Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Технология / Другие методич. материалы / Учебный кейс метод урока "Машины и механизмы"

Учебный кейс метод урока "Машины и механизмы"



Осталось всего 2 дня приёма заявок на
Международный конкурс "Мириады открытий"
(конкурс сразу по 24 предметам за один оргвзнос)


  • Технология

Поделитесь материалом с коллегами:

hello_html_mce68b8.gifМКОУ «Солодушинская СОШ»











Разработка учебного кейса по разделу: «Машиноведение».

Тема: «Машины и механизмы».







Выполнил:



учитель технологии МКОУ «Солодушинская СОШ»

ЕрмамбетовБикбулатТлепович.

















2015







Разработка учебного кейса по разделу «Машиноведение» - 8кл.

Тема: «Машины и механизмы».

Цели, задачи:

Главными целями применения кейс-метода являются следующие:

  • обобщение, активизация и закрепление знаний учащихся, приобретенных при изучении раздела;

  • умение анализировать ситуацию, разбираться в сути проблем, предлагать возможные варианты решения и выбирать лучший из них;

  • развитие навыков работы учащихся в группе, сотрудничество, взаимная помощь;

Основная задача:обращение к жизненным реалиям для их последующего осмысления и преобразования.


Введение


Ситуация

ИНТЕРНЕТФорум ->Разработка систем для Web

«НеОпытный - «Скачал презентацию, файл РНР. Ни одна программа, установленная в системе его не хочет открывать. Прошу подсказать, какой программой открывают такие файлы?».

Эксперт - … В интернетеможно найтикучу описаний установки/настройки. Я думаю надо просто засучить рукава и начать изучать, как работает интернет и какие технологии используются. Если лень, то разориться и заказать работу у профессионалов. Считайте, что сейчас Вы при задаче перебрать двигатель у автомобиля, спрашиваете, как в нем хотя бы капот открыть».

Можно ли всю работу поручить профессионалам или надо просто засучить рукава и начинать изучать, как работает, скажем, двигатель автомобиля? Что у автомобиля под капотом, какие механизмы и как они устроены?

«Однажды Винтик и Шпунтик никому ничего не сказали, закрылись у себя в мастерской и стали что-то мастерить. Целый месяц они пилили, строгали, клепали, паяли и никому ничего не показывали, а когда месяц прошёл, то оказалось, что они сделали автомобиль. Этот автомобиль работал на газированной воде с сиропом. Посреди машины было устроено сиденье для водителя, а перед ним помещался бак с газированной водой. Газ из бака проходил по трубке в медный цилиндр и толкал железный поршень. Железный поршень под напором газа ходил то туда, то сюда и вертел колёса. Вверху над сиденьем была приделана банка с сиропом. Сироп по трубке протекал в бак и служил для смазки механизма. Николай Носов, «Приключения Незнайки и его друзей».

Обобщим эти высказывания и попытаемся ответить на вопрос - достаточно ли Вы знаете об устройстве машин и механизмов, чтобы иметь представление об их перспективности? Вопрос этот непростой, даже в трудах исследователей он рассмотрен не до конца. Чтобы осветить эту проблему, нам необходимо рассмотреть подробнее виды и устройство машин и механизмов, другую информацию, так или иначе связанную с этим вопросом.


Задание для учащихся.


Вам может встретиться информация о машинах и механизмах в Интернете, сказках, научно-популярных журналах и т. д. Проанализируйте предложенные сведения, выясните, какие машины имеют будущее, какие механизмы применяются в современных машинах и каковы перспективы их применения.


Задача.

На основе глубокого анализа дать рекомендации по инвестиционной привлекательности производства сложных механизмов в автомобилестроении.


Уточнение задания:

  • какие машины будут иметь будущее? Какие параметры диктуют будущее?

  • какие механизмы наиболее часто используются в современных машинах?

  • как Вы думаете, какие типы механизмов являются устаревшими?

  • что необходимо производить, чтобы не оказаться в отстающих?


Контекст задания:

  • подберите и изучите информацию о различных механизмах, применяемых в современных машинах;

  • определите, какие механизмы на Ваш взгляд являются перспективными, какие нет;

  • заполните таблицу, ответьте на вопросы теста.

Информационные приложения.

Маши́на (лат.machina (от др.-греч.Μηχανή — двигать) — механизм, устройство, строение) — техническое устройство, выполняющее механические движения для преобразования энергии, материалов и информации.

Машина предназначена для облегчения труда человека путём частичной или полной его замены. Особенностью машины, отличающей её от других устройств, является использование механической энергии (совершение определенного механического движения) для выполнения возложенной на неё функции (предназначения, работы, действий). Машина — это, прежде всего, механическое устройство, но не механизм. В современной технике используется огромное количество машин и механизмов разнообразного назначения и устройства.

Машиной принято называть механическое устройство, выполняющее определенную полезную работу, связанную с процессом производства или преобразованием энергии. Во всякой машине имеется исполнительный (рабочий) орган, который приводится в действие машиной-двигателем через систему механизмов.

Основной характеристикой машины является развиваемая ею мощность. Одной из первых единиц измерения мощности была лошадиная сила (л.с.). Не смотря на то, что в Российской Федерации принята Международная система единиц (СИ) и единицей измерения мощности является ватт, лошадиная сила продолжает использоваться и в настоящее время.

Устройство машины и ее составляющие.

Основой устройства машины являются механизмы (например, кривошипно-шатунный механизм как часть паровой машины). Внешне разные машины могут содержать подобные или схожие механизмы. Но наиболее важные составляющие, остаются неизменными всегда, во всех машинах, такие как: двигатель, подвижные части и т.д

Машина состоит из двигателя как источника энергии (движения), передаточного и исполнительного устройств и системы управления. Вместе первые три части обычно называют машинным агрегатом. Механическое передаточное устройство называют передаточным механизмом, а механическое исполнительное устройство — исполнительным механизмом.

В машинах либо двигатель, либо исполнительное устройство (либо и то, и другое вместе) совершают механические движения. Действия остальных частей машины могут основываться на иных принципах действия (например, использовать законы оптики, электродинамики и т. д.).

Часть машинного агрегата, включающая двигатель и передаточное устройство, составляет привод. В машинах используют механические, а также комбинированные приводы — электромеханические, оптико-механические, гидро-электро-механические и т. п.

Двигатель и/или исполнительное устройство машины выполняют заданную функцию, совершая определенные движения, например, перемещение поршня насоса, руки робота. Проектирование таких устройств заключается в создании механизмов, обеспечивающих, прежде всего, заданные вид и закон движения. Эти задачи решаются методами теории механизмов и машин.

Механическое передаточное устройство (передаточный механизм) предназначено для передачи механической энергии. Оно необходимо для согласования взаимного положения и параметров движения двигателя и исполнительного устройства. Это, в свою очередь, позволяет подразделить передаточные устройства на следующие:

  • трансмиссии — только передают движение от удаленного двигателя к исполнительному устройству без изменения характеристик этого движения. Например, от двигателя автомобиля, расположенного в его передней части, к задним колесам (ведущему мосту);

  • передачи — согласуют параметры и вид движения на выходе двигателя с входными характеристиками исполнительного устройства. Механические передачи, замедляющие передаваемое движение, относят к редукторам, а ускоряющие — к мультипликаторам.

История.

Первым известным прообразом машины было наливное водяное колесо, его с древнейших времён использовали для ирригации древние египтяне и персы. Это механическое устройство служило для преобразования энергии падающей воды (гидроэнергии) в энергию вращательного движения.

В эпоху античности машины как механические устройства применялись для усиления человеческих возможностей применительно к одной точке: подъёмные блоки, рычаг, колёсные повозки, машина для замеса теста, винтовой пресс, шнек (винт Архимеда). Машинами также считались простые строительные леса. Прообразы более сложных машин в качестве хитроумных устройств служили для развлечения публики, как, например, паровая машина Герона.

Во времена Римской империи конструирование машин относилось к архитектуре и имело прикладной характер. Основные усилия инженеров были направлены на усовершенствование военной техники и ручных орудий труда, метательных орудий, устройств распилки каменных блоков. В эпоху поздней Римской империи и средневекового Запада слово «машина» применялось лишь к осадным орудиям.

Создание в 1774 г. Джеймсом Уаттом универсальной паровой машины положило начало технической революции и всё более ускоряющемуся техническому прогрессу. Появляются сложное оборудование и двигательные установки, такие как изобретенные в 1889 г. К. Лавалем паровая турбина, в 1870…1890 гг. двигатель внутреннего сгорания (газовый — Н. Отто, бензиновый — Г. Даймлера и К. Бенца, дизельный — Р. Дизеля), в 1889 г. М. О. Доливо-Добровольским — электродвигатель переменного тока. Функционирование новых машин начинает широко использовать явления механики, термодинамики, электромагнетизма. Технические объекты становятся сложными физически. Для обозначения отдельных видов технических устройств вводятся термины «аппарат», «прибор».

Виды машин.

По функциональному назначению выделяют следующие виды машин:

  • энергетические, которые служат:

    • для преобразования какого-нибудь вида энергии в механическую (двигатели электрические, тепловые и другие);

    • для преобразования механической энергии в любой другой вид энергии (генераторы, как, например, электрогенератор);

  • рабочие. Они служат:

    • для изменения положения физического объекта (транспортные машины, например, автомобиль, транспортер). Их исполнительным устройством, обеспечивающим движение, является движитель, например, колёса (колёсный движитель), гусеницы (гусеничный движитель);

    • для изменения формы физического объекта, свойств и взаимного положения частей (технологические машины, например, станок, пресс, миксер);

  • информационные, которые служат:

    • для обработки информации с целью управления машинами (контрольно-управляющие машины, например, парорегулятор);

    • для получения различных математических образов в форме отдельных чисел и фигур (математические машины, например, арифмометр);

    • для помощи человеку или с целью его замены в умственном труде, управлении и контроле рабочих процессов (логические машины);

  • кибернетические, выполняющие определенные движения, присущие человеку или живой природе, одновременно обладая элементами искусственного интеллекта (роботы и автоматически функционирующие машины).

Устройство механизма и его составляющие.

Механи́зм (греч.μηχανή mechanéмашина) — это совокупность совершающих требуемые движения тел (обычно — деталей машин), подвижно связанных и соприкасающихся между собой. Механизмы служат для передачи и преобразования движения.

Как преобразователь движения механизм видоизменяет скорости, или траектории, или же и то, и другое. Он преобразует скорости, если при известной скорости одной из его частей другая его часть совершает движение, подобное движению первой, но с другой скоростью. Механизм преобразует траекторию, если, в то время как одна из его точек описывает известную траекторию, другая описывает другую заданную траекторию.

Механизмомтакже называют определенную совокупность подвижных и неподвижных частей, которые обеспечивают передачу и преобразование движений и сил для выполнения машиной полезной работы.

Тела, входящие в механизм, называются звеньями. Звено может состоять из одной или нескольких неподвижно соединенных между собой деталей. В любом механизме, кроме подвижных звеньев, обязательно имеется неподвижное звено. Звено, движение которому сообщается за счет приложения внешних сил или моментов сил, называют ведущим, а звено, которому движение передается, называют ведомым. Так, в машинных тисках рукоятка — ведущее звено, подвижная губка — ведомое звено, а неподвижная губка вместе с корпусом образует неподвижное звено. Иногда механизмы имеют самостоятельное применение — преобразователи движения (механизмы часов, арифмометров, тахометров и т. п. приборов), но чаще всего механизм является кинематической основой машины.

Таким образом, машину и механизм отличает от сооружения основной признак: при выполнении своего назначения элементы сооружения находятся в статическом состоянии, в то время как в механизме и машине отдельные части обязательно находятся в движении.

В то же время механизм от машины отличается тем, что механизм не предназначен ни для преодоления полезных сопротивлений (то есть для совершения полезной работы), ни тем более, для преобразования энергии, в то время как машина именно эти функции и выполняет.

История.

Пандусы, или наклонные плоскости, широко использовались при строительстве ранних каменных сооружений, дорог и акведуков. Также они применялись при штурме военных укреплений.Эксперименты с наклонными плоскостями помогли средневековым физикам (таким, как Галилео Галилей) изучить законы природы, связанные с гравитацией, массой, ускорением и т. д.

Человек стал использовать рычаг ещё в доисторические времена, интуитивно понимая его принцип. Такие инструменты, как мотыга или весло, применялись, чтобы уменьшить силу, которую необходимо было прикладывать человеку. В пятом тысячелетии до нашей эры в Месопотамии применялись весы, использовавшие принцип рычага для достижения равновесия.[1][2] Позже, в Греции, был изобретён безмен, позволивший изменять плечо приложения силы, что сделало использование весов более удобным. Около 1500 года до н. э. в Египте и Индии появляется шадуф, прародитель современных кранов, устройство для поднимания сосудов с водой.

Неизвестно, пытались ли мыслители тех времён объяснить принцип работы рычага. Первое письменное объяснение дал в III веке до н. э. Архимед, связав понятия силы, груза и плеча. Закон равновесия, сформулированный им, используется до сих пор и звучит как: «Усилие, умноженное на плечо приложения силы, равно нагрузке, умноженной на плечо приложения нагрузки, где плечо приложения силы — это расстояние от точки приложения силы до опоры, а плечо приложения нагрузки — это расстояние от точки приложения нагрузки до опоры». По легенде, осознав значение своего открытия, Архимед воскликнул: «Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю!».

В 1773 годуДжеймс Уатт предложил идею составного рычага, состоящего из двух или нескольких связанных друг с другом рычагов, который можно было использовать для еще большего увеличения усилия. Пример составного рычага, используемого в повседневной жизни, можно найти в щипчиках для ногтей. В современном мире принцип действия рычага используется повсеместно. Практически любой механизм, преобразующий механическое движение, в том или ином виде использует рычаги. Подъёмные краны, двигатели, плоскогубцы, ножницы, а также тысячи других механизмов и инструментов используют рычаги в своей конструкции.

Самые ранние колеса (глиняные модели колес) встречаются на территории современной Румынии (Кукутени). Эти находки датируются последней четвертью 5-го тысячелетия до н. э. Затем — в 4 тысячелетии — они появляются и на территориях современной Германии, Польши и в южнорусских степях. К более ранним, чем «месопотамские» относятся модели колес, обнаруженные археологами А. Д. Резепкиным на Северном Кавказе и А. В. Кондрашовым на Кубани. Все больше материальных доказательств свидетельствуют в пользу того, что «самое первое» колесо появилось на Западе (а не на Востоке).

Интересные факты.

  • В июле 2001 года на колесо был получен инновационный патент со следующей формулировкой: «круглое устройство, применяемое для транспортировки грузов». Этот патент был выдан Джону Кэо, юристу из Мельбурна, который хотел тем самым показать несовершенство австралийского патентного закона.

  • Французская компания Мишлен в 2009 году разработала пригодное к массовому выпуску автомобильное колесо ActiveWheel со встроенными электродвигателями, приводящими в действие колесо, рессору, амортизатор и тормоз. Таким образом, эти колёса делают ненужными следующие системы автомобиля: двигатель, сцепление, коробку передач, дифференциал, приводной и карданный валы. Идея мотор-колеса не нова — она была реализована ещё в конце XIX века Фердинандом Порше в Австро-Венгерской империи, однако практическое применение его столкнулось с весьма серьёзными затруднениями, в результате чего распространение мотор-колёса носит в настоящее время крайне ограниченный характер (карьерные самосвалы, «Луноход» и другие планетоходы).

  • В 1959 году американец А. Сфредд получил патент на квадратное колесо. Оно легко шло по снегу, песку, грязи, преодолевало ямы. Вопреки опасениям, машина на таких колёсах не «хромала» и развивала скорость до 60 км/ч.

Виды механизмов.

Простейшие механизмы — устройства, служащие для преобразования силы. Представляют собой элементы более сложных механизмов. Некоторые из простейших механизмов появились в глубокой древности.

Принято выделять шесть простейших механизмов из которых четыре являются разновидностью двух основных:

Виды простейших механизмов.

Сложные механизмы — устройства, служащие для преобразования одних движений во вращательные, поступательные и другие движения.

Виды сложных механизмов.

  • механизмы, преобразующие движение:

  • по структурно-конструктивным признакам:

  • механизмы плоские, у которых точки звеньев описывают траектории, лежащие в параллельных плоскостях;

  • пространственные, которые осуществляют взаимодействие между звеньями, расположенными в различных плоскостях.

Публикации в интернете.

27 октября 2010 года электромобиль lekkerMobil, конвертированный из микровэнаAudi A2, совершил рекордный пробег на одной зарядке из Мюнхена в Берлин длиной 605 километров в условиях реального движения по дорогам общего пользования, при этом были сохранены и действовали все вспомогательные системы, включая отопление. Электромобиль с электродвигателем мощностью 55 кВт был создан фирмой lekkerEnergie на основе литий-полимерного аккумулятора Kolibri фирмы DBM Energy. В аккумуляторе было запасено 115 кВт·ч, что позволило электромобилю проехать весь маршрут со средней скоростью 90 км/ч (максимальная скорость на отдельных участках маршрута составляла 130 км/ч) и сохранить после финиша 18% от первоначального заряда. По данным фирмы DBM Energy, электропогрузчик с таким аккумулятором смог непрерывно проработать 32 часа, что в 4 раза больше, чем с обычным аккумулятором. Представитель фирмы lekkerEnergie утверждает, что аккумулятор Kolibri способен обеспечить суммарный ресурсный пробег до 500 000 километров. VenturiStreamlinerSetsNewWorldSpeedRecord 25 Aug 2010.

«Для создания надёжной современной техники требуется разработка высокоэффективных износостойких материалов и покрытий для обеспечения надёжной и долговечной работы узлов трения механизмов, эксплуатируемых в широком диапазоне нагрузок, скоростей, температур и работоспособных в агрессивных средах, при переходных режимах и в вакууме. Решение этой проблемы путем применения традиционных материалов и покрытий без введения каких-либо добавок весьма ограничено, так как любые материалы всегда имеют те или иные недостатки.

В связи с резким, недопустимым загрязнением планеты отходами производства, продуктами переработки органического и неорганического вида, добавилась ещё одна особо важная проблема, без решения которой практически невозможно допускать к эксплуатации материалы или изделия – все они должны быть экологически чистыми, не загрязняющими флору и фауну. Одновременно эти материалы и изделия должны быть стойкими не только в средах, проявляющих механическое, химическое (абразивное, коррозионное) воздействие, но и в биологически активных средах, такими как мировой океан, грунты различных зон земного шара, реки и т.п.

Известно, что на ремонт машин механизмов ежегодно расходуются громадные средства, из которых 85 % - на замену подшипниковых узлов трения. В то же время, для создания новой перспективной техники с более жесткими условиями работы требуются новые металлы, сплавы, композиционные материалы (КМ) на полимерной основе с особыми свойствами, уровень качества которых обусловлен точностью состава, оптимальностью характеристик, тщательностью изготовления на всех стадиях технологической цепочки, сравнительно недорогих и технологичных в изготовлении. Однако, анализ этой проблемы показывает, что в стране нет производств, обеспечивающих в достаточном объеме современные и перспективные машины и механизмы такими материалами. Громадную потребность в новых КМ испытывают предприятия, использующие робототехнические комплексы, характеризующиеся точностью передаточных и исполнительных механизмов, эксплуатируемых в экстремальных условиях».


«Одной из важнейших составляющих повышения подвижности боевых машин является совершенствование их трансмиссий. С этой целью на машины, проходящие очередной этап модернизации, устанавливаются усовершенствованные гидромеханические трансмиссии, а для перспективных образцов разрабатываются принципиально новые, в том числе электромеханические».


«Ведутся научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по созданию электромеханических трансмиссий как для колесных, так и для гусеничных боевых машин. Основными элементами таких трансмиссий являются: дизель-генератор, накопители большой емкости, преобразующее электронное оборудование и силовые электродвигатели, вращающие ведущие колеса. Отсутствие жестких механических связей между источниками и потребителями энергии увеличивает надежность трансмиссии, а бесступенчатое изменение крутящего момента улучшает подвижность машины на поле боя. Кроме того, применение электромеханической трансмиссии, по мнению зарубежных специалистов, значительно увеличит полезное заброневое пространство, что позволит решить многие проблемы, возникающие при проектировании перспективных боевых систем».


«В ФРГ фирмой МАК на базе гусеничной машины «Визель» разработана экспериментальная - LLX с электромеханической трансмиссией. Скорость движения этой машины регулируется за счет изменения крутящего момента силовых электродвигателей, а поворот осуществляется благодаря вращению ведущих колес с разными угловыми скоростями в результате увеличения крутящего момента на силовом электродвигателе забегающей гусеницы».


Информационные приложения для анализа

(учебный материал 1 группы)

Кинематические схемы механизмов.

Чтобы разобраться в устройстве механизма, следует обратить внимание не на отдельно взятые звенья, а на характер их соединения. Подвижное соединение двух звеньев в механизмах называется кинематической парой. При этом следует интересоваться лишь кинематическими возможностями пар (то есть возможностью звеньев совершать определенные движения) и не принимать во внимание конструктивные особенности.

В кинематических парах звенья могут получать относительное, вращательное, поступательное или сложное движение. Соответственно и различают вращательные, поступательные и пары сложного движения. Например, зубчатые колеса образуют вращательную пару, ползун и направляющие устройства — поступательную пару, винт и гайка — пару сложного движения или винтовую пару.

Соединения кинематических пар, в свою очередь, образуют кинематическую цепь. Для изображения механизмов и их составных частей — звеньев и кинематических пар — пользуются стандартными условными обозначениями. Неподвижность звеньев в парах всех видов отмечается на схемах подштриховкой.

В качестве примера приведем последовательное изображение кинематической схемы двигателя внутреннего сгорания, конструкция которого показана на рис. 1.

http://cherch.ru/images/stories/5/cherchenie_26.jpg

Рис. 1

Ведущим звеном, конечно, является поршень 1, так как движение ему сообщают внешние силы (давление газа или пара). Поршень совершает возвратно-поступательное движение относительно стенок неподвижного цилиндра 2. Ведомое звено — вал с кривошипом 4 — совершает вращательное движение. Между ведущим и ведомым звеньями находится промежуточное — шатун 3, совершающий плоскопараллельное движение. Поршень — это ползун, стенки цилиндра — направляющие, следовательно, эта кинематическая пара согласно стандартным условным изображениям изобразится, как показано на рис. 2, I. Вал с кривошипом, совершающий вращательное движение относительно неподвижной опоры, изобразится, как показано на рис. 2, II. Шатун — это стержень, концы которого связаны: один с ползуном, другой с кривошипом (рис, 2, III). Связав все звенья воедино, получим схематическое изображение механизма двигателя (рис. 2, IV).

http://cherch.ru/images/stories/5/cherchenie_25.jpg

Рис. 2.

В этом механизме — четыре звена: ползун, шатун, кривошип и одно неподвижное звено, обозначенное в двух местах подштриховкой. Однако следует обратить внимание на то, что с кинематической точки зрения — это одно звено, хотя реальных деталей может быть несколько (цилиндр, корпус и т. д.). Кинематических пар также четыре — три вращательных и одна поступательная.

По структурно-конструктивным признакам различают механизмы плоские, у которых точки звеньев описывают траектории, лежащие в параллельных плоскостях, и пространственные, которые осуществляют взаимодействие между звеньями, расположенными в различных плоскостях.

На рис. 3 приведена схема пространственного механизма, у которого звенья (стержни) сочленены двумя парами шарниров: шарнирами с одной осью 1 и сферическими шарнирами 3. Как видно из схемы, ведущее 2 и ведомое 4 звенья могут совершать вокруг шарниров 1 только вращательное движение, каждое в своей плоскости. Промежуточное звено, заключенное между двумя сферическими шарнирами 3, будет совершать сложные колебательные движения.

http://cherch.ru/images/stories/5/cherchenie_27.jpg

Рис. 3.

Плоский механизм (рис. 4) отличается от пространственного тем, что все его звенья, в том числе и опоры, и исполнительного звена (поступательной пары 4), лежат в одной плоскости. Изображенный на схеме механизм содержит шесть вращательных пар 2— шарниров, каждое из которых представляет сочленение двух звеньев 1 и 3 с одной осью, допускающей вращательное их движение только в одной плоскости.

http://cherch.ru/images/stories/5/cherchenie_28.jpg

Рис. 4.

Звенья механизмов, в зависимости от их конструктивной особенности, могут быть неподвижны, совершать вращательные, поступательные и другие движения. Но в каждом механизме, преобразующем движение, имеются, как уже можно было увидеть из вышеприведенных примеров, шарниры с заданными наперед кинематическими свойствами.

На рис. 5 изображены конструктивные разновидности шарнирных сочленений. Поз. I и II — шарнирные сочленения с одной осью двух и трех звеньев, которые могут совершать только круговые движения в одной плоскости. Поз. III и IV — шарнирные сочленения, которые допускают вращательные движения своих звеньев во взаимно-перпендикулярных плоскостях.

http://cherch.ru/images/stories/5/cherchenie_29.jpg

Рис. 5.

При разработке новых механизмов конструктор прочерчивает несколько вариантов кинематических схем и из них выбирает оптимальный. На основании отобранной схемы производится техническая и технологическая разработка деталей и их конструктивное формообразование. Именно кинематическая схема, разработанная на стадии эскизного проектирования, является отправной конструкцией будущего механизма.

Механизмы для преобразования движения.

Механическая энергия многих машин-двигателей обычно представляет собой энергию вращательного вала. Однако не во всех станках и механизмах рабочие органы также совершают вращательное движение. Зачастую им необходимо сообщить поступательное или возвратно-поступательное движения. Возможна и обратная картина. В подобных случаях применяют механизмы, преобразующие движение. К ним относятся: зубчато - реечный, винтовой, кривошипно-шатунный, кулисный и кулачковый механизмы.

Зубчато-реечный механизм (рис. 6)

http://cherch.ru/images/stories/5/cherchenie_30.jpg

Рис. 6.

Винтовой механизм (рис. 7)

http://cherch.ru/images/stories/5/cherchenie_31.jpg

Рис. 7.

Кривошипный механизм (рис. 8)

http://cherch.ru/images/stories/5/cherchenie_32.jpg

Рис. 8.

Кулисный механизм(рис. 9)

http://cherch.ru/images/stories/5/cherchenie_37.jpg

Рис. 9.

Кулачковый механизм (рис. 10 и 11)

http://cherch.ru/images/stories/5/cherchenie_39.jpg

Рис. 10.

http://cherch.ru/images/stories/5/cherchenie_40.jpg

Рис. 11.

Зубчато-реечный механизм.

Зубчато-реечный механизм (рис. 12) состоит из зубчатого цилиндрического колеса и зубчатой рейки — планки с нарезанными на ней зубьями. Такой механизм можно использовать для различных целей:

  • вращая зубчатое колесо на неподвижной оси, перемещать поступательно рейку (например, в реечном домкрате, в механизме подачи сверлильного станка);

  • обкатывая колесо по неподвижной рейке, перемещать ось колеса относительно рейки (например, при осуществлении продольной подачи суппорта в токарном станке).

http://cherch.ru/images/stories/5/cherchenie_30.jpg

Рис. 12.

Винтовой механизм

Для преобразования вращательного движения в поступательное движение, очень часто применяется механизм, основными частями которого являются винт и гайка. Такой механизм (рис. 13) применяют в различных конструкциях: гайка (внутренняя резьба нарезана в корпусе) неподвижна, винт вращается и одновременно поступательно перемещается (рис. 13, I);

гайка неподвижна, винт вращается и одновременно поступательно перемещается с салазками. Салазки шарнирно соединены с винтом и могут совершать возвратно-поступательное движение в зависимости от направления движения винта по направляющим (рис. 13, II);

винт закреплен так, что может лишь вращаться, а гайка (в данном случае салазки) лишена возможности вращаться, так как ее нижняя (или другая) часть установлена между направляющими. В этом случае гайка (салазки) будет перемещаться поступательно (рис. 13, III).

http://cherch.ru/images/stories/5/cherchenie_31.jpg

Рис. 13.

В перечисленных винтовых механизмах применяются резьбы различного профиля, чаще всего прямоугольная и трапециевидная (к примеру в слесарных тисках, домкратах и т. п.). Если угол подъема винтовой линии небольшой, то ведущим движением является вращательное. При очень большом угле подъема винтовой линии возможно преобразование поступательного движения во вращательное и тому примером может служить быстродействующая отвертка.

Кривошипный механизм

Кривошип (рис. 14) — звено кривошипного механизма, которое может совершать полный оборот вокруг неподвижной оси. Кривошип (I) имеет цилиндрический выступ — шип 1 , ось которого смещена относительно оси вращения кривошипа на расстояние r, которое может быть постоянным или регулируемым. Более сложным вращающимся звеном кривошипного механизма является коленчатый вал. Эксцентрик (III) — диск, насаженный на вал с эксцентриситетом, то есть со смещением оси диска относительно оси вала. Эксцентрик можно рассматривать как конструктивную разновидность кривошипа с малым радиусом.

http://cherch.ru/images/stories/5/cherchenie_32.jpg

Рис. 14.

Кривошипный механизм — механизм, преобразующий один вид движения в другой. Например, равномерно вращательное — в поступательное, качательное, неравномерное вращательное и т. д. Вращающееся звено кривошипного механизма, выполненное в виде кривошипа или коленчатого вала, связано со стойкой и другим звеном вращательными кинематическими парами (шарнирами). Принято различать подобные механизмы на кривошипно-шатунные, кривошипно-коромысловые, кривошипно- кулисные и др. в зависимости от характера движения и наименования того звена, в паре с которым работает кривошип.

Используются кривошипные механизмы в поршневых двигателях, насосах, компрессорах, прессах, в приводе движения металлорежущих станков и других машинах.

Кривошипно-шатунный механизм — один из самых распространенных механизмов преобразования движения. Его применяют как для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное (например, поршневые насосы), так и для преобразования возвратно-поступательного во вращательное (например, двигатели внутреннего сгорания).

Шатун — деталь кривошипно-шатунного (ползунного) механизма, передающая движение поршня или ползуна на кривошип коленчатого вала. Часть шатуна, служащая для присоединения к коленчатому валу, называется кривошипной головкой, а противоположная часть — поршневой (или ползунной) головкой.

Механизм состоит из стойки 1 (рис. 15), кривошипа 2, шатуна 3 и ползуна 4. Кривошип совершает непрерывное вращение, ползун — возвратно-поступательное движение, а шатун — сложное, плоско-параллельное движение. Полный ход ползуна получается равным удвоенной длине кривошипа. Рассматривая перемещения ползуна из одного положения в другое, нетрудно увидеть, что при повороте кривошипа на равные углы ползун проходит разное расстояние: при движении от крайнего положения к среднему участки пути ползуна увеличиваются, а при движении от среднего положения к крайнему — уменьшаются. Это свидетельствует о том, что при равномерном движении кривошипа ползун движется неравномерно. Так скорость движения ползуна меняется от нуля в начале его движения и достигает наибольшей величины, когда кривошип и шатун образуют между собой прямой угол, затем снова уменьшается до нуля при другом крайнем положении.

http://cherch.ru/images/stories/5/cherchenie_33.jpg

Рис. 15.

Неравномерность хода ползуна вызывает появление сил инерции, оказывающих отрицательное влияние на весь механизм. В этом главный недостаток кривошипно-ползунного механизма.

В некоторых кривошипно-шатунных механизмах возникает необходимость в обеспечении прямолинейности движения поршневого штока 4 (рис. 16). Для этого между кривошипом 1, шатуном 2 и ползуном 5 используют так называемый крейцкопф 3, воспринимающий на себя качательные движения шатуна (4 — шток промежуточный).

http://cherch.ru/images/stories/5/cherchenie_34.jpg

Рис. 16.

Эксцентриковый механизм

Подобно кривошипно-ползунному работает эксцентриковый механизм, в котором роль кривошипа выполняет эксцентрик, укрепленный на ведущем валу. Цилиндрическая поверхность эксцентрика 2 (рис. 17) свободно охватывается хомутом 1 и бугелем 3, к которому прикреплен шатун 4, передающий во время вращения ведущего вала поступательное движение ползуну 5. В отличие от кривошипно-ползунного эксцентриковый механизм не может преобразовывать возвратно- поступательное движение ползуна во вращательное движение эксцентрика вследствие того, что между хомутом и эксцентриком, несмотря на наличие смазки, остается достаточное трение, чтобы препятствовать движению.

http://cherch.ru/images/stories/5/cherchenie_35.jpg

Рис. 17.

По этой причине эксцентриковый механизм применяют только в тех машинах, где необходимо вращательное движение преобразовывать в возвратно-поступательное движение и создавать небольшой ход исполнительному органу при значительных силах. К таким машинам относятся штампы, прессы и др.

Кривошипно-коромысловый механизм. Коромысло — звено рычажного механизма и представляет собой деталь в виде двуплечего рычага, качающегося около средней неподвижной оси на стойке. На рис. 18 представлены конструктивная (I) и кинематическая (II) схемы такого механизма. Кривошип 1 может совершать вращательное движение. Кинематическая цепочка: кривошип 1, шатун 2 и коромысло 3, связанная шарнирными сочленениями, заставляет коромысло совершать качательные движения вокруг неподвижной оси на стойке.

http://cherch.ru/images/stories/5/cherchenie_36.jpg

Рис. 18.

Применяют кривошипно-коромысловый механизм в рессорных подвесках паровозов, вагонов, в конструкциях машин для испытания материалов, весов, буровых станков и др.

Кулисный механизм

Кулиса 1 — звено (деталь) кулисного механизма, снабженное прямолинейной или дугообразной прорезью, в которой перемещается небольшой ползун — кулисный камень 2 (рис. 19). Кулисный механизм — рычажный механизм, преобразующий вращательное или качательное движения в возвратно-поступательное и наоборот. По виду движения различают кулисы: вращающиеся, качающиеся и прямолинейно движущиеся (3 — отверстие, через которое вставляется и удаляется кулисный камень).

http://cherch.ru/images/stories/5/cherchenie_37.jpg

Рис. 19.

Кривошипно-кулисный механизм. На рис. 20 показаны наиболее распространенные конструктивные разновидности таких механизмов.

На рис. 20, I показано, что вокруг неподвижной оси вращается кривошип 3, шарнирно соединенный одним концом с ползуном (кулисным камнем) 2. При этом ползун начинает скользить (перемещаться) в продольном прямолинейном пазу, прорезанном в рычаге (кулисе) 1, и поворачивать его вокруг неподвижной оси. Длина кривошипа позволяет придать кулисе вращательное движение. Подобные механизмы служат для преобразования равномерного вращательного движения кривошипа в неравномерное вращательное движение кулисы, но если при этом длина кривошипа равна расстоянию между осями опор кривошипа и кулисы, то получается кривошипно-шатунный механизм с равномерно вращающейся кулисой.

http://cherch.ru/images/stories/5/cherchenie_38.jpg

Рис. 20.

Кривошипно-кулисный механизм с качающейся кулисой (рис. 20, II) служит для преобразования вращательного движения кривошипа 3 в качательное движение кулисы 1 и при этом происходит быстрый ход при движении ползуна в одну сторону и медленный — в другую. Механизм широко применяется в металлорежущих станках, например: в поперечно-строгальных, зубодолбежных и др.

Кривошипно-кулисный механизм с поступательно движущейся кулисой (рис. 20, III) служит для преобразования вращательного движения кривошипа 3 в прямолинейно-поступательное движение кулисы 1. В механизме кулиса может быть расположена вертикально или наклонно. Применяется такой механизм для малых длин хода и находит широкое применение в счетных машинах (синусный механизм).

Кулачковый механизм

Кулачок — деталь кулачкового механизма с профилированной поверхностью скольжения, чтобы при своем вращательном движении передавать сопряженной детали (толкателю или штанге) движение с заданным законом изменения скорости. Геометрическая форма кулачков может быть различной: плоской, цилиндрической, конической, сферической и более сложной.

Кулачковые механизмы — преобразующие механизмы, изменяющие характер движения. В машиностроении широко распространены кулачковые механизмы, преобразующие вращательное движение в возвратно-поступательное и возвратно-качательное. Кулачковые механизмы (рис. 21 и 22), как и другие виды механизмов, подразделяют на плоские и пространственные.

http://cherch.ru/images/stories/5/cherchenie_39.jpg

Рис. 21.

http://cherch.ru/images/stories/5/cherchenie_40.jpg

Рис. 22.

Кулачковые механизмы применяют в двигателях внутреннего сгорания в газораспределительном механизме, в металлорежущих станках и других машинах для воспроизведения сложной траектории движения рабочих органов и выполнения функций управления, таких как включение и выключение рабочих органов по определённой схеме. Основным элементом системы газораспределения двигателя внутреннего сгорания является простейший кулачковый механизм, изображенный на рис. 21, I. Механизм состоит из кулачка 1, штанги 2, связанной с рабочим органом, и стойки, поддерживающей в пространстве звенья механизма и обеспечивающей каждому звену соответствующие степени свободы. Ролик 3, устанавливаемый в некоторых случаях на конце штанги, не влияет на закон движения звеньев механизма. Штанга, совершающая поступательное движение, называется толкателем 2, а вращательное — коромыслом 4 (рис. 21, II). При непрерывном движении кулачка толкатель совершает прерывное поступательное, а коромысло — прерывное вращательное движения.

Обязательным условием нормальной работы кулачкового механизма является постоянное касание штанги и кулачка (замыкание механизма). Замыкание механизма может быть силовым и геометрическим. В первом случае замыкание обычно обеспечивается пружиной 5 (рис. 21, III), прижимающей штангу к кулачку, во втором — конструктивным оформлением толкателя, особенно, его рабочей поверхности. К примеру, толкатель с плоской поверхностью (рис. 21, III) касается кулачка разными точками, потому его применяют только в случае передачи малых усилий.

В машинах легкой промышленности для обеспечения весьма сложного взаимосвязанного движения деталей, наряду с простейшими плоскими, применяют пространственные кулачковые механизмы. В пространственном кулачковом механизме можно увидеть типичный пример геометрического замыкания — цилиндрический кулачок с профилем в виде паза, в который входит ролик толкателя (рис. 22, I).

При выборе типа кулачкового механизма стараются остановиться на применении плоских механизмов, имеющих значительно меньшую стоимость по сравнению с пространственными, и во всех случаях, когда это возможно, используют штангу качающейся конструкции, так как штангу (коромысло) удобно устанавливать на опоре с применением подшипников качения. Кроме того, в этом случае габаритные размеры кулачка и всего механизма в целом могут быть меньше.

Изготовление кулачковых механизмов с коническими и сферическими кулачками (рис. 22, II и III) является сложным техническим и технологическим процессом, а потому и дорогим. Поэтому такие кулачки применяют в сложных и точных приборах.



Информационные Приложения для анализа

(учебный материал 2 группы)

Механические передачи.

Механическими передачами или просто передачами называют механизмы, служащие для передачи движения, как правило, с преобразованием скорости и соответственным изменением вращающего момента.

Широкое распространение передач в машиностроении обусловлено, прежде всего, тем, что в абсолютном большинстве случаев режим работы машины-орудия не совпадает с оптимальными скоростями двигателя. Передачи позволяют понижать (реже повышать) скорость; осуществлять ступенчатое или бесступенчатое регулирование ее в широком диапазоне, изменять направление движения; преобразовывать один вид движения в другой; приводить в движение несколько механизмов от одного двигателя.

По принципу работы передачи подразделяют на:

- передачи трением — фрикционные, ременные;

- передачи зацеплением — зубчатые, червячные, цепные;

- передачи типа «винт — гайка».

В зависимости от способа передачи движения от ведущего вала вращения к ведомому различают:

- передачи непосредственного контакта — фрикционные, зубчатые, червячные и «винт — гайка»;

- передачи гибкой связью — ременные, цепные.

Из механических передач наибольшее распространение получили передачи вращательного движения, так как они обеспечивают равномерное движение и просты по конструкции.

Винтовые механизмы (винт-гайка).

Пространственная кинематическая винтовая пара типа «винт — гайка» (рис. 28) обладает следующими свойствами: при неподвижном винте 2 поворот гайки 1 на один оборот вызывает ее перемещение вдоль оси винта на величину хода; если закрепить гайку и повернуть винт на один оборот, то, помимо вращения, винт переместится вдоль оси на величину хода.

image060

Рис. 28

Основное назначение передач типа «винт — гайка» — преобразование вращательного движения в поступательное. Эти передачи бесшумны в работе, что достигается повышенной плавностью зацепления, просты по конструкции и в изготовлении и позволяют получать большой выигрыш в силе. К недостаткам следует отнести: относительно низкий КПД, склонность к заеданию, тихоходность передачи.

Передачи типа «винт — гайка» применяют в подъемных механизмах, в станках (механизмы подачи рабочих инструментов), в измерительных приборах (механизмы для точных перемещений, микрометрические и дифференциальные винты), в прокатных станах (регулировочно-установочные механизмы подшипников, нажимные винты), в винтовых процессах.

Винтовые механизмы принципиально ничем не отличаются от резьбовых соединений, но так как они применяются для передачи движения, то трение в резьбе должно быть минимальным. Наименьшее трение между винтом и гайкой обеспечивает прямоугольная резьба, однако ее не технологичность, то есть невозможность нарезания на резьбофрезерных станках, и небольшая прочность по сравнению с трапецеидальной резьбой делают ее применение крайне ограниченным. Поэтому для передаточных винтов применяют главным образом трапецеидальную резьбу с мелким, средним и крупным шагами и упорную резьбу. Наибольшее распространение получила трапецеидальная резьба со средним шагом. Трапецеидальную резьбу с мелким шагом используют при относительно небольших перемещениях; трапецеидальную резьбу с крупным шагом — при тяжелых условиях эксплуатации. Профиль трапецеидальной резьбы позволяет использовать ее в механизмах с реверсивным перемещением.

Для передач с большими односторонними нагрузками (прессы, домкраты, нажимные устройства в прокатных станах и др.) применяют упорную резьбу. Резьба винтов и гаек передач бывает правой или левой, однозаходной или многозаходной.

Материалы винтов должны обладать высокой износостойкостью и хорошей обрабатываемостью, а более нагруженные — высокой прочностью. Винты, не подвергаемые закалке, изготовляют из сталей 45, 50, А50, а винты, подвергаемые закалке, выполняют из сталей У10, У65, 40Х, 40ХГ и др. Материал гаек— бронзы оловянные БрОФЮ- 1, БрОЦС-6-6-3 и др.

Конструктивное оформление винтовой передачи зависит от ее целевого назначения. Устройство простейшего винтового механизма показано на примере домкрата.

Винтовой домкрат состоит из ходового силового винта 2 (рис. 29), ввинчиваемого в корпус 1, и рукоятки 3 с собачкой (на рис. 29 не показана), преобразующих качательное движение, получаемое рукояткой от руки рабочего, в прерывистое вращение. Винт домкрата несет на себе грузовую головку 4, которая может иметь различное конструктивное оформление.

image061

Рис. 29

Для червяков рулевого управления автомобилей, механизмов наводки ракет и ходовых винтов станков используют шариковые винты. Канавки шарикового винта 3 (рис. 30, I) и гайки 2 в осевом сечении имеют полукруглую форму. Непрерывный замкнутый поток шариков 4 заполняет винтовое пространство между желобами по всей длине гайки. Пройдя его, шарики переходят в округленный трубчатый канал 1, по которому они возвращаются в рабочую зону винтовой пары.

image062

Рис. 30.

Коэффициент полезного действия шариковой винтовой пары много выше, чем обычной, вследствие резкого снижения трения в резьбе.

Для полного устранения зазоров в шариковой паре «винт — гайка» на винте устанавливают одновременно две шариковые гайки 2 (рис. 30, II), между которыми помещают стальную пружину 5. Пружина, создавая предварительный натяг между винтом 3, шариками и гайками, устраняет все зазоры в передаче.

Рабочие поверхности такой передачи закаливают до твердости Н RC60 и выше. Винты изготавливают из сталей ХВГ, 7ХГ2ВМ с объемной закалкой. Материал гаек — стали 9ХС, ШХ15, ХВГ с объемной закалкой и др.

Фрикционные передачи

Передачи, в которых движение от одного вала к другому передается за счет трения между рабочими поверхностями вращающихся катков (дисков), называют фрикционными.

Фрикционная передача состоит из двух колес (катков) — ведущего и ведомого, которые прижаты друг к другу с заданной силой. При вращении одного из катков, например, ведущего приходит в движение ведомый, благодаря возникающей силе трения.

Условие работоспособности передачи Тmp>= F,

где: F — передаточное окружное усилие;

Тmp — сила трения в месте контакта.

Если это условие нарушается, то возникает буксование, то есть ведомый каток не вращается, а ведущий скользит по нему.

Передаточное число фрикционной передачи — отношение угловых скоростей ведущего и ведомого валов — не может быть строго постоянным, так как всегда существует относительное проскальзывание катков, изменяющееся в зависимости от нагрузки.

Различают фрикционные передачи с условно постоянным передаточным числом между валами с параллельными пересекающимися осями и передачи с переменным передаточным числом «вариаторы» без промежуточного звена и с промежуточным звеном.

В зависимости от условий работы фрикционные передачи подразделяют на открытые, работающие всухую, и закрытые, работающие в масле. Коэффициент трения в открытых фрикционных передачах выше, а прижимное усилие катков меньше. В закрытых фрикционных передачах масляная ванна делает скольжение менее опасным, кроме того, обеспечивается отвод тепла и увеличивает долговечность передачи.

Фрикционные передачи обладают рядом достоинств, основными из которых являются: простота и бесшумность работы; равномерность вращения колес; возможность регулирования скорости (без остановки передачи); небольшая стоимость колес (катков).

К недостаткам фрикционных передач относятся значительные нагрузки на валы и подшипники, непостоянство передаточного числа, сравнительно низкий КПД, неравномерный износ рабочих поверхностей колес.

Фрикционные передачи широко используются в различных отраслях промышленности. Их часто применяют в приводах конвейеров, в сварочных и литейных машинах, в металлорежущих станках и др.

Для колес применяют следующие сочетания износостойких материалов с высоким коэффициентом трения и модулем упругости:

- закаленная сталь по закаленной стали:

- чугун по стали или чугуну.

Типы фрикционных передач

Цилиндрическая фрикционная передача. На ведущем 2 (рис. 31) и ведомом 1 валах насажены на шпонках два катка. Подшипники вала 1 установлены неподвижно, а подшипники вала 2 позволяют перемещаться валу по направлению линии центров передачи. Если привести во вращение ведущий вал 2, то вместе с ним будет вращаться и ведущий диск. Ведомый диск не будет вращаться до тех пор, пока не будет преодолено полезное сопротивление на валу 1 — вращающий момент и сопротивление трения в подшипниках. Но так как подшипники ведущего вала выполнены плавающими и находятся под действием пружины сжатия, то этим самым обеспечивается прижимное усилие Т, а следовательно, и вращение ведомого вала.

image063

Рис. 31

image064

Рис. 32

Коническая фрикционная передача. Катки передачи (рис. 32) представляют собой усеченные конусы, которые соприкасаются по общей образующей. При осевом сжатии конусов на их образующих в месте контакта возникает сила трения, которая и увлекает во вращение ведомый каток и вал. Для правильной работы передачи необходимо, чтобы конусы имели общую вершину, являющуюся точкой пересечения осей катков.

Вариаторы

Вариаторы — передачи, посредством которых можно плавно, бесступенчато изменять передаточное число. По форме тел вращения вариаторы бывают лобовые, конусные, торовые и др.

Лобовые вариаторы (рис. 33) применяются в винтовых прессах и приборах. В наиболее простом из них (рис. 33, I) ведущий ролик катится по торцовой поверхности большого диска и передает ему вращение. Движение можно передавать и в обратном направлении — от диска к ролику. Для регулирования скорости вращения ролик передвигают вдоль диска. Передаточное отношение в таких вариаторах равно i = R1/R2,

где: R1 и R2 — радиусы колес.

В более сложном плоском вариаторе (рис. 33, II) между двумя большими дисками вращается передвижной ролик. Один диск ведущий, другой — ведомый. Ролик служит промежуточным звеном, передающим вращение. При регулировании скорости ролик перемещают вдоль обоих дисков, причем, приближаясь к центру одного из них, он в то же самое время удаляется от центра другого. Поэтому изменение передаточного отношения и плавное регулирование скоростей вращения производится быстрее и в более широких пределах, чем в вариаторе с одним диском.

image067

Рис. 33

Вариаторы с раздвижными конусами (рис. 34) имеют ограниченное применение в машиностроении. Конические диски насажены на два параллельных вала I и II. Между дисками зажато стальное кольцо, которое передает движение от ведущего вала к ведомому. Изменение передаточного числа осуществляется сближением одной пары конусов и раздвижением другой.

image065

Рис. 34

image066

Рис. 35

На рис. 35 представлены торовые вариаторы. На валах I и II насажены два диска, имеющие сферические рабочие поверхности. Вращение от ведущего диска I к ведомому II передаются посредством двух промежуточных роликов 1, свободно сидящих на осях 2. Изменение передаточного числа осуществляется одновременным поворотом этих осей вокруг шарниров 3. Торовые вариаторы требуют довольно высокой точности изготовления.

Зубчатые передачи

Зубчатой передачей называется механизм, служащий для передачи вращательного движения с одного вала на другой и изменения частоты вращения посредством зубчатых колес и реек.

Зубчатое колесо, сидящее на передающем вращение валу, называется ведущим, а на получающем вращение — ведомым. Меньшее из двух колес сопряженной пары называют шестерней; большее — колесом; термин «зубчатое колесо» относится к обеим деталям передачи.

Зубчатые передачи представляют собой наиболее распространенный вид передач в современном машиностроении. Они очень надежны в работе, обеспечивают постоянство передаточного числа, компактны, имеют высокий КПД, просты в эксплуатации, долговечны и могут передавать любую мощность (до 36 тыс. кВт).

К недостаткам зубчатых передач следует отнести: необходимость высокой точности изготовления и монтажа, шум при работе со значительными скоростями, невозможность бесступенчатого изменения передаточного числа.

В связи с разнообразием условий эксплуатации формы элементов зубчатых зацеплений и конструкции передач весьма разнообразны.

Зубчатые передачи классифицируются по признакам, приведенным ниже. По взаимному расположению осей колес: с параллельными осями (цилиндрическая передача — рис. 36, I—IV); с пересекающимися осями (коническая передача — рис. 36, V, VI); со скрещивающимися осями (винтовая передача — рис. 36, VII; червячная передача — рис. 36, VIII).

  1. В зависимости от относительного вращения колес и расположения зубьев различают передачи с внешним и внутренним зацеплением. В первом случае (рис. 36, I—III) вращение колес происходит в противоположных направлениях, во втором (рис. 36, IV) — в одном направлении. Реечная передача (рис. 36, IX) служит для преобразования вращательного движения в поступательное.

  2. По форме профиля различают зубья эвольвентные (рис. 36, I, II) и неэвольвентные, например цилиндрическая передача Новикова, зубья колес которой очерчены дугами окружности.

В зависимости от расположения теоретической линии зуба различают колеса с прямыми зубьями (рис. 37, I), косыми (рис. 37, II), шевронными (рис. 37, III) и винтовыми (рис. 37, IV). В непрямозубых передачах возрастает плавность работы, уменьшается износ и шум. Благодаря этому непрямозубые передачи большей частью применяют в установках, требующих высоких окружных скоростей и передачи больших мощностей.

  1. По конструктивному оформлению различают закрытые передачи, размещенные в специальном непроницаемом корпусе и обеспеченные постоянной смазкой из масляной ванны, и открытые, работающие без смазки или периодически смазываемые консистентными смазками (рис. 38).

  2. По величине окружной скорости различают: тихоходные передачи (v равной до 3 м/с), среднескоростные (v равной от 3... 15 м/с) и быстроходные (v более 15 м/с).

image068

Рис. 36

image069

Рис. 37

image070

Рис. 38


Червячная передача

Червячная (или зубчато-винтовая) передача (рис. 39) представляет собой кинематическую пару, состоящую из червяка и червячного колеса. Червячные передачи применяются для передачи вращения между валами, оси которых перекрещиваются под углом 90°.

image076

Рис. 39

Ведущим звеном обычно является червяк. Обратная передача встречается редко, так как она имеет очень низкий КПД.

Червяк — это винт с резьбой, нарезанной на цилиндре (архимедов, конволютный или эвольвентный червяк — рис. 39, I) или глобоиде (рис. 39, II). Архимедов червяк представляет собой цилиндрический винт с трапецеидальным профилем резьбы. В торцовом сечении витки этого червяка очерчены архимедовой спиралью. Глобоидный червяк представляет собой винт, нарезанный на поверхности тора (глобоида). Передача с таким червяком называется глобоид ной. Элементы червяка аналогичны элементам резьбы.

Червячные колеса бывают с прямыми и чаще с косыми зубьями и отличаются от цилиндрических зубчатых колес несколько видоизменений формой зуба. Зуб червячного колеса охватывает червяк по дуге, ограниченной углом 2 у, который выбирают в пределах 90... 110°. Элементы червячного колеса в основном аналогичны элементам цилиндрического зубчатого колеса.

Червячные передачи позволяют получать большие передаточные отношения (до 300, а иногда и более); обеспечивают плавность зацепления, компактны и бесшумны в работе. К недостаткам червячной передачи относятся сравнительно низкий КПД; сильный нагрев при продолжительной работе и, как следствие, быстрый износ элементов; высокая стоимость материала (бронзы) червячного колеса и др.

На рис. 40, где: 1 — рукоятка включения и выключения реечного механизма; 2 — зубчатое колесо, сидящее на валике-колесе; 3 — зубчатый валик-колесо, катящийся по рейке; 4 — зубчатое колесо, перемещающееся по шлицевому валу; 5 — червячное колесо; 6 — маточная гайка; 7 — зубчатая рейка; 8 — ходовой винт; 9 — ходовой валик; 10 — рукоятка маточной гайки; 11 — червяк; 12 — рукоятка механической подачи суппорта; 13 — маховик продольной подачи, приведен в качестве примера механизм фартука токарного станка.

image077

Рис. 40

Материалы деталей зубчатых и червячных передач

Материалы деталей зубчатых и червячных передач подбираются таким образом, чтобы обеспечить необходимую стойкость рабочих поверхностей зубьев против крошения и заедания.

Основными материалами для зубчатых колес служат термически обрабатываемые стали; реже применяют чугуны и пластические массы. Наибольшее распространение для средних нагрузок получили качественные углеродистые стали 35, 40, 50Г и легированные стали 40Х, 45ХН с термической обработкой. В ответственных передачах применяют стали 40ХНМА. Зубчатые колеса из чугуна (СЧ 20 ...СЧ 35) используют в тихоходных и малонагруженных передачах.

Червячные колеса преимущественно изготовляют из бронзы — БрАЖ-9- 4 или БрОФ-10-1. Для малоответственных тихоходных передач применяют чугун. Червяки изготовляют из углеродистых и легированных сталей. Червяк подвергают термообработке (цементации, закалке и др.) с последующей шлифовкой или полировкой.

Ременные передачи

Передача механической энергии, осуществляемая гибкой связью за счет трения между ремнем и шкивом, называется ременной. Ременная передача состоит из ведущего и ведомого шкивов, расположенных на некотором расстоянии друг от друга и огибаемых приводным ремнем (рис. 41). Чем больше напряжение, угол обхвата шкива ремнем и коэффициент трения, тем больше передаваемая нагрузка. В зависимости от формы поперечного сечения ремня передачи бывают: плоскоременные (рис. 42, I), клиноременные (рис. 42, II) и круглоременные (рис. 42, III). Наибольшее распространение в машиностроении получили плоские и клиновидные ремни. Плоские ремни испытывают минимальное напряжение изгиба на шкивах, клиновидные благодаря клиновому воздействию со шкивами характеризуются повышенной тяговой способностью. Круглые ремни применяют в небольших машинах, например в машинах швейной и пищевой промышленности, настольных станках и приборах.

image079

Рис. 41

image078

Рис. 42

К достоинствам ременных передач относятся: возможность передачи вращательного движения на большие расстояния (до 15 м): простота конструкции и малая стоимость; плавность хода и безударность работы; легкость ухода и обслуживания.

Однако ременные передачи громоздки, недолговечны в быстроходных механизмах, не позволяют получать постоянного передаточного отношения из-за проскальзывания ремня, создают повышенные нагрузки на валы и опоры (подшипники), так как суммарное натяжение ветвей ремня значительно больше окружной силы передачи. Кроме того, во время эксплуатации ременной передачи не исключена возможность соскакивания и обрыва ремня, поэтому эти передачи нуждаются в постоянном надзоре.

Типы плоскоременных передач

В зависимости от расположения осей шкивов и назначения различаются следующие типы плоскоременных передач:

  • открытая передача — при параллельных осях и вращении шкивов в одном направлении (рис. 43, I);

  • перекрестная передача — при параллельных осях и вращении шкивов в противоположных направлениях (рис. 43, II);

  • полуперекрестная передача — при перекрещивающихся осях (рис. 43, III);

  • угловая передача — при пересекающихся осях (рис. 184, IV); передача со ступенчатыми шкивами (рис. 43, V), позволяющая изменять угловую скорость ведомого вала при постоянной скорости ведущего. Ступени шкивов располагаются так, чтобы меньшая ступень одного шкива находилась против большей ступени другого и т. д. Для изменения скорости ведомого шкива ремень перекидывают с одной пары ступеней на другую;

  • передача с холостым шкивом (рис. 43, VI), позволяющая остановить ведомый вал при вращении ведущего. На ведущем валу насажен широкий шкив 1, а на ведомом два шкива: рабочий 2, который соединен с валом при помощи шпонки, и холостой 3, свободно вращающийся на валу. Ремень, связывающий шкивы, можно на ходу перемещать, соединяя шкив 1 со шкивами 2 или 3, соответственно включая или выключая ведомый вал;

  • передача с натяжным роликом, обеспечивающая автоматическое натяжение ремня и увеличение угла обхвата ремнем меньшего шкива (рис. 43, VII).

image080

Рис. 43

Плоскоременная передача проста по своей конструкции, применяется при больших межосевых расстояниях (до 15 м) и высоких скоростях (до 100 м/с) при пониженной долговечности.

Клиноременная передача

В клиноременной передаче гибкая связь осуществляется приводным ремнем трапециевидного сечения с углом профиля равным 40° (в недеформированном состоянии). По сравнению с плоским ремнем клиновидный ремень передает большие тяговые усилия, но передача с таким ремнем имеет пониженный КПД.

Клиноременные передачи целесообразно использовать при больших передаточных отношениях, малых межосевых расстояниях и вертикальном расположении осей валов. Скорость ремней клиноременной передачи не должна превышать 30 м/с. В противном случае клиновидные ремни будут вибрировать.

Клиновидные ремни для приводов общего назначения стандартизированы ГОСТ 1284.1-89.

При монтаже клиноременной передачи особое внимание обращают на правильность III установки клиновидного ремня в канавке обода шкива (рис. 44).

image081

Рис. 44

Детали ременных передач

Приводные ремни. Любой приводной ремень служит тяговым органом. Он должен обладать определенной тяговой способностью (передавать заданную нагрузку без пробуксовывания), иметь достаточную прочность, долговечность, износостойкость, хорошее сцепление со шкивом и невысокую стоимость.

Плоские ремни изготовляют разной ширины, конструкции и из различных материалов: хлопчатобумажных, прорезиненных, шерстяных тканей и кожи. Выбор материала для ремней обусловлен условиями работы (атмосферные влияния, вредные пары, температурные изменения, ударные нагрузки и т. п.) и тяговой способностью. Приводные ремни (прорезиненные) стандартизированы.

Клиновидные ремни бывают двух типов: кордтканевые и кордшнуровые. В кордтканевых ремнях (рис. 45, I) корд выполнен в виде нескольких слоев кордткани с основой в виде крученых шнуров толщиной 0,8—0,9 мм. В кордшнуровых ремнях (рис. 45, II) корд состоит из одного слоя кордшнура, намотанного по винтовой линии и заключенного в тонкий слой резины для уменьшения трения. Эти ремни используются в быстроходных передачах и являются гибкими, надежными и долговечными.

image082

Рис. 45

Примечание. Корд — прочная кручёная нить из хлопчатобумажного или искусственного волокна.

В последние годы в отечественном машиностроении все больше стали применять зубчатые (полиамидные) ремни. Эти ремни сочетают в своей конструкции все преимущества плоских ремней и зубчатых зацеплений (рис. 46). На рабочей поверхности ремней 4 имеются выступы, которые входят в зацепление ввыступами на шкивах 1,2 и З. Полиамидные ремни пригодны для высокоскоростных передач, а также для передач с небольшим межосевым расстоянием. Они допускают значительные перегрузки, очень надежны и прочны.

image083

Рис. 46

Шкивы. Для плоских ремней наиболее приемлемой формой поверхности шкива является гладкая цилиндрическая поверхность (рис. 47,I).

image085

Рис. 47

Для центрирования ремня поверхность ведомого шкива делают выпуклой, а ведущего — цилиндрической (при v <= 25 м/с оба шкива делают выпуклыми).

Для клиновидных ремней рабочей поверхностью служат боковые стороны клиновых канавок (рис. 47, II) в ободе шкивов. Число и размеры этих канавок определяются профилем ремня и числом ремней.

Шкивы выполняют литыми из чугуна, алюминиевых сплавов, пластических масс и сварными из стали. Чугунные шкивы бывают цельными и разъемными, состоящими из двух половин, которые у обода и втулки скрепляются болтами. Разъемные шкивы можно легко снимать с вала, не поднимая вал с подшипников.

Цепные передачи

Передача энергии между двумя или несколькими параллельными валами, осуществляемая зацеплением с помощью гибкой бесконечной цепи и звездочек, называется цепной.

Цепная передача состоит из цепи и двух звездочек — ведущей 1 (рис. 48) и ведомой 2, работает без проскальзывания и снабжается натяжными и смазочными устройствами.

image086

Рис. 48

Цепные передачи дают возможность передавать движение между валами в значительном, по сравнению с зубчатыми передачами, диапазоне межосевых расстояний; имеют достаточно высокий КПД равный 0,96...0,97; оказывают меньшую, чем в ременной передаче, нагрузку на вал; одной цепью передают вращение нескольким звездочкам (валам).

К недостаткам цепных передач относятся: некоторая неравномерность хода, шум при работе, необходимость тщательного монтажа и ухода; необходимость регулировки натяжения цепи и своевременной смазки; быстрый износ шарниров цепи; высокая стоимость; вытягивание цепи в период эксплуатации и т. д.

Наибольшее распространение цепные передачи получили в различных станках, велосипедах и мотоциклах, в подъемно-транспортных машинах, лебедках, в буровом оборудовании, в ходовых механизмах экскаваторов и кранов и особенно в сельскохозяйственных машинах. Так, например, в самоходном зерновом комбайне С-4 имеется 18 цепных передач, приводящих в движение целый ряд его рабочих органов. Цепные передачи часто встречаются и на предприятиях текстильной и хлопчатобумажной промышленности.

Детали цепных передач

Звездочки. Работа цепной передачи во многом зависит от качества звездочек: точности их изготовления, качества поверхности зубьев, материала и термообработки.

Конструктивные размеры и форма звездочек зависят от параметров выбранной цепи и передаточного отношения, определяющего число зубьев меньшей ведущей звездочки. Параметры и качественные характеристики звездочек установлены ГОСТ 13576-81. Звездочки роликовых и втулочных цепей (рис. 49, I) профилируют по ГОСТ 591-69.

image087

Рис. 49

Рабочий профиль зуба звездочки для роликовых и втулочных цепей очерчен дугой, соответствующей окружности. Для зубчатых цепей рабочие профили зубьев звездочек прямолинейны. В поперечном сечении профиль звездочки зависит от числа рядов цепи. Материал звездочек должен быть износостойким, способным сопротивляться ударным нагрузкам. Звездочки изготовляют из сталей 40, 45, 40Х и других с закалкой до твердости HRC 40...50 или цементируемой стали 15, 20, 20Х и других с закалкой до твердости HRC 50.. .60. Для звездочек тихоходных передач применяют серый или модифицированный чугун СЧ 15, СЧ 20 и др.

В настоящее время применяют звездочки с зубчатым венцом, изготовленным из пластмасс. Эти звездочки характеризуются пониженным износом цепи и малым шумом при работе передачи.

Цепи. Цепи изготовляют на специальных заводах, а их конструкция, размеры, материалы и другие показатели регламентированы стандартами. По своему назначению цепи разделяют на следующие типы:

  • грузовые цепи, (рис. 50,I) служащие для подвески, подъема и опускания грузов. Применяются главным образом в грузоподъемных машинах;

  • тяговые цепи (рис. 50, II), служащие для перемещения грузов в транспортирующих машинах;

  • приводные цепи, служащие для передачи механической энергии от одного вала к другому.

image088

Рис. 50



Методические рекомендации

Сценарий занятия

Апробировано в МБОУ «МорецкаяСОШ» в рамках курсовой подготовки учителя технологии 5 марта 2012 года. Проведено в формате сдвоенного урока.


  1. Тема учебной ситуации. Машины и механизмы.

  2. Возраст учащихся, на которых рассчитан сценарий8 класс.

3. Тип содержания образования.В соответствии с темой контрольной работы «Модульно-кейсовая технология активизации самостоятельной познавательной деятельности учащихся». Разработка учебного кейса по разделу: «Машиноведение», разработан кейс по теме:«Машины и механизмы». Модульно-кейсовая технология позволила осуществить деятельностный способ работы с учебным материалом.

4. Технология, обеспечивающая основное содержание.Учитель предлагает учащимся кейс (конкретные ситуации, опубликованные в разных средствах массовой информации), содержащий информацию по теме «Машины и механизмы». Учитель фиксирует задачи, с которыми заранее учащихся не знакомит. Учебный материал обучающимся знаком в сжатом объёме.

Основной метод решения задачи состоит в том, что участники делятся на 2 группы, каждой из которых даётся часть общего и часть разного учебного материала. Несмотря на наличие единого предмета обсуждения, разные его участники имеют в виду совершенно разные стороны данного предмета. Результаты работы группы обсуждаются в виде дискуссии. Проблемная ситуация возникает тогда, когда участники обсуждения внезапно осознают: разные точки зрения по поводу единого предмета, а зачастую отрицают мнение друг друга. При этом участники, безусловно, понимают друг друга и в процессе постановки проблемы усваивают своеобразную и сложную технику: видеть один и тот же предмет одновременно с разных позиций.

5.Единица содержания (дидактическая единица), освоение которой предполагается в ходе занятия (описание, схема).Единицей содержания является приращение способностей учащихся индивидуально и в группе анализировать информацию, сортировать её, выявлять ключевую проблему, генерировать альтернативные пути решения, оценивать их, выбирать оптимальные пути решения и формировать дальнейшую программу действий. Передача этой единицы содержания осуществляется на материале анализа кейс-ситуаций и в процессе рефлексии.

6. Место осваиваемой дидактической единицы в системе других единиц данного содержания образования, взаимосвязи с другими единицами.Итоговое занятие по разделу «Машиноведение» курса «Технология-8». Дидактические единицы, обеспечивающие готовность учащихся к освоению нового.Главный элемент проблемной ситуации — неизвестное новое, то, что должно быть открыто для правильного выполнения задания. Движение от известного к новому неизвестному.

7. Учебный материал (предметная тема или вопрос, тексты, схемы, таблицы).Работа с кейсом. Презентация.Раздаточный материал:

кейс; информационные приложения, оценочные таблицы (по группам).Таблица критериев отображена на доске.

8. Деятельность, в которою включаются учащиеся, учебные действия, типы учебных заданий, характер задаваемых учителем вопросов.Задание 1. «Мозговой штурм», работа в группах.Задание 2. Выявление проблем, презентации групп.Задание 3. Дискуссия, дебаты, персональные выступления.Задание 4. Рефлексия, результат работы на уроке в соответствии с критериальной оценкой кейс-метода.

9. Подведение итогов занятия: на чём делается акцент при подведении итогов? В каких формах происходит подведение итогов?Подведение итогов учителем. Решение одних проблем — это порождение новых проблем. Неоднозначность методов решения проблем.


Результаты работы с кейсом

Учебные.

Образовательные.

Освоение новой информации.

Освоение методов сбора данных.

Освоение методов анализа.

Умение работать с текстом. Соотнесение теоретических и практических знаний.

Создание авторского продукта.

Образование и достижение личных целей.

Повышение уровня компетентности.

Появление опыта принятия решений, действий в новой ситуации решения проблем.


Кейс-материалы (раздаются каждому ученику или на парту).

Задача может решаться как индивидуально, так и в группе. Её решение предполагает сбор информации из различных источников, в том числе Интернет, с последующей систематизацией, обобщением и презентацией.


Возможные варианты решения кейса

(для преподавателя, организующего обсуждение кейса)


Проанализировать предложенные сведения, выявить пути решения проблемы.

В процессе работы учащиеся должны заполнить таблицу в тетради, ответить на вопросы теста, обратить внимание на названные ниже аспекты и дать устные ответы на вопросы:

  1. Низкая эффективность тепловых двигателей и значение КПД. Чем объяснить?
    Здесь участникам надо применить знания, полученные не из материалов кейса, а, например, из пройденного материала по курсу физики («Тепловые явления»).

  2. Какие существуют альтернативные двигатели для автомобилей?
    Оценить их достоинства и недостатки.

  3. Сравнить влияние каждого вида двигателя на экологию в зависимости от различных факторов. Есть ли среди известных двигателей экологически чистые и с высоким значением КПД?

  4. Как снизить отрицательное влияние автомобиля на окружающую среду?

  5. Какие механизмы имеют перспективу?

  6. Производство каких механизмов стоит инвестировать?

Анализ выполненной работы.


Во время изучения кейса и выполнения практической работы учитель консультирует и контролирует ход её выполнения.

Ваша работа будет оценена по следующим критериям:

- теоретическая подготовка – устные ответы на вопросы (Устные ответы);

- практическая работа заполнение таблицы (Таблица);

- ответы на тест-карты (Тест-карта);

Полученные оценки заносятся в таблицу:

п/п

критерии оценки

Ф.И.О.


Устные ответы


Таблица


Тест-карта

Средний балл

1






2






3






4






5








Глоссарий основных терминов по теме.


Кинематическая пара(англ.kinematicpair)это соединение двух звеньев, обеспечивающее определённое относительное движение.Для всех кинематических пар необходим постоянный контакт между их элементами, это достигается либо с помощью определённых усилий, либо приданием элементам определённой геометрической формы.

Дета́льизделие, являющееся частью машины, изготовленное из однородного по структуре и свойствам материала без применения каких-либо сборочных операций.Детали (частично или полностью) объединяют в узлы.

Изделие, согласно ГОСТ 2.101-68, — предмет или набор предметов, изготовляемых на предприятии. Изделие является результатом производственного процесса.

Шарнир (нем.Scharnier, от фр.charniere, от лат.cardoдверная петля) — вращательная кинематическая пара, то есть подвижное соединение двух частей, которое обеспечивает им вращательное движение.Часто применяются механизмы, состоящие из нескольких шарниров (кинематические цепи).

Валдеталь машины, предназначенная для передачи крутящего момента и восприятия действующих сил со стороны расположенных на нём деталей и опор.

Ось (слово «ось» происходит от древнерусского). В настоящее время серединная линия. В технике: ось - деталь машины, предназначенная для соединения и закрепления деталей между собой. Оси бывают вращающиеся и неподвижные. Ось обычно тоньше вала.

Сборочная единицаизделие, состоящее из нескольких частей, соединённых на предприятии-изготовителесборочными операциями (сварка, пайка, клёпка, опрессовка, склеивание, сшивка, свинчивание).

Механи́ческимдвиже́ниемтела называется изменение его положения в пространстве относительно других тел с течением времени. При этом тела взаимодействуют по законам механики.

Раздел механики, описывающий геометрические свойства движения без учёта причин, его вызывающих, называется кинематикой.

Устройство (также жарг.девайс — от англ.device) — искусственный объект , имеющий внутреннюю структуру, созданный для выполнения определённых функций, обычно в области техники (техническое устройство).

Прибор — устройство вспомогательного назначения (контроль, управление, измерение, регулирование), предназначенное для облегчения труда человека путём частичной или полной его замены (например, измерительный прибор (вольтметр), автоматический прибор и т. п.

Аппарат — (от лат.apparātus — снаряжение, оборудование) — завершённая совокупность частей или элементов для выполнения некоей функции, устройство, предназначенное для облегчения труда человека путём частичной или полной его замены. Отличительной чертой работы аппарата является использование иной, кроме механической, энергии, то есть и источником функционирования, и средством реализации функции является немеханическая энергия. (В отличие от машины).

При́вод (тоже самое - силовой привод) — совокупность устройств, предназначенных для приведения в действие машин. Состоит из двигателя, трансмиссии и системы управления.

Трансми́ссия (силовая передача) — в машиностроении совокупность агрегатов и механизмов, соединяющих двигатель (мотор) с ведущими колёсами транспортного средства (автомобиля) или рабочим органом станка, а также системы, обеспечивающие работу трансмиссии. В общем случае трансмиссия предназначена для передачи крутящего момента от двигателя к колёсам (рабочему органу), изменения тяговых усилий, скоростей и направления движения. Трансмиссия входит в состав силового агрегата.

Тесты для самопроверки

Ответ может быть один или несколько, указывать все правильные.

Тест-карта № 1.

1

К какому механизму относится указанный на рисунке?

а) Кривошипно-шатунныйhttp://cherch.ru/images/stories/5/cherchenie_26.jpgб) Кулачковый.в) Цилиндрический.

2

В каких передачахиспользуются жидкости?

a) пневматические

б) гидравлические

в) электромеханические

г) фрикционные

3

По виду движения различают кулисы:

а) вращающиеся

б) качающиеся

в) прямолинейно движущиеся

г) все вышеперечисленные

4

Что составляет кинематическую цепь?

а) отдельно взятые звенья;

б) соединения кинематических пар;

в) конструктивные особенности.

5

Какой механизм нашёл применение в столярном верстаке?

а) кривошипно-шатунный;

б) реечный;

в) кулисный;

г) винтовой.


Тест-карта № 2.


1

Для чего предназначаются механизмы?

а) служат для передачи и преобразования движения;

б) выполняет определенную полезную работу, связанную с процессом производства или преобразованием энергии;

в) механизмы предназначаются для крепления деталей.

2

Как называется этот механизм?

а) червячныйРеечный механизмб) реечный; в) зубчатый.

3

Соединение, при котором детали могут относительно друг друга перемещаться называется:

а) подвижное;

б) неподвижное.

4

Машина включает в себя:

а) двигатель, трансмиссию, органы управления;

б) двигатель, рабочий орган, трансмиссию;

в) двигатель, органы управления;

г) двигатель, трансмиссию, рабочий орган, орган управления;

5

Для чего предназначены вариаторы?

а) служат для связи кинематических пар;

б) изменяют частоты вращения посредством зубчатых колес и реек;

в) вариаторы — передачи, посредством которых можно плавно, бесступенчато изменять передаточное число.


Тест-карта № 3.


1

Устройство для передачи или преобразования движения называется:

а) машина;

б) механизм;

в) шарнир.

2

На рисунке изображён:

а) кулисныйCam-disc-2_3D_animatedб) реечный механизм;в) эксцентриковый механизм;

г) кулачковый механизм.

3

Каково назначение эксцентрикового механизма?

а) преобразовать вращательное или качательное движения в возвратно-поступательное и наоборот;

б) вращательное движение преобразовывать в возвратно-поступательное движение и создавать небольшой ход исполнительному органу при значительных силах Снять один из шкивов, завести в ручей ремень и поставить шкив на место.

в) вращательное движение преобразовывать в поступательное движение.

4

Укажите подвижные соединения деталей:

а) заклёпочное;

б) шарнирное;

в) сварочное.

5

Изделие, изготовленное из материала одной марки без применения сборочных операций называется:

а) звено;

б) кинематическая пара;

в) деталь.


Тест-карта № 4.


1

Какие механизмы относятся к механизмам для передачи движения?

а) кривошипно-шатунный, кулисный;

б) винтовой, кулачковый;

в) зубчато - реечный;

г) все перечисленные.

2

Как называется механизм, представленный на этом изображении?

220px-Cshaft

а) кулисный;

б) кривошипно-шатунный;

в) эксцентриковый;

г) винтовой.

3

Устройство для передачи или преобразования движения называется:

а) машина;

б) инструмент;

в) деталь;

г) механизм.

4

К какому виду машин относится ручная электрическая дрель?

а) энергетические;

б) транспортные;

в) технологические

г) транспортирующие.

5

Верно ли утверждение?

Механизмы, входящие в состав машин, весьма разнообразны. Одни являются сочетанием только твердых тел (зубчатые передачи в станках и автомобилях); вторые содержат жидкие и газообразные тела (сжатый воздух в пневмосистемах); третьи включают в себя электрические, магнитные и другие устройства.

а) да верно. б) нет не верно.


Тест-карта № 5.


1

Механизм -

а) техническое устройство, выполняющее механические движения для преобразования энергии, материалов и информации;

б) механическое устройство, выполняющее определенную полезную работу;

в) это совокупность совершающих требуемые движения тел.

2

На рисунке представлен зубчатый механизм, предназначенный:

a) для преобразования вращат. движения вала в поступательное движение вилки;1903

б) для изменения силы;

в) для передачи вращательного движения с одного вала на другой, изменения направления и частоты вращения посредством зубчатых колес.

3

Назовите основные части винтового механизма:

а) основные части винт и гайка;

б) основные части рейка и зубчатое колесо;

в).основные части кривошип и коленчатый вал.

4

Соединение, при котором детали не могут относительно друг друга перемещаться называется:

а) резьбовое;

б) шарнирное;

в) неподвижное.

5

Для чего предназначаются машины?

а) служат для передачи и преобразования движения;

б) выполняет определенную полезную работу, связанную с процессом производства или преобразованием энергии;

в) машина и механизм имеют одинаково важное значение и между ними нет разницы.



Таблица ответов.

вопроса

1

2

3

4

5

тест-карты

1

а

б

г

б

г

2

а

б

а

г

в

3

б

г

б

б

в

4

г

б

г

в

а

5

в

в

а

в

б


Рисуем по клеткам.

Для проверки правильности ответов назовите детали.


Тест №_1__

№ вопроса

Варианты ответа

1

а) проводим прямую линию вниз длиной 4 клетки

б) 3 вниз

в) 4 вверх

г) 2 вправо

2

а) 1 влево

б) 4 клетки вправо, 4 клетки вниз, 3 клетки влево

в) 4 влево

г) 2 вверх

3

а) 5 вниз, 4 влево

б) 1влево

в)3 вправо

г) 1по диагонали влево вниз, 1 по диагонали влево вверх

4

а) 5 вниз, 2 вправо

б) 3 налево

в) 2 вправо

г) 1 по диагонали вниз вправо

5

а) 3 вниз

б) 1 по диагонали влево вверх

в) 4 вправо

г) 4 вверх, 4 вправо



Тест №_2_

№ вопроса

Варианты ответа

1

а) 2 вниз 3 влево

б) 5 вправо, 3влево

в) 1 вниз

г) 3вверх

2

а) 5 вправо

б) 2 вверх 10 влево

в) 2 вниз

г) 1 вверх

3

а) 3 вверх10 вправо

б) 3 вправо

в)3 вправо

г) 2 вниз

4

а) 4 влево

б) 4 вправо

в)3 вверх

г) 2 вверх 3 вправо 2 вниз

5

а) 1 вправо, 3 влево,1 вниз

б) 3вниз

в) 3 влево 3 вниз 3 вправо 3 вверх

г)4 вправо



Тест №_3__

№ вопроса

Варианты ответа

1

а) 5 влево 2 вверх 2 вниз

б) 3 вниз

в) вправо4

г) 2 вниз

2

а) 4влево 1 вниз

б) 3вправо

в) 6 влево 3 вниз

г) 6 влево 3 вверх 6 вправо

3

а) 3 вниз 3вправо

б) 1 вверх 2 вправо 2 вниз 1 влево

в)3 вниз

г) 2 вверх 3 вниз

4

а) 1 вниз 1 вправо

б) 1 вниз 1 вправо 2 вниз

в)4 влево

г) 5 вправо

5

а) 5 влево

б) 2 вправо

в) 2 влево 1 вверх

г) 1 вниз



Тест №_4__

№ вопроса

Варианты ответа

1

а) 2 влево вниз по диагонали

б) 1 вверх

в) 1 вниз

г) 1 вправо вверх по диагонали

2

а) 3 вправо

б) 2 вправо, 1 вниз

в) 3 влево

г) 1 вниз

3

а) 4 вниз

б) 1 вправо 2 вниз

в) 8 вниз, 2 вправо

г) 8 вправо, 2 вниз

4

а) 11 вправо

б) 2 вниз

в)11 влево

г) 2 вверх

5

а) 2 вверх

б) 3 вверх

в) 3 вниз

г)1 вниз



Тест №_5__

№ вопроса

Варианты ответа

1

а) 1 вниз, 5 вправо

б) 4 влево

в) 2 вниз 5 влево

г) 4 вниз

2

а) 2 вниз

б) 2 вправо

в)2 вверх

г) 2 влево

3

а) 5 вправо

б) 5 влево

в) 3 вверх

г) 3 вниз

4

а) 3 влево вниз по диагонали

б) 2 вверх

в) 1 вправо вверх по диагонали

г) 1 вниз 2 вправо

5

а) 4 вверх 1 влево вверх по диагонали

б) 4 вниз 1 влево вверх по диагонали

в) 3 вниз

г) 2 вверх


Ответы на тесты - изображения: юла, болт, винт, шпонка, заклёпка.







57 вебинаров для учителей на разные темы
ПЕРЕЙТИ к бесплатному просмотру
(заказ свидетельства о просмотре - только до 11 декабря)


Краткое описание документа:

МКОУ «Солодушинская  СОШ»

 

 

 

 

 

Разработка учебного кейса по разделу: «Машиноведение».

Тема:  «Машины и механизмы».

 

 

 

                                              Выполнил:

 

           учитель технологии МКОУ «Солодушинская СОШ»

ЕрмамбетовБикбулатТлепович.

 

 

   

 

 

                                                           2015

 

 

 

Разработка учебного кейса по разделу «Машиноведение» - 8кл.

Тема: «Машины и механизмы».

Цели, задачи:

Главными целями применения кейс-метода являются следующие:

·        обобщение, активизация и закрепление знаний учащихся, приобретенных при изучении раздела;

·        умение анализировать ситуацию, разбираться в сути проблем, предлагать возможные варианты решения и выбирать лучший из них;

·        развитие навыков работы учащихся в группе, сотрудничество, взаимная помощь;

Основная задача:обращение к жизненным реалиям для их последующего осмысления и преобразования.

 

Введение

 

Ситуация

ИНТЕРНЕТФорум ->Разработка систем для Web

«НеОпытный - «Скачал презентацию, файл РНР. Ни одна программа, установленная в системе его не хочет открывать. Прошу подсказать, какой программой открывают такие файлы?».

Эксперт - … В интернетеможно найтикучу описаний установки/настройки. Я думаю надо просто засучить рукава и начать изучать, как работает интернет и какие технологии используются. Если лень, то разориться и заказать работу у профессионалов. Считайте, что сейчас Вы при задаче перебрать двигатель у автомобиля, спрашиваете, как в нем хотя бы капот открыть».

Можно ли всю работу поручить профессионалам или надо просто засучить рукава и начинать изучать, как работает, скажем, двигатель автомобиля? Что у автомобиля под капотом, какие механизмы и как они устроены?

«Однажды Винтик и Шпунтик никому ничего не сказали, закрылись у себя в мастерской и стали что-то мастерить. Целый месяц они пилили, строгали, клепали, паяли и никому ничего не показывали, а когда месяц прошёл, то оказалось, что они сделали автомобиль. Этот автомобиль работал на газированной воде с сиропом. Посреди машины было устроено сиденье для водителя, а перед ним помещался бак с газированной водой. Газ из бака проходил по трубке в медный цилиндр и толкал железный поршень. Железный поршень под напором газа ходил то туда, то сюда и вертел колёса. Вверху над сиденьем была приделана банка с сиропом. Сироп по трубке протекал в бак и служил для смазки механизма. Николай Носов, «Приключения Незнайки и его друзей».

Обобщим эти высказывания и попытаемся ответить на вопрос - достаточно ли Вы знаете об устройстве машин и механизмов, чтобы иметь представление об их перспективности? Вопрос этот непростой, даже в трудах исследователей он рассмотрен не до конца. Чтобы осветить эту проблему, нам необходимо рассмотреть подробнее виды и устройство машин и механизмов, другую информацию, так или иначе связанную с этим вопросом.

 

Задание для учащихся.

 

Вам может встретиться информация о машинах и механизмах в Интернете, сказках, научно-популярных журналах и т. д. Проанализируйте предложенные сведения, выясните, какие машины имеют будущее, какие механизмы применяются в современных машинах и каковы перспективы их применения.

 

Задача.

На основе глубокого анализа дать рекомендации по инвестиционной привлекательности производства сложных механизмов в автомобилестроении.

 

Уточнение задания:

·        какие машины будут иметь будущее? Какие параметры диктуют будущее?

·        какие механизмы наиболее часто используются в современных машинах?

·        как Вы думаете, какие типы механизмов являются устаревшими?

·        что необходимо производить, чтобы не оказаться в отстающих?

 

Контекст задания:

·подберите и изучите информацию о различных механизмах, применяемых в современных машинах;

·определите, какие механизмы на Ваш взгляд являются перспективными, какие нет;

·заполните таблицу, ответьте на вопросы теста.

Информационные приложения.

Маши́на (лат.machina (от др.-греч.Μηχανή — двигать) — механизм, устройство, строение) — техническое устройство, выполняющее механические движения для преобразования энергии, материалов и информации.

Машина предназначена для облегчения труда человека путём частичной или полной его замены. Особенностью машины, отличающей её от других устройств, является использование механической энергии (совершение определенного механического движения) для выполнения возложенной на неё функции (предназначения, работы, действий). Машина — это, прежде всего, механическое устройство, но не механизм. В современной технике используется огромное количество машин и механизмов разнообразного назначения и устройства.

Машиной принято называть механическое устройство, выполняющее определенную полезную работу, связанную с процессом производства или преобразованием энергии. Во всякой машине имеется исполнительный (рабочий) орган, который приводится в действие машиной-двигателем через систему механизмов.

Основной характеристикой машины является развиваемая ею мощность. Одной из первых единиц измерения мощности была лошадиная сила (л.с.). Не смотря на то, что в Российской Федерации принята Международная система единиц (СИ) и единицей измерения мощности является ватт, лошадиная сила продолжает использоваться и в настоящее время.

Устройство машины и ее составляющие.

Основой устройства машины являются механизмы (например, кривошипно-шатунный механизм как часть паровой машины). Внешне разные машины могут содержать подобные или схожие механизмы. Но наиболее важные составляющие, остаются неизменными всегда, во всех машинах, такие как: двигатель, подвижные части и т.д

Машина состоит из двигателя как источника энергии (движения), передаточного и исполнительного устройств и системы управления. Вместе первые три части обычно называют машинным агрегатом. Механическое передаточное устройство называют передаточным механизмом, а механическое исполнительное устройство — исполнительным механизмом.

В машинах либо двигатель, либо исполнительное устройство (либо и то, и другое вместе) совершают механические движения. Действия остальных частей машины могут основываться на иных принципах действия (например, использовать законы оптики, электродинамики и т. д.).

Часть машинного агрегата, включающая двигатель и передаточное устройство, составляет привод. В машинах используют механические, а также комбинированные приводы — электромеханические, оптико-механические, гидро-электро-механические и т. п.

Двигатель и/или исполнительное устройство машины выполняют заданную функцию, совершая определенные движения, например, перемещение поршня насоса, руки робота. Проектирование таких устройств заключается в создании механизмов, обеспечивающих, прежде всего, заданные вид и закон движения. Эти задачи решаются методами теории механизмов и машин.

Механическое передаточное устройство (передаточный механизм) предназначено для передачи механической энергии. Оно необходимо для согласования взаимного положения и параметров движения двигателя и исполнительного устройства. Это, в свою очередь, позволяет подразделить передаточные устройства на следующие:

  • трансмиссии — только передают движение от удаленного двигателя к исполнительному устройству без изменения характеристик этого движения. Например, от двигателя автомобиля, расположенного в его передней части, к задним колесам (ведущему мосту);
  • передачи — согласуют параметры и вид движения на выходе двигателя с входными характеристиками исполнительного устройства. Механические передачи, замедляющие передаваемое движение, относят к редукторам, а ускоряющие — к мультипликаторам.

История.

Первым известным прообразом машины было наливное водяное колесо, его с древнейших времён использовали для ирригации древние египтяне и персы. Это механическое устройство служило для преобразования энергии падающей воды (гидроэнергии) в энергию вращательного движения.

В эпоху античности машины как механические устройства применялись для усиления человеческих возможностей применительно к одной точке: подъёмные блоки, рычаг, колёсные повозки, машина для замеса теста, винтовой пресс, шнек (винт Архимеда). Машинами также считались простые строительные леса. Прообразы более сложных машин в качестве хитроумных устройств служили для развлечения публики, как, например, паровая машина Герона.

Во времена Римской империи конструирование машин относилось к архитектуре и имело прикладной характер. Основные усилия инженеров были направлены на усовершенствование военной техники и ручных орудий труда, метательных орудий, устройств распилки каменных блоков. В эпоху поздней Римской империи и средневекового Запада слово «машина» применялось лишь к осадным орудиям.

Создание в 1774 г. Джеймсом Уаттом универсальной паровой машины положило начало технической революции и всё более ускоряющемуся техническому прогрессу. Появляются сложное оборудование и двигательные установки, такие как изобретенные в 1889 г. К. Лавалем паровая турбина, в 1870…1890 гг. двигатель внутреннего сгорания (газовый — Н. Отто, бензиновый — Г. Даймлера и К. Бенца, дизельный — Р. Дизеля), в 1889 г. М. О. Доливо-Добровольским — электродвигатель переменного тока. Функционирование новых машин начинает широко использовать явления механики, термодинамики, электромагнетизма. Технические объекты становятся сложными физически. Для обозначения отдельных видов технических устройств вводятся термины «аппарат», «прибор».

Виды машин.

По функциональному назначению выделяют следующие виды машин:

  • энергетические, которые служат:
    • для преобразования какого-нибудь вида энергии в механическую (двигатели электрические, тепловые и другие);
    • для преобразования механической энергии в любой другой вид энергии (генераторы, как, например, электрогенератор);
  • рабочие. Они служат:
    • для изменения положения физического объекта (транспортные машины, например, автомобиль, транспортер). Их исполнительным устройством, обеспечивающим движение, является движитель, например, колёса (колёсный движитель), гусеницы (гусеничный движитель);
    • для изменения формы физического объекта, свойств и взаимного положения частей (технологические машины, например, станок, пресс, миксер);
  • информационные, которые служат:
    • для обработки информации с целью управления машинами (контрольно-управляющие машины, например, парорегулятор);
    • для получения различных математических образов в форме отдельных чисел и фигур (математические машины, например, арифмометр);
    • для помощи человеку или с целью его замены в умственном труде, управлении и контроле рабочих процессов (логические машины);
  • кибернетические, выполняющие определенные движения, присущие человеку или живой природе, одновременно обладая элементами искусственного интеллекта (роботы и автоматически функционирующие машины).

Устройство механизма и его составляющие.

Механи́зм (греч.μηχανή mechané — машина) — это совокупность совершающих требуемые движения тел (обычно — деталей машин), подвижно связанных и соприкасающихся между собой. Механизмы служат для передачи и преобразования движения.

Как преобразователь движения механизм видоизменяет скорости, или траектории, или же и то, и другое. Он преобразует скорости, если при известной скорости одной из его частей другая его часть совершает движение, подобное движению первой, но с другой скоростью. Механизм преобразует траекторию, если, в то время как одна из его точек описывает известную траекторию, другая описывает другую заданную траекторию.

Механизмомтакже называют определенную совокупность подвижных и неподвижных частей, которые обеспечивают передачу и преобразование движений и сил для выполнения машиной полезной работы.

Тела, входящие в механизм, называются звеньями. Звено может состоять из одной или нескольких неподвижно соединенных между собой деталей. В любом механизме, кроме подвижных звеньев, обязательно имеется неподвижное звено. Звено, движение которому сообщается за счет приложения внешних сил или моментов сил, называют ведущим, а звено, которому движение передается, называют ведомым. Так, в машинных тисках рукоятка — ведущее звено, подвижная губка — ведомое звено, а неподвижная губка вместе с корпусом образует неподвижное звено. Иногда механизмы имеют самостоятельное применение — преобразователи движения (механизмы часов, арифмометров, тахометров и т. п. приборов), но чаще всего механизм является кинематической основой машины.

Таким образом, машину и механизм отличает от сооружения основной признак: при выполнении своего назначения элементы сооружения находятся в статическом состоянии, в то время как в механизме и машине отдельные части обязательно находятся в движении.

В то же время механизм от машины отличается тем, что механизм не предназначен ни для преодоления полезных сопротивлений (то есть для совершения полезной работы), ни тем более, для преобразования энергии, в то время как машина именно эти функции и выполняет.

История.

Пандусы, или наклонные плоскости, широко использовались при строительстве ранних каменных сооружений, дорог и акведуков. Также они применялись при штурме военных укреплений.Эксперименты с наклонными плоскостями помогли средневековым физикам (таким, как Галилео Галилей) изучить законы природы, связанные с гравитацией, массой, ускорением и т. д.

Человек стал использовать рычаг ещё в доисторические времена, интуитивно понимая его принцип. Такие инструменты, как мотыга или весло, применялись, чтобы уменьшить силу, которую необходимо было прикладывать человеку. В пятом тысячелетии до нашей эры в Месопотамии применялись весы, использовавшие принцип рычага для достижения равновесия.[1][2] Позже, в Греции, был изобретён безмен, позволивший изменять плечо приложения силы, что сделало использование весов более удобным. Около 1500 года до н. э. в Египте и Индии появляется шадуф, прародитель современных кранов, устройство для поднимания сосудов с водой.

Неизвестно, пытались ли мыслители тех времён объяснить принцип работы рычага. Первое письменное объяснение дал в III веке до н. э. Архимед, связав понятия силы, груза и плеча. Закон равновесия, сформулированный им, используется до сих пор и звучит как: «Усилие, умноженное на плечо приложения силы, равно нагрузке, умноженной на плечо приложения нагрузки, где плечо приложения силы — это расстояние от точки приложения силы до опоры, а плечо приложения нагрузки — это расстояние от точки приложения нагрузки до опоры». По легенде, осознав значение своего открытия, Архимед воскликнул: «Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю!».

В 1773 годуДжеймс Уатт предложил идею составного рычага, состоящего из двух или нескольких связанных друг с другом рычагов, который можно было использовать для еще большего увеличения усилия. Пример составного рычага, используемого в повседневной жизни, можно найти в щипчиках для ногтей. В современном мире принцип действия рычага используется повсеместно. Практически любой механизм, преобразующий механическое движение, в том или ином виде использует рычаги. Подъёмные краны, двигатели, плоскогубцы, ножницы, а также тысячи других механизмов и инструментов используют рычаги в своей конструкции.

Самые ранние колеса (глиняные модели колес) встречаются на территории современной Румынии (Кукутени). Эти находки датируются последней четвертью 5-го тысячелетия до н. э. Затем — в 4 тысячелетии — они появляются и на территориях современной Германии, Польши и в южнорусских степях. К более ранним, чем «месопотамские» относятся модели колес, обнаруженные археологами А. Д. Резепкиным на Северном Кавказе и А. В. Кондрашовым на Кубани. Все больше материальных доказательств свидетельствуют в пользу того, что «самое первое» колесо появилось на Западе (а не на Востоке).

Интересные факты.
  • В июле 2001 года на колесо был получен инновационный патент со следующей формулировкой: «круглое устройство, применяемое для транспортировки грузов». Этот патент был выдан Джону Кэо, юристу из Мельбурна, который хотел тем самым показать несовершенство австралийского патентного закона.
  • Французская компания Мишлен в 2009 году разработала пригодное к массовому выпуску автомобильное колесо ActiveWheel со встроенными электродвигателями, приводящими в действие колесо, рессору, амортизатор и тормоз. Таким образом, эти колёса делают ненужными следующие системы автомобиля: двигатель, сцепление, коробку передач, дифференциал, приводной и карданный валы. Идея мотор-колеса не нова — она была реализована ещё в конце XIX века Фердинандом Порше в Австро-Венгерской империи, однако практическое применение его столкнулось с весьма серьёзными затруднениями, в результате чего распространение мотор-колёса носит в настоящее время крайне ограниченный характер (карьерные самосвалы, «Луноход» и другие планетоходы).
  • В 1959 году американец А. Сфредд получил патент на квадратное колесо. Оно легко шло по снегу, песку, грязи, преодолевало ямы. Вопреки опасениям, машина на таких колёсах не «хромала» и развивала скорость до 60 км/ч.

Виды механизмов.

Простейшие механизмы — устройства, служащие для преобразования силы. Представляют собой элементы более сложных механизмов. Некоторые из простейших механизмов появились в глубокой древности.

Принято выделять шесть простейших механизмов из которых четыре являются разновидностью двух основных:

Виды простейших механизмов.

  • Наклонная плоскость
    • Клин — позволяет увеличить давление за счёт концентрации массы на малой площади. Используется в копье, лопате, пуле и др.
    • Винт — используется в шурупах, для подъёма воды (Архимедов винт), в качестве сверла в дрелях, отбойных молотках и др.
  • Рычаг — описан Архимедом. Используется для подъёма тяжестей, в качестве выключателей и спусковых крючков (шатун-кривошип — используется в ткацком станке, паровой машине, двигателях внутреннего сгорания).
    • Ворот — используется для подъёма воды в колодцах, для ременной передачи и др.
    • Блок
  • Колесо — используется в транспорте и в системе зубчатой передачи. Изобретено шумерами в III тыс. до н. э.
  • Поршень — позволяет использовать энергию расширяющихся нагретых газов или пара. Применяется в огнестрельном оружии и паровой машине.

Сложные механизмы — устройства, служащие для преобразования одних движений во вращательные, поступательные и другие движения.

Виды сложных механизмов.

o   механизмы, преобразующие движение:

  • зубчато - реечный;
  • винтовой;
  • кривошипно-шатунный;
  • кулисный;
  • кулачковый.

o   по структурно-конструктивным признакам:

o   механизмы плоские, у которых точки звеньев описывают траектории, лежащие в параллельных плоскостях;

o   пространственные, которые осуществляют взаимодействие между звеньями, расположенными в различных плоскостях.

Публикации в интернете.

27 октября 2010 года электромобиль lekkerMobil, конвертированный из микровэнаAudi A2, совершил рекордный пробег на одной зарядке из Мюнхена в Берлин длиной 605 километров в условиях реального движения по дорогам общего пользования, при этом были сохранены и действовали все вспомогательные системы, включая отопление. Электромобиль с электродвигателем мощностью 55 кВт был создан фирмой lekkerEnergie на основе литий-полимерного аккумулятора Kolibri фирмы DBM Energy. В аккумуляторе было запасено 115 кВт·ч, что позволило электромобилю проехать весь маршрут со средней скоростью 90 км/ч (максимальная скорость на отдельных участках маршрута составляла 130 км/ч) и сохранить после финиша 18% от первоначального заряда. По данным фирмы DBM Energy, электропогрузчик с таким аккумулятором смог непрерывно проработать 32 часа, что в 4 раза больше, чем с обычным аккумулятором. Представитель фирмы lekkerEnergie утверждает, что аккумулятор Kolibri способен обеспечить суммарный ресурсный пробег до 500 000 километров. VenturiStreamlinerSetsNewWorldSpeedRecord 25 Aug 2010.

«Для создания надёжной современной техники требуется разработка высокоэффективных износостойких материалов и покрытий для обеспечения надёжной и долговечной работы узлов трения механизмов, эксплуатируемых в широком диапазоне нагрузок, скоростей, температур и работоспособных в агрессивных средах, при переходных режимах и в вакууме. Решение этой проблемы путем применения традиционных материалов и покрытий без введения каких-либо добавок весьма ограничено, так как любые материалы всегда имеют те или иные недостатки.

В связи с резким, недопустимым загрязнением планеты отходами производства, продуктами переработки органического и неорганического вида, добавилась ещё одна особо важная проблема, без решения которой практически невозможно допускать к эксплуатации материалы или изделия – все они должны быть экологически чистыми, не загрязняющими флору и фауну. Одновременно эти материалы и изделия должны быть стойкими не только в средах, проявляющих механическое, химическое (абразивное, коррозионное) воздействие, но и в биологически активных средах, такими как мировой океан, грунты различных зон земного шара, реки и т.п.

Известно, что на ремонт машин механизмов ежегодно расходуются громадные средства, из которых 85 % - на замену подшипниковых узлов трения. В то же время, для создания новой перспективной техники с более жесткими условиями работы требуются новые металлы, сплавы, композиционные материалы (КМ) на полимерной основе с особыми свойствами, уровень качества которых обусловлен точностью состава, оптимальностью характеристик, тщательностью изготовления на всех стадиях технологической цепочки, сравнительно недорогих и технологичных в изготовлении. Однако, анализ этой проблемы показывает, что в стране нет производств, обеспечивающих в достаточном объеме современные и перспективные машины и механизмы такими материалами. Громадную потребность в новых КМ испытывают предприятия, использующие робототехнические комплексы, характеризующиеся точностью передаточных и исполнительных механизмов, эксплуатируемых в экстремальных условиях».

 

«Одной из важнейших составляющих повышения подвижности боевых машин является совершенствование их трансмиссий. С этой целью на машины, проходящие очередной этап модернизации, устанавливаются усовершенствованные гидромеханические трансмиссии, а для перспективных образцов разрабатываются принципиально новые, в том числе электромеханические».

 

«Ведутся научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по созданию электромеханических трансмиссий как для колесных, так и для гусеничных боевых машин. Основными элементами таких трансми

Автор
Дата добавления 02.03.2015
Раздел Технология
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров1590
Номер материала 418871
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх