60 Nozioni di base di progettazione meccanica da conoscere: Una guida completa

Vi siete mai chiesti che cosa rende la progettazione meccanica così cruciale nell'ingegneria? Questa guida completa sulle basi della progettazione meccanica esplora concetti essenziali come la standardizzazione, i tipi di connessioni, le classificazioni dei cuscinetti e i meccanismi degli ingranaggi. I lettori acquisiranno una comprensione fondamentale dei principi chiave, che contribuirà a processi di progettazione efficienti e innovativi. Immergetevi in questo articolo per approfondire le vostre conoscenze e migliorare le vostre capacità di progettazione meccanica!

Indice dei contenuti

  1. La macchina è composta da quattro parti: il motore primo, la trasmissione, l'esecuzione e il controllo.
  2. Le principali forme di guasto nelle trasmissioni a cinghia sono i danni da fatica e lo slittamento della cinghia.
  3. L'importanza di implementare la standardizzazione, la serializzazione e la generalizzazione nella progettazione meccanica:

① Riduce il carico di lavoro della progettazione;

I componenti standard sono prodotti in grandi quantità da fabbriche professionali ad alta efficienza, basso costo e qualità affidabile;

③ Rende più comode le operazioni di manutenzione e riparazione;

④ Il principio delle "tre modernizzazioni" deve essere seguito nella progettazione ed è anche una politica tecnica nazionale.

  1. Le connessioni possono essere classificate in due tipi: staccabili e non staccabili.
  2. Le connessioni a vite possono essere suddivise in connessioni a bullone, connessioni a perno a doppia testa e connessioni a vite.
  3. Le misure antiallentamento per le connessioni filettate comprendono l'antiallentamento per attrito, l'antiallentamento meccanico e l'antiallentamento permanente.
  4. I collegamenti a pin sono classificati in pin di localizzazione, pin di collegamento e pin di sicurezza.
  5. Le connessioni a chiavetta si dividono in connessioni a chiavetta piatta, connessioni a chiavetta semicircolare e connessioni scanalate.
  6. Le funzioni dell'albero sono classificate in alberi di trasmissione, mandrini e alberi rotanti.
  7. I giunti si dividono in due categorie: giunti rigidi e giunti flessibili.
  1. I cuscinetti possono essere classificati in due tipi: a strisciamento e a rotolamento.

I cuscinetti radenti sono ulteriormente suddivisi in cuscinetti radiali e reggispinta in base al carico che sopportano.

  1. Definizione di cuscinetto ad olio: I cuscinetti a olio sono realizzati con materiali di metallurgia delle polveri, in cui polveri metalliche come bronzo, ferro o alluminio sono mescolate con grafite per formare i gusci dei cuscinetti. Questi gusci vengono sinterizzati ad alte temperature per produrre gusci non compatti e porosi con una struttura ceramica. Dopo essere stati completamente imbevuti di olio lubrificante, i pori si riempiono di olio, da cui il nome "cuscinetto a olio".

Caratteristiche del cuscinetto ad olio: bassa resistenza, nessuna resistenza agli urti, struttura semplice e basso costo.

  1. Cuscinetti volventi:

Vantaggi:

① Bassa resistenza all'attrito, avviamento sensibile, alta efficienza, basso riscaldamento e basso aumento di temperatura;

Le dimensioni assiali ridotte contribuiscono alla compattezza e alla semplicità dell'intero meccanismo della macchina;

③ Gioco radiale ridotto, che può essere regolato con il metodo di pre-serraggio, con conseguente elevata precisione di rotazione;

④ Lubrificazione semplice, basso consumo di olio e facile manutenzione;

⑤ Parti standard, produzione di massa, convenienti e facili da usare e sostituire.

Svantaggi: grandi dimensioni radiali, limitata capacità di sopportare carichi d'urto, elevata rumorosità in caso di funzionamento ad alta velocità e breve durata.

  1. I componenti di un cuscinetto volvente: anello esterno, anello interno, corpi volventi e gabbia.
  2. Codice dei cuscinetti volventi: è composto da un pre-codice, un codice base e un post-codice. Il codice di base comprende il codice del tipo di cuscinetto, il codice della serie di dimensioni e il codice del diametro interno.
  3. Forme strutturali dei cuscinetti volventi: supporto fisso unidirezionale a doppio perno, supporto fisso bidirezionale a singolo perno, supporto flottante a doppio perno.
  4. I lubrificanti possono essere suddivisi in olio lubrificante e grasso.
  5. La tenuta dei cuscinetti volventi può essere a contatto o senza contatto.
  6. Funzioni delle molle:

a. Ridurre l'impatto e assorbire le vibrazioni;

b. Controllo del movimento;

c. Immagazzinare e rilasciare energia;

d. Fornire indicazioni di misura;

e. Mantenere un contatto elastico.

  1. Le molle sono classificate in diverse forme, come molle a spirale, molle a tazza, molle a disco e molle ad anello.
  1. a. Metodi di avvolgimento delle molle: avvolgimento a freddo e avvolgimento a caldo.

b. Processo di produzione delle molle a spirale cilindriche: formazione dell'avvolgimento, lavorazione dell'estremità o produzione del gancio e trattamento termico.

  1. Una coppia mobile è un collegamento mobile tra i componenti di una macchina che consente sia il contatto che il movimento relativo.
  2. Se il moto relativo tra i componenti di una coppia cinematica avviene sullo stesso piano o su piani paralleli, si parla di coppia cinematica planare. In caso contrario, si parla di coppia cinematica spaziale.
  3. Le coppie di movimento planari si dividono in coppie planari basse e coppie planari alte in base alle diverse forme di contatto.
  4. Le coppie di movimento spaziale più comuni sono le coppie a spirale e le coppie sferiche.
  5. Le coppie basse possono essere suddivise in coppie rotanti e coppie mobili in base alla forma di movimento relativo tra i due componenti.
  6. Coppie basse e alte nella vita quotidiana:

① Coppie basse: cerniere di porte e finestre, ventilatori da soffitto, che hanno un contatto superficiale, possono sopportare grandi carichi, si usurano lentamente, hanno una lunga durata e una bassa pressione, il che li rende coppie basse.

② Coppie elevate: l'ingranaggio degli ingranaggi, l'anello del tallone a sfera dei cuscinetti volventi, il contatto tra le ruote del treno e le rotaie e il contatto tra camme e aste di spinta sono tutti contatti di linea o puntiformi ad alta pressione. Consentono movimenti più precisi e requisiti di produzione elevati, rendendoli coppie elevate.

  1. Tre forme di base di un meccanismo a quattro barre incernierate:

① Meccanismo a manovella (ad es. trebbiatrice agricola manuale, miscelatore di liquidi, cavallo a dondolo, macchina da cucire);

② Meccanismo a doppia manovella (ad es. meccanismo di collegamento delle ruote del treno, ombrello);

③ Meccanismo a doppio bilanciere (ad es. meccanismo di oscillazione di un ventilatore elettrico, tergicristallo di un'automobile).

  1. a. Classificazione dei meccanismi a camme in base alla forma: camme mobili, camme a disco e camme cilindriche.

b. Classificazione in base alla forma del seguitore: seguitori a punta, seguitori a rulli e seguitori a fondo piatto.

c. Classificazione in base alla forma di movimento del seguitore: seguitori a movimento diretto e seguitori oscillanti.

  1. Meccanismi comuni per il movimento intermittente: meccanismo a cricchetto, meccanismo di Ginevra e meccanismo a ingranaggi incompleti.
  2. Caratteristiche di trasmissioni a cinghia:

Vantaggi:

① Sono in grado di ridurre gli urti, assorbire le vibrazioni, garantire un funzionamento fluido e una bassa rumorosità;

② Struttura semplice, facile manutenzione e sostituzione e basso costo;

③ Può raggiungere facilmente la trasmissione tra grandi distanze centrali;

④ In caso di sovraccarico, il nastro trasportatore scivolerà sulla ruota per evitare di danneggiare la macchina.

Svantaggi:

① Non è possibile garantire un rapporto di trasmissione preciso e costante nella trasmissione a cinghia;

② Bassa efficienza della trasmissione meccanica;

③ L'albero e l'asse sono soggetti a grandi forze radiali, che sono sfavorevoli a funzionamento della macchina.

  1. ① Struttura della cinghia trapezoidale: suddivisa in struttura del nucleo del cavo e struttura del nucleo del cavo, con strato superiore in gomma (1), strato di trazione (2), strato inferiore in gomma (3) e strato di rivestimento (4);

② Strato neutro: situato tra gli strati di gomma superiore e inferiore, la sua lunghezza e larghezza non cambiano a causa della tensione della cinghia trapezoidale sulla puleggia;

③ Larghezza del passo: larghezza dello strato neutro della cinghia trapezoidale;

④ Esistono tre tipi di pulegge per cinghie trapezoidali in base alle dimensioni del diametro di riferimento: tipo pieno, tipo a piastra e tipo a raggi.

  1. I principali tipi di trasmissioni a cinghia: trasmissione a cinghia piatta, trasmissione a cinghia trapezoidale, trasmissione a cinghia circolare e trasmissione a cinghia a cinghia tonda. cinghia sincrona trasmissione.
  2. Caratteristiche delle trasmissioni a catena:

Vantaggi:

① La trasmissione a maglie può garantire un rapporto di trasmissione medio costante;

② Non è richiesta alcuna tensione iniziale e l'albero è minimo. forza di flessione;

③ Maggiore resistenza rispetto alle trasmissioni a cinghia, per la trasmissione di carichi maggiori;

④ Forte adattabilità, può essere utilizzato in condizioni di lavoro difficili.

Svantaggi:

① Non può garantire rapporti di trasmissione istantanei e costanti come gli ingranaggi;

② Rumore e vibrazioni elevati;

③ Requisiti di produzione e installazione più elevati rispetto alle trasmissioni a cinghia;

④ La direzione dell'albero della ruota dentata è limitata.

  1. Caratteristiche delle trasmissioni a ingranaggi:

Vantaggi:

① Elevata precisione di trasmissione;

② Ampia gamma di applicazioni;

③ Può realizzare la trasmissione tra due alberi qualsiasi nello spazio;

④ Funzionamento affidabile e lunga durata;

⑤ Alta efficienza di trasmissione.

Svantaggi:

① Elevati requisiti di produzione e installazione e costi elevati;

② Requisiti rigorosi per le condizioni dello specchio ad anello, in genere è necessario collocare una copertura per evitare polvere e incrostazioni e prestare attenzione alla lubrificazione;

③ Non è adatto per trasmissioni a lunga distanza;

④ Lo smorzamento delle vibrazioni e la resistenza agli urti non sono all'altezza delle trasmissioni a cinghia.

  1. Nella trasmissione meccanica, il profilo involuto è solitamente adottato per gli ingranaggi per garantire una trasmissione fluida, e ingranaggio involuto La trasmissione ha un rapporto di trasmissione costante.
  2. L'angolo tra la direzione della forza e la direzione del movimento del punto di azione della forza su un oggetto è chiamato angolo di pressione.
  3. Una coppia di ingranaggi involuti deve avere lo stesso modulo e lo stesso angolo di pressione prima che si verifichino l'ingranamento e la trasmissione.
  4. Le principali forme di danno agli ingranaggi: frattura dalla radice del dente, pitting da fatica sulla superficie del dente, usura della superficie del dente e incollaggio della superficie del dente.
  5. Tipi di treni di ingranaggi: treno di ingranaggi ad asse fisso e treno di ingranaggi epicicloidali.
  6. Funzioni dei treni di ingranaggi:

① Ottenere rapporti di trasmissione elevati;

② Raggiungere la velocità variabile e la trasmissione inversa;

③ Realizzare la trasmissione multicanale;

④ Trasmissione di ingranaggi su grandi distanze;

⑤ Sintetizzare e scomporre il movimento.

  1. A sistema di trasmissione composto da una serie di meccanismi a ingranaggi ingranati è chiamato treno di ingranaggi.
  2. La trasmissione a vite è costituita da una vite, un dado e un'asta della macchina.
  3. Le trasmissioni a catena sono costituite principalmente da una ruota dentata motrice, una catena, una ruota dentata condotta, un telaio e altre parti.
  4. Le forme di lubrificazione più comuni per le trasmissioni a ingranaggi chiusi sono la lubrificazione a immersione e la lubrificazione a iniezione.
  5. Tipi comuni di strutture di ingranaggi: albero di trasmissione, ingranaggio solido, piastra a raggi e ingranaggio a raggi.
  6. I componenti di un meccanismo si dividono in tre tipi: telaio, motore primo e inseguitore.
  7. Le frizioni si suddividono in frizioni a ganasce, frizioni a frizione e frizioni a scorrimento.
  8. Vantaggi dei meccanismi a camme: possono realizzare con precisione qualsiasi legge di movimento e hanno una struttura semplice e compatta.
  9. Forme di base dei cuscinetti radenti:

① Cuscinetti a scorrimento integrale;

② Cuscinetti a scorrimento parziale;

③ Cuscinetti radenti autoallineanti;

④ Cuscinetti a strisciamento reggispinta.

  1. I riduttori sono costituiti da scatola, cuscinetto, albero, parti dell'albero e accessori.
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Shane
Autore

Shane

Fondatore di MachineMFG

In qualità di fondatore di MachineMFG, ho dedicato oltre un decennio della mia carriera al settore della lavorazione dei metalli. La mia vasta esperienza mi ha permesso di diventare un esperto nei campi della fabbricazione di lamiere, della lavorazione, dell'ingegneria meccanica e delle macchine utensili per metalli. Penso, leggo e scrivo costantemente su questi argomenti, cercando di essere sempre all'avanguardia nel mio campo. Lasciate che le mie conoscenze e la mia esperienza siano una risorsa per la vostra azienda.

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