Лекция 1 Введение. Механика. Ее значение в технике. Разделы механики.

Механика – одна из первых и древнейших естественных наук, зародившаяся несколько тысячелетий назад – является основой всех современных технических наук. На основе законов механики проектируются новые механизмы, машины и сооружения; изучаются и совершенствуются старые. Механикой называют область науки, цель которой - изучение движения и напряженного состояния элементов машин, строительных конструкций, сплошных сред и т. п. под действием приложенных к ним сил. Современное состояние этой науки достаточно полно определяется ее основными составными частями: общей механикой, к которой относят механику материальных точек, тел и их систем, сплошных и дискретных сред, колебания механических систем, теорию механизмов и машин и др.; механикой деформируемых твердых тел, к которой относят теории упругости, пластичности, ползучести, теорию стержней, ферм, оболочек и др.; механикой жидкости и газа с разделами газо- и аэродинамика, магнитная гидродинамика и др.; комплексными и специальными разделами механики, в частности биомеханикой, теорий прочности конструкций и материалов, экспериментальными методами исследования свойств материалов и др.

Механику принято делить на теоретическую прикладную. В теоретической механике устанавливаются общие закономерности изучаемых объектов вне связи с их конкретным приложениями. Под термином прикладная механика понимают область механики, посвященную изучению движения напряженного состояния реальных технических объектов - конструкций, машин, робототехнических систем и т.п. с учетом основных закономерностей, установленных в теоретической механике. Прикладная механика машин может также рассматриваться как часть более общей науки – машиноведения, включающей кроме механики, теорию проектирования и технологии изготовления машин.

Основные учебные задачи дисциплины «Техническая механики»: дать общее представление об устройстве и способе действия механических частей машин, методах обеспечения работоспособности их при конструировании, изготовлении и эксплуатации, и таким образом расширить фундамент общей инженерной подготовки.

Лекция 2 Машины, механизмы, приспособления, приборы. Основные характеристики и параметры.

Каждая научная область отличается специфической направленностью, которая предопределяет объекты ее изучения. Для обеспечения взаимопонимания специалистов необходимо знать принятые определения объектов и принятую техни­ческую терминологию. В технике широко применяют изменя­емые, или подвижные, механические системы, разделяемые на машины, машинные агрегаты, механизмы, механические при­способления и приборы.

Машина – совокупность взаимосвязанных звеньев (элементов), предназначенная для преобразования энергии или движения или для накопления и переработки информации с целью повышения производительности, замены или облегчения физического и умственного труда человека.

Все машины можно разделить на машины-двигатели, рабочие и информационные машины.

Машины-двигатели преобразуют различные виды энергии в механическую работу; в зависимости от вида энергии и способа ее преобразования различают паровые, внутреннего сгорания, гидравлические, газовые, электрические и другие двигатели.

Рабочие машины подразделяются на технологические и транспортные.

Технологические машины изменяют форму, свойства, состояние и положение обрабатываемого объекта. Машины, обрабатывающие заготовки из металлов и других материалов посредством снятия стружки, называются металлорежущими станками, а изменяющие форму и размеры заготовок посредством давления – составляют кузнечно-прессовое оборудование. На машиностроительных заводах широко распространено также деревообрабатывающее, литейное, сварочное и другие вилы оборудования.

Подъемно - транспортные машины (подъемно – транспортное оборудование) служат для механизированного перемещения грузов в пределах предприятий. К ним относятся: краны, конвейеры, подвесные и напольные транспортеры, механизированные и ручные тележки, подъемники, кантователи и др.

Информационные машины служат для преобразования информации. К ним относятся вычислительные, управляющие и другие машины.

Многочисленные разновидности машин отличаются осуществляемыми с их помощью производственными процессам. Их сходство определяется наличием в машинах механизмов, предназначенных для передачи и преобразования движения.

М еханизмом называют совокупность взаимосвязанных звеньев, допускающую их относительное движение и предназначенную для неопределенно длительного циклического преобразования движения одного или нескольких (входных) звеньев в определенное движение остальных звеньев (выходных). Например, кривошипно-шатунный механизм, представленный на рисунке преобразовывает вращательное движение звена ОА (кривошипа) в поступательное движение звена В (ползуна) или наоборот.

К приборам относят системы (механические, электрические и др.), служащие для передачи и преобразования движения и предназначенные, например, для вычерчивания кривых линий, регистрации и регулирования технологических и физических процессов производства, технических измерений, приема и передачи различной информации и сигналов, а также выполнения счетно-аналитических операций, статистической обработки и др. Многие приборы представляют собой сложные системы, состоящие из двигателей, передаточных механизмов и др. устройств.

В технике часто находят применение механические приспособления, которые представляют собой систему звеньев, предназначенную для преобразования и передачи сил: рычажные и винтовые прессы, домкраты, динамометры, весы и др. Отличительные особенности их – как правило, ручной привод и отсутствие цикличности действия.

Различные устройства называют также аппаратами. Это слово является синонимом слов прибор, приспособление. Ап­параты могут и не иметь механизмов, как, например, в химических производствах. Здесь же мы будем рассматривать лишь такие аппараты, в которых имеются механизмы. В качестве примера назовем декадно-шаговые искатели ав­томатических телефонных станций, в которых содержится электромагнитный привод, механизмы подъема и вращения контактного комплекта для соединения контактов с нужными ламелями. При этом достигается коммутация или соединение телефонных абонентов.

Развитие механизмов осуществляется путем усовершенствования ранее известных их модификации и разработки новых видов. Так, например, в последнее время широкое развитие получают всевозможные манипуляционные и робототехнические системы, дающие возможность осуществлять рабочие процессы в средах, недоступных или вредных для человека, а также освободить его от однообразных утомительных операций, к которым в первую очередь относятся сборочные операции на конвейерах производств массовой продукции. Интересны также новейшие медицинские аппараты, с помощью которых реализуются физиологические функции органов человека – искусственные почки, легкие, искусственное сердце, всевозможные массажеры и др.