Машиной – называется устройство, предназначенное для преобразования природной энергии в работу полезной для человека заменяющую его физический и умственный труд и обеспечивающий высокую производительность труда.
В настоящее время существует 3 вида машин:
1) Энергетические (эл. двигатели и т.д.)
2) Рабочие (транспорт)
Технологические (станки)
3) Информационные (вычислительные, регулирующие)
Механизм – устройство, предназначенное для преобразования заданного вида движения в требуемый вид движения.
Виды механизмов: (по структуре)
1. Рычажные
2. Зубчатые
3. Кулачковые
4. Фрикционные
5. Механизмы с гибкими звеньями
6. Механизмы с гидравлическими устройствами
7. Механизмы электромагнитными устройствами
Механизмы и машины состоят из простейших тел, которые называются деталями.
Деталь – тело, изготовленное как одно целое, без сборочных операции (5-ти тонный коленчатый вал, шайба и т.д.)
С помощью таких деталей образуются более крупные единицы-звенья.
Звено – жестко связанная система деталей, а также отдельные детали, которые имеют движение относ-но друг-друга как одно целое.
Такое подвижное и безотрывное соединение 2-х соприкасающихся звеньев называется кинематической парой.
Элементами кинематической пары: поверхности, линии, точка.
Низшие пары – если элементы являются поверхности, если элементы-точки, линия, то пара высшая.
Основные задачи курса: 1. Структурные исследования механизмов
2. Кинематическое исследование
3. Силовое исследование
4. Динамическое исследование
5. Проектирование новых механизмов
2. Классификация кинематических пар по связям.
Кинематические пары и их классификация.
Кинематическая пара - два звена, соединённых между собой, подвижное и безотрывное соединение двух звеньев. Все звенья в машинах и механизмах соединяются между собой с помощью кинематических пар.
Пары бывают низшие и высшие. В высших парах контакт деталей осуществляется по линии или точке, а в низших парах - по поверхности.
Все пары делятся на 5 классов в зависимости от налагаемых связей на подвижность каждого из звеньев. Число степеней подвижности обозначается за Н, Число налагаемых связей обозначается за S. При этом число степеней подвижности можно определить по формуле H = 6 - S.
Пара первого класса: H = 5 ; S = 1;
Пара второго класса: H = 4 ; S = 2;
Пара третьего класса: H = 3 ; S = 3;
Пара четвёртого класса: H = 2 ; S = 4;
Пара пятого класса: H = 1 ; S = 5.
3.Кинематические цепи и их структурные формулы.
Кинематическая цепь - система звеньев, образующих между собой кинематические пары различных классов.
Кинематические цепи бывают пространственными и плоскими. У плоских перемещение звеньев осуществляется в одной плоскости.
Бывают также простые и сложные, замкнутые и разомкнутые.
Простая - цепь, у которой каждое звено входит не более чем в две кинематические пары. См. рис с вращательными парами А, В, С (5 класса).
Сложная – цепь, в которой есть хотя бы одно звено, входящее более чем в кинематические пары. См. цепь с вращательными парами А, В, С, Д и Е (5 класса).
Замкнутая – цепь, звенья которой образуют один или несколько замкнутых контуров.
См. с вращательными парами (5 класса).
Незамкнутая – цепь, звенья которой не образуют замкнутых контуров. См. рис.
Кинематическое соединение - кинематическая цепь, конструктивно заменяющая в механизме кинематическую пару.
4.Степень подвижности механизмов. Пассивные и активные звенья.
Ведущие звенья – звенья которым задается движение, остальные ведомые
Степень подвижности механизма должна совпадать с числом ведущих звеньев.
Когда нет такого совпадения т.е. при подсчете по соответствующей формуле получается число отличное от числа ведущих звеньев, тогда в механизме имеются пассивные или активные звенья.
Пассивное звено вносит лишние связи.
Активное звено вносит лишнее число свобод.
Если число больше числа ведущих звеньев, то имеется активное звено.
Если число меньше – пассивное звено.
Степень подвижности механизма
Число звеньев - К. Число степеней подвижности обозначается за Н.
Н = 6К.
Образуем из К звеньев кинематическую цепь, соединив звенья парами различных классов. Число используемых пар - Рi (i - класс).
W - степень подвижности механизма (степень свободы).
Одно из звеньев превратим в стойку, т. е. отнимем у него 6 степеней свободы.
Для пространственного механизма:
W = 6N - 1P1 - 2P2 - 3P3 - 4P4 - 5P5 - формула Сомова-Малышева.
N - число подвижных звеньев.
P1, P2, P3, P4, P5 - число кинематических пар различных классов.
Для плоского механизма:
W = 3n - 1p4 - 2p5 - формула Чебышева.
n - число подвижных звеньев.
W = 3n - 1pвысш - 2pнизш.
Пример определения степени подвижности:
Ведущее звено обозначается стрелкой: 1 – ведущее звено 2,3,4 – ведомые звенья
n=4
Звено 4 является пассивным, его можно убрать движение остальных звеньев не нарушится
