Как сделать механизм туда сюда

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 02.09.2024

Трехтысячный год до нашей эры. Действо разворачивается на территории современного графства Уилтшир в Англии на живописных солсберийских равнинах.

Шумная ватага людей решительно тащит громадный тридцатитонный кремнистый песчаник, распространенную горную породу местности, в то время, как в арьергарде камне-человеко-колонны кипит основная работа: туда-сюда то и дело снуют крепкие ребята с бревнами, оперативно перекатывая и подкладывая спереди округлые деревяшки, выкатившиеся из-под камня сзади.

Короче говоря, транспортировочная суета.

Вот так, в нескольких словах можно описать процесс самой загадочной и мистической стройки человечества — процесс сооружения мегалитического Стоунхенджа.

Никому доподлинно неизвестно, кто возвел это чудо света — кельтские ли жрецы, может, древние бритты, предки современных французов, свидетели Мерлиновой бороды или инопланетяне.

Неизвестно и то, какую цель преследовали возводившие: археологи, историки и ученые всего мира до сих пор бьются над разгадками тайн постройки этого сооружения каменного века, неофициально именуемого восьмым чудом света.

Рисунок 1. Одна из древнейших комплексных стройплощадок человечества — неолитический Стоунхендж.

Однако одно все же известно.

Наши предки, еще задолго до изобретения колеса, кое-что таки смыслили в физике. Иначе как бы им удавалось в двадцать-тридцать рук перемещать на огромные расстояния объекты массой более тридцати тонн?

Что такое механизм?

История стара как мир: при меньшем получить больше.

Таков закон нашего существования в природе. Ресурсы человека ограничены, условия жизни — быстротечны и непредсказуемы, потребности — велики. А чтобы процветать и выживать, не нарушая пропорции данных трех переменных, необходимо умение не только подстраиваться, но и использовать с умом то, что дано. В конце концов, умение облегчить себе труд и превысить мышечные возможности — это то, что выделяет нас на фоне других представителей царства животных.

Именно поэтому технологические решения всегда развивались параллельно с человеком. Мы всегда были, есть и будем в поиске. В поиске того, что могло бы помочь нам выгадывать больше, вкладываясь меньше. И практически все, что мы придумывали во имя этой цели на протяжении тысячелетий, так или иначе можно отнести к понятию механизма.

Рисунок 2. Лопата? Лопата! Вообще-то является механизмом рычагового типа.

Ему можно дать следующее краткое определение:

Простой механизм — устройство, служащее для преобразования силы.

Основы простых механизмов

Для того чтобы понять, за счет чего простой механизм облегчает работу, или примитивным языком — почему бутылку открывашкой вскрыть проще, чем руками, — вспомним с формулу прошлых уроков и проанализируем входящие в ее состав величины:

Механическая работа всегда связана с двумя переменными: силой $F$ и перемещением $s$.

По математике формул очевидно, что с увеличением расстояния перемещения, сила, необходимая для совершения того же объема работы, уменьшается.

К тому же, так как сила — вектор, с помощью механизма мы можем изменять не только ее величину, но и направление.

Механизм может менять расстояние применения силы $s$. Представьте, что вам в руки дают перевязанную стопку книг и просят поднять ее на второй этаж. Варианта два. Первый, для любителей погорячее: попробовать стопку закинуть.

Второй, вменяемый: поднять ее постепенно по лестнице. Лестница увеличивает расстояние применения силы $s$, поскольку длина траектории гипотенузы больше, чем у любого из катетов, однако сил при этом прикладывать придется меньше. Иными словами, идти дольше, но идти-то проще.

Рисунок 3. Упрощенный расчет длин траекторий лестницы на примере прямоугольного треугольника.
Принцип: пройти два лишних метра, затратив при этом меньше мышечных сил.

Механизм может менять величину значения силы $F$. Вернемся к разговорам о содержимом кухонного ящика и подумаем о лежащей там открывашке. Прикладывая небольшую силу к концу ручки открывашки, вы легко откупорите любую бутылку, ведь на крышку будет действовать б?льшая сила на другом конце.

Попробуйте отпилить от открывашки половину ручки, но проделать наряду с этим те же действия: вы сразу почувствуете, что теперь открывать бутылку стало в разы сложнее, потому что изменилась величина значения силы $F$. Не в нашу пользу.

Флаг тридцать тонн не весит, но с помощью механизма мы задали силе противоположное направление и немного выиграли — лезть никуда не придется.

Принцип механического выигрыша

Определить выигрыш с точки зрения физики можно так:

Механический выигрыш — величина увеличения силы, получаемая в результате работы простого механизма.

Величина работы никогда не меняется — меняется либо сила, либо расстояние. Выигрыш рассчитывается отношением двух сил:

где $F_1$ — сила, с которой механизм действует на тело, $F_2$ — сила, с которой механизм приводится в действие.

Виды простых механизмов

Простые механизмы по своей конструкции делятся на два типа: рычаг и наклонная плоскость.

У рычага встречается две разновидности — блок и ворот. Наклонная плоскость так же встречается с двумя разновидностями — винтом и клином.

Ну, чисто технически вы будете правы, если скажете, что мир устроен и построен на шести простых механизмах.

Рычаг

Рычаг. Представляет собой перекладину, которая вращается вокруг неподвижной точки опоры. Рычаг помогает поднимать тяжелые предметы, уравновешивать их. Пример простого рычага — качели-балансиры.

Блок. Разновидность рычага. В простом понимании представляет собой веревку, намотанную на колесо.

Облегчает работу тем, что меняет направление силы. К тому же, тянут веревку обычно вниз, поднимая тем самым груз наверх. А это значит что? Правильно: нам еще и помогает сила тяжести.

Ворот

Наклонная плоскость

Наклонная плоскость. Ранее упомянутый нами в примере лестничный проем — яркий пример того, как выглядит механизм по типу наклонной плоскости.

Это поверхность, у которой один край расположен выше другого. Кстати, именно в наклонных плоскостях кроется секрет постройки древних пирамид Египта.

Винт. Если взять наклонную плоскость, обернуть ее вокруг цилиндра, то мы получим винт — механизм, который используется для того, чтобы что-то опускать, поднимать или обычно просто дабы удерживать два тела вместе.

Типичная крышка от банки или бутылки — показательный пример винта. А вот вкрутить даже маленький винтик — задача времязатратная, поскольку винтовые механизмы значительно увеличивают расстояние применения силы. Чтобы сравнить, можно взять два винта и кусок поролона: один винт в него вдавить, другой вкрутить. А теперь попробуйте вдавить винт в стену…

Клин. Если представить две наклонные плоскости, сходящиеся в одной точке, выйдет то, что называется клином.

Он помогает удерживать предметы на месте, но, что важнее, раскалывать тела или отделять от них части.

Ножи, мечи, топоры и прочие режущие предметы по механике действия классифицируются как клины. Кстати, на корпусе самолета они тоже есть: самолетные клинья помогают рассекать при движении воздух подобно тому, как кухонный нож прорезает свежий огурчик.

Этимология фразеологизма тесно связана с тем, как в старину раскалывали массивные бревна.

Ни клин не достать обратно, ни дров не нарубить. Поэтому рядом с забитым клином вбивали рядом другой — так, чтобы второй заходил глубже и вышибал первый. И так далее, и тому подобное, до тех пор, пока деревянный брусок не расколется напополам.

Итоги

А давайте забежим немного вперед и посчитаем. Допустим, среднестатистический человек способен поднять предмет весом около шестидесяти килограмм. Масса нашей планеты составляет примерно $5.9736 \cdot 10^$ кг, но для простоты расчетов округлим и возьмем $6 \cdot 10^$ кг. Какое же расстояние Архимеду пришлось бы преодолеть, чтобы поднять Землю?

Немного математической магии рычагов, о которой вы узнаете совсем скоро, и… выходит один миллион триллионов километров, он же квинтиллион.

Миллион триллионов выглядит неутешительно: 1 000 000 000 000 000 000. Даже из расчета скорости движения $1 м/с$ не то что жизни не хватит — не хватит и миллиарда жизней. Можете посчитать самостоятельно.

Подсказка: возраст Земли — четыре с половиной миллиарда лет. Так вот, пока Архимед будет двигать свой рычаг, Земля успеет пережить более 6000 циклов идущих друг за другом Больших взрывов и апокалипсисов.

Да и дали бы мы Архимеду точку опоры, пусть так. Вопрос в другом: как сконструировать рычаг такой неимоверной длины в земных условиях?

Не только дети любят автомобили с дистанционным управлением. Проводные танкетки применяли немецкие и японские войска в годы второй мировой войны. Использовали такие приспособления и в Чернобыле. Сделать такую систему управления можно из подручных средств.

Как сделать управление к машинке
Как сделать машинку с пультом управления
Как собрать машинку на пульте управления

- крупная машинка;
- 2 электродвигателя;
- гибкий многожильный кабель;
- пластмассовая коробка;
- лист фанеры;
- тумблеры;
- кнопки;
- батарейки;
- понижающий редуктор;
- набор инструментов.

Возьмите машинку с поворотным передним мостом. Иначе придется его делать самостоятельно. В продаже имеется довольно большой ассортимент таких игрушек.

Обеспечьте машинке передний и задний ход. К одному или обоим задним колесам через понижающий редуктор подключите электродвигатель. Электродвигатели могут быть одинаковыми. Их можно взять из старых игрушек, магнитофонов, CD-приводов и т.д. Годится любой небольшой мотор.

При отсутствии редуктора наденьте на выступающий участок оси мотора пластиковую или резиновую трубку. Подойдет ниппель от велосипеда. Установите двигатель так, чтобы обрезиненная часть оси входила во фрикционное соединение с внешней поверхностью одного из задних колес автомобиля.

Подберите батареи питания так, чтобы скорость автомобиля была приемлемой. Он не должен ездить слишком быстро, иначе им трудно будет управлять.

Для механизма поворота вырежьте из листа фанеры или пластика полукруг диаметром, равным длине передней оси автомобиля. Обычно рулевое управление игрушек осуществляется поворотом полностью, что несколько упрощает задачу создания механизма поворота. Со стороны днища автомобиля жестко закрепите полукруг на кронштейне крепления оси так, чтобы он не мешал вращению колес.Полукруг должен лежать горизонтально.

В зависимости от конструкции автомобиля, второй моторчик, то есть двигатель управления, можно расположить как вертикально, так и горизонтально. Но он должен быть на середине дуги. Важно, чтобы его обрезиненная ось, как и в первом случае, входила в зацепление с внешней дугой полукруга или с ближайшим к ней горизонтальным участком. Во втором случае хорошо бы прикрепить двигатель так, чтобы полукруг лежал сверху на обрезиненной оси. Подберите батарейки, чтобы поворот был плавным.

Пульт управления смонтируйте в пластмассовой коробке. Используйте 2 тумблера на 3 положения (то есть такие, у которых есть центральная нейтральная позиция). В этой конструкции батареи располагаются в самом автомобиле, поэтому все, что вам остается сделать - соединить гибким многожильным кабелем переключатели пульта управления с двигателями или батареями машинки. Сделать это необходимо так, чтобы в нейтральной точке обоих переключателей питание от двигателей отключалось. При положении выключателя хода "вперед-назад" полярность питания двигателя хода должна меняться в соответствии с положением тумблера. Точно так же положение переключателя поворота влево и вправо должно менять полярность двигателя механизма поворота.

Хотел бы посчитать себестоимость материалов механизма подъемного стола (компьютерный стол с изменяемой высотой столешницы) основанного на электродвигателе.

Как я понял, есть два подхода:
- использование одного электродвигателя, установленного на одну из двух опор стола, передача крутящего момента на вторую опору осуществляется через кардан
- использование двух электродвигателей, на каждую опору, синхронизированных контроллером

Мне не понятно, как устроен механизм в самой ноге?
Возможно там устанавливается механизм реечной передачи?
Как сделано в столах, которые продаются в магазинах?

пример:

Есть масса нюансов и небольших подсказок, как правильно работать на швейной машинке, а также как отрегулировать её своими руками в случае необходимости. Неприятности могут поджидать нас в самое неожиданное время, например, когда срочно нужно пошить вещь, а случилась какая-то маленькая поломка. 8 интересных швейных секретов, которые знают в основном механики, рассказаны в подробностях ниже!

Секрет № 1: швейная машина плохо продвигает ткань? Есть простое решение

Если во время шитья машинка плохо продвигает ткань, нужно просто отрегулировать зубцы. Они недостаточно сильно выходят на поверхность.

Отпускаем шестигранным ключом вот такой винт:

Регулируем эксцентрик и затягиваем обратно.

Секрет № 2: швейная лапка стоит не ровно

Это тоже не сложно отрегулировать!

Для этого открутите боковую панель.

На штоке держателя лапки всего один винт — немного откручиваем, ослабляем его. Теперь можно поворачивать лапку, как угодно. Фиксируем её ровно и закручиваем винт обратно.

Секрет № 3: машинка неправильно регулирует натяжение верхней нити

Для этой регулировки нужно также снять боковую панель. Нужно открутить два винта:

После того, как вы снимите механизм регулировки натяжения нити, ослабьте натяжение до нуля и проверьте, нет ли там грязи.

Если вы всё почистили, а натяжение по-прежнему плохое, значит, нужно усилить давление на пружину. Нажмите на пластину, закрутите и отпустите пластину. Давление на пружину увеличено.

Отрегулировать эту неисправность очень просто. Часто производитель ставит декоративные ножки с обратной стороны машинки.

А под ними есть винты, которыми можно отрегулировать машинку. Просто закручиваем поплотнее и надеваем ножки обратно. Теперь машинка стоит ровно и надежно!

Секрет № 5: шить на трикотажной ткани без специальной иглы

Обычная игла делает много пропусков на стрейч ткани. Чтобы решить проблему, можно опустить иглу на 2 мм.

Разница шитья таким способом очевидна (слева — после регулировки).

Секрет № 6: что это за отверстие на лапкодержателе?

Это отверстие необходимо для установки направляющих, которые помогут при стежке и вышивке.

Секрет № 7: как правильно пользоваться нитевдевателем швейной машины?

Поднимаем иглу в крайнее верхнее положение, после чего вставляем сам нитевдеватель в иглу за крючок слева-направо и всё! Игла заправлена.

Секрет № 8: слабое натяжение нити на шпульке

Вы знали, что на швейной машинке можно одновременно шить и наматывать нить на шпульку? Если же ваша машина не плотно наматывает нить на шпульку, необходимо увеличить натяжение нити. Для этого нужно сделать простую регулировку! Машинка сразу начнёт наматывать плотно и туго.

Подробнее о секретах регулировки и текущем ремонте швейной машинки своими руками смотрите в видео ниже:

Читайте также: