Лекция 5 Кинематические схемы
Кинематическая схема – это схема, на которой показана последовательность передачи движения от двигателя через передаточный механизм к рабочим органам машины и из взаимосвязь.
На кинематических схемах изображают только те элементы машины или механизма, которые принимают участие в передаче движения без соблюдения размеров и пропорций.
Все элементы на схеме обозначают условными графическими обозначениями согласно ГОСТ 2.770-68 ЕСКД Обозначения условные графические в схемах.
Кинематические схемы выполняют в соответствии с требованиями
ГОСТ 2.703-2011 ЕСКД Правила выполнения кинематических схем.
Читать кинематическую схему начинают от двигателя, как источника движения всех подвижных деталей механизма. На схеме он обозначается, как правило, окружностью с буквой М в середине.
Определяя последовательно по условным обозначениям каждый элемент кинематической цепи, устанавливают его назначение и характер передачи движения.
Основные условные обозначения
| Наименование | Обозначение |
| Вал, валик, ось, стержень, шатун и т.п. |  |
| Подшипники скольжения и качения на валу (без уточнения типа) |  |
| Муфта. Общее обозначение без уточнения типа |  |
| Передачи фрикционные: а) с цилиндрическими роликами |  |
| Передача ремнем без уточнения типа ремня |  |
| Передача плоским ремнем |  |
| Передача клиновым ремнем |  |
| Наименование | Обозначение |
| Передача круглым ремнем |  |
| Передача зубчатым ремнем |  |
| Передача цепью, общее обозначение без уточ- нения типа цепи |  |
| Передачи зубчатые (цилиндрические): а) внешнее зацепление (общее обозначение без уточнения тина зубьев) |  |
| б) то же, с прямыми, косыми и шевронными зубьями |  |
| Передачи зубчатые с пересекающимися валами, конические |  |
| Наименование | Обозначение |
| Передачи зубчатые со скрещивающимися валами: а) червячные с цилиндрическим червя ком |  |
| б) червячные глобоидные |  |
| Передача винт-гайка |  |
| Электродвигатель |  |
Пример описания кинематической схемы:
Вращательное движение от электродвигателя 1 через муфту(упругую) 2 передается на вал Ӏ с зубчатым колесом 3 ( обычно это шестерня), которое зацепляется с зубчатым колесом 4 второго вала ӀӀ. Зубчатая передача является цилиндрической косозубой и расположена в корпусе 5. На вал ӀӀ насажен звездочка 6 цепной передачи. С помощью цепи движение передается на выходной вал ӀӀӀ через вторую звездочку. Опорами валов являются подшипники.
Кинематическая схема автомобиля
Кинематическая схема автомобиля с приводом на передние колеса приведена на рис 2.
1 — двигатель (Д). Предназначен для преобразования тепловой энергии в механическую.
2 — сцепление. Для кратковременного разъединения двигателя от трансмиссии.
3 — коробка перемены передач (КПП). Для изменения крутящего момента (М), для разъединения Д от трансмиссии на длительный период и изменения направления движения автомобиля.
4 — главная передача. Изменение М по величине и направлению.
5 — дифференциал. Распределение М по полуосям.
6 — ведущие колёса.
Трансмиссия — служит для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колёсам и для его изменения в соответствии с условиями движения, а также для отключения двигателя от ведущих колёс (рис. 3).
Крутящий момент на ведущих колёсах:
Частота вращения ведущих колёс:
Мощность на ведущих колёсах:
где ηтр — КПД трансмиссии
iкп — передаточное отношение коробки передач
iгп — передаточное отношение главной передачи.
Целями тягового расчёта являются предварительный выбор тягово-скоростных свойств автомобиля с принятыми параметрами.
1. Выбор основных параметров автомобиля
1.1 Определение полной массы автомобиля и распределение ее по осям:
т0 — масса снаряженного автомобиля (прототип);
тгр — номинальная грузоподъемность автомобиля;
q0 — расчетная масса пассажира;
qбг — расчетная масса багажа;
Nсум — количество перевозимых пассажиров (суммарно) с учетом водителя;
Распределение массы по осям автомобиля:
та1 — масса приходящаяся на переднюю ось:
та2 — масса приходящаяся на заднюю ось:
1.2 Расчет координат центра тяжести автомобиля:
— — расстояние от оси передней балки до центра тяжести автомобиля (см. Рис.4)
— расстояние от оси заднего моста до центра тяжести автомобиля;
h=0,25•B — высота центра тяжести (где B — высота автомобиля)
Определение осевой нагрузки, действующей на шину:
— нагрузка на шину переднего моста;
— нагрузка на шину заднего моста,
i1 — количество шин установленных на переднем мосту;
i2 -количество шин установленных на заднем мосту;
175=В — ширина профиля, мм;
R — радиальный корд;
14 — посадочный диаметр d=14 дюймов;
80 — индекс грузоподъёмности;
Индекс грузоподъемности— принятое условное обозначение максимально допускаемой нагрузки на шину
индекс 75 — соответствует 387 кгс;
S — индекс допустимой максимальной скорости движения = 180 км/ч.
Индекс скорости — принятое условное обозначение максимально допускаемой скорости в км/ч:
Радиус качения колеса: 
,
где Ɣ — коэффициент смятия шины = (0,92 — 0,94)
2. Внешняя скоростная характеристика двигателя
Обычно внешнюю скоростную характеристику двигателя получают путём испытания двигателя на специальном стенде по стандартной методике. Внешнюю скоростную характеристику можно построить воспользовавшись формулой:
,
где Nе i , ωi — текущие значения мощности и угловой скорости,
Nmax, ωN— максимальные значения мощности двигателя и угловой скорости коленчатого вала при максимальной мощности (задаются), k, а, b, с — коэффициенты (табл.1)
| Коэффициент | карбюраторный ДВС ДВС | Дизельный ДВС | ||
| а | 0,87 | 0,6 | 0,7 | |
| b | 1,13 | 1,4 | 1,3 | |
| с | ||||
| ω/ωN | k | |||
| 0,2 | 0,232 | 0,152 | 0,184 | 0,168 |
| 0,3 | 0,363 | 0,258 | 0,3 | 0,279 |
| 0,4 | 0,496 | 0,376 | 0,424 | 0,4 |
| 0,5 | 0,625 | 0,5 | 0,55 | 0,525 |
| 0,6 | 0,744 | 0,624 | 0,672 | 0,646 |
| 0,7 | 0,847 | 0,742 | 0,784 | 0,763 |
| 0,8 | 0,928 | 0,848 | 0,88 | 0,864 |
| 0,9 | 0,981 | 0,936 | 0,954 | 0,945 |
| 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
| 1Д | 0,98 | — | — | — |
где 1 — двигатель с неразделённой камерой сгорания 2 — двигатель с предварительной камерой сгорания 3 — двигатель с вихревой камерой сгорания.
Внешняя скоростная характеристика может быть задана таблично в относительных единицах:
Карбюраторные двигатели Табл.2
| ωmin | ωN | ωN | ωmax | ||||||
| n/nmах | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 |
| Ne/Nmax | 0,214 | 0,478 | 0,648 | 0,76 | 0,891 | 0,942 | 1,0 | 0,985 | 0,956 |
Дизельные двигатели Табл.3
| n/nmах | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 |
| Ne/Nmax | 0,19 | 0,32 | 0,48 | 0,6 | 0,73 | 0,85 | 0,93 | 0,98 | 1,0 |
Порядок построения внешней скоростной характеристики:
В соответствии с заданием разность ωN — ωmin делится на 10 интервалов и определяются текущие значения ωmin Ne i . Затем определяются значения крутящего момента на коленчатом валу двигателя Ме i .
ГОСТ 2.770-68 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Элементы кинематики
Единая система конструкторской документации
ОБОЗНАЧЕНИЯ УСЛОВНЫЕ ГРАФИЧЕСКИЕ В СХЕМАХ
ГОСТ 2.770-68
(СТ СЭВ 2519-80)
ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
Единая система конструкторской документации
ОБОЗНАЧЕНИЯ УСЛОВНЫЕ ГРАФИЧЕСКИЕ В СХЕМАХ.
ЭЛЕМЕНТЫ КИНЕМАТИКИ
Unified system for design documentation.
Graphic designations in diagrams.
Cinematic elements
Утвержден Комитетом стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР в декабре 1967 г. Срок введения установлен
1. Настоящий стандарт устанавливает условные графические обозначения элементов машин и механизмов, а также характера и направления движения в схемах, изображенных в ортогональных проекциях, выполняемых во всех отраслях промышленности. Обозначения общего применения по ГОСТ 2.721-74.
Стандарт полностью соответствует CT СЭВ 2519-80.
2. Обозначения элементов машин и механизмов приведены в табл. 1.
1, 2. (Измененная редакция, Изм. № 1).
1. Вал, валик, ось, стержень, шатун и т. п.
2. Неподвижное звено (стойка).
Для указания неподвижности любого звена часть его контура покрывают штриховкой, например,
3, 4. (Исключены, Изм. № 1)
5. Соединение частей звена
б) неподвижное, допускающее регулировку
в) неподвижное соединение детали с валом, стержнем
г), д) (Исключены, Изм. № 1)
6. Кинематическая пара
б) вращательная многократная, например, двукратная
е) сферическая с пальцем
ж) карданный шарнир
з) сферическая (шаровая)
к) трубчатая (шар-цилиндр)
л) точечная (шар-плоскость)
7. Подшипники скольжения и качения на валу (без уточнения типа):
б) (Исключен, Изм. № 1)
8. Подшипники скольжения:
б) (Исключен, Изм. № 1)
в) радиально-упорные: односторонние
9. Подшипники качения:
б), в), г) (Исключены, Изм. № 1)
е) (Исключен, Изм. № 1)
з) (Исключен, Изм. № 1)
10. Муфта. Общее обозначение без уточнения типа
11. Муфта нерасцепляемая (неуправляемая)
б) (Исключен, Изм. № 1)
д), е), ж), з) (Исключены, Изм. № 1)
12. Муфта сцепляемая (управляемая)
а) общее обозначение
13. Муфта сцепляемая механическая
а) синхронная, например, зубчатая
б) асинхронная, например, фрикционная
в) — о) (Исключены, Изм. № 1)
13а. Муфта сцепляемая электрическая
13б. Муфта сцепляемая гидравлическая или пневматическая
14. Муфта автоматическая (самодействующая)
а) общее обозначение
б) обгонная (свободного хода)
в) центробежная фрикционная
с разрушаемым элементом
с не разрушаемым элементом
15. Тормоз. Общее обозначение без уточнения типа
16. Кулачки плоские:
а) продольного перемещения
в) вращающиеся пазовые
17. Кулачки барабанные:
18. Толкатель (ведомое звено)
19. Звено рычажных механизмов двухэлементное
а) кривошип, коромысло, шатун
20. Звено рычажных механизмов трехэлементное
1. Штриховку допускается не наносить.
2. Обозначение многоэлементного звена аналогично двух- и трехэлементному
21, 22, 23 (Исключены, Изм. № 1)
24. Храповые зубчатые механизмы:
а) с наружным зацеплением односторонние
б) с наружным зацеплением двусторонние
в) с внутренним зацеплением односторонние
г) с реечным зацеплением
25. Мальтийские механизмы с радиальным расположением пазов у мальтийского креста:
а) с наружным зацеплением
б) с внутренним зацеплением
в) общее обозначение
26. Передачи фрикционные:
а) с цилиндрическими роликами
б) с коническими роликами
в) с коническими роликами регулируемые
г) с криволинейными образующими рабочих тел и наклоняющимися роликами регулируемые
д) торцовые (лобовые) регулируемые
е) со сферическими и коническими (цилиндрическими) роликами регулируемые
ж) с цилиндрическими роликами, преобразующие вращательное движение в поступательное
з) с гиперболоидными роликами, преобразующими вращательное движение в винтовое
и) с гибкими роликами (волновые)
27. Маховик на валу
28. Шкив ступенчатый, закрепленный на валу
29. Передача ремнем без уточнения типа ремня
30. Передача плоским ремнем
31. Передача клиновидным ремнем
32. Передача круглым ремнем
33. Передача зубчатым ремнем
34. Передача цепью:
а) общее обозначение без уточнения типа цепи
35. Передачи зубчатые (цилиндрические):
а) внешнее зацепление (общее обозначение без уточнения типа зубьев)
б) то же, с прямыми, косыми и шевронными зубьями
в) внутреннее зацепление
г) с некруглыми колесами
35а. Передачи зубчатые с гибкими колесами (волновые)
36. Передачи зубчатые с пересекающимися валами и конические:
а) общее обозначение без уточнения типа зубьев
б) с прямыми, спиральными и круговыми зубьями
37. Передачи зубчатые со скрещивающимися валами:
б) червячные с цилиндрическим червяком
в) червячные глобоидные
38. Передачи зубчатые реечные:
а) общее обозначение без уточнения типа зубьев
б), в), г) (Исключены, Изм. № 1)
38а. Передача зубчатым сектором без уточнения типа зубьев
39. Винт, передающий движение
40. Гайка на винте, передающем движение:
б) неразъемная с шариками
а) цилиндрические сжатия
б) цилиндрические растяжения
в) конические сжатия
г) цилиндрические, работающие на кручение
42. Рычаг переключения
43. Конец вала под съемную рукоятку
44. (Исключен, Изм. № 1)
47. Передвижные упоры
48. (Исключен, Изм. № 1)
49. Гибкий вал для передачи вращающего момента
50. (Исключен, Изм. № 1)
Примечание. При выполнении схем автоматизированным способом допускается зачернения заменять штриховкой.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
3. Обозначения движений приведены в табл. 2.
1. Одностороннее движение:
с осью вращения в плоскости чертежа
с осью вращения перпендикулярной плоскости чертежа
с осью вращения в плоскости чертежа
с осью вращения перпендикулярной плоскости чертежа
2. Возвратное движение:
с осью вращения в плоскости чертежа
с осью вращения перпендикулярной плоскости чертежа
в) винтовое с осью вращения в плоскости чертежа
с осью вращения перпендикулярной плоскости чертежа
Примечание к пп. 1 и 2.
Для указания правого или левого винта на поле схемы приводят необходимое пояснение.
3. Одностороннее движение с мгновенной остановкой в промежуточном положении:
4. Одностороннее движение с выстоем в промежуточном положении:
5. Одностороннее движение с частичным обратным движением:
6. Возвратное движение с выстоем в одном крайнем положении:
Примечание. Обозначения других видов движения следует строить по аналогии с приведенными в табл. 2.
(Введен дополнительно, Изм. № 1).
Условные обозначения некоторых элементов машин и механизмов в схемах, вычерчиваемых в аксонометрических проекциях, рекомендуется изображать, как показано в таблице.
1. Вал, валик, ось, стержень
2. Знак, характеризующий неподвижность кинематического элемента
3. Соединение карданное:
4. Подшипник вала или направляющие для прямолинейного движения
5. Соединение двух валов телескопическое
6. Передача цилиндрическими зубчатыми или фрикционными колесами внешнего и внутреннего зацепления
7. Передача червячная
8. Передача винтовыми зубчатыми колесами
9. Передача зубчатая реечная
10. Колесо зубчатое с выборкой мертвого хода
11. Передача некруглыми колесами
13. Муфта предохранительная
а) со щупом поступательного движения
б) со щупом качающимся
16. Передача коническими зубчатыми или фрикционными колесами
17. Маховичок с фиксацией установленного положения на корпус
19. Концы вала под съемную рукоятку:
а) цилиндрические со штифтом
20. Конец вала под съемную рукоятку с фиксацией установленного положения на корпус
