Научная статья на тему 'АНАЛИЗ И ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ КОНСТРУКЦИЙ ПЕРЕДАТОЧНЫХ МЕХАНИЗМОВ'

АНАЛИЗ И ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ КОНСТРУКЦИЙ ПЕРЕДАТОЧНЫХ МЕХАНИЗМОВ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
122
18
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ДОЛГОВЕЧНОСТЬ / МАШИНОСТРОЕНИЕ / МЕХАНИЗМЫ

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Мануйленко Данил Сергеевич, Фоменко Михаил Дмитриевич, Чусовитин Николай Анатольевич

Работа имеет междисциплинарный характер, написана на стыке истории и теории механизмов и машин. Основное внимание в статье акцентировано на рассмотрениb повсеместно используемых передаточных механизмов: ременной привод, червячный привод, цепной привод, цилиндрический привод, конический привод, фрикционный привод. Проанализированы их достоинства и недостатки, рассказано об истории их развития, а также выявлены методы, направленные на повышение долговечности подвижных сопряженных деталей и конструкций в целом. Статья полезна как для преподавателей технических ВУЗов, так и для студентов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ANALYSIS AND HISTORY OF THE DEVELOPMENT OF TRANSMISSION MECHANISM DESIGNS

The work is interdisciplinary in nature, written at the intersection of history and theory of mechanisms and machines. The main attention in the article is focused on the consideration of the widely used transmission mechanisms: belt drive, worm drive, chain drive, cylindrical drive, bevel drive, friction drive. Their advantages and disadvantages are analyzed, the history of their development is told, as well as methods aimed at increasing the durability of movable mating parts and structures in general are revealed. The article is useful both for teachers of technical universities and students.

Текст научной работы на тему «АНАЛИЗ И ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ КОНСТРУКЦИЙ ПЕРЕДАТОЧНЫХ МЕХАНИЗМОВ»

корректирования нормативов технического обслуживания и ремонта. Например, необходимо определить факторы, которые влияют на техническое состояние автомобиля, систематизировать и распределить по значимости влияния на техническое состояния автотранспортного средства. На основе проведенного анализа скорректировать нормативы технической эксплуатации автомобиля [5]. Таким образом, для объективного анализа и учета всех условий необходимо непосредственное наблюдение за автотранспортным средством в эксплуатационных условиях и компетентное прогнозирование его технического состояния.

Оптимальная организация ремонтов, сервисного, технического обслуживания автотранспорта должна предусматривать оперативное корректирование нормативов технической эксплуатации на основе утвержденных нормативов трудоемкости, периодичности и ресурса автомобилей в условиях их работы. указанное станет эффективным путем снижения простоев автомобиля, повысит экономическую эффективность работы транспортного предприятия. Успешность исполнения такого подхода зависит, в основном, от квалифицированной работы технических специалистов автотранспортных предприятий, принимающих решение об оптимизации и планировании режимов технического обслуживания и ремонта для каждого конкретного автомобиля, с учетом конкретных условий эксплуатации.

Список литературы /References

1. Захаров Н.С. Влияние сезонных условий на процессы изменения качества автомобилей: специальность 05.22.10 «Эксплуатация автомобильного транспорта»: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Захаров Николай Степанович; Тюменский государственный нефтегазовый университет. Тюмень, 2000. 524 с.

2. Юдин М.И. Технический сервис машин и основы проектирования предприятий / М.И. Юдин, Е.М. Юдина, А.Б. Шепелев. Краснодар: Кубанский государственный аграрный университет, 2007. 968 с.

3. Шмелев В.Е. Теоретические основы надежности, диагностики и ремонта деталей машин / В.Е. Шмелев, А.Н. Сергеев. Тула: Тульский государственный педагогический университет Л.Н. Толстого, 2016. 234 с.

4. Говорущенко Н.Я. Техническая кибернетика транспорта. Учебное пособие. / Н.Я. Говорущенко, В.Н. Варфоломеев. Харьков: ХГАДТУ, 2001. 271 с.

5. Озорнин С.П. Совершенствование организации мониторинга изменений технического состояния машин в эксплуатации / С.П. Озорнин, И.Е. Бердников. Текст: непосредственный // Вестник Забайкальского государственного университета, 2014. № 8. С. 64-69.

АНАЛИЗ И ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ КОНСТРУКЦИЙ ПЕРЕДАТОЧНЫХ МЕХАНИЗМОВ

12 3

Мануйленко Д.С. , Фоменко М.Д. , Чусовитин Н.А. Email: Manuylenko6113@scientifictext.ru

'Мануйленко Данил Сергеевич - студент; 2Фоменко Михаил Дмитриевич - студент, кафедра технологии машиностроения, механико-технологический факультет; 3Чусовитин Николай Анатольевич - кандидат технических наук, доцент, кафедра проектирования технологических машин, Новосибирский государственный технический университет, г. Новосибирск

Аннотация: работа имеет междисциплинарный характер, написана на стыке истории и теории механизмов и машин. Основное внимание в статье акцентировано на рассмотрениЬ повсеместно используемых передаточных механизмов: ременной привод, червячный привод, цепной привод, цилиндрический привод, конический привод, фрикционный привод. Проанализированы их достоинства и недостатки, рассказано об истории их развития, а также выявлены методы, направленные на повышение долговечности подвижных сопряженных деталей и конструкций в целом. Статья полезна как для преподавателей технических ВУЗов, так и для студентов. Ключевые слова: долговечность, машиностроение, механизмы.

ANALYSIS AND HISTORY OF THE DEVELOPMENT OF TRANSMISSION MECHANISM DESIGNS Manuylenko D.S.1, Fomenko M.D.2, Chusovitin NA.3

1Manuylenko Danil Sergeevich - Student;

2Fomenko Mikhail Dmitrievich - Student, DEPARTMENT OF MECHANICAL ENGINEERING TECHNOLOGY, FACULTY OF MECHANICS

AND TECHNOLOGY;

3Chusovitin Nikolay Anatolyevich - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, DEPARTMENT OF DESIGN TECHNOLOGICAL MACHINES, NOVOSIBIRSK STATE TECHNICAL UNIVERSITY, NOVOSIBIRSK

Abstract: the work is interdisciplinary in nature, written at the intersection of history and theory of mechanisms and machines. The main attention in the article is focused on the consideration of the widely used transmission mechanisms: belt drive, worm drive, chain drive, cylindrical drive, bevel drive, friction drive. Their advantages and disadvantages are analyzed, the history of their development is told, as well as methods aimed at increasing the durability of movable mating parts and structures in general are revealed. The article is useful both for teachers of technical universities and students. Keywords: durability, mechanical engineering, mechanisms.

Введение:

Одной из главных установленных тенденций развития машиностроения по всему миру является оснастка машиностроения передаточные отношения в механизмах машин, таким как: передаточное отношение. Обширное применение использование приобрели во всех сферах применения. Одной из важнейших кинематических характеристик в теории механизмов и машин является передаточное отношение. Благодаря ему получается определить, на какую величину возрастает момент приложенной силы, когда происходит передача вращения от одной детали к другой. На практике имеет решение различных технических задач, механизмы создаются с кинематической схемой, имеющей постоянное или переменное передаточное отношение.

Для наглядного примера на Рис.1. представлена принципиальная схема передаточных механизмов.

3

\

ш

о

в

№ -

Рис. 1. Передаточный механизм: 1) ременной привод, 2) червячный привод, 3) цепной привод, 4) цилиндрический привод, 5) конический привод, 6) фрикционный привод

В научно разработанной установочной схеме реализованы с использованием следующих механических соединений:

Ремённой, червячный, цепной, цилиндрический, конический и фрикционной привод.

История развития:

Передачей называют техническое приспособление для передачи того или иного вида движения от одной части механизма к другой. Передача происходит от источника энергии к месту ее потребления или преобразования. Первые передаточные механизмы были разработаны в античном мире и использовались в системах орошения Древнего Египта, Междуречья и Китая.

Ремённая передача - одна из древнейших и простых механических передач, в которой используются приводные ремни и специальные колеса — шкивы. По некоторым источникам, ременная передача впервые документально описана китайским философом Ян Сюном (300 год до н. э.) периода империи Хань в тексте «Словарь местных выражений». Описанное устройство использовали ткачи в своей работе с шелком.

Червячная передача — механическая передача, осуществляющаяся зацеплением червяка и сопряжённого с ним червячного колеса. Первое применение червячных передач началось 2 тысячелетия назад. В Древнем Египте на берегах Нила для орошения плодородных земель уже использовались оросительные устройства, состоявшие из деревянной червячной передачи и колеса с большим числом ковшей. Такое устройство приводилось в действие быком. Вода поднималась на более высокий уровень и по каналам доставлялась к потребителю.

Цепная передача — это передача механической энергии при помощи гибкого элемента — цепи, за счёт сил зацепления. Шестерни знал еще античный мир, как видно из «антикитерского механизма» (200 год до н. э.). Использование цепей для передачи усилия упоминается Полибием (III век н. э.). Но первая бесконечная цепная передача с шестерни на шестерню, вероятно, была изобретена китайским полиматом Су Суном. Рисунок «небесной лестницы» находится в трактате Су Суна 1092 года, описывающем сложные механические башенные астрономические часы. Судя по рисунку, это не классическая цепь из клепаных овальных колец под углом 90 градусов, а что-то более похожее на современные велосипедные цепи с роликовыми элементами. Часы Су Суна до нашего времени не дошли и, вероятно, существовали лишь в чертежах.

Цилиндрическая зубчатая передача — зубчатая передача, состоящая из двух зубчатых колёс, аксоидные, начальные и делительные поверхности которых

цилиндрические, а оси вращения параллельны. Первые подобия водяных мельниц с применением цилиндрических передач появились около 200-150 лет до нашей эры возле нынешнего Барбегаля во Франции и в Британии, они применялись сначала только для помола зерна.

Коническая зубчатая передача — зубчатая передача, состоящая из двух зубчатых колёс, оси которых пересекаются. В Древней Греции в первом веке до н.э. единственная известная более ранняя «машина» с использованием конической передачи — это гончарный круг, важной деталью которого была шестеренка.

Фрикционная передача — кинематическая пара, использующая силу трения между собой для передачи механической энергии. Фрикционные передачи в древности (10050 лет до н.э.) предшествовали зубчатым в маломощных устройствах: два гладких колеса, чаще всего с пересекающимися осями, просто прижимались друг к другу грузами или своим весом и передавали усилия. Любое колесо, катящееся под действием вращающего момента по гладкой поверхности, является фрикционной передачей; такие известны с античных времен.

С развитием металлургии стали эволюционировать и передаточные механизмы. Ременные и зубчатые передачи активно использовались для приведения в действие самых разнообразных станков (роликовых, сверлильных, токарных, ротационных и др.), шахтных вентиляторов, подъемников и насосов. После изобретения кулачковых и кривошипных механизмов стало проще приводить в действие ударные устройства путем преобразования крутящего момента в возвратно-поступательное движение.

Однако, несмотря на очевидный прогресс, передаточные механизмы 17 - 18 веков всё же были громоздки и малоэффективны. Усовершенствовать их в соответствии с требованиями времени взялись такие ученые, как Ф. Делахир, М. Камус и Л. Эйлер, занявшиеся разработкой классической теории зацепления профилей зубьев.

В настоящее время практически невозможно встретить машину, в которой отсутствовал бы зубчатый механизм, он используется повсеместно и являются неотъемлемым элементом многих видов оборудования.

Принцип работы:

Научная установка управляется двигателем постоянного тока с напряжением в 12V. Во-первых, двигатель постоянного тока приводит ременной привод в работу, впоследствии ременной механизм приводит в работу червячный механизм, который в свою очередь влечет к работе цепной привод. Далее цепной механизм приводит цилиндрический, после чего в работу включается конический привод и в конечном итоге фрикционной механизм начинает свое действие.

Одним из самых важных вопросов конструктивного направления увеличения долговечности является ликвидация прямого контакта поверхностей трения, а также снижение нагрузок благодаря их распределению по всей поверхности взаимодействующих частей. Так как с практической точки зрения невозможно полностью разделить соприкасающиеся поверхностей, были выявлены друге пути конструктивного увеличения долговечности, такие как подбор материалов для трущихся элементов в зависимости от условий работы данного сопряжения. Данный параметр может достигаться за счет образования определенных прочностных характеристик на поверхности, которые могут обеспечивать низкую изнашиваемость деталей, Также путем нанесения переработочных покрытий и определения оптимальных режимов приработки.

На сегодняшний день в производстве механизмов машин сформировалась единая система методов восстановления трущихся элементов, включающая в себя способы ручной сварки и наплавки. Также актуальны способы механизированной наплавки, различные технологии замены покрытий на электрохимические покрытия. Не являются секретом для человечества и способы восстановления конструкций клеевыми композициями. Для того чтобы выбрать самый рациональный и оптимальный в данной ситуации способ производится точная оценка поврежденных

элементов по ряду относительных показателей. Благодаря тому, что наука и техника не стоит на месте и удивляет своими новыми прорывами и достижениями, появились современные способы восстановления, и стало возможным увеличение долговечности восстановленных деталей. К таким достижениям относятся методы плазменного напыления на изношенную деталь, методы лазерной наплавки и упрочнения, тем самым получаются твердые покрытия, которые обладают повышенной износостойкостью. Из чего следует, что традиционные способы увеличения долговечности, получаемые за счет повышения твердости поверхности, в большинстве случаев исчерпали себя. Наиболее развивающимся направлением, обеспечивающим поверхности детали сопряжения высокую износостойкость, является осуществление режима избирательного переноса, то есть с образованием на контактирующих поверхностях защитной пленки. Обобщая вышесказанное, следует, что в комбинации с традиционными методами восстановления деталей, использование избирательного переноса в восстановленных сопряжениях позволит существенно увеличить срок службы автомобилей, подвергшихся ремонту, исключая тем самым трудоемкие и дорогостоящие технологии упрочнения деталей.

Список литературы /References

1. Безъязычный В. Основы технологии машиностроения: Учебник / В. Безъязычный. М.: Машиностроение, 2013. 568 с.

2. Когаев В.П., Дроздов Ю.Н. Прочность и износостойкость деталей машин. М.: Высш. шк., 1991.

3. Зубчатая передача. [Электронный ресурс]: Википедия. Свободная энциклопедия. Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/зубчатая_передача/ (дата обращения: 08.06.2021).

ТЕХНИЧЕСКИЕ ЖИДКОСТИ АВТОМОБИЛЯ

1 2 Кирпиков М.В. , Никонов А.С.

Email: Kirpikov6113@scientifictext.ru

1Кирпиков Михаил Викторович - студент магистратуры;

2Никонов Александр Сергеевич - студент магистратуры, кафедра технологии и оборудования лесопромышленного производства,

Мытищинский филиал Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана,

г. Мытищи

Аннотация: в данной статье авторы рассказывают об основных автомобильных жидкостях, их видах и роли в работе транспортного средства. Кроме того, говорят о том, что в автомобиле необходимо постоянно следить и заменять технические жидкости. А также рассказывают о способах проверки, интервалах замены технических жидкостей. Данная тема актуальна, поскольку техническое обслуживание с использованием технических жидкостей является одним из самых простых и важных способов защиты автомобиля от износа и других неисправностей, которые могут привести к выходу из строя деталей автомобиля. Ключевые слова: автомобиль, тормозная жидкость, руль.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.