Раздел 3. Основы техники, технологий и проектирования
Тема 3.1. Механизмы и машины. Сверлильный станок
§ 15. ЭВОЛЮЦИЯ ОРУДИЙ ТРУДА. ПОНЯТИЕ О МЕХАНИЗМАХ И МАШИНАХ
1. Вспомни, какое изделие называют деталью.
2. Какие детали называют типичными, а какие – специальными или оригинальными?
3. Для чего в технике применяют условные графические обозначения?
4. Что такое “механизм”, “машина”? Что между ними общего и в чем отличие?
5. Какой принцип заложен в основу работы режущих инструментов?
Человек живет в мире машин
Машины и механизмы повышают скорость и качество нашей работы. Например, гвоздильная машина выбрасывает 500 гвоздей в минуту, а рабочий вручную забивает их лишь несколько сотен в день.
Раньше люди производили все работы с помощью силы своих мышц. В то же время они всегда стремились облегчить свой труд, что привело к изобретению
Люди убедились в том, что намного легче передвигать грузы перекатывая их, чем перенося. Так появляется один из первых механизмов – колесо. Впоследствии изобретали все новые и новые устройства, облегчающие труд человека или производящие работу, которую ему самому выполнить трудно или даже невозможно.
Такие устройства называли механизмами. В технике механизмом (от греч. “механе” – машина, орудие) можно называть систему соединенных между собой деталей, предназначенных для выполнения целенаправленных движений, для передачи и преобразования движения от одних деталей к другим.
Рис. 172. Строительство египетских пирамид
Сегодня механизмы применяются во многих приборах, разнообразных аппаратах и технических приспособлениях. Отличаются они один от другого по своему назначению и строению. Общими могут быть детали, а также то, что ими в большинстве случаев руководит человек. Зная типы машин или механизмов и их особенности, можно рационально использовать их как на производстве, так и в быту.
В зависимости от вида соединений и способа передачи движения механизмы делят на простые и сложные. К простым относятся: рычаг, ось, наклонная плоскость, клин и другие (рис. 173).
Рис. 173. Простые механизмы и их применение
Рис. 174. Использование колеса для передачи воды
Рычаг – простейший механизм, которым человек пользовался в течение тысяч лет. Изображение рычага можно найти на наскальных рисунках и в папирусах древних народов. Рычаг закрепляется в одной точке, вокруг которой он может свободно вращаться. Эта неподвижная точка называется точкой опоры. Прилагая усилия к одному концу рычага, можно другим его концом перемещать или поднимать груз.
Чем дальше от точки опоры прикладывается усилие, тем большей массы груз можно поднять или переместить. Сегодня примеры применения рычага мы видим везде.
Клин – наиболее распространенный из известных тебе простых механизмов, принцип действия которого заложен в работу резцов – элементов режущих инструментов (ножниц, пил, сверл и т. п.). Врезаясь в конструкционный материал, они разделяют его на части.
Наклонная плоскость – простой механизм, предназначенный для уменьшения силы, с помощью которой можно поднять груз на определенную высоту.
Колесо – механизм, предназначенный для преобразования поступательного движения в обратное и наоборот. Изобретение колеса приблизительно 6 тысяч лет назад было значительным шагом в техническом продвижении человечества. Предшественником колеса можно считать известный до этого деревянный каток, который подкладывался под перемещаемый груз. Впоследствии усовершенствованный вариант этого механизма использовали для передачи (перекачивания) воды (рис. 174).
Другим простым механизмом является блок. Это колесо с желобом, укрепленное в обойме. Неподвижный блок имеет закрепленную ось и при подъеме груза не изменяет своего положения.
Гончарный круг, сконструированный человеком примерно за 3500 лет до нашей эры, был первым механизмом, с помощью которого изготавливалась керамическая посуда. Впоследствии конструируются ручная (жернова), ветряная и водяная мельницы, рало, плуг, разные военные устройства, другие механизмы (рис. 175).
Сложные механизмы – это соединенные между собой определенным способом простые механизмы и детали. Все механизмы предназначены для передачи движения от одних тел к другим или преобразования движения одного вида в другой. Автомобили и велосипеды, электропоезда и космические корабли, вертолеты и домашняя бытовая техника – все это сложные механизмы.
Рис. 175. Первые механизмы: а – гончарный круг; б – ветряная мельница; в – ручная мельница (жернова); г – прядка; д – арбалет; е – метательная машина; ж – рало; з – токарный станок
Их конструирование невозможно без применения соединений деталей, закрепленных на валу. Такие соединения называют механическими передачами, или механизмами передачи движения (рис. 176).
Ежедневно мы используем сложные технические устройства, которые называют машинами. Без машин нельзя представить современную жизнь. Машиностроительная промышленность выпускает станки, автомобили, самолеты, вычислительную и другую технику. В технике машиной называют механизм или систему механизмов, предназначенных для преобразования энергии или выполнения полезной работы. Настоящий переворот в технике состоялся после конструирования паровой машины, которая все больше и больше заменяла физический труд человека машинным (рис. 177). Благодаря ей появились фабрики, заводы, другие предприятия, на которых машина выполняла большинство работ. В зависимости от производимой работы машины делят на энергетические и рабочие.
Рис. 176. Механизмы передачи движения: а – пас; б – фрикционный; в – зубчатый;
Г – кривошипно-шатунный
Рис. 177. Паровые машины: а – для перекачивания воды; б – для приведения в движение разных механизмов
Рис. 178. Энергетические машины
Энергетические машины преобразовывают энергию воды, ветра, тепла в электрическую (электростанции) или электрическую энергию в механическую (электродвигатели) (рис. 178).
Рабочие машины изменяют форму, свойства и положение предметов, обрабатывают информацию.
В зависимости от назначения рабочие машины делят на следующие группы: транспортные, транспортирующие, технологические, информационные (рис. 179).
Транспортные – машины, которые перевозят груз и при этом сами перемещаются (автомобили, самолеты, поезда, корабли и др.).
Транспортирующие – машины, которые перемещают грузы своими рабочими органами, оставаясь при этом на месте (конвейеры, подъемные краны, подъемники, погрузчики и т. п.).
Рис. 179. Группы машин: а – транспортные; б – транспортирующие; в – технологические; г – информационные
Технологические – механические устройства, которые изменяют форму и размеры материала для изготовления определенных изделий (материалообрабатывающие станки, строительные, швейные, сельскохозяйственные машины и др.).
Энергетические – машины, предназначенные для преобразования энергии. Они делятся на: электрические – машины, преобразующие энергию воды, ветра, тепла в электрическую или электрическую энергию в механическую; информационные – машины, служащие для сбора, хранения, преобразования и воссоздания информации (вычислительные машины и устройства).
Машина имеет три основные части: рабочий орган, двигатель и передаточный механизм.
Рабочий орган – главная часть машины. От него зависит, что и как машина может выполнять. Двигатель – источник движения, вторая основная часть любой технологической машины. Чаще всего это электродвигатели. Передаточный механизм предназначен для передачи движения от двигателя к рабочему органу. Эту задачу выполняют механизмы передачи и преобразования движения.
Об особенностях соединения разного вида простых механизмов ты узнаешь из следующих параграфов.
– механизм, блок, колесо, рычаг, клин, машина.
Клин – один из простых механизмов, используемый для расщепления твердых тел.
Колесо – деталь машины или механизма в виде круга для передачи или регулирования движения.
Механизм – устройство, которое передает или преобразовывает движение, производит ту или иную работу.
Рычаг – простой механизм, твердое тело, которое может вращаться вокруг определенной точки, называемой точкой опоры.
1. Какое устройство называют механизмом?
2. Где применяют механизмы?
3. В чем заключается отличие между механизмом передачи движения и механизмом преобразования движения?
4. На какие основные группы делят машины?
5. Из каких основных частей состоит рабочая машина?
6. Какие машины называются транспортными, а какие – транспортирующими?
Тестовые задания
1. Какое устройство называют механизмом?
А устройство, передающее движение от одной детали к другой
Б совокупность многих деталей
В деталь, которая движется
Г неподвижное соединение
2. В зависимости от вида соединений и способа передачи движения механизмы делят на…
А простые и сложные
Б типичные и специальные
В гибкие и жесткие
3. Какие передачи называются типичными?
А те, которые встречаются в отдельных механизмах
Б те, которые встречаются в большом количестве механизмов
4. Как называется система механизмов, предназначенных для выполнения полезной работы?
А машина
Б деталь
В изделие
Г узел
(2 votes, average: 5,00 out of 5)