Откройте крышку пружинных часов: сколько там различных колесиков,
рычагов и других деталей, образующих сложную систему! Все детали
совершают определенные, взаимосвязанные движения, в результате которых
энергия, накопленная пружиной, преобразуется в движение стрелок. Такая
система деталей называется часовым механизмом.
Передаточные механизмы
Передаточные механизмы
Передаточные механизмы
Передаточные механизмы
Существует множество разновидностей механизмов, но все они имеют одно
назначение - преобразовывать движение одних твердых тел в движение
других твердых тел. Если в этом преобразовании участвует жидкость,
механизм называется гидравлическим, если воздух - пневматическим.
Простейший механизм - передаточный - передает движение электрического
двигателя водяному насосу. Рабочее колесо насоса должно вращаться с той
же частотой и в том же направлении, что и вал двигателя. В этом случае
достаточно поставить насос рядом с двигателем и соединить их валы между
собой. Это делают при помощи муфт.
Виды зубчатых передач
Виды зубчатых передач
Передачи преобразующие вращательное движение в
передаточное
Передачи преобразующие вращательное движение в
передаточное
Передачи преобразующие вращательное движение в
передаточное
Гидравлическая передача в бульдозере
Если в процессе работы необходимо разъединить машины на ходу,
применяются более сложные соединения - гидравлические, фрикционные или
магнитные муфты. В первом случае передача вращения происходит за счет
сил жидкостного сцепления, во втором - за счет силы трения, а в третьем
- за счет силы магнитного притяжения, возникающего при протекании
электрического тока по обмоткам муфты.
Иногда соединяемые части машин находятся на некотором
расстоянии друг от друга и оси валов не совпадают. В этом случае
используют вал с карданными шарнирами (карданный вал) или гибкий вал -
трос.
Следующая группа устройств для передачи вращательного движения -
ременные и цепные передачи. В отличие от предыдущих они позволяют
получать различные частоты вращения.
Отношение диаметра ведущего шкива к диаметру ведомого
называется передаточным отношением. (Для цепной передачи диаметры шкивов
в формуле надо заменить числом зубьев ведущей и ведомой звездочек.) В
некоторых машинах цепные передачи служат еще и частью рабочего органа.
Например, ковши землечерпательного снаряда и зубья врубовой машины
крепятся непосредственно на цепи и перемещаются вместе с нею.
Хотя ременные передачи наиболее просты, в машиностроении более широко
распространены зубчатые передачи. Еле различимые глазом зубчатые
колесики отсчитывают время в наручных часах, а гигантские зубчатые
колеса диаметром в несколько метров поднимают огромные щиты в шлюзах,
поворачивают стрелы экскаваторов и подъемных кранов. Но для всех таких
передач действительна одна и та же формула передачи частоты вращения.
У обычных зубчатых передач есть одна особенность - зубчатое колесо не
может иметь меньше 6 зубьев, иначе не будет соблюдено условие плавного и
надежного зацепления. Отсюда и произошло слово <шестерни>, которым часто
в обиходе называют зубчатые колеса. Минимальное число зубьев - 6, а
максимальное - сколько угодно. Ведь длинная зубчатая рейка - это тоже
своего рода зубчатое колесо с бесконечно большим диаметром.
В тех случаях, когда для изменения частоты вращения оказывается
недостаточным передаточное отношение одной пары колес, применяют
несколько пар зубчатых колес. Такой механизм, заключенный в отдельный
корпус, называют редуктором.
Для многих машин нужны передачи, позволяющие легко и быстро изменять
частоту вращения ведомого вала. Для этого в редукторе устанавливают
несколько параллельно расположенных валов, на которых находятся зубчатые
колеса с различным числом зубьев. При помощи специальных устройств в
зацепление вводят те или иные пары колес. Редукторы с изменяемым
передаточным отношением называют коробками скоростей или коробками
передач. Они передают движение, например, от двигателя автомобиля к его
колесам, изменяя при этом частоту их вращения.
Как бы хорошо ни были изготовлены зубья цилиндрических зубчатых колес,
при их зацеплении неизбежно происходят удары, отчего они быстро
изнашиваются. Поэтому в передачах, испытывающих большие нагрузки,
применяют косозубые и шевронные зубчатые колеса. Зацепление зубьев у
таких колес происходит плавно, без ударов. Конические зубчатые передачи
передают вращение между валами, расположенными под углом 90°.
Еще один вид передач вращательного движения - червячная передача.
Червячные редукторы могут иметь весьма большие передаточные отношения.
Червячная передача передает вращение между скрещивающимися валами.
Рабочие органы и вспомогательные устройства многих машин совершают
возвратно-поступательное движение, а вал двигателя - вращательное.
Поэтому существуют передачи, преобразующие вращательное движение в
возвратно-поступательное движение, и наоборот.
Таковы основные виды механических передач, применяемые в современных
машинах. Но не всегда механические передачи отвечают требованиям
современной техники.
Так, коробка скоростей, состоящая из зубчатых передач, позволяет
изменять частоту вращения только ступенями. А вот гидравлическая коробка
скоростей обеспечивает плавное изменение частоты вращения в широких
пределах. Она состоит из насоса и турбины. Насос закреплен на ведущем
валу, а турбина - на ведомом. При работе насос подает масло на лопатки
турбины и заставляет ее вращаться. Если все масло из насоса идет на
турбину, она вращается с максимальной частотой. Но вот мы приоткрыли
кран. Часть масла пошла в обход турбины, и частота ее вращения
уменьшилась. Чем больше открыт кран, тем медленнее вращается турбина. А
если все масло будет проходить мимо турбины, она совсем остановится.
Следовательно, регулируя подачу масла, можно плавно изменять частоту
вращения турбины. Такие гидравлические передачи применяются на
металлорежущих станках, в автомобилях.
