Каждая машина состоит не менее чем из трех составных частей: двигателя, передаточного механизма и исполнительного механизма. Например, сверлильный станок состоит из электродвигателя, клиноременного механизма передачи движения и изменения частот вращения шпинделя, исполнительного механизма — шпинделя. Шпиндель выполняет непосредственно сверление с помощью сверла, закрепленного в патроне.
В машинах могут быть и другие механизмы: подачи, управления, контроля и регулирования, сортировки, транспортировки, упаковки.
Механизмы передачи движения могут состоять из зубчатых колес, ременных передач со шкивами, зубчатых колес и реек. В табл. 3 представлены некоторые механизмы передач и их условные графические обозначения на кинематических схемах.
Зубчатые механизмы могут иметь цилиндрические и конические зубчатые колеса. Меньшее по диаметру из двух находящихся в зацеплении зубчатых колес обычно называют шестерней.
Ременные передачи передают вращение от одного шкива к другому плоскими или клиновыми ремнями.
С устройством такой передачи вы ознакомились в 5 классе при изучении сверлильного станка.
Цепные передачи передают вращение от одной звездочки к другой с помощью цепи, например от звездочки педалей к звездочке заднего колеса велосипеда.
Если в ременных и цепных передачах шкивы и звездочки вращаются в одном направлении (по часовой стрелке или против), то в зубчатых передачах два соединенных между собой колеса вращаются в разных направлениях.
Зубчатые колеса, шкивы, звездочки называют звеньями механизмов и машин.
Неподвижное звено механизма или машины называют стойкой. Это станины, корпуса, опоры валов.
Одно из звеньев, которое передает движение другому, называют ведущим. А звено, которое получает движение от ведущего звена, называют ведомым. Например, звездочка велосипеда, которая вращается педалями, называется ведущей, а звездочка заднего колеса — ведомой.
Если зубчатая, ременная и цепная передачи передают вращательное движение от одного звена к другому, то зубчато-реечная передача преобразует вращательное движение зубчатого колеса в поступательное движение зубчатой рейки, или наоборот.
Ввиду того, что диаметры зубчатых колес, шкивов и звездочек в передачах обычно неодинаковые, ведомое колесо вращается с другой частотой вращения, чем ведущее. Отношение частоты вращения ведущего звена к частоте вращения ведомого звена (или диаметра
ведомого колеса к диаметру ведущего колеса) называют передаточным отношением i.
i = n1/n2 = D2/D1,
где n1 — частота вращения ведущего колеса (оборотов в минуту, т. е. мин-1); п2 — частота вращения ведомого колеса (оборотов в минуту); D1 — диаметр ведущего колеса (мм); D2 — диаметр ведомого колеса (мм).
Например, при диаметре ведущего шкива 40 мм и диаметре ведомого шкива 80 мм передаточное отношение будет равно: i = 80 : 40 = 2.
Ведущие и ведомые колеса, шкивы и звездочки насаживают на валы так, чтобы они не проворачивались на них. Для этого колесо и вал соединяют при помощи шпонки или шлицев (рис. 28). В колесе и валу вырезают шпоночные пазы, в которые вставляют шпонку.
Если колесо посредством шпонки закреплено на валу неподвижно, то такое шпоночное соединение называют неподвижным (рис. 28, а).
Если колесо может перемещаться вдоль вала со шпонкой или шлицами и одновременно передавать вращение, то такое соединение называют шпоночным или шлицевым скользящим (рис. 28, б, в).
Шлицевые соединения образуются соединениями выступов и впадин на валу и зубчатом колесе (рис. 28, в).