Механізми передачі та перетворення руху

МЕХАНІЗМИ ПЕРЕДАВАННЯ І ПЕРЕТВОРЕННЯ РУХУ*

Опорні поняття: механізм, деталь, механізми передачі руху, механізми перетворення руху, види передач, передавальне число.

- Механізм, призначений для передачі руху з перетворенням його видута швидкості, називають механізмом передачі руху, або передачею.

У будь-якому механізмі є рухомі й нерухомі деталі. Наприклад, нерухомий корпус лещат є нерухомою деталлю. Серед рухомих деталей механізму розрізняють ведучі й ведені деталі.

- Деталь, від якої рух передається іншій деталі, називають ведучою.

- Деталь, яка отримує рух від ведучої деталі, називають веденою.

Ведуча деталь набуває руху від зовнішньої сили (рука, нога, електродвигун тощо), а ведена деталь набуває руху від ведучої. Наприклад, у лещатах рукоятка є ведучою деталлю, рухомий корпус — веденою. За допомогою передач змінюють швидкість, напрям руху, перетворюють обертальний рух на поступальний і гвинтовий тощо.

Наприклад, частини лещат сполучені так, що в разі обертання рукоятки рухомий корпус переміщується поступально.

Потреба в зміні швидкості руху виникає, зокрема, під час підключення до машини двигуна. У будь-яких машинах доцільніше використовувати швидкохідні двигуни (з більшою кількістю обертів): у них менші розміри і вищий коефіцієнт корисної дії.

Оскільки швидкість обертання валу робочого механізму значно нижча, ніж у двигуна, їх не можна зв’язати безпосередньо. Тому між ними треба розташувати механізм для зміни швидкості обертання, що носить назву передачі обертального руху.

У багатьох машинах, машинах-знаряддях, зокрема металорізальних верстатах, робочі органи здійснюють не тільки обертальний, але й інші види руху. У таких випадках застосовують механізми, що перетворюють вид руху.

Для передачі обертального руху в машинах застосовують механізми, що складаються з кількох деталей, взаємодія між якими забезпечує передачу руху і зміну його швидкості. За своєю будовою передавальні механізми, або передачі, підрозділяють на фрикційні, зубчаті, пасові й ланцюгові.

На мал. 162 показано лабораторну модель найбільш поширених передач, серед яких: черв’ячна, карданна, циліндрична зубчата, конічна зубчата, ланцюгова, пасова, фрикційна, гнучка.

Мал. 162. Модель різних видів передач

Мал. 163. Види передач: а — фрикційна; б — зубчата; в — пасова; г — ланцюгова; д — гвинтова

На малюнку 163 наведено приклади передач, що мають найбільше використання в сучасних машинах і механізмах.

За способом передачі обертального руху передачі поділяють на передачі тертям (пасові, фрикційні) і передачі зачепленням (зубчаті, черв’ячні, ланцюгові, гвинтові). На короткі відстані рух передається за допомогою гвинтового або зубчатого механізмів (мал. 164). Зубчаті механізми бувають циліндрові й конічні (відповідно складаються з циліндрових і конічних коліс).

Для передачі обертання на великі відстані використовують пасову передачу, що складається з двох шківів і надітого на них паса (мал. 165). Паси бувають плоскі й клинові.

Мал. 164. Основні типи зубчатих передач: а — циліндрична; б — конічна; в — косозуба; г — черв’ячна

Мал. 165. Пасова передача

Мал. 166. Рейковий механізм

Мал. 167. Гвинтова передача

Якщо шківи (або зубчаті колеса) не однакові за діаметром, то вони обертаються з різною швидкістю. Відношення кількості обертів за однаковий час ведучого і веденого шківів (зубчатих коліс) називають передавальним відношенням. Відношення діаметра D2 веденого шківа до діаметра D1 ведучого шківа називають передавальним числом і, тобто:

i = D2/D1.

У механізмах і машинах рух не тільки передасться, але й перетворюється (обертальний — у поступальний і навпаки). Для цього застосовують, наприклад, рейковий механізм, який перетворює обертальний рух зубчатого колеса на поступальну ходу зубчатої рейки, або навпаки (мал. 166).

Для перетворення обертального руху на поступальний можна використовувати гвинтову пару — гвинтову передачу, як у наведеному вище прикладі з лещатами (мал. 167).

Передачі мають широке розповсюдження в машинобудуванні з таких причин:

1) енергію краще передавати на великій швидкості обертання;

2) швидкості руху робочих органів машин, як правило, не збігаються з поширеними швидкостями двигунів, вони зазвичай менші, а створення тихохідних двигунів потребує збільшення їх розмірів і вартості;

3) швидкість виконавчого органу в процесі роботи машини-знаряддя треба змінювати (наприклад, в автомобілі, вантажопідйомному крані, токарному верстаті), а швидкість машини-двигуна зазвичай є постійною (наприклад, в електродвигунів);

4) досить часто від одного двигуна треба приводити в рух кілька механізмів з різними швидкостями;

5) в окремі періоди роботи робочому (виконавчому) органу машини потрібно передати зусилля, яке перевищує зусилля на валу машини-двигуна, а це можливо виконати за рахунок зменшення кількості обертів валу машини-знаряддя;

6) двигуни зазвичай розробляють і виготовляють для виконання рівномірного обертального руху, а в машинах часто виникає потреба поступального руху за певним законом;

7) двигуни не завжди можуть бути безпосередньо з’єднані з виконавчими механізмами через розміри машини, правила безпеки й незручності в обслуговуванні.

*використано матеріал з підручника "Трудове навчання 6 клас (для хлопців) - В.К. Сидоренко"

Для перевірки знань з цієї теми і з теми "З'єднання деталей" пропоную Вам та Вашим друзям зіграти у вікторину. Але для цього треба буде зареєструватися на сайті, щоб і надалі Ви могли проходити інші цікаві вікторини.