Фрикционный механизм в игрушках что это

👫😍👍 Как работают фрикционные машинки Большие машины

Принцип работы

Фрикционные передачи состоят из 2 тел вращения: ведомого и ведущего катков, насаженных на валы. Передача вращательного движения производится посредством силы трения, появляющейся на площадках контакта рабочих тел под действием сил прижатия. Прижатие катков производится следующими способами:

Важно, чтобы выполнялось следующее условие: сила трения должна быть больше или равна окружной силе. Нарушение данного принципа приводит к возникновению упругого и геометрического скольжения в месте соприкосновения рабочих тел вращения. В результате снижается угловая скорость ведущего катка, что приводит к буксованию фрикционных передач.

Многочисленные виды фрикционных механизмов отличаются назначением, характером изменения передаточного значения и конструкцией. Наибольшее применение в промышленности из них нашли фрикционные вариаторы. Они изготавливаются в виде отдельных агрегатов для привода машин и характеризуются переменным передаточным отношением. Выделяют следующие разновидности фрикционных вариаторов:

Выбор определенного типа вариатора зависит от условий его работы: величины передаваемой мощности, требуемого диапазона регулирования, и минимальной частоты вращения валов. Эти характеристики указываются при изображении фрикционного механизма на кинематических схемах.

Видео

Эксплуатация АКПП с тормозной лентой

Тормозная лента изготавливается из множества эластичных полос. Материалом служит гибкий сплав металлов, который обладает достаточной прочностью на разрыв и механическое стирание. Для улучшения фиксации внутренняя часть покрывается фрикционным покрытием.

Внешний вид ленты, изготовленной из эластичных полос

В процессе эксплуатации происходит изнашивание полос металла и фрикционного покрытия, поэтому, через определенные промежутки времени может потребоваться замена ленты. Приобретать новую лучше в комплекте с натяжными болтами. Они могут устанавливаться как снаружи, так и внутри АКПП, в зависимости от конструктивных решений автопроизводителя.

При внутреннем размещении головка винта не подвергается загрязнению и разрушению от коррозии. Внешнее расположение хорошо тем, что регулировку натяжения можно проводить без снятия кожуха с коробки. Это позволяет экономить время, а в случае посещения автосервиса, и денежные средства.

Внешний вид регулировочного болта и шпильки с контр-гайкой

Сферы применения

Применение фрикционных передач для больших мощностей ограничено из-за высоких нагрузок на валы и присутствия скольжения между телами вращения. В этом случае катки изнашиваются быстрее, что приводит к их частичной или полной поломке. Фрикционные устройства не используются в механизмах, где не допускается большое количество ошибок в углах поворота фрикционных звеньев. В противном случае повышается количество недопустимых углов передач, приводя к появлению скольжений в зоне соприкосновения рабочих тел вращения.

В промышленности фрикционные передачи используются при изготовлении кузнечно-штамповочных машин и прессового оборудования, транспортировочных устройств, тяговых приборов с приводом и станков для обработки заготовок из металла. В машиностроительных отраслях чаще всего используются фрикционные радиаторы, объединенные с двигателями внутреннего сгорания или электронными моторами. Они позволяют бесступенчато регулировать скорость передачи силовых усилий между трансмиссией и приводом автомобиля или другого транспортного средства.

Передачи с неизменным передаточным числом применяются при производстве винтообразных прессов. В отраслях по изготовлению текстиля они используются в центрифугах для равномерного разгона и в силовых приводах для натягивания волокна и нитей. В деревообрабатывающем секторе фрикционные устройства регулируют мощность обрабатывающих устройств, учитывая породу дерева и структуру заготовки.

Характер и причины отказов фрикционных передач

Главным параметром фрикционных устройств, определяющим их износоустойчивость, считается контактная прочность, оцениваемая по напряжениям смятия плоскости в месте соприкосновения катков. Выделяет следующие виды разрушения механизмов для преобразования движений:

Выделяют следующие факторы отказов фрикционных передач:

Для предотвращения отказа фрикционных устройств нужно рассчитать контактную прочность прибора. Катки обязаны быть изготовленными из жестких материалов, выдерживающих высочайшее контактное усилие. Предотвратить заедание плоскостей возможно с поддержкой противозадирных масел. Они увеличивают коэффициент трения в 1,5 раза.

Источник

Игрушки с двигателями

Игрушки с двигателями — игрушки, снабжённые двигателями различных типов. Двигатели (заводные механизмы) повышают игровые свойства и занимательность игрушек.

Основными типами двигателей для игрушек являются: 1) резиномоторы, 2) пружинные заводные по типу часовых механизмов и 3) электрические.

Такие двигатели, как паровые, водяные, ветряные и реактивные, применяются в игрушках очень редко. Некоторое распространение получили двигатели внутреннего сгорания в виде микролитражных моторов для авиамоделей.

Резиномотор для авиамоделей

Резиномоторы нашли широкое применение в летающих моделях самолётов, а также в некоторых простейших транспортных игрушках. Они представляют собой ленту или жгут из тонких резиновых нитей, работающих на скручивание или растяжение и действующих непосредственно на ведущий винт или колеса игрушки без какого- либо передаточного механизма. Достоинства такого двигателя заключаются в простоте устройства и достаточной мощности при незначительном весе. Недостатками же его являются: кратковременная работа, неравномерность вращения, необходимость длительного закручивания для запуска, старение резины, вызывающее потерю её упругих свойств.

Пружинный двигатель

Пружинные двигатели, называемые иначе заводными механизмами, получили очень широкое применение в игрушках благодаря сравнительной простоте конструкции, доступности массового производства (штамповка и механическая обработка на станках), небольшим размерам при достаточно большой мощности, возможности регулировать скорости в довольно широких пределах и возможности менять направление вращения. Недостатками же заводных механизмов являются частые обрывы пружин, относительно быстрый износ зубцов шестерён. Пружинные двигатели применяются не только для металлических, но и для деревянных и пластмассовых игрушек. Наряду с ними производятся также заводные двигатели, детали которых целиком или частично изготовлены из пластмассы.

На рисунке выше показана принципиальная схема устройства пружинного двигателя, характерная для большинства заводных игрушек. Свёрнутая в спираль ленточная стальная пружина 1 закрепляется внешним концом ва корпус механизма, а внутренним — за валик 3, называемый заводной осью. При заводе ключом 2 пружина плотно наматывается на валик, т. е. заводится. Заведённая пружина благодаря её упругости стремится возвратиться в исходное положение, т. е. развернуться. Т. к. наружный конец пружины неподвижно закреплён, то под воздействием разворачивающейся пружины заводная ось начнёт вращаться, увлекая за собой главное зубчатое колесо 4. От этого колеса вращение передаётся рабочей оси 10 через ряд промежуточных зубчатых колес 5, 6, 7, называемых редуктором или трансмиссией. Редуктор необходим для придания нужного числа оборотов рабочей оси, на которой укрепляются ведущие колеса игрушки. Для того чтобы механизм работал плавно и равномерно, применяется регулятор скорости того или иного типа, получающий вращение от дополнительных шестерён редуктора 8, 9. Больше всего в пружинных двигателях применяется наиболее простой регулятор эксцентричного типа с неуравновешенным грузом 11. Работа его состоит в том, что с увеличением числа оборотов оси регулятора 12 увеличивается центробежная сила, от этого трение оси о подшипник возрастает и создаётся плавно возрастающий тормозящий момент. Если бы не было регулятора, пружина развернулась бы очень быстро, механизм работал бы очень непродолжительное время, а зубцы шестерён из-за быстрого вращения преждевременно изнашивались. Выпускалось немало игрушек с двигателями, механизм которых не имел регулятора скорости, некоторую роль регулятора у них выполнял вес самой игрушки: чем тяжелее игрушка, тем более спокойно и плавно она двигалась. Но всё же механизмы без регуляторов нельзя считать совершенными.

Шперрад с храповиком осевого действия

Важное значение в заводном механизме игрушки с двигателем имеет разобщающее устройство, так называемый шперрад, отключающий заводную пружину от механизма при заводе ключом. Существует много конструкций шперрадов, но наибольшее применение в игрушках получили два способа, указанные на двух рисунках ниже. Первый тип с храповиком осевого действия имеет следующее устройство. На заводной оси находится не связанное с нею зубчатое колесо с рядом небольших концентричных отверстий. К оси наглухо прикреплена пружинящая пластинка — храповик, изогнутые концы которой входят в эти отверстия. При заводе (повороте) ключом оси пружина наматывается на неё, храповик проскальзывает по отверстиям зубчатого колеса и оно не вращается. При разворачивании пружины заводная ось начнет вращаться в сторону, противоположную направлению завода, концы храповика войдут в отверстия зубчатого колеса, заставляя его вращаться.

Разобщающее устройство с осью

Другой способ разобщения пружины с механизмом показан на рисунке выше и основан на применении «плавающей» оси промежуточной шестерни. Эта ось удлиненным концом покоится в обычном подшипнике, а противоположным — в удлиненном отверстии (щели). При заводе зубчатое колесо увлекает своими зубцами промежуточную малую шестерню, при этом связанная с ней большая шестерня и ось поднимаются вверх и отключаются от механизма. Когда пружина начнет развёртываться, направление вращения зубчатого колеса изменится, оно своими зубцами прижмёт промежуточную шестерню к другому колесу механизма и последний начнет работать. Достоинство этого способа состоит в том, что игрушка получает некоторый свободный ход, т. е. после окончания завода игрушка может пробежать еще некоторое расстояние по инерции. При этом механизм не оказывает тормозящего действия вследствие автоматического выключения промежуточной шестерни на «плавающей» оси. Заводная пружина и зубчатые колёса помещаются между двумя металлическими стенками, называемыми платинками, роль подшипников в них выполняют отверстия без каких-либо втулок. На платинках обычно располагается рычаг стопора для остановки механизма и его пуска, а также скоба или специальная стенка для ограничения развёртывания пружины.

Механизм с проволочной заводной пружиной

В заводных механизмах, помимо пружин ленточного типа, применяются также пружины из стальной проволоки. Эти пружины просты в изготовлении и менее подвержены поломкам, но они занимают много места и требуют для завода большого количества оборотов ключом.

По конструктивным соображениям в водоплавающих игрушках с двигателями применяются заводные механизмы с переменой направления вращения в редукторе на 90° при помощи коронного зубчатого колеса 1 и малой шестерни 2, связанной с осью гребного винта. Некоторые механизмы, предназначенные для различных образных игрушек (птички, лягушки, жуки и т. д.), имеют устройство для превращения вращательного движения в поступательное.

Пружинный механизм для водоплавающей игрушки

На рисунке ниже изображён механизм для прыгающей лягушки. На рабочей оси находится анкерное храповое колесо 1, связанное с колеблющейся в двух точках скобой — анкером 2. Анкер выполнен за одно целое с лапами лягушки, которые в состоянии покоя оттянуты на некоторый угол от корпуса игрушки при помощи натяжной пружины 3. Пружинка противодействует весу самого механизма и при раскручивании пружины от действия анкерного колеса на скобу (лапы) весь корпус с механизмом будет энергично колебаться, при этом игрушка будет совершать движения, несколько напоминающие движения лягушки. Подобное колебательное движение корпуса имеется и в игрушке «клюющая птичка», но в отличие от лягушки здесь вместо анкерного устройства работает регулятор скорости с неуравновешенным грузом. При вращении грузика регулятора центр тяжести игрушки меняется и она совершает неопределенное поступательное движение. В таких образных игрушках, как «ходящий слон», «играющий клоун» и т. д., к платинкам механизма прикреплена система рычагов и кулис, придающих характерное движение рукам или ногам игрушки.

Механизм прыгающей лягушки

В некоторых транспортных игрушках (паровоз, автомобиль) ставились механизмы с переменным (реверсивным) ходом, т. е. игрушка могла изменять направление движения с переднего на задний. Для перемены хода применяелось действующее от руки или автоматически устройство, называемое трензелем (рисунок ниже). На рычаге 1 находится малая промежуточная шестерня (трибка) 2, связанная с трибкой 3 рабочей оси. Рабочая ось является также осью самого рычага. В правом положении трибка 2 зацепляется с зубчатым колесом 4 и придаёт направление вращения рабочей оси против часовой стрелки. При передвижении рычага трензеля влево трибка 2 выходит из зацепления с колесом 4 и входит в зацепление с другой промежуточной трибкой 5, при этом направление вращения рабочей оси изменится и будет совершаться по часовой стрелке.

Работа трензеля

Работа трензеля: а — правое положение; б — левое положение

Устройство перемены хода катка

В распространённой в прошлом игрушке «дорожный каток» вместо трензеля применялось полукоронное зубчатое колесо, автоматически менявшее направление вращения колёс игрушки (рисунок ниже). Полукоронное колесо 1 имеет зубцы только на половине круга и, медленно вращаясь всегда в одну сторону, входит в зацепление то с левой трибкой 2 рабочей оси, то с правой 3, поэтому рабочая ось будет вращаться то влево, то вправо.

Все заводные механизмы, как правило, заводятся ключом. Ключи бывают съёмные или составляют одно целое с заводной осью. Последние, хотя и нарушают внешнее оформление игрушки, удобны тем, что их нельзя потерять.

Игрушки с инерционным двигателем

Инерционный безпружинный механизм

Беспружинный инерционный механизм состоит в основном из редуктора с количеством зубчатых колёс от 2 до 4 (рисунок выше). На рабочей оси 1 находится главное зубчатое колесо 2, а на последней оси редуктора — маховик 3 и передаточный валик 4. Прокатив несколько раз рукой игрушку вперёд, заставляют маховик развернуться и набрать большое количество оборотов. Если теперь игрушку поставить на пол, то благодаря приобретенной инерции маховик через систему передач заставит вращаться рабочие колёса игрушки. Обращение с пружинными двигателями и уход за ними. Как и всякие механизмы часового типа, пружинные двигатели нуждаются в особом обращении и уходе. Согласно действующим ТУ заводные механизмы должны были работать плавно, без заедания и обеспечивать пробег игрушки на обусловленное расстояние. Но при хранении и транспортировании игрушка могла быть повреждена. Поэтому перед продажей заводные игрушки следовало осмотреть и мелкий ремонт, в случае необходимости, произвести на месте. Внешний осмотр должен был определить качество изготовления деталей, соответствие наличия деталей, качество покрытия, техническое состояние механизма, безотказность и надёжность в работе. В хорошо сделанном механизме все зубчатые колёса должны были вращаться центрично, без биения и перекоса, зубчатое зацепление плавное, без заедания. Рычаги, оси и стенки платинок не должны были быть погнуты или помяты. Ведущие колеса игрушки должны быть насажены на оси плотно, без перекосов. Все рабочие детали механизма смазывались лёгким машинным маслом (костяным или трансформаторным). Смазке подлежли: заводная пружина (между витками), места вращения осей и зубчатые колеса. Если механизм почему-либо не смазан, его следовало смазать при помощи маслёнки с длинным носиком, чтобы проникнуть в труднодоступные места механизма. Витки распущенной пружины смазывались мягкой, но прочной кистью так, чтобы отдельные волоски кисти не остались на деталях механизма. Внешний осмотр производился в следующем порядке: в первую очередь осматривалась заводная пружина. Если пружина гладкая, светлая, без пятен и ржавчины, она, как правило, работала надёжно. Если на пружине имелись раковины от коррозии это было признаком, что она обязательно разорвется в течение нескольких заводов ключом. Если же коррозия имела форму пятен (лёгкая ржавчина), то такая пружина могла служить сравнительно долго, но надёжной её считать было нельзя.

После пружины осматривались зубчатые колёса, главным образом их зубья и качество зацепления между собой. Если зубчатые колеса не имели смятых, «изъеденных» зубьев или других механических дефектов, то можно было дальнейшую проверку работы механизма производить неполным заводом ключа. Убедившись, что механизм работает нормально, можно было давать полный завод. Не рекомендовалось заводить механизм до отказа, т. к. пружина при этом получала перенапряжение в месте крепления к оси и могла лопнуть. Если при осмотре обнаруживалась помятость зубьев или плохое закрепление зубчатых колёс, игрушку следовало направить в ремонт. Для исправления помятостей следовало механизм разобрать, вынуть колеса из платинок и осторожно выправить их на стальной плите при помощи медного или деревянного молотка. При разборке нужно было иметь в виду, что соединение платинок производится при помощи загнутых язычков (клеммеров), которые легко ломаются при сгибании. Поэтому разгибать и сгибать язычки нужно было при помощи отвёртки и плоскогубцев, плавно, без резких усилий, предварительно слегка обколотив молоточком место сгиба для уменьшения натяжения металла. На практике часто встречаелся срыв внутреннего конца пружины с заводной оси. Если этот конец не лопнул и сохранил отверстие для крепления, то можно было соединить конец пружины со штифтом или специальным выступом на оси при помощи плоскогубцев. Внутренний конец можно было гнуть плоскогубцами так, чтобы образовалась довольно плотная петля. Расширив слегка отверткой эту петлю, насаживали пружину на ось так, чтобы в отверстие на конце пружины попал штифт (выступ) на заводной оси.

Устройство электромотора для игрушки

Электрические двигатели для игрушек. Основным типом такого двигателя являлся электромотор постоянно-переменного тока коллекторного типа в том или ином конструктивном оформлении. В целях безопасности питающий электромотор ток должен иметь по международным нормам напряжение не свыше 20 в. Хотя число оборотов коллекторных моторов легко поддавалось регулировке при помощи реостата или переключаемых отводов трансформатора, но оно весьма значительно (до 5000 об/мин.) и поэтому для соединения мотора с ведущими колесами игрушки требовался редуктор из зубчатых колёс.

Устройство электромотора показано на выше. Корпус 1 мотора, являющийся статором, представляет собой пакет из отдельных листов трансформаторной стали, стянутый при помощи заклёпок. На статоре размещены обмотки электромагнита 2. Внутри статора вращается ротор 3 из такой же стали, также имеющий обмотку. На оси ротора расположен коллектор 4 из отдельных, изолированных друг от друга пластин, соединённых с отводами от обмотки ротора. Число отводов ротора равно числу пластин коллектора и бывает в игрушках от 2 до 12. С двух сторон к коллектору прижимаются угольные щётки 5, соединённые электрически со статором и электрической сетью, питающей мотор. На конце оси ротора помещается шкив или шестерня 6 для соединения её с механизмом игрушки. От взаимодействия двух магнитных полей — переменного поля, образуемого статором, и постоянного поля ротора — последний придёт во вращение. Постоянное поле ротора образуется постоянным (точнее, пульсирующим) током, полученным в результате выпрямления переменного тока коллектором. Для питания электромотора от сети переменного тока применяется понижающий трансформатор (в целях безопасности применение автотрансформаторов было воспрещено).

Для водоплавающих игрушек с двигателями обычно использовались небольшие маломощные моторы, питаемые от батареи карманного фонаря, они работали без какой-либо передачи прямо на ось гребного винта. Питание током таких игрушек, как электрические ж.-д. поезда или трамваи, производились тремя способами: 1) через два изолированных друг от друга рельса (при изолированных осях колёс), 2) через внешние рельсы и третий внутренний рельс, 3) от контактного воздушного провода, подвешенного на мачтах. Во всех случаях съём тока осуществлялся подвижным скользящим контактом.

Обращение с электрическими двигателями и уход за ними. Внешним осмотром проверялось наличие контакта в подводящих цепях, состояние зубчатых колёс редуктора, лёгкость вращения ротора. Обязательно соблюдение правил смазки. Если при включении в трансформатор или батарею мотор не вращался, нужно было в первую очередь проверить наличие контакта между щётками и пластинками коллектора и при необходимости зачистить шкуркой пластинки и щётки. Если последние не касались пластин, то следовало растянуть пружинки, с тем чтобы они плотнее прижимали щётки к коллектору. Обрыв в цепи можно было проверить на месте испытанием при помощи батарейки и лампочки карманного фонаря. Если цепь была исправна, лампочка должна была загораться. Если обрыв наружный, то он исправлялся пайкой оловом с канифолью. Обрывы внутри ротора или статора можно было исправить только в мастерской. Если мотор при включении гудел и грелся, если щётки сильно искрили, это означало, что внутри обмоток произошло частичное замыкание витков. При полном замыкании мог сильно гудеть и нагреваться трансформатор. Во всех этих случаях требовался осмотр и ремонт в мастерских.

Источник

ФРИКЦИОННЫЙ МЕХАНИЗМ

Фрикционный механизм — устройство, в котором передачу движения, разгон или торможение осуществляют благодаря силам трения между прижимаемыми друг к другу элементами. Благодаря специфическому принципу действия, нашел применение во многих областях машиностроения, автомобилестроения, производстве.

Наиболее широко в различных машинах, установках, станочных автоматических линиях применяется такой вид фрикционного механизма, как фрикционная муфта (от лат. frictionis — «трение») — устройство, предназначенное для соединения двух валов с передачей вращающего момента благодаря силам трения между пластинами или дисками, связанными с этими валами.

Пример муфты мувп. Муфта МУВП применяется для того, чтобы соединять соосные валы. Это передает крутящий момент. Применение муфты способно значительно уменьшить динамическую нагрузку на механизм. МУВП используется при создании станков, насосного и генерирующего оборудования химической, нефтяной, автомобильной отраслей, а также для конвейеров с различной степенью нагрузки.

Фрикционная муфта позволяет осуществлять плавное сцепление вращающихся валов, уменьшает динамические нагрузки при пуске, предохраняет привод от перегрузок. Другим примером фрикционного механизма является синхронизатор (от греч. synchronos — «одновременный») — устройство для безударного и бесшумного переключения с одного режима на другой коробки передач.

Действие такого фрикционного механизма основано на предварительном уравнивании угловых скоростей соединяемых деталей. На валу синхронизатора устанавливается колесо таким образом, что оно может вращаться. Это колесо соединяют с валом посредством муфты, содержащей два звена. При осевом перемещении второго звена оно движется совместно с первым звеном благодаря фиксации шариком.

Сначала в контакт вступает специальный фрикционный элемент, не рассчитанный на передачу рабочей нагрузки, но способный уравнять скорости звеньев — первого и третьего (в виде колеса, установленного на валу). При дальнейшем перемещении второго звена шарик отжимается и это звено (т. е. второе) входит своими зубьями во взаимодействие с зубьями указанного колеса.

В результате полученное соединение обеспечивает передачу вращения от вала зубчатому колесу.

Источник