Из каких механизмов состоит машина


Из чего состоит машина: основные части автомобиля

Первый в мире автомобиль с бензиновым мотором был запатентован еще в далеком 1885 году гениальным немецким инженером Карлом Бенцом. Поразительно, но и в наши дни машина состоит из тех же основных частей, что и сто лет назад – это кузов, шасси и двигатель. Давайте подробнее рассмотрим из чего состоит автомобиль и его основные части.

В одной небольшой статье сложно, конечно, описать подробное устройство автомобиля, поэтому мы рассмотрим лишь основы, которые должен знать каждый автолюбитель.

В конце этого учебного материала вы найдете небольшой видео-урок об устройстве автомобиля с описанием основных частей, из которых он состоит, и их функций.

Также стоит отметить, что незнание общего устройства автомобиля и принципа работы его основных узлов и агрегатов, ведет к повышенным расходам на ремонт машины и её техническое обслуживание.

Общее устройство автомобиля

Основными составными частями в конструкции автомобиля, как мы уже писали выше, являются:

  1. Двигатель;
  2. Кузов;
  3. Шасси;
  4. Электрооборудование.

Все они состоят из множества отдельных элементов, деталей, узлов и агрегатов. 

Двигатель – это сердце автомобиля. Он является источником механической энергии и приводит наше авто в движение. Наибольшее распространение в автомобилестроении получили двигатели внутреннего сгорания и дизельные моторы. Однако в последние годы все большую популярность завоевывают автомобили, оснащенные электрическими и гибридными двигателями.

Кузов автомобиля может иметь рамную и безрамную конструкцию. Как правило, в современных легковых автомобилях рама отсутствует, а все узлы и агрегаты крепятся непосредственно к кузову. Именно поэтому такой кузов называют несущим – данное конструкторское решение устройства автомобиля позволяет максимально снизить его массу. Советуем также ознакомиться с классификацией автомобилей по типу кузова.

Шасси автомобиля заслуживает отдельного внимания. Оно представляет собой множество механизмов, в задачи которых входит передача крутящего момента от силового агрегата (двигателя) к ведущим колесам, передвижение автомобиля и управление им. Эти группы механизмов называются трансмиссия, ходовая часть и механизм управления автомобилем.

  • Трансмиссия автомобиля служит для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам, тем самым, позволяя изменять крутящий момент по величине и направлению. Трансмиссия двухосного автомобиля с передним расположением двигателя и приводом на задние колеса обычно состоит из таких механизмов: сцепление, коробка передач, карданная передача, главная передача, дифференциал и полуоси.
  • Ходовая часть автомобиля состоит из рамы или несущего кузова, переднего и заднего мостов, подвески (рессоры и амортизаторы), колес и шин. Подробнее о видах и типах подвесок автомобилей.
  • Механизм управления автомобилем состоит из рулевого управления и тормозной системы (с барабанными и дисковыми тормозами). Он позволяет изменять направление и скорость движения автомобиля, останавливать его и удерживать на месте.

Кроме вышеперечисленных узлов, агрегатов и механизмов абсолютно все автомобили оснащены электрооборудованием, состоящим из источников и потребителей электрического тока.

Электрооборудование автомобиля запускает и дает возможность работать двигателю, освещает и обогревает салон машины, позволяет без проблем передвигаться в темное время суток и в непогоду, поддерживает противоугонную систему, заботиться о нашей с вами безопасности на дороге, превращает автомобиль в концертный зал или даже в кинотеатр, и выполняет множество других полезных и очень важных функций.

Видео-урок: из чего состоит автомобиль

Строение автомобиля

Строение автомобиля

Автомобиль – это самоходная машина, приводимая в движение установленным на нем двигателем. Автомобиль состоит из отдельных деталей, узлов, механизмов, агрегатов и систем.

Деталь – это часть машины, состоящая из целого куска материала.

Узел – соединение нескольких деталей.

Механизм – устройство, предназначенное для преобразования движения и скорости.

Система – совокупность отдельных частей, связанных общей функцией (например, системы питания, охлаждения и т.д.)

Итак, приступим к изучению устройства автомобиля.

Автомобиль состоит из трех основных частей:

1) Двигатель (источник энергии)

2) Шасси(объединяет трансмиссию, ходовую часть и механизмы управления)

3)Кузов автомобиля (предназначен для размещения водителя и пассажиров в легковом автомобиле и груза в грузовом автомобиле).

 

ТЕПЕРЬ РАССМОТРИМ ЭЛЕМЕНТЫ ШАССИ:

 

Трансмиссия передает крутящий момент от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам автомобиля и изменяет величину и направление этого момента.

В трансмиссию входят:

1) Сцепление (разъединяет коробку передач и двигатель во время переключения передач и плавно соединяет их для плавного движения с места).

2) Коробка передач (изменяет силу тяги, скорость и направление движения автомобиля).

3) Карданная передача (передают крутящий момент от ведомого вала коробки передач на ведущий вал главной передачи)

4) Главная передача (увеличивает крутящий момент и передает его на полуоси)

5) Дифференциал (обеспечивает вращение ведущих колес с разными угловыми скоростями)

6) Полуоси (передают крутящий момент от дифференциала к ведущим колесам).

7) Раздаточная коробка (устанавливается в автомобилях повышенной проходимости, с двумя или тремя ведущими мостами) и служит для распределения крутящего момента между ведущими мостами.

Ходовая часть выполняет роль телеги и состоит из:

 

1) Рамы (на которую устанавливаются все механизмы автомобиля).

2) Подвески (обеспечивает плавный ход автомобиля, смягчая удары и толчки, воспринимаемые колесами от дороги).

3) Мостов (агрегаты, которые соединяют колеса одной оси).

4) Колеса (круглые, свободно вращающиеся диски, которые позволяют автомобилю катиться).

Механизмы управления автомобиля служат для управления автомобилем.

Механизмы управления автомобиля состоят из:

1) Рулевого управления(изменяет направление движения).


2) Тормозная система(позволяет уменьшать скорость, вплоть до остановки автомобиля).

Подкатегории

Глава 2. Механизмы и простые машины

Йи Чжан
с
Сьюзан Фингер
Стефанни Беренс

Содержание

Механизм : основные физические или химические процессы участвует или несет ответственность за действие, реакцию или другое естественное явление.

Машина : совокупность частей, передающих усилия, движение и энергии в заданном порядке.

Простая машина : любой из различных элементарных механизмов, имеющих элементы, из которых состоят все машины. Включен в этой категории являются рычаг, колесо и ось, шкив, наклонная плоскость, клин и винт.

Слово механизм имеет много значений. В кинематике механизм является средством передача, контроль или ограничение относительного движения (Hunt 78). Движения, которые с электрическим, магнитным, пневматическим управлением исключены из понятие механизма. Центральная тема для механизмов - жесткая тела, соединенные между собой суставами.

Машина представляет собой комбинацию жестких или прочных корпусов, образованы и связаны так, что они движутся с определенными относительными движениями и передавать силу от источника энергии к сопротивлению, превосходить. У машины две функции: передача определенных относительных движения и передачи силы. Эти функции требуют силы и жесткость для передачи усилий.

Термин механизм применяется к комбинации геометрические тела, составляющие машину или часть машины. А 9Таким образом, 0011 механизм можно определить как комбинацию твердые или сопротивляющиеся тела, сформированные и соединенные таким образом, что они движутся с определенные относительные движения друг относительно друга (Ham et al. 58).

Хотя действительно твердого корпуса не существует, многие инженеры компоненты являются жесткими, потому что их деформации и искажения пренебрежимо малы по сравнению с их относительными движениями.

сходство между станки и механизмы есть который

  • обе комбинации твердых тел
  • относительное движение твердых тел определено.

Разница между машиной и механизмом заключается в следующем. что машины преобразуют энергию для выполнения работы, а механизмы — нет. обязательно выполняют эту функцию. Термин Машины обычно означает машины и механизмы. Рисунок 2-1 показывает изображение основной части дизельного двигателя. механизм его цилиндро-шатунно-кривошипной части представляет собой ползунковая рукоятка механизм , как показано на рис. 2-2.

Рис. 2-1 Поперечное сечение силового цилиндр в дизельном двигателе
Рисунок 2-2 Контур скелета

2.1 Наклонная плоскость

На рис. 2-3а показан наклонный . плоскость , AB — основание, BC — высота, AC — наклон самолет . С помощью наклонной плоскости заданное сопротивление может преодолеваться с меньшей силой, чем если бы самолет не использовался. За Например, на рис. 2-3b предположим, что мы хотим поднять вес 1000 фунтов через вертикальное расстояние до н.э. = 2 фута. Если это вес был поднят вертикально и без использования наклонного плоскости сила 1000 фунтов должна быть приложена через расстояние ДО Н.Э. Если, однако, используется наклонная плоскость и вес перемещается над его наклонной плоскостью АС сила всего 2/3 от 1000 фунтов или 667 фунт необходим, хотя эта сила действует на расстоянии AC что больше расстояния BC.

Рисунок 2-3 Наклонная плоскость

Использование наклонной плоскости требует меньшего усилия на большее расстояние, чтобы совершить определенную работу.

Пусть F представляет собой силу, необходимую для подъема заданного веса на наклонная плоскость и W вес, который нужно поднять, мы имеем пропорцию:

(2-1)
2.
1.1 Винтовой домкрат

Одно из наиболее распространенных применений принципа наклонная плоскость находится в винте домкрат , который используется для преодоления сильного давления или подъема большой вес W гораздо меньшей силой F , приложенной к рукоять. R обозначает длину ручки и P шаг винта, или расстояние продвижения на один полный поворот.

Рисунок 2-4 Винтовой домкрат

В пренебрежении трением используется следующее правило: Сила Ф умножить на расстояние, которое он проходит за один полный оборот равен произведению поднятого веса на расстояние, которое он преодолел подняли за это же время. За один полный оборот конец ручки описывает окружность 2 R . Это расстояние, на котором действует сила F .

Поэтому из правила выше

(2-2)

и

(2-3)

Предположим, что R равно 18 дюймам, P соответствует 1/8 дюйма, а вес которую нужно поднять, равна 100 000 фунтов, тогда сила, необходимая при F тогда 110 фунтов. Это означает, что, пренебрегая трением, 110 фунтов при F поднимет 100 000 фунтов на W , но вес поднялся движется намного медленнее, чем сила, приложенная к F .

2.2 Шестерни

Шестерня или зубчатое колесо во время работы могут фактически рассматривается как рычаг с дополнительной функцией, заключающейся в том, что его можно вращать непрерывно, вместо того, чтобы раскачиваться вперед и назад в течение короткого расстояние. Одним из основных соотношений для шестерни является число зубьев, диаметр и скорость вращения зубчатых колес. На рис. 2-5 показаны концы двух валов A и B. соединены двумя шестернями по 24 и 48 зубьев соответственно. Обратите внимание, что большая шестерня сделает только пол-оборота, а меньшая сделает полный поворот. То есть отношение скоростей (скоростей) большое к меньшему как 1 к 2.

Рисунок 2-5 Шестерни

Шестерня, расположенная ближе к источнику энергии, называется драйвер , а передача, которая получает питание от драйвера, называется ведомая шестерня .

2.2.1 Зубчатые передачи

Зубчатая передача может иметь несколько ведущих и несколько ведомых шестерен.

Рисунок 2-6 Зубчатая передача

Когда шестерня А поворачивается один раз по часовой стрелке, шестерня В поворачивается 4 раза против часовой стрелки, а шестерня C повернется один раз по часовой стрелке. Следовательно, шестерня B делает не изменить скорость C по сравнению с тем, что было бы, если бы редуктор прямо на передачу А, но она меняет свое направление с против часовой стрелки по часовой стрелке.

Соотношение скоростей первой и последней передачи в простой зубчатой ​​передаче. доза не меняется, если между ними поставить любое количество шестерен.

На рис. 2-7 показаны составные шестерни , в которых две шестерни на среднем валу. Шестерни B и D вращаются одновременно. скорости, так как они соединены шпонкой (закреплены) с одним и тем же валом. Количество количество зубьев на каждой шестерне указано на рисунке. Учитывая эти числа, если шестерня А вращается со скоростью 100 об/мин. по часовой стрелке, шестерня B поворачивается на 400 об/мин (оборотов в минуту) против часовой стрелки и шестерня C поворачивается на 1200 об/мин по часовой стрелке.

Рисунок 2-7
Составные шестерни
2.2.2 Передаточное число

Важно при работе с шестернями знать, какое количество зубьев шестерни должны иметь так, чтобы они могли правильно зацепиться в зубчатой ​​передаче. Размер зубьев для соединения шестерен должен соответствовать друг другу.

2.3 Ремни и шкивы

Ремни и шкивы являются важной частью большинство машин. Шкивы не что иное, как шестеренки без зубы, и вместо того, чтобы двигаться вместе, они созданы для того, чтобы водить друг друга с помощью шнуров, веревок, тросов или каких-либо ремней.

Как и в случае с зубчатыми колесами, скорость шкивов обратно пропорциональна их диаметры.

Рисунок 2-8
Ремни и шкивы
Шкивы также могут быть расположены в виде блока и тали.

2.4 Рычаг

2.5 Колесо и ось

2.6 Клин

2.7 Эффективность машин

При отработке задач на рычаги , ремни и шкивы , наклонные плоскости и пр. мы не брали счет трения или других источников потери энергии. Другими словами, мы предполагаем, что они совершенны, хотя на самом деле это не так. К измерить производительность машины, мы часто находим ее эффективность , которая определяется как

(2-4)

куда

= эффективность машины,
W в = ввод работы в машину, и
W out = выходная работа машины.

Содержание

Полное оглавление
1 Введение в механизмы
2 Механизмы и простые машины
2.1 Наклонная плоскость
2.1.1 Винтовой домкрат
2. 2 Шестерни
2.2.1 Зубчатые передачи
2.2.2 Передаточные числа
2.3 Ремни и шкивы
2.4 Рычаг
2,5 Рычаг
2,6 Клин
2.7 Эффективность машин
3 Подробнее о машинах и механизмах
4 Базовая кинематика жестких тел со связями
5 плоских соединений
6 кулачков
7 передач
8 Другие механизмы
Индекс
Ссылки


[email protected]

Машина | Британика

простые машины

Просмотреть все средства массовой информации

Ключевые люди:
Оливер Эванс Сэр Марк Изамбард Брюнель Элмер Амброуз Сперри Иоганн Георг Бодмер сэр Ричард Аркрайт
Похожие темы:
ускоритель частиц Часы робот осциллограф телесуфлер

Просмотреть весь соответствующий контент →

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

машина , устройство уникального назначения, которое увеличивает или заменяет усилия человека или животного для выполнения физических задач. В эту широкую категорию входят такие простые устройства, как наклонная плоскость, рычаг, клин, колесо и ось, шкив и винт (так называемые простые машины), а также такие сложные механические системы, как современный автомобиль.

Работа машины может включать преобразование химической, тепловой, электрической или ядерной энергии в механическую энергию или наоборот, или ее функция может заключаться просто в изменении и передаче сил и движений. Все машины имеют вход, выход и преобразующее или модифицирующее и передающее устройство.

Машины, которые получают входную энергию из природного источника, такого как воздушные потоки, движущаяся вода, уголь, нефть или уран, и преобразуют ее в механическую энергию, известны как первичные двигатели. Первичными двигателями являются ветряные мельницы, водяные колеса, турбины, паровые двигатели и двигатели внутреннего сгорания. В этих машинах входы различаются; выходы обычно представляют собой вращающиеся валы, которые можно использовать в качестве входов для других машин, таких как электрические генераторы, гидравлические насосы или воздушные компрессоры. Все три последних устройства можно отнести к генераторам; их выходы электрической, гидравлической и пневматической энергии могут использоваться в качестве входных данных для электрических, гидравлических или пневматических двигателей. Эти двигатели можно использовать для привода машин с различной мощностью, например машин для обработки материалов, упаковки или транспортировки, или таких устройств, как швейные и стиральные машины. Все машины последнего типа и все другие, которые не являются ни первичными двигателями, ни генераторами, ни двигателями, могут быть отнесены к операторам. В эту категорию также входят инструменты всех видов с ручным управлением, такие как счетные машины и пишущие машинки.

В некоторых случаях машины всех категорий объединяются в одну единицу. В дизель-электрическом локомотиве, например, дизельный двигатель является первичным двигателем, который приводит в действие электрогенератор, который, в свою очередь, подает электрический ток на двигатели, приводящие в движение колеса.

Детали машин в автомобиле

Как часть введения в компоненты машин, некоторые примеры, поставляемые с автомобилем, представляют ценность. В автомобиле основной проблемой является использование взрывного эффекта бензина для обеспечения мощности для вращения задних колес. Взрыв бензина в цилиндрах толкает поршни вниз, а передача и преобразование этого поступательного (линейного) движения во вращательное движение коленчатого вала осуществляется шатунами, которые соединяют каждый поршень с кривошипами, которые являются частью коленчатого вала. . Комбинация поршня, цилиндра, кривошипа и шатуна известна как кривошипно-ползунковый механизм; это широко используемый метод преобразования поступательного движения во вращение (как в двигателе) или вращения в поступательное движение (как в насосе).

Для подачи бензино-воздушной смеси в цилиндры и выпуска отработавших газов используются клапаны; они открываются и закрываются заклиниванием кулачков (выступов) на вращающемся распределительном валу, который приводится в движение от коленчатого вала шестернями или цепью.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

В четырехтактном двигателе с восемью цилиндрами коленчатый вал получает импульс в какой-то точке по его длине каждую четверть оборота. Чтобы сгладить влияние этих прерывистых импульсов на частоту вращения коленчатого вала, используется маховик. Это тяжелое колесо, прикрепленное к коленчатому валу, своей инерцией противостоит и смягчает любые колебания скорости.

Поскольку развиваемый им крутящий момент (крутящая сила) зависит от его скорости, двигатель внутреннего сгорания не может быть запущен под нагрузкой. Чтобы автомобильный двигатель можно было запустить в ненагруженном состоянии, а затем подключить к колесам без остановки, необходимы сцепление и трансмиссия. Первый устанавливает и разрывает связь между коленчатым валом и трансмиссией, а второй изменяет с конечными шагами соотношение между входной и выходной скоростями и крутящими моментами трансмиссии. На пониженной передаче выходная скорость низкая, а выходной крутящий момент выше, чем крутящий момент двигателя, поэтому автомобиль можно начать движение; на высокой передаче автомобиль движется со значительной скоростью, а крутящий момент и скорость равны.

Оси, к которым крепятся колеса, содержатся в картере заднего моста, который закреплен на задних рессорах, и приводятся в движение от коробки передач приводным валом. Когда автомобиль движется и пружины изгибаются в ответ на неровности дороги, корпус перемещается относительно трансмиссии; чтобы обеспечить это движение, не мешая передаче крутящего момента, к каждому концу приводного вала прикреплен универсальный шарнир.

Приводной вал перпендикулярен задним мостам. Прямоугольное соединение обычно выполняется с помощью конических шестерен, имеющих такое передаточное число, что оси вращаются со скоростью от одной трети до одной четвертой скорости приводного вала. Корпус заднего моста также содержит дифференциальные шестерни, которые позволяют обоим задним колесам приводиться в движение от одного источника и вращаться с разными скоростями при повороте.

Как и все движущиеся механические устройства, автомобили не могут избежать воздействия трения. В двигателе, трансмиссии, картере заднего моста и всех подшипниках трение нежелательно, так как оно увеличивает мощность, требуемую от двигателя; смазка уменьшает, но не устраняет это трение. С другой стороны, трение между шинами и дорогой, а также в тормозных колодках делает возможным сцепление и торможение. Ремни, приводящие в движение вентилятор, генератор и другие аксессуары, зависят от трения. Трение также полезно при работе сцепления.

Некоторые из упомянутых выше устройств можно найти в машинах всех категорий, собранных множеством способов для выполнения всех видов физических задач. Функция большинства этих основных механических устройств заключается в передаче и изменении силы и движения. Другие устройства, такие как пружины, маховики, валы и крепежные детали, выполняют дополнительные функции.

Машина может быть далее определена как устройство, состоящее из двух или более устойчивых, относительно ограниченных частей, которые могут служить для передачи и изменения силы и движения для выполнения работы. Требование, чтобы части машины были прочными, подразумевает, что они способны выдерживать приложенные нагрузки без отказа или потери функции. Хотя большинство деталей машин представляют собой твердые металлические тела подходящих пропорций, также используются неметаллические материалы, пружины, органы давления жидкости и натяжные органы, такие как ремни.

Ограниченное движение

Наиболее отличительной чертой машины является то, что части соединены между собой и направляются таким образом, что их движения относительно друг друга ограничены. По отношению к блоку, например, поршень поршневого двигателя вынужден двигаться цилиндром по прямой траектории; точки на коленчатом валу ограничены коренными подшипниками для перемещения по круговым траекториям; никакие другие формы относительного движения невозможны.

На некоторых машинах детали закреплены только частично. Если части соединены между собой пружинами или фрикционными элементами, траектории частей относительно друг друга могут быть фиксированными, но на движения частей может влиять жесткость пружин, трение и массы частей.

Если все части машины представляют собой сравнительно жесткие элементы, прогибы которых под нагрузкой пренебрежимо малы, то закрепление можно считать полным и можно изучать относительные движения частей без учета вызывающих их сил.


Learn more