 |
О б щ е е о п р е д е л е н и е м а ш и н ы . Ф у н к ц и о н а л ь -
|
|
|
|
УДК 621.01 (075)
ББК 34.44я 73
Ф33
Рецензенты: А.В. Бородин, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой ТММ и ДМ
Омского государственного университета путей сообщения;
В.Н. Никитин, канд. техн. наук, проф. Сибирской автомобильно-
дорожной академии
Фёдоров Н.Н.
Ф33 Теория механизмов и машин: Конспект лекций. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2005. 60с.
В конспекте лекций излагается основное содержание курса теории механизмов и машин, включающее структуру, кинематический, кинетостатический и динамический анализ механизмов, а также кинематику зубчатых механизмов и геометрию эвольвентного зубчатого зацепления. Предназначен для студентов дистанционной формы обучения.
Печатается по решению редакционно-издательского совета Омского государственного технического университета
© Н.Н. Фёдоров, 2005
© Омский государственный
технический университет, 2005
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие.…...…………………………………………………………………........4
Введение.……………………………………………………………………………......5
1. Структура плоских механизмов…………………………………………….…….6
1.1. Классификация плоских кинематических пар…………………………….…......6
1.2. Расчёт подвижности плоского механизма…………………………………..…....8
1.3. Структурная классификация механизмов………………………………….….....9
1.4. Замена высших пар в плоских механизмах…………………………………..…12
1.5. Избыточные (повторяющиеся) связи и местные подвижности в механизмах. 12
2. Кинематика зубчатых механизмов…………………………………………........14
2.1. Понятие о передаточном отношении………………………………………........14
2.2. Передаточное отношение простой зубчатой передачи………….……….…….15
2.3. Кинематика зубчатых механизмов с неподвижными осями колёс……………16
|
|
|
2.4. Кинематика механизмов планетарного типа.……………………………….…..18
3. Эвольвентное зубчатое зацепление..…………….………………………………22
3.1. Основной закон зацепления.………………………………………………….….22
3.2. Эвольвента окружности, её свойства и уравнение.………………………….…23
3.3. Элементы зубчатого колеса.……………………………………………………..25
3.4. Элементы и свойства эвольвентного зацепления.………………………….…..26
3.5. Методы изготовления зубчатых колёс…………………………………………..28
3.6. Геометрия реечного производящего исходного контура……………………....29
3.7. Подрез зуба колеса и его предотвращение………………………………….…..31
3.8. Качественные характеристики эвольвентного зацепления……………….…....33
3.9. Назначение коэффициентов смещения для нарезания зубчатых колёс….........37
3.10.Расчёт геометрических размеров зубчатых колёс……………………………...37
4. Кинематика механизмов с низшими кинематическими парами…………….....41
4.1. Задачи исследования; исходные данные; методы исследования...………….…41
4.2. Аналитический метод………………………………………………………….....42
4.3 Метод планов положений, скоростей и ускорений.…………………………...43
4.4.Метод кинематических диаграмм (метод графического дифференцирования)46
5. Кинетостатика механизмов. ……………………………………………….…….47
5.1. Расчёт сил инерции. ………………………………………………………….….47
5.2. Общие положения силового расчёта механизмов..………………………….…50
5.3. Метод планов сил для определения реакций в кинематических парах. ….….51
5.4. Определение уравновешивающей силы способом Н.Е.Жуковского.………....53
6. Динамика машин.…………………….…………………………………………...55
6.1. Вспомогательные задачи динамики машин.………………………….…………55
6.2. Характеристика режимов движения машин.………………………….………...57
6.3. Уравнения движения машин.……………………………….……………………59
|
|
|
6.4. Назначение и приближённое определение момента инерции маховика……...60
Предисловие
Теория механизмов и машин (ТММ) излагает научные основы создания новых машин и механизмов, методы их построения и методы теоретического и экспериментального исследования. Из-за недостатка времени, отводимого на изучение этого курса в настоящее время, и требуемого объёма материала основное внимание данного пособия сосредоточено на необходимых понятиях механики машин (другое название дисциплины) и методах теоретического исследования механизмов и машин. Основой данного конспекта является курс, который автор читал в течение многих лет на различных факультетах ОмГТУ. Основной целью преподавания курса ТММ в настоящее время автор считает дать минимально необходимый объём знаний по механике машин для того, чтобы студент - машиностроитель понимал и успешно усваивал материал специальных предметов, которые ему придётся изучать на последующих курсах университета. К сожалению, из-за вышеуказанных причин в данном конспекте мало затрагиваются разделы, посвящённые проблемам синтеза механизмов, однако автор надеется, что студент, прочитав и усвоив содержание предлагаемого материала, сумеет в случае необходимости с привлечением других источников справиться с решением возникших перед ним задач проектирования механизмов.
Для упорядочения изложения материал разбит на разделы, пронумерованные арабскими цифрами. Внутри разделов имеются более мелкие рубрики (параграфы), которые имеют двойную нумерацию – первая цифра обозначает номер раздела, а вторая – номер рубрики внутри раздела. Внутри этих рубрик могут быть ещё более мелкие подразделения. Такого порядка автор придерживается и при чтении курса.
В конце каждого раздела приводится перечень вопросов для самопроверки. Это должно помочь студенту проверить, насколько глубоко он усвоил материал, и не требуется ли его повторить, а может быть и не один раз. В случае стойкого непонимания каких-либо моментов студент может обратиться за консультацией к преподавателю.
В заключение автор выражает искреннюю благодарность студентке Любимцевой М.В., предоставившей ему свои записи лекций, и техническую помощь при оформлении материала.
|
|
|
Введение
Теория механизмов и машин (ТММ) изучает общие методы исследования и проектирования механизмов и машин.
Проблемы, которыми занимается ТММ, – это проблемы анализа и синтеза механизмов и машин. Анализ заключается в определении свойств существующих механизмов и машин. Это прямая задача механики машин. Обратная задача – синтез механизмов, т. е. создание новых механизмов, которые должны обладать улучшенными свойствами по сравнению с существующими с точки зрения производительности, надежности, долговечности и др.
О б щ е е о п р е д е л е н и е м а ш и н ы. Ф у н к ц и о н а л ь -
н а я к л а с с и ф и к а ц и я м а ш и н. Машина есть устройство, создаваемое человеком для использования законов природы с целью облегчения физического и умственного труда, увеличения его производительности путем частичной или полной замены человека в его трудовых и физиологических функциях.
Все существующие машины можно разделить на следующие группы:
I. Энергетические. В них происходит преобразование энергии из одного вида в другой (например, электрогенераторы, электродвигатели, двигатели внутреннего сгорания любого типа, паровые и газовые турбины и т. д.).
II. Технологические. Они предназначены для изменения формы, размеров и физических свойств материалов (металлорежущие станки, деревообрабатывающие, дорожные, строительные, полиграфические машины, машины пищевых производств, машины текстильной и лёгкой промышленности и др.). Эти машины составляют самую многочисленную группу.
III. Транспортные. Эти машины служат для перемещения всевозможных изделий, материалов и людей (автомобили, самолёты, локомотивы, суда, подъемные краны, конвейеры, манипуляторы).
IV. Логические (информационные). Машины, составляющие эту группу, служат для хранения, переработки и передачи информации (различные вычислительные устройства, ЭВМ, компьютеры в том числе ПК).
V. Кибернетические. Для замены человека в его трудовых, и физиологических функциях (аппараты искусственное сердце, искусственные почки, робот-домохозяйка и др.).
|
|
|
ТММ изучает те машины и механизмы, которые функционируют на основе законов механики, отсюда другое название ТММ – механика машин.
У з к о е о п р е д е л е н и е м а ш и н ы. Машина есть устройство, действующее на основе законов механики и предназначенное для преобразования энергии, материалов и информации и перемещения изделий.
Машина, как правило, состоит из одного или нескольких механизмов, основное назначение которых – преобразование движения (с одновременным преобразованием сил). Механизмом называется искусственно созданная система тел, предназначенная для преобразования движения одного или нескольких тел в требуемые движения других тел.
Твердые тела в составе механизма – звенья. Неподвижное звено механизма называется стойкой. Подвижное соединение двух звеньев, допускающее их относительное движение, называется кинематической парой.
|
|
|
