Машинами называют искусственные устройства, выполняющие механические движения для преобразования энергии, материалов, информации

При помощи машин различные формы движения / механическое движение, электрическое, тепловая энергия/ используются для облегчения физического и умственного труда человека, увеличения его производительности.

По функциональному назначению машины можно разделить на следующие группы:

1. Машины-двигатели -преобразуют один вид энергии в другой / электродвигатели, гидравлические двигатели, двигатели внутреннего сгорания и др./

2. Транспортные машины - осуществляют перемещение тел / автомобили, конвейеры, грузоподъемные машины/

3. Технологические машины - изменяют состояние, свойства или форму материала / металлообрабатывающие станки, станки для обработки дерева, прядильные, ткацкие и другие текстильные машины, полиграфические, пищевые, сельскохозяйственные, строительные, дорожные и др./

4. Вычислительные машины -выполняющие математические операции.

5. Контрольно-управляюшие машины - осуществляют контроль и автоматическую корректировку технологического процесса.

Объединение двигательного, передаточного и рабочего или технологического устройств образует машинный агрегат.

Машина-автомат - машинный агрегат, снабженный механизмами транспортировки, контроля, регулирования, настройки, управления, блокировки, и др./ так что все операции выполняются без участия человека/.

Промышленный робот – машина- автомат, снабженная искусственным интеллектом.

В курсе теории машин изучаются такие устройства или такие части устройств, которые являются механическими системами. Кинематическую основу таких систем составляют механизмы.

Механизм - механическая система, предназначенная для преобразования движения одного или нескольких твердых тел в требуемое движение других твердых тел, в соответствии с функциями устройства.

Механизмы можно подразделить по конструктивным признакам и они бывают: рычажные, кулачковые, зубчатые, клиновые, винтовые, фрикционные, гидравлические, пневматические, механизмы с упругими звеньями, механизмы с гибкими звеньями.

В данном пособии рассматриваются механизмы только с твердыми звеньями.

ОНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МЕХАНИЗМОВ

Простейшим элементом механизма является деталь.

Деталь - элемент механизма, который изготавливают без применения сборочных операций.

Это самая простая часть любого механизма, на детали любой механизм можно разобрать.

Следующим по сложности элементом механизма является звено.

Звено - неподвижное соединение деталей, движущихся в процесс работы механизма как твердое тело.

Рис 1. Примеры изображения звеньев на схемах.

Звенья бывают подвижные и неподвижные.

Стойка – неподвижное звено; звено с которым связана неподвижная система координат. Стойка на схемах показывается, изображается штриховкой.

Остальные звенья в механизме - подвижные.

Звенья могут называться по конструктивным признакам: коленчатый вал, поршень, кулачок, зубчатое колесо.

Звенья могут иметь название и по характеру движения

Кривошип - звено, совершающее при работе полный поворот.

Шатун- звено,соединяющее два или более подвижных звеньев.

Коромысло -звено, которое соединено со стойкой, движется вращательно, но при работе совершает неполный оборот.

Ползун - звено, совершающее поступательное перемещение в абсолютном или относительном движении

Кулиса - подвижная направляющая для ползуна

По назначению звенья бывают:

Входное звено - ему сообщается движение от двигателя.

Выходное звено - совершает движение, для которого предназначен механизм.

Ведущее звено- звено движение, которого задано, где определяется обобщенная координата механизма. Это звено иногда называют начальным.

Начальное звено - звено к которому приводится весь механизм при динамическом анализе.

Ведомые звенья -все остальные, не ведущие звенья

Движущие звенья -называются звенья, к которым приложены движущие силы.

Рабочие звенья -это звенья к которым приложены силы полезного сопротивления

Например, в кривошипно-шатунном механизме двигателя внутреннего сгорания движущим звеном будет поршень, рабочим – коленчатый вал. Ведущим звеном является коленчатый вал. Остальные звенья (шатун и поршень) –ведомые звенья.

В кривошипно-шатунном механизме компрессора ведущим звеном будет коленчатый вал. Поршень - рабочее звено, так как усилия от сжатого газа являются полезным сопротивлением.

Следующей по сложности составной частью механизма является кинематическая пара.

КЛАССИФИКАЦИЯ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАР

Кинематическая пара - два звена, непосредственно соединенные друг с другом подвижно. Например кривошип и стойка, два зубчатых колеса через взаимодействие зубьев, кулачок и ролик толкателя и др. Во всех кинематических парах можно выделить элементы, по которым два звена непосредственно соприкасаются друг с другом.

Элементами кинематической пары называются поверхности, линии, точки по которым осуществляется контакт звеньев.

Пары называются высшие, если элементы точки и линии.

Пары называются низшие, если элементы поверхности (рис.2).

Рис. 2

Эта классификация определяется конструктивными соображениями, прочностью. Кинематические пары определяют работоспособность механизмов, поскольку через них передается усилие от одного звена к другому. Вследствие относительного движения звеньев возникает трение, которое приводит к изнашиванию элементов пары.

Вторая или основная классификация кинематических пар осуществляется по числу условий связей.