузовых и тяговых цепей используют цепную сталь диаметром от 6 до 16 мм, а шаг таких цепей обычно составляет от 19 до 44 мм. Указанные сварные грузовые и тяговые цепи выдерживают разрушающую нагрузку в пределах от 1400 (при диаметре цепной стали в 6 мм) до 10 200 кг/с (при диаметре цепной стали в 16 мм), или от 14 до 102 кН (в системе СИ).

Цилиндр (от греч. kylindros – «валик», «каток»). Термин имеет два значения:

  1) геометрическое тело, ограниченное цилиндрической поверхностью и двумя секущими ее параллельными плоскостями;

  2) направляющая поступательной пары двигателей внутреннего сгорания, гидравлических объемных приводов, сопряженная с поршнем.

В различных транспортных машинах, станочных автоматических линиях и других механизмах широко применяются такие разновидности цилиндра, как:

  1) гидроцилиндр;

  2) пневмоцилиндр.

Гидроцилиндр в зависимости от назначения содержит следующие элементы и звенья:

  1) канал подвода или отвода рабочей среды (т. е. гидравлической жидкости в виде масла или жидкости или специального состава);

  2) цилиндр;

  3) поршень;

  4) пружину;

  5) шток;

  6) поршневую полость;

  7) штоковую полость;

  8) плунжер;

  9) устройства, обеспечивающие уменьшение скорости перемещения выходного звена в конце хода;

  10) мембрану;

  11) сильфон.

Гидроцилиндры широко применяются в различных гидросистемах как источники привода рабочих органов мобильных машин и исполнительных механизмов разного вида промышленного оборудования. По функциональным признакам гидроцилиндры – это объемные гидродвигатели, предназначенные для преобразования энергии потока рабочей жидкости (т. е. гидравлической) в механическую энергию выходного звена с возвратно-поступательным движением. Причем подвижным звеном может выступать как шток, так и корпус (т. е. сам цилиндр, выполненный в виде гильзы) гидроцилиндра. В зависимости от рабочего цикла, необходимых скоростей и усилий применяют гидроцилиндры разных типоразмеров и исполнений. Например, они могут быть одностороннего или двустороннего действия. В гидроцилиндрах двустороннего действия прямой и обратный ход совершается под давлением рабочей (гидравлической) жидкости, а в гидроцилиндрах одностороннего действия обратный ход совершается под действием внешней нагрузки или пружины. Для привода рабочих органов мобильных машин наиболее широко применяются поршневые гидроцилиндры двустороннего действия с односторонним выходом штока. Усилие на штоке и его перемещение могут быть направлены в обе стороны в зависимости от того, в какую из полостей нагнетается гидравлическая жидкость. Обычно противоположная полость при этом соединяется со сливной гидролинией. Гидроцилиндры с двусторонним штоком применяются в основном для поворота рабочего оборудования навесных экскаваторов, при этом подвижным звеном является корпус (т. е. цилиндр в виде гильзы). Поршневые гидроцилиндры двустороннего действия унифицированной конструкции предназначены для гидроприводов мобильных машин и эксплуатируются на гиравлической жидкости вязкостью от 10 до 3500 мм2/с в условиях умеренного (У), холодного (ХЛ) и тропического (Т) климата. (Примечание: сильфон, являющийся составной частью гидроцилиндра, представляет собой тонкостенную гофрированную трубку, которая функционирует как пружина сжатия или растяжения; используют в качестве компенсаторов изменения длины труб, чувствительных элементов – датчиков давления в приборах и разделительных герметизирующих элементах, в механизмах передачи поступательного движения из одной среды в другую.)

Чебышева параллелограмм – вид плоского механизма, имеющего подвижные звенья и кинематические пары пятого и четвертого классов. Работа такого механизма описывается формулой П. Л. Чебышева (была предложена знаменитым русским ученым еще в 1869 г.), которая имеет следующий вид: ω = 3n -2pV -pIV, где n – число подвижных звеньев; pV, pIV – число кинематических пар соответственно V и IV классов. Формула Чебышева представляет собой частный случай формулы Сомова—Малышева, которая имеет следующий вид: ω = 6n – 5pv – 4piv – 3pIII -2pii – pI. В общем смысле Чебышева параллелограмм является схемой пространственного механизма (плоского механизма) с определенным числом степеней свободы механической системы (это число определяется как число независимых возможных перемещений), причем для механизма, все связи которого голономные, такое число рассматривается в механике как число обобщенных координат. Для твердого тела, свободно движущегося в пространстве, число степеней свободы механической системы равно шести: три поступательных вдоль осей x, у и z и три вращательных вокруг этих осей. Для плоского механизма, к которому применима формула Чебышева (т. е. для параллелограмма Чебышева), ω = 3n – 2pV – pIV положение при плоском движении твердого тела определяется тремя координатами, а число накладываемых связей равно двум для пар V класса и одной для пар IV класса. При подсчете числа степеней свободы механической системы, имеющей вид параллелограмма Чебышева, с помощью приведенной формулы Чебышева исключают дублирующие (пассивные, избыточные) связи и лишние (местные) степени свободы.

Червячная передача представляет собой механизм, предназначенный для передачи вращения между валами со скрещивающимися осями посредством винта, выполненного в виде червяка и сопряженного с ним червячного колеса. Червячная передача, как и зубчатая, имеет начальные и делительные поверхности, представляющие собой поверхности цилиндров (в большинстве случаев). Особой разновидностью червячной передачи является глобоидная передача, у которой делительная поверхность червяка выполнена в виде вогнутой поверхности тора. (Примечание: тор – от лат. torus – «вздутие», «выпуклость», «узел» – геометрическое тело, образуемое вращением круга вокруг прямой, лежащей в плоскости этого круга, но не пересекающей его.) Червячная передача представляет собой разновидность винтовой зубчатой передачи и характеризуется тем, что поверхности зубьев колеса огибают на определенном угле поверхности витков червяка и контактируют с витками червяка по линии, благодаря чему повышается несущая способность передачи. Червячная передача характеризуется передаточным числом u = z2 / z1 где z2 – число зубьев колеса (обычно z2 = 18 / 300); z1 – число заходов винта на червяке (в большинстве случаев z1 = 1 / 4), а также передаточным отношением i = ω1 / ω2 = u, где ω1 и ω2 – угловые скорости соответственно червяка и колеса. Червячная передача позволяет получать большие передаточные отношения (до 300), но имеет сравнительно низкий коэффициент полезного действия (КПД от 0,50 до 0,85). Как показали специальные исследования, КПД тем выше, чем больше угол винтовой линии червяка, вычисляемый следующим образом по формуле: γ = arctg (pz1 / πd1 = (mz1) / d1, где p – осевой шаг; d1 – делительный диаметр червяка, m – модуль. Чем меньше угол, тем более вероятно явление самоторможения при ведущем червячном колесе. Червячные передачи используются в механизмах в тех случаях, когда требуется значительное понижение угловой скорости; повышающие червячные передачи встречаются очень редко. Цилиндрический червяк, применяемый во многих червячных передачах, может быть: