Основні поняття і визначення курсу ТММ

<123 4 5 6 7 >

Кожний механізм або машина складається з окремих деталей. Деталлю називають ту частину механізму або машини, яка виготовлена без складальних операцій. У стаціонарних машинах і механізмах одні деталі нерухомі, інші рухаються відносно перших. У рухомих машинах і механізмах, наприклад, у двигуні автомобіля (рис. 1, а) [19], нерухомими деталями умовно вважаються ті, що постійно зв'язані з корпусом автомобіля. Відповідно до цього в кривошипно-поршневому двигуні рухомі деталі - корінний вал 1, шатун 2, поршні 3, клапани 6 тощо, нерухомі деталі - корпус двигуна 4, підшипник корінного (колінчастого) вала 0, циліндри 5 тощо. На рис. 1, б зображено кінематичну схему цього механізму (умовне зображення механізму в масштабі).

Кожна рухома деталь або група деталей, які утворюють одну жорстку рухому систему тіл, має назву рухомої ланки механізму або машини

Наприклад, шатун двигуна (рис. 1, в) буде однією рухомою ланкою, хоч він може складатися із ряду деталей (тіло шатуна 1, запресованої в нього втулки 2, вкладиші 3 і 4, головка 5, болти 6 із гайками 7, шайбами і шплінтами). Деталі, які утворюють одну ланку, іноді не мають жорсткого зв'язку між собою (наприклад, стрічка конвеєра з деталями, які вона переносить); тоді ознакою того, що вони належать до однієї ланки, буде відсутність відносного руху деталей.

Усі нерухомі деталі утворюють одну нерухому систему тіл, яка називається нерухомою ланкою або стояком Наприклад, корпус двигуна, підшипники корінного вала тощо утворюють у сукупності одну нерухому ланку, або стояк.

Таким чином, у будь-якому механізмі або машині маємо одну нерухому ланку і одну або декілька рухомих ланок

У механізмах або машинах ланки з'єднуються одна з одною так, що завжди забезпечується можливість їхнього відносного руху. Рухоме з'єднання двох ланок, які стикаються, називається кінематичною парою.

Рис. 1.1. Кривошипно-поршневий двигун:

а) конструкція; б) кінематична схема; в) конструкція шатуна

Рух ланок одна відносно іншої визначається формою елементів ланок, якими вони стикаються. Сукупність поверхонь, ліній або точок, які належать ланкам і які стикаються при відносному русі ланок, називають елементами кінематичних пар.

Зв'язана система ланок, що входять у кінематичні пари, утворює кінематичний ланцюгТаким чином, колінчастий вал кривошипно-поршневого двигуна разом з нерухомим підшипником утворює одну кінематичну пару О (рис. 1, б). Шатун з колінчастим валом утворює другу кінематичну пару А, шатун з поршнем - третю (шарнір В), поршень з циліндром - четверту, а всі ці ланки і кінематичні пари разом утворюють кінематичний ланцюг.

Механізм. В основі кожного механізму або машини лежить кінематичний ланцюг. Виходячи з цього, механізму можна дати таке визначення.

Механізм - це кінематичний ланцюг з однією нерухомою ланкою, призначений виконувати цілком визначені доцільні рухи.

Визначення терміну "механізм" постійно змінюється, як змінюються наші знання про самі механізми. Механізми, що входять до складу сучасних машин, дуже різноманітні. Одні з них складаються тільки з твердих тіл. інші мають у своєму складі гідравлічні, пневматичні, електричні, магнітні та інші пристрої. Такі механізми називають гідравлічними, пневматичними, електричними тощо. Тепер можемо дати більш загальне визначення механізму.

Механізмом називають систему тіл, що призначена для перетворення руху одного або кількох тілу потрібні рухи інших тіл.

З цього визначення витікає, що не можна називати механізмом пристрій, в якому немає перетворення механічного руху. Наприклад, ротор електродвигуна і підшипники, в яких він обертається, не утворюють механізму, тому що у цьому випадку взаємодія магнітного поля і провідника з електричним струмом надає необхідний рух без будь-якого проміжного перетворення механічного руху.

У кожному механізмі є нерухома ланка (стояк) і рухома ланка або система рухомих ланок. Із рухомих ланок виділяють вхідніі вихідні ланки [18]. Вхідною (скорочено - входом) називають ланку, якій надається рух, що перетворюється механізмом у потрібний рух інших ланок Вихідною(скорочено - виходом) називають ланку, яка здійснює рух, для виконання якого призначений механізм. Решту рухомих ланок механізму називають з'єднуючими, або проміжними.

Як правило, у механізмі є один вхід і один вихід. Вхідна ланка одержує рух від двигуна, а вихідна - зв'язана з робочим (виконавчим) органом машини. Але можуть бути механізми, в яких є кілька вхідних і вихідних ланок. Наприклад, в автомобільному диференціалі є один вхід рух від двигуна, і два виходи - два колеса.

Термін „вхідна ланка" і „вихідна ланка" введені в курс ТММ порівняно недавно. Раніше ці ланки називали відповідно ведучими і веденими ланками. Заміна викликана тим, що в динаміці механізмів розділення ланок ведеться за іншою ознакою - за знаком елементарних робіт сил. які діють на ланку. Ведучою називають таку ланку, для якої елементарна робота зовнішніх сил, що прикладаються до неї, додатна. Веденоюназивають ланку, для якої елементарна робота зовнішніх сил, що прикладені до неї, від'ємна. Тому вхідна ланка у деяких механізмах може бути як ведучою, так і веденою. Наприклад, у механізмі кривошипно-поршневого двигуна, колінчастий вал і поршень залежно від співвідношення сил, які діють на ланки механізму, можуть бути або ведучими або веденими.

З точки зору конструкції механізми ділять на такі види: важільні, кулачкові, зубчасті, зірчасті (цівкові), мальтійські, храпові, гвинтові, клинові, фрикційні, пасові, ланцюгові, гідравлічні, пневматичні й електричні. Широко використовуються комбіновані механізми: зубчасто-важільні, кулачково-зубчасті, кулачково-важільні тощо.

За функціональним призначенням є такі види механізмів [1]:

а) механізми двигунів і перетворювачів;

б) передавальні;

в) виконавчі;

г) керування, контролю і регулювання;

д) подачі, транспортування, живлення і сортування об'єктів, які обробляються.

Детальніші відомості про сучасні механізми наведено у довідниках [3, 12].

Машина. З розвитком машин зміст терміну „машина" також мінявся. Для сучасних машин існує таке визначення [1]. Машина - це пристрій, який виконує механічний рух для перетворення енергії, матеріалів та інформації з метою заміни або полегшення фізичної і розумової праці людини.

Залежно від того, які функції виконують машини, їх можна розділити на такі види: а) енергетичні; б) транспортні; в) технологічні; г) контрольно-керуючі; д) математичні; є) кібернетичні.

Енергетичноюназивають машину, що призначена для перетворення будь-якого виду енергії на механічну, або навпаки. У першому випадку це машина-двигун, у другому - машина-генератор. Прикладом енергетичних машин є електродвигуни, парові машини, двигуни внутрішнього згорання, турбіни, генератори електричного струму тощо.

Транспортною називають машину, що призначена для зміни положення оброблюваного матеріалу, предметів або людей. До транспортних машин належать крани, транспортери, автокари, автомобілі, тепловози, трактори, ліфти, літаки тощо.

Технологічноюназивають машину, в якій змінюються властивості, стан, форма оброблюваного матеріалу або об'єкта. Це найрізноманітніший клас машин. Сюди належать металорізальні верстати, прокатні стани, металургійні, текстильні, поліграфічні, сільськогосподарські машини, машини легкої і харчової промисловості та багато інших машин. Часто транспортні і технологічні машини називають робочими.

Контрольно-керуючоюназивають машину, що перетворює одержану контрольно-вимірювальну інформацію для керування тією чи іншою машиною або технологічним процесом. У сучасних машинах і технологічних лініях широко застосовуються різні контрольно-вимірювальні пристрої або машини. Так, для автоматизації контролю розмірів поршневих кілець, пальців, шариків для шарикопідшипників і багатьох інших об'єктів

використовуються контрольно-вимірювальні машини, які здійснюють не тільки контроль розмірів але й їхнє сортування за розмірами та іншими показниками.

Математичноюназивають машину, що перетворює інформацію у вигляді різних математичних образів, які задано у формі чисел і алгоритмів. До цих машин належать лічильно-обчислювальні машини, механічні інтегратори, бухгалтерські та інші Машини.

Кібернетичноюназивають машину, яка замінює або імітує різні механічні, фізіологічні або біологічні процеси, що властиві людині та живій природі, і яка має .елементи штучного інтелекту. Прикладом таких машин можуть бути машини, які розпізнають той чи інший образ, наприклад букви, наче здатні читати; машини які відтворюють людську мову за заданими акустичними спектрами; машини, які виконують різні рухи за усною командою людини; машини, які замінюють окремі органи людини (серце, нирки, кінцівки тощо). В останні роки створено кібернетичні машини, які виконують необхідні механічні рухи за допомогою відповідних систем керування, у яких використовуються ЕОМ, біострум, спеціальні керуючі прилади тощо. Це - автооператори, роботи, маніпулятори, крокуючі, повзаючі та інші машини. Проте головним у кібернетичних машинах є їхня „чутливість", яка забезпечується відповідними датчиками, штучним баченням за допомогою телевізійних пристроїв тощо. Завдяки спеціальним керуючим машинам маніпулятори, роботи та інші машини можуть виконувати технологічні операції залежно від ситуації, наприклад, вибирати необхідні деталі, відрізняти їх за формою, кольором, геометричними параметрами тощо, рухатися по різних поверхнях, обходити перешкоди на своєму шляху або переступати через них.

Машина, в якій перетворення енергії, матеріалів та інформації відбувається без втручання людини, називається машиною-автоматом. Машини-автомати не вимагають участі людини у технологічному процесі, проте вимагають присутності так званих операторів, тобто людей, які стежать за роботою машини-автомата, визначають програми роботи і коректують у необхідних випадках роботу механізмів.

Із розвитком науки і техніки все ширше використовуються системи машин автоматичної дії. Сукупність машин-автоматів, з'єднаних між собою автоматичними транспортними пристроями і призначених для виконання певного технологічного процесу, називається автоматичною лінією. Автоматичні лінії лежать в основі цехів-автоматів і заводів-автоматів.

Сучасні розвинуті системи машин є комплексом машин різних класів. Так, роторні та інші автоматичні лінії мають у своєму складі енергетичні машини у вигляді електроприводу, транспортні машини для переміщення деталей або транспортерів, технологічні машини, які змінюють форму, склад або структуру оброблюваних об'єктів, контрольно-керуючі машини, які контролюють якість і розміри виробу і регулюють режими руху двигунів і робочих органів, логічні (математичні) машини, які підраховують кількість виробів. Така сукупність машин називається машинним агрегатом. У таких машинах все більше використовуються сучасні ЕОМ (комп'ютери), за допомогою яких здійснюються контрольно-керуючі та математичні операції. Машини, особливо машини-автомати та автоматичні лінії, при умілому їх використанні полегшують працю людини, сприяють підвищенню продуктивності праці, забезпечують високу якість виконання робочого процесу.

Питання для самоперевірки

І. Задачі та зміст курсу ТММ. 2. Основні проблеми та складові частини курсу ТММ. 3. Задачі структурного, кінематичного та динамічного аналізів механізмів. 4. Зав-дання синтезу механізмів. .5. Задачі розділу теорії машин. 6. Наведіть визначення ланки, кінематичної пари і її елементів, кінематичного ланцюга, механізму, машини, машини-автомата, автоматичної лінії, вхідної і вихідної ланки. 7 Структурно-конструктивна класифікація механізмів. 8. Функціональна класифікація машин. 9. Поняття про машину-автомат, автоматичну лінію та машинний агрегат.

Розділ 2

<123 4 5 6 7 >

Дата добавления: 2016-06-15; просмотров: 2782;