Лабораторная работа № 1 структурный анализ механизмов

Цель работы

1. Изучить основные механизмы, их элементы, классификацию, понятия и определения.

2. Научиться составлять и анализировать структурные схемы механизмов.

Основные сведения

1. Машина и механизм

Современное развитие человечества неразрывно связанно с созданием машин, которые облегчают труд человека и повышают его производительность.

Машина – устройство, выполняющее преобразование энергии, движения и информации из одной формы в другую и предназначенное для замены или облегчения физического или умственного труда.

Отличительной особенностью машин является то, что они совершают полезную работу.

Механизм – механическая система определенным образом взаимосвязанных тел (звеньев), предназначенная для преобразования заданных движений одного или нескольких тел в требуемое движение других тел.

Механизм не совершает полезной работы. Механизмами являются различные рычажные, зубчатые, кулачковые и тому подобные устройства, часы, эллипсографы и т.д.

Любая машина (механизм) состоит из звеньев, на которые определенным образом наложены связи или, иначе говоря, звеньев, которые соединены между собой посредством кинематических пар.

2. Деталь, звено, структурная

и кинематическая схемы механизма

Все механизмы и машины состоят из отдельных деталей, которые определенным образом взаимосвязаны между собой.

Деталь – это изделие, которое не может быть разделено на более мелкие части без нарушения возможности исполнения ими своих функций.

С позиции структурного, кинематического и динамического анализа машин и механизмов важно иметь информацию не о числе деталей, из которых они состоят, а о количестве совокупностей деталей (звеньев), имеющих одинаковые движения.

Звеном называется деталь или несколько неподвижно соединенных между собой деталей, движущихся как одно целое.

С целью упрощения исследования анализ механизмов ведут с помощью структурных схем или структурных моделей.

Структурная схема (модель) – графическое изображение механизма с применением условных обозначений звеньев и кинематических пар. Если структурную схему механизма выполнить в масштабе, то получим кинематическую схему (модель) механизма.

На структурных и кинематических схемах механизмов кинематические пары (подшипники, шарниры) принято обозначать большими латинскими буквами, а звенья – арабскими цифрами. Причем подвижные звенья обозначают цифрами, отличными от нуля. Неподвижное звено (стойка) обозначается нулем и штриховкой.

На рис. 1.1,а изображен широко распространенный в технике кривошипно-ползунный механизм компрессора, используемый для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное движение или наоборот.

На рис. 1.1,б представлена структурная схема этого кривошипно-ползунного механизма компрессора. На схеме изображены: неподвижное звено (стойка) 0, представляющее корпус, и все, связанные с ним детали; звено 1  кривошип и присоединенные к нему детали; 2  шатун и его детали; 3  поршень с кольцами и пальцем; А, В, C  вращательные кинематические пары (подшипники); D  поступательная кинематическая пара (направляющая поступательного движения).

Рис. 1.1. Кривошипно-ползунный механизм:

а – чертеж компрессора: 1 – картер; 2 – корпус; 3 – цилиндр;

4 – головка; 5 – клапаны; 6 – поршень; 7 – поршневые кольца;

8 – подшипник пальца; 9 – палец; 10 – шатун; 11 – крепежная

арматура; 12 – подшипник шатуна; 13  – кривошип; 14 – под-

шипник кривошипа; 15 – направляющая поршня; б – структур-

ная схема: 0 – стойка; 1 – кривошип; 2 – шатун; 3 – ползун

(поршень)