Розділ 6. Кінематика механізмів

Розвиток науки про механізми і машини визначається на кожному етапі розвитку людського суспільства сучасним станом практики машинобудування і проблемами, які висуває прогрес техніки. На протязі багатолітньої історії розвитку техніки поняття про машину і механізм не залишалось стабільним; воно змінювалось і уточнювалось багато разів, причому їх визначення пов’язувалось з призначенням машини чи механізму.

Прагнення до використання сил природи з метою полегшення і підвищення продуктивності людської праці виразилось в тому, що людина стала використовувати створенні нею пристрої у вигляді деякої сукупності матеріальних тіл, які мають визначений характер відносного руху і призначені для перетворення деякого виду енергії в механічну роботу або для здійснення оберненого процесу. Таким пристроєм є машина.

При відсутності умови про використання або тривалого перетворення в роботу певного виду енергії в процесі руху буде вже не машина, а механізм, роль якого зводиться до передавальної функції, тобто до передачі руху і потоку енергії. Виходячи з цього можна дати такі означення механізму і машини.

Механізмом називається фізичний пристрій, призначений для передачі і перетворення руху.

Машиною називається фізичний пристрій, призначений для перетворення енергії і виконання роботи.

Як видно із означень, механізм має таку ж структуру як і машина, і в цьому відношенні між ними нема жодної різниці. Механізм можна вважати машиною, якщо він в процесі руху переборює зовнішні опори, які зв’язані безпосередньо з процесом виробництва або транспортування.

Машина може включати комплекс механізмів, які відтворюють заданий доцільний рух для зміни форми оброблюваного матеріалу або його положення, або ж з метою перетворення в процесі руху заданого виду енергії в механічну роботу. Вона може бути як пересувною (локомотив, автомобіль), так і стаціонарною (обробні верстати, турбіни і інші).

Сучасна машина складається із трьох суттєво різних частин: машини-двигуна, передавального механізму і машини-знаряддя.

До машин-двигунів відносяться: теплові поршневі двигуни, гідравлічні і газові турбіни, електродвигуни, вітрові силові установки. В таких машинах різні види енергії використовуються з метою перетворення в механічну роботу або для приведення в дію інших машин.

Передавальні механізми служать для передачі руху і механічної роботи від двигуна до виконавчих органів машини. Такими механізмами є, зокрема, зубчасті і черв’ячні редуктори, важільні механізми, варіатори швидкості тощо.

До машин-знарядь або робочих машин відносяться верстати і преси, які призначені для холодної або гарячої обробки металів, дробильні машини і млини, прядильні і ткацькі верстати та інші.

В підгрупу транспортних машин входять конвеєри всіх модифікацій (транспортери, елеватори) і підйомно-транспортні машини (шахтні підйомники, вантажопідйомні крани).

Можна також виділити машини, які перетворюють механічну енергію в інший вид енергії, наприклад, в електричну (динамомашина).

При вивчені кінематики механізмів і машин нема необхідності знати розміри або конструктивні форми машини в цілому або окремих її органів. Для цього достатньо буде кінематичної схеми (скелета) механізму машини.