Большая энциклопедия техники

Коллектив авторов

Как показали специальные исследования, применение нескольких штифтов менее надежно относительно неодинакового распределения между ними нагрузки, но более выгодно в смысле уравновешенности радиальных сил, действующих на валы (соединяемые муфтой).

Шток

Шток (от нем. Stock, в буквальном переводе – «палка», «ствол») – цилиндрический металлический стальной стержень, соединенный с поршнем и расположенный вдоль цилиндра. Шток широко применяется в таких распространенных устройствах, как:

1) гидроцилиндры;

2) пневмоцилиндры;

3) гидрораспределители;

4) пневмораспределители;

5) демпферы и др.

(Примечание: демпфер – устройство для успокоения (демпфирования) или предотвращения вредных механических колебаний звеньев машин

или каких-либо механизмов путем поглощения энергии.) Например, в одном из вариантов выполнения демпфера при колебаниях штока с поршнем, помещенным в неподвижный цилиндр. Жидкость гидравлическая (специальная) перетекает через канал поочередно из одной полости в другую, при этом соответственно гасятся механические колебания. В гидроцилиндрах шток применяется в таком важном устройстве, как замок (этот замок выполняется в виде устройства, предотвращающего относительное продольное перемещение звеньев гидроцилиндра в их положениях). В первом варианте замка шток в конце хода фиксируется относительно цилиндра шариком, входящим в канавку указанного цилиндра. Во втором варианте замка гидроцилиндра на штоке и втулке выполнены продольные пазы и выступы. В зависимости от углового положения втулки выступы штока могут либо свободно перемещаться между выступами втулки, либо упираются в них. В частности, в конце хода штока выступы свободно перемещаются в крайнее правое положение, а затем разворачивают втулку таким образом, что их обратный ход невозможен. В результате исключается осевое перемещение деталей замка, т. е. обеспечивается соответственно предотвращение относительного продольного перемещения звеньев гидроцилиндра. Шток является очень важной составной частью привода качательных движений, установленного между двумя шарнирно соединенными звеньями и обеспечивающего их относительный поворот. В указанном приводе используются гидроцилиндры, причем в трех вариантах: первый вариант – гидроцилиндр через шток соединен с гибкой связью звеньев; второй вариант – шток гидроцилиндра связан с реечной передачей привода; третий вариант – шток гидроцилиндра привода взаимодействует с шарнирным механизмом.

В современных механических автоматизированных системах машиностроительных производств широко применяется автооператор – устройство, обеспечивающее загрузку ориентированных заготовок в зону обработки и съем обработанных деталей. В данном устройстве также применяется гидроцилиндр со штоком, причем привод обеспечивается перемещением цилиндра относительно штока. В процессе работы автооператора поворот штока вместе со всеми соединенными звеньями осуществляется посредством гидроцилиндра, взаимодействующего со штоком через шатун. Приведенные примеры применения штока в различных устройствах и механизмах составляют весьма незначительную часть от всех случаев использования штока как важной составной части.

Эвольвентное зацепление

Эвольвентное зацепление – определяется в механике как зубчатое зацепление, выполненное с использованием сопряженных зубьев, профиль которых идентичен эвольвенте. (Примечание: эвольвента (от лат. evolvens – «развертывающий») представляет собой кривую, геометрическим местом центров кривизны которой является другая кривая, называемая эволютой.)

Зацепления с эвольвентными зубьями были предложены известным ученым-математиком Л. Эйлером в середине XVIII в., а стали широко использоваться в различных механических системах только в конце XIX – начале ХХ вв. после того, как был предложен эффективный способ нарезания зубьев. (Примечание: эвольвентный зуб – зуб металлического стального колеса (зубчатого), профиль которого очерчен по эвольвенте.) Ввиду того что нормаль к эвольвенте всегда касается основной окружности, то общая нормаль NN к сопряженным профилям касается обеих основных окружностей в точках А и В. Эта же нормаль, в соответствии с основной теоремой зацепления, проходит через полюс «Р». Очевидно, что эта нормаль при вращении круглых колес сохраняет неизменным свое положение.

При ведущем колесе и определенном направлении его угловой скорости точка контакта «К» перемещается в направлении v_K по линии «АВ», которая представляет собой линию зацепления. Таким образом, в эвольвентном зацеплении имеет место прямая линия зацепления. Угол между линией зацепления и перпендикуляром ХХ

к линии О₁О₂ называется углом зацепления и обозначается _w, причем он равен углам АО₁Р и ВО₁Р. Угол зацепления равен углу давления в полюсе зацепления и характеризует направление силы, действующей со стороны одного колеса на другое. Радиусы начальных и основных окружностей связаны следующими зависимостями:

Rw₁ = Rв₁ / cos _w , Rw₂ = Rв₂ / cos _w .

Поэтому для эвольвентного зацепления:

a_w = (Rв₁ + Rв₂) / cos _w , i ₁₂ = (Rw₂ / Rw₁) = (Rв₂ / Rв₁).

Это означает, что передаточное отношение однозначно определяется отношением радиусов основных окружностей.

В связи с этим, если, например, при неизменных Re₁ и Re₂ изменить межосевое расстояние a_w, то изменятся радиусы Rw₁ и Rw₂ и угол _w, а останется тем же. Это свойство эвольвентного зацепления свидетельствует о том, что при погрешностях расположения осей с сохранением их параллельности передаточное отношение остается постоянным.

Эксцентрик

Эксцентрик (от лат. ех – приставка, означающая отделение и centrum – «центр») – деталь какого-либо механизма или механической системы машины или оборудования, имеющая определенное смещение функциональной оси по отношению к геометрической оси.

Например:

1) у эксцентриковых дисков ось функционального отверстия (в котором крепится другая деталь в виде стержня) смещена относительно геометрической оси диска;

2) у эксцентриковых валов ось цапфы смещена относительно оси вала;

3) у коленчатых валов оси шатунных шеек смещены относительно осей коренных шеек.

Эксцентрики часто применяются в таких механизмах, как:

1) всережимный центробежный регулятор (представляет собой устройство, обеспечивающее регулирование частоты вращения вала двигателя внутреннего сгорания во всех диапазонах ее изменения, задаваемых вручную). В нем диапазон регулирования задается вручную перемещением опоры коромысла с помощью рычага с эксцентриком и упругого воздействия тяги через рычаг, пружину, другую тягу на указанное коромысло;

2) кулачковый (механизм), в котором имеется эксцентрично расположенный диск – кулачок, взаимодействующий с элементом шарнира;

3) кривошипно-ползунный (механизм), где кривошип выполнен в виде эксцентрика и помещен внутрь охватывающей детали шарнира;

4) кривошипно-ползунный (механизм), в котором кривошип и шатун выполнены в виде эксцентриков, а элементы шарниров и звеньев размещены внутри ползуна;

5) кривошипно-кулисный механизм, имеющий кривошипы в виде эксцентрика, который помещен внутрь ползуна; в свою очередь ползун размещен внутри кулисы; при этом все указанные звенья вместе скомпонованы внутри шарнира;