5 семестр,

Дисциплина «Механика»

Кафедра измерительных информационных систем и технологий

Лектор:

К.т.н., доцент Шулепов Алексей Виленинович

Дисциплина изучается в 4,5,6 семестрах:

4 Семестр - основы расчетов на прочность и некоторые аспекты конструирования деталей механизмов и машин.

5 Семестр (каф. Иис и т) - 40 ч. Лекции, 20ч. Практические, 16ч. Лабораторные занятия. (экзамен)

6 Семестр (каф. Иис и т) – курсовой проект (4 листа формата а1, п.З.- 40 листов). (защита курсового !!!)

Базовые дисциплины: Физика, теоретическая механика, сопротивление материалов, материаловедение, математика, инженерная графика, взаимозаменяемость и нормирование точности.

Цели и задачи изучения дисциплины:

Получение знаний:

• Об устройстве приборов и машин;

• о некоторых способах оптимизации конструкторских решений при проектировании;

• об особенностях конструкций элементов и деталей измерительных систем, обеспечивающих точность функционирования;

• о связи проектирования и изготовления с точностью функционирования узлов измерительных систем;

• о материалах, применяемых при создании элементов и узлов механизмов приборов и машин.

Приобретение навыков:

- проведения АНАЛИЗА погрешностей (ошибок) функционирования узлов и механизмов приборов и машин, вызванных конструктивными, технологическими и эксплуатационными факторами;

- проектирования (СИНТЕЗА) измерительных устройств и механизмов с заданными функциональными и точностными характеристиками;

- конструирования типовых и оригинальных узлов и механизмов приборов и машин.

Введение

В.1 Объектами изучения в изучаемой дисциплине являются:

• детали, механизмы, узлы и механические устройства, которые входят в состав современных машин и приборов;

• способы соединения деталей;

• особые детали приборов- чувствительные элементы.

Машина и прибор.

Что объединяет эти Технические Системы(ТС), в чем различие?

Машина - техническое устройство, выполняющее преобразование энергии, материалов и информации с целью облегчения физического и умственного труда человека, повышения его качества и производительности.

Приборы - особый класс технических устройств, осуществляющих функции измерения, контроля, управления, настройки, защиты и др.

Виды машин.

1. Энергетические машины - преобразующие энергию одного вида в энергию другого вида. Эти машины бывают двух разновидностей:

Двигатели, которые преобразуют любой вид энергии в механическую.

Генераторы, которые преобразуют механическую энергию в энергию другого вида (электрогенератор преобразует механическую энергию паровой или гидравлической турбины в электрическую).

2. Рабочие машины - машины использующие механическую энергию для совершения работы по перемещению и преобразованию материалов.

Разновидности:

Транспортные машины, которые используют механическую энергию для изменения положения объекта (его координат).

Технологические машины, использующие механическую энергию для преобразования формы, свойств, размеров и состояния объекта.

3. Информационные машины - машины, предназначенные для обработки и преобразования информации. Они подразделяются на:

Математические машины, преобразующие входную информацию в математическую модель исследуемого объекта. (ЭВМ)

Контрольно-управляющие машины, преобразующие входную информацию (программу) в сигналы управления рабочей или энергетической машиной. (Система ЧПУ).

3а. Кибернетические машины – дальнейшее развитие управляющих машин – это системы, которые способны изменять программу своих действий в зависимости от состояния окружающей среды (т.е. машины обладающие элементами искусственного интеллекта и способностью к «обучению»).

Виды приборов

ПРИБОРЫ в соответствии с решаемой задачей могут быть следующих типов:

1. Измерительные П - средства измерения (СИ), предназначенные для выработки сигнала измерительной информации в форме доступной для непосредственного восприятия наблюдателем (шкальные ОУ, цифровые, записи на диаграммах и т.д.) и имеющие нормированные метрологические характеристики.

2. Контрольные П - позволяют определить, находится ли контролируемая физическая величина (ФВ) в заданных, установленных нормативами, пределах.

3. Регулирующие П – позволяют поддерживать значение регулируемой ФВ в заданных пределах.

4. Управляющие П – позволяют по «программе» или по результатам измерения параметров технологического процесса осуществлять изменение какого–либо параметра или величины, влияющей на ход процесса. (например, по критерию точности).

5. Счетные (вычислительные) П – для выполнения математических действий различной сложности.

6. Специальные П – уникальные приборы для фундаментальной науки (Эталоны, меры), приборы для сложных параметров (макро-, микро- и нано- измерения и параметры объектов и процессов).

Очевидно, что выполнение этих перечисленных функций невозможно без обеспечения в ПРИБОРАХ особых (нормированных) метрологических (или точностных) характеристик.

См. дисциплину «Метрология».

 Применение терминов «МАШИНА» и «ПРИБОР» весьма условны и противоречивы (например, бытовые ПРИБОРЫ, но вычислительные МАШИНЫ и т.п.).

В.2 Основа и машин и приборов – механическая система , образуемая деталями, узлами и механизмами.

Механические системы продолжают выполнять важнейшие функции в современных машинах и приборах, несмотря на их насыщенность электроникой, электрикой и вычислительной техникой.

Например,

1. Технологическое оборудование (станки, роботы с программным управлением и т.п.) - качество этих технических систем (ТС) определяется точностью функционирования механических систем и узлов этих машин, а именно:

– точностью траекторий перемещения исполнительных органов,

- трением и зазорами в узлах перемещения и т. д.

– способностью сохранять заданную пространственную геометрию под действием возникающих нагрузок, т.е. оптимальностью компоновки и жесткостью несущих элементов ТС;

- способностью сохранять заданную пространственную геометрию при изменении температуры и т.д. и т.п.