12.2 Відомості про механізми і машини (0)

Механізм – це система штучно створених тіл (твердих, рідких і газоподібних),щопризначенадля перетворення руху одних тіл у потрібний рух інших тіл (лебідка, вантажопідйомний кран, механізми гідравлічних приводів, обробляючих верстатів, шпилі, брашпилі тощо).

Головну увагу у ТММ приділяють механізмам, які складаютьсяізтвердих тіл.Таким чином, роль механізму, на відміну від машини, зводиться лише до передачі руху і потоку енергії.У той же час механізм має ту ж структуру, що і машина, і в цьому відношенні між ними немає ніякого розходження. Механізм можна вважати машиною, якщо він в умовах руху переборює зовнішні опори, зв’язані безпосередньоізпроцесом виробництва чи транспорту. При роботі вхолосту машину можна розглядати як механізм у чистому вигляді.

Кожен механізм складається з ланок. З’єднання двох дотичних ланок, яке дозволяє їхній відносний рух, називається кінематичною парою.

Між двома ланками може існувати тільки одне рухоме з’єднання або кінематична пара, незважаючи на те, що ці ланки можуть мати контактудекількох місцях. У разі стикання в одному місці декількох ланок, вони створюють поміж собою загальну кількість пар, що на одиницю менше кількості ланок,якізбігаються у цьому місці.

Поверхні, лінії або точки, якими одна ланка торкається іншої, називають елементами кінематичних пар.

Кінематичні пари класифікують за чотирма ознаками.

1. За числом зв’язків, тобто обмежень, які кінематична пара накладає на відносний рух ланок. За цією ознакою пари поділяються на п’ять класів. Клас кінематичної пари визначають за числом зв’язків, декількість ступенів вільності у відносному русі ланок утворюють пару.

2. За видом елементів контакту ланок у парі вони розділяються на вищі і нижчі. До вищих належать пари, у яких ланки дотикаються по поверхні, нижчих – ланки, у яких елементами контакту є точки або лінії .

Приклади різноманітних видів кінематичних пар:

а – незалежне або вільне тверде тіло (куля) з шістьма ступенями вільності; б – кінематична пара І класу «куля – площина»; в – кінематична пара ІІ класу «циліндр – площина»; г – кінематична пара ІІІ класу «плоске тіло – площина»; д – кінематична пара ІІІ класу, сферичний шарнір; є – кінематична пара ІV класу, контакт ланок по циліндричної поверхні; ж – кінематична пара ІV класу у контакті зубчастих коліс; з – поступальна кінематична пара V класу; и – обертальна кінематична пара V класу.

 

3. За характером відносного руху ланок пари можуть бути плоскими і просторовими.

4. За умовами підтримки контакту ланок у парі вони розділяються на відкриті і замкнені. У відкритих ланках потрібне силове замикання контакту,у замкнених цей контакт забезпечується геометричним замиканням,тобто за допомогою особливостей форми контактуючих поверхонь.

Системи ланок, які з’єднані між собою кінематичними парами, називають кінематичними ланцюгами.

Кінематична схема — зображення, яке пояснює принцип дії механізму, що передає рух (коробки зміни швидкостей метало­різального верстата чи автомобіля, механізму повороту крана, редуктора лебідки, стрічкопротяжного механізму в магнітофо­ні).

За кінематичною схемою можна визначити послідовність передавання руху від його джерела (найчастіше - це двигун) до робочого органа (шпиндель верстата, барабан лебідки).

На рисунку наведено наочне зображення і кінематич­ну схему коробки зміни швидкостей токарного верстата. Усі елементи коробки зміни швидкостей на схемі показано умов­ними графічними позначеннями. У загальних рисах вони нагадують деталі, які ними зображені. Розміри зображень елементів на схемі можуть бути довільними, але пропорцій­ними розмірам цих елементів у натурі.

Найуживаніші умовні позначення для кінематичних схем виконують суцільною тонкою лінією. Усім елементам кінематичних схем надають порядкові номери, починаючи від джерела руху. Вали й осі нумерують римськими цифрами, решту елементів — арабськими. По­рядкові номери елементів проставляють на поличках ліній-виносок. Під поличкою вказують деякі параметри елемента механізму (потужність і частоту обертання вала двигуна, діаметри шківів, кількість зубів зубчастих коліс).

Механізм коробки зміни швидкостей складається із трьох валів І, II, III, зубчастих коліс, фрикційної 2, кулачкової 12 муфти 12 і рукояток. Зубчасті колеса 4,6,7 виготовлені у вигляді блока зубчастих коліс. Вони можуть переміщатися вздовж вала І по напрямній шпонці. Зубчасті колеса З, 8, 9, 10 нерухомо насаджені на вал II. Зубчасті колеса 11 і 14 вільно обертаються на валу III, який є шпинделем верстата. Двостороння кулачкова муфта 12 роз­міщена між  зубчастими колесами 11 і 14. Рукоятка 5 приз­начена для пересування зубчастих коліс 4, 6, 7, а рукоятка 13 — для переключання кулачкової муфти 12. Коробка зміни швидкостей дістає рух від електродвигуна І. Він з'єднаний із механізмом коробки зміни швидкостей за допо­могою пасової передачі і фрикційної муфти 2. Валу І передасться тільки одна швидкість обертання, оскільки шківи пасової передачі одноступінчасті. Разом із валом І обертаються зубчасті колеса 4, 6, 7, які, переміщуючись рукояткою 5 по напрямній шпонці, можуть входити в зачеплення із зубчастими колесами вала II. Це за­безпечує утворення трьох пар передач із зубчастих коліс: З— 4, 6—8, 7—9. Таким чином, проміжному валу можна надати трьох різних швидкостей обертання. Зубчасті колеса 3 і 10 перебувають у постійному зачеплен­ні із колесами 11 і 14, які вільно насаджені на вал III. Якщо кулачкова муфта 12 перебуває у нейтральному положенні, шпиндель верстата не обертається. Якщо пересуванням уліво чи вправо вздовж напрямної шпонки включити муфту, шпин­делеві буде надано обертання від зубчастого колеса 14 або 11.

 Таку послідовність вивчення будови механізму і переда­вання ним руху називають читанням кінематичної схеми.