Теорія машин і механізмів.

Основи побудови машин і механізмів

Види механізмів та їх структурні схеми. Кінематичні ланцюги і їх класифікація. Кінематичні з’єднання. Узагальнені координати механізмів. Структурні формули механізмів (формули Чебишева, Сомова – Малишева). Зайві ступені вільності. Вплив надмірних в’язів на працездатність і надійність машин. Структурний синтез механізмів. Побудова механізмів шляхом нашарування структурних груп Асура (СГА). Класифікація СГА

Кінематичне дослідження механізмів.

Функція положення. Кінематичні передаточні функції (аналоги швидкостей та прискорень). Аналітичне кінематичне дослідження шарнірного чотири ланкового та кривошипно-повзункового механізмів. План швидкостей та прискорень СГА 2-го класу, 2-го порядку, 1-го, 3-го видів. Теорема подібності. Числовий метод знаходження кінематичних характеристик механізму.

Синтез важільних механізмів.

Умови існування кривошипа в плоских чотири ланкових механізмах. Поняття про кут тиску. Синтез чотири ланкових механізмів по коефіцієнту зміни середньої швидкості. Синтез чотири ланкових механізмів по заданим положенням вхідної і вихідної ланки з урахуванням допустимого кута тиску.

Дослідження руху машин і механізмів із жорсткими ланками. Рівняння руху механізму в формі енергії (формі моментів). Аналітичні і числові методи розв’язування рівнянь руху механізму з використанням комп’ютера. Якісне дослідження рівнянь руху механізму. Швидкість механізмів і машин при несталому (перехідному) режимі руху. Призначення і принци роботи регуляторів швидкості.

Дослідження руху машин і механізмів з пружними ланками. Зведення жорсткостей пружних ланок. Зведений коефіцієнт опору. Дослідження впливу пружності ланок на закон руху вихідного валу машин і навантаження передаточного механізму..

Зрівноважування обертових мас і механізмів.

Неврівноваженість механізмів і її види. Повне і часткове статичне зрівноваження механізмів. Неврівноваженість ротора і її види. Статичне і динамічне балансування роторів на стадіях проектування і виготовлення. Автоматичне балансування на сучасному обладнанні.

Гнучкі ротори..

Силовий аналіз плоских механізмів.

Принцип Д’Аламбера. Статична визначеність структурної групи. Методика і порядок силового розрахунку із застосуванням комп’ютера. План сил СГА 2-го класу, 2-го порядку, 1-го і 3-го видів. Силовий розрахунок первинного механізму. Знаходження зрівноважу вальної сили по теоремі Жуковського.

Віброактивність і віброзахист.

Джерела коливань і об’єктів віброзахисту. Захист робітника – оператора і технічних об’єктів від шкідливої дії коливань. Основні методи віброзахисту. Віброізоляція. Лінійні віброізолятори. Динамічне гасіння коливань. Динамічні віброгасники. Ударні гасники коливань. Поглинач коливань із в’язких і сухим тертям. Активні віброзахисні системи. Корисне застосування вібрацій. Вібраційні машини.

Тертя та знос в механізмах і машинах.

Види тертя. Тертя ковзання та його основні закономірності. Коефіцієнт, кут і конус тертя. Тертя в поступальних, гвинтових і обертових парах. Тертя гнучкої ланки. Формула Ейлера. Тертя ковзання змащених тіл. Тертя кочення. Коефіцієнт тертя кочення. Умови чистого кочення та ковзання. Силовий розрахунок механізмів з урахуванням сил тертя.

Визначення ККД механізмів і систем механізмів при їх різному з’єднанні. ККД важільних зубчатих і кулачкових механізмів. Самогальмування. Розрахунок зносу елементів кінематичних пар. Види і стадії зношування. Основні закономірності зношування. Умови виникнення заїдання. Кількісна оцінка зносу (швидкість і ефективність зносу (зносостійкість)).

Керування рухом виконавчих органів машин і систем машин.

Основні поняття та визначення. Технологічні процеси та операції. Основні етапи механізації та автоматизації виробництва. Робочі та виконавчі органи машин. Виконавчі механізми. Цикл роботи машини. Структура машини. Класифікація машин – автоматів і їх систем керування. Приклади (від копірів, що слідкують привод, числове програмне керування / ЧПК/ ). Класифікація систем керування. Системи керування за часом і шляхом. Циклограми та тавтограми машин. Кулачковий розподільний вал і кулачковий командо апарат. Поняття про логічні операції та механізми.

Механізми, які використовуються для гнучких виробничих модулів /ГВМ/, засобів автоматизації ГВМ і роботизірованих комплексів. Використання зворотних задач кінематики і динаміки для керування маніпуляторів.

Синтез кулачкових механізмів.

Визначення координат профілю по заданому закону руху і розрахунок координат на комп’ютері. Вибір розмірів ролика вихідної ланки. Змінні механізми. Забезпечення силового замикання у вищий парі на врахування пружності ланок при проектуванні кулачкових механізмів.

Опір матеріалів.

Основні гіпотези і допущення. Загальні відомості. Зовнішні й внутрішні сили. Розрахункові схеми.

Метод перерізів. Внутрішні силові фактори.

Розтягнення і стиснення.

Зовнішні й внутрішні сили при розтяганні (стиску) стрижнів. Принцип Сен-Венана. Деформації поздовжня й поперечна. Закон Гука. Коефіцієнт Пуассона. Облік власної ваги при розтяганні (стисненні). Виведення залежностей. Жорсткість. Статично невизначені задачі при розтяганні (стисненні). Статично невизначені задачі при розтяганні (стисненні). Монтажні й температурні напруження. Статично невизначені задачі при розтяганні (стисненні). Випадок помилки при виготовленні й монтажі. Діаграма розтягання зразка з крихкого матеріалу. Явище наклепу, повзучості, пружної післядії. Коефіцієнт запасу міцності.

Крутіння.

Крутіння, загальні відомості. Визначення напружень у точках, які знаходяться на однаковій відстані від центру в стрижнях круглого перерізу. Найбільші напруження, що виникають у зовнішніх волокнах круглого стрижня, умова статичної міцності вала при крутінні. Побудова епюр кутових переміщень при крутінні. Потенційна енергія при крутінні .

Геометричні характеристики плоских перерізів.

Статичний момент перерізу. Визначення центра ваги складної фігури. Момент інерції. Момент інерції прямокутного перерізу. Момент інерції круглого перерізу. Момент інерції трикутного перерізу. Полярний момент інерції. Головні осі й головні моменти інерції перерізу.

Теорія напруженого стану і теорії міцності.

Напруження в похилих перерізах при розтяганні (стисненні) в одному напрямі. Визначення напружень у похилих площинках при двохосьовому розтяганні. Визначення головних напружень і положення головних площинок. Залежність між деформаціями й напруженнями (узагальнений закон Гука). Потенційна енергія деформації при розтяганні (стисненні). Гіпотези міцності й застосування їх у курсі опору матеріалів. Перша й друга гіпотези міцності. Третя гіпотеза міцності. Енергетична гіпотеза міцності.

Вигин прямих брусів.

Вигин, загальні відомості. Знаходження внутрішніх силових факторів при вигині. Диференціальна залежність між згинальним моментом, поперечною силою й інтенсивністю розподілу навантаження.

Побудова епюр згинальних моментів і поперечних сил. Нормальні напруження при чистому вигині. Загальні відомості. Рівновага балки під дією згинального моменту. Розрахунок на міцність балок із пластичних матеріалів. Розрахунок на міцність балок з крихких матеріалів. Визначення дотичних напружень при вигині балок. Напруження в похилих перерізах балки. Головні напруження. Концентрація напружень при вигині. Розрахунок статично невизначених балок. Основи методу сил при розрахунку статично невизначених систем.

Складний опір

Косий вигин. Вигин з розтяганням (стиском). Позацентрове стискання (розтягнення). Крутіння і зсув. Розрахунок пружин з невеликим кроком. Крутіння з вигином. Крутіння з розтягненням (стиском).