Раздел 3. Основы техники, технологий и проектирования
Тема 3.1. Механизмы и машины. Сверлильный станок
§ 16. МЕХАНИЗМЫ ПЕРЕДАЧИ И ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ. ПЕРЕДАТОЧНОЕ ЧИСЛО
1. Какая передача применяется в велосипеде?
2. Как называется деталь, передающая движение?
3. Как называется деталь, воспринимающая движение?
Из предыдущего параграфа тебе уже известно, что механизмы предназначены для передачи и преобразования движения. Все механизмы состоят из деталей.
Детали делятся на несколько видов.
Крепежные (винты, гайки,
Валы применяют для передачи движения закрепленным на них деталям (шкивам, зубчатым колесам, звездочкам и т. п.).
Оси выполняют функции поддержания деталей, вращающихся на них.
Опоры, (подшипники) – это детали, предназначенные для поддерживания валов.
Детали механизмов, передающие движение, называются ведущими, а детали, воспринимающие это движение, – ведомыми. В разнообразных механизмах широко используется вращательное движение. Это движение можно передавать с ведущей детали на ведомую с помощью соединений, которые называются
Различают передачи трения (пасовые, фрикционные), передачи со сцеплением (зубчатые, червячные, цепные, винтовые) и другие (табл. 2).
Таблица 2. Механизмы передачи вращательного движения
Рис. 180. Кинематическая схема: 1 – двигатель; 2 – передаточный механизм; 3 – рабочий орган
Составляющие механизма, их связь, в том числе и механизм передачи движения, можно показать с помощью условных обозначений на кинематических схемах.
Кинематическая схема (рис. 180) – это графический документ, на котором с помощью условных обозначений деталей показана последовательность передачи движения от двигателя 1 через передаточный механизм 2 к рабочему органу машины 3 и их взаимосвязь.
На кинематических схемах изображают только те элементы (звенья) машины или механизма, которые участвуют в передаче движения (зубчатые колеса, ходовые винты, валы, шкивы и др.), без соблюдения размеров и пропорций.
Пасовая передача, с помощью которой можно передать вращательное движение на значительное расстояние, состоит из ведущего вала, ведущего шкива, приводного паса, ведомого шкива, ведомого вала. Шкив, закрепленный на валу электродвигателя сверлильного станка, является ведущим, а шкив, соединенный пасом с ведущим шкивом, получает от него вращательное движение и является ведомым. Соответствующие названия имеют и валы, на которых закреплены шкивы.
Ведущие и ведомые элементы пасовой и зубчатой передач всегда находятся в определенной зависимости один от другого. Для количественной оценки изменения скорости вращения, происходящего в передаче, введено понятие передаточного числа (и). Передаточное число пасовой передачи зависит от соотношения диаметров шкивов и выражается формулой:
Где n – частота вращения (количество оборотов в секунду) ведущего вала; n2 – частота вращения (количество оборотов в секунду) ведомого вала.
Ведущее колесо первым в передаче воспринимает движение (от двигателя, другой передачи) и передает его другому – ведомому колесу.
Если и = 1, это значит, что скорость вращения ведущего и ведомого колес одинакова. Если и > 1, то ведущее звено вращается быстрее, чем ведомое. Если и < 1 – скорость вращения ведущего колеса меньше скорости вращения ведомого.
В зубчатых передачах вращательное движение передается с помощью сцепления зубцов ведущего и ведомого колес. Зубчатые передачи не имеют проскальзывания, передают большие скорости и мощности.
Зубчатые передачи нашли широкое применение в автомобильных механизмах, тракторах, станках, механических часах и т. п. В современных машинах используют зубчатые колеса диаметром от нескольких миллиметров (механические часы) до нескольких метров (прокатный стан).
Передаточное число зубчатой передачи также можно определить по количеству зубцов ведущего и ведомого колес по формуле:
Где и – передаточное число; Z2 – число зубцов ведомого колеса; Z1 – число зубцов ведущего колеса (шестерни).
На практике передаточное число определяют подсчетом зубцов каждого колеса.
По форме зубцов различают несколько видов зубчатых колес: прямозубые, косозубые, шевронные (F-образные). Каждое соединение имеет свое условное обозначение (см. табл. 2).
Цепная передача – это механизм для передачи вращательного движения между параллельными валами с помощью двух звездочек и бесконечной цепи.
В самом простом варианте цепная передача (рис. 181) состоит из ведущего звена и ведомого (звездочек), размещенных на соответствующих валах, и цепи в виде замкнутого контура, находящегося в сцеплении со звездочками. По аналогии с пасовыми передачами свободный отрезок цепи, набегающий на ведущую звездочку, называется ведущим звеном, а второй, свободный, – ведомым. За счет сцепления цепи
С зубцами звездочек обеспечивается передаваемость обратного движения от ведущей звездочки к ведомой. Передаточное число определяется отношением количества зубцов ведомой и ведущей звездочек.
Для преобразования одного вида движения в другой, например вращательного в поступательное, применяют механизмы преобразования движения.
К таким механизмам можно отнести реечный, винтовой и кривошипношатунный механизмы.
Реечные механизмы преобразовывают вращательное движение в поступательное и наоборот. Реечный механизм состоит из зубчатого рельса и зубчатого колеса (рис. 182). Реечный механизм используется в разных приборах для точного перемещения отдельных частей, например шпинделя сверлильного станка.
Рис. 181. Цепная передача велосипеда: а – общий вид; б – фрагмент передачи
Рис. 182. Реечный механизм
Рис. 183. Винтовой механизм
Рис. 184. Колонна сверлильного станка
Винтовой механизм преобразовывает вращательное движение в поступательное или наоборот. Он состоит из винта 1 и гайки 2 (рис. 183). С помощью такого механизма получают выигрыш в силе. Винтовой механизм обеспечивает большую точность перемещения.
Вспомни, в каких устройствах школьной мастерской используется такой механизм. Какие ты знаешь бытовые приборы, в которых применяется такой механизм? Каков принцип их действия?
В сверлильном станке с помощью резьбы, нарезанной на колонне, и гайки можно изменить высоту корпуса станка (рис. 184). Об особенностях работы этого механизма ты узнаешь на следующих уроках.
Варианты конструкции винтового механизма:
– ведущий винт, гайка неподвижна, поэтому винт, вращаясь, будет перемещаться поступательно (винтовой механизм в тисках);
– ведущий винт (не движется), гайка вращается, движется поступательно (механизм изменения высоты корпуса в сверлильном станке);
– ведущая гайка (вращается, но не движется поступательно), винт движется поступательно (винтовой механизм домкрата).
Кривошипно-шатунный механизм – это один из самых распространенных механизмов, применяющихся в двигателях автомобилей, тракторов, мотоциклов, бытовой технике и т. п. Его используют для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот.
Кривошип 1 равномерно вращается и передает усилие и движение чере; шатун 2 ползунку 3 (рис. 185).
Рис. 185. Кривошипно-шатунный механизм: общий вид
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №16
Ознакомление с механизмами оборудования школьной мастерской
Оборудование: столярный станок, слесарные тиски, сверлильный станок, ручная дрель.
Последовательность выполнения работы
1. По заданию учителя ознакомься с механизмами, которые есть в школьной мастерской.
2. Выясни их назначение и принцип действия.
3. Заполни таблицу.
№ П\п | Название Механизма | Название приспособления, в котором применяется механизм | Название деталей, из которых состоит механизм | Условное обозначение механизма |
– механическая передача, пасовая передача, цепная передача, рельсовый механизм, винтовой механизм, кривошипно-шатунный механизм, передаточное число.
Ведомое колесо – колесо, движущееся за счет того, кто передает движение.
Ведущее колесо – колесо, которое первым в передаче воспринимает движение (от двигателя, другой передачи) и передает его другому колесу.
Кривошип – звено кривошипного механизма, которое может во время движения делать полный оборот вокруг неподвижной оси.
Фрикцион – устройство для передачи обратного движения между двумя валами с помощью силы трения.
1. Что такое механизм?
2. В чем отличие между механизмами передачи и преобразования движения?
3. Чем характеризуется зависимость между ведущей и ведомой деталями механизмов?
4. Из каких деталей состоит цепная передача?
5. В чем схожесть и отличие между зубчатой и цепной передачами?
6. Каковы преимущества рельсового механизма?
7. Объясните варианты конструкций винтового механизма.
8. Где применяют механизмы?
9. Для чего используют условные графические изображения?
Тестовые задания
1. Какой шкив называется ведомым?
А тот, который приводит в движение другой механизм
Б тот, который приводится в движение другим механизмом
2. На рисунке изображен…
А механизм вращения
Б механизм передачи движения
В механизм изменения движения
3. На каких изображениях показана передача трением?
4. На каком рисунке передаточное отношение соединения равно 1?
5. На каком изображении показана фрикционная передача?
(1 votes, average: 5,00 out of 5)