Общие понятия о машинах и аппаратах. Машина как единство двигателя, передаточного и исполнительного механизмов. Характеристика двигателей, приемно-передаточных и исполнительных механизмов.

Машина — механизм или группа механизмов, осуществляющих определенные движения, служащих для выполнения определенной работы и превращения одного вида энергии в другой.

К. Маркс в труде "Капитал" писал о том, что "машина одарена чудесной силой сокращать и делать более производительным человеческий труд". Там же он отмечает, что "всякая развитая совокупность машин состоит из трех существенно различных частей: машины-двигателя, передаточного механизма, наконец, машины-орудия или рабочей машины". Следовательно, машина представляет собой единство двигателя, передаточного механизма и исполнительного механизма. Двигатель служит для приведения в движение остальных частей машины. Двигатели: паровые машины, турбины, электромоторы 3-х фазного тока, двигатели внутреннего сгорания и т. д. Приемно-передаточный механизм является соединяющим звеном между двигателем и исполнительным механизмом. Исполнительный механизм непосредственно воздействует на предмет труда. Всякий механизм или машина состоит из отдельных деталей, подвижных и неподвижных. Сочетание двух звеньев или тел, взаимно ограничивающих движение друг друга, называется кинематической парой. Примерами кинематических пар и цепей могут служить приемно-передаточные механизмы и механизмы преображения движений. Приемно-передаточные механизмы имеют много общих элементарных узлов. Различные двигатели создают равномерное движение махового колеса. Для приема этого движения существует передача. Простейшая передача называется ременной. Она состоит из шкива и бесконечного ремня. Шкив - это колесо, с гладкой или шероховатой внешней поверхностью, надетое на вал. Передача обеспечивает вращательное движение двух шкивов в одном направлении илив противоположном. Сама передача осуществляется за счет упругого натяжения ремня и трения между поверхностью ремня и шкива.

Количество оборотов шкивов зависит от их диаметров. Если диаметры ведущего и ведомого шкива одинаковы, то и число оборотов их будет одинаковым. Если диаметр ведомого шкива меньше ведущего - будет увеличение числа оборотов и наоборот, если диаметр ведомого шкива будет больше, то уменьшится число его оборотов. Зависимость числа оборотов от их диаметра:

где n2 и n2 - число оборотов, a D1 и D2 — диаметры двух шкивов.

Тут проигрыш в скорости сопровождается выигрышем в силе и наоборот (гласит золотое правило механики). У рабочих машин устраивают пару шкивов — один рабочий, другой холостой. Если надо выключить рабочую машину, передвигают ремень (пас) с неподвижного шкива на подвижный. Связь одного двигателя с несколькими рабочими машинами осуществляется с помощью трансмиссий. Трансмиссия - это длинный вал, несущий несколько шкивов различных диаметров. Вал помещается под потолком или в траншее. Один из шкивов соединяется с двигателем при помощи бесконечного ремня, остальные шкивы - с рабочими машинами. В этом случае необходимо наличие холостых шкивов, на которые переносят ремень в случае остановки машины. Для передачи вращательного движения с одного вала на другой используются также шестереночные или зубчатые передачи. При одинаковом количестве зубцов, скорость вращательного движения будет одинакова. Задача переноса вращательного движения в перпендикулярное вращательное осуществляется конической зубчатой передачей. Два зубчатых колеса имеют форму усеченного конуса. Движение второго вала будет противоположным по направлению. Здесь такое же положение со скоростью и силой. Эта же задача переноса вращательного движения в перпендикулярное может решаться при помощи червячной передачи – сочетания шестерни и винта, нарезка которого проходит между зубьями шестерни. Чем больше диаметр шестерни, тем меньше скорость ее вращения. На скорость вращения шестерни влияет шаг винта: если шаг малый, скорость мала. Червячная передача применяется при малых скоростях, коническая - при больших. Фрикционная передача осуществляет передачу движения от ведущего звена к ведомому за счет сил трения, возникающих между прижатыми друг к другу колесами. Передается вращательное движение во вращательное, вращательное в поступательное и наоборот. Положительные качества: простота конструкции, плавность и бесшумность, проскальзывание при перегрузке. Цепная передача осуществляется при помощи двух шестерен и цепи. Всем знакома, предназначена для передачи вращательного движения во вращательное. Используется при небольших мощностях