Краткие сведения из истории развития механики

Механика является одной из старейших отраслей наук, возникновение и развитие которой обусловлено потоебностями практики. Известно, например, что при постройке египетских пирамид применились простейшие механизмы и механи­ческие устройства: рычаги, блоки, наклонная плоскость.

Постепенно шел процесс их исследования, совершенствования и внедрения в практику с целью облегчить труд человека, повысить производительность труда.

Выдающийся деятель эпохи Возрождения Леонардо да Винчи (1452-1519) разработал проекты конструкции механизмов ткацких, печатных и деревообрабатывающих станков. Итальянский врач и математик Д, Кардан (1501-1576) изучал движение механизмов часов и мельниц. Французский ученые Г.Амонтон (1663-1705) и Ш. Кулон (1736-1806) первыми предложили формулы для определения силы трения покоя и скольжения.

Однако дальнейшее развитие теории механизмов и машин следует отнести к значительно более поздним временам, когда в результате накопления оптыта стали возможными некоторые обобщения и частично выкристаллизировались методы этой науки. В этом смысле датой рождения науки о машинах и механизмах можно считать конец XVIII в. Задачи теории механизмов и машин рассматри­вались ранее в курсах прикладной механики, выделившейся из состава теоретической механики более 180 лет тому наэад. Теория механизмов и машин оформилась как самостоятельня ветвь науки в XX в..

В 1724 г. по инициативе Петра 1 была основана Российская Академия наук, деятельность которой с первых же дней существования была посвящена решению практических задач по постройке сооружений и машин, развитию отечественного кораблестроения, артиллерии и другой техники.

Достойный вклад в развитие практической механики в России в ХУШ в. внес гениальный ученый - академик М.В. Ломоносов, разработавший конструкции машин для производства стекла и испытаний материалов. Его научные открытия послужили источником творчества русских умельцев, изобретателей и конструкторов: И.И. Ползунова — творца па­ровой машины; И. П. Кулибина - создателя механизма протеза, часов-автоматов, «водохода». «самокатки» и др.; К. А Фролова — строителя механизированного комплекса рудо- и водоподъемных устройств; отца и сына Е. А. и М. Е. Черепановых, построив­ших первый в России паровоз, и многих других. Интересно отметать, что конструкция «самокатки», созданной И. И. Кулибиным в 1791 г., носила черты будущих автомобилей: она имела устройства для переключения зубчатых передач и свободного хода, тормоз, управляемые колеса.

В это же время протекала плодотворная деятельность величайшего математика и механика акад. Л. Эйлера, разработавшего теорию плоских зацеплений и предложившего эвольвентный профиль зубьев колес. Эти исследования послужили основой для создания французом Т. Оливье общей теории пространственных зацеплений, которая была переработана и дополнена одесским профессором X..И. Гохманом - автором фундаментального труда «Кинематика машин» (1890г.).

К середине XIX в. в России выросла плеяда талантливых ученых, заложивших основы современной теории механизмов и машин. Основателем русской школы этой науки был великий математик академик П. Л. Чебышев (1821—1894 гг.), которому принадлежит ряд оригинальных исследований, посвященных синтезу механизмов, теории регуляторов и зубчатых зацеплений, структуре плоских механизмов. Он создал схемы свыше 40 различных механизмов и большое количество их модификаций. Академик И.А.Вышнеградский явился основателем теории автоматического регулирования; его работы в этой области нашли достойного продолжателя в лице выдающегося русского ученого проф. Н. Е. Жуковского, а также словацкого инженераА.Стодолы и английского физика Д. Максвелла. Н.Е. Жуковскому - отцу русской авиации - принадлежит также ряд работ, посвященных решению задачи динамики машин (в частности, теорема о жестком рычаге).

Глубокие исследования в области теории смазочного слоя выполнены почетным академиком Н.П.Петровым. Ученик И. А. Вышнеградского - профессор В. Л. Кирпичев известен как автор графических методов исследований статики и кинематики механизмов. В его популярной до сих пор книге «Беседы о механике» решены задачи равновесия сил, действующих в стержневых механизмах, динамики машин и др.

Выдающийся российский ученый профессор Н.И. Мерцалов дал новые оригинальные решения задач кинематики и динамики механизмов. В 1914 г. он написал труд «Динамика механизмов», который является первым систематическим курсом в этой области. Он же первым начал исследовать пространственные механизмы. Академик В. П. Горячкин провел фундаментальные исследования в области теории сельскохозяйственных машин.

Профессор Л. А. Ассур разработал строгую в научном отношении классификацию плоских шарнирно-рычажных механизмов, которая послужила базой для многочисленных исследований в этой области в дальнейшем.

В ХХ веке наукао машинах развивается особенно бурно, что объясняется потребностями научно-технической революции. Наряду с отраслевыми научно-исследовательскими институтами, занимающимися разработкой и исследованием конкретных машин, создан Институт машиноведения Академии наук, который занимается разработкой общих проблеммеханики машин.

Важное место в теории механизмов и машин сегодня занимают та­кие направления как снижение энергозатрат на трение, повышение долговечности и надежности машин, повышение коэффициента полезного действия, снижение материалоемкости, веса и габаритов ма­шин, повышение точности и т.д.