Введение

Теория механизмов и машин (ТММ) изучает общие методы исследования и проектирования механизмов и машин.

Место ТММ, в цикле всех дисциплин, изучаемых при подготовке специалиста, определяется задачами и логической последовательностью создания новой машины. Функционирование любой машины и взаимодействие всех её элементов происходит на основе законов природы. Поэтому в техническом университете изучаются в первую очередь те дисциплины, которые описывают законы природы, т. е. общенаучные дисциплины: математика, начертательная геометрия, физика, химия, теоретическая механика и др. Затем изучаются общетехнические дисциплины, устанавливающие связи между общенаучными и специальными дисциплинами. К ним относится и теория механизмов и машин, которая даёт знания будущему специалисту в области машиностроения и необходимые методики для создания новых более совершенных машин. Задачей теории механизмов и машин является привитие студенту навыков схемного проектирования и, по существу, подготовки исходных данных для конструирования машин и, в конечном итоге, её изготовления и оценки качества. На следующем этапе изучаются приёмы и методики конструирования машин и их изготовления (курсы деталей машин и технологии машиностроения). В последнюю очередь изучаются специальные дисциплины.

Проблемы, которыми занимается ТММ, – это проблемы анализа и синтеза механизмов и машин. Анализ заключается в определении свойств существующих механизмов и машин и является прямой задачей механики машин. Обратная задача – синтез механизмов, то есть создание новых механизмов, которые должны обладать улучшенными свойствами по сравнению с существующими с точки зрения производительности, надежности, долговечности и др. Обе задачи тесно связаны между собой, так как специалист в области эксплуатации машин должен уметь правильно оценивать качество работы машины и её эксплуатационные свойства (анализ) и давать рекомендации производителю машины по улучшению её качества (синтез). Специалист в области проектирования и производства машин должен уметь применять методы и приёмы синтеза новых механизмов и машин и уметь анализировать и давать правильную оценку созданной им машины.

Общее определение машины. Функциональная классификация машин. Машина есть устройство, создаваемое человеком для использования законов природы с целью облегчения физического и умственного труда, увеличения его производительности путем частичной или полной замены человека в его трудовых и физиологических функциях.

Все существующие машины можно разделить на следующие группы:

I. Энергетические. В них происходит преобразование энергии из одного вида в другой (например, электрогенераторы, электродвигатели, двигатели внутреннего сгорания любого типа, паровые и газовые турбины и т. д.).

II. Технологические. Они предназначены для изменения формы, размеров и физических свойств материалов (металлорежущие станки, деревообрабатывающие, дорожные, строительные, полиграфические машины, машины пищевых производств, машины текстильной и лёгкой промышленности и др.). Эти машины составляют самую многочисленную группу.

III. Транспортные. Эти машины служат для перемещения всевозможных изделий, материалов и людей (автомобили, самолёты, локомотивы, суда, подъемные краны, конвейеры, манипуляторы).

IV. Логические (информационные). Машины, составляющие эту группу, служат для хранения, переработки и передачи информации (различные вычислительные устройства, ЭВМ, компьютеры, в том числе ПК).

V. Кибернетические. Для замены человека в его трудовых и физиологических функциях (аппараты: искусственное сердце, искусственные почки, робот-домохозяйка и др.).

ТММ изучает те машины и механизмы, которые функционируют на основе законов механики, отсюда другое название ТММ – механика машин.