60 Conceptos básicos de diseño mecánico que debe conocer: Una guía completa

① Reduce la carga de trabajo de diseño; ② Las piezas estándar son producidas en grandes cantidades por fábricas profesionales con alta eficiencia, bajo costo y calidad confiable; ③ Hace que el mantenimiento y la reparación sean más convenientes; ④ El principio de "Tres Modernizaciones" debe seguirse en el diseño y también es una política técnica nacional. Los cojinetes de deslizamiento se dividen a su vez en [...]

Índice

  1. La máquina se compone de cuatro partes: el motor, la transmisión, la ejecución y el control.
  2. Las principales formas de fallo en las transmisiones por correa son los daños por fatiga y el deslizamiento de la correa.
  3. La importancia de aplicar la normalización, la serialización y la generalización en el diseño mecánico:

① Reduce la carga de trabajo de diseño;

② Las piezas estándar son producidas en grandes cantidades por fábricas profesionales con alta eficiencia, bajo coste y calidad fiable;

③ Facilita las tareas de mantenimiento y reparación;

④ El principio de las "Tres Modernizaciones" debe seguirse en el diseño y es también una política técnica nacional.

  1. Las conexiones pueden clasificarse en dos tipos: desmontables y no desmontables.
  2. Las uniones atornilladas pueden dividirse en uniones atornilladas, uniones atornilladas de doble cabeza y uniones atornilladas.
  3. Las medidas antiaflojamiento para conexiones roscadas incluyen el antiaflojamiento por fricción, el antiaflojamiento mecánico y el antiaflojamiento permanente.
  4. Las conexiones de pasador se clasifican en pasadores de localización, pasadores de conexión y pasadores de seguridad.
  5. Las uniones de chaveta se dividen en uniones de chaveta plana, uniones de chaveta semicircular y uniones estriadas.
  6. Las funciones de los ejes se clasifican en ejes de transmisiónejes de transmisión, husillos y ejes giratorios.
  7. Los acoplamientos se agrupan en dos categorías: acoplamientos rígidos y flexibles.
  1. Los cojinetes pueden clasificarse en dos tipos: de deslizamiento y de rodamiento.

Los cojinetes de deslizamiento se dividen a su vez en cojinetes radiales y cojinetes de empuje en función de la carga que soportan.

  1. Definición de cojinete de aceite: Los cojinetes de aceite se fabrican con material pulvimetalúrgico, en el que polvos metálicos como bronce, hierro o aluminio se mezclan con grafito para formar corazas de cojinete. Estos casquillos se sinterizan a altas temperaturas para producir casquillos no compactos y porosos con una estructura cerámica. Una vez impregnados de aceite lubricante, los poros se llenan de aceite, de ahí el nombre de "cojinete de aceite".

Características del cojinete de aceite: baja resistencia, sin resistencia al impacto, estructura simple y bajo coste.

  1. Rodamientos:

Ventajas:

① Baja resistencia a la fricción, arranque sensible, alta eficiencia, bajo calentamiento y bajo aumento de temperatura;

② La pequeña dimensión axial contribuye a la compacidad y simplicidad de todo el mecanismo de la máquina;

③ Juego radial pequeño, que puede ajustarse mediante el método de preapriete, lo que conduce a una alta precisión de rotación;

④ Lubricación sencilla, bajo consumo de aceite y fácil mantenimiento;

⑤ Piezas estándar, producción en serie, rentables y fáciles de usar y sustituir.

Inconvenientes: gran tamaño radial, capacidad limitada para soportar cargas de impacto, elevado ruido al funcionar a altas velocidades y corta vida útil.

  1. Los componentes de un rodamiento: anillo exterior, anillo interior, elementos rodantes y jaula.
  2. Código del rodamiento: consta de un precódigo, un código básico y un código posterior. El código básico incluye el código del tipo de rodamiento, el código de la serie de tamaños y el código del diámetro interior.
  3. Formas estructurales de los rodamientos: soporte fijo unidireccional de doble pivote, soporte fijo bidireccional de un pivote, soporte flotante de doble pivote.
  4. Los lubricantes pueden dividirse en aceite lubricante y grasa.
  5. La estanquidad de los rodamientos puede ser de contacto o sin contacto.
  6. Funciones de los muelles:

a. Reducir el impacto y absorber las vibraciones;

b. Movimiento de control;

c. Almacenar y liberar energía;

d. Proporcionar indicación de la medida;

e. Mantener el contacto elástico.

  1. Los muelles se clasifican en diferentes formas, como muelles helicoidales, muelles de platillo, muelles de disco y muelles de anilla.
  1. a. Métodos de enrollado de muelles: enrollado en frío y enrollado en caliente.

b. Proceso de fabricación de muelles espirales cilíndricos: formación del arrollamiento, elaboración de los extremos o producción de ganchos y tratamiento térmico.

  1. Un par móvil es una conexión móvil entre componentes de una máquina que permite tanto el contacto como el movimiento relativo.
  2. Si el movimiento relativo entre los componentes de un par cinemático se produce en el mismo plano o en planos paralelos, se denomina par cinemático plano. En caso contrario, se considera un par cinemático espacial.
  3. Los pares de movimiento planares se dividen en pares planares bajos y pares planares altos en función de sus diferentes formas de contacto.
  4. Los pares de movimientos espaciales más comunes son los pares espirales y los pares esféricos.
  5. Los pares bajos pueden dividirse en pares giratorios y pares móviles en función de la forma del movimiento relativo entre los dos componentes.
  6. Pares bajos y altos en la vida cotidiana:

① Pares bajos: bisagras de puertas y ventanas, ventiladores de techo, que tienen contacto superficial, pueden soportar grandes cargas, se desgastan lentamente, tienen larga vida útil y baja presión, por lo que son pares bajos.

② Altos pares: el engranaje de los engranajes, el anillo de talón de bola de los rodamientos, el contacto entre las ruedas del tren y los raíles, y el contacto entre las levas y las varillas de empuje son todos contactos lineales o puntuales con alta presión. Permiten un movimiento más preciso y unos elevados requisitos de fabricación, lo que los convierte en pares altos.

  1. Tres formas básicas de un mecanismo de cuatro barras articuladas:

① Mecanismo de manivela-balancín (por ejemplo, trilladora manual agrícola, mezcladora de líquidos, caballo balancín, máquina de coser);

② Mecanismo de doble manivela (por ejemplo, mecanismo de enlace de ruedas de tren, paraguas);

③ Mecanismo basculante doble (por ejemplo, mecanismo oscilante de ventilador eléctrico, limpiaparabrisas de automóvil).

  1. a. Clasificación de los mecanismos de levas en función de su forma: levas móviles, levas de disco y levas cilíndricas.

b. Clasificación basada en la forma del seguidor: seguidores puntiagudos, seguidores de rodillo y seguidores de fondo plano.

c. Clasificación basada en la forma de movimiento del seguidor: seguidores de movimiento directo y seguidores oscilantes.

  1. Mecanismos habituales de movimiento intermitente: mecanismo de trinquete, mecanismo de Ginebra y mecanismo de engranaje incompleto.
  2. Características de transmisiones por correa:

Ventajas:

① Pueden reducir los impactos, absorber las vibraciones, proporcionar un funcionamiento suave y tener un bajo nivel de ruido;

② Estructura sencilla, fácil mantenimiento y sustitución, y bajo coste;

③ Puede lograr fácilmente la transmisión entre grandes distancias centrales;

④ En caso de sobrecarga, la cinta transportadora resbalará sobre la rueda para evitar daños en la máquina.

Desventajas:

① No puede garantizar una relación de transmisión precisa y constante en la transmisión por correa;

② Baja eficiencia de la transmisión mecánica;

③ El eje y el árbol están sometidos a grandes fuerzas radiales, desfavorables para funcionamiento de la máquina.

  1. ① Estructura de correa trapezoidal: dividida en estructura de núcleo de cordón y estructura de núcleo de cordón, con capa superior de caucho (1), capa de tracción (2), capa inferior de caucho (3) y capa de revestimiento (4);

② Capa neutra: situada entre las capas de caucho superior e inferior, su longitud y anchura no varían debido a la tensión de la correa trapezoidal sobre la polea;

③ Anchura de paso: la anchura de la capa neutra de la correa trapezoidal;

④ Existen tres tipos de poleas de correa trapezoidal en función del tamaño de su diámetro de referencia: tipo macizo, tipo placa de radios y tipo radios.

  1. Principales tipos de transmisiones por correa: transmisión por correa plana, transmisión por correa trapezoidal, transmisión por correa redonda, y correa síncrona transmisión.
  2. Características de las transmisiones por cadena:

Ventajas:

① La transmisión mallada puede garantizar una relación de transmisión media constante;

② No se requiere tensión inicial y el eje es mínimo. fuerza de flexión;

③ Mayor resistencia en comparación con las transmisiones por correa, lo que permite transmitir cargas mayores;

④ Gran adaptabilidad, puede utilizarse en condiciones de trabajo difíciles.

Desventajas:

① No puede garantizar relaciones de transmisión instantáneas constantes como las marchas;

② Ruido y vibraciones elevados;

③ Mayores requisitos de fabricación e instalación en comparación con las transmisiones por correa;

④ La dirección del eje del piñón está restringida.

  1. Características de las transmisiones por engranajes:

Ventajas:

① Alta precisión de transmisión;

② Amplia gama de aplicaciones;

③ Puede lograr la transmisión entre dos ejes cualesquiera en el espacio;

④ Funcionamiento fiable y larga vida útil;

⑤ Alta eficacia de transmisión.

Desventajas:

① Altos requisitos de fabricación e instalación, y elevado coste;

② Requisitos estrictos para las condiciones de espejo anular, por lo general necesitan ser colocados en una cubierta para evitar el polvo y la escala, y se debe prestar atención a la lubricación;

③ No apto para transmisiones a larga distancia;

④ La amortiguación de las vibraciones y la resistencia a los impactos no son tan buenas como las transmisiones por correa.

  1. En la transmisión mecánica, se suele adoptar el perfil evolvente para los engranajes con el fin de garantizar una transmisión suave, y engranaje helicoidal tiene una relación de transmisión constante.
  2. El ángulo entre la dirección de la fuerza y la dirección del movimiento del punto de acción de la fuerza sobre un objeto se denomina ángulo de presión.
  3. Un par de ruedas evolventes debe tener igual módulo y ángulo de presión para que pueda producirse el engrane y la transmisión.
  4. Principales formas de daños en los engranajes: fractura desde la raíz del diente, picaduras de fatiga en la superficie del diente, desgaste de la superficie del diente y adhesión de la superficie del diente.
  5. Tipos de trenes de engranajes: tren de engranajes de eje fijo y tren de engranajes epicicloidales.
  6. Funciones de los trenes de engranajes:

① Obtener grandes relaciones de transmisión;

② Consigue velocidad variable y transmisión marcha atrás;

③ Consigue una transmisión multicanal;

④ Lograr la transmisión de marchas a grandes distancias;

⑤ Sintetizar y descomponer el movimiento.

  1. A sistema de transmisión compuesto por una serie de mecanismos de engranaje se denomina tren de engranajes.
  2. La transmisión por tornillo consta de un tornillo, una tuerca y una varilla de máquina.
  3. Las transmisiones por cadena constan principalmente de un piñón motriz, una cadena, un piñón conducido, un bastidor y otras piezas.
  4. Formas habituales de lubricación de las transmisiones por engranajes cerrados: lubricación por inmersión en aceite y lubricación por inyección de aceite.
  5. Tipos comunes de estructuras de engranajes: eje de engranaje, engranaje macizo, placa de radios y engranaje de radios.
  6. Los componentes de un mecanismo se dividen en tres tipos: bastidor, motor principal y seguidor.
  7. Los embragues se dividen en embragues de garras, embragues de fricción y embragues por adelantamiento.
  8. Ventajas de los mecanismos de levas: pueden realizar con precisión cualquier ley de movimiento y tienen una estructura sencilla y compacta.
  9. Formas básicas de cojinetes de deslizamiento:

① Cojinetes de deslizamiento integral;

② Cojinetes de deslizamiento parcial;

③ Cojinetes de deslizamiento autoalineables;

④ Cojinetes de deslizamiento axiales.

  1. Los reductores constan de caja, rodamiento, eje, piezas del eje y accesorios.
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Shane
Autor

Shane

Fundador de MachineMFG

Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.

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