Коллектив авторов - Большая энциклопедия техники

Шатун

Шатун – звено рычажного механизма, образующее кинематические пары только с подвижными звеньями. Шатун выполняют в виде одной или нескольких жестко соединенных между собой деталей. Обычно шатун имеет отверстия, цапфы, направляющие – элементы кинематических пар, посредством которых он взаимодействует с другими звеньями. Шатун может быть соединен с тремя подвижными звеньями посредством двух вращательных пар. Кроме того, возможны и другие сочетания элементов кинематических пар, например, в коромыслово-кулисном мханизме коромысло и кулиса взаимодействуют посредством шатуна. Такой механизм служит для преобразования качательного движения входного звена (коромысла или кулисы) в качательное движение входного звена (другой кулисы или коромысла). Другой пример применения двух шатунов – механизм косилки сельскохозяйственной машины. В данном примере через первый шатун, рычаг и второй шатун движение звеньев от привода преобразуется в возвратно-поступательное движение ножа, срезающего траву.

Шатун также является важной составной частью кривошипно-ползунного механизма, в котором он шарнирно соединен с ползуном и кривошипом. В процессе работы такого механизма крайние точки хода ползуна получаются в том случае, когда центры шарниров кривошипа и шатуна располагаются на одной линии.

В кулачково-мальтийском механизме шатун является важным подвижным элементом, имеющим зацепление посредством цевки с выходным звеном.

В указанном механизме шатун движется относительно кулисы возвратнопоступательно вследствие его взаимодействия с неподвижным кулачком. Применяют кулачково-мальтийский механизм в станках-автоматах и автоматических линиях.

Шевронное колесо (шевронное зубчатое колесо) представляет собой цилиндрическое зубчатое колесо, венец которого по ширине состоит из участков с правыми и левыми зубьями.

Часть венца шевронного колеса, в пределах которого линии зубьев имеют одно направление, называют полушевроном.

Шевронное колесо используют в специальной шевронной цилиндрической передаче, которая относится к тяжело нагруженной передаче.

Шестерня – зубчатое колесо с меньшим числом зубьев по сравнению с другим зацепляющимся с ним зубчатым колесом.

Шестерни в сочетании с зубчатыми колесами широко применяются в различных механических системах, в том числе в токарно-винторезных станках (в частности, в коробках скоростей и коробках подач) и других станках и машинах.

Шестерня является важным составным элементом в таких механизмах, как:

  1) параллелограммно-реечном, предназначенном для получения прерывистого однонаправленного вращения выходного звена в виде шестерни при непрерывном однонаправленном вращении входного звена – кривошипа. В таком механизме шестерня совершает прерывистое движение;

  2) поворот-стол станка, где шестерня взаимодействует с зубчатым сектором, при этом от шестерни движение передается столу через зубчатую пару, а при отключении шестерни от зубчатого сектора стол станка останавливается;

  3) поворотный механизм – устройство для углового перемещения одной части какой-либо машины (транспортной, землеройной, грузоподъемной и др.) относительно другой. В указанном механизме (полноповоротном) шестерня является важным выходным звеном редуктора, взаимодействующим с зубчатым колесом, установленным на раме машины (например, полноповоротного ковшового экскаватора); шестерня, обегая зубчатое колесо, поворачивает платформу, на которой базируется главная часть машины;

  4) реверсивный, где в трех вариантах исполнения данного механизма с автоматическим переключением используются шестерни: в первом варианте две шестерни взаимодействуют с внутренними и внешними венцами; во втором варианте коническая шестерня обкатывается по коническому венцу с одной и другой стороны; в третьем варианте одна шестерня является очень важным входным звеном, а другая поочередно зацепляется с внешним или внутренним венцом, при этом вращается соответственно в ту или иную сторону.

Таким образом, из приведенных выше примеров видно, что шестерня является очень важным элементом различных механизмов и устройств. Из специальных исследований работы шестерен получен такой вывод: чем большую твердость имеют зубья у шестерен, тем большую нагрузку выдерживает соответствующая передача. Для изготовления шестерен используют специальные легированные стали, в частности: 50С2Г, нормализованная сталь 35 ХГС, 25Х2 ГНТА, 12Х2 НУА, 38ХВФЮА-С и др. При изготовлении шестерен сталь (или другой материал) подбирается с учетом особенностей режима работы механизма или устройства, в котором они будут установлены.

Для механизмов слабонагруженных, но работающих в агрессивной среде, для изготовления шестерен используются такие пластмассы, как капролон и фторопласт, обладающие не только химстойкостью, но и высокой прочностью.

Шип вала является аналогом цапфы, выполняется в виде выступа на валу и предназначен в основном для восприятия радиальной нагрузки. Кроме того, шипы на валах устраивают для увеличения прочности в местах, испытывающих значительные нагрузки на изгиб или излом.

Шкив (от голл. schijf) – колесо с широким ободом, охватываемым ремнем или канатом (или транспортерной резинотканевой лентой). Шкив – такое же древнее изобретение человечества, как и колесо: с появлением колеса появились и шкивы, которые на разных языках народов мира назывались по-разному. Мореплаватели-голландцы, ходившие в далекие путешествия по морям и океанам, называли колесо шкивом, потому что оно применялось в больших количествах на парусных судах, где оно выполняло важную функцию при креплении парусов и различных грузов с помощью пеньковых канатов. На этих же судах имелись и лебедки для подъема самых различных грузов, начиная от мешков с сахаром и кончая пушками. Шкивы разных видов и размеров широко применяются в современных подъемных механизмах и машинах. Например, в лебедке двухскоростной, устанавливаемой в системе подъема и опускания лифтов – пассажирских и грузовых, применяются два шкива – канатоведущий и шкив тормоза. Другой пример – механизм литцекрутильной машины, где пучок проволок токопроводящих жил перемещается путем вращения тягового шкива. С этим же шкивом посредством зубчатой пары связан счетчик длины скрученной жилы электрического кабеля. Практически во всех подъемных механизмах, предназначенных для преимущественно вертикального перемещения различных грузов, применяется канатоведущий шкив (в частности, в автомобильных и гусеничных подъемных кранах различной грузоподъемности – от 3 до 50 т и более). (Примечание: канатоведущий шкив в грузоподъемных механизмах – это шкив с направляющими канавками, охватываемый канатами (или тросами) и передающий им тяговое усилие благодаря силам трения между поверхностью канавок и канатом.) Используют такие шкивы также и в шахтных подъемных машинах.

Шлицевое соединение, зубчатое соединение, пазовое соединение – подвижное или неподвижное соединение двух деталей, имеющих пазы и выступы (выступы одной детали входят в пазы другой).

В различных механизмах применяют преимущественно прямобочное шлицевое соединение. В некоторых малонагруженных механизмах применяются такие шлицевые соединения, как:

  1) эвольвентное;

  2) мелкозубое треугольное.

Для обеспечения концентричности деталей шлицевого соединения их центрируют по:

  1) внешнему диаметру;

  2) внутреннему диаметру;

  3) боковым поверхностям зубьев.

Шнек (от нем. Schnecke) – (то же, что винтовой транспортер) – транспортер, предназначенный для непрерывного транспортирования насыпных грузов, обычно в горизонтальной плоскости и с наклоном до 20°.

Шнек выполняется в двух вариантах:

  1) для крутонаклонного транспортирования;

  2) для вертикального транспортирования.

Шнек представляет собой полый внутри цилиндр (металлический, стальной) с винтовой поверхностью, помещенный в металлический стальной желоб.

Перемещение какого-либо сыпучего груза в желобе происходит при вращении шнека-винта.

Шнек широко используется на предприятиях стройиндустрии, на тепловых электростанциях, работающих на угле, и др.

Шнек изготавливают диаметрами от 100 до 800 мм.

Частота вращения шнека изменяется от 6 до 300 об/мин.

Шнек преимущественно используется в сельскохозяйственных машинах.

Шпилька (в технике) – металлический стальной стержень небольших размеров (по длине и диаметру) с резьбой на обоих концах, предназначен для крепления каких-либо деталей в механизмах, машинах, оборудовании, специальных разъемных приспособлениях. Крепление деталей с помощью шпильки осуществляется путем навинчивания гаек с обеих сторон, с предварительной установкой двух или более шайб (на концах шпильки).