Создание биосреды для жизни космонавтов, космических туристов,
     В археологии всегда основные проблемы в развитии науки были связаны с
     Двое взрослых мужчин проводят безопасный опыт ( ни одна рука не пострадала,
Фотографии с соревнованией "Hello Robot" и "WRO" за 2013-2015 г. творческая категория.
Призер областных соревнований в старшей категории в номинации "Первая мировая война." создатель
Среда, 05 Апрель 2017 17:05

19. Маховик

Скачать главу книги

     Массивное вращающееся колесо, использующееся в качестве накопителя энергии. Работает в машинах, накапливая энергию, когда поступление энергии выше чем расход, и отдавая её, когда потребление превышает поступление энергии. Также применяется в гибридном двигателе в качестве накопителя энергии при торможении.

     Часто функцию маховика выполняет массивный вращающийся элемент механизма.

mach3

     Примером использования накопительного эффекта можно считать изобретение игрушки «волчок»

     Волчок, юла — игрушка, которая, во время вращения сохраняет устойчивость на одной точке опоры.

     Быстро вращающийся волчок не падает, но постепенно из-за трения угловая скорость собственного вращения уменьшается. Когда скорость вращения становится недостаточно большой, ось волчка начинает спиралеобразно отклоняться от вертикали (прецессировать), и в конце концов волчок падает и прекращает вращение.

     Также маховик используется в игрушке «Йо-йо».

mach2mach4

Принцип работы

     «Йо-йо» в конечной точке раскручивания накапливает достаточное количество энергии вращения и под действием инерции забирается по нити вверх, наматывая ее на ось теперь уже в противоположном направлении.

     Первый маховик был обнаружен в старинной гончарной мастерской, проработавшей несколько веков. Массивный диск диаметром более 75 см с центральным круглым отверстием насаживался на вертикальную стойку, где свободно вращался с небольшим трением. Служил диск гончарным кругом, тем самым кругом, на котором древние гончары лепили свою продукцию.

Эксперимент 19

Задача 1

     Отмерьте время вращения двух простых волчков с различным соотношением оси и диска. Попробуйте установить зависимость диаметра оси и времени вращения волчка.

123

Задача 2

     Проведите эксперименты с различными вариантами диска волчка.

Volchek1

Скачать схему сборки

Задача 3

     Соберите запускающий механизм для волчка, который увеличивает скорость раскручивания волчка.

Volchek2

Скачать схему модели

Задача 4

     Соберите экспериментальный стенд для различных форм маховиков. Проведите эксперименты.

mach5

Скачать схему сборки

Задача 5

     Проведите эксперимент с маховиками различных размеров. Используйте балки для изменения размера маховика.

mach6

Скачать схему сборки

Задача 6

     Проведите эксперимент с несимметричными маховиками.  Используйте кривые балки или устанавливайте балки с одной стороны.

mach7

Скачать схему сборки

Применение в робототехнике

Пример 1

     Роботу необходимо снизить потребление электроэнергии для моторов и повысить зарядку аккумуляторов генератором. Маховик  позволяет создавать механизмы, способные накапливать энергию и  отдавать ее. Робот при движении с горы будет использовать энергию торможения для раскручивания маховика.. При подъеме в гору энергия маховика будет помогать моторам крутить колеса.

RobotMashovik

 

Опубликовано в Простые механизмы
Понедельник, 27 Февраль 2017 06:52

18. Кулисная передача

Скачать главу книги

    Это устройство, которое преобразовывает качательное или вращательное движение в движение возвратно-поступательное. Кулисы бывают вращающимися, движущимися прямолинейно и качающимися.
    Конструкция: ведущий диск, ползун, ведомая кулиса.  Изменяя длину ведомой кулисы и ползуна можно влиять на движение.

кулиса

Применяется в станках и насосах и паровозах.

Первый паровоз в России изобрели в 1834 году братья Черепановы в Нижнем Тагиле, который тогда называли сухопутным пароходом. Первый паровоз не имел заднего хода и мог двигаться только по прямой.
    Кулисная передача встречается в парораспределительном  механизме паровоза.  С ее помощью осуществляется регулирование мощности паровоза путем изменения количества пара, подающегося в цилиндр.

parasp1

paravoz2

Эксперимент 18

Задача 1

     Соберите модель для эксперимента . Измените высоту вращательной балки, перемещая центр ее крепления. Рассмотрите движение балки.

1kulisa

Скачать схему модели

Применение в робототехнике

Пример 1
    Роботу необходимо перемещаться по пересеченной области, где не проедут колеса. Система передвижения оснащена шагающим механизмом. Кулисная передача позволяет преобразовывать крутящее движение в сложные возвратно-поступательное движение ног.

Кулисробот

Опубликовано в Простые механизмы
Четверг, 16 Февраль 2017 16:47

17. Карданная передача

Скачать главу книги

      Механизм, передающий крутящий момент между валами, пересекающимися в центре карданной передачи и имеющий возможность взаимного углового перемещения. Используется, когда трудно обеспечить соосность вращающихся элементов.

883 1

1 — вилка; 2 — опора для цапф крестовины; 3 — крышка; 4 — крестовина.
    Карданная передача имеет существенный недостаток — несинхронность вращения валов (если один вал вращается равномерно, то другой — нет), повышающуюся при увеличении угла между валами.

kar2

     Впервые карданная передача была описана в XVI веке итальянцем Джероламо Кардано в книге «Хитроумное устройство вещей». Книга получила широкую известность, поэтому именем Кардано и назвали
 описанные там вал и подвес.

2011 12 05 01

Эксперимент 17

Задача 1
    Соберите модель для эксперимента . Измените угол между осями и проанализируйте изменение вращения.

Zadacha1

Скачать схему сборки

Задача 2
    Соберите различные модели карданных соединений Проведите эксперимент с их функциональностью.

кардан

Скачать схему сборки

Применение в робототехнике

Пример 1
    Роботу необходимо передавать крутящий момент от одного двигателя в различные плоскости. Совмещение двух карданных передач позволяет передать крутящий момент под углом 90 градусов и меньше.

роботКардан

Опубликовано в Простые механизмы
Среда, 15 Февраль 2017 04:16

16. Червячная передача

Скачать главу книги

     Механическая передача, осуществляющаяся зацеплением червяка и подведенного к нему червячного колеса.

chervyachnaya peredacha 1     Входной и выходной валы передачи обычно скрещиваются под прямым углом.
     Ведущим звеном является червяк. Передача работает только в  одном направлении. Передаточное число зависит от количество зубьев на шестеренке и имеет отношение 1:n, где n –количество зубьев шестеренки

     Червячная передача главным образом применяется в червячных редукторах.
     Благодаря этим же характеристикам червячные передачи и червячные редукторы широко применяются в подъёмно-транспортных машинах и механизмах (например, лебёдках).
     Часто в виде червячной пары изготавливаются механизмы натяжения струн  музыкальных инструментов, например, гитары.
     В данном применении полезным оказывается эффект самоторможения передачи.

nw shamrayshop 2906 main

     Впервые механизм червячной передачи описывается у древних египтян. Однако, великий изобретатель Леонардо да Винчи в своих эскизах усовершенствовал данную технику.

chervjachnaja peredacha

Эксперимент 16

Задача 1

     Соберите модель для эксперимента. Измените положение оси и установите различные шестеренки, проведите опыты.

червяк 3

Скачать схему сборки

Задача 2

     Постройте артиллерийскую пушку c двумя червячными передачами.

Artiler

Скачать схему сборки

Применение в робототехнике

Пример 1

     Роботу необходимо создать механизм с большой грузоподъемностью. Для этого используется червячная передача и шестеренка.

cHERVIK

 

 
Опубликовано в Простые механизмы
Четверг, 09 Февраль 2017 17:02

15. Цепная передача

Скачать главу книги

    Это передача механической энергии при помощи гибкого элемента — цепи, за счёт сил зацепления.
    Состоит из ведущей и ведомой звездочки и цепи. Цепь состоит из подвижных звеньев. В замкнутое кольцо для передачи непрерывного вращательного движения концы цепи соединяются с помощью специального разборного звена.
    Достоинства цепной передачи:

  • большая прочность стальной цепи по сравнению с ремнем;
  • возможность передачи движения цепью нескольким звездочкам;
  • отсутствие скольжения.

Цеп

    Цепную передачу изобрел Леонардо да Винчи. В своих записях он описывает отдельные базовые механизмы – колесо, червяк, пружину. Он написал «Трактат об элементах машин». В тех бумагах, что сохранились до нашего времени, содержится порядка пятнадцати тысяч зарисовок различных машин и механизмов.
    В настоящее время существует несколько видом цепей для организации передачи.

141 Chain

Эксперимент 15

Задача 1

     Соберите велосипед, вместо цепной передачи используйте ременную.

Цеп3

Скачать схему сборки

Применение в робототехнике

Пример 1

     В робототехнике цепные передачи используются, когда расстояние между ведущим и ведомым валом большое. Создание зубчатой передачи из множества звеньев приведет к быстрому изнашиванию.

cep1

cep2

Пример 2

     Цепные передачи позволяют передать крутящий момент валам под углом.

cep3

cep4

 

Опубликовано в Простые механизмы
Четверг, 09 Февраль 2017 16:31

14. Ременная передача

Скачать главу книги

    Это передача механической энергии при помощи гибкого элемента — приводного ремня за счёт силы трения.
    Состоит из ведущего, ведомого шкивов и ремня.

v kayışı nedir1

     Элементы, используемые для ременной передачей.

Rem

     С давних пор на Руси девушки и женщины занимались прядильным ремеслом. Самопрялка с ножным приводом — одна из самых древних механических помощников в домашнем труде. Она сочетает в себе рациональность, простоту и удобство.
    Принцип работы прялки: горизонтально расположенное веретено приводится во вращение ременной передачей от большого колеса. Большое колесо приводит в движение рычаг с педалью.

Pralka

Эксперимент 14

Задача 1

     Постройте ременную передачу. Проведите эксперимент, изменяя натяжение ремня и добавляя дополнительные блоки.

rem2

Скачать схему сборки

Задача 2

     Соберите ременную передачу с соотношением 1:1. Проведите эксперимент с различными способами установки ремня.

rem3

Задача 3

     Постройте ременную передачу. Попробуйте передать движение в различных плоскостях. Проведите эксперимент с различными способами установки ремня.

rem5

Применение в робототехнике

Пример 1

     Ременная передача позволяет создать перемещение рабочего узла в станках . В конструкции имеются два двигателя и две системы ремней. Перемещение  узла осуществляется различным движением моторов.

Remen

 

Опубликовано в Простые механизмы
Среда, 08 Февраль 2017 03:53

13. Зубчатая передача

Скачать главу книги

    Зубчатая передача – это механизм передачи движения, при этом усилие от одного элемента к другому передаётся с помощью зубьев.
    Ведущим зубчатым колесом называется колесо, вращающееся под воздействием внешней силы, например, руки или двигателя. Ведущее колесо передает внешнюю силу на ведомое колесо, которое тоже начинает вращаться.

 

Назначение:

  • передача вращательного движения между валами, которые могут иметь параллельные, пересекающиеся и скрещивающиеся оси;
  • преобразование вращательного движения в поступательное и наоборот.

     Повышающая передача (мультипликатор) служит для увеличения частоты вращения. При этом понижается усилие на ведомом колесе.

Зуб1
     Понижающая передача (редуктор) служит для уменьшения  частоты вращения. При этом увеличивается усилие на ведомом колесе.

Зуб2

     Чтобы получить значение передаточного отношения двух  шестерней, находящихся в зацеплении, нужно разделить количество  зубьев на ведомой шестерне на количество зубьев на ведущей.
    Если у ведомой шестерни 24 зуба и ее приводит в движение  шестерня с 48 зубьями, то передаточное отношение составляет 1:2. Это значит, что ведомое колесо будет вращаться вдвое быстрее, чем ведущее.
    Конические колёса применяются там, где необходимо передать крутящий момент под углом. Такие конические колёса с круговым  зубом, например, применяются в автомобилях, используются для передачи  крутящего момента от двигателя к колёсам.

Зуб3

Количество зубьев шестеренок

Простые механизмы

     Паразитное зубчатое колесо - зубчатое колесо, вводимое в качестве промежуточного между ведущим и ведомым колесами в случаях, когда они не могут войти в сцепление или когда нужно изменить направление вращения ведомого вала.

Зуб4

     В Древнем Египте зубчатые колеса использовали в системах орошения. Вначале зубчатые колёса были деревянными, со вставными  зубьями  из  твёрдых  пород  деревьев – их  применяли  до  начала  ХХ  века,  в частности,  на  водяных  мельницах.  С  древних  времен применялись  зубчатые  колеса  из медных сплавов, а в последующем чугунные и стальные.

196

Эксперимент 13

Задача 1

     Постройте понижающую и повышающую передачу с соотношением 1:5 и 3:1.

соотношение

Задача 2

    Соберите зубчатую передачу с двух сторон от балки. Попробуйте изменить механизм с помощью других шестеренок.

10

Скачать схему сборки

Задача 3

    Постройте модель захвата. Поместите червяк между шестеренками

Захват

Скачать схему сборки

Задача 4

    Соберите модель вертолета, используя зубчатые передачи в разных плоскостях.

Vertolet

Скачать схему сборки

Применение в робототехнике

Пример 1

     Необходимо повысить проходимость робота. Установить механизм зубчатой передачи, передающий крутящий момент на несколько колес.

robotZyb

Пример 2

Робот имеет поворотную платформу с руками. Это позволяет проводить захват объектов без разворота корпуса. Поворот корпуса осуществляется за счет поворотного стола и зубчатого колеса.

robotPovorot

Опубликовано в Простые механизмы
Воскресенье, 05 Февраль 2017 18:07

12. Фрикционная передача

Скачать главу книги

     Фрикционными называют передачи, в которых движение передается силами трения, возникающими в зоне контакта между двумя катками (колесами), прижимаемыми друг к другу с некоторой силой  и при вращении одного из них.

Frik 1
    Сила трения колес должна быть больше силы, передаваемой окружающей среде. Для увеличения силы трения между катками, их прижимают друг к другу с некоторой силой. Прижатие катков фрикционной передачи может осуществляться различными способами:

  • собственным весом конструкции;
  • рычагами;
  • пружинами или специальными устройствами.  

Фрикционная передача позволяет избежать серьезной поломки при заклинивании ведомого катка. Сила, передаваемая окружающей среде, превышает силу трения между катками, и ведущий каток начинает
проскальзывать.
    В истории есть интересное инженерное изобретение, в основе которого лежит фрикционная передача. В 1920-1930 г.  инженер  Николай Ярмольчук изобрел «Шаропоезд». Конструкция колеса полое, внутри установлен электромотор с колесом. Мотор раскручивает внешнее колесо по внутреннему ободу.

Sharopoezd

Эксперимент 12

Задача 1

     Соберите систему фрикционной передачи и проведите эксперимент, изменяя  силу трения и силу передаваемую окружающей среде.

фрикционная передачаОбщая

Скачать схему сборки

Задача 2

     Соберите систему фрикционной передачи с тремя и более катками. Проведите эксперимент, изменяя  силу трения на различных катках.

Применение в робототехнике

Пример 1

     Устройство передачи движения с возможностью изменения скорости. Для этого подойдет конический вариатор. Он состоит из двух резиновых конусов, которые соприкасаются друг с другом.  Передвигая колесо, можно изменять соотношение скорости между валами.

вариатор

Пример 2

     Фрикционная муфта передает вращательный момент от ведущего вала к ведомому. Муфта должна обеспечивать плавность сцепления валов, что и осуществляется за счёт силы трения.

Myfta

FrickcPeredacha

Опубликовано в Простые механизмы
Воскресенье, 05 Февраль 2017 17:20

11. Кривошипно-шатунный механизм

Скачать главу книги

    Механизм предназначен для преобразования поступательного движения во вращательное и наоборот.
    Кривошипно-шатунный механизм используется в двигателях, компрессорах, насосах, швейных машинах.

alzana03 81

    Кривошипно-шатунный механизм был придуман задолго до появления первых автомобилей. Он использовался еще в восемнадцатом веке в конструкции штамповочных прессов, швейных машинок, приводов колесной пары паровозов и многих других механизмов.
    Вопрос преобразования энергии движущихся поршней во вращение колес стоял с самого момента появления двигателя.

shatunMeshan

Эксперимент 11

Задача 1
     Постройте макетный стенд работы двигателя автомобиля.

porsh6

Скачать схему сборки

Применение в робототехнике

Пример 1

     Робот с толкателем для соревнований «Робот сумо». Подвижный толкатель позволяет приподнимать робота при столкновении. Толкатель подсоединяется к колесным осям робота и представляет собой
 кривошипно-шатунный механизм.

RobotKardan

Пример 2

     Кривошипно-шатунный механизм с изменением длины рычага толкателя. 

Proect2

Proect21

Опубликовано в Простые механизмы
Воскресенье, 05 Февраль 2017 09:57

10. Поршень

Скачать главу книги

     Деталь цилиндрической формы, совершающая возвратно-поступательное движение внутри цилиндра и служащая для превращения изменения давления газа, пара или жидкости в механическую работу или, наоборот, возвратно-поступательного движения в изменение давления.

12    Поршни используются в пневмоцилиндрах.

123

     Сила сжатия воздуха используется для поступательного движения. Например, в механизмах захвата, подъемной стрелы крана.

7.9
    Самый известный тип поршневого насоса - это простейшая водоподъемная машина, имеющая три основных элемента: цилиндр, или корпус, поршень и водосливную трубу.

porshen

Эксперимент 10

Задача 1

     Постройте пневмопресс, используя пневмоцилиндр, насос и  ресивер. На схеме пневмоцилиндр изображен желтым элементом, ресивер белым, насос расположите в любом месте.

porsh11

Скачать схему сборки

Задача 2

     Постройте кран, используя пневмоцилиндры. Вместо пневмоцилиндров можно использовать систему из двух шприцев. Ниже представлена основа крана.

kran1

 

Задача 3

     Постройте стрелу и ковш, используя пару пневмоцилиндров. Вместо пневмоцилиндров можно использовать систему из четырех шприцев. Ниже представлена основа стрелы и ковша.

kovsh1

 

Применение в робототехнике

Пример 1

     Робот-экскаватор для погрузки сыпучих материалов или разработки грунта.

robotEkskovator

Пример 2

    Захват с двумя пневмоцилиндрами и системой рычагов, позволяет с помощью воздуха создать достаточную силу сжатия.

zachvat

Опубликовано в Простые механизмы
Страница 1 из 4
Top
Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru