Учеба АСБ 2 курс / ответы к тмм 1-7

1. Предмет дисциплины ТММ и её роль в подготовке инженеров путей сообщения.

Теория механизмов и машин - наука об общих методах исследования свойств механизмов и машин и проектирования их схем независимо от конкретного назначения машины, прибора или аппарата для любой области техники.

ТММ изучает структуру, кинематику и динамику механизмов и машин в связи с их анализом и синтезом.

Роль курса ТММ в подготовке инженеров-механиков велика. Опираясь на всеобщие законы философии, теории познания, используя её методы, студенты овладевают теорией и практикой основ машиностроения.

• Инженер-механик должен хорошо знать основные виды механизмов и их кинематические и динамические свойства. Эти знания необходимы для ясного понимания принципов работы отдельных механизмов и их взаимодействия в машине. В процессе эксплуатации возникают всякого рода неполадки. Их устранить может только инженер, хорошо знающий ТММ.

• ТММ является связующим звеном между общетеоретическими дисциплинами и деталями машин, а также специальными дисциплинами.

• ТММ повышает эрудицию инженера, помогает ему выбирать оптимальные системы, отвечающие заданным условиям работы, понимать принципы построения и конструирования машин.

2. Определение и классификация машин.

Машина есть устройство, создаваемое человеком для использования законов природы с целью облегчения физического и умственного труда

Функциональная классификация машин

• Энергетические (двигатели, турбины, паровые, гидравлические).

• Транспортные (локомотивы, автомобили, лифты).

• Технологические (станки).

• Контрольно-управляющие.

• Логические (счетно-решающие).

• Кибернетические (заменяющие физиологические функции человека).

3. Классификация механизмов.

Механизмом называется механическая система тел, предназначенная для преобразования движения одного или нескольких тел в требуемые движения других тел.

Классификация механизмов:

• Шарнирно-рычажные

• Кулачковые

• Фрикционные

• Зубчатые

• С гибкими звеньями

• Гидравлические

• Пневматические

Виды механизмов

(по функциональному признаку)

• Механизмы двигателей и преобразователей

• Передаточные

• Исполнительные

• Механизмы управления, контроля

• Механизмы транспортировки, подачи питания, сортировки.

• Механизмы автоматического счета, взвешивания и упаковки готовой продукции.

4. Строение механизмов. Звенья и элементы звеньев. Кинематические пары и цепи.

Всякий механизм состоит из отдельных деталей (тел). Одни детали

являются неподвижными, другие – движутся относительно их.

Каждая подвижная деталь или группа деталей, образующих одну жесткую подвижную систему, носит название подвижного звена механизма.

Кинематические пары классифицируются:

1. По характеру касания элементов:

а) низшие

элементом пары является плоскость или поверхность. Эти пары обратимы;

б) высшие

элементом пары является точка или линия. Они не обратимы.

2. По характеру относительного движения:

а) вращательные,

б) поступательные,

в) винтовые.

3. По области движения точек:

а) плоские

б) пространственные.

Все неподвижные детали образуют одну жесткую неподвижную систему тел, называемую стойкой.

Подвижное соединение двух звеньев называется кинематической парой.

Связанная система звеньев, образующих между собой кинематические пары, называется кинематической цепью.

Цепи могут быть:

а) простые и сложные;

б) открытые и замкнутые;

в) плоские и пространственные

5. Классификация кинематических пар по И.И. Артоболевскому

По числу накладываемых связей. И.И.Артоболевский разделил кинематические пары на 5 классов, причем класс пары определяется числом отнятых степеней свободы или числом ограничений в движении.

6. Структурный анализ механизма. Определение подвижности механизма.

Всякий механизм состоит из отдельных деталей (тел). Одни детали являются неподвижными, другие – движутся относительно их.

Каждая подвижная деталь или группа деталей, образующих одну жесткую подвижную систему, носит название подвижного звена механизма. Примеры определения класса и порядка механизма.

По кинематической схеме механизма трудно определить класс и порядок механизма. Для этого необходимо составить его структурную схему и разбить её на группы Л.В. Ассура.

Определение класса и порядка механизма необходимо для назначения метода его исследования.

Выбор ведущего звена является важным моментом, т.к. один и тот же механизм может оказаться совершенно другого порядка, а, следовательно, исследовать его будет труднее.

При составлении структурной схемы необходимо звенья, имеющие более 2-х шарниров представить базисными звеньями, а ползуны – в виде поводков.

7. Синтез рычажных механизмов. Группы Ассура.

Синтез механизмов – это проектирование кинематической схемы механизма, удовлетворяющей заданному закону его движения и заданной структуре механизма.

Этапы синтеза:

• Выбор механизма.

• Конструктивное оформление схемы, а также кинематическое и силовое исследование.

• Расчет звеньев механизма на прочность.

Решаемые задачи синтеза

• Структурный синтез, т.е. установление строения механизма с точки зрения числа кинематических пар, класса этих пар и их геометрических характеристик.

• Кинематический синтез – установление формы и размеров звеньев, удовлетворяющих заданным условиям.

• Динамический синтез – проектирование схемы механизма с определением параметров, характеризующих распределение масс.

В ТММ при синтезе механизмов имеются три основных научных направлений:

• интерполяционный;

• наименьших квадратов;

• наилучшего приближения.

Группы Ассура

Механизмы получаются последовательным присоединением к системе определенного движения особых кинематических цепей, носящих название групп Леонида Владимировича Ассура.

За исходный механизм Л.В. Ассур принял механизм, состоящий из стойки и поводка.

Т акой механизм он отнес к механизмам

I класса 1-го Порядка.

Эта группа относится к I классу,

2-му порядку.

Далее Л.В.Ассур один из поводков развил в базисное звено, т.е.

К свободным шарнирам стало возможным присоединить поводки. Группа стала I класса 3-го порядка; W=0

Л.В.Ассур пошел дальше: он развил в полученной группе 3 поводка в базисные звенья, т.е.

Т акую группу Л.В.Ассур отнес ко II классу, имеющую базисное звено, все шарниры которого заняты другими базисными звеньями.

II кл, 0 порядка (т.к. нет поводков) W=0

Присоединяя к свободным шарнирам поводки будет меняться порядок, и механизм будет усложняться, а именно:

II кл., 6 пор.

К III классу Л.В. Ассур отнес механизмы, имеющие один замкнутый изменяемый контур.

К IV классу отнесены группы с 2-мя контурами и т.д.