Механизмы играют важную роль в различных отраслях промышленности и техники. Они позволяют преобразовывать движение и энергию, а также выполнять полезную работу. В этой статье мы подробно рассмотрим, что такое механизм , его основные типы и принципы работы.
Определение и значение
Механизм — это система твердых тел, предназначенная для преобразования движения.
Механизм служит для передачи движения и преобразования энергии (например, редуктор, насос, электродвигатель).
Основные функции механизмов:
- Преобразование вида движения (поступательное во вращательное)
- Изменение скорости или усилия
- Передача движения между валами
- Выполнение полезной работы (подъем, перемещение грузов и т.д.)
Таким образом, механизмы необходимы для автоматизации производственных процессов и облегчения труда человека.
Классификация механизмов
Существует множество способов классификации механизмов. Рассмотрим основные из них.
По виду движения звеньев
Механизмы с вращательным движением звеньев
Сюда относятся механизм что такое : зубчатые, червячные, кривошипно-ползунные.
Механизмы с поступательным движением звеньев
Например, гидравлические и пневматические цилиндры, прессы.
Механизмы со сложным движением звеньев
Сочетают вращательное и поступательное движение. К ним относятся кулисные, кривошипно-шатунные, кулачковые механизмы.
По виду силового воздействия
- Механические (силовое воздействие осуществляется с помощью твердых тел)
- Гидравлические (используют энергию жидкости)
- Пневматические (используют энергию газа)
По степени подвижности
Неподвижные
Не имеют подвижных звеньев, например опоры, корпуса.
Подвижные
Имеют хотя бы одну степень подвижности. Сюда относится большинство механизмов.
Помимо перечисленных, существуют и другие способы классификации.
Устройство и принцип работы
Любой механизм состоит из отдельных деталей и звеньев, соединенных между собой.
Основные элементы механизма:
- Звенья (детали, совершающие движение)
- Кинематические пары (соединения между звеньями)
- Кинематические цепи
Рассмотрим их подробнее.
Звенья
Звенья бывают ведущими (передают движение) и ведомыми (принимают и преобразуют движение).
В качестве звеньев могут выступать:
- Твердые тела (детали)
- Жидкости и газы
- Гибкие и упругие элементы
Кинематические пары
Соединения, позволяющие передавать движение между звеньями. Бывают:
- Простые (вращательные, поступательные)
- Сложные (зубчатые, червячные и др.)
Кинематические цепи
Последовательное соединение кинематических пар для передачи движения между звеньями. Могут быть открытыми и замкнутыми.
Примеры механизмов
Рассмотрим несколько наиболее распространенных и интересных механизмов, чтобы лучше понять принципы их работы.
Зубчатый механизм
Состоит из двух или нескольких зубчатых колес с зацепляющимися между собой зубьями. Позволяет:
- Передавать вращение между параллельными или пересекающимися осями
- Изменять частоту вращения
- Преобразовывать вращательное движение в поступательное (винтовая зубчатая передача)
Широко используется в металлорежущих станках, приводах различных машин и механизмов.
Червячный механизм
Состоит из червяка и червячного колеса. Обеспечивает плавную и бесшумную работу, возможность получения больших передаточных чисел. Применяется в станках, приборах, автомобилях.
Кривошипно-шатунный механизм
Использует вращение кривошипа для получения возвратно-поступательного движения шатуна. Широко применяется в ДВС, компрессорах, насосах и других устройствах.
Гидравлический механизм
Основан на использовании энергии жидкости, находящейся под давлением. Позволяет передавать энергию на большие расстояния и преобразовывать небольшие усилия в большие.
Кулачковый механизм
Использует профильный кулачок для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное или возвратно-вращательное. Применяется в швейных и текстильных машинах, насосах.
Области применения механизмов
Механизмы нашли широкое применение во всех областях техники. Рассмотрим лишь некоторые примеры.
Металлорежущее оборудование
Станки оснащаются разнообразными механизмами для передачи вращения между шпинделем и электродвигателем, подачи инструмента и заготовки, изменения частоты вращения шпинделя.
Транспортные средства
Автомобили, поезда используют кривошипно-шатунные, зубчатые, червячные, гидравлические и другие механизмы в двигателях, трансмиссии, ходовой части, системах управления.
