Трудовое обучение (для мальчиков). 6 класс. Терещук

Этот учебник можно скачать в PDF формате на сайте тут.

§ 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.

Крепёжные (винты, гайки, болты и т. п.) предназначены для соединения частей механизма.

Валы применяют для передачи движения закреплённым на них деталям (шкивам, зубчатым колёсам, звёздочкам 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 передачами.

Различают передачи трения (пасовые, фрикционные), передачи со сцеплением (зубчатые, червячные, цепные, винтовые) и другие (табл. 2).

Таблица 2. Механизмы передачи вращательного движения

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 колёса, ходовые винты, валы, шкивы и др.), без соблюдения размеров и пропорций.

Рис. 180. Кинематическая схема: 1 - двигатель; 2 - передаточный механизм; 3 - рабочий орган

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, закреплённый на валу электродвигателя сверлильного станка, является ведущим, а шкив, соединённый 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 определённой зависимости один от другого. Для количественной оценки изменения скорости вращения, происходящего в передаче, введено понятие передаточного числа (u). Передаточное число пасовой передачи зависит от соотношения диаметров шкивов и выражается формулой:

где n1 - 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 передаёт его другому - ведомому колесу.

Если u = 1, это значит, что скорость вращения ведущего и ведомого колёс одинакова. Если u > 1, то ведущее звено вращается быстрее, чем ведомое. Если u < 1 - скорость вращения ведущего колеса меньше скорости вращения ведомого.

В зубчатых передачах вращательное движение передаётся с помощью сцепления зубцов ведущего и ведомого колёс. 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 колёса диаметром от нескольких миллиметров (механические часы) до нескольких метров (прокатный стан).

Передаточное число зубчатой передачи также можно определить по количеству зубцов ведущего и ведомого колёс по формуле:

где u - передаточное число; Z2 - число зубцов ведомого колеса; Z1 - число зубцов ведущего колеса (шестерни).

На практике передаточное число определяют подсчётом зубцов каждого колеса.

По форме зубцов различают несколько видов зубчатых колёс: прямозубые, косозубые, шевронные (V-образные). Каждое соединение имеет своё условное обозначение (см. табл. 2).

Цепная передача - это механизм для передачи вращательного движения между параллельными валами с помощью двух звёздочек и бесконечной цепи.

В самом простом варианте цепная передача (рис. 181) состоит из ведущего звена и ведомого (звёздочек), размещённых на соответствующих валах, и цепи в виде замкнутого контура, находящегося в сцеплении со звёздочками. По аналогии с пасовыми передачами свободный отрезок цепи, набегающий на ведущую звёздочку, называется ведущим звеном, а второй, свободный, - ведомым. За счёт сцепления цепи с зубцами звёздочек обеспечивается передаваемость обратного движения от ведущей звёздочки к ведомой. Передаточное число определяется отношением количества зубцов ведомой и ведущей звёздочек.

Рис. 181. Цепная передача велосипеда: а - общий вид; б - фрагмент передачи

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. 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 распространённых 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 передаёт усилие и движение через шатун 2 ползунку 3 (рис. 185).

Рис. 185. Кривошипно-шатунный механизм: общий вид

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 изображён...

  • 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?