МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

ОДЕСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ БУДІВНИЦТВА І АРХІТЕКТУРИ

Кафедра підйомно-транспортних, будівельних і дорожніх машин

Методичні вказівки

і завдання до контрольних робіт з дисципліни

«Теорія механізмів і машин»,

розділ структурний аналіз механізмів, для студентів напряму 6.050503 «Машинобудування»

освітньо - кваліфікаційний рівень – бакалавр (спеціальний вид діяльності)

«Технічний сервіс будівельної техніки», форма навчання – денна

Одеса 2013

Затверджено

Вченою радою

Факультету Гідротехнічного і транспортного будівництва ОДАБА

Протокол № … від…………2013р.

Методичні вказівки розглянуті і рекомендовані до друку на засіданні

кафедри Підйомно-транспортних, будівельних і дорожніх машин.

Протокол №…. Від…………………2013р.

Укладач: к.т.н., доц. Мацей Р.О.

Рецензент:к.т.н.,проф.,зав.кафедри «Машинознавство та деталі машин»,

ОНПУ Мотулько Б.В.

Анотація

У методичних вказівках наводяться матеріали з вивчення однієї із основних загальноінженерних дисциплін - Теорії механізмів і машин (далі ТММ), яка розглядає будову і класифікацію механізмів, методи кінематичного і динамічного дослідження, проектування схем, які є загальними для механізмів і машин різного призначення.

Методичні вказівки присвячені структурному аналізу, де розкривається його мета - вивчення теорії будови механізмів, можливих їх видозмін при однаковому функціональному призначенні і класифікації механізмів. У методичних вказівках представлений значний обсяг теоретичних і практичних відомостей і рекомендацій щодо основних питань ТММ, пов'язаних із структурою механізмів. Викладання ряду положень в методичних вказівках супроводжується короткими і доступними поясненнями і рекомендаціями щодо їх вживання і включає детальну розробку всіх питань, вирішення яких необхідне для розуміння зв'язку теоретичних і практичних частин структурного аналізу механізмів. Викладені теоретичні положення супроводжуються розв'язанням завдань на прикладах машин і устаткування, що працюють в будівельній галузі. Значна увага приділена питанням властивостей механізмів, їх будові і взаємодії, а також зв'язку теоретичного апарату ТММ з реальною будовою машин і устаткуванням будівельної індустрії. Значна увага приділена класифікації механізмів за певними структурними ознаками, що полегшує їх подальше вивчення, оскільки кожен з таких класів має певний метод кінематичного і кинетостатичного дослідження.

Відповідальний за випуск:

зав. кафедрою підйомно-транспортних, будівельних і дорожніх машин

д.т.н., проф. Оргіян О. А.

ПРЕДМОВА

"Теорія механізмів і машин" є однією з базових дисциплін у підготовці інженерів за спеціальністю «Технічний сервіс будівельної техніки». Будучи науковою основою спеціальних дисциплін по подальшому вивченню будівельних машин і устаткування, вона розглядає загальні методи дослідження, розрахунку і проектування механізмів і машин незалежно від їх функціонального призначення. Не дивлячись на функціональні відмінності, в структурі різних механізмів багато загального. Тому для дослідження механізмів можна застосовувати загальні методи механіки. При кінематичному і силовому дослідженні машин і механізмів, як правило, створюючі їх елементи, можна вважати абсолютно твердими, оскільки переміщення від деформації тіл малі в порівнянні з переміщенням самих тіл.

Теорія машин і механізмів — це наукова дисципліна про загальні методи дослідження будови, кінематики і динаміки механізмів і машин та про наукові основи їх проектування. Рух механізмів залежить від їх будови і сил, що діють на них. Тому при викладенні теорії механізмів зручно проблеми аналізу механізмів розбити на три частини: 1) структурний аналіз; 2) кінематичний аналіз; 3) динамічний аналіз. У цьому зв'язку аналіз механізмів залежно від завдання може бути структурним, кінематичним і динамічним. Якщо при аналізі механізмів розміри їх ланок вважаються заданами й необхідно знайти ті чи інші кінематичні (переміщення, швидкості, прискорення) або силові (сили, моменти сил, роботу, потужність, ККД тощо) характеристики руху, то в процесі створення механізмів і машин виникає інша (зворотна) задача, а саме - побудувати такий механізм, який би відповідав необхідним функціональним або технологічним вимогам. Ці вимоги в кінцевому підсумку зводяться до виконання деяких геометричних або механічних умов. Така задача ТММ, зворотна до задачі аналізу, називається синтезом механізмів. Отже, під синтезом механізму розуміють проектування його схеми за заданими властивостями. При цьому розрізняють три основні етапи синтезу. Перший етап називають структурним синтезом який полягає у виборі структурної схеми механізму, що має потрібну кількість ступенів вільності, кількість та вид ланок і кінематичних пар, які забезпечують необхідні рухи ланок та їх взаємне розташування. Другий етап називається кінематичним синтезом, задача якого - визначити геометричні розміри ланок, що забезпечують задані кінематичні умови роботи механізму (положення ланок, траєкторії окремих точок, швидкості та прискорення ланок і точок механізму тощо). Якщо потрібно врахувати також динамічні властивості механізму, розв'язується більш загальна задача - динамічний синтез, під яким розуміють проектування кінематичної схеми механізму з визначенням параметрів, які характеризують розміри та розподіл мас ланок. Динамічний синтез містить у собі два попередні види синтезу.

В результаті вивчення даної дисципліни студент повинен уміти: визначати структуру і проводити аналіз механізмів; визначати кінематичні і динамічні характеристики механізмів; по вихідним кінематичним і динамічним параметрам технологічного процесу робочого механізму виконати аналіз будівельної машини в цілому, розрахувати її технічні і експлуатаційні характеристики; оптимізувати параметри проектованої машини (механізму) по завданим критеріям.

У розділі «Структура механізмів» викладені основні поняття і визначення, що стосуються даного розділу, наведені приклади розв'язання завдань щодо визначенню класу кінематичних пар, числа ступенів вільності механізмів і проведенню структурного аналізу механізмів. До кожної із запропонованих для аналізу схем механізмів дається коротке пояснення функціонального призначення механізму. Більшість контрольних завдань складена на прикладах механізмів і машин, що застосовуються в будівельній галузі.