ДЕТАЛИ МАШИН

ДЕТАЛИ МАШИН (от франц. detail -подробность), элементы машин, каждый из к-рых представляет собой одно целое и не может быть без разрушения разобран на более простые, составные звенья машин. Д. м. является также научной дисциплиной, рассматривающей теорию, расчёт и конструирование машин.

Число деталей в сложных машинах достигает десятков тысяч. Выполнение машин из деталей прежде всего вызвано необходимостью относительных движений частей. Однако неподвижные и взаимно неподвижные части машин (звенья) также делают из отдельных соединённых между собой деталей. Это позволяет применять оптимальные материалы, восстанавливать работоспособность изношенных машин, заменяя только простые и дешёвые детали, облегчает их изготовление, обеспечивает возможность и удобство сборки.

Д. м. как научная дисциплина рассматривает следующие осн. функциональные группы.

Корпусные детали (рис. 1), несущие механизмы и другие узлы машин; плиты, поддерживающие машины, состоящие из отд. агрегатов; станины, несущие осн. узлы машин; рамы трансп. машин; корпусы ротационных машин (турбин, насосов, электродвигателей); цилиндры и блоки цилиндров; корпусы редукторов, коробок передач; столы, салазки, суппорты, консоли, кронштейны и др.

Рис. 1. Корпусные детали: а - плита; б - горизонтальная станина; в-стойка; г- портальная станина; д -корпус электродвигателя с крышками; е-корпус редуктора; ж -стол.

Передачи - механизмы, передающие механич. энергию на расстояние, как правило, с преобразованием скоростей и моментов, иногда с преобразованием видов и законов движения. Передачи вращательного движения, в свою очередь, делят по принципу работы на передачи зацеплением, работающие без проскальзывания,- зубчатые передачи (рис. 2, а, б), червячные передачи (рис. 2, в) и цепные, и передачи трением - ремённые передачи и фрикционные с жёсткими звеньями. По наличию промежуточного гибкого звена, обеспечивающего возможность значительных расстояний между валами, различают передачи гибкой связью (ремённые и цепные) и передачи непосредственным контактом (зубчатые, червячные, фрикционные и др.). По взаимному расположению валов - передачи с параллельными осями валов (цилиндрические зубчатые, цепные, ремённые), с пересекающимися осями (конические зубчатые), с перекрещивающимися осями (червячные, гипоидные).

Рис. 2. Передачи: а-зубчатая цилиндрическая; б-зубчатая коническая; в-червячная.

По осн. кинематич. характеристике - передаточному отношению -различают передачи с постоянным передаточным отношением (редуцирующие, повысителыше) и с переменным передаточным отношением - ступенчатые (коробки передач) и бесступенчатые (вариаторы). Передачи, преобразующие вращательное движение в непрерывное поступательное или наоборот, разделяют на передачи винт - гайка (скольжения и качения), рейка - реечная шестерня, рейка - червяк, длинная полугайка - червяк.

Рис. 3. Валы и оси: а-вал ступенчатый; б-шпиндель металлорежущего станка; в-вал коленчатый.

Валы и оси (рис. 3) служат для поддерживания вращающихся Д. м. Различают валы передач, несущие детали передач - зубчатые колёса, шкивы, звёздочки, и валы коренные и специальные, несущие, кроме деталей передач, рабочие органы двигателей или машин орудий. Оси, вращающиеся и неподвижные, нашли широкое применение в трансп. машинах для поддержания, напр., неведущих колёс. Вращающиеся валы или оси опираются на подшипники (рис. 4), а поступательно перемещающиеся детали (столы, суппорты и др.) движутся по направляющим. Опоры скольжения могут работать с гидродинамич., аэродинамич., аэростатич. трением или смешанным трением.

Рис. 4. Подшипники: а-шариковый; б- роликовые цилиндрический и конический; в-скольжения.

Опоры качения шариковые применяются при малых и средних нагрузках, роликовые - при значительных нагрузках, игольчатые - при стеснённых габаритах. Наиболее часто в машинах используют подшипники качения, их изготавливают в широком диапазоне наружных диаметров от одного мм до неск. м и массой от долей г до неск. т.

Для соединения валов служат муфты. Эта функция может совмещаться с компенсацией погрешностей изготовления и сборки, смягчением динамич. воздействий, управлением и т. д.

Упругие элементы предназначаются для виброизоляции и гашения энергии удара, для выполнения функций двигателя (напр., часовые пружины), для создания зазоров и натяга в механизмах. Различают витые пружины, спиральные пружины, листовые рессоры, резиновые упругие элементы и т. д.

Соединительные детали являются отдельной функциональной группой. Различают: неразъёмные соединения, не допускающие разъединения без разрушения деталей, соединительных элементов или соединительного слоя -сварные (рис. 5, а), паяные, заклёпочные (рис. 5, б), клеевые (рис. 5, в), вальцованные; разъёмные соединения, допускающие разъединение и осуществляемые взаимным направлением деталей и силами трения (большинство разъёмных соединений) или только взаимным направлением (напр., соединения призма-тич. шпонками). По форме присоединительных поверхностей различают соединения по плоскостям (большинство) и по поверхностям вращения - цилиндрической или конической (вал - ступица). Широчайшее применение в машиностроении получили сварные соединения. Из разъёмных соединений наибольшее распространение получили резьбовые соединения, осуществляемые винтами, болтами, шпильками, гайками (рис. 5, г).

Рис. 5. Соединения: а-сварное; б-заклёпочное; в-клеевое; г -резьбовое.

Прообразы многих Д. м. известны с глубокой древности, самые ранние из них - рычаг и клин. Более 25 тыс. лет назад человек стал применять пружину в луках для метания стрел. Первая передача гибкой связью была использована в лучковом приводе для добывания огня. Катки, работа к-рых основана на трении качения, были известны более 4000 лет назад. К первым деталям, приближающимся по условиям работы к современным, относятся колесо, ось и подшипник в повозках. В древности и при строительстве храмов и пирамид пользовались воротами и блоками. Платон и Аристотель (4 в. до н. э.) упоминают в своих сочинениях о металлич. цапфах, зубчатых колёсах, кривошипах, катках, полиспастах. Архимед применил в водоподъёмной машине винт, по-видимому, известный и ранее. В записках Леонардо да Винчи описаны винтовые зубчатые колёса, зубчатые колёса с вращающимися цевками, подшипники качения и шарнирные цепи. В литературе эпохи Возрождения имеются сведения о ремённых и канатных передачах, грузовых винтах, муфтах. Конструкции Д. м. совершенствовались, появились новые модификации. В кон. 18 - нач. 19 вв. широкое распространение получили заклёпочные соединения в котлах, конструкциях ж.-д. мостов и т. п. В 20 в. заклёпочные соединения постепенно вытеснялись сварными. В 1841 Дж. Витвортом в Англии была разработана система крепёжных резьб, явившаяся первой работой по стандартизации в машиностроении. Применение передач гибкой связью (ремённой и канатной) было вызвано раздачей энергии от паровой машины по этажам фабрики, с приводом трансмиссий и т. д. С развитием индивидуального электропривода ремённые и канатные передачи стали использовать для передачи энергии от электродвигателей и первичных двигателей в приводах лёгких и средних машин. В 20-е гг. 20 в. широко распространились клиноремённые передачи. Дальнейшим развитием передач с гибкой связью являются многоклиновые и зубчатые ремни. Зубчатые передачи непрерывно совершенствовались: цевочное зацепление и зацепление прямобочного профиля со скруглениями было заменено циклоидальным, а потом эвольвентным. Существенным этапом было появление круговинтового зацепления М. Л. Новикова. С 70-х годов 19 в. начали широко применяться подшипники качения. Значительное распространение получили гидростатич. подшипники и направляющие, а также подшипники с воздушной смазкой.

Материалы Д. м. в большой степени определяют качество машин и составляют значительную часть их стоимости (напр., в автомобилях до 65-70% ). Осн. материалами для Д. м. являются сталь, чугун и цветные сплавы. Пластич. массы применяют как электроизолирующие, антифрикционные и фрикционные, корро-зионностойкие, теплоизолирующие, высокопрочные (стеклопласты), а также как обладающие хорошими технологич. свойствами. Резины используют как материалы, обладающие высокой упругостью и износостойкостью. Ответственные Д. м. (зубчатые колёса, сильно напряжённые валы и др.) выполняют из закалённой или улучшенной стали. Для Д. м., размеры к-рых определяются условиями жёсткости, используют материалы, допускающие изготовление деталей совершенных форм, напр, незакалённую сталь и чугун. Д. м., работающие при высоких темп-рах, выполняют из жаростойких или жаропрочных сплавов. На поверхности Д. м. действуют наибольшие номинальные напряжения от изгиба и кручения, местные и контактные напряжения, а также происходит износ, поэтому Д. м. подвергают поверхностным упрочнениям: хими-ко-термич., термич., механич., термо-ме-ханич. обработке.

Д. м. должны с заданной вероятностью быть работоспособными в течение определённого срока службы при минимально необходимой стоимости их изготовления и эксплуатации. Для этого они должны удовлетворять критериям работоспособности: прочности, жёсткости, износостойкости, теплостойкости и др. Расчёты на прочность Д. м., испытывающих переменные нагрузки, можно вести по номинальным напряжениям, по коэффициентам запаса прочности с учётом концентрации напряжений и масштабного фактора или с учётом переменности режима работы. Наиболее обоснованным можно считать расчёт по заданной вероятности и безотказной работы. Расчёт Д. м. на жёсткость обычно осуществляют из условия удовлетворит, работы сопряжённых деталей (отсутствие повышенных кромочных давлений) и условия работоспособности машины, напр, получения точных изделий на станке. Для обеспечения износостойкости стремятся создать условия для жидкостного трения, при к-ром толщина масляного слоя должна превышать сумму высот микронеровностей и др. отклонений от правильной геометрич. формы поверхностей. При невозможности создания жидкостного трения давление и скорости ограничивают до установленных практикой или ведут расчёт на износ на основе подобия по эксплуатац. данным для узлов или машин того же назначения. Расчёты Д. м. развиваются в след, направлениях: расчётная оптимизация конструкций, развитие расчётов на ЭВМ, введение в расчёты фактора времени, введение вероятностных методов, стандартизация расчётов, применение табличных расчётов для Д. м. централизованного изготовления. Основы теории расчёта Д. м. были заложены исследованиями в области теории зацепления (Л. Эйлер, X. И. Гохман), теории трения нитей на барабанах (Л. Эйлер и др.), гидродина-мич. теории смазки (Н. П. Петров, О. Рейнольде, Н. Е. Жуковский и др.). Исследования в области Д. м. в СССР проводятся в Ин-те машиноведения, Н.-и. ин-те технологии машиностроения, МВТУ им. Баумана и др. Осн. периодич. органом, в к-ром публикуются материалы о расчёте, конструировании, применении Д. м., является "Вестник машиностроения".

Развитие конструирования Д. м. происходит в след, направлениях: повышение параметров и разработка Д. м. высоких параметров, использование оптимальных возможностей механических с твёрдыми звеньями, гидравлич.,электрич., электронных и др. устройств, проектирование Д. м. на срок до морального старения машины, повышение надёжности, оптимизация форм в связи с новыми возможностями технологии, обеспечение совершенного трения (жидкостного, газового, качения), герметизация сопряжений Д. м., выполнение Д. м., работающих в абразивной среде, из материалов, твёрдость к-рых выше твёрдости абразива, стандартизация и организация централизованного изготовления.

Лит..-Детали машин. Атлас конструкций, под ред. Д. Н. Решетова, 3 изд., М., 1968; Детали машин. Справочник, т. 1 - 3, М., 1968 - 69. Д. Н. Решетов.




Смотреть больше слов в «Большой советской энциклопедии»

ДЕТАЛЬНОГО РАВНОВЕСИЯ ПРИНЦИП →← ДЕСЯТЫЙ ВСЕРОССИЙСКИЙ СЪЕЗД СОВЕТОВ

Смотреть что такое ДЕТАЛИ МАШИН в других словарях:

ДЕТАЛИ МАШИН

(от франц. détail — подробность)        элементы машин, каждый из которых представляет собой одно целое и не может быть без разрушения разобран на боле... смотреть

ДЕТАЛИ МАШИН

1) отд. составные части и их простейшие соединения в машинах, приборах, аппаратах, приспособлениях и др.: болты, заклёпки, валы, шестерни, шпонки и т. ... смотреть

ДЕТАЛИ МАШИН

(название научной дисциплины) machine elements

ДЕТАЛИ МАШИН

machine components

ДЕТАЛИ МАШИН

Maschinenelemente

ДЕТАЛИ МАШИН

machine components, machine elements

ДЕТАЛИ МАШИН

дэталі машын

ДЕТАЛИ МАШИН

мәшине бөлшектері

ДЕТАЛИ МАШИН

машина тетіктері

ДЕТАЛИ МАШИН

мәшине бөлшегі

ДЕТАЛИ МАШИН

дэталі машын

T: 346