107

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Уфимский государственный нефтяной технический университет» Кафедра механики и конструирования машин УчебноЕ пособие (Краткий курс лекций по теории механизмов и машин) 2008

Настоящее пособие представляет собой краткий курс лекций по теории механизмов и машин для студентов, обучающихся без отрыва от производства по направлениям подготовки дипломированного специалиста: 657300 (130600) "Оборудование и агрегаты нефтегазового производства" (МЗз,МПз); 655400 (240800) "Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии" (МАз).

Пособие составлено в соответствии с рабочей программой и в нем с помощью иллюстраций, необходимых выводов математических зависимостей и формул более подробно разъясняются общие положения, сформулированные в обзорном курсе. Отдельные части текста выполнены курсивом. Они дают более подробные разъяснения по изучаемым темам, поэтому их можно пропускать при изучении курса, если основной текст и иллюстрации к нему оказались достаточными для понимания.

Разработал Щеглов Э.А., профессор, канд.техн.наук

Рецензент Зубаиров С.Г., профессор, доктор техн. наук

 Уфимский государственный нефтяной технический университет, 2008

Содержание

1 Основные понятия теории механизмов и машин…. 5

1.1 Лекция 1 ……………………………………………………………… 5

1.1.1 Введение …………………………………………………………… 5

1.1.2 Машина……………………………………………………………… 5

1.1.3 Основные понятия …………………………………………………. 6

1.1.4 Основные виды механизмов……………………………………….. 12

2 СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ И СИНТЕЗ МЕХАНИЗМОВ…………... 14

2.1 Лекция 2 ……………………………………………………………… 14

2.1.1 Определение числа степеней свободы кинематической цепи…... 14

2.1.2 Замена высших кинематических пар цепями с низшими парами. 19

2.2 Лекция 3………………………………………………………………. 21

2.2.1 Структурная классификация плоских механизмов……………… 21

3 КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМОВ С НИЗШИМИ ПАРАМИ………………………………………………………………………... 24

3.1 Лекция 4 ……………………………………………………………… 24

3.1.1 Задачи кинематики………………………………………………… 24

3.1.2 Графический метод кинематического исследования……………. 25

3.1.3 Графическое дифференцирование. Графическое

интегрирование ………………………………………………………….. 27

3.1.4 Графический метод как алгоритм решения задачи

с помощью ЭВМ ……………………………………………………….... 32

3.2 Лекция 5 ……………………………………………………………… 33

3.2.1 Метод планов скоростей и ускорений…………………………..... 33

3.2.2 Аналитический метод кинематического исследования………..... 37

4 ДИНАМИКА МАШИН И МЕХАНИЗМОВ…………………………. 39

4.1 Лекция 6 ……………………………………………………………… 39

4.1.1 Задачи динамики…………………………………………………… 39

4.1.2 Силовой расчет механизмов………………………………………. 40

4.1.3 Кинетостатика групп Асура второго класса …………………….. 44

4.1.4 Кинетостатика начального звена ………………………………… 46

4.2 Лекция 7 ……………………………………………………………… 47

4.2.1 Определение уравновешивающей силы (момента) по методу Жуковского Н.Е. ……………………………………………………………….. 47

4.2.2 Учет трения в механизмах………………………………………… 48

4.2.3 Трение скольжения. Трение в поступательных кинематических

парах…………………………………………………………………………….. 49

4.2.4 Трение на наклонной плоскости …………………………………. 50

4.2.5 Учет формы направляющих, приведенный коэффициент

трения ……………………………………………………………………. 52

4.3 Лекция 8 ……………………………………………………………... 53

4.3.1 Трение во вращательных парах…………………………………... 53

4.3.2 Трение в цапфах …………………………………………………... 54

4.3.3 Трение в пятах …………………………………………………….. 57

4.3.4 Трение гибких тел…………………………………………………. 58

4.3.5 Трение качения…………………………………………………….. 60

4.4 Лекция 9 ……………………………………………………………... 62

4.4.1 Энергетический баланс машины…………………………………. 62

4.4.2 Коэффициент полезного действия системы механизмов ………. 64

4.4.3 Приведение сил и масс в механизмах. Уравнение движения механизма в дифференциальной форме……………………………………… 66

4.4.4 Уравновешивание сил инерции вращающихся звеньев………… 68

4.5 Лекция 10 ……………………………………………………………. 68

4.5.1 Электро-, гидро-, пневмопривод механизмов …………………… 68

4.5.2 Выбор типа привода……………………………………………….. 71

5 Синтез механизмов…………………………………………….. 71

5.1 Лекция 11 …………………………………………………………….. 71

5.1.1 Общие методы синтеза механизмов………………………………. 71

5.1.2 Синтез механизмов с низшими кинематическими парами……… 72

5.1.3 Методы оптимизации в синтезе механизмов с применением компьютерной техники………………………………………………………… 73

5.2 Лекция 12…………………………………………………………….. 74

5.2.1 Синтез зубчатых механизмов……………………………………... 74

5.2.2 Основной закон зацепления………………………………………. 75

5.2.3 Кинематика зубчатых механизмов……………………………….. 79

5.2.4 Эвольвентное зацепление…………………………………………. 83

5.2.5 Методы изготовления зубчатых колес…………………………… 88

5.3 Лекция 13 …………………………………………………………….. 91

5.3.1 Размеры зубчатых колес, формируемые при нарезании

стандартным инструментом реечного типа…………………………………... 91

5.3.2 Геометрические показатели качества зацепления………………. 94

5.4 Лекция 14 ……………………………………………………………. 98

5.4.1 Кулачковые механизмы. Типы механизмов. Принципы кинематического анализа и синтеза кулачковых механизмов ……………… 98

5.4.2 Динамический синтез кулачковых механизмов…………………. 99

5.4.3 Построение профиля кулачка …………………………………….. 105

5.4.4 Силовое замыкание высшей кинематической пары…………….. 107

ЛИТЕРАТУРА…………………………………………………………….108