В современном мире механические системы играют важную роль во многих аспектах нашей жизни, начиная от простых бытовых устройств до сложных промышленных механизмов. Одним из ключевых элементов, обеспечивающих передачу движений в механизмах, являются шарнирные передачи. Они позволяют преобразовывать один вид движения в другой, обеспечивая при этом гибкость и функциональность устройств. В данном контексте изучение шарнирной передачи Липкина – Посселье остается актуальным по нескольким причинам:

— преобразовывает вращательное движение в идеально прямолинейное;

— механим компактен по сравнению с другими способами получения линейного движения;

— относительная простота конструкции, и как следствие, надежность и низкая стоимость.

В этой связи тему проекта «Моделирование шарнирной передачи Липкина – Посселье» считаем актуальной

Цель проекта – создание модели шарнирной передачи Липкина – Посселье в приложении GeoGebra; изучение функциональных зависимостей для неё.

Объектом исследования являются шарнирные передачи, которые служат основой для преобразования движений в механизмах. Предметом исследования является механизм инверсии в шарнире Липкина – Посселье.

Для реализации поставленной цели намечены следующие задачи:

1. Изучить различные виды шарнирных передач для выявления их особенностей и применения в различных механизмах.
2. Математически обосновать преобразования вращательного движения в поступательное для шарнирной передачи Липкина – Посселье.
3. Создать модель шарнира в программе GeoGebra для визуализации принципов его работы.
4. Получить функции зависимости, характеризующие работу шарнира Липкина – Посселье, проанализировать их с целью дальнейшей оптимизации механизма.

В ходе решения поставленных задач были использованы следующие методы исследования: анализ специальной литературы по проблемам исследования, математическое и компьютерное моделирование.

Практическая значимость результатов работы заключается в создании методических материалов для уроков физики в 10 классах при изучении темы «Вращательное движение», лабораторных работ физического практикума, а также практической модели малярного валика для покраски стен ровными линиями без разводов на основе механизма шарнира Липкина – Посселье. Такие разработки будут полезны как для учащихся, так и для преподавателей, способствуя лучшему пониманию механических систем и их работы.

Таким образом, данное исследование является значимым шагом к внедрению современных подходов к обучению механике и конструктивному проектированию, а также к развитию практических навыков у школьников.

Одной из важнейших задач машиностроения является передача движения. В любой движущейся машине необходимо передавать движение от одной движущейся части к другой.

Шарниры представляют собой механические устройства, позволяющие обеспечить относительное движение между соединенными элементами, часто вокруг фиксированной оси. Существует множество видов шарниров, каждый из которых используется в зависимости от требований конкретного механизма. Анализ литературы позволил нам классифицировать шарниры [1, 2, 5]. Для удобства восприятия информации мы представляем ее в виде таблицы.

Читать далее…