3. Классификация деталей машин

Большинство деталей являются подобными для многих машин, что делает целесообразным изучение их в самостоятельном курсе «Детали машин».

Рассмотрим общую классификацию деталей машин.

1. Выполнение машин и их звеньев из различных деталей вызывает необходимость соединения последних между собой. Поэтому группой деталей, рассматриваемой первой и как наиболее общей, является группа соединений.

Некоторые части деталей и детали после их изготовления могут быть соединены постоянно и не требуют последующей разборки (например, нет необходимости разбирать паровой котел на отдельные листы). Соответствующие соединения называют неразъемными, их осуществляют сваркой, пайкой или клепкой. Разъединение деталей невозможно без их разрушения или связано с опасностью их повреждения.

Некоторые детали необходимо в процессе эксплуатации разъединять, например, для осмотра, очистки или замены. В этих случаях приходится использовать более сложные разъемные соединения, осуществляемые с помощью винтов, шпонок, клиньев и т. п.2.

Машины, по определению К. Маркса, состоят из двигательного, передаточного и исполнительного механизмов.

Наиболее общими для всех машин являются передаточные механизмы. Двигательные и исполнительные механизмы, как правило, имеют много специфических деталей. Передача механической энергии наиболее удобно осуществляется при вращательном движении, которое может быть непрерывным и иметь большую скорость.

Для передачи энергии при вращательном движении в основном применяют передачи, валы и муфты.

Передачи вращательного движения являются механизмами, предназначенными передавать энергию с одного вала на другой, как правило, с изменением, т. е. с уменьшением или увеличением угловых скоростей и соответственным изменением вращающих моментов.

Передачи разделяют на передачи зацеплением, передающие энергию посредством взаимного зацепления зубьев (зубчатые, червячные и цепные передачи), и передачи трением, передающие энергию посредством сил трения, вызываемых начальным натяжением ремня (ременные передачи) или прижатием одного катка к другому (фрикционные передачи с жесткими телами качения).

3. Вращающиеся детали передач (зубчатые колеса, шкивы, звездочки) устанавливают на валах. Валы служат для передачи вращающего момента вдоль своей оси и для поддержания указанных деталей. Для поддержания вращающихся деталей без передачи полезных вращающих моментов служат оси.

Валы соединяют с помощью муфт. Муфты бывают постоянные, не допускающие разъединения валов при работе машин, и сцепные, допускающие сцепление и расцепление валов.

Валы и оси вращаются в подшипниках. Последние делятся на подшипники скольжения и качения.

Поступательно движущиеся детали поддерживают направляющие поступательного движения скольжения и качения.

Подшипники и направляющие, в свою очередь, базируются на основаниях: станинах и других корпусных деталях.

4. Для преобразования видов движений (вращательного в возвратно-поступательное, качательное или наоборот), осуществления движений с заданным законом изменения скорости и движения со сложной траекторией применяют шарнирно-рычажные и кулачковые механизмы. Наибольшее применение из шарнирно-рычажных механизмов имеет, как известно, кривошипно-ползунный механизм, используемый во всех поршневых машинах: двигателях внутреннего сгорания, насосах. Основные детали шарнирно-рычажных механизмов – кривошипы, шатуны, коромысла, направляющие, кулисы, ползуны. Основные детали кулачковых механизмов – кулачки, эксцентрики, ролики.

5. В большинстве машин необходимо использовать упругие элементы: пружины или рессоры. Пружины и рессоры применяют: для защиты от вибраций и ударов (особенно широко в транспортных машинах – автомобилях, вагонах); для совершения в течение длительного времени полезной работы путем предварительного аккумулирования или накопления энергии (заводные пружины в часах и других механизмах); для осуществления обратного хода в кулачковых и других механизмах; для создания натяга и т. д.

6. Для повышения равномерности движения, уравновешивания деталей машин и для накопления энергии в целях повышения силы удара или для ее восприятия (в машинах ударного действия) применяют детали, использующие для выполнения своих функций массу, – маховики, маятники, грузы, бабы, шаботы.

7. Долговечность машин в значительной степени определяется устройствами для защиты от загрязнения и для смазывания.

8. Важную группу составляют детали и механизмы управления.

Наконец, значительные группы составляют детали, специфические (точнее, имеющие наибольшее применение) для отдельных групп машин.

Для энергетических машин наиболее характерными являются цилиндры, поршни, клапаны, лопатки и диски турбомашин, роторы и статоры электрических машин. Для строительных, дорожных и подъемно-транспортных машин характерны колеса, гусеницы, рельсы, крюки, ковши, отвалы, грейферы и др.