Розділ 3. Основи техніки, технологій і проектування
Тема 3.1. Механізми і машини. Свердлильний верстат
§ 16. МЕХАНІЗМИ ПЕРЕДАВАННЯ ТА ПЕРЕТВОРЕННЯ РУХУ. ПЕРЕДАТОЧНЕ ЧИСЛО
1. Яка передача застосовується у велосипеді?
2. Як називається деталь, що передає рух?
3. Як називається деталь, що сприймає рух?
З попереднього параграфа тобі вже відомо, що механізми призначені для передачі та перетворення руху. Усі механізми складаються з деталей.
Деталі поділяються на кілька видів.
Кріпильні (гвинти, гайки, болти тощо) призначені
Вали застосовують для передавання руху закріпленим на них деталям (шківам, зубчастим колесам, зірочкам тощо).
Осі виконують функції підтримання деталей, що обертаються на них.
Опори (підшипники) – це деталі, призначені для підтримування валів.
Деталі механізмів, що передають рух, називаються ведучими, а деталі, які сприймають цей рух, – веденими. У різноманітних механізмах широко використовується обертальний рух. Цей рух можна передавати з ведучої деталі на ведену за допомогою з’єднань, які називаються передачами.
Розрізняють передачі тертям
Таблиця 2. Механізми передачі обертального руху
Мал. 180. Кінематична схема: 1 – двигун; 2 – передавальний механізм; 3 – робочий орган
Складові механізму, їх зв’язок, у тому числі й механізм передачі руху, можна показати за допомогою умовних позначень на кінематичних схемах.
Кінематична схема (мал. 180) – це графічний документ, на якому за допомогою умовних позначень деталей показано послідовність передачі руху від двигуна 1 через передавальний механізм 2 до робочого органу машини 3 та їх взаємозв’язок.
На кінематичних схемах зображують тільки ті елементи (ланки) машини або механізму, які беруть участь у передачі руху (зубчасті колеса, ходові гвинти, вали, шківи та ін.), без дотримання розмірів і пропорцій.
Пасова передача, за допомогою якої можна передати обертальний рух на значну відстань, складається з ведучого
Вала, ведучого шківа, привідного паса, веденого шківа, веденого вала.
Шків, закріплений на валу електродвигуна свердлильного верстата, є ведучим, а шків, з’єднаний пасом з ведучим шківом, одержує від нього обертальний рух і є веденим. Відповідні назви мають і вали, на яких закріплено шківи.
Ведучі й ведені елементи пасової та зубчастої передач завжди перебувають у певній залежності один від одного.
Для кількісної оцінки зміни швидкості обертання, яка відбувається в передачі, введено поняття передаточного числа, (u). Передаточне число пасової передачі залежить від співвідношення діаметрів шківів і виражається формулою:
Де n1 – частота обертання (кількість обертів за секунду) ведучого вала; n2 – частота обертання (кількість обертів за секунду) веденого вала.
Ведуче колесо першим у передачі сприймає рух (від двигуна, іншої передачі) та передає його іншому – веденому колесу.
Якщо u = 1, то це означає, що швидкість обертання ведучого і веденого коліс однакова. Якщо u > 1, то ведуча ланка обертається швидше, ніж ведена. Якщо u < 1 – швидкість обертання ведучого колеса менша за швидкість обертання веденого.
У зубчастих передачах обертальний рух передається за допомогою зчеплення зубців ведучого та веденого коліс. Зубчасті передачі не мають проковзування, передають великі швидкості й потужності.
Основи техніки, технологій і проектування передачі знайшли широке застосування в автомобільних механізмах, тракторах, верстатах, механічних годинниках тощо. У сучасних машинах використовують зубчасті колеса від кількох міліметрів (механічний годинник) до кількох метрів (прокатний стан).
Передаточне число зубчастої передачі також можна визначити за f кількістю зубців ведучого та веденого коліс за формулою:
Де u – передаточне число; Z2 – число зубців веденого колеса; Z1 – число зубців ведучого колеса (шестірні).
На практиці передаточне число визначають рахуванням зубців кожного колеса.
За формою зубців розрізняють кілька видів зубчастих коліс: прямозубі, косозубі, шевронні (F-подібні). Кожне з’єднання має своє умовнепозначення (див. табл. 2).
Ланцюгова передача – це механізм для передавання обертального руху між паралельними валами за допомогою двох зірочок та нескінченного ланцюга.
У найпростішому варіанті ланцюгова передача (мал. 181) складається з ведучої ланки 3 та веденої 1 (зірочок), які розміщені на відповідних валах, і ланцюга 2 у вигляді замкнутого контура, що знаходиться у зчепленні із зірочками. За аналогією з пасовими передачами вільний відрізок ланцюга, що набігає на ведучу зірочку 1, називається ведучою ланкою, а другий вільний – веденою. За рахунок зчеплення ланцюга із зубцями зірочок забезпечується передавання обертового руху від ведучої зірочки до веденої.
Передаточне число визначається відношенням кількості зубців веденої та ведучої зірочок.
Для перетворення одного виду руху в інший, наприклад обертального в поступальний, застосовують механізми перетворення руху.
До таких механізмів можна віднести рейковий, гвинтовий і кривошипно-шатунний механізми.
Рейкові механізми перетворюють обертальний рух у поступальний і навпаки. Рейковий механізм складається із зубчастої рейки та зубчастого колеса (мал. 182).
Рейковий механізм використовується у різних приладах для точного переміщення окремих частин, наприклад шпинделя свердлильного верстата.
Мал. 181. Ланцюгова передача велосипеда: а-загальний вигляд; б – фрагмент передачі
Мал. 182. Рейкові механізми
Мал. 183.Гвинтовий механізм
Мал. 184. Колона свердлильного верстата
Гвинтовий механізм перетворює обертальний рух у поступальний або навпаки. Він складається з гвинта 1 та гайки 2 (мал. 183). За допомогою такого механізму отримують виграш у силі. Гвинтовий механізм забезпечує велику точність переміщення.
Пригадай, у яких пристроях шкільної майстерні використовується такий механізм. Які ти знаєш побутові прилади, у яких застосовується такий механізм? Який принцип їх дії?
У свердлильному верстаті за допомогою різьби, що нарізана на колоні, та гайки можна змінити висоту корпуса верстата (мал. 184). Про особливості роботи цього механізму ти дізнаєшся на наступних уроках.
Варіанти конструкції гвинтового механізму:
– ведучий гвинт, гайка нерухома, тому гвинт, обертаючись, буде переміщуватися поступально (гвинтовий механізм у лещатах);
– ведучий гвинт (не рухається), гайка обертається, рухається поступально (механізм зміни висоти корпуса у свердлильному верстаті);
– ведуча гайка (обертається, але не рухається поступально), гвинт рухається поступально (гвинтовий механізм домкрата).
Кривошипно-шатунний механізм – це один з найпоширеніших механізмів, який застосовують у двигунах автомобілів, тракторів, мотоциклів, побутовій техніці тощо. Його використовують для перетворення обертального руху в зворотно-поступальний і навпаки.
Кривошип 1 рівномірно обертається і передає зусилля та рух через шатун 2 повзункові 3 (мал. 185).
Мал. 185. Кривошипно-шатунний механізм: загальний вигляд
ПРАКТИЧНА РОБОТА №16
Ознайомлення з механізмами обладнання шкільної майстерні
Обладнання: столярний верстак, слюсарні лещата, свердлильний верстат, ручний дриль.
Послідовність виконання роботи
1. За завданням учителя ознайомся з механізмами, які є в шкільній майстерні.
2. З’ясуй їх призначення та принцип дії.
3. Заповни таблицю.
№ З\п | Назва Механізму | Назва пристосування, у якому застосовується механізм | Назва деталей, з яких складається механізм | Умовне Позначення Механізму |
– механічна передача, пасова передача, ланцюгова передача, ренковий механізм, гвинтовий механізм, кривошипно-шатунний механізм, передаточне число.
Ведене колесо – колесо, що рухається за рахунок того, хто передає рух.
Ведуче колесо – колесо, що першим у передачі сприймає рух (від двигуна, іншої передачі) та передає його іншому колесу.
Кривошип – ланка кривошипного механізму, яка може під час руху робити повний оберт навколо нерухомої осі.
Фрикціон – пристрій для передавання обертового руху між двома валами за допомогою сили тертя.
Що називають механізмом?
У чому відмінність між механізмами передачі та перетворенням руху? Чим характеризується залежність між ведучою та веденою деталями механізмів?
4. З яких деталей складається ланцюгова передача?
5. Яка подібність та відмінність між зубчастою та ланцюговою передачами?
6. Які переваги рейкового механізму?
7. Поясніть варіанти конструкцій гвинтового механізму.
8. Де застосовують механізми?
9. Для чого застосовують умовні графічні зображення?
Тестові завдання
1. Який шків називається веденим?
А той, що приводить у рух інший механізм
Б той, що приводиться в рух іншим механізмом
2. На малюнку зображено…
А механізм обертання
Б механізм передачі руху
В механізм зміни руху
3. На яких зображеннях показано передачі тертям?
4. На якому малюнку передаточне відношення з’єднання рівне 1?
5. На якому зображенні показано фрикційну передачу?
(1 votes, average: 5,00 out of 5)