Кто придумал шестеренку?
Изобретение зубчатых колес или просто шестеренок - это большое достижение человека.
Сама по себе идея механической передачи восходит к идее колеса. Применяя систему из двух колёс разного диаметра, можно не только передавать, но и преобразовывать движение. Эта передача удобна там, где требуется «усилить движение», например, при подъеме тяжестей.
Шестеренки были изобретены человеком в древности, как раз для усиления крутящегося момента, для подъема тяжестей.
По крайней мере в Древнем Египте уже использовали первые примитивные шестеренки. Для орошения земель использовались приводимые в действие быками устройства, состоявшие из деревянной зубчатой передачи и колеса с большим числом ковшей.
Вместо зубьев первоначально использовали деревянные цилиндрические или прямоугольные пальцы, которые устанавливали по краю деревянных ободьев.
В Древней Греции использовались деревянные и металлические шестерни с клинообразными зубьями. Позднее, в Римской Империи, деревянные шестерни нашли применение в работе зерновой мельницы, а металлические шестерни - во многих малогабаритных механизмах.
В эпоху Средневековья в водяных мельницах повсеместно применялись деревянные шестерни, и только в Швеции - шестерни из камня. Водяные мельницы оставались движущей силой в промышленности и в 18-19 веках. Посредством воды не только перемалывалось зерно, но и приводили в действие другие механизмы: они распиливали древесину, обрабатывали металл, дерево, перекачивали воду и т.д. Но в некоторых странах, например, в Голландии, вместо силы воды использовали силу ветра, с помощью которой приводили в движение мельницы с деревянными шестернями.
Деревянные шестерни широко были распространены в 18 веке и использовались во всем мире на различных производствах (например, на ткацких фабриках, сталелитейных заводах и др.). Во второй половине 19-го века, в эпоху бурного развития электростанций, железных дорог и производств, повсеместное использование электрических моторов и паровых двигателей привело к увеличению спроса на хорошие металлические шестерни.
В первой половине 20-го века появились быстро вращающиеся турбины. Для них потребовались намного более надежные зубчатые передачи, чем те, что использовались для медленно вращающихся паровых турбин поршневого типа. Но наибольший спрос на шестерни возник, когда в начале 20-го века появились автомобили и грузовики с моторами.
Вскоре крупные машиностроительные компании обнаружили, что в мире нет готовых производств, способных обеспечить их зубчатыми передачами нужного качества и в необходимом количестве. В итоге у них появился стимул создать собственные мощности для производства шестерней.
Около 100 лет назад начали появляться и независимые компании, занимающиеся производством шестерней или созданием приводов. А в целом развитие высокоэффективных, специализирующихся на производстве зубчатых передач предприятий произошло во второй половине 20 века. Хороший пример этого - Bonfiglioli Riduttori
( http://bonfiglioli-rus.ru )
Можно сказать, что 90% технических решений в сфере зубчатых механизмов были получены в 20-м веке! А после 1970 года был сделан огромный шаг вперед, произошел такой технический рывок в машиностроении, что все технологии, развивавшиеся до этого времени, абсолютно устарели.
А теперь самое интересное!
Issus coleoptratus — вид прыгающих насекомых из семейства иссид (цикад), появились задолго до первых зубчатых колес у людей.
Размер тела составляет 5,5—7,0 мм в длину.
В 2013 году ученые с большим удивлением обнаружили в ее конструкции самые настоящие шестеренки, зубчатые колеса, позволяющие ей прыгать ( https://youtu.be/xcsXNBVjxiQ )
У личинок этого насекомого есть небольшие наросты в форме шестерни на каждой из пар задних ног. Эти наросты имеют зубцы, которые цепляются друг за друга. Размер механизма около 400 микрометров.
Эти шестерни являются первым действующим зубчатым зацеплением, обнаруженным в естественном мире. Благодаря сочетанию анатомического анализа и высокоскоростного видеозахвата, ученые из Кембриджского университета узнали, что шестеренчатая передача, гордость человеческого гения, на самом деле уже давно «изобретена».
Интересно, что зубчатая передача в ногах насекомого имеет ряд особенностей, которые применяются в современных коробках передач автомобилей и других механизмах.
Так, каждый зуб на ноге насекомого имеет закругленный угол, амортизирующий удары во время прокручивания и предотвращающий сдвиг зубьев. При этом природная «коробка передач» выполнена с очень высокой точностью, особенно если учесть, что вся «шестеренка» имеет длину всего лишь 400 микрометров и насчитывает 10-12 зубьев.
#jettools #jettoolsrussia #природа #гений #создатель #прогресс #шестеренка #зубчатоеколесо #редуктор #машиностроение
