Mechanismy strojů – II. částNákladní auto na silnici – vysvětlení otázky z I. části Když jsme se seznámili se základními principy jednoduchých strojů, vraťme se znovu k případu auta, které jsme sledovali na jeho cestě při překonávání různých překážek za jízdy do kopce a nakonec při jízdě ve volném terénu do svahu. Řidič si věděl rady v každé situaci, neboť znal mechanismus svého vozu. Abychom i my pochopili, proč se našemu autu podařilo zdolat všechny překážky jen přeřazováním rychlosti, všimněme si poněkud podrobněji zařízení našeho nákladního vozu.+31Schema automobilu Úplně vpředu je umístěn motor, který svou tažnou silou uvádí celé vozidlo do pohybu; je to zpravidla čtyřtaktní motor spalovací. Hnací síla motoru se přenáší spojkou do rychlostních převodů v převodovce /rychlostní skříň/. Rychlostní převody ovládá řidič řadicí pákou. Odtud se přenáší hnací síla hnacím hřídelem přes diferenciál do zadní hnací nápravy a na zadní kola. U všech uvedených mechanismů se setkáváme s jednoduchými stroji – s pákou a kolem na hřídeli.Kresba spojky Podívejme se blíže na spojku. Může být vysunuta ze záběru tlakem řidičovy nohy na pedál spojky, a tím může být přerušeno spojení mezi motorem a rychlostními převody. Uvolněním tlaku nohy na pedál spojky se spojka sama zasune zpět do záběru, a tím se obnoví spojení mezi motorem a rychlostními převody v převodovce. Pedál spojky není nic jiného než zvlášť uzpůsobená dvojzvratná páka. A spojka sama ....Schema spojky ... je jen vhodným způsobem k tomuto účelu upravené kolo na hřídeli. Síla zde ovšem působí na obvodu hřídele, kdežto břemeno působí jako tření po celé ploše rozříznutého kola.Kresba převodovky Hnací síla motoru se převádí s pomocí spojky do převodovky. V ní jsou na kuličkových ložiskách uloženy tři hřídele: a/ hnací hřídel h₁ s ozubeným kolem a /je poháněn motorem, pokud je spojka zapjata/, b/ hnaný hřídel h₃, jehož levý konec je volně otočný v hnacím hřídeli h₁ a pravým koncem se přenáší tažná síla motoru na další části vozidla, c/ předlohový hřídel h₂, který je trvale poháněn hnacím hřídelem s pomocí ozubeného soukolí a, b. Na předlohovém hřídeli jsou kromě kola stálého záběru b nasazena ještě kola pro první až třetí rychlost /1 – 3/ a kolo zpětného chodu /z/. Na hnaném hřídeli jsou tři posuvná ozubená kola b₁, b₂, b₃, která se posouvají s pomocí řadicí páky.Schema převodovky Je tedy zřejmé, že převodovka je v podstatě soustava ozubených kol na hřídeli. Převod dvou ozubených kol je dán poměrem jejich počtu zubů, na př. má-li jedno kolo 20 zubů a druhé 40 zubů, je převod těchto kol 1:2. Toto číslo také vyjadřuje poměr počtu otáček obou kol, který je v obráceném poměru počtu zubů, tedy kolo se dvaceti zuby vykoná dvě otáčky za jednu otáčku kola se čtyřiceti zuby. Síla přenášená z jednoho hřídele na druhý mění se v poměru k velikosti převodu. Při převodu do pomala zvětší se síla na hřídeli otáčejícím se pomaleji tolikrát proti síle, působící na hřídele rychleji se točícím, kolikrát se prvý hřídel otáčí pomaleji. Čím větší je převod do pomala, tím větší síla se získá na pomaleji se točícím hřídeli. To je právě podstata převodovky: zasouváním různě velkých převodů do pomala se dosahuje při stejné poháněcí síle motoru zvětšení síly na poháněných kolech vozidla pro překonání zvýšených jízdních odporů, ovšem na újmu rychlosti vozidla.Převodovka – schema s řadicí pákou Jednotlivým převodům říkáme rychlosti. Zasouvání rychlostí provádíme řadicí pákou, která je v podstatě dvojzvratná nerovnoramenná páka.Diferenciál – kresba Diferenciál je vlastně vyrovnávací spojka mezi dvěma hřídeli zadních kol, neboli mezi oběma poháněcími koly. Kdyby obě poháněcí kola byla navzájem pevně spojena jediným hřídelem, nastalo by při projíždění zatáček, kdy obě kola musí probíhat různě veliké dráhy – kolo vnější projíždí delší dráhu než kolo vnitřní – smekání kol o půdu. Diferenciál vyrovnává tyto nestejnosti v rychlostech točení obou kol.Diferenciál – schema I toto na prvý pohled složité zařízení není v podstatě nic jiného než soustava ozubených kol na hřídeli ve zvláštní poloze.Hnací náprava – kresba V zadní poháněcí nápravě jsou uložena poslední převodová ústrojí k přenosu poháněcí síly na zadní kola. Jsou to: a/ redukční soukolí, jež zprostředkovává přenos síly z hnacího hřídele na hřídel obou zadních kol, který je k hnacímu hřídeli kolmý a kromě toho je posledním převodem do pomala mezi motorem a poháněcími koly; b/ diferenciál, který umožňuje, aby se poháněcí kola mohla točit různou rychlostí, čehož se dosahuje účelnou soustavou ozubených kol; c/ hřídele poháněcích vozových kol, na jejichž vnějších koncích jsou nasazena vozová kola. Hnací náprava s celým zařízením obsahuje v podstatě jen různě uzpůsobená kola na hřídeli.Celé schema automobilu Motor, spojku, rychlostní převody, spojovací hřídel, redukční soukolí a diferenciál označujeme souhrnným názvem – poháněcí ústrojí automobilu. Kromě motoru to jsou vesměs v podstatě jednoduché stroje – kola na hřídeli a páka.Detail převodovky – zařazený volnoběh Všimněme si nyní, jak si řidič počínal při zasunování různých rychlostí. Na našem obraze není žádné z posuvných kol hnaného hřídele v záběru s ozubenými koly na předlohovém hřídeli, takže hnaný hřídel není s hnacím hřídelem v hybném spojení. Zasouvací páka je postavena na běh na prázdno. Je to poloha, při které se může motor točit při zapjaté spojce a stojícím vozidle. Je to poloha před rozjezdem s místa.Detail převodovky – zařazena čtvrtá rychlost Zasunutím čtvrté – nejvyšší rychlosti vzniká přímé spojení hnacího hřídele s hřídelem hnaným, při čemž není v činnosti žádný z převodů. Hnaný hřídel se pak otáčí stejnou rychlostí jako hřídel hnací a tedy jako klikový hřídel motoru. Předlohový hřídel se točí naprázdno. Čtvrté rychlosti se proto také říká přímý záběr. Dosáhne se největší rychlosti při poměrně menší hnací síle.Detail převodovky – zařazena třetí rychlost Jestliže se zvýší nároky na tažnou sílu motoru, zařadí řidič třetí rychlost, t. j. zasune se kolo b₃ hnaného hřídele do záběru s kolem 3 na předlohovém hřídeli. Poněvadž kolo b₃ má větší počet zubů než kolo hnacího hřídele, bude se nyní hnaný hřídel otáčet pomaleji, ale v témž poměru vzroste hnací síla.Detail převodovky – zařazena druhá rychlost Zvyšují-li se dále požadavky na hnací sílu motoru, zařadí řidič postupně další rychlost, což nastane zasunutím kola b₂ do záběru s kolem 2 na předlohovém hřídeli. Tím se dosáhne ještě menší rychlosti.Detail převodovky – zařazena první rychlost Jestliže ani nyní nestačí hnací síla na překonání odporů, zasune řidič první rychlost, což nastane zasunutím posuvného kola b₁ do záběru s kolem 1 na předlohovém hřídeli. Vzniká tak dvojí převod do pomala, t. j. v kolech stálého záběru a mezi koly 1 a b₁. Při tomto největším převodu do pomala se otáčí hřídel hnaný h₃ nejmenší rychlostí vzhledem k rychlosti točení hřídele hnacího h₁, avšak vyvíjí největší sílu k překonání jízdních odporů. Kdyby měl motor překonat všechny vyskytující se odpory bez výměnných převodů, musel by mít veliký výkon a tedy také velké rozměry a váhu a pracoval by při normální jízdě nehospodárně.Detail převodovky – zařazena zpáteční rychlost Avšak ani na první rychlost se našemu vozu nepodařilo vyjet do svahu ve volném terénu. V převodovce je však ještě převod pro zpětný chod. Řidič ví, že zde je ještě větší převod do pomala než u první rychlosti. Zpětný chod se zasune posunutím posuvného kola b₁ vpravo do záběru s vloženým chodem pro zpětný chod. Nyní víme, proč se řidiči podařilo jen přehazováním rychlostí překonat s těžkým nákladním autem i velmi obtížný terén.Použití jednoduchých strojů v praxi – váhy S jednoduchými stroji se setkáváme nejen u velkých strojů, ale také u všech nástrojů, jichž denně používáme, především také u všech měřicích přístrojů. Tak většina vah je založena na principu páky, buď rovnoramenné, nebo nerovnoramenné, a někdy i lomené. V laboratoři se užívá velmi citlivých vah analytických.Detail vahadla Podstatnou částí vah je vahadlo. Je to rovnoramenná dvojzvratná páka, která je uprostřed opatřena osou v podobě trojbokého hranolku, který je břitem obrácen dolů a spočívá v ložisku. Vahadlo analytických vah je opatřeno stupnicí, na niž klademe jemné závažíčko – jezdce.Polocelek laboranta u ampérmetru Také elektrické měřicí přístroje a vůbec všechny ručičkové přístroje používají principu páky.Detail ampérmetru – ručka Ručka je v podstatě páka, kterou se zvětšuje malý pohyb vyvolaný uvnitř mechanismu měřicího stroje.Měření roztažnosti pevných látek K zvětšení nepatrných pohybů používáme velmi často při různých pokusech pákového zařízení. Tak na př. při demonstraci roztažnosti kovů používáme dilatometru, kde se malé roztažení kovové tyče učiní lépe viditelným jednoduchým pákovým zařízením.Detail funkce přístroje Tyč je opřena o kratinké rameno páky lomené. Druhé rameno páky je mnohem delší a působí opět na kratší rameno jiné páky – ručičky, jejíž druhé rameno pak ukazuje na stupnici značně zvětšený pohyb, vzniklý roztažením tyče.Jeřáb Také mohutné stroje, jako je na př. jeřáb, jsou založeny na jednoduchých mechanismech – na páce a kole na hřídeli. Jeřáb je v podstatě dvojzvratná nerovnoramenná páka. Na kratším rameni působí protiváha, na delším břemeno.Dva jeřáby Tyto mohutné stroje pracují dnes na každé větší stavbě, zbavují člověka těžké dřiny a zrychlují naši cestu k socialismu.Otáčecí zařízení Jeřáb se může otáčet do různých směrů, aby přenášel těžká břemena na různá místa. Zařízení, které to umožňuje, je ozubené soukolí, tedy soustava kol na hřídeli.Navíjecí zařízení Aby se mohlo tažné lano prodlužovat a zkracovat, je jeřáb opatřen navíjecím zařízením, které je opět kolo na hřídeli.Bagr Mohutná hlubidla a bagry, kterými hloubíme základy staveb a dobýváme uhlí v povrchových dolech, jsou v podstatě jen uzpůsobené páky a kola na hřídeli. Lano od navíjecího bubnu se opírá na konci – v ose – o mohutné rameno. Kratší část lana působí na jinou páku – jednozvratnou, která má osu na hlavním rameni. Lžíce sama je jen tvarově uzpůsobená páka.Celky různých strojů Mohutný rozvoj vědy, techniky a výroby dovoluje konstruovat stále větší a výkonnější stroje, které za člověka konají i nejtěžší práce a osvobozují ho od dřiny.Další celky různých strojů Všechny tyto stroje, které vidíme v našich továrnách a dílnách, jsou ve valné většině založeny na jednoduchých principech – na páce a kole na hřídeli.Další celky různých strojů Musíte mít neustále na mysli, že všechny stroje sestrojili lidé, kteří je neustále zlepšují, kteří s nimi pracují, kteří je řídí a jim rozumějí. Musíme jim rozumět i my, kteří teprve přijdeme pomáhat budovat náš průmysl, zemědělství a pracovat v továrnách, na polích, v laboratořích a jinde.׋›Mechanismy strojů II.dílVýrobceDPrahaRok1954Délka31 okénekAutor textuKabelík VladimírPředlohaFYZKOznačení5506Další diafilmy výrobcePrvní Slované u násVýcvik operátorů RL č.I-4MUmělé družice naší země I. dílTradice sportovního výboru spřátelených armád
