книги / Теория механизмов и машин

Посвящается преподавателям и сотрудникам кафедры «Теория механизмов и машин» ПГТУ

УДК 621.01 П41

Рецензенты:

профессор О.Д. Егоров

(Московский государственный технический университет «Станкин»), доцент И.А. Луненков

(Пермский государственный технический университет)

Поезжаева Е.В.

П41 Теория механизмов и машин: Учебное пособие / Перм. гос. техн. ун-т. - Пермь, 2006 - 122 с.

ISBN 5-88151-509-7

Рассмотрены рычажные механизмы, виброзащита машинного агрегата, динамический анализ механизма, зубчатые передачи, специальные переда­ точные (планетарные) механизмы, кулачковые механизмы, промышленные роботы.

Пособие может быть использовано студентами не только при изучении теоретического курса, но и при выполнении курсовых и расчетно­ графических работ. В приложении приведены общие требования к выполне­ нию курсового проекта по теории машин и механизмов.

УДК 621.01

Теория механизмов и машин (ТММ) - научная дисциплина (или раздел науки), которая изучает строение (структуру), кинематику и дина­ мику механизмов в связи с их анализом и синтезом (И.И. Артоболевский, К.В. Фролов).

Цель ТММ - анализ и синтез типовых механизмов и их систем. Задачи ТММ - разработка общих методов исследования структуры,

геометрии, кинематики и динамики типовых механизмов и их систем. Типовыми механизмами будем называть простые механизмы,

имеющие при различном функциональном назначении широкое примене­ ние в машинах, для которых разработаны типовые методы и алгоритмы синтеза и анализа.

Рассмотрим в качестве примера кривошипно-ползунный механизм. Этот механизм широко применяется в различных машинах: двигателях внутреннего сгорания, поршневых компрессорах и насосах, станках, ко­ вочных машинах и прессах. В каждом варианте функционального назначе­ ния при проектировании необходимо учитывать специфические требова­ ния к механизму (приложение). Однако математические зависимости, опи­ сывающие структуру, геометрию, кинематику и динамику механизма, при всех различных применениях будут практически одинаковыми. Главное, или основное, отличие ТММ от учебных дисциплин, изучающих методы проектирования специальных машин, в том, что ТММ основное внимание уделяет изучению методов синтеза и анализа, общих для данного вида ме­ ханизма, не зависящих от его конкретного функционального назначения. Специальные дисциплины изучают проектирование только механизмов данного конкретного назначения, уделяя основное внимание специфиче­ ским требованиям. При этом широко используются и общие методы синте­ за и анализа, которые изучаются в курсе ТММ.

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Теория механизмов и машин занимается исследованием и разработкой высокопроизводительных механизмов и машин.

Механизм - совокупность подвижных материальных тел, одно из ко­ торых закреплено, а все остальные совершают вполне определенные дви­ жения относительно неподвижного материального тела.

Звенья - материальные тела, из которых состоит механизм.

Стойка - неподвижное звено на чертежах. Она изображается сле­ дующим образом: &•7гт- Конфигурация стойки в курсе ТММ не изуча­ ется.

Звено, которому изначально сообщается движение, называется вход­ ным (начальным, ведущим), а звено, совершающее движение, для выпол­ нения которого предназначен механизм, - выходным.

На рис. 1.1 показан криво-

3шипно-шатунный механизм (А, В, С, D - кинематические пары,

1, 2, 3 ,4 - звенья.

Если это механизм ком­ прессора, то звено 1 - входное, а звено 3 - выходное. Если на рис. 1.1 показан механизм двига­

теля внутреннего сгорания (ДВС), то звено 3 - входное, а звено 1 - выходное.

Кинематическая пара (КП) - подвижное соединение звеньев, допус­ кающее их относительное движение. Все кинематические пары на схеме обозначают буквами латинского алфавита, например А, В, С и т.д.

Если стойка совмещена с вращательной парой (^), то КП вращатель­ ная; если стойка совмещена с поступательной парой (тШ), то КП поступа­ тельная.

Звенья нумеруются, начиная с входного звена, стойка имеет послед­ ний номер.

Звенья бывают:

-простые - из одной детали;

-сложные - из нескольких, жестко скрепленных друг с другом и со­ вершающих одно и то же движение.

Звенья, соединяясь друг с другом, образуют кинематические цепи. Эти цепи разделяют на простые и сложные, замкнутые и разомкнутые.

Пример замкнутой кинематической цепи показан на рис. 1.1, а ра­ зомкнутой - на рис. 1.2.

Машинами называются такие искусст­ венные устройства, которые предназначены для облегчения физического и умственного труда человека, увеличения его производи­ тельности, для полной или частичной замены человека.

По выполняемым функциям машин мож­ но разделить на следующие классы: