МОДЕЛЬ ЗАМКНУТОЙ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ

Модель замкнутой зубчатой передачи относится к наглядным учебным пособиям и может найти применение в учебных лабораториях по теории механизмов, деталям машин и другим учебным дисциплинам.
Известна модель замкнутой зубчатой передачи (Маковецкий П.В. Смотри в корень!: Сб. любопытных задач и вопросов, изд. 4-е, испр. и доп. - М.: Наука, 1979, с.305, рис.147), состоящая из нечетного количества (пяти) последовательно кинематически связанных между собой и со станиной невращающихся зубчатых колес.
Основной недостаток известной модели заключается в том, что она имеет постоянные технические параметры, которые не позволяют демонстрировать другие возможные варианты замкнутых зубчатых передач, например, передач с вращающимися зубчатыми колесами.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в том, чтобы обеспечить изменение технических параметров и создать условия для демонстрации других возможных вариантов замкнутых зубчатых передач, например, передач с вращающимися зубчатыми колесами.
Технический результат достигается тем, что модель замкнутой зубчатой передачи, состоящая из нечетного количества последовательно кинематически связанных между собой и со станиной зубчатых колес, снабжена водилом с продольным пазом, в котором расположена ось дополнительного зубчатого колеса с возможностью ее жесткого крепления в требуемом положении, при этом геометрическая ось отверстия водила совмещена с геометрической осью предпоследнего зубчатого колеса, а ось последнего колеса жестко прикреплена к водилу, имеющему пружинный фиксатор для крепления его относительно станины.
Такое исполнение предложенной модели позволяет демонстрировать как невращающуюся зубчатую передачу с нечетным количеством зубчатых колес, так и передачу с вращающимися зубчатыми колесами при четном их количестве.
На фиг.1 представлена схема модели, на фиг.2 - разрез по «А-А», на фиг.3 - разрез по «Б-Б», а на фиг.4 - разрез по «В-В».
Модель (фиг.1) состоит из зубчатых колес 1, 2, 3, 4, 5 и 6 последовательно кинематически связанных между собой. Оси 7 колес 2, 3 и 4 (фиг.2) жестко связаны со станиной 8. Модель снабжена водилом 9, геометрическая ось цилиндрического отверстия которого совмещена с геометрической осью предпоследнего 4 зубчатого колеса, и шарнирно связано с его осью 7. Ось последнего колеса 5 жестко прикреплена к водилу 9, как, например, ось 7 - к станине 8 (фиг.2). Водило 9 имеет продольный паз 10 (фиг.1), в котором расположена ось 11 (фиг.3) дополнительного зубчатого колеса 6 с возможностью жесткого крепления ее в требуемом положении к водилу 9 с помощью резьбовых крепежных элементов 12. Водило, кроме того, снабжено пружинным фиксатором 13 со стержнем (фиг.1), а станина - двумя лунками 14, с возможностью жесткого фиксирования его относительно станины с исходным количеством зубчатых колес (пятью) и с дополнительным зубчатым колесом 6. При этом вал 15 (фиг.4) наибольшего зубчатого колеса 1 снабжен рукояткой 16.
Модель работает следующим образом.
Если зубчатые колеса 1, 2, 3, 4, 5 и 6 соединены между собой так, как показано на фиг 1, то при вращении рукоятки 16 с колесом 1 все колеса будут вращаться в одну или другую стороны. Это подтверждает выражение передаточного отношения передачи, т.е.
1
2
6
где z, z, ..., z - числа зубьев шести колес.
Если освободить ось 11 колеса 6 с помощью резьбовых крепежных элементов 12 (фиг.3) и отодвинуть ее вместе с колесом вдоль паза 10, а с помощью пружинной рукоятки 13 переместить водило 9 до введения в зацепление зубьев колеса 5 с зубьями колеса 1 (стержень фиксатора 13 займет положение лунки 14), то при попытке вращения рукоятки 16 с колесом 1 все колеса будут оставаться неподвижными. Это подтверждают и теоретические расчеты, т.е.
1
2
5
где z, z, ..., z - числа зубьев пяти колес.
В этом случае колеса 1 и 5 будут стремиться вращаться в одну и ту же сторону, что невозможно, поскольку колеса связаны между собой зубьями. Все колеса в этом случае будут оставаться неподвижными. Наступает явление самоторможения.
Таким образом, предлагаемая модель позволяет демонстрировать и, следовательно, подтверждать (обеспечивать) изменением ее технических параметров двух возможных вариантов работы замкнутых зубчатых передач: передач с вращающимися зубчатыми колесами и передач с неподвижными зубчатыми колесами. Это, несомненно, повысит качество подготовки специалистов для народного хозяйства страны.