Откройте крышку пружинных часов: какое количество в том месте разных колесиков, других деталей и рычагов, образующих сложную совокупность! Все подробности совершают определенные, взаимосвязанные перемещения, из-за которых энергия, накопленная пружиной, преобразуется в перемещение стрелок. Такая совокупность подробностей именуется часовым механизмом.
Существует множество разновидностей механизмов, но все они имеют одно назначение — преобразовывать перемещение одних жёстких тел в перемещение вторых жёстких тел. В случае, если в этом преобразовании участвует жидкость, механизм именуется гидравлическим, в случае, если воздушное пространство — пневматическим.
Несложный механизм — передаточный — передает перемещение электрического двигателя водяному насосу. Рабочее колесо насоса должно вращаться с той же частотой и в том же направлении, что и вал двигателя. В этом случае достаточно поставить насос рядом с двигателем и соединить их валы между собой. Это делают при помощи муфт.
В случае, если в ходе работы нужно разъединить автомобили на ходу, используются более сложные соединения — гидравлические, фрикционные либо магнитные муфты. В первом случае передача вращения является следствием сил жидкостного сцепления, во втором — за счет силы трения, а в третьем — за счет силы магнитного притяжения, появляющегося при протекании электрического тока по обмоткам муфты. Время от времени соединяемые части автомобилей находятся на некоем расстоянии друг от друга и оси валов не совпадают. В этом случае применяют вал с карданными шарнирами (карданный вал) либо эластичный вал — трос.
Следующая несколько устройств для передачи вращательного перемещения — ременные и цепные передачи. В отличие от прошлых они разрешают приобретать разные частоты вращения. Частоты вращения ведущего и ведомого валов в таких передачах связаны несложной зависимостью:
частота вращения ведомого вала = (частота вращения ведущего вала • диаметр ведущего шкива) : диаметр ведомого шкива
Иными словами, в случае, если необходимо, дабы ведомый вал вращался медленнее ведущего, направляться поставить на нем шкив большего диаметра, чем на ведущем, и напротив. Отношение диаметра ведущего шкива к диаметру ведомого именуется передаточным отношением. (Для цепной передачи диаметры шкивов в формуле нужно заменить числом зубьев ведущей и ведомой звездочек.) В некоторых автомобилях цепные передачи помогают еще и частью рабочего органа. К примеру, ковши землечерпательного боеприпаса и зубья врубовой автомобили крепятся конкретно на цепи и перемещаются вместе с нею.
Не смотря на то, что ременные передачи самый несложны, в машиностроении более обширно распространены зубчатые передачи. Еле различимые глазом зубчатые колесики отсчитывают время в наручных часах, а огромные шестеренки диаметром в пара метров поднимают огромные щиты в шлюзах, поворачивают подъёмных и стрелы экскаваторов кранов. Но для всех таких передач настояща одинаковая формула передачи частоты вращения. Она сходна с формулой ременных передач:
частота вращения ведомого колеса = (частота вращения ведущего колеса • ведущего колеса число зубьев) : число зубьев ведомого колеса
У простых зубчатых передач имеется одна особенность — зубчатое колесо не имеет возможности иметь меньше 6 зубьев, в противном случае не будет соблюдено условие плавного и надежного зацепления. Из этого и случилось слово «шестерни», которым довольно часто в обиходе именуют шестеренки. Предельное количество зубьев — 6, а большое — какое количество угодно. Так как долгая зубчатая рейка — это также собственного рода зубчатое колесо с вечно громадным диаметром.
В тех случаях, в то время, когда для трансформации частоты вращения оказывается недостаточным передаточное отношение одной пары колес, используют пара пар шестеренок. Таковой механизм, заключенный в отдельный корпус, именуют редуктором.
Для многих автомобилей необходимы передачи, разрешающие легко и скоро изменять частоту вращения ведомого вала. Для этого в редукторе устанавливают пара параллельно расположенных валов, на которых находятся шестеренки с разным числом зубьев. При помощи особых устройств в зацепление вводят те либо иные пары колес. Редукторы с изменяемым передаточным отношением именуют коробками скоростей либо коробками передач. Они передают перемещение, к примеру, от двигателя автомобиля к его колесам, изменяя наряду с этим частоту их вращения.
Как бы отлично ни были изготовлены зубья цилиндрических шестеренок, при их зацеплении неизбежно происходят удары, отчего они скоро изнашиваются. Исходя из этого в передачах, испытывающих громадные нагрузки, используют косозубые и шевронные шестеренки. Зацепление зубьев у таких колес происходит медлено, без ударов. Конические зубчатые передачи передают вращение между валами, расположенными под углом 90°.
Еще один вид передач вращательного перемещения — червячная передача. Червячные редукторы смогут иметь большие передаточные отношения. Червячная передача передает вращение между скрещивающимися валами.
Рабочие вспомогательные устройства и органы многих автомобилей совершают возвратнопоступательное перемещение, а вал двигателя — вращательное. Исходя из этого существуют передачи, преобразующие вращательное перемещение в возвратно-поступательное перемещение, и напротив.
Таковы главные виды механических передач, используемые в современных автомобилях. Но не всегда механические передачи отвечают требованиям современной техники.
Так, коробка скоростей, складывающаяся из зубчатых передач, разрешает изменять частоту вращения лишь ступенями. А вот гидравлическая коробка скоростей снабжает плавное изменение частоты вращения в широких пределах. Она складывается из насоса и турбины. Насос закреплен на ведущем валу, а турбина — на ведомом. При работе насос подает масло на лопатки турбины и заставляет ее вращаться. В случае, если все масло из насоса идет на турбину, она вращается с большой частотой. Но вот мы немного открыли кран. Часть масла отправилась в обход турбины, и частота ее вращения уменьшилась. Чем больше открыт кран, тем медленнее вращается турбина. А вдруг все масло будет проходить мимо турбины, она совсем остановится. Следовательно, регулируя подачу масла, возможно медлено изменять частоту вращения турбины. Такие гидравлические передачи используются на металлорежущих станках, в машинах.