Техника - молодёжи 1970-08, страница 30

ОТКРЫВАЕМ НОВЫЙ РАЗДЕЛ!

„ЭНЦИКЛОПЕДИЯ МЕХАНИЗМОВ".

СЕГОДНЯ НА СТЕНДЕ —

ТРАНСМИССИИ

Трансмиссии решают четыре задачи. Во-первых, они изменяют параметры движения: скорость и крутящий момент. Во-вторых, создают строгую кинематическую связь между элементами машины, когда требуется, чтобы движение одного узла вызывало определенную реакцию другого. В-третьих, передают движение к удаленным узлам или распределяют его между несколькими узлами. И наконец, преобразуют движение.

На вкладке эти механизмы сгруппированы по назначению и «способностям». Чтобы показать способность передач создавать строгие кинематические связи, схема разбита на две таблицы. Художник Н. Рожнов расположил их одну за другой. Передачи, которые преобразуют движение из одного вида в другой, — на отдельных строчках.

Слева показаны механизмы, не изменяющие скорости движения, правее — изменяющие ее с постоянным передаточным отношением, далее — устройства, регулирующие снорость ступенчато и непрерывно. Над передачами, требующими близкого расположения двигателя и агрегата, расположены механизмы, передающие движение удаленным узлам (подвижным и неподвижным).

Передачи, помещенные в первом столбце, не изменяют скорости вращения и используются в основном для привода далеко стоящих узлов. Тут и механизмы, «перекочевавшие» из соседних клеток, например цепная, ременная, зубчатая. Конечно, они могут менять скорость, однако в некоторых случаях это их свойство не используется.

Вот обыкновенный вал и шатун, без них не обходился ни один паровоз. Выше — шлицевый, или шпоночный, вал. Узел, которому передается движение, может перемещаться вдоль вала. Наконец, в самой верхней клетке помещен карданный вал, дающий соединенным узлам сравнительно большую свободу. Универсальным шарнирам не страшны перекосы, а все изменения длины компенсирует скользящее шлицевое соединение.

Интересно, что такой шарнир появился сначала как подвеска для масляной лампы, иоторая всегда сохраняла вертикальное положение. Эта лампа описана в сочинениях ученого XVI века Джеронимо Кардано, чьим именем и названа передача. Само же изобретение приписывается известному естествоиспытателю, отцу сопромата Роберту Гуну, хотя прямых доказательств этого не найдено.

Еще большую свободу соединяемым узлам дает электрическая сельсинная передача. Датчик соединен с приемником, повторяющим его движение, только проходами. Их можно провести как угодно.

Нерегулируемые передачи, изменяющие скорость, собраны в одной клетне. Здесь мы видим рычаг и клин и их развитие — зубчатую и червячную передачи. Два зубчатых колеса снижают скорость в четыре-шесть раз, червячная пара — в сотни раз, а планетарная передача, составленная из нескольких шестеренок, — до 15 тыс. раз, правда, при очень низком к.п.д. Появившаяся недавно разновидность планетарной — волновая передача позволяет при значительных нагрузках передавать движение в герметически замкнутое пространство. Ремень и цепь характеризуются малым передаточным отношением, но зато «обслуживают» удаленные узлы.

Обычный прием для ступенчатого регулирования — установка дублирующих передач, их включают в разных комбинациях. Сменные зубчатые колеса, ступенчатые шкивы и цепные звездочки, коробки скоростей располагаются в третьем столбце.

Гораздо больше устройств, служащих для бесступенчатого регулирования скорости, хотя почти все они не обеспечивают строгой кинематической связи. В одной из клеток расположены фрикционные передачи, а также гидротрансформатор. Он содержит три гидравлических колеса — насос, турбину и направляющий аппарат. Вращение от насоса передается турбине жидкостью, циркулирующей по лопаткам колес. Ведущий вал механизма может нрутиться с постоянной скоростью, а скорость ведомого вала будет плавно приспосабливаться к нагрузке.

В этой же клетке находится одна необычная передача, ноторая используется в приводах не слишком мощных станков, — асинхронная муфта снольжения. С ведущим валом скреплен ротор специального двигателя. Его увлекает за собой (за счет электромагнитной индукции) вращающийся статор. Меняя ток, можно подбирать подходящую величину скольжения между статором и ротором, а значит, и скорость.

С помощью электропередачи и передачи с гидродвигателем плавно регулируют скорость и передают движение по гибким каналам.

Среди механизмов, превращающих вращательное движение в поступательное, трудно найти устройство более универсальное, чем гидроцилиндр. Он обеспечивает плавное изменение скорости, передает большие усилия, а гибкие шланги, по которым циркулирует масло, дают узлу свободу движения.

Осталось рассмотреть две клетки, два полюса нашей таблицы — в одной сошлись вместе самые разнообразные требования, а в другой по логике вещей должна быть пустота.

Действительно, кому может прийти в голову ставить передачу с отношением 1:1 между двигателем и близко расположенным неподвижным узлом? Не проще ли соединить их напрямую?

Однако такая передача есть. Это усилитель крутящего момента. Во многих станках с программным управлением применяются шаговые двигатели. На каждый импульс, исходящий от управляющей системы, они отвечают поворотом на строго определенный угол, например, на 1,5°. К сожалению, шаговые двигатели очень слабы, и обычно им не по силам привести в действие рабочие органы станка. Приходится ставить усилитель крутящего момента, обычно гидравлический. Он состоит из гидродвигателя, соединенного с золотником. Задающий валик поворачивается, смещает золотник, пропускает масло в гидродвигатель. Прокручиваясь, вал двигателя возвращает золотник на место, и подача масла прекращается. Вал гидродвигателя «честно» повторяет все повороты задающего валика, но при этом развивается гораздо больший крутящий момент.

Передачи, занимающие правую верхнюю клетку таблицы, «умеют» все: обеспечивают жестную произвольно изменяемую кинематическую связь, получают энергию по проводам, не стесняя движения приводимых узлов, способны плавно менять скорость движения. Эти приводы с программным управлением — подлинные универсалы среди передач. Они еще молоды и едва достигли «школьного возраста», но будущее за ними.

A. ПЕРЕДАЧИ, НЕ ИЗМЕНЯЮЩИЕ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ: 1. Вал. 2. Шлицевой вал. 3. Гибкий вал. 4. Карданный вал. 5. Сельсинная передача (электро-вал). 6. Шатунная передача. 7. Гидроусилитель крутящего момента.

Б. ПЕРЕДАЧИ С НЕРЕГУЛИРУЕМЫМ ПЕРЕДАТОЧНЫМ ОТНОШЕНИЕМ: 8. Рычаг. 9. Клин. 10. Зубчатая передача. 11. Червячная передача. 12. Планетарная передача. 13. Волновая передача. 14. Цепная передача. 15. Ременная передача. 16. Фрикционная передача. 17. Высокочастотный привод.

B. ПЕРЕДАЧИ СО СТУПЕНЧАТЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ ПЕРЕДАТОЧНОГО ОТНОШЕНИЯ:

18. Сменные зубчатые колеса. 19. Коробка скоростей. 20. Ступенчатые шкивы. 21. Набор звездочек.

Г. ПЕРЕДАЧИ С БЕССТУПЕНЧАТЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ: 22. Фрикционный вариатор. 23. Гидромуфта. 24. Асинхронная муфта скольжения. 25. Гидро-двнгатель. 26. Привод «генератор — двигатель». 27. Привод с программным управлением.

Д. ПЕРЕДАЧИ, ПРЕОБРАЗУЮЩИЕ ДВИЖЕНИЕ: 28. Передача «винт — гайка». 29. Реечная передача. 30. Лучковый привод. 31. Барабан с лентой. 32. Криво-шипно-шатунная передача. 33. Кривошипно-планетарная передача Уатта. 34. Кулачковая передача. 35. Храповая передача. 36. Ворот. 37. Гидроцилиндр.

28