 |
Понятие о структурном синтезе и анализе.
|
|
|
|
Лекция №1
Прикладная механика. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ДОПУЩЕНИЯ. ВНУТРЕННИЕ СИЛЫ И НАПРЯЖЕНИЯ. ПЕРЕМЕЩЕНИЯ И ДЕФОРМАЦИИ.
1.1. Введение и основные понятия по машинам и механизмам
Человек использует в своей жизни различные конструкции и машины, т.е. устройства, позволяющие ему комфортно жить и работать. Для облегчения своего труда человек применяет машины. История создания и использования машин насчитывает около 25 веков. Примитивные зубчатые колеса, винты, кривошипы, полиспасты были известны ещё до Архимеда (287...212 гг. до н.э.) из города Сиракузы на острове Сицилия. Великий Архимед, гениальный инженер, умевший метать из катапульт огромные камни во вражеские корабли, строившего подъёмные краны, которые захватывали эти корабли крюками, поднимали их из воды, переворачивая вверх килем, и бросали обратно в море. Точное описание машин, придуманных Архимедом, до нас, к сожалению, не дошло. Но Архимед установил закон передачи механической энергии в форме свойства рычага: выигрывая в силе проигрываешь в расстоянии, открыл закон гидростатики, изобрёл червячную передачу, решил задачу спуска построенного ко рабля на воду и извлечения его из воды...
Все основные рабочие процессы осуществляются механизмами и машинами. Мы с вами будем изучать механику (от греч. mechanike - «искусство построения машин») - науку о перемещении тел в пространстве и происходящих при этом взаимодействиях между ними.
Сопротивление материалов является частью анализа состояния механически твердого деформируемого тела и место данной дисциплины можно условно определить следующим образом:
Рис. 1.1.
Традиционный курс сопротивления материалов уже не удовлетворяет современного инженера и в курсе сопротивления материалов начинают проникать методы теории упругости, теории пластичности и механики разрушения.
|
|
|
Машина - устройство для преобразования энергии, материалов и информации с целью облегчения труда человека, состоящая из конструктивных и преобразующих механическую энергию элементов.
Механизм - система деталей для преобразования одного вида движения в другой с изменением скоростей, сил и вращающих моментов.
Машины, механизмы состоят из соединённых между собой деталей и узлов. Деталь - часть машины или конструкции, изготовляемая без сборочных операций (винт, гайка, шайба, литая станина станка). Узел - сборочная единица, состоящая из деталей или простых узлов механизма.
В машинах, механизмах и конструкциях детали находятся во взаимосвязи и взаимозависимости, что определяет качественные характеристики изделия. Машина состоит из механизмов, которые преобразуют движение, однако движение нужно сначала получить, а затем использовать. Ещё Леонард Эйлер установил, что машина обязательно должна иметь движатель, который производит движение, и посредством механизмов преобразует и передаёт его дальше, к исполнительному механизму, выполняющему необходимую работу.
1.2. Структура механизмов.
Структура любой технической системы определяется функционально связанной совокупностью элементов и отношений между ними. При этом для механизмов под элементами понимаются звенья, группы звеньев или типовые механизмы, а под отношениями подвижные кинематические пары или неподвижные соединения. Геометрическая структура механизма полностью описывается заданной геометрической формой его элементов, их расположением, и связями между ними. Структура механизма может быть на разных стадиях проектирования описываться различными средствами: на функциональном уровне - функциональная схема, на уровне звеньев и структурных групп - структурная схема.
|
|
|
Структурная схема - графическое изображение механизма, выполненное с использованием условных обозначений рекомендованных ГОСТ (см. ГОСТ 2.703-68), содержащее информацию о числе и расположении элементов. В отличие от кинематической схемы механизма, структурная схема не содержит информации о размерах звеньев и вычерчивается без соблюдения масштабов. (Примечание: кинематическая схема - графическая модель механизма, предназначенная для исследования его кинематики.)
Понятие о структурном синтезе и анализе.
На любом этапе проектирования различают задачи синтеза и анализа предлагаемой модели. Модель (от лат. modulus - мера, образец) - устройство или образ (мысленный или условный: схема, чертеж, система уравнений и т.п.) какого-либо объекта или явления, адекватно отражающей его исследуемые свойства и используемый в качестве заместителя объекта в научных или иных целях (рис.1.2).
Рис. 1.2
Рис. 1.3. Блок-схема машины
Таким образом, основными частями машины являются двигатель, передаточный и исполнительный механизмы, а также система управления. На рис.1.3 показана блок-схема машины.
Взависимости от выполняемых функций различают:
энергетические машины, преобразующие в энергию механическую иные виды энергии и наоборот (двигатели внутреннего сгорания, электродвигатели, электрогенераторы, турбины и др.);
технологические и транспортные машины, которые изменяют свойства, форму, состояние материалов и положение объектов труда;
информационные машины, предназначенные для получения и преобразования информации.
Качество конструкции и машины — это совокупность свойств, определяющих степень их пригодности для использования по назначению. Качество характеризуется такими показателями:
надёжность и долговечность;
|
|
|
