ЕВОЛЮЦІЯ ЗНАРЯДЬ ПРАЦІ. ПОНЯТТЯ ПРО МЕХАНІЗМИ І МАШИНИ

Розділ 3. Основи техніки, технологій і проектування

Людина живе у світі машин і складних технологій. Життя сучасного суспільства вже неможливе без різноманітних механізмів і машин. З ними ми зустрічаємося у побуті й транспорті, у промисловому, сільськогосподарському й інших виробництвах. Процес створення та вдосконалення машин та механізмів триває.

Машини та механізми підвищують швидкість та якість нашої роботи. Наприклад, гвоздильна машина викидає 500 гвіздків за хвилину, а робітник вручну забиває їх лише кілька сотень за день.

Раніше

люди виконували всі роботи за допомогою сили своїх м’язів. Водночас вони завжди прагнули полегшити свою працю, що привело до винайдення різних пристроїв і механізмів.

Ще будівники пірамід Давнього Єгипту для переміщення кам’яних плит застосовували круглі дерев’яні колоди, а для їх піднімання важелі (мал. 172).

Люди переконалися в тому, що набагато легше пересувати вантажі, перекочуючи їх, ніж переносячи. Так з’являється один з перших механізмів – колесо. Згодом винаходили все

нові пристрої, які полегшували працю людини або виконували роботу, яку їй самій виконати важко чи навіть неможливо.

Такі пристрої називали механізмом. У техніці механізмом (від грец. “механе” – машина, знаряддя) можна називати систему з’єднаних між собою деталей, призначених для виконання цілеспрямованих рухів, для передачі та перетворення руху від одних деталей до інших.

Тема 3.1. Механізми і машини. Свердлильний верстат

§ 15. ЕВОЛЮЦІЯ ЗНАРЯДЬ ПРАЦІ. ПОНЯТТЯ ПРО МЕХАНІЗМИ І МАШИНИ

1. Пригадай, який виріб називають деталлю.

2. Які деталі називають типовими, а які – спеціальними або оригінальними?

3. Для чого в техніці застосовують умовні графічні позначення?

4. Що ти розумієш під поняттями “механізм”, “машина”? Що між ними спільного та в чому відмінність?

5. Який принцип закладено в основу роботи різальних інструментів?

 ЕВОЛЮЦІЯ ЗНАРЯДЬ ПРАЦІ. ПОНЯТТЯ ПРО МЕХАНІЗМИ І МАШИНИ

Мал. 172. Будівництво єгипетських пірамід

Сьогодні механізми застосовуються в багатьох приладах, різноманітних апаратах та технічних пристосуваннях. Відрізняються вони один від одного за своїм призначенням та будовою. Спільними можуть бути деталі, а також те, що ними в більшості випадків керує людина. Знаючи типи машин чи механізмів та їх особливості, можна раціонально використовувати їх як на виробництві, так і в побуті.

Залежно від виду з’єднань та способу передачі руху механізми поділяють на прості та складні. До простих належать: важіль, вісь, похила площина, клин та інші (мал. 173).

 ЕВОЛЮЦІЯ ЗНАРЯДЬ ПРАЦІ. ПОНЯТТЯ ПРО МЕХАНІЗМИ І МАШИНИ

Мал. 173. Прості механізми та їх застосування

 ЕВОЛЮЦІЯ ЗНАРЯДЬ ПРАЦІ. ПОНЯТТЯ ПРО МЕХАНІЗМИ І МАШИНИ

Мал. 174. Використання колеса для передачі води

Важіль – найпростіший механізм, яким людина користувалася протягом тисяч років. Зображення важеля можна знайти на наскельних малюнках і в папірусах давніх народів, на стінах стародавніх храмів Китаю, Індії тощо. Важіль закріплюється в одній точці, навколо якої він може вільно обертатися. Ця нерухома точка називається точкою опори. Докладаючи зусиль до одного кінця важеля, можна іншим його кінцем переміщувати або піднімати вантаж. Що далі від точки опори докладається зусилля, то більшої маси вантаж можна підняти або перемістити. Сьогодні приклади застосування важеля ми бачимо всюди.

Клин – найбільш поширений з відомих тобі простих механізмів, принцип дії якого закладено в роботу різців – елементів різальних інструментів (ножиць, пилок, свердел тощо). Урізаючись у конструкційний матеріал, вони розділяють його на частини.

Похила площина – простий механізм, призначений для зменшення сили, за допомогою якої можна підняти вантаж на певну висоту.

Колесо – механізм, призначений для перетворення поступального руху в обертовий і навпаки. Винахід колеса приблизно 6 тисяч років тому був значним кроком у технічному поступі людства. Попередником колеса можна вважати відомий до цього дерев’яний коток, який підкладався під переміщуваний вантаж. Згодом удосконалений варіант цього механізму використовували для передачі (перекачування) води (мал. 174).

Іншим простим механізмом є блок. Це колесо з жолобом, укріплене в обоймі. Нерухомий блок має закріплену вісь і під час підйому вантажу не змінює свого положення.

Гончарний круг, сконструйований людиною приблизно за 3500 років до нашої ери, був першим механізмом, за допомогою якого виготовлявся керамічний посуд. Згодом конструюються ручний, вітряний і водяний млин (жорна), рало, плуг, різні військові пристрої, інші механізми (мал. 175).

Більш досконалими є складні механізми. Складні механізми – це з’єднані між собою в певний спосіб прості механізми та деталі. Усі механізми призначені для передачі руху від одних тіл до інших або перетворення руху одного виду на інший.

Автомобілі і велосипеди, електропотяги і космічні кораблі, гелікоптери і домашня побутова техніка – усе це складні механізми. Їх конструювання неможливе без застосування з’єднання різного виду деталей, закріплених на валу. Такі з’єднання називають механічними передачами, або механізмами передачі руху (мал. 176).

 ЕВОЛЮЦІЯ ЗНАРЯДЬ ПРАЦІ. ПОНЯТТЯ ПРО МЕХАНІЗМИ І МАШИНИ

Мал. 175. Перші механізми: а – гончарний круг; б – вітряний млин (вітряк); в – ручний млин (жорна); з – прядка; д – арбалет; е – метальна машина; є – рало; ж – токарний верстат

Щодня ми використовуємо складні технічні пристрої, які називають машинами. Без машин не можна уявити сучасне життя. Машинобудівна промисловість випускає верстати, автомобілі, літаки, обчислювальну та іншу техніку. Немало машин вітчизняного виробництва створюється на рівні кращих світових зразків. У техніці машиною називають механізм або систему механізмів, призначених для перетворення енергії або виконання корисної роботи.

Справжній переворот у техніці відбувся після конструювання парової машини, яка дедалі більше замінювала фізичну працю людини машинною(мал. 177). Завдяки їй з’явилися фабрики, заводи, інші підприємства, на яких машина виконувала більшість робіт.

Залежно від виконуваної роботи машини поділяють на енергетичні і робочі.

 ЕВОЛЮЦІЯ ЗНАРЯДЬ ПРАЦІ. ПОНЯТТЯ ПРО МЕХАНІЗМИ І МАШИНИ

Мал. 176. Механізми передачі руху: а-пасовий; б-фрикційний; в-зубчастий; з – кривошипно-шатунний

 ЕВОЛЮЦІЯ ЗНАРЯДЬ ПРАЦІ. ПОНЯТТЯ ПРО МЕХАНІЗМИ І МАШИНИ

Мал. 177. Парові машини: а-для перекачування води; б-для приведення в рух різних механізмів

 ЕВОЛЮЦІЯ ЗНАРЯДЬ ПРАЦІ. ПОНЯТТЯ ПРО МЕХАНІЗМИ І МАШИНИ

Мал. 178. Енергетичні машини

Енергетичні машини перетворюють енергію води, вітру, тепла в електричну (електростанції) або електричну енергію в механічну (електродвигуни) (мал. 178).

Робочі машини змінюють форму, властивості та положення предметів, обробляють інформацію.

Залежно від призначення робочі машини поділяють на такі групи: транспортні, транспортуючі, технологічні, інформаційні (мал. 179).

Транспортні – машини, що перевозять вантаж і при цьому самі переміщуються (автомобілі, літаки, поїзди, кораблі та ін.).

Транспортуючі – машини, що переміщують вантажі своїми робочими органами, залишаючись при цьому на місці (конвеєри, підйомні крани, підйомники, навантажувачі тощо).

 ЕВОЛЮЦІЯ ЗНАРЯДЬ ПРАЦІ. ПОНЯТТЯ ПРО МЕХАНІЗМИ І МАШИНИ

Мал. 179. Групи машин: а – транспортні; б-транспортуючі; в – технологічні; з – інформаційні

Технологічні – механічні пристрої, що змінюють форму та розміри матеріалу для виготовлення певних виробів (матеріалообробні верстати, будівельні, швейні, сільськогосподарські машини та ін.).

Енергетичні – машини, призначені для перетворення енергії. Вони поділяються на: електричні – машини, що перетворюють енергію води, вітру, тепла в електричну або електричну енергію в механічну; інформаційні – машини, що слугують для збору, зберігання, перетворення та відтворення інформації (обчислювальні машини та пристрої).

Машина має три основні частини: робочий орган, двигун і передавальний механізм.

Робочий орган – головна частина машини. Від нього залежить, що і як машина може виконувати. Двигун – джерело руху, друга основна частина будь-якої технологічної машини. Найчастіше це електродвигуни. Передавальний механізм призначений для передавання руху від двигуна до робочого органа. Це завдання виконують механізми передавання і перетворення руху.

Про особливості з’єднання різного виду простих механізмів ти дізнаєшся з наступних параграфів.

– механізм, блок, колесо, важіль, клин, машина.

Важіль – простий механізм, тверде тіло, що може обертатися навколо певної точки, яка називається точкою опори.

Клин – один із простих механізмів, який використовується для розщеплення твердих тіл.

Колесо – деталь машини або механізму у вигляді кола для передачі або регулювання руху.

Механізм – пристрій, що передає або перетворює рух; виконує ту чи іншу роботу.

1. Який пристрій називають механізмом?

2. Де застосовують механізми?

3. У чому полягає відмінність між механізмом передавання руху і механізмом перетворення руху?

4. На які основні групи поділяють машини?

5. З яких основних частин складається робоча машина?

6. Які машини називаються транспортними, а які – транспортуючими?

Тестові завдання

1. Який пристрій називають механізмом?

А пристрій, що передає рух від однієї деталі до іншої

Б сукупність багатьох деталей

В деталь, що рухається

Г нерухоме з’єднання

2. Залежно від виду з’єднань та способу передачі руху механізми поділяють на…

А прості та складні

Б типові та спеціальні

В гнучкі та жорсткі

3. Які передачі називаються типовими?

А ті, що зустрічаються в окремих механізмах

Б ті, що зустрічаються у великій кількості механізмів

4. Як називається система механізмів, призначених для виконання корисної роботи?

А машина

Б деталь

В виріб

Г вузол




ЕВОЛЮЦІЯ ЗНАРЯДЬ ПРАЦІ. ПОНЯТТЯ ПРО МЕХАНІЗМИ І МАШИНИ