Инженер начинается в шлоле

Движущие силы в технике — это те силы, которые приводят в действие машины и механизмы, преодолевая возникающие в них силы сопротивления. Машины могут выполнять различную работу — тяжелую и легкую — и преодолевать различное сопротивление, поэтому величина необходимой движущей силы оказывается различной, так же как и зависящая от силы мощность двигателя. Мощность, развиваемая двигателем, зависит от силы сопротивления и скорости на валу: где: Р — сила сопротивления в кг; v — скорость движения в м/сек. Или в системе СИ: где: Р — сила в ньютонах; v — скорость в м/сек. Из формул следует, что: увеличение силы сопротивления, так же как и увеличение скорости, требует повышения мощности двигателя, что влечет за собой увеличение расхода топлива или энергии; при одной и той же мощности двигателя развиваемая им движущая сила будет тем больше, чем меньше скорость. Эти выводы юный техник обязан учитывать в процессе конструирования своих машин и моделей. Например, если для модели правилами задан двигатель вполне определенной мощности, превышать которую нельзя, то для достижения высоких скоростей необходимо всячески уменьшать силы сопротивления. В тех же случаях, когда требуется большая движущая сила, ее можно получить даже от маломощного двигателя — за счет уменьшения скорости — путем подбора передачи от двигателя к исполнительному механизму. Наглядным тому примером могут служить вальцы (рис. 8), которые с помощью двигателя от швейной машинки легко сгибают в трубку широкую стальную полосу толщиной до двух миллиметров, или автомобильчик «Муравей», приводимый в движение микродвигателем с одной плоской батарейкой от карманного фонарика, но способный перевозить груз, подчас тяжелый даже для школьника-старшеклассника.

качения рассказано в разделе «Детали и передачи вращательного движения». Последний вид трения — трение покоя — проявляется в тех случаях, когда тело неподвижно. Стремясь переместить это тело по поверхности другого, мы и будем преодолевать трение покоя. Сила трения покоя проявляется в местах соприкосновения неподвижных тел с поверхностью, на которой они находятся. Например, между нижней поверхностью тяжелого ящика и поверхностью, на которой он стоит, или линией соприкосновения колеса железнодорожного вагона и рельса. Большая сила трения покоя мешает, например, сдвинуть с места шкаф с книгами, его приходится сначала опустошить и тем силу трения уменьшить, а затем уж двигать. Иногда малая сила трения может создать большие неприятности и даже привести к печальным последствиям. Например, на скользкой дороге ведущие колеса автомобиля проскальзывают (буксуют), и машина становится плохо управляемой, не может преодолеть даже незначительный подъем. Если же на дороге возникнет неожиданное препятствие и водитель резко нажмет на тормоз — колеса перестанут вертеться, но машина сразу не остановится, а будет скользить — пойдет юзом. Поэтому при экстренном торможении машину нередко заносит в кювет, разворачивает поперек дороги, ставит на пути движения других машин, переворачивает набок и даже вверх колесами. Таким образом, малая сила трения для транспорта один из источников дорожных происшествий. Плохое сцепление подошв обуви с дорогой вовремя гололеда опасно и для пешеходов. Поэтому для повышения коэффициента трения дороги и тротуары посыпают песком, на трамваях и локомотивах устанавливают песочницы, из которых песок высыпается на рельсы. Увеличение силы трения важно не только для создания безопасности на улицах. Оно необходимо и для успешной работы станков и машин. При недостаточном трении будут проскальзывать приводные ремни, окажется мало эффективной фрикционная передача, станут ненадежными тормозные устройства. Для повышения коэффициента трения плоскоременной передачи увеличивают натяжение ремня, посыпают его канифолью, устанавливают натяжные устройства; где это возможно, заменяют плоскоременную передачу — клиноременной, для тормозов подбирают материалы с большим коэффициентом трения.

Технические условия. 1. Удельный вес мусора 2,5 т/м3. 2. Емкость ящика должна быть больше необходимой на 20% (чтобы мусор не высыпался). 3. Для подъема лебедкой ящик должен иметь крюки. 4. Для передвижения по земле ящик должен иметь управление и колеса на шариковых подшипниках. 5. Дно ящика должно для быстрой выгрузки мусора откидываться на две половины дистанционным устройством. Пример 2. В пионерском лагере надо построить пешеходный мостик (рис. 25) через ров шириной 3 м. Ширина мостика 1 м (чтобы могли одновременно пройти двое). Требуется определить размеры деревянных брусьев, несущих на себе настил мостика, исходя из условий обеспечения прочности. Решение. При проведении расчета необходимо учесть максимальную возможную нагрузку. Считаем, что на мостике могут одновременно столпиться 20 человек взрослых. Принимаем допускаемое напряжение для дерева (сосны) — 100 кг/см2. Из условий прочности находим необходимый момент сопротивления по формуле: Мостик конструируем из двух брусьев — балок с настилом из досок. Требуемый момент сопротивления каждого бруса-балки Используем брусья прямоугольного сечения с отношением сторон Округленно принимаем а=80 мм; £=160 мм. Настил делаем из досок толщиной 30 мм, шириной 150— 200 мм. Доски настила расчетом не проверяем, так как и без того ясно, что прочность их будет обеспечена. Задание № 10. Сконструировать для описанного мостика перила по обеим его сторонам. Технические условия. Обеспечить необходимую прочность, считая, что на перила с одной стороны мостика могут облокотиться одновременно до четырех взрослых человек и что за них может схватиться при падении случайно споткнувшийся прохожий (динамическая нагрузка). Выбрать наиболее рациональную форму сечения перил.