1.Основные понятия и определения: звено, кинематическая пара, кинематическая цепь, механизм, машина. Классификация машин по функциональному назначению. Понятия направляющего и передаточного механизмов.

Звено - деталь или неск. деталей жестко связанных между собой.

Кинематич.пара - соединение 2х звеньев, допускающее их относительное перемещение. Низшие пары могут быть выполнены соприкосновением звеньев по поверхностям или по плоскостям. Высшие – соприкосновением по линиям или в точках. Кинем.цепь - связанная сист. звеньев, входящих в кинематические пары.

Механизм - кинем.цепь, имеющая одно неподвижное звено(стойку) и совершающая вполне определенное целесообразное движение.

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, полиграфические машины и др.). Эти машины составляют самую многочисленную группу.

III. Транспортные. Эти машины служат для перемещения всевозможных изделий, материалов и людей (автомобили, самолёты).

IV. Логические (информационные). Машины, составляющие эту группу, служат для хранения, переработки и передачи информации (ЭВМ, компьютеры).

V. Кибернетические. Для замены человека в его трудовых и физиологических функциях (аппараты: искусственное сердце, искусственные почки и др.).

ТММ изучает те машины и механизмы, которые функционируют на основе законов механики, отсюда другое название ТММ – механика машин.

Машина, как правило, состоит из одного или нескольких механизмов, основное назначение которых – преобразование движения (с одновременным преобразованием сил).

Механизм называется плоским, если все его звенья движутся параллельно одной плоскости и траектории всех его точек – плоские кривые. В противном случае механизм пространственный.

Передаточным называется механизм, предназначенный для воспроизведения заданной функциональной зависимости между перемещениями входного и выходного звеньев. Направляющим называется механизм, у которого траектория определенной точки звена, образующего кинематические пары только с подвижными звеньями, совпадает с заданной кривой.

2.Классификация звеньев и их условные изображения на кинематических схемах.

Звеном (кинематической цепи, механизма) называют деталь или группу жестко соединенных между собой деталей.

Звено механизма, неподв в выбранной системе координат, называется стойкой.

Подвижные звенья сочленяются со стойкой и между собой посредством кинематических пар. Кинематич.пара - соединение 2х звеньев, допускающее их относительное перемещение.

Среди звеньев механизма выделяют входные, выходные, ведущие, ведомые и промежуточные звенья.

Входные - это звенья, движение которых преобразуется механизмом в заданное движение других звеньев.

Выходные - звенья, движение которых обеспечивает данный механизм.

Ведущие – звенья, закон движения которых известен.

Ведомые – звенья, закон движения которых надо определить.

Промежуточные – все остальные.

Звенья на кинематических схемах изображаются в соответствии со стандартами.

Стойка обязательно штрихуется, может изображаться в нескольких местах схемы.

На кинематич схеме выдерживаются кинематические размеры-размеры, определяющие движение выходного звена.

Звенья могут иметь самые различные конструкции.

Свои названия звенья получают в зависимости от характера их движения в механизме или от особенностей их конструкции:

кривошип - звено, совершающее полный оборот вокруг неподвижной оси, связанной со стойкой;

коромысло - звено, совершающее вращательное движение вокруг неподвижной оси в ограниченных пределах (возвратно-вращательное);

шатун - звено, совершающее сложное движение;

ползун - звено, поступательно перемещающееся по неподвижной направляющей относительно стойки;

кулиса - подвижное звено механизма, содержащее направляющую для поступательного движения другого звена (кулисного камня);

кулачок - звено, содержащее поверхность переменной кривизны;

зубчатое колесо - вращающееся звено, имеющее зубчатый венец.

3.Классификация кинематических пар и их условные обозначения.

К л а с с и ф и к а ц и я п о ч и с л у у с л о в и й с в я з е й. Свободное твердое тело в пространстве имеет шесть степеней свободы. Это – три поступательных движения и три вращательных движения вокруг этих осей. Можно также сказать, что на свободное твёрдое тело не наложено ни одной связи. Если обозначить число степеней свободы буквой , а число связей буквой , то для свободного твёрдого тела можно записать: = 6, = 0.

Неподвижное твёрдое тело имеет = 0, = 6.

Ограничения, наложенные на относительное движение звеньев в кинематической паре, называются условиями связей.

В кинематических парах количества степеней свободы и условий связей могут быть от единицы до пяти, однако в сумме это количество во всех парах может быть равным только шести. Класс кинематической пары определяется количеством в ней условий связей. В соответствии с количеством возможных движений кинематическая пара называется одноподвижной, двухподвижной и так далее. На рис. 1.2, шар, не может двигаться вдоль оси z ( = 1, = 5), паре первого класса или пятиподвижной. На рис. 1.2, б ( = 2, = 4) - четырёхподвижная кинематическая пара или пара второго класса. На рис. 1.2, в - третьего класса или трёхподвижная, на рис. 1.2, г − кинематическая пара четвёртого класса или двухподвижная, на рис.1.2, д – кинематическая пара пятого класса или одноподвижная, называемая вращательной парой и на рис. 1.2, е – также кинематическая пара пятого класса, называемая поступательной парой. На рис. 1.2, ж изображена винтовая кинематическая пара, обладающая двумя движениями, однако в ней независимым является одно движение (вращательное), поэтому она относится к пятому классу.

При переходе из пространственной системы в плоскую твёрдое тело теряет три степени свободы, что означает, что на него наложено три связи. Так что свободное твёрдое тело в плоскости имеет = 3 и = 3. В плоской кинематической паре количество ограничений в движении звена может быть или два, или одно. В первом случае общее количество условий связей вместе с тремя потерянными при переходе из пространства в плоскость составляет = 5. Такая кинематическая пара является парой 5-го класса, а так как в ней может выполняться только одно движение ( = 1), одноподвижной кинематической парой.

Во втором случае общее количество условий связей = 4, и кинематическая пара является парой 4-го класса, а в соответствии с = 2 она называется двухподвижной кинематической парой (рис. 1.4).

К л а с с и ф и к а ц и я п о х а р а к т е р у к а с а н и я э л е м е н т о в.

Элемент кинематической пары – это совокупность точек, линий или поверхностей, которыми одно звено входит в касание с другим звеном при образовании кинематической пары. Если касание элементов кинематической пары происходит по линии или в точке, то кинематическая пара высшая (пары 1-го, 2-го классов в пространстве и пара 4-го класса в плоскости), если касание происходит по поверхности, то кинематическая пара низшая (пары 3-го, 4-го и 5-го классов).

Механизмы с высшей кинематической парой передают меньшие нагрузки, но имеют малые потери на трение и легко проектируются. Элементы этих пар сложны в изготовлении.

Механизмы с низшими кинематическими парами передают большие нагрузки, имеют большие потери на трение, сложнее синтезируются. Элементы низших пар имеют простые формы в виде плоскостей, цилиндрических поверхностей, поэтому более просты в изготовлении.

4.Классификация кинематических цепей. Примеры.

Кинематической цепью называется ряд звеньев, соединённых между собой кинематическими парами. Кинематические цепи бывают пространственные и

плоские, простые и сложные, замкнутые и разомкнутые (закрытые и открытые).

Если звенья кинематической цепи движутся параллельно одной плоскости, то такая кинематическая цепь – плоская, в противном случае кинематическая цепь – пространственная. В простой кинематической цепи каждое звено входит не более чем в две кинематические пары.

В замкнутой кинематической цепи нет звеньев, входящих только в одну кинематическую пару, в разомкнутой цепи имеются такие звенья.