Большая энциклопедия техники

Коллектив авторов

Данные шарикоподшипники применяются в малоскоростных редукторах, в том числе и червячных; в опорах шпинделей небольших станков, работающих в основном на малых скоростях, во вращающихся центрах токарновинторезных станков и др.

Шарики для любых видов шарикоподшипников изготавливаются из специальной легированной стали марки ШХ. Для корпусов шарикоподшипников также применяются легированные (нержавеющие) стали марок 20Х13, ШХ13, 40Х13 и др.

Шарнир

Шарнир (от нем. Scharnier – «дверная петля») – кинематическая вращательная пара, состоящая из двух подвижных элементов, являющихся составными частями какого-либо механизма.

Шарнир.

В

различных машинах, механических системах и устройствах, включая станочные автоматические линии, широко применяются шарнирные механизмы и шарнирные муфты.

Шарнирные муфты

Шарнирные муфты – устройство, предназначенное для соединения валов с пересекающимися осями, содержащее также несколько цилиндрических подвижных пар. В некоторых механических системах применяется шарнирный четырехзвенный механизм (его также называют коротко-шарнирный четырехзвенник). Такой шарнирный механизм включает в себя три подвижных звена и стойку, т. е. неподвижное звено.

Шарнирный механизм

Шарнирный механизм – механизм, имеющий в своей конструкции один или несколько шарниров в виде звеньев – вращательных пар. Шарнирные механизмы подразделяются на:

1) двухзвенные (самые простые);

2) трехзвенные;

3) четырехзвенные.

Четырехзвенные шарнирные механизмы в механических системах применяются очень часто, к ним относятся:

1) кривошипно-коромысловый механизм;

2) двухкривошипный механизм;

3) двухкоромысловый механизм.

В состав кривошипно-коромыслового механизма входят: кривошип (вращающееся звено шарнирного механизма) и коромысло. Кривошипно-коромысловый механизм предназначен для преобразования вращательного движения кривошипа в качательное движение коромысла или наоборот, качательного движения коромысла во вращательное движение кривошипа. Двухкривошипный механизм представляет собой шарнирный четырехзвенный механизм, в который входят два кривошипа. Данный механизм служит для передачи и преобразования вращательного движения. При вращении первого кривошипа движение через шатун передается второму кривошипу, при этом за один оборот первого кривошипа второй кривошип совершает также один оборот. Кроме того, углу поворота данного кривошипа соответствует угол поворота другого кривошипа. Двухкоромысловый механизм функционирует как шарнирный четырехзвенный механизм, в состав которого входят два коромысла. Такой механизм служит для преобразования качательного движения одного коромысла в качательное движение другого коромысла. Первое коромысло взаимодействует со вторым коромыслом посредством шатуна, при этом каждому значению угла поворота первого коромысла (кроме крайних положений этого коромысла) соответствуют два значения угла поворота второго коромысла, и наоборот – каждому значению (кроме крайних положений второго коромысла) соответствуют два значения угла поворота. Функция положения двухкоромыслового механизма имеет замкнутую форму и может быть реализована только при задании определенного направления при переходе звеньев через «мертвые» точки.

Шатун

Шатун – звено рычажного механизма, образующее кинематические пары только с подвижными звеньями. Шатун выполняют в виде одной или нескольких жестко соединенных между собой деталей. Обычно шатун имеет отверстия, цапфы, направляющие – элементы кинематических пар, посредством которых он взаимодействует с другими звеньями. Шатун может быть соединен с тремя подвижными звеньями посредством двух вращательных пар. Кроме того, возможны и другие сочетания элементов кинематических пар, например, в коромыслово-кулисном мханизме коромысло и кулиса взаимодействуют посредством шатуна. Такой механизм служит для преобразования качательного движения входного звена (коромысла или кулисы) в качательное

движение входного звена (другой кулисы или коромысла). Другой пример применения двух шатунов – механизм косилки сельскохозяйственной машины. В данном примере через первый шатун, рычаг и второй шатун движение звеньев от привода преобразуется в возвратно-поступательное движение ножа, срезающего траву.

Шатун также является важной составной частью кривошипно-ползунного механизма, в котором он шарнирно соединен с ползуном и кривошипом. В процессе работы такого механизма крайние точки хода ползуна получаются в том случае, когда центры шарниров кривошипа и шатуна располагаются на одной линии.

В кулачково-мальтийском механизме шатун является важным подвижным элементом, имеющим зацепление посредством цевки с выходным звеном.

В указанном механизме шатун движется относительно кулисы возвратнопоступательно вследствие его взаимодействия с неподвижным кулачком. Применяют кулачково-мальтийский механизм в станках-автоматах и автоматических линиях.

Шевронное колесо

Шевронное колесо (шевронное зубчатое колесо) представляет собой цилиндрическое зубчатое колесо, венец которого по ширине состоит из участков с правыми и левыми зубьями.

Часть венца шевронного колеса, в пределах которого линии зубьев имеют одно направление, называют полушевроном.

Шевронное колесо используют в специальной шевронной цилиндрической передаче, которая относится к тяжело нагруженной передаче.

Шестерня

Шестерня – зубчатое колесо с меньшим числом зубьев по сравнению с другим зацепляющимся с ним зубчатым колесом.

Шестерни в сочетании с зубчатыми колесами широко применяются в различных механических системах, в том числе в токарно-винторезных станках (в частности, в коробках скоростей и коробках подач) и других станках и машинах.

Шестерня является важным составным элементом в таких механизмах, как:

1) параллелограммно-реечном, предназначенном для получения прерывистого однонаправленного вращения выходного звена в виде шестерни при непрерывном однонаправленном вращении входного звена – кривошипа. В таком механизме шестерня совершает прерывистое движение;

2) поворот-стол станка, где шестерня взаимодействует с зубчатым сектором, при этом от шестерни движение передается столу через зубчатую пару, а при отключении шестерни от зубчатого сектора стол станка останавливается;

3) поворотный механизм – устройство для углового перемещения одной части какой-либо машины (транспортной, землеройной, грузоподъемной и др.) относительно другой. В указанном механизме (полноповоротном) шестерня является важным выходным звеном редуктора, взаимодействующим с зубчатым колесом, установленным на раме машины (например, полноповоротного ковшового экскаватора); шестерня, обегая зубчатое колесо, поворачивает платформу, на которой базируется главная часть машины;

4) реверсивный, где в трех вариантах исполнения данного механизма с автоматическим переключением используются шестерни: в первом варианте две шестерни взаимодействуют с внутренними и внешними венцами; во втором варианте коническая шестерня обкатывается по коническому венцу с одной и другой стороны; в третьем варианте одна шестерня является очень важным входным звеном, а другая поочередно зацепляется с внешним или внутренним венцом, при этом вращается соответственно в ту или иную сторону.

Таким образом, из приведенных выше примеров видно, что шестерня является очень важным элементом различных механизмов и устройств. Из специальных исследований работы шестерен получен такой вывод: чем большую твердость имеют зубья у шестерен, тем большую нагрузку выдерживает соответствующая передача. Для изготовления шестерен используют специальные легированные стали, в частности: 50С2Г, нормализованная сталь 35 ХГС, 25Х2 ГНТА, 12Х2 НУА, 38ХВФЮА-С и др. При изготовлении шестерен сталь (или другой материал) подбирается с учетом особенностей режима работы механизма или устройства, в котором они будут установлены.