Загальна інформація
Застосування
Рис. 1: установка досліду
Пасова передача - це передача гнучким тяговим елементом, зазвичай замкненим пасом, що передає рух чи силу між далеко рознесеними частинами механізму. У пасових передачах сила передається, як правило, силами тертя, тобто через тертя між пасом і шківом.
Пасову передачу застосовують у різних машинах, наприклад в автомобілі для привода генератора, у пральних машинах чи верстатах, а також у штанзі Доріо для привода стоматологічних бормашин.
Інша інформація (1/2)
Попередні знання
Учням потрібні попередні знання про «пасову передачу». Ідеально, якщо учні вже вміють відрізняти відкриту пасову передачу від перехрещеної.
Принцип
На одноступеневій пасовій передачі слід продемонструвати будову і принцип дії пасової передачі.
Інша інформація (2/2)
Навчальна мета
Учні мають докладніше зрозуміти, як працюють пасові передачі. Учні також мають ознайомитися з різними видами пасових передач і розпізнавати передавальні числа.
Завдання
Учні мають поспостерігати й записати обертання пасової передачі з різним напрямком обертання та зрозуміти принцип дії пасової передачі.
Правила безпеки
Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.
Теорія (1/2)
Пасова передача - це передача гнучким тяговим елементом, зазвичай замкненим пасом, що передає рух чи силу між далеко рознесеними частинами механізму. У пасових передачах сила передається, як правило, силами тертя, тобто через тертя між пасом і шківом.
У досліді йдеться про відкриту й перехрещену пасові передачі.
Відкрита пасова передача: у ній пас проходить через два шківи, осі яких паралельні, а напрямок обертання однаковий. Напрямок обертання легко змінити на протилежний. Можна працювати з дуже великими швидкостями паса.
Перехрещена пасова передача: перехрещені пасові передачі застосовують тоді, коли шківи мають обертатися в протилежних напрямках. Вони потребують відносно великої відстані між шківами і мають бути сконструйовані так, щоб вітки паса не торкалися одна одної.
Теорія (2/2)
Для передавання сил визначальним є передавальне число :
де
= частота обертання ведучого шківа, а
= частота обертання веденого шківа.
Отже, справджується:
= діаметр ведучого шківа, а
= діаметр веденого шківа.
Обладнання
| Позиція | Обладнання | Артикул | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Магнітна демонстраційна дошка PHYWE зі штативом, демо з фізики | 02150-00 | 1 |
| 2 | Вал на магнітному тримачі | 02151-04 | 2 |
| 3 | Ступінчасте колесо | 02360-00 | 1 |
| 4 | Гумові кільця, 50 шт. | 03920-00 | 1 |
| 5 | Лабораторний маркер, змивний, чорний | 46402-01 | 1 |
| 6 | Струбцина | 02014-01 | 2 |
Складання та виконання
Складання
- Викрути вали з різьбових отворів, насади на кожен по одному шківу ступінчастого колеса і міцно закрути вали.
- Розмісти магнітні тримачі на демонстраційній дошці так, щоб накинуте на жолобки шківів гумове кільце мало достатній натяг, а шківи ще легко оберталися; позначки на шківах мають бути в добре помітному вихідному положенні (рис. 2)
- Настроми корбу на великий шків і зроби нею один оберт; стеж при цьому за рухом обох позначок, а також за напрямками обертання шківів.
Рис. 2
Виконання
Рис. 3
- Замалюй напрямки обертання маркером на дошці (рис. 1) і запиши спостереження (1)
- Настроми корбу на малий шків, виконай обертання - також у різних напрямках - і запиши спостереження.
- Зніми пас і накинь його знову перехрещеним (рис. 3); для цього трохи посунь один із валів на магнітному тримачі, аж поки пас буде достатньо натягнутий, а шківи ще легко обертатимуться.
- Дій із пасовою передачею так само, як і перед тим, і запиши спостереження (2)
Протокол
Спостереження
- Малий шків робить за той самий час удвічі більше обертів, ніж великий. Напрямки обертання обох шківів однакові.Якщо великий шків приводиться в рух малим, то напрямки обертання так само однакові, а ведений великий шків робить за той самий час удвічі менше обертів, ніж малий.
- За перехрещеного паса щодо частот обертання справджується те саме, що й за неперехрещеного. Але напрямки обертання обох шківів тепер протилежні.
Опрацювання результатів (1/2)
Пасові передачі слугують для передавання сил, передавання далі й перетворення обертальних рухів. Пас при цьому передає обертальні моменти з одного шківа на інший.
Сили передаються завдяки зчепленню тертям між пасом і робочими поверхнями шківів. Для передавання сил визначальним є передавальне число i: де
частота обертання ведучого шківа, а
частота обертання веденого шківа.
Якщо - число обертів шківа за час , то справджується:
і, отже, .
У пасовій передачі без прослизання колові швидкості обох шківів однакові:
.
Опрацювання результатів (2/2)
Отже, справджується:
(d = діаметр).
Звідси випливає:
.
Отже, передавальне число можна визначити як частку від ділення діаметра веденого шківа на діаметр ведучого.
У виконаному досліді і , тобто відношення . Отже, малий шків обертається вдвічі швидше за великий, незалежно від того, веде він чи його ведуть.
Передавальне число в досліді мало спершу значення 1/2, а потім 2/1.
Зауваження
Передавальні числа 2/1 = 2 і 1/2 = 0,5 у досліді точно не досягаються:
Жолобки для привідних пасів залягають приблизно на 0,5 мм углиб, тому відношення діаметрів становлять приблизно 2,03 і 0,49.
Обидві продемонстровані в досліді передачі називають також відкритою і перехрещеною пасовими передачами.
Пасові передачі мають ту перевагу, що ними можна передавати обертальні рухи між валами, які досить далеко один від одного. Порівняно із зубчастими передачами, де зчеплення відбувається за формою, вони мають той недолік, що при передаванні великих обертальних моментів може виникати прослизання.
Технічні застосування пасових передач учні знають, зокрема, із фотографій старих цехів, а також як клинопасову передачу від колінчастого вала до генератора в автомобілі.
Завдання
Питання
У перехрещеній зубчастій передачі числа зубців коліс становлять = 5 см і = 10 см.
1. чи змінюється напрямок обертання?
2. Обчисли, скільки обертів за секунду робить велике колесо (𝑅2), якщо мале (𝑅1) обертається 20 разів за секунду.
Питання