Дослідницька робота з фізики на тему «Механічний редуктор», Соціальна мережа працівників

Дослідницька робота з фізики на тему: «Механічний редуктор»

Муніципальна освітня установа

«Гімназія №1 ім. Р.Фахретдіна»

з фізики на тему:

учень 8А класу Вільданов І.Л.

вчитель фізики Рахматуліна Г.Р.

Список використаної литературы……………………………………10

У світі існує безліч цікавих, захоплюючих речей! Людина допитлива за своєю натурою, і якщо вона чимось зацікавлена, то ніякою силою її від предмета свого захоплення не відірвеш. Варто глибше копнути, як одразу ж розумієш, наскільки напрочуд влаштований наш світ. Одним із представників такого роду людей є я. У 7-му класі, коли ми проходили світлові явища, Гузель Рафісівна показувала досліди отримання білого кольору з мішуючими кольорами. Обертаючи саморобний, розмальований усіма кольорами веселки гурток, побачиш коло, дуже схоже на білий колір. Так як я спостерігав збоку, мені здалося, що Гузель Рафісівні було важко проводити цей досвід. І я задумався: як можна поміч? І мені прийшла ідея використання редуктора.

Актуальність застосування механізмів велика. Використання двигуна редукторів практикується у всіх галузях промисловості. Досить часто їх можна зустріти в медичному устаткуванні, в машинобудівній галузі, у засобах збору та обробки інформації, у спецінструментах.

Мета роботи: експериментальне визначення ефективності перетворення крутного моменту в енергію.

Вивчити, що таке редуктор, генератор;
Дізнатися типи та область застосування редуктора;
Провести досвід отримання білого кольору із кольорів веселки;
Провести досліди застосування редуктора в іншій галузі;
Розповісти учням, що я дізнався про двигун редуктора і показати результат роботи дослідницької роботи.

Об'єкт дослідження: редуктор

Предмет дослідження: встановлення зв'язку між крутним моментом редуктора, механічної роботи та енергії.

вивчення наукової літератури;
проведення практичних робіт;

Ще в давнину застосовувався принцип редукторів - збільшення прикладеної сили або тяги. Ця ідея механічної передачі прикладеного зусилля походить від винаходу колеса. Як функціонує проста передача? Два колеса стикаються із собою обідами. Велике колесо робить обертів менше, ніж меншим. Коли колесо поменше - стає ведучим, то момент передачі, що крутиться, виходить більше, втративши в швидкості кутовий. Для підйомів величезних вантажів подібна передача часто застосовується. Встановивши зубчасті колеса замість гладких, отримаємо передачу тяги та зусилля продуктивнішою. Отак у людському житті почали з'являтися редуктори.

Свою назву редуктор отримав від латинського слова «reductor», що означає «повертаю назад». Це і є основний принцип дії редуктора, який є складним механічним пристроєм, що складається з однієї або декількох передач зубчастого або черв'ячного типу. Призначення редуктора у тому, що з цих передач будь-яке обертання перетворюється і змінює кутові швидкості.

Редуктор складається з корпусу (литого чавуну чи сталевого зварного). У корпусі редуктора розміщені зубчасті або черв'ячні передачі, які нерухомо закріплені на валах. Вали спираються на підшипники, розміщені у гніздах корпусу; в основному використовують підшипники кочення.

Редуктори входять до системи приводних механізмів. Область застосування уредукторів велика: жоден механізм, який має вузли обертання, не обходиться без них. Всі двигуни, електродвигуни або двигуни внутрішнього згоряння, обов'язково мають редуктори різних типів. Редуктор має одну або кілька систем передач з зачепленням і постійним передатним числом. Саме типу цих передач залежить тип редуктора.

КЛАСИФІКАЦІЯ РЕДУКТОРІВ

Редуктори бувають конічні, циліндричні, хвильові, планетарні - зубчасті типи передач, а також черв'ячного типу. Крім того вони можуть бути одноступінчастими, двоступінчастими та триступінчастими системами. При цьому у двоступінчастих та триступінчастих редукторах можуть застосовуватись різні типи передач. Окрім підрозділу за типами передач, редуктори діляться і за своїм конструктивним виконанням.

Типи редукторів за таким принципом поділяються на механічні та мотор-редуктори.

Механічні редуктори є просто механічними передачами, а мотор-редуктори - це суміщені в одному корпусі редуктор і електродвигун. За типом розташування у просторі редуктори поділяються на горизонтальні та вертикальні.

Черв'якові редуктори

Ці редуктори мають одну або дві передачі черв'ячного типу. Гвинт, який лежить в основі такої передачі, своїм виглядом схожий на хробака. Черв'ячний редуктор найчастіше застосовується для повідомлення енергії обертання між осями, що схрещуються в просторі, найчастіше перпендикулярно.

У черв'ячних редукторах зменшення кутової швидкості вихідного валу і збільшення моменту, що крутить, відбувається за рахунок перетворення енергії, укладеної у високій кутовій швидкості і низькому крутному моменті на вхідному валу. Такі редуктори мають високу універсальність та велику сферу застосування.

Циліндричніредуктори

Такі редуктори зобов'язані назві не циліндричною формою, а типом передачі, що у них використовується. Зубчастий циліндр є основним валом такого редуктора. Завдяки своєму пристрої редуктор цього типу використовується найчастіше в горизонтальному положенні, в якому продуктивність передачі найбільш висока. ККД редуктора такого типу досягає 98%, що залежить від його передавального числа. Завдяки високому ККД немає ефекту розсіювання енергії, що передається редуктором, і це дозволяє уникнути нагрівання всіх елементів механізму. Циліндричний редуктор буває одно-, дво-, три- та чотириступінчастої модифікації. Застосовується циліндричний редуктор насамперед у машинобудуванні та важкій промисловості.

Крім черв'ячних та циліндричних редукторів, є типи зубчастої передачі, конічні, планетарні та хвильові.

Головними характеристиками редукторів служать коефіцієнт корисної дії (ККД), потужність, передатне відношення, кутові швидкості валів, кількість ступенів та передач та ін.

Велика кількість прикладів застосування редукторів можна зустріти і в галузі харчової індустрії, де, як правило, потрібно реалізувати цикл навантаження, що характеризується низькими обертами при високому моменті, що крутить: приводи мішалок, млинів, дробарок, екструдерів і конвеєрів різного типу, спіральних морозильних апаратів.

Насамперед, для проведення експерименту, я зібрав обладнання з різних деталей. Для цього використовував механічний редуктор, 2 моторчики, колесо для приведення механізму в рух, дроти з крокодильчиками, лампочку, диск з кольорами веселки.

Усі деталі поєднав і почав випробовувати. Все це хочу вам продемонструвати. Коли ми починаємо обертати ручку обладнання, шестерні редукторанаводяться в рух, за рахунок цього виробляється електроенергія і коло з кольорів веселки здійснює механічну роботу, тобто крутиться. Ми отримуємо сірий колір. Таким чином, у момент, що витрачає, перейшов на здійснення механічної роботи. Це обладнання можна використовувати як генератор.

Після отримання бажаного результату я почав шукати інші сфери застосування цього редуктора. Можна використовувати для отримання електричної енергії. Я дуже люблю кататися вечорами на велосипеді, місце фари використовую це обладнання, так як фабричні динамо-машини коштують дорого. Редуктор і двигун з'єднуються з лампочкою, що вставляється на колесо велосипеда. Коли ми крутимо педалі, за рахунок моменту, що обертає, запалюється світло. Але я не зміг принести велосипед, тож усе це хочу демонструвати на двох дослідах. На першому досвіді загоряється лампочка, а на другому колесо поводиться в рух.

Таким чином, проведені мною експерименти підтверджують перетворення крутного моменту в механічну роботу та електричну енергію.

Я думаю, що ці експериментальні результати, отримані під час випробувань, відкривають перспективи у шкільному житті.

Результати експерименту повністю задовольняють мої бажання.

Надалі збираюся вдосконалити цей прилад.

1. Апур'єв В. Н. Довідник конструктора машинобудівника. Т.1, 2 та 3. М., 1980.

2. Дунаєв П. Ф., Леліков О. П. Конструювання вузлів та деталей машин. М., 1985.

5. Іванов Μ. Н. Хвильові зубчасті передачі. М., 1981.

6. Куклін Н. Г., Кукліна Г. С. Деталі машин. М., 1987.

7. Підшипники кочення: Довідник-каталог/Под ред. В. Н. Наришкіна та Р. В. Коросташевського. М., 1984.

8. Чернавський С. Α., Снесарев Г. Α., Козинцев Б. С. та ін.механічних передач: Навчально-довідковий посібник для ВТУЗ М., 1984.