Skakels en hefbome - die basiese beginsels

Meganiese skakels het die vermoë om 'n tipe krag in 'n ander een te omskep, sowel as omskakeling van rigting in 'n ander rigting of beweging.

As twee of meer hefbome met mekaar verbind word, vorm dit 'n koppeling. 'N Skakeling is 'n meganisme wat beweging en krag tussen die hefbome oordra. Deur hefbome saam te voeg, kan ons 'n verskeidenheid verskillende skakels met verskillende eiendomme en toepassings skep.

Eenvoudige skakels is een soort koppeling wat geskep kan word deur saam te hef. Hierdie skakels is ontwerp om die bewegingsrigting en die hoeveelheid krag wat toegepas word, te verander. Byvoorbeeld, as ons twee hefbome met 'n spilpunt verbind, kan ons 'n basiese skêrmeganisme skep. Terwyl ons die twee hefbome aanmekaar druk, word die beweging na die spilpunt oorgedra, wat veroorsaak dat die skêr in teenoorgestelde rigtings beweeg. Met hierdie eenvoudige koppeling kan ons krag in een rigting toepas en dit in 'n ander bewegingsrigting omskakel.

Ander soorte skakels kan ontwerp word om die hoeveelheid krag wat toegepas word, te versterk of te verminder. Deur die lengte en posisionering van die hefbome in die koppeling te verander, kan ons die meganiese voordeel van die stelsel beheer. Dit kan nuttig wees in 'n wye verskeidenheid toepassings, van eenvoudige masjiene soos skêr tot komplekse masjinerie wat in vervaardiging en ingenieurswese gebruik word.

Omgekeerde beweging in skakels

Omgekeerde beweging verwys na die beweging van 'n uitsetelement in die teenoorgestelde rigting na die invoerelement. Dit kom voor wanneer die invoer- en uitsetelemente gekoppel is deur 'n skakeling wat die bewegingsrigting verander.

Oorweeg byvoorbeeld 'n eenvoudige hefboom wat gekoppel is aan 'n skakeling wat die rigting van bewegings verander. As ons op die hefboom neerdaal, sal die skakeling die beweging na die uitsetelement oordra, wat veroorsaak dat dit in die teenoorgestelde rigting beweeg. Dit is omgekeerde beweging omdat die uitsetelement in die teenoorgestelde rigting na die invoerelement beweeg.

Omgekeerde beweging kan nuttig wees in baie toepassings waar ons beweging en krag in 'n ander rigting moet oordra. Skakels kan ontwerp word om verskillende soorte omgekeerde beweging te skep, insluitend parallelle beweging en krukbeweging. Parallelle bewegingsverbindings hou die uitsetelement parallel aan die invoerelement, terwyl krukbewegingsverbindings draaibeweging omskakel in lineêre beweging.

Dit is belangrik vir die ontwerp en ingenieursmasjiene en meganiese stelsels om omgekeerde beweging te verstaan ​​en hoe dit met skakels geskep kan word. Deur skakels te gebruik om die rigting en hoeveelheid beweging en krag te beheer, kan ons doeltreffende en effektiewe masjiene skep wat aan 'n wye verskeidenheid behoeftes en toepassings voldoen.

Parallelle beweging of druk/trekkoppelings

'N Parallelle bewegingsverbinding, ook bekend as 'n druk-trek-koppeling, is 'n soort meganiese koppeling wat ontwerp is om 'n konstante afstand tussen die inset- en uitsetelemente te handhaaf. Dit beteken dat wanneer die invoerelement geskuif word, die uitsetelement in die teenoorgestelde rigting beweeg terwyl dit parallel met die invoerelement bly.

Push-trek-skakels word dikwels gebruik in toepassings waar 'n lineêre beweging oorgedra moet word sonder enige oriëntasieverandering. Een algemene voorbeeld hiervan is by die werking van oorhoofse deure of hekke. 'N Druk-trek-koppeling word gebruik om die deur of hek aan die motor te koppel, sodat die deur of hek in 'n reguit lyn beweeg sonder om te kantel of te draai.

Push-trek-skakels kan ontwerp word met behulp van 'n verskeidenheid meganismes, insluitend hefbome, klokkranks en stawe. Oor die algemeen is hierdie skakels die doeltreffendste wanneer dit ontwerp is met 'n gebalanseerde uitleg, wat beteken dat die inset- en uitsetelemente eweredig van die spilpunt van die koppeling is. Dit help om te verseker dat die uitsetbeweging glad en konsekwent is.

In die algemeen is push-pull of parallelle bewegingsverbindings 'n belangrike hulpmiddel vir ingenieurs en ontwerpers wat lineêre beweging in 'n wye verskeidenheid toepassings moet skep. Dit is relatief eenvoudig om te ontwerp en te vervaardig, en kan aangepas word om aan 'n verskeidenheid behoeftes en vereistes te voldoen.

 Bell Crank -skakels

'N Bell Crank -koppeling is 'n soort meganiese koppeling wat gebruik word om beweging en krag rondom hoeke of hindernisse oor te dra. Dit bestaan ​​uit twee arms wat op 'n spilpunt gekoppel is, met een arm wat dien as die insetelement en die ander arm wat as die uitvoerelement dien. Die spilpunt is dikwels geleë op die hoek van die hindernis wat die skakel moet omseil.

Bell Crank -skakels word gereeld gebruik in masjinerie en meganiese stelsels waar die ruimte beperk is of waar beweging rondom hindernisse oorgedra moet word. Dit is veral nuttig in toepassings waar die inset- en uitsetelemente in verskillende rigtings georiënteer moet word.

'N Algemene voorbeeld van 'n klokkie -koppeling is in die stuurstelsel van 'n motor. Die stuurkolom draai 'n horisontale as wat aan 'n klokkruk gekoppel is, wat dan die beweging om 'n hoek na 'n ander klok -kruk wat aan die stuurarms op die voorwiele gekoppel is, oordra. Dit stel die wiele in staat om links of regs te draai in reaksie op die beweging van die stuurkolom.

Bell Crank -skakels kan in verskillende vorms en groottes ontwerp word om aan verskillende behoeftes en vereistes te voldoen. Dit kan gebruik word om beweging en dwing oor kort afstande of oor langer afstande met veelvuldige spilpunte oor te dra. In die algemeen is Bell Crank -koppelings 'n belangrike hulpmiddel vir ingenieurs en ontwerpers wat beweging en kragoordrag rondom hindernisse of in beperkte ruimtes moet skep.

Kruk- en skuifkoppelings

 'N Kruk- en skuifkoppeling is 'n tipe meganiese koppeling wat gebruik word om draaibeweging in wederkerende lineêre beweging te omskep. Die koppeling bestaan ​​uit 'n kruk, wat 'n roterende hefboom is, en 'n skuifknop, wat 'n blok is wat heen en weer in 'n reguit lyn beweeg.

Die koppeling van die kruk en skuifwerk werk deur die kruk met 'n verbindingsstaaf aan die skuifbalk te koppel. Terwyl die kruk draai, druk dit en trek die verbindingsstaaf, wat op sy beurt die skuifbalk heen en weer in 'n reguit lyn beweeg.

Kruk- en skuifknoppies word gereeld gebruik in masjinerie en meganiese stelsels waar 'n wederkerige beweging nodig is. 'N Algemene voorbeeld van 'n kruk- en skuifknoppie is in die motor van 'n motor. Die suiers in die enjin is aan die krukas gekoppel met verbindingsstawe, wat die draaibeweging van die krukas omskakel in die wederkerende beweging van die suiers.

Kruk- en skuifknoppies kan ook in 'n wye verskeidenheid ander toepassings gebruik word, soos in pompe, kompressors en industriële masjinerie. Dit kan ontwerp word met verskillende kruk- en skuifkonfigurasies om verskillende beroerte, snelhede en dwinguitsette te bereik.

In die algemeen is die kruk- en skuifknoppie 'n belangrike hulpmiddel vir ingenieurs en ontwerpers wat lineêre beweging van draaibeweging moet skep. Deur 'n kruk aan 'n skuifknop met 'n verbindingsstaaf te koppel, maak hierdie koppeling die doeltreffende omskakeling van draaibeweging in wederkerende lineêre beweging moontlik.

Treadle -skakels

'N Treadle -koppeling is 'n soort meganiese koppeling wat gebruik word om die lineêre beweging van 'n traple of voetpedaal te omskep in 'n ander soort beweging, soos rotasie of wederkerende beweging. Die koppeling bestaan ​​uit 'n reeks hefbome en spilpunte wat die beweging van die loopvlak na die uitvoerelement oordra.

Treadle -skakels word gereeld in 'n verskeidenheid toepassings gebruik, soos in naaimasjiene, weefsels en ander soorte masjinerie waar voetkrag gebruik word om die masjien te gebruik.

Die basiese beginsel van 'n Treadle -koppeling is dat wanneer 'n voetpedaal ingedruk is, dit op 'n verbindingsstaaf of 'n ander tipe invoerelement afstoot. Hierdie insetelement stuur dan die beweging na 'n reeks hefbome en spilpunte, wat die lineêre beweging van die traple in 'n ander soort beweging omskakel.

'N Algemene voorbeeld van 'n Treadle -koppeling is in 'n naaimasjien. As die operateur die voetpedaal onderdruk, veroorsaak dit dat 'n verbindingsstaaf heen en weer beweeg. Hierdie verbindingsstaaf is aan 'n hefboom gekoppel, wat die beweging na 'n roterende as draai en oordra. Die roterende as dryf dan die naald op en af, sodat die operateur stof aanmekaar kan werk.

Treadle -skakels kan in 'n verskeidenheid konfigurasies ontwerp word om verskillende soorte bewegings- en kraguitsette te bereik. Dit kan ook ontwerp word met verskillende verhoudings van inset tot uitsetbeweging, waardeur die operateur die snelheid en intensiteit van die uitsetbeweging kan beheer.

Hoeke in skakels

As u hefbome gebruik, is dit belangrik om die hoeke tussen die hefboomarms en die rigting van die toegepaste krag te verstaan, sowel as die posisie van die draaipunt. Die hoek tussen die hefboomarms en die rigting van die toegepaste krag staan ​​bekend as die meganiese voordeelhoek, en dit kan 'n beduidende invloed hê op die effektiwiteit en doeltreffendheid van die hefboomstelsel.

Oor die algemeen word die meganiese voordeel van 'n hefboomstelsel bepaal deur die verhouding van die lengte van die hefboomarms aan weerskante van die draaipunt. 'N Langer hefboomarm sal 'n groter meganiese voordeel bied, waardeur 'n kleiner krag gebruik kan word om dieselfde hoeveelheid werk te bewerkstellig. Die meganiese voordeelhoek speel egter ook 'n rol in die effektiwiteit van die hefboomstelsel.

As die meganiese voordeelhoek te klein is, kan die hefboomstelsel moontlik nie genoeg krag lewer om die weerstand te oorkom nie. Dit kan daartoe lei dat die hefboomstelsel ondoeltreffend of ondoeltreffend is. Aan die ander kant, as die meganiese voordeelhoek te groot is, kan die hefboomstelsel 'n groter kraginvoer benodig as wat nodig is, wat lei tot vermorsde energie en moeite.

As u die hoeke in plek vir elke rangskikking van hefbome verstaan, kan ingenieurs en ontwerpers die meganiese voordeel van die hefboomstelsel optimaliseer, wat die doeltreffendheid en effektiwiteit daarvan maksimeer. Deur die posisie van die draaipunt en die lengte van die hefboomarms noukeurig te kies, kan hulle hefboomstelsels ontwerp wat aangepas is vir die spesifieke behoeftes en vereistes van die toepassing. Dit kan help om die hoeveelheid krag wat benodig word om 'n taak uit te voer, energie te bespaar en die algehele prestasie te verbeter.

Op die foto hierbo is die boonste hoek 30 °, en daarom is die alternatiewe interne hoek aan die onderkant ook 30 °

In die onderstaande diagram kan hoeke A, B en C bereken word vir 'n parallelle koppeling

•  Hoek A bo = 115 grade, en dit stem ooreen met 115 grade op die z -hoek.
• A en B sit albei op 'n horisontale lyn, dus 115 grade + b = 180 grade.
• B en C pas op 'n z -hoek, so B en C is albei 65 grade.

Parallelle koppelingsrekenaar

Om ons blogpos oor die verskillende soorte skakels te besigtig, klok op die onderstaande skakel

Verskillende soorte skakels blog