Компоненти механізму

Всякий механізм чи машина, якими складними вони не були б, складаються із окремих деталей (компонентів, елементів).

Виріб виготовлений із однорідного матеріалу, без застосування складальних операцій, називається деталлю (вал, зубчасте колесо). Деталі між собою зв'язуються рухомо або нерухомо (жорстко).

Деталь (компонент) або жорстке з’єднання декількох деталей, що несе елементи кінематичних пар, називається ланкою.

Місце рухомого з'єднання двох ланок називається кінематичною парою.

  МЕХАНІЗМИ  
       
                   
   
ВАЖІЛЬНІ     КУЛАЧКОВІ ФРИКЦІЙНІ     ЗУБЧАСТІ
       
  З ГНУЧКИМИ ЛАНКАМИ   ГІДРАВЛІЧНІ І ПНЕВМАТИЧНІ   ЛІЧИЛЬНІ  
                                           

Рис. 7.Класифікація механізмів

 

Ланки мають різноманітне конструктивне оформлення залежно від призначення і технологічних умов (рис. 2).

Всякий механізм має нерухому ланку, або ланку, що приймається за нерухому, яка називається стояком (0 - рис. 2).

Із рухомих ланок виділяють вхідні і вихідні (ведучі та ведені).

Вхідною ланкою (ведучою) називається ланка, закон руху і сили якій задається (1 - рис. 2).

Вихідною (веденою) називається ланка, від якої отримуються потрібні рухи і сили для робочого органу механізму (3 - рис. 2).

Останні ланки називаються з'єднувальними, або проміжними. В більшості випадків в механізмах одна вхідна і одна вихідна ланка. Вхідна ланка отримує рух від двигуна, а вихідна з'єднується з робочим органом машини.

Залежно від характеру руху відносно стояка інші ланки називаються:

кривошипом - обертову ланку, яка може здійснювати повний оберт навколо нерухомої осі (1 - рис. 2);

шатуном - ланку, що з'єднана обертальними кінематичними парами тільки з рухомими ланками (2 - рис. 2, а, б);

повзуном - ланку, яка утворює поступальну пару з однією ланкою і обертальну з другою (3 - рис. 2, б);

коромислом - обертову ланку, що здійснює неповний оберт навколо нерухомої осі (3 - рис. 2, а);

кулісою - обертову ланку, яка є напрямною повзуна (3 - рис. 2, в);

ковзаючим каменем - ланку, що здійснює прямолінійно-поступальний рух вздовж рухомої напрямної (2 - рис. 2, в);

напрямною - ланку, що обмежує рух ковзаючого каменю (3 - рис. 2, в) або повзуна (0 - рис. 2, б);

шарнірною тягою - ланку, що несе тільки обертальні пари (2, 3 - рис. 2, а);

з'єднуючою тягою - шатун, розміщений між кривошипом і повзуном (2 - рис. 2, б).

 

Запитання для самоконтролю

1. Що таке машина, яке її головне призначення?

2. Дайте класифікацію машин.

3. З чого складається машина?

4. Що таке механізм, яке його призначення?

5. Дайте класифікацію механізмів.

6. Які особливості гідромеліоративних робіт?

7. Що таке комплексна механізація будівельних робіт?

8. Які переваги автоматизації і роботизації будівельних робіт?

9. Дайте визначення “будівельна машина” і “спеціальна машина”.

10. Які бувають компоненти механізмів?

 

Механічні трансмісії (передачі)

 

Передачами називають пристрої для передавання енергії на відстань.

Передача – трансмісія (від лат. трансмісіо – передавати).

В залежності від способу передавання енергії передачі поділяють на наступні види: механічні, електричні, пневматичні, гідравлічні, комбіновані.

Найбільш поширені механічні передачі. їх розділяють на передачі тертям (фрикційні і пасові) і передачі зчепленням (зубчасті, черв'яч­ні, ланцюгові).

1) Фрикційні передачі складаються з двох котків (фрикційний - від латинського слова “фрикціо” – тертя) (коліс) циліндричних або коніч­них, які притискаються один до одного зусиллям Р і за рахунок сил тертя передають обертання від одного котка до другого.

Передаточне відношення:

;

де w1,w2 – кутові швидкості ведучого і веденого елементів;

n1, n2 – частота обертання ведучого і веденого котків;

D1, D2 – діаметри ведучого і веденого котків;

e– коефіцієнт, який враховує пружне ковзання котків.

Всі фрикційні передачі можна поділити на нерегульовані (з по­стійним передаточним відношенням) і регульовані – варіатори.

Фрикційні передачі прості за будовою, дешеві, забезпечують без­шумність в роботі, але мають суттєві недоліки: не постійне передаточ­не відношення, підвищене зношування поверхонь контакту, низький к.к.д.

;

де N1,N2 – потужність на веденому і ведучому валах.

 

а) нерегульовані б) регульовані (варіатори)

Рис. 8.Фрикційні передачі

 

2) Пасові передачі служать для передавання крутного моменту, потужності і зусиль між вузлами машини на велику відстань.

Пасова передача складається з ведучого та веденого шківів і нескінченного паса, який огинає їх з деяким натягом.

В залежності від форми поперечного перерізу паса розрізняють: плоскопасові, клинопасові, круглопасові і поліклинові передачі.

Переваги: можливість передавання потужності на значні віддалі (до 15 м); спроможність витримувати перевантаження; плавність руху і безшумність.

Недоліки: не постійне передаточне відношення; великі навантажен­ня на вали та опори від натягу паса; відносно великі розміри переда­чі; мала довговічність паса.

 

Рис. 9. Пасова передача Передаточне відношення: , як для фрикційної передачі. Передавання енергії здійснюється за рахунок сил тертя між шківом і пасом.

3) Ланцюгові передачі, як і пасові, використовують для переда­вання крутних моментів на велику віддаль (до 8 м), але вони відносяться до групи передач зчепленням і забезпечують постійне передаточне число (6...8).

Рис. 10. Ланцюгові передачі Ланцюгова передача складаєть­ся з ведучої зірочки 1, лан­цюга 2 і веденої зірочки 3. Ланцюги підбирають за стан­дартом, за кроком та розрив­ним зусиллям. Передаточне число ланцюгової передачі: ,

де z1,z2 – кількість зубів ведучої і веденої зірочок;

D1,D2 – діаметри ділильних кіл ведучої і веденої зірочки.

Приводні ланцюги бувають: роликові, втулочно-роликові, зубчасті і т. п.

Переваги: можливість передавання потужності на великі віддалі; постійне передаточне відношення; незначні навантаження на вали.

Недоліки: швидкий знос ланцюга; витягування ланцюга; шум при роботі; необхідність старанного догляду.

4) Зубчасті передачі відносять до механічних передач зчепленням. Найбільш розповсюджені. Складаються з коліс, які зчіплюються зубами між собою.

Зубчасті передачі класифікуються:

1- в залежності від розташування валів:

а) циліндричні (вали паралельні);

б) конічні (перетинаються і перпендикулярні);

в) гвинтові (перехрещуються і перпендикулярні).

 

а) циліндричні б) конічні в) гвинтові

Рис. 11. Зубчасті передачі

 

Зубчасте колесо з меншим числом зубів називається шестернею, з біль­шим числом зубів – колесом.

2- Зубчасті колеса можуть бути по формі:

а) круглі; б) некруглі; в) секторні.

Рейкова передача для перетворення обертового руху в поступаль­ний. Рейка - це колесо з нескінченним діаметром.

3- За формою зубів на зубчастих колесах:

а) прямозубі; б) косозубі; в) шевронні; г) криволінійні.

4- За типом зчеплення:

а) евольвентні; б) циклоїдальні; в) зачеплення Новікова.

5- За взаємним розташуванням зубчастих коліс:

а) з зовнішнім зчепленням; б) з внутрішнім зчепленням.

6- За конструктивним виконанням:

а) відкриті; б) закриті.

Передаточне число:

;

де z1,z2 – кількість зубів ведучого і веденого зубчастих коліс;

d1,d2 – ділильні діаметри ведучого і веденого зубчастих коліс.

Переваги: постійне передаточне відношення; можливість застосування в широкому діапазоні швидкостей (до 150 м/с); потужностей (до десятків тисяч кВт); малі габарити; високий к.к.д.; велика довговічність і надійність.

Недоліки: висока точність виготовлення і монтажу; шум при роботі; погано компенсують динамічні навантаження.

5) Черв'ячні передачі відносяться до зубчасто-гвинтових і застосовуються для передавання руху між валами, що перехрещуються.

  1 - черв'як; 2 - черв'ячне колесо. Рис. 12. Черв’ячні передачі Черв'ячна передача складається з гвинта, що називається черв’яком і зубчастого черв’ячного колеса. Передаточне число: ; де hк- число зубів черв'ячного колеса; hч - число заходів черв'яка, hч= 1, 2, 3, 4. Вони знаходять широке використання у верстатах, підйомно-транс­портних та інших машинах невеликої потужності.

Переваги: плавність і безшумність руху; можливість одержання великих передаточних чисел (до 200); компактність; можливість самогальмування.

Недоліки: низький к.к.д.; необхідність виготовлення вінців черв'ячних коліс з дефіцитних антифрикційних матеріалів; сильний нагрів при тривалій роботі.