Изобретаем… колесо

На этом этапе работы наметим конструкцию аккуратного механизма, снабжающего поступательное перемещение модели. Начнем с анализа уже известных механизмов, каковые используются в большой технике (рис. 1).

По условиям отечественной задачи самая приемлемой есть мысль применения колеса.

Следующий ход связан с переходом от общей идеи к конкретной конструкции колеса для каждого из разглядываемых случаев.

Конструкция колес обязана в первую очередь снабжать проходимость устройства по заданной поверхности, устойчивость при перемещении с заданной скоростью, надежность работы всего устройства, достаточную прочность при минимальном весе.

Не считая главных, функциональных требований, возможно назвать дополнительные, направленные на улучшение качества изготовления колеса (точность исполнения, чистота обработки поверхности, прочность и т. д.). Проходимость будет принимать во внимание удовлетворительной, в случае если при опробовании модель сможет передвигаться с заданной скоростью пo поверхности с неровностями, не превышающими 0,5 см. Такие неровности на первый взгляд должны мало оказывать влияние на скорость модели.

В действительности все выглядит в противном случае.

Разглядим пример. В случае если неровности на площадке будут в 0,5 см, то по отношению к диаметру колеса в 5 см это составит отношение 1:10. В случае если расширить диаметр колеса модели до диаметра колеса автомобиля, го имеется в 10—15 раз, и во столько же раз расширить высоту неровностей дороги, видно, что опробование моделей будет проходить на площадке, как бы усыпанной большими камнями.

Принимаем диаметр колеса для модели (Дк) равным 5 см.

С целью достижения нужной устойчивости при перемещении модели в 1-м и во 2-м вариантах должно быть как минимум несколько колес. В 3-м варианте нужно обеспечить большую устойчивость устройства, другими словами поставить как минимум несколько колес. Но, в случае если из строя выйдет одно из них, состояние устойчивости нарушается, замена же колеса на планетоходе фактически исключена.

Дабы обеспечить конструкции надежную устойчивость, нужно каждое из колес продублировать, другими словами поставить не 4, а 8 колес.

Проходимость модели обеспечивается за счет подбора величины диаметра колеса (Дк) и площади его опоры на грунт (Sок).

Площадь опоры колеса легко определяется по формуле:

Sок = G/Pr·Zk см2 , где Рr — допустимое удельное давление на грунт (определяется умелым методом), Zk — количество колес на модели, G — вес модели.

Зная диаметр колеса, возможно выяснить и число его оборотов в единицу времени (пк) нужное для получения заданной скорости перемещения модели:

nk = V/?Дк(об/с).

Для получения количественных значений проводим расчеты и полученные результаты оформляем в виде таблицы:

V1=3,14·5·10=157 см/с

V2=3,14·5·18 = 283 см/с

V3 = 3,14·5·0,1·1,57 см/с

Соответствие исходных и расчетных данных по скорости перемещения конструируемых устройств возможно представить таблицей:

Сравнение результатов говорит о том, что отклонения расчетных данных от исходных не превышают принятых нами ранее 10% погрешности и ими возможно пренебречь.

Сейчас настало время выяснить технические требования к рабочей поверхности колес для разглядываемых нами моделей.

Рабочая поверхность колес обязана снабжать постоянное надежное зацепление с грунтом либо с полом, не разрушать их, быть достаточно прочной и не создавать громадного шума при перемещении.

Проанализируем узнаваемые в технике ответа (рис. 2).

Большинство колес, используемая в транспортных автомобилях (не считая ЖД), имеет резиновое покрытие. Установленные нами размеры колес для моделей в первых двух вариантах разрешают применять готовые колеса из комплекта «Конструктор».

Для рабочей поверхности колеса планетохода резиновое покрытие не годится: при громадных колебаниях температур резина скоро стареет, при низких же температурах она делается хрупкой и разрушается.

Вследствие этого рабочую поверхность колес планетохода до тех пор пока делают железной. Как раз такое решение было принято при конструировании колес советского лунохода. За базу конструкции колеса разглядываемой тут модели планетохода (3-й вариант) заберём идею колеса лунохода, другими словами будем делать его всецело из металла, наборным, с ребристой рабочей поверхностью. Для составления рабочего эскиза этого колеса кроме этого возможно применять колеса лунохода.

Выбор нужного металла будет сделан при уточнении его весовых показателей колеса (при компоновке всех механизмов и узлов модели). Деталировка колеса будет сделана перед составлением технологической карты на его изготовление.

Итак, на данном этапе работы мы выяснили: габаритные размеры и конструкцию колеса применительно к условиям работы моделей в каждом варианте; скорость вращения колес для 1-го варианта — 10 об/с, для 2-го 18 об/с и для 3-го — 0,1 об/с; примерное количество колес ДЛЯ 1 “ГО и 2-го вариантов — как минимум несколько и для 3-го — восемь.

Предлагаем продолжить ответ предложенных нами ранее задач («Моделист-конструктор», № 9, 1974), выяснить конструкцию аккуратных устройств для транспортных тележек, каковые возможно применять:

а) в механической мастерской ПТУ, профтехучилища, института, на промышленном производстве;

б) на хозяйственном дворе, на других объектах и ферме сельскохозяйственного производства;

в) на поверхности планеты Венера.

ЛИТЕРАТУРА:

Артоболевский И. И., Механизмы в современной технике. Т. II. М., «Наука», 1970.

Островцев А. Н., Базы проектирования машин. М., «Машиностроение», 1968.

Xанзен Ф., Базы неспециализированной методики конструирования.

Л., «Машиностроение», 1969.

Яворский Б. М., Детлаф Е. М., Справочник по физике (для инженеров). М., «Наука», 1968.

Игромир

Изобретаем… колесо

Рандомные статьи:

Изобретаем колесо

Похожие статьи, которые вам понравятся: