Accademia dei trasporti e della gestione stradale di Lipetsk
Lavoro di ricerca degli studenti del gruppo K2-14
Argomento: “Studio del funzionamento dei meccanismi di trasformazione del moto
Lipeck
Anno accademico 2015/2016
Contenuto
1.Introduzione (fondamenti storici della questione della trasformazione del movimento)
2. Rilevanza della ricerca (natura applicata dell'ipotesi),
3. Scopo dello studio
3. Metodi e metodi di lavoro di ricerca
6. Conclusioni e suggerimenti
7. Presentazione del progetto
1. Introduzione
Meccanismi di conversione del moto
Breve panoramica della storia dello sviluppo di meccanismi semplici
Secondo la classificazione esistente in meccanica, il DPE appartiene alla famiglia dei meccanismi più semplici che da secoli servono fedelmente l'uomo, come una ruota, un blocco, una leva e un cancello.
Tutti loro sono originariamente datiin azione dalla potenza muscolare di una persona e il loro valore pratico risiede nella moltiplicazione multipla (rafforzamento) dell'effetto muscolare originale. Ciascuno di questi meccanismi è stato sottoposto a una lunga prova di pratica e di tempo, e di fatto sono diventati una sorta di “mattoni” (collegamenti elementari) da cui vengono costruiti una grande varietà di meccanismi complessi. Naturalmente tra questi meccanismi la ruota occupa un posto speciale; perché è stato con il suo aiuto che è stato realizzatocontinuo conversione dell'energia meccanica utilizzando come fontegravità.
Stiamo parlando, ovviamente, diconvertitore,conosciuto comeruota d'acqua , che poi divenneturbina idraulica (che ha aumentato l’efficienza del meccanismo, lasciando invariato il principio di funzionamento).
Latissimusl'utilizzo di questo tipo di convertitore è spiegato in modo molto semplice: è l'idealeCompatibilità (nel caso più semplice - attraverso un asse di rotazione comune) con il più importantemacina , e più tardi -generatore elettrico .
È anche interessante utilizzare una ruota idraulica in “attivazione inversa (inversa)” persalita acqua, sfruttando l’“input” della forza muscolare umana.
Tuttavia, non tutti i carichi erano di natura rotazionale (ad esempio, perpotente soffietto da fabbroun convertitore di tipo alternativo sarebbe più adatto), quindi è stato necessario ricorrere a convertitori intermedi (come un meccanismo a manovella), che introducono perdite nel processo di conversione e aumentano complessità e costisistemi. Troviamo molti esempi della necessità di utilizzare convertitori intermedi durante il passaggio dal moto rotatorio al moto alternativo in antichi disegni e incisioni.
La figura seguente, ad esempio, mostra l'accoppiamento di un rotanteruota d'acquacon una pompa a pistone - un carico meccanico che richiede il movimento alternativo del meccanismo di azionamento.
Pertanto, l'utilità e la rilevanza di
per molte applicazioni praticheconvertitori di energia di tipo alternativo azionati dalla stessa forza di gravità.
Il meccanismo semplice più adattoin questo caso lo èleva.
Leva, in senso pieno- amplificatore di forza. Pertanto, ha trovato ampia applicazione nel sollevamento pesi, ad esempio,in edilizia (esempio classico- costruzione delle piramidi da parte degli egiziani). Tuttavia, in questa applicazione
L'influenza dell '"input" è stata la stessa muscolaregli sforzi delle persone e la modalità di funzionamento della leva erano, ovviamente, discreti.
C'è un'altra pratica interessanteesempio di utilizzo di una leva comeconvertitore di energia: questa è un'antica macchina da lancio da combattimento -trabucco.
Trabucco è interessante per la sua nuova fondamentale differenza rispetto all'uso classico di una leva: viene attivataGiàgravità (e non dalla forza muscolare) della massa in caduta. Tuttavia, non è possibile riconoscere il trabucco come un convertitore di energia con la capacità di collegare un carico utile. In primo luogo, questo è un meccanismo di un'unica (una tantum) azione e, in secondo luogo, per caricarlo (sollevare il carico) è necessaria la stessa forza muscolare (anche se rinforzata con l'aiuto di blocchi e cancelli).
Tuttavia, il pensiero creativo è alla ricerca di nuovi modi nel tentativo di interfacciare la leva con il carico utile e utilizzare la gravità come forza.la forza motrice originaria.
Meccanismi che trasformano il movimento: cremagliera e pignone, vite, manovella, bilanciere, camma. I loro dettagli, caratteristiche e caratteristiche di destinazione d'uso in vari rami della produzione e dell'industria leggera. Schemi del loro funzionamento in varie macchine.
Per attivare gli organi di lavoro, nonché per convertire un tipo di movimento in un altro, vengono utilizzati manovella, camma e altri meccanismi.
Meccanismo a manovella. Un tale meccanismo converte il movimento rotatorio in movimento traslatorio. Nei cuscinetti fissi del telaio, collegati da una cerniera a un'estremità della biella, ruota un albero con una manovella. L'altra estremità della biella è collegata tramite cerniera ad un cursore scorrevole in guide rettilinee fisse. Se la manovella gira continuamente, il cursore fa un movimento alternativo. Durante un giro della pedivella, il cursore esegue due movimenti: prima in una direzione e poi nella direzione opposta.
Il meccanismo a manovella viene utilizzato nei motori a vapore, motori a combustione interna, pompe a pistoni, ecc. La posizione della manovella nel punto superiore della corsa di traslazione è chiamata punto morto. Per spostare la manovella in questa posizione, quando è l'anello principale del meccanismo, viene progettato un volano: una ruota con un bordo pesante montata sull'albero a gomiti. L'energia cinetica del volano garantisce il movimento continuo del manovellismo.
Meccanismo a camma. Un tale meccanismo converte il movimento rotatorio in movimento traslatorio in vari tipi di macchine automatiche, macchine per il taglio dei metalli e altre macchine. La camma, ruotando attorno ad un asse, imprime un movimento alternativo allo spintore.
Il movimento dell'asta di spinta dipende dal profilo della camma. Se il profilo della camma rappresenta un arco di cerchio descritto dal centro, lo spintore in questa sezione sarà fermo. Un tale meccanismo a camma è chiamato piatto.
Conversione del moto rotatorio in moto lineare
Meccanismi a bilanciere
Meccanismi a camme
Meccanismi a leva articolati
Meccanismi a manovella
I manovellismi servono a convertire il movimento rotatorio in movimento alternativo e viceversa. Le parti principali del manovellismo sono: un albero motore, una biella e un cursore, collegati tra loro da una cerniera (a). La lunghezza della corsa del cursore può essere qualsiasi; dipende dalla lunghezza della pedivella (raggio). Se indichiamo la lunghezza della manovella con la lettera A e la corsa del cursore con B, possiamo scrivere una semplice formula: 2A = B, oppure A = B/2. Utilizzando questa formula è facile trovare sia la lunghezza della corsa del cursore che la lunghezza della pedivella. Ad esempio: la corsa del cursore B = 50 mm, bisogna trovare la lunghezza della pedivella A. Sostituendo nella formula un valore numerico, otteniamo: A = 50/2 = 25 mm, cioè la lunghezza del la pedivella è da 25 mm.
a - il principio di funzionamento del manovellismo,
b - albero a gomito singolo, c - albero a gomito multiplo,
g - meccanismo con eccentrico
In un meccanismo a manovella, viene spesso utilizzato un albero a gomiti al posto di un albero a gomiti. Ciò non cambia l'essenza del meccanismo. L'albero motore può avere uno o più gomiti (b, c).
Una modifica del meccanismo a manovella può anche essere un meccanismo eccentrico (d). Il meccanismo eccentrico non ha manovella o ginocchia. Invece, sull'albero è montato un disco. Non è montato al centro, ma sfalsato, cioè eccentricamente, da qui il nome di questo meccanismo: eccentrico.
In alcuni manovellismi è necessario modificare la lunghezza della corsa del cursore. Questo di solito viene fatto con un albero a gomiti. Invece di una solida manovella curva, all'estremità dell'albero è montato un disco (piastra frontale). Lo spuntone (il guinzaglio su cui è messa la biella) viene inserito in una fessura ricavata lungo il raggio del frontalino. Spostando il tenone lungo l'asola, cioè allontanandolo dal centro o avvicinandolo ad esso, modifichiamo la dimensione della corsa del cursore.
La corsa del cursore nei meccanismi a manovella non è uniforme. È il più lento nei luoghi in cui c’è un contraccolpo.
Meccanismi a manovella utilizzato in motori, presse, pompe e in molte macchine agricole e di altro tipo.
Meccanismi a bilanciere
Il movimento alternativo nei meccanismi a manovella può essere trasmesso senza biella. Nello slider, che in questo caso si chiama slider, viene effettuato un taglio trasversale al movimento dello slider. Il perno della pedivella viene inserito in questa fessura. Quando l'albero ruota, la manovella, spostandosi a sinistra e a destra, sposta insieme ad esso la slitta.
a - collegamento forzato, b - eccentrico con rullo a molla,
c - collegamento oscillante
Invece di una diapositiva, puoi utilizzare un'asta racchiusa in un manicotto di guida. Per adattarsi all'eccentrico, l'asta è dotata di una molla di pressione. Se l'asta funziona verticalmente, il contatto è talvolta ottenuto grazie al suo stesso peso.
Per un migliore movimento lungo il disco, all'estremità dell'asta è installato un rullo.
Meccanismi a camme
I meccanismi a camma vengono utilizzati per convertire il movimento rotatorio (camma) in movimento alternativo o in un altro tipo di movimento specificato. Il meccanismo è costituito da una camma, un disco curvo montato su un albero, e da un'asta, che ad un'estremità poggia sulla superficie curva del disco. L'asta viene inserita nel manicotto di guida. Per un migliore adattamento alla camma, l'asta è dotata di una molla di pressione. Per far scorrere facilmente l'asta lungo la camma, alla sua estremità è installato un rullo.
a - camma piatta, b - camma con scanalatura, c - camma a tamburo,
d - camma a forma di cuore, d - camma più semplice
Ma ci sono camme a disco di altri design. Quindi il rullo scorre non lungo il contorno del disco, ma lungo una scanalatura curva ricavata dal lato del disco (b). In questo caso non è necessaria una molla di compressione. Il movimento del rullo con l'asta lateralmente viene effettuato dalla scanalatura stessa.
Oltre alle camme piatte (a) da noi esaminate, si possono trovare anche camme a tamburo (c). Tali camme sono un cilindro con una scanalatura curva attorno alla circonferenza. Nella scanalatura è installato un rullo con un'asta. La camma, ruotando, trascina il rullo in una scanalatura curva e imprime così all'asta il movimento desiderato. Le camme cilindriche sono dotate non solo di una scanalatura, ma anche di un lato, con un profilo terminale. In questo caso il rullo viene premuto contro il profilo della camma da una molla.
Nei meccanismi a camme, al posto dell'asta vengono spesso utilizzate leve oscillanti (c). Tali leve consentono di modificare la lunghezza della corsa e la sua direzione.
La lunghezza della corsa dell'asta o della leva del meccanismo a camma può essere facilmente calcolata. Sarà uguale alla differenza tra il raggio piccolo della camma e quello grande. Ad esempio, se il raggio grande è 30 mm e il raggio piccolo è 15, la corsa sarà 30-15 = 15 mm. In un meccanismo con camma cilindrica, la lunghezza della corsa è uguale all'entità dello spostamento della scanalatura lungo l'asse del cilindro.
Poiché i meccanismi a camme consentono di ottenere un'ampia varietà di movimenti, vengono spesso utilizzati in molte macchine. Il movimento alternativo uniforme nelle macchine è ottenuto da una delle caratteristiche camme, chiamata a forma di cuore. Con l'aiuto di una tale camma, la bobina della navetta della macchina per cucire viene avvolta in modo uniforme.
Meccanismi a leva articolati
Spesso nelle macchine è necessario cambiare la direzione del movimento di qualche parte. Diciamo che il movimento avviene orizzontalmente, ma deve essere diretto verticalmente, a destra, a sinistra o con una certa angolazione. Inoltre, a volte è necessario aumentare o diminuire la lunghezza della corsa della leva di comando. In tutti questi casi vengono utilizzati meccanismi a leva incernierati.
La figura mostra un meccanismo a leva incernierato collegato ad altri meccanismi. Il meccanismo a leva riceve il movimento oscillatorio dalla manovella e lo trasmette al cursore. La lunghezza della corsa di un meccanismo a leva incernierato può essere aumentata modificando la lunghezza del braccio della leva. Più lungo è il braccio, maggiore sarà la sua oscillazione, e quindi l'avanzamento della parte ad esso associata, e viceversa, più piccolo è il braccio, minore sarà la corsa.
2. Rilevanza della ricerca (natura applicata dell'ipotesi)
Lavorare con vari meccanismi è diventato parte integrante della nostra vita oggi. Utilizziamo meccanismi di trasformazione del movimento senza pensare a come vengono implementati e al motivo per cui ci semplificano la vita.
La rilevanza dell'argomento del nostro lavoro è determinata dal fatto che attualmente il ruolo di tali meccanismi nella vita moderna non è pienamente apprezzato nel processo di formazione nella nostra professione, tali meccanismi sono importanti;
Nel mondo moderno, lo studio dei meccanismi di trasformazione del moto costituisce una parte importante dell'intero percorso formativo per la professione di “Gruista”, poiché conoscere i principi base dell'esecuzione degli organi operatori, dei meccanismi di sollevamento, del funzionamento degli impianti a combustione interna motore e la trasformazione del movimento nel telaio dell'auto. Pertanto, l’ipotesi del nostro studio sarà la seguente versione.Con lo studio attivo del funzionamento di tali meccanismi, il lavoro pratico su vari tipi di pratiche di produzione diventa più attivo. (addestramento alla guida di un'auto, pratica educativa su una gru per camion)
Molte persone sono interessate e appassionate allo studio, alla progettazione e alla modellazione di vari meccanismi, inclusi i meccanismi di trasformazione del movimento
Probabilmente ogni persona almeno una volta nella vita ha pensato a come semplificarsi la vita e creare la comodità necessaria nella lavorazione dei materiali, nella gestione dei trasporti, nella costruzione
Le persone hanno sempre sollevato molte domande sul funzionamento di tali meccanismi. Studiando la storia del problema, siamo giunti alla conclusione che tali meccanismi vengono migliorati con lo sviluppo della tecnologia
3. Scopo dello studio
Obiettivo del lavoro
Obiettivo del lavoro - studiare quale ruolo svolgono i meccanismi di trasformazione del movimento nella tecnologia moderna
L'obiettivo principale del lavoro è rispondere alla domanda sul perché è importante studiare in dettaglio i meccanismi di trasformazione del movimento nel processo di padronanza della professione di "Operatore di gru"; vogliamo anche dimostrare lo studio attivo di tali macchine e meccanismi; aiuta a completare con successo vari lavori pratici.
4. Obiettivi del lavoro di ricerca
Per raggiungere questo obiettivo, dobbiamo risolvere i seguenti compiti:
Obiettivi lavorativi:
1. Studiare la letteratura sul tema dei meccanismi di trasformazione del movimento
2. Scopri il significato dei termini meccanismo a manovella, meccanismo a camma, meccanismo a cerniera e altri tipi di meccanismi.
3. Trova esempi nella tecnologia, nella vita di tutti i giorni, raccogli materiale per organizzare i dati, crea un modello di meccanismi
4. Osservare il funzionamento di tali meccanismi nel lavoro pratico
5.Confronta i risultati ottenuti
6.Trarre conclusioni sul lavoro svolto
5. Fondamenti pratici del lavoro di ricerca (modelli, progetti, esempi illustrativi)
foto
6. Conclusioni e suggerimenti
Lo studio può essere utile e interessante per gli studenti degli istituti professionali che studiano tali meccanismi, nonché per chiunque sia interessato alla tecnologia.
Con il nostro lavoro abbiamo voluto attirare l'attenzione degli studenti sul problema dello studio dei meccanismi di trasformazione del movimento.
Nel processo di ricerca abbiamo acquisito esperienza... Penso che la conoscenza che ho acquisito mi permetterà di evitare errori / aiutarmi correttamente...
I risultati dello studio mi hanno fatto pensare...
Ciò che mi ha dato più difficoltà è stato...
La ricerca ha cambiato radicalmente la mia opinione/percezione riguardo...
I meccanismi più comuni per convertire il movimento rotatorio in movimento lineare sono quelli a noi familiari dalla Fig. 1 manovella e secondo la Fig. 7, d - cremagliera e pignone, nonché meccanismi a vite, eccentrici, bilancieri, cricchetto e altri.
Meccanismi a vite
Meccanismi a vite sono ampiamente utilizzati in un'ampia varietà di macchine per convertire il movimento rotatorio in movimento traslatorio e, al contrario, il movimento traslatorio in movimento rotatorio. Soprattutto spesso meccanismi a vite utilizzato nelle macchine utensili per eseguire movimenti lineari ausiliari (avanzamento) o di installazione (avvicinamento, retrazione, bloccaggio) di unità di assemblaggio come tavole, supporti, carrelli, teste portamandrini, teste, ecc.
Le viti utilizzate in questi meccanismi sono chiamate viti correnti. Spesso anche meccanismo a vite serve per sollevare carichi o in generale per trasmettere forze. Un esempio di tale applicazione meccanismo a viteè usarlo in martinetti, fascette, ecc. In questo caso, le viti verranno chiamate viti da carico. Le viti di carico funzionano solitamente a basse velocità, ma con forze maggiori rispetto alle viti di comando.
Dettagli principali meccanismo a vite sono una vite e un dado.
Di solito dentro meccanismi a vite(trasmissioni vite-madrevite) il movimento viene trasmesso dalla vite alla madrevite, cioè il movimento rotatorio della vite viene convertito nel movimento traslatorio della madrevite, ad esempio il meccanismo di movimento trasversale del supporto di un tornio. Esistono esecuzioni in cui il moto viene trasmesso dalla madrevite alla vite, e riduttori a vite in cui la rotazione della vite viene trasformata in moto traslatorio della vite stessa, con la madrevite fissata immobile. Un esempio di tale meccanismo sarebbe ingranaggio elicoidale la parte superiore del tavolo (Fig. 9, a) della fresatrice. Quando la maniglia 6 fa girare la vite 1 nel dado 2, fissata dalla vite 3 nella guida del tavolo 4, 5, la vite 1 inizia a muoversi in avanti. La tavola 5 si muove con essa lungo le guide di scorrimento.
Meccanismi eccentrici e a camme
schema meccanismo eccentrico mostrato in Fig. 9, b. L'eccentrico è un disco rotondo, il cui asse è sfalsato rispetto all'asse di rotazione dell'albero che porta il disco. Quando l'albero 2 ruota, l'eccentrico 1 agisce sul rullo 3, spostandolo e la relativa asta 4 verso l'alto. Il rullo viene abbassato dalla molla 5. In questo modo viene convertito il movimento rotatorio dell'albero 2 meccanismo eccentrico nel movimento in avanti dell'asta 4.
Meccanismi a camme ampiamente utilizzato nelle macchine automatiche e in altre macchine per implementare un ciclo di lavoro automatico. Questi meccanismi possono essere a disco cilindrico e con camme meccaniche. Mostrato nella fig. 9, il meccanismo è costituito da una camma 1 con all'estremità una scanalatura 2 di forma complessa, nella quale è posto un rullino 3, collegato al cursore 4 tramite un'asta 5. Per effetto della rotazione della camma 1 (nelle sue diverse sezioni), il cursore 4 riceve diverse velocità di movimento rettilineo alternativo.
Meccanismo a bilanciere
Nella fig. 9, d mostra il diagramma meccanismo a bilanciere, ampiamente utilizzato, ad esempio, nelle piallatrici e stozzatrici. Al cursore 1, sul quale è fissato il supporto con l'utensile da taglio, è collegata incernierata mediante un orecchino 2 una parte 4 oscillante a destra e sinistra, denominata bilanciere. Nella parte inferiore, il bilanciere è collegato tramite una cerniera 6, e con la sua estremità inferiore ruota attorno a questo asse durante le oscillazioni.
L'oscillazione del bilanciere avviene a seguito di movimenti traslatori e reciproci nella sua scanalatura della parte 5, denominata pietra del bilanciere e ricevente movimento dall'ingranaggio 3 a cui è collegato. All'ingranaggio 3, detto ingranaggio basculante, la rotazione è trasmessa da una ruota montata sull'albero motore. La velocità di rotazione della ruota oscillante è controllata da un riduttore collegato ad un motore elettrico.
La lunghezza della corsa del cursore dipende dal tipo di bilanciere installato sull'ingranaggio bilanciere. Più la pietra del bilanciere è lontana dal centro dell'ingranaggio, maggiore è il cerchio che descrive quando l'ingranaggio ruota e, di conseguenza, maggiore è l'angolo di oscillazione del bilanciere e più lunga la corsa del cursore. E viceversa, più vicino al centro della ruota è installata la pietra del bilanciere, minori sono tutti i movimenti elencati.
Cricchetti
Cricchetti consentono di modificare la quantità di movimenti periodici delle parti funzionanti delle macchine in un'ampia gamma. I tipi e le applicazioni dei meccanismi a cricchetto sono vari.
Meccanismo a cricchetto(Fig. 10) è costituito da quattro maglie principali: cremagliera 1, cricchetto (ingranaggio) 4, leva 2 e parte 3 con una sporgenza, chiamata nottolino. Un cricchetto con denti smussati in una direzione è montato sull'albero condotto del meccanismo. Sullo stesso asse dell'albero è incernierata una leva 2, che ruota (oscillante) sotto l'azione dell'asta di comando 6. Sulla leva è anche incernierato un nottolino, la cui sporgenza ha una forma corrispondente alla cavità tra i denti del cricchetto.
Durante il lavoro meccanismo a cricchetto la leva 2 inizia a muoversi Quando si sposta verso destra, il nottolino scorre liberamente lungo la parte arrotondata del dente del cricchetto, quindi, sotto l'influenza della sua gravità o di una molla speciale, salta nella cavità e, appoggiandosi a quella successiva. dente, lo spinge in avanti. Di conseguenza, il cricchetto e con esso l'albero condotto ruotano. La rotazione inversa del cricchetto con l'albero condotto quando la leva con nottolino 3 è al minimo è impedita da un nottolino di bloccaggio 5, incernierato su un asse fisso e premuto contro il cricchetto da una molla.
Il meccanismo descritto converte il movimento oscillatorio della leva in movimento rotatorio intermittente dell'albero condotto.
Nelle macchine edili vengono utilizzati vari meccanismi per convertire il movimento rotatorio in altri tipi di movimento per trasferire questo movimento al corpo di lavoro.
Meccanismo a pignone e cremagliera, vite e bilanciere
Nelle macchine edili vengono utilizzati diversi tipi di movimento per convertire il movimento rotatorio in altri tipi di movimento per trasferire questo movimento al corpo di lavoro. meccanismi.
Meccanismo a cremagliera e pignone
Esecuzione: ingranaggio conduttore e cremagliera condotta.
Utilizzato per convertire il movimento rotatorio in movimento traslatorio.
Esecuzione: vite di azionamento e chiocciola azionata.
Utilizzato per convertire il movimento rotatorio in movimento traslatorio.
Esecuzione: camma motrice e asta condotta con molla.
Esecuzione: eccentrico, biella, cursore.
Utilizzato per convertire il movimento rotatorio in movimento alternativo.
Esecuzione: albero motore motore con perno curvo, biella condotta, cursore.
Utilizzato per convertire il movimento rotatorio in movimento oscillante delle scene.
Esecuzione: disco trascinatore, cursore, bilanciere condotto.
Utilizzato nelle pompe per calcestruzzo.
Meccanismo maltese Viene utilizzato per convertire il movimento rotatorio continuo in movimento rotatorio intermittente.
Esecuzione: disco motrice con leva, maltissa condotta.
Meccanismo a cricchetto utilizzato per convertire il movimento rotatorio in movimento rotatorio intermittente, ma con arresto e frenata.
Esecuzione: l'elemento motore è un cricchetto, l'elemento motore è un nottolino (elemento di arresto).
Argomento: “Trasmissione del moto rotatorio”.
Le macchine e i dispositivi più moderni sono creati secondo lo schema motore - trasmissione - corpo di lavoro (attuatore) (Fig. 1).
Trasmissione
Motore
Corpo lavorante della macchina
Riso. 1
Motivi per l'utilizzo degli ingranaggi:
la necessità di cambiare la velocità e la direzione del movimento.
La necessità di aumentare più volte la coppia sulle ruote motrici (in partenza, in pendenza).
Scopo degli ingranaggi:
scelta della velocità ottimale;
regolazione della velocità di guida (aumento, diminuzione);
cambiamento nei momenti rotanti e nelle forze di movimento;
trasmettere potenza a distanza.
Trasmissione - questo è un meccanismo che serve a trasferire energia meccanica a distanza con conversione di velocità e momenti.
Per trasmettere il movimento rotatorio vengono utilizzate: trasmissioni a frizione, a crivello, a ingranaggi, a vite senza fine e a catena.
Secondo il principio di funzionamento, le trasmissioni sono divise in 2 gruppi:
Trasmissioni basate sull'utilizzo delle forze di attrito tra gli elementi di trasmissione (attrito, crivello).
Trasmissioni ad ingranaggi che funzionano per effetto della pressione tra denti o camme su organi interagenti (ingranaggio, vite senza fine, catena).
Classificazione degli ingranaggi:
A seconda della natura del cambiamento nella velocità di trasmissione, ci sono quelli verso il basso e verso l'alto.
Secondo la struttura degli ingranaggi, sono aperti (senza alloggiamento di chiusura) e chiusi (alloggiamento comune con tenuta e lubrificazione).
In base al numero di stadi: monostadio e multistadio.
Sezione 3. Meccanismi di ingranaggi e conversione del movimento. Tipi, dispositivo, scopo.
Argomento: “Ingranaggi che trasformano il movimento”.
Esistono due tipi di trasformazione del movimento:
convertire il moto rotatorio in moto traslatorio,
trasformare il moto traslatorio in moto rotatorio.
Per convertire il movimento rotatorio in movimento traslatorio, vengono utilizzati ingranaggi a cremagliera e pignone e trasmissioni a vite.
Per convertire il movimento traslatorio in movimento rotatorio vengono utilizzati solo ingranaggi a cremagliera e pignone.
Ingranaggio a cremagliera e pignone
La trasmissione e trasformazione del moto rotatorio in moto traslatorio e viceversa è effettuata da una ruota cilindrica 1 e assicella 2 (figura 1).
Riso. 1. Ingranaggio a cremagliera e pignone
Vantaggi trasmissione a pignone e cremagliera: affidabilità, compattezza, durata, bassi carichi su alberi e cuscinetti, rapporto di trasmissione costante grazie all'assenza di slittamenti.
Screpolatura: elevati requisiti di precisione di fabbricazione, rumore alle alte velocità, rigidità. Utilizzato in un'ampia gamma di settori e condizioni operative: dagli orologi e strumenti alle macchine più pesanti.
Trasmissione a vite
Questo è un meccanismo a vite che serve a convertire il movimento rotatorio in movimento traslatorio.
Questi ingranaggi forniscono un grande aumento di resistenza, la capacità di ottenere movimenti lenti, elevata capacità di carico con dimensioni ridotte, la capacità di ottenere movimenti di alta precisione, semplicità di progettazione e produzione: queste sono le loro caratteristiche dignità.
Questi ingranaggi sono ampiamente utilizzati in vari meccanismi: martinetti, presse a vite, meccanismi di spostamento della tavola, macchine di prova e strumenti di misura.
Il collegamento di guida che esegue il movimento rotatorio può essere come una vite 1 , così è il dado 2 .
A carenze Questi meccanismi includono: elevate perdite per attrito e bassa efficienza, maggiore intensità e usura del filo a causa dell'elevato attrito.
Le trasmissioni a madrevite si dividono in trasmissioni scorrevoli e rotolanti.
Gli ingranaggi scorrevoli richiedono un lubrificante tra la vite e il dado, oppure il dado può essere in bronzo.
Negli ingranaggi volventi, sulla vite e sul dado vengono realizzate scanalature elicoidali che fungono da piste per le sfere (Fig. 3).
Riso. 2 Trasmissione vite-chiocciola Fig. 3 Vite a ricircolo di sfere
Ingranaggio a cremagliera e pignoneè costituito da un ingranaggio 1 e una cremagliera 2 (Fig. 35, a). La trasmissione è realizzata con denti dritti, obliqui e chevron e serve a convertire il moto rotatorio in traslatorio o viceversa. Quando la cremagliera è ferma, la ruota dentata rotola lungo la cremagliera, cioè esegue movimenti di rotazione e traslazione. T che tipo di ingranaggi sono utilizzati nei meccanismi dei movimenti principali e dei movimenti ausiliari; ad esempio nei meccanismi di avanzamento longitudinale dei torni, nelle trapani per la movimentazione del mandrino ed in altri sistemi. Hanno un'efficienza abbastanza elevata. Gli ingranaggi di grandi dimensioni sono realizzati in ghisa grigia dei gradi SCh20-SChZO e le cremagliere sono in acciaio 45. La velocità (mm/min) del movimento traslatorio dell'ingranaggio è determinata dall'equazione:
Il movimento della cremagliera per giro della vite senza fine è s = πmk. Movimento della cremagliera per giro della ruota in una coppia ruota-cremagliera s = πmz.
In queste equazioni: k è il numero di passaggi della vite senza fine; n - velocità di rotazione, giri al minuto; m - modulo, mm; z è il numero di denti della ruota.
Ingranaggi a vite senza fine e a cremagliera contenere il verme 1 e la cremagliera 2 (Fig. 35, b). L'elemento principale può essere solo la vite senza fine 1. La cremagliera e l'ingranaggio a vite senza fine garantiscono una maggiore scorrevolezza nella trasmissione dei movimenti, hanno una grande rigidità e sono ampiamente utilizzati nelle piallatrici longitudinali, nelle fresatrici pesanti e nelle alesatrici orizzontali. Il design a cremagliera ha un punto di contatto e viene utilizzato per movimenti ausiliari. Quando la vite senza fine e la cremagliera sono angolate rispetto all'asse della cremagliera o gli assi sono paralleli, l'unità può essere utilizzata nei movimenti principali delle macchine utensili. Le viti senza fine sono in acciaio 15X, 20X con cementazione e tempra e le cremagliere sono in ghisa antifrizione. Si consiglia di lucidare le viti senza fine poiché ciò migliora le prestazioni della trasmissione.
Per eliminare gli effetti dannosi degli spazi negli ingranaggi critici (ad esempio, nell'ingranaggio che collega una cremagliera e un pignone a un sensore), vengono utilizzati compensatori a molla (Fig. 35, c). Tale ingranaggio è costituito da due dischi 2 e 3 con corone dentate. Il disco 2 si trova sul mozzo del disco 3 ed è trattenuto dallo spostamento assiale dall'anello di ritenzione 1. Sotto l'azione della molla 4, il disco 2 tende a ruotare rispetto al disco 3. Di conseguenza, lo spazio tra i denti delle ruote motrici e composite viene completamente eliminato.
Gli ingranaggi a vite senza fine e a cremagliera con lubrificazione idrostatica vengono utilizzati negli azionamenti di avanzamento e negli azionamenti di movimento dell'installazione con una lunghezza della corsa delle unità mobili superiore a 3 m. La trasmissione contiene una cremagliera, una vite senza fine cilindrica che ingrana con essa, sulle cui spire sono ricavate delle tasche nella zona di impegno, che comunicano, ad esempio, con i cuscinetti reggispinta idrostatici. La trasmissione può funzionare a velocità fino a 6 m/min. Le trasmissioni idrostatiche a madrevite vengono eseguite in modo simile.
Trasmissioni vite-chiocciola con attrito radente Servono, come quelli a pignone e cremagliera, per convertire il movimento rotatorio in movimento traslatorio. Gli elementi principali dell'azionamento a vite sono la vite di comando 1 e il dado 2 (Fig. 36, a).
Gli ingranaggi a vite vengono utilizzati nei meccanismi di alimentazione e nei meccanismi ausiliari delle macchine utensili. Le viti e i dadi delle macchine hanno solitamente filettature trapezoidali a principio singolo o doppio. La bassa efficienza limita l'uso di questi ingranaggi nelle trasmissioni di movimento principali. L'accuratezza del movimento dell'elemento di lavoro dipende dall'accuratezza della fabbricazione della vite e del dado, nonché dall'accuratezza dell'assemblaggio. Le viti di comando sono realizzate in acciaio di alta qualità e i dadi sono realizzati in leghe antifrizione: bronzo e ghisa.
Per eliminare lo spazio, vengono utilizzati dadi regolabili. Il modello del dado (Fig. 36, b) contiene una parte fissa 3 e una parte regolabile 2. In direzione assiale, utilizzando il dado 1, premere le spire del dado 2 sulle spire della vite ed eliminare lo spazio. La seconda versione del dado regolabile 1 è mostrata in Fig. 36, v. La parte mobile 3 del dado viene spostata utilizzando un cuneo 2 che, una volta regolato, viene spostato da una vite 4. In un dispositivo con controllo elastico (Fig. 36, d), le molle a tazza 2 spostano la parte mobile del dado 1 rispetto a quello fisso 3. Lo svantaggio del controllo elastico è l'aumento del carico sulle spire della vite.
Nei torni per avvitare viene utilizzato un dado scorrevole (dado madre) (Fig. 36, e). La madrevite è composta da due parti 1 e 2, che si muovono lungo le guide 4 utilizzando la maniglia 6, il disco 5 e i perni 3. Quando la madrevite è aperta (come mostrato in figura), le spire della madrevite sono disimpegnate dai giri della vite e l'elemento di lavoro può muoversi liberamente. T Che tipo di design della chiocciola è necessario per garantire un azionamento separato dalle coppie vite e cremagliera-pignone. Nella fig. 37 mostra schemi di alcune forme di realizzazione di coppie di viti.
Meccanismi a manovella. Il meccanismo a manovella (Fig. 38, a) con un movimento rotatorio uniforme della manovella 0 1 A fornisce un movimento alternativo rettilineo del cursore B con velocità variabile.
Meccanismo a doppia cremagliera e pignone(Fig. 38, b) viene utilizzato su una stozzatrice per ingranaggi 5A14 per impartire un movimento alternativo a un pistone con una stozzatrice. Quando la manovella K P ruota, la biella-cremagliera aziona la cremagliera e il pignone z 1 in una rotazione alternativa, l'albero II e la ruota dentata z 2. La ruota z 2, con movimento rotatorio alternato, comunica al corpo lavorante p 0 un moto rettilineo alternativo.
Meccanismi a bilanciere(Fig. 38, c, d) si trovano negli azionamenti del movimento principale delle stozzatrici e piallatrici; Essi. può essere con scivolo oscillante o rotante.
La velocità del cursore dei meccanismi a manovella è un valore variabile, ma nei calcoli vengono utilizzati la velocità media della corsa di lavoro e il fattore di aumento della velocità. La frequenza di movimento del cursore (due corse/min) ad una data velocità e lunghezza della corsa è determinata dall'equazione:
Quando la manovella 0 1 A del meccanismo a bilanciere (Fig. 38, c) ruota, il bilanciere K a compie un movimento oscillante (alternativo) e, attraverso la biella BC, comunica al corpo lavorante P 0 un movimento rettilineo alternativo. Modificando la lunghezza della pedivella, 0 1 A regola la lunghezza della corsa. In un meccanismo a bilanciere con bilanciere rotante (Fig. 31, a), il perno della manovella K P1 si inserisce nella scanalatura radiale del bilanciere rotante KB, montato sull'albero II. La manovella K P2 è collegata al corpo lavorante tramite una biella. Con una rotazione uniforme dell'albero I, a causa dello spostamento degli assi degli alberi I e II, l'albero II riceve una rotazione irregolare, che garantisce una velocità di movimento più uniforme del corpo di lavoro P 0 su una determinata sezione del suo percorso.
