Uređaji dizajnirani za prijenos snage motora od strane izvršnih tijela mašina nazivaju se prijenosni mehanizmi ili mehanički prijenosi.
Mehanički mjenjači vam omogućavaju da smanjite (povećate) brzinu, izvršite postupno ili beskonačno regulaciju u širokom rasponu, promijenite smjer kretanja, pretvorite jednu vrstu kretanja u drugu, pokrenete nekoliko mehanizama iz jednog motora.
Vrste mehaničkih zupčanika LEGO "Technic":
v zupčanik (cilindrični, konusni, pužni, zupčasti, planetarni);
v sa fleksibilnim elementima (lanac, kaiš);
v trenje.
Prema načinu prenosa kretanja:
v kretanje s osovine na vratilo prenosi se zbog sila trenja (remen, puž, trenje);
v kretanje se prenosi zupčanicima (zupčasti, lanac, zupčasti remeni, puž).
Razmotrite princip rada mehaničkog prijenosa. Uvjetno ćemo nazvati par koji vrši rotacijsko kretanje kotača. Točak sa kojeg se prenosi rotacija naziva se pogonski točak, a točak koji prima kretanje naziva se pogonski točak.
Poznavajući broj obrtaja pogonskog točka, možemo odrediti broj obrtaja pogonskog točka.
Broj okretaja pogonjenog točka ovisi o omjeru promjera spojenih kotača. Ako su prečnici oba točka isti, tada će se točkovi okretati istom brzinom. Ako je prečnik pogonskog točka veći od pogonskog, tada će se pogonski točak sporije okretati, i obrnuto, ako je njegov prečnik manji, napraviće više obrtaja (Sl. 211).
Rice. 211 Zavisnost broja obrtaja od prečnika točkova
LEGO Technic koristi električne motore za napajanje modela. glavni razlog od toga je elektromotor kompaktan, stalno spreman za rad i konverziju električna energija na mehanički sve dok se na njega primjenjuje napon (više o različitim LEGO Technic elektromotorima bit će razmotreno u § 26).
Svaki motor ima svoju mehaničku snagu ( N) specifično za određeni tip motora. Ono što je bitno je to mehanička snaga motor zavisi od dve veličine: ugaone brzine i obrtnog momenta.
Ugaona brzina (ω ) je broj obrtaja osovine motora proizveden u datom vremenskom intervalu. U Lego mehanizama, ugaona brzina rotirajućih osa motora se pretvara u linearna brzina vozilo. Jedinice za ugaonu brzinu su obrtaji u minuti (okreti u sekundi). različite vrste motori lego imaju različite vrijednosti ugaonih brzina, od manje od 20 o/min do preko 1000 o/min.
Obrtni moment (M) je sila kojom se pogonsko vratilo okreće. Što je veći obrtni moment, to je teže zaustaviti pogonsko vratilo. Stoga se općenito preferiraju motori koji nude veliki obrtni moment jer mogu voziti teške vozila ili složeniji mehanizmi od motora sa malim obrtnim momentom (što je veći obrtni moment, to je motor snažniji). Mjerna jedinica za obrtni moment u LEGO motorima je Ncm (njutnski proizvod po centimetru). Vrijednost obrtnog momenta za LEGO Technic motore kreće se od 0,5 do 16,7 Ncm.
Mehanička snaga u nekom pojednostavljenju je proizvod obrtnog momenta i ugaone brzine.
mehanička snaga = obrtni moment × ugaona brzina
N= Mω
Stoga je snaga motora pri normalnoj brzini rotacije konstantna vrijednost M= N/ ω , tj. Moment motora je obrnuto proporcionalan kutnoj brzini osovine motora.
U praktičnim proračunima, odnos između snage, brzine rotacije osovine i momenta na osovini određuje se za elektromotore po formuli: M = 5,8N / n, M- obrtni moment na osovini, N- moć, n- brzina rotacije osovine.
Dakle, da bi se povećao obrtni moment sa istom snagom motora koju imamo, potrebno je smanjiti brzinu rotacije osovine. To se može učiniti pomoću posebnih mehanizama tzv mjenjači(od engleska riječ smanjiti - smanjiti, smanjiti).
Mehanizmi dizajnirani za povećanje brzine, a time i za smanjenje momenta na osovini, nazivaju se množitelji(množenje - množenje, povećanje).
Zamislite model robota na točkovima - želimo da bude lagan i brz. Budući da laganom robotu nije potrebno mnogo obrtnog momenta za kretanje, možemo pretvoriti brzinu osovine motora pomoću para zupčanici. Koristeći gore navedeno pravilo, trebamo staviti zupčanik većeg prečnika (pogonski zupčanik) na osovinu motora, a kao pogonski zupčanik koristiti zupčanik manjeg prečnika, dok ćemo smanjiti obrtni moment i povećati brzinu.
Pitanje: kako promijeniti obrtni moment i brzinu ako se kao pogonski kotač koristi zupčanik manjeg prečnika od pogonskog?
zupčanici
Zupčanik je mehanizam koji služi za prijenos rotacijskog kretanja s jedne osovine na drugu i promjenu brzine rotacije kroz zupčanike i letve.
Rice. 212 Gears
Broj zubaca na zupčanicima može biti različit. Najmanji broj zuba je šest. zupčanici sa takvim brojem zuba nazivali su se zupčanici. Kasnije je naziv počeo da se primenjuje na sve zupčanike sa bilo kojim brojem zuba.
Rice. 213 Primjeri montaže zupčanika sa gredama
Dakle, zupčanik može:
v prenijeti rotacijsko kretanje;
v promijeniti broj okretaja;
v povećati ili smanjiti silu rotacije;
v promijeniti smjer rotacije.
Ovisno o obliku kotača i njihovom relativnom položaju razlikuju se sljedeće: vrste zupčanika : cilindrični, konusni, pužni, zupčani, planetarni.
Cilindrični zupčanik sastoji se od dva ili više cilindrični točkovi montirane na paralelne osovine.
Rice. 215 Cilindrični zupčanik
Bevel gear sastoji se od dva konusna kotača smještena na dvije osovine čije se ose seku. Ugao ukrštanja može biti bilo koji, ali obično je 90º.
Rice. 216 Konusni zupčanik
Pužni zupčanik (pužni zupčanik) - mehanički prijenos, koji se izvodi uključivanjem puža i pužnog točka povezanog s njim. Pužni zupčanik se koristi za ukrštanje, ali ne i ukrštanje osovina. Pužni zupčanik se sastoji od zavrtnja (puža) i zupčanika.
Rice. 217 Pužni zupčanik
Pužni zupčanik ima nekoliko jedinstvena svojstva. Prvo, može se koristiti samo kao pogonski zupčanik, a ne može se koristiti kao pogonski zupčanik. Ovo je vrlo zgodno za mehanizme koji su potrebni za podizanje i držanje tereta bez opterećenja motora. Postoji mnogo mogućih namjena za ovu nekretninu. pužni zupčanik, na primjer, u mnogim vrstama dizalica i utovarivača, željezničkih barijera, pokretnih mostova, vitla. LEGO pužni zupčanik se vrlo široko koristi u dizajnu rukohvata za robotsku ruku.
drugo, karakteristična karakteristika pužni prijenos je da ima veliki prijenosni omjer. Stoga se pužni zupčanici koriste kao reduktor kad god postoji vrlo visok obrtni moment.
zaključak: Pužni zupčanik ima niz prednosti:
v Zauzima malo prostora.
v Ima svojstvo samokočenja.
v Smanjuje broj okretaja u minuti.
v Povećava pogonsku snagu.
v Mijenja smjer rotacije za 90°.
zupčanik i zupčanik - mehanički prijenos koji pretvara rotacijsko kretanje zupčanika u translacijsko kretanje letve i obrnuto. Zupčanik se može posmatrati kao krug velikog zupčanika izduženog u pravoj liniji.
Treba napomenuti da u LEGO setovima postoje prstenasti i unutrašnji zupčanici.
prstenasti zupčanik - ovo je posebna vrsta zupčanika, njihovi zupci su na bočnoj površini. Takav zupčanik radi, u pravilu, u tandemu s čelnim zupčanikom.
Rice. 220 Priključci kruni i zupčanici sa 8 i 24 zuba
Zupčanici sa unutrašnjim zupčanicima rezati zube unutra. Kada se koriste, dolazi do jednosmjerne rotacije pogonskog i pogonskog zupčanika. Ovaj zupčanik ima manje troškove trenja, što znači veću efikasnost *. Zupčanici sa unutrašnjim zupčanikom koriste se u mehanizmima ograničenih dimenzija, u planetarnim zupčanicima, u pogonu robota manipulatora.
Rice. 221 Unutrašnja brzina
Karakteristika LEGO unutrašnjeg zupčanika je prisustvo zubaca vani, tako da se može koristiti u prijenosima kao cilindrični točak sa 56 zuba.
Rice. 222 Načini povezivanja točka sa unutrašnjim zupčanikom na cilindrični zupčanik, točak sa krunom i "puž"
Rice. 223 Način povezivanja točka sa unutrašnjim zupčanikom na motor
planetarni zupčanik
planetarni zupčanik (diferencijalni zupčanik) - mehanički sistem koji se sastoji od nekoliko planetarnih zupčanika (zupčanika) koji rotiraju oko centralnog, sunčanog, zupčanika. Obično su planetarni zupčanici pričvršćeni zajedno sa nosačem planeta. Planetarni zupčanik također može uključivati dodatni vanjski prstenasti (krušni) zupčanik koji ima unutrašnji spoj sa planetarnim zupčanicima.
Ovaj prijenos je našao široku primjenu, na primjer, koristi se u kuhinjski aparati ili automatski menjač automobila.
Glavni elementi planetarnog zupčanika mogu se smatrati kako slijedi:
v Sunčana oprema: nalazi se u sredini;
v Nosač: čvrsto fiksira ose nekoliko planetarnih zupčanika (satelita) iste veličine u odnosu jedan na drugi, koji su u zahvatu sa sunčanim zupčanikom;
v Zupčanik: Vanjski zupčanik koji se iznutra spaja sa planetarnim zupčanicima.
Rice. 224 Primjer planetarnog zupčanika: nosač je nepomičan, sunce vodi, kruna je pogonjena
U planetarnom zupčaniku obrtni moment se prenosi pomoću bilo kojeg (ovisno o odabranom zupčaniku) njegova dva elementa, od kojih je jedan glavni, a drugi podređeni. Treći element je stacionaran (tabela 8).
Tabela 8. Elementi planetarnog zupčanika
|
Popravljeno |
Vodeći |
Slave |
Broadcast |
|
Kruna |
snižavanje |
||
|
Pojačavanje |
|||
|
Ned |
snižavanje |
||
|
Pojačavanje |
|||
|
nosilac |
Nazad, spuštanje |
||
|
Reverse boost |
Revers - promijenite tok mehanizma u obrnuto, suprotno.
Rice. 225 Primjer dizajna planetarnog zupčanika: kruna miruje, nosač je vodeći, sunce se pokreće
Mehanički prijenosi sa fleksibilnim elementima
Za prijenos kretanja između relativno udaljenih vratila koriste se mehanizmi u kojima se sila sa pogonske karike na pogonsku prenosi pomoću fleksibilnih karika. Kao fleksibilne karike koriste se pojasevi, uzice, lanci različitih dizajna.
Zupčanici sa fleksibilnim karikama mogu obezbijediti konstantan i promjenjiv omjer prijenosa sa stepenastom ili glatkom promjenom svoje vrijednosti.
Belting
Remenski pogon se sastoji od dvije remenice postavljene na osovine i remena koji pokriva te remenice. Opterećenje se prenosi zbog sila trenja koje nastaju između remenica i remena zbog napetosti potonjeg. Remenski pogon nije jako osjetljiv na relativni položaj pogonske i pogonske osovine. Mogu se čak i okrenuti pod pravim kutom jedni prema drugima ili staviti na pojas u obliku ukrštene petlje, a tada će se promijeniti smjer rotacije pogonjene osovine.
Rice. 226 Pogon remenom
lančani pogon
Rice. 227 Lančani pogon
frikcioni zupčanik
Rice. 228 Frikcioni zupčanik
Kod frikcionog prijenosa, rotacija s jednog kotača na drugi se prenosi pomoću sile trenja. Oba točka su pritisnuta jedan na drugi uz određenu silu i zbog trenja koje se javlja između njih, jedan rotira drugi.
Frikcioni zupčanici se široko koriste u automobilima. Nedostatak frikcionog zupčanika: velika sila pritiska na točkove, izaziva dodatno trenje u automobilu, i stoga zahteva dodatnu silu za rotaciju.
Osim toga, kotači tokom rotacije, bez obzira na to kako su pritisnuti jedan na drugi, izazivaju klizanje. Stoga, tamo gdje je potreban tačan omjer broja okretaja kotača, prijenos trenja se ne opravdava.
Projekat "Automatska barijera":
1. Dizajnirati model automatske barijere.
specifikacije:
b) dizajn koristi pužni zupčanik;
c) automatsko podizanje i spuštanje grane barijere mora se izvršiti pomoću ultrazvučnog senzora.
4. Kao dio kruga robotike, napravite automatsku barijeru.
6. Napišite opis automatske barijere u svoju radnu svesku.
Projekat „Turnplatforma":
1. Dizajnirajte model gramofona.
specifikacije:
a) model uključuje jedan servomotor, NXT mikrokontroler;
b) dizajn koristi zupčanik sa unutrašnjim zupčanikom;
c) automatska rotacija platforme se odvija uz pomoć senzora na dodir (senzora svjetla).
2. Skicirajte model u radnoj svesci.
3. Razgovarajte o projektu sa nastavnikom.
4. Kao dio kruga robotike, napravite gramofon.
5. Koristeći programski jezik NXT-G, napišite program za kontrolu modela.
6. Napišite opis gramofona u svoju radnu svesku.
Projekat „Klizanjeautomatska vrata":
1. Dizajnirati model kliznih automatskih vrata.
specifikacije:
a) model uključuje jedan servomotor, NXT mikrokontroler;
b) zupčanik se koristi u dizajnu;
c) automatsko otvaranje vrata se dešava uz pomoć ultrazvučnog senzora (svjetlosnog senzora).
2. Skicirajte model u radnoj svesci.
3. Razgovarajte o projektu sa nastavnikom.
4. U sklopu kruga robotike napravite model automatskih kliznih vrata.
5. Koristeći programski jezik NXT-G, napišite program za kontrolu modela.
6. Napišite opis modela automatskih kliznih vrata u svoju radnu svesku.
Transfer - Ovo je uređaj dizajniran da prenosi kretanje na daljinu i pretvara parametre kretanja.
Postoje tri glavne vrste zupčanika - mehanički, hidraulički i pneumatski.
to je transmisija u kojoj se kretanje prenosi pomoću krutih tijela.
mehanički prijenos- mehanizam koji služi za prijenos i pretvaranje mehaničke energije iz pogonske mašine u aktuator (organ) od jednog ili više, po pravilu, uz promjenu prirode kretanja (promjene smjera, sila, momenata i brzina). U pravilu se koristi rotacijski prijenos kretanja. Pogon radnih tijela, šasije i drugih komponenti strojeva vrši se uz pomoć prijenosnika snage, koji ne samo da prenose kretanje, već i mijenjaju brzinu, a ponekad i prirodu i smjer kretanja.
Transferi su:
Mechanical;
hidraulični;
Electrical;
Miješano.
U svakom prijenosu, element koji prenosi snagu naziva se master, a element na koji se ta snaga prenosi naziva se slave.
Transmisije se uglavnom koriste za spuštanje.
Prenos karakteriše: ulazni, izlazni i interni parametri:
- brzina: linearna; ugaona.
- faktori sile: napor (u translatornom kretanju); obrtni momenti (tokom rotacionog kretanja).
Snaga: omjer prijenosa; efikasnost.
Po svom dizajnu razlikuju se mehanički prijenosi:
Frikcioni zupčanici- frikcioni prenos sa direktnim kontaktom kotrljajućih elemenata, uglavnom se koristi u pomoćnim mehanizmima. Prednosti: jednostavan, uglađen, tih rad. Nedostaci: potrebni su posebni uređaji za stezanje, habanje, povećano opterećenje.
Remenski pogoni - fleksibilna veza uglavnom se koristi u pomoćnim mehanizmima. Prednosti: jednostavnost dizajna i rad bez udaraca, mogućnost upotrebe sa značajnim razmacima između osovina, tih. Nedostaci: klizanje, velike dimenzije, mala izdržljivost, istezanje.
zupčanici - zupčanik sa direktnim kontaktom, najrasprostranjeniji. Dostojanstvo: mali gabaiti; visoka efikasnost; velika izdržljivost i pouzdanost; mogućnost primjene u širokom rasponu. Nedostaci: buka na radu; prijenos velikih aksijalnih sila na osovine; složena tehnologija proizvodnje.
Pužni zupčanici– zupčanik sa direktnim kontaktom. Prednosti: bešuman i miran rad; visoka tačnost pokreti; pruža mogućnost samokočenja. Nedostaci: niska efikasnost; mala prenosna snaga; povećano habanje.
Lanac je predodređen za prijenos kretanja između dvije paralelne osovine s dovoljno velika udaljenost između njih. Prednosti: sposobnost prijenosa prometa na velike udaljenosti; manji od remenskih pogona, dimenzije; nedostatak klizanja; dovoljno visoka efikasnost, mogućnost lake zamjene lanca. Nedostaci: relativno brzo habanje šarki koje rade u uslovima prodora abraziva; zahtijeva teže održavanje - podmazivanje, podešavanje u odnosu na pogone s klinastim remenom; značajne vibracije i buka pri dovoljno velikim brzinama i niskoj preciznosti konstrukcijskih elemenata.
Vrste mehaničkih zupčanika i prijenosnih mehanizama
Rotacijsko kretanje u mašinama se prenosi trenjem, zupčanicima, kaišnim, lančanim i pužnim zupčanicima. Uvjetno ćemo nazvati par koji vrši rotacijsko kretanje kotača. Točak sa kojeg se prenosi rotacija naziva se pogonski točak, a točak koji prima kretanje naziva se pogonski točak.
Svako rotacijsko kretanje može se izmjeriti u okretajima u minuti. Poznavajući broj obrtaja pogonskog točka, možemo odrediti broj obrtaja pogonskog točka. Broj okretaja pogonjenog točka ovisi o omjeru promjera spojenih kotača. Ako su prečnici oba točka isti, tada će se točkovi okretati istom brzinom. Ako je prečnik pogonskog točka veći od pogonskog, tada će se pogonski točak sporije okretati, i obrnuto, ako je njegov prečnik manji, napraviće više obrtaja. Broj obrtaja pogonskog točka je onoliko puta manji od broja obrtaja pogonskog točka koliko je puta njegov prečnik veći prečnik pogonski točak.
Ovisnost broja okretaja o promjerima kotača.
U inženjerstvu, prilikom projektovanja mašina, često je potrebno odrediti prečnike točkova i njihov broj obrtaja. Ovi proračuni se mogu izvršiti na osnovu jednostavnih aritmetičkih proporcija. Na primjer, ako konvencionalno označimo prečnik pogonskog točka kao D 1, prečnik probijenog D 2, broj obrtaja pogonskog točka n 1, broj okretaja pogonjenog točka n 2, onda su sve ove veličine izražene jednostavan omjer:
D 2 / D 1 \u003d n 1 / n 2
Ako poznajemo tri veličine, onda ako ih zamenimo u formulu, lako možemo pronaći četvrtu, nepoznatu količinu.
U tehnologiji se često moraju koristiti izrazi: "omjer prijenosa" i "prijenosni omjer". Prijenosni omjer je omjer broja okretaja pogonskog kotača (vratila) i broja okretaja pogonjenog, a prijenosni omjer je omjer broja okretaja kotača, bez obzira koji je vodeći. . Matematički, omjer prijenosa se piše ovako:
n 1 / n 2 = i ili D 2 / D 1 = i
gdje i- omjer prijenosa. Omjer prijenosa je apstraktna vrijednost i nema dimenziju. Omjer prijenosa može biti bilo koji - i cijeli i razlomak.
frikcioni zupčanik
Kod frikcionog prijenosa, rotacija s jednog kotača na drugi se prenosi pomoću sile trenja. Oba točka su pritisnuta jedan na drugi sa određenom silom i, zbog trenja između njih, rotiraju jedan drugog. Nedostatak frikcionog zupčanika: velika sila pritiska na točkove, izaziva dodatno trenje i stoga zahteva dodatnu silu za rotaciju. Osim toga, kotači tokom rotacije, bez obzira na to kako su pritisnuti jedan na drugi, izazivaju klizanje. Stoga, tamo gdje je potreban tačan omjer broja okretaja kotača, prijenos trenja se ne opravdava.
Prednosti frikcionog prenosa:
Jednostavna proizvodnja kotrljajućih elemenata;
Ujednačena rotacija i tih rad;
Mogućnost beskonačne kontrole brzine i on/off prijenosa u pokretu;
Zbog mogućnosti proklizavanja, prenos ima sigurnosna svojstva.
Nedostaci frikcionih zupčanika:
Proklizavanje koje dovodi do nedosljednog omjera prijenosa i gubitka energije;
Potreba za stezanjem.
Primjena frikcionog zupčanika:
U mašinstvu se najčešće koriste beskonačni tarni zupčanici za bezstepenu kontrolu brzine.
Frikcioni zupčanici:
a - prednji zupčanik, b - ugaoni zupčanik, c - cilindrični zupčanik.
AT kućni aparati frikcioni zupčanici mogu se široko koristiti. Posebno su prihvatljivi cilindrični i prednji zupčanici. Zupčanici mogu biti izrađeni od drveta. Za bolje prianjanje, radne površine točkova treba "obložiti" slojem mekana guma 2-3 mm debljine. Guma se može zakucati malim klinčićima ili zalijepiti ljepilom.
Gear
U zupčanicima se rotacija s jednog točka na drugi prenosi pomoću zubaca. Zupčanici se rotiraju mnogo lakše od frikcionih kotača. To se objašnjava činjenicom da ovdje uopće nije potrebno pritisnuti kotač na kotač. Za pravilno angažovanje i lak rad točkova, profil zuba je napravljen duž određene krivine, koja se naziva evolventa.
Promjer početnog kruga je glavni projektni promjer zupčanika. Udaljenost uzeta po početnoj kružnici između osa susjednih zuba, između osa kaviteta ili od početka jednog zuba do početka drugog naziva se korak zahvata. Naravno, koraci zupčanika moraju biti jednaki.
Prijenosni omjer u zupčanicima se također može izraziti u vidu broja zubaca:
i \u003d z 2 / z 1
gdje z2- broj zubaca pogonskog točka, z1- broj zubaca pogonskog točka.
Postoji još jedna vrlo važna vrijednost u zupčanicima, koja se zove modul. Modul je omjer koraka i vrijednosti? (3.14) ili omjer prečnika kruga i broja zubaca na točku. Modul, korak i druge veličine zupčanika mjere se u milimetrima. Točkovi sa istim modulom, sa bilo kojim brojem zubaca, daju normalno zahvatanje. Moduli zupčanika se ne uzimaju nasumično. Njihove vrijednosti su standardizirane.
Prijenosni omjer zupčanika se obično uzima u određenim granicama. Ona varira do 1:10. S povećanjem omjera prijenosa, jedan od zupčanika postaje vrlo velik, mehanizam se ispostavlja glomaznim. Ali ponekad je potrebno dobiti vrlo veliki omjer prijenosa, što je teško stvoriti s jednim parom zupčanika. U tom slučaju se postavlja nekoliko parova i omjer prijenosa se raspoređuje između njih.
Ponekad u zupčanicima, mali zupčanik treba posebno smanjiti, na primjer, u satovima, u instrumentima. U tim slučajevima, zupčanik sa osovinom je izrađen od jednog komada. Takav jednodijelni zupčanik obično se naziva pleme (tribok).
Često se u strojevima koriste cilindrični zupčanici u kojima zub ne ide duž osi rotacije, već pod određenim kutom (r). Takvi zupčanici rade vrlo glatko pri velikim brzinama, a njihovi zubi podnose veliko opterećenje. Točkovi sa kosim zupcima nazivaju se kosim zupčanicima. Čak više glatko trčanje sa velikom čvrstoćom zubaca daju tzv. chevron točkove (e). Zubi ovih kotača su zakošeni u oba smjera, raspoređeni u obliku riblje kosti.
Zupčanik se koristi ne samo kod paralelnih vratila kada se koriste tzv. cilindrični zupčanici, već i kada se vratila kreću pod bilo kojim uglom. Takav kutni prijenos naziva se konusni zupčanik, a zupčanici se nazivaju konusni zupčanici (g).
konusni zupci, kao i cilindrične, dolaze sa spiralnim kosim zubom (z). Takvi zupčanici se obično koriste u automobilima (za nesmetan rad). U zupčanicima se mogu koristiti zupčanici zupčanika i zupčanika. Za periodičnu rotaciju može se koristiti par zupčanika u kojem pogonski zupčanik ima nepotpun broj zuba.
Angažman stalka:
a - zupčanik sa zupčanikom, b - vrste zupčanika i zupčanika.
Pogonski zupčanici se takođe nalaze sa jednim zubom. Takvi prenosi su se vrlo često koristili u mehanizmima za brojanje. Pogonski zupčanik ima jedan zub, a gonjeni deset, pa će tako u jednom obrtaju pogonskog zupčanika pogonski zupčanik okrenuti samo jednu desetinu okretaja. Da bi pogonski zupčanik okrenuo jedan okret, vozač mora napraviti deset okretaja.
Mehanizmi za periodičnu rotaciju:
a - zupčanik sa jednim zubom, b - malteški krst.
Prednosti zupčanik:
Značajno manje dimenzije od ostalih zupčanika;
Visoka efikasnost (gubici u preciznim, dobro podmazanim zupčanicima 1-2%);
Velika izdržljivost i pouzdanost.
Nedostaci zupčanika:
Buka na poslu;
Potreba za preciznom proizvodnjom.
Primjena zupčanika:
Najčešći tip mehaničkog prijenosa. Koriste se za prenos snage - od zanemarljivih do nekoliko desetina hiljada kW.
Takozvani malteški zupčanik ili malteški križ (b) se također može pripisati rastavljenom tipu zupčanika. Mehanizam malteškog križa koristi se za periodičnu rotaciju.
Belting
Remenski prijenos, kao i zupčanik, vrlo je čest. Neki dio njih pokriva pojas zategnut preko remenica. Ovaj čvrsto pripijeni dio (luk) naziva se ugao obima. Što je veći kut omotača, bolje se formira prianjanje, to će biti bolja i pouzdanija rotacija remenica. Uz mali kut omotača, može se ispostaviti da remen na maloj remenici počinje kliziti, rotacija će se prenijeti loše ili uopće neće. Ugao omotača ovisi o omjeru dimenzija remenica i njihove udaljenosti jedna od druge. Slike (a, b) pokazuju kako se mijenjaju uglovi omotača. Kada je potrebno povećati ugao omotača, na prenosnik se postavlja pritisni valjak (c).
Pojasanje:
a, b - ovisnost kutova omotača o veličini i položaju remenica; in - prenos sa zateznim valjkom; g - otvoreni transfer; d - poprečni prijenos; e - polupoprečni zupčanik; g - ugaoni zupčanik; h - dvostruki zupčanik; i - stepenasti prenos; do - ravni pojas; l - okrugli pojas; m - trapezni pojas; n - lokacija remena na remenicama.
Ovisno o lokaciji osovine i remena, remenski pogon može biti različitih tipova.
otvoreni prenos(G). Obje remenice sa ovim prijenosom se okreću u istom smjeru.
Poprečni prijenos (d). Takav prijenos se koristi kada je potrebno promijeniti rotaciju gonjene remenice. Remenice se okreću jedna prema drugoj.
Polupoprečni zupčanik (e) se koristi kada osovine nisu paralelne, već pod uglom.
Kutni zupčanik (g) nastaje kada osovine idu pod kutom, ali leže, takoreći, u istoj ravni. U ovom prijenosu moraju se ugraditi valjci kako bi se osiguralo pravilno vođenje kaiša.
Dvostruki zupčanik (h). Sa ovim prijenosom, kaiševi mogu ići od jedne pogonske remenice do nekoliko pogonskih remenica.
Pored navedenih zupčanika postoji i stepenast(i). Koristi se kada je potrebno promijeniti broj okretaja pogonskog vratila. Obje remenice u ovom zupčaniku su stepenaste. Premještanjem remena na jedan ili drugi par koraka mijenja se broj okretaja pogonjene osovine. U ovom slučaju, dužina pojasa ostaje nepromijenjena.
Po svom profilu pojasevi su ravni, okrugli i trapezoidni (k, l, m).
Prijenosni omjer remenskih pogona uzima se unutar 1:4, 1:5, a samo u izuzetnim slučajevima - do 1:8.
Pri proračunu pogona remena uzima se u obzir klizanje remena preko remenica. Ovo klizanje se izražava u rasponu od 2-3%. Da bi se postigla željena brzina, promjer gonjene remenice se smanjuje u istim granicama.
Remenice mogu biti izrađene od šperploče ili lakih metala.
Prednosti remenskog pogona:
Jednostavnost dizajna;
Mogućnost lociranja pogonskih i gonjenih remenica na velikim udaljenostima (više od 15 metara);
Zaštita mehanizama od preopterećenja zbog elastičnih svojstava remena i njegove sposobnosti klizanja duž remenica;
Mogućnost rada sa velikim ugaonim brzinama.
Nedostaci remenskog pogona:
Postupno rastezanje pojaseva, njihova krhkost (pri velikim brzinama radi od 1000 do 5000 sati);
nepostojanost omjer prijenosa(zbog neizbježnog klizanja remena);
Relativno velike veličine.
Primjena remenskog pogona:
Koristi se veoma često, potrošačka elektronika do industrijskih mehanizama snage do 50 kW.
Pužni zupčanik
Pužni zupčanik se koristi za postizanje rotacije između osovina koje se sijeku u istoj ravni. Prenos se sastoji od zavrtnja (pužnog) i vijčanog točka, koji su zakačeni. Kako se puž rotira, zavojnice pokreću zupce točka i uzrokuju njegovo rotiranje. Obično se rotacija sa puža prenosi na točak. Prijenos unazad se gotovo nikada ne susreće zbog samokočenja.
Pužni zupčanik
Pužni prijenos se najčešće koristi sa velikim prijenosnim odnosima u rasponu od 5 do 300. Zbog velikog prijenosnog odnosa, pužni prijenos ima široku primjenu kao mehanizam za smanjenje brzine - mjenjač.
Obično je puž spojen pomoću kvačila na elektromotor, a osovina pužnog točka je povezana sa mašinama (mašina, vitlo, transporter itd.), kojima prenosi potrebnu rotaciju. Strukturno pužni zupčanik su napravljeni u nezavisan mehanizam, smešteni u zatvorenom kućištu.
Pužni omjer prijenosa ( i), zavisi od broja prolaza puža i broja zubaca na točku. Može se lako izračunati pomoću formule:
gdje Z- broj zubaca spiralnog točka, i K- broj posjeta crva. Hajde da riješimo primjer: motor proizvodi n 1 = 1500 o/min, na osovini pužnog zupčanika koju trebate nabaviti n 2 = 50 o/min. Crv je dvonit, tj K = 2. Potrebno je odrediti prijenosni omjer i broj zuba na zavojnom zupčaniku. Omjer prijenosa se određuje iz formule:
i \u003d n 1 / n 2 = 1500/50 \u003d 30
Broj zuba na zupčaniku Z = i*K = 30*2 = 60 zubaca.
Reduktori se mogu napraviti na različite načine. Za neke je puž napravljen od običnog vijka za pričvršćivanje, za druge je napravljen namotavanjem na šipku u obliku žičane opruge ili uske bakrene trake (na rubu). Za čvrstoću, zavoje na šipku treba zalemiti. Pužni zupčanici se pokupe iz nepotrebnog satnog mehanizma. Ali možete ih napraviti i sami: izrezati ih turpijom od mesinganog ili duraluminijskog diska.
Prilikom proizvodnje mjenjača mora se voditi računa o tome da vijak i zupčanik nemaju aksijalni pomak tijekom rotacije. U brzim mjenjačima njegove osovine trebaju biti postavljene na ležajeve.
Prednosti pužnog zupčanika:
Uglađen i tih rad;
Veliki omjer prijenosa.
Nedostaci pužnog zupčanika:
Poboljšano odvođenje topline;
Povećano trošenje;
sklonost ka hvatanju;
Relativno niska efikasnost.
Primjena pužnog zupčanika:
Uglavnom se koristi kada je potreban veliki omjer prijenosa.
lančani pogon
Lančani pogon, u poređenju sa remenskim, zgodan je po tome što ne klizi i omogućava vam da održite ispravan omjer prijenosa. Lančani prijenos se izvodi samo s paralelnim vratilima.
a - lamelni valjkasti lanac, b - tihi lanac.
Osnovna količina lančani pogon je korak. Korak je razmak između osovina valjaka na lancu ili razmak između zubaca lančanika.
Pored valjkastih lanaca, u mašinama se široko koriste i zupčasti, takozvani tihi lanci. Svaka karika je povezana sa nekoliko zupčastih ploča u nizu. Širina ovog lanca je mnogo veća od valjkastog lanca. Zvjezdica takvog prijenosa slična je zupčaniku. Lanci zupčanika mogu raditi pri velikim brzinama.
Dozvoljeni omjer prijenosa lančanih pogona može biti do 1:15. Najmanji broj zuba se uzima iz lančanika: za lance sa valjcima - 9, a za lance zupčanika - 13-15. Udaljenost između osovina lančanika uzima se najmanje jedan i pol promjera velikog lančanika.
Lanac se stavlja na lančanike ne zategnuto, kao kaiševi, ali sa malo opuštenosti. Za regulaciju napetosti koristi se zatezni valjak. Broj obrtaja gonjenog lančanika zavisi od odnosa zuba na oba lančanika.
Prednosti lančanog prenosa:
Manja osjetljivost na nepreciznosti u lokaciji okna;
Mogućnost prijenosa kretanja jednim lancem na više lančanika;
Sposobnost prenošenja rotacijskog kretanja na velike udaljenosti.
Nedostaci lančanog pogona:
Povećana buka i trošenje lanca kada pogrešan izbor konstrukcija, nepažljiva instalacija i loše održavanje.
Ratchets
Pored kontinuiranog rotacijskog kretanja, u strojevima se vrlo često koristi povremeno rotacijsko kretanje. Ovo kretanje se izvodi pomoću tzv. Glavni dijelovi mehanizma zupčanika su: čegrtaljka (disk sa zupcima), poluga i papučica. Rachet zubi imaju poseban obrazac. Jedna im je strana ravna, a druga je strma ili donekle podrezana. Čegrtaljka je pričvršćena na osovinu. Poluga, koja se nalazi pored čegrtaljke, može se slobodno ljuljati. Na poluzi se nalazi papučica, koja na jednom kraju leži na čegrtaljci. Uz pomoć klipnjače ili potiska jednog ili drugog pogonskog mehanizma, poluga dolazi u zamah. Kada je poluga skrenuta ulijevo, papučica slobodno klizi duž blagog nagiba zubaca bez okretanja čegrtaljke. Prilikom kretanja udesno, papučica se naslanja na ivicu zuba i okreće čegrtaljku pod određenim uglom. Dakle, kontinuirano se ljuljajući u jednom ili drugom smjeru, poluga sa papučicom vodi čegrtaljku sa osovinom u periodično rotacijsko kretanje. Za sigurno prianjanje papučice na čegrtaljku, papučica se isporučuje sa oprugom za pritisak.
Ali češće postoji još jedna svrha mehanizma s čegrtaljkom - zaštititi osovinu s čegrtaljkom od okretanja. Dakle, kod vitla, prilikom podizanja tereta, čegrtaljka sa psom ne dozvoljava da se bubanj okrene nazad.
čegrtaljke:
a - sa jednostranim psom; b - sa flip psom.
Ponekad morate postići rotaciju čegrtaljke ne samo u jednom smjeru, već iu drugom. U ovom slučaju, zupci čegrtaljke su pravougaoni, a pas je ukršten (b). Bacanjem papučice udesno ili ulijevo, možete promijeniti rotaciju čegrtaljke.
Broj zubaca na čegrtaljci ovisi o željenom kutu rotacije. Na kojem dijelu kruga se okreće čegrtalj, toliko se zupci prave. Na primjer, ako je 60 ° jedna šestina kruga, tada se uzima 6 zuba; na 30° - jedna dvanaestina - izrađuje se 12 zubaca itd. Manje od šest zuba na čegrtaljci obično ne postoji.
Čegrtaljka bi trebala biti mala. Veliki začep će zahtijevati povećanje raspona poluge i veliki hod radilice koji pumpa polugu. Visinu zuba čegrtaljke treba uzeti unutar 0,35-0,4 koraka. Profil zuba je napravljen oštrougao, ravna strana zuba je ravna, ali se može ocrtati i po radijusu. Bolje je uzeti dvije poluge, postavljajući ih na obje strane čegrtaljke. Sa dvije poluge, papučica i povodac od ručice će stajati između njih i smanjiti kosinu tokom rada. Pap se može pritisnuti ne samo oprugom, već i elastičnom trakom. Kraj papučice treba da bude dobro zakošen tako da sigurnije leži na zupcu.
Pretvaranje rotacijskog kretanja u pravolinijsko
Crank mehanizmi
Mehanizmi radilice se koriste za pretvaranje rotacijskog kretanja u povratno kretanje i obrnuto. Glavni dijelovi koljenastog mehanizma su: radilica, klipnjača i klizač, međusobno spojeni (a). Dužina hoda klizača može biti bilo koja, ovisi o dužini radilice (radijusu). Ako dužinu poluge označimo slovom ALI, i klizač se kreće B, onda možemo pisati jednostavna formula: 2A = B, ili A = B/2. Koristeći ovu formulu, lako je pronaći i dužinu hoda klizača i dužinu poluge. Na primjer: potez klizača B = 50 mm, potrebno je pronaći dužinu radilice ALI. Zamjenom numeričke vrijednosti u formulu, dobijamo: A = 50/2 = 25 mm, odnosno dužina poluge je 25 mm.
a - princip rada koljenastog mehanizma,
b - jedno radilica, c - više radilica,
g - mehanizam sa ekscentrikom.
U mehanizmu radilice često se koristi radilica umjesto radilice. Od toga se suština djelovanja mehanizma ne mijenja. Radilica može biti sa jednim kolenom ili sa nekoliko (b, c).
Ekscentrični mehanizam (d) također može biti modifikacija koljenastog mehanizma. Ekscentrični mehanizam nema ni polugu ni koljena. Umjesto toga, disk je montiran na osovinu. Postavljen je ne u centar, već pomaknut, odnosno ekscentrično, otuda i naziv ovog mehanizma - ekscentrični.
Kod nekih mehanizama radilice potrebno je promijeniti dužinu hoda klizača. Na radilici se to obično radi ovako. Umjesto čvrste zakrivljene radilice, na kraju osovine je postavljen disk (prednja ploča). Šiljak (povodac, na koji se stavlja klipnjača) se ubacuje u prorez napravljen duž radijusa prednje ploče. Pomicanjem šiljka duž proreza, odnosno odmicanjem od centra ili približavanjem, mijenjamo veličinu hoda klizača.
Tok klizača u koljeničnim mehanizmima je neujednačen. Na mjestima "mrtvog trčanja" je najsporije.
Radilice se koriste u motorima, presama, pumpama, u mnogim poljoprivrednim i drugim mašinama.
klackalice
Pokretno kretanje u kolenastim mehanizmima može se prenositi bez klipnjače. U klizaču, koji se u ovom slučaju naziva bekstejdž, pravi se rez preko kretanja bekstejdža. U ovaj prorez je umetnut klin. Kada se osovina okreće, ručica, krećući se lijevo i desno, vodi iza pozornice.
Preklopni mehanizmi:
a - prinudna karika, b - ekscentrična sa opružnim valjkom, c - karika za ljuljanje.
Umjesto bekstejdža, može se koristiti štap zatvoren u čahuru za navođenje. Za postavljanje ekscentričnog diska, šipka se isporučuje s tlačnom oprugom. Ako štap radi okomito, njegovo postavljanje se ponekad vrši vlastitom težinom.
Za bolje kretanje po disku, na kraju šipke je postavljen valjak.
Cam mehanizmi
Grebenasti mehanizmi se koriste za pretvaranje rotacijskog kretanja (bregasta) u recipročno ili drugu određenu vrstu kretanja. Mehanizam se sastoji od grebena - zakrivljenog diska postavljenog na osovinu i šipke, koja se jednim krajem oslanja na zakrivljenu površinu diska. Šipka je umetnuta u vodilicu. Za bolje pristajanje na breg, šipka je snabdjevena tlačnom oprugom. Da bi šipka lako klizila preko grebena, na njenom kraju je ugrađen valjak.
Cam mehanizmi:
a - ravna brega, b - brega sa žljebom, c - brega tipa bubnja, d - brega u obliku srca, d - jednostavna brega.
Ali postoje diskovi drugačijeg dizajna. Zatim valjak ne klizi po konturi diska, već po zakrivljenom žlijebu izvučenom sa strane diska (b). U ovom slučaju nije potrebna tlačna opruga. Pomicanje valjka sa šipkom u stranu vrši se samim žlijebom.
Pored pljosnatih gredica koje smo razmatrali (a), mogu se naći i bregovi tipa bubnja (c). Takvi bregovi su cilindar sa zakrivljenim utorom po obodu. U utor je ugrađen valjak sa šipkom. Zupčanica, rotirajući, pokreće valjak u zakrivljenom žljebu i na taj način obavještava šipku o željenom kretanju. Cilindrične bregove nisu samo sa utorom, već su i jednostrane - sa krajnjim profilom. U tom slučaju, valjak je oprugom pritisnut na bregasti profil.
U bregastim mehanizmima, umjesto šipke, vrlo se često koriste poluge za ljuljanje (c). Takve poluge vam omogućavaju da promijenite dužinu hoda i njegov smjer.
Dužina hoda poluge šipke ili grebena može se lako izračunati. Ona će biti jednaka razlici između malog radijusa i velikog. Na primjer, ako je veliki radijus 30 mm, a mali 15, tada će hod biti 30-15 = 15 mm. U mehanizmu s cilindričnim ekscentrom, dužina hoda jednaka je količini pomaka utora duž ose cilindra.
Zbog činjenice da grebenasti mehanizmi omogućavaju postizanje različitih pokreta, često se koriste u mnogim strojevima. Ravnomjerno povratno kretanje u mašinama postiže se jednim od karakterističnih bregasta, koji se naziva srcoliki. Uz pomoć takvog grebena, zavojnica šatla ravnomjerno se namotava na šivaćoj mašini.
Prebaci mehanizme
Često je u mašinama potrebno promijeniti smjer kretanja bilo kojeg dijela. Pretpostavimo da je kretanje horizontalno i mora biti usmjereno okomito, udesno, ulijevo ili pod nekim uglom. Osim toga, ponekad je potrebno povećati ili smanjiti dužinu hoda ručice za upravljanje. U svim ovim slučajevima koriste se mehanizmi sa zglobnom polugom.
Poluge i njihova primjena u zglobno-polužnim mehanizmima.
Na slici je prikazan preklopni mehanizam povezan s drugim mehanizmima. Mehanizam poluge prima pokret ljuljanja od radilice i prenosi ga na klizač. Dužina hoda sa mehanizmom sa zglobnom polugom može se povećati promjenom dužine poluge. Što je ruka duža, veći će biti njen zamah, a samim tim i pomak dijela koji je s njom povezan, i obrnuto, što je kraka manja, to je hod kraći.
© "Enciklopedija tehnologija i metoda" Patlakh V.V. 1993-2007