Машины и их основные элементы

Тема: Механизм и машина. Классификация машин.

Тема: Критерии работоспособности деталей машин. Контактная прочность деталей машин

Машины и их основные элементы

Человек создал машины для производства различных видов ра­бот или преобразования энергии. Современные машины обеспечи­вают резкое повышение производительности труда человека. На­пример, человек в течение длительного времени может развивать мощность не более 0,1 кВт, а мощность машин-преобразователей энергии (электрических генераторов) достигает 1200 МВт.

Любая машина состоит из двигательного, передаточного и испол­нительного механизмов. Например, у металлорежущего станка дви­гательным механизмом является электромотор, а у автомобиля -двигатель внутреннего сгорания; исполнительным механизмом (его также называют рабочим органом) у токарного станка является суппорт с режущим инструментом, а у автомобиля — колеса. Пере­даточные механизмы преобразовывают и передают движение от двигателя к рабочим органам. Так, в токарном станке движение от электродвигателя к суппорту, т.е. исполнительному механиз­му, передается через ременную передачу, коробку скоростей, ко­робку подач, ходовой винт и ряд зубчатых кинематических пар. В автомобиле функцию передаточных механизмов выполняют коробка скоростей и карданный вал. Таким образом, механизм—это внутреннее устройство машины, приводящее ее в действие.

Детали машин — это составные части машин и механизмов, каж­дая из которых изготовлена без применения сборки(например, вал, шестерня, болт, шплинт, ходовой винт станка, гайка). Число де­талей в сложных машинах может измеряться десятками и сотнями тысяч. Например, в автомобиле более 15 тысяч деталей, в авто­матизированных комплексах прокатного оборудования — более миллиона.

В машине можно выделить совокупность совместно работаю­щих деталей, которые представляют собой конструктивно обособ­ленные единицы, объединенные одним назначением; эти сбороч­ные единицы называют узлами. Узлы одной машины можно изготавливать на разных заводах. Примерами таких узлов являются муфты, редукторы, электрошпиндели, шарикоподшипники.

Две подвижно соединенные детали образуют кинематическую пару. На рис.1.1 представлены соответственно низшие (а — враща­тельная; б — поступательная; в — винтовая) и высшая (г — зубчатая) кинематические пары.

Тела, образующие кинематическую пару, называются звеньями. Совокупность звеньев подвижно соеди­ненных кинематических пар называется ки­нематической цепью.

На рис. 2 представ­лены кине-матические цепи, состоящие из пары зубчатых колес (рис. 2, а), а также цилиндрических, конической и червячной пар (рис. 2, б). Если в кинематической

Рис.1 цепи одно звено закреплено, то она

является механизмом (рис.3).

В машиностроении при вычерчивании различных кинематиче­ских пар приняты условные обозначения, утвержденные ГОСТом 2.770-68*

Основные критерии работоспособности и

Из чего состоит автомобиль: основные части, узлы и агрегаты

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:

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

Классификация и общее устройство автомобилей

Автомобиль представляет собой механическое транспортное средство, которое предназначено для перевозки грузов, людей и выполнения специальных задач.
Автомобили и автомобильные подвижные составы по назначению делятся на:

Автомобиль состоит из агрегатов, механизмов и систем, которые образуют шасси, кузов, двигатель.
Шасси включает в себя трансмиссию, ходовую часть и механизмы управления.
Трансмиссия служит для передачи крутящего момента от двигателя к колесам ведущих мостов, кроме этого трансмиссия изменяет крутящий момент по величине и направлению. Трансмиссия, в свою очередь, состоит из сцепления, коробки передач, карданной передачи, а также одного или нескольких ведущих мостов.
Сцепление представляет собой механизм, который позволяет кратковременно и плавно разъединить или соединить двигатель с механизмами трансмиссии.
Коробка передач представляет собой механизм, который преобразовывает по величине и направлению крутящий момент, передающийся от двигателя через сцепление. Коробка передач дает возможность автомобилю двигаться вперед и назад, а также она позволяет отключать двигатель от ведущих мостов на длительное время.
Карданная передача передает крутящий момент от коробки передач к ведущим мостам под изменяющимися углами в зависимости от неровностей дорожного покрытия.
Ведущий мост представляет собой механизм, который включает в себя главную передачу и дифференциал с полуосями.
Главная передача позволяет преобразовать крутящий момент по величине и передает его от карданной передачи через дифференциал на полуоси ведущих колес под постоянным углом.
Дифференциал — это механизм, который позволяет вращаться колесам с различной скоростью относительно друг друга в зависимости от степени сцепления их с дорожным покрытием.
Ходовая часть включает в себя раму, рессоры, амортизаторы, заднюю и переднюю передачи, колеса и шины.
Механизмы управления дают возможность изменять скорость и направление движения, а также останавливать автомобиль и удерживать его на месте. Механизмы управления включают в себя тормозную систему и рулевое управление.
Кузов грузового автомобиля включает в себя кабину водителя и платформу для размещения груза. Кроме этого к кузову также относятся крылья, облицовка, капот и брызговики. Легковые автомобили имеют несущий кузов, к которому крепятся все агрегаты и механизмы. Кузов автобуса представляет собой салон, который служит для размещения пассажиров. Кузов является одной из самых дорогостоящих частей автомобиля.
Двигатель представляет собой агрегат, который преобразует тепловую энергию, получающуюся при сгорании топлива в цилиндрах в механическую работу, в результате чего с помощью кривошипно-шатунного механизма создается крутящий момент, который используется для передвижения автомобиля.

Технология. 5 класс

Конспект урока

Технология, 5 класс

Урок 8. Машины, их классификация

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

1. Понятие техники.
2. Классификация техники.

Машина – это техническое устройство, выполняющее механические движения для преобразования энергии, материалов, информации.

Аппарат и прибор – технические устройства, служащие для выполнения какой-либо работы.

Агрегат, или машинный агрегат – это техническая система, состоящая из соединённых между собой машин, механизмов, аппаратов и приборов.

Основная и дополнительная литература по теме урока:

1. Технология. 5 класс: учеб. пособие для общеобразовательных организаций / [В.М. Казакевич, Г.В. Пичугина, Г.Ю. Семенова и др.]; под ред. В.М. Казакевича. — М.: Просвещение, 2017.

2. Технология. Обслуживающий труд. 5 кл.: учеб. Для общеобразоват. учреждений/О. А.Кожина, Е. Н. Кудакова, С. Э. Маркуцкая.- М.: Дрофа, 2014.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Производственную и непроизводственную технику можно разделить на пассивную и активную. Пассивная техника – это здания заводов, фабрик, трубопроводы, линии электропередач, железнодорожные пути и средства связи. Активная техника – это орудия труда, к ней относятся инструменты и механизмы, машины, аппараты, приборы, агрегаты, установки.

Инструменты и механизмы делятся на средства ручного труда, средства умственного труда и средства жизнеобеспечения.

Машиной называется техническое устройство, выполняющее механические движения для преобразования энергии, материалов, информации.

По своему назначению машины делятся на энергетические, рабочие и информационные.

Энергетические машины преобразуют один вид энергии в другой.

Рабочие машины используют механическую энергию для преобразования формы, свойств и положения обрабатываемого материала.

Информационные машины преобразуют и передают информацию.

По функциям машины можно разделить на производственные, транспортные, военные.

Производственные машины предназначены для производства материальных благ. Транспортными машинами являются машины наземного, надземного и подземного, водного, воздушного и космического транспорта. К военным машинам относится стрелковое оружие, артиллеристские установки, истребители, военные корабли.

Аппаратами и приборами называют технические устройства, служащие для выполнения какой-либо работы.

Приборы могут служить для проведения измерений и наблюдений.

К аппаратам относятся устройства, не являющиеся механизмами или машинами, но осуществляющие какие-то технологические операции.

Агрегат, или машинный агрегат – это техническая система, состоящая из соединённых между собой машин, механизмов, аппаратов и приборов. Агрегат предназначен для решения какой-либо определённой технологической задачи.

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля

Задание 1. Распределите примеры машин по группам.

Из чего состоит автомобиль: основные части, узлы и агрегаты

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.

Кузов авто

Основой любой машины является её кузов, представляющий собой корпус автомобиля, в котором размещаются водитель, пассажиры и грузы. Именно в кузове располагаются и все остальные элементы авто. Одно из главных его назначений – это защита находящихся в нём людей и грузов от воздействия внешней среды.

Несущая система автомобиля.Она является скелетом автомобиля, к которому в последующем крепятся все детали
Обычно кузов крепится на раме, но встречаются авто и с безрамной конструкцией, и тогда кузов одновременно выполняет функции рамы. Конструкция кузова автомобиля бывает:

• однообъёмная, когда в одном объёме располагаются моторный, пассажирский и грузовой отсек (примером могут служить минивэны или фургоны);
• двухобъёмная, в котором предусмотрен моторный отсек, а места для пассажиров и груза объединены в одном объёме (универсалы, хэтчбеки, кроссоверы и внедорожники);
• трёхобъёмная, где предусмотрены отдельные отсеки для каждой части кузова автомобиля – грузовой, пассажирской и моторной (пикапы, седаны и купе).

В зависимости от характера нагрузки кузов может иметь три типа:

• несущий;
• полунесущий;
• разгруженный.

Большинство современных легковых автомобилей имеет несущую конструкцию, которая воспринимает все действующие на машину нагрузки. Общее устройство кузова легкового автомобиля предусматривает наличие следующих основных элементов:

• лонжеронов, представляющих собой несущие балки в форме прямоугольной профильной трубы, они бывают передние, задние и лонжероны крыши;

Кузовная несущая система. Данная система позволяет понизить массу автомобиля, снизить центр тяжести, а значит, повысить устойчивость при движении

• стоек – элементов конструкции, поддерживающих крышу (передние, задние и средние);
• балок и поперечин, которые бывают у крыши, лонжеронов, под опорами двигателя, и каждым рядом сидений, имеется также передняя поперечина и поперечина радиатора;
• порогов и пола;
• надколёсных ниш.

Работа мотора

Чтобы лучше понять принцип работы, нужно в деталях разобрать, из чего состоит двигатель автомобиля.

Корпусом является блок цилиндров. Внутри него находятся каналы, охлаждающие и смазывающие мотор.

Поршень — это не что иное, как пустотелый металлический стакан, наверху которого находятся канавки колец.

Поршневые кольца, расположенные внизу, маслосъемные, а наверху — компрессионные. Последние обеспечивают хорошее сжатие и компрессию воздушно-топливной смеси. Их применяют как для достижения герметичности камеры сгорания, так и в качестве уплотнителей для предотвращения попадания туда масла.

Кривошипно-шатунный механизм ответственен за возвратно-поступательную энергию движения поршней на коленчатый вал.

Итак, понимая из чего состоит автомобиль, в частности, его двигатель, разберемся в принципе работы. Топливо сперва попадает в камеру сгорания, перемешивается там с воздухом, свеча зажигания (в бензиновом и газовом вариантах) выдает искру, воспламеняя смесь, или же смесь воспламеняется сама (в дизельном варианте) под действием давления и температуры. Сформированные газы заставляют поршень двинуться вниз, передавая движение коленчатому валу, из-за чего он начинает вращать трансмиссию, где движение передается колесам передней, задней оси или обеим сразу, в зависимости от привода. Немного позже коснемся и того, из чего состоит колесо автомобиля. Но обо всем по порядку.

Автомобильный двигатель, его виды

Сердцем авто, его главным узлом является двигатель. Именно эта часть автомобиля создаёт крутящий момент, который передаётся на колёса, заставляя машину перемещаться в пространстве. Сегодня существуют следующие основные виды автодвигателей:

• ДВС или двигатель внутреннего сгорания, который для получения механической энергии использует энергию сжигаемого в его цилиндрах топлива;
• электродвигатель, работающий от электрической энергии аккумуляторных батарей или водородных элементов (автомобили на водородных элементах сегодня уже имеются у большинства ведущих автостроительных компаний как опытные образцы и даже имеются в мелкосерийном производстве);
• гибридные двигатели, соединяющие в одном агрегате электродвигатель и ДВС, соединительным звеном между которыми выступает генератор.

Он являет собой комплекс механизмов, которые преобразуют тепловую энергию сгорающего в его цилиндрах топлива в механическую
По типу сжигаемого топлива все ДВС делятся на следующие разновидности:

• бензиновые;
• дизельные;
• газовые;
• водородные, в которых топливом выступает жидкий водород (устанавливаются лишь на опытных моделях).

По конструкции ДВС бывают:

Вибрации автомобиля: признаки, причины и решение проблемы

Трансмиссия

Главное назначение трансмиссии состоит передаче крутящего момент от коленчатого вала двигателя на колёса. Элементы, из которых она состоит, носят такие названия:

• Сцепление, представляющее собой два фрикционных диска, прижатых друг к другу, которые соединяют коленвал двигателя с валом редуктора. Это соединение валов двух механизмов выполнено разъёмным, чтобы, отжимая диски, можно было разорвать связь двигателя и редуктора, для переключения передачи и изменения скорости вращения колёс.

Это силовая передача, осуществляющая взаимосвязь двигателя с ведущими колесами автомобиля

• Коробка передач (или редуктор). Этот узел служит для изменения скорости и направления движения авто.
• Карданная передача, представляющая собой вал с шарнирными соединениями на концах, служащий для передачи крутящего момента задним приводным колёсам. Она используется только в заднеприводных и полноприводных машинах.
• Главная передача, расположенная на приводном мосту автомобиля. Она передаёт крутящий момент от карданного вала полуосям, изменяя направление вращения на 90о.
• Дифференциал – это механизм, служащий для обеспечения разных скоростей вращения правого и левого приводных колёс при поворотах автомобиля.
• Приводные валы или полуоси – элементы, передающие вращение колесам.

В полноприводных машинах имеется раздаточная коробка, распределяющая вращение на обе оси.

Как работает пневмоподвеска автомобиля

Механическая КПП

Механизм для ступенчатого изменения передаточного числа. Выбор скорости на МКПП осуществляется вручную, водителем автомобиля. Основная функциональная составляющая такой коробки реализуется за счёт механических устройств, поэтому она так и названа.

Различают двухвальные и трёхвальные коробки. Здесь есть главный, второстепенный и промежуточный валы. Для безударного и комфортного переключения скоростей предусмотрены синхронизаторы. Образец двухвальной КПП установлен на Ваз 2104, 2105, 2109.

Ходовая часть

Комплекс механизмов и деталей, служащих для перемещения автомобиля и погашения, возникающих при этом вибраций и колебаний, называется ходовой частью. К ходовой части относятся:

• рама, к которой крепятся все остальные элементы ходовой части (в безрамных машинах для их крепления используются элементы кузова автомобиля);

Ходовая часть – это комплекс устройств, при взаимодействии которых осуществляется перемещение автомобиля по дороге

• колёса, состоящие из дисков и шин;
• передняя и задняя подвеска, которая служит для гашения колебаний, возникающих во время движения, и бывает рессорная, пневматическая, пружинная или торсионная, в зависимости от применяемых демпфирующих элементов;
• балок мостов, служащих для установки полуосей и дифференциалов, они имеются только в авто с зависимой подвеской.

Большинство современных легковых автомашин имеют независимую подвеску, и балки мостов у них отсутствуют.

Рулевое управление

Для нормального перемещения на автомобиле водителю необходимо совершать повороты, развороты или объезды, то есть отклоняться от прямолинейного движения, или просто контролировать свою машину, чтобы её не увело в сторону. Для этого в её конструкции предусмотрено рулевое управление. Это один из самых простых механизмов в автомобиле. Как называется часть элементов, рассмотрим ниже. Рулевое управление состоит из:

• руля с рулевой колонкой, так называется обычный вал, на котором жёстко насажено рулевое колесо;

Эти устройства состоят из рулевого управления, которое связано с передними колесами рулевым приводом и тормозами

• рулевого механизма, состоящего из зубчатой рейки и шестерни, насаженной на вал рулевой колонки, он преобразовывает вращательное движение рулевого колеса в поступательное перемещение рейки в горизонтальной плоскости;
• рулевого привода, передающего воздействие от рейки рулевого механизма колёсам, для их поворота, и включающего в себя боковые тяги, маятниковый рычаг и поворотные рычаги колёс.

В современных авто используется дополнительный элемент – усилитель руля, позволяющий водителю прилагать меньшее усилие для обеспечения поворота рулевого колеса. Он бывает следующих видов:

• механический;
• пневмоусилитель;
• гидравлический;
• электрический;
• комбинированный электрогидроусилитель.

Рейлинги на крышу автомобиля Лада Калина

Типы независимых подвесок

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Тормозная система

Важной частью машины, обеспечивающей безопасность управления, является тормозная система. Главное её назначение состоит в том, чтобы принудительно остановить движущееся транспортное средство. Она также используется, когда необходимо резко сбросить скорость движения авто.

Существует три варианта системы торможения: рабочая, стояночная, запасная
Тормозная система бывает следующих видов по типу привода:

• механическая;
• гидравлическая;
• пневматическая;
• комбинированная.

На современных легковых авто устанавливается тормозная система с гидроприводом, которая состоит из следующих элементов:

• педали тормоза;
• главного гидроцилиндра тормозной системы;
• заправочного бачка главного цилиндра, для заправки тормозной жидкости;
• вакуумного усилителя, имеющегося не во всех моделях;
• системы трубопроводов для переднего и заднего тормоза;
• тормозных цилиндров колёс;
• тормозных колодок, прижимаемых колесными цилиндрами к ободу колеса при торможении транспортного средства.

Тормозные колодки бывают дисковые или барабанные и имеют возвратную пружину, которая отжимает их от обода колёс при завершении процесса торможения.

Электрооборудование, которое представляет собой совокупность электрических приборов и аппаратов, обеспечивающих нормальную работу двигателя
Смотрите также:

Типы кузова автомобилей

Принцип действия зажигания

Совокупность приборов, отвечающая за появление искры в необходимый момент, именуется системой зажигания и является частью электрооборудования. Нормальная работа бензинового двигателя невозможна без системы зажигания. Выделяют три основных вида систем зажигания, схожих по принципу действия, но различающихся по конструкции.

• электронная;
• контактная;
• бесконтактная.

Устройство системы зажигания

Когда машину заводят, источником питания выступает аккумулятор, после, эта функция передается генератору (во время работы двигателя).

Устройство, использующееся для передачи напряжения.

Устройство необходимое для накопления необходимой энергии. Бывают индукционные (в виде катушки) и емкостные накопители.

Система представляет собой блок и коммутатор. Распределитель может быть электронным либо механическим. Отвечает за подачу энергии.

Фарфоровый изолятор с двумя электродами, расположенными близко друг с другом. Отвечает за создание искры для воспламенения.

Основные этапы работы зажигания:

• накопление и подача необходимого уровня заряда;
• высоковольтное преобразование;
• момент распределения;
• образование искры;
• воспламенение топлива.

Электрооборудование

Одна из наиболее сложных систем легковых авто с множеством самых разных элементов и соединяющих их проводов, опутывающих весь корпус автомобиля, – это электрооборудование, которое служит для обеспечения электроэнергией всех электротехнических устройств и электронной системы. Электрооборудование включает в себя следующие устройства и системы:

• аккумуляторную батарею;
• генератор;
• систему зажигания;
• световую оптику и систему освещения салона;
• приводы электродвигателей вентиляторов, стеклоочистителей, стеклоподъёмников и других устройств;
• обогрев стёкол и салона;
• всю электронику автоматической коробки передач, бортового компьютера и защитных систем (ABS, SRS), управления двигателем и других;
• гидроусилитель руля;
• противоугонную сигнализацию;
• звуковой сигнал.

Это неполный перечень устройств, входящих в электрооборудование авто и потребляющих электроэнергию.

Устройство кузова автомобиля и всех его составных частей необходимо знать каждому водителю, чтобы поддерживать машину всегда в исправном состоянии.

Основные элементы автомобиля

Очень правильно начинать вождение именно с изучения общего устройства автомобиля. Никогда не знаешь, что может произойти в пути. Банально водитель должен понимать, где находится двигатель, чем отличается моторное масло от смазки для коробки передач, либо отличать радиатор печки от радиатора охлаждения двигателя.

Конструктивно машину можно разделить на 5 компонентов. Современный автомобиль состоит из:

• кузова;
• ходовой части;
• трансмиссии;
• мотора;
• систем управления и электрооборудования.

Не вдаваясь в более тонкие нюансы и подробности, нужно изучить особенности каждой составной части транспортного средства.