Основные определения

Теория механизмов и машин (ТММ) – наука, изучающая общие методы структурного и динамического анализа и синтеза различных механизмов, механику машин.

Машина – Комплекс устройств, выполняющих механические движения для преобразования энергии, материалов и информации с целью механизации и автоматизации трудовых процессов человека.

В зависимости от назначения различают: энергетические, транспортные, информационные и технологические машины.

Энергетические машины – преобразуют любой вид энергии в механическое движение и наоборот.

Транспортные машины – служат для изменения положения материалов или других объектов.

Информационные – предназначены для получения и преобразования информации.

Технологические – преобразуют материал с изменением его размеров, формы, свойств, состояния для выполнения рабочих процессов производства.

Технологические машины состоят из: двигателя, передачи, исполнительного органа, механизмов контроля и управления.

Передаточный механизм – устройство передачи энергии от двигателя к исполнительному органу с помощью преобразования механической энергии.

Любой механизм состоит из звеньев.

Звено – твердое тело (деталь) или совокупность нескольких деталей соединенных между собой в одну неизменяемую механическую систему.

Если звенья механизма движутся параллельно одной плоскости (участвуют в плоском движении), то механизм называется плоским.

Неподвижное звено называется стойкой или корпусом (обозначается -0).

Звенья в механизме соединяются с помощью кинематических пар.

Кинематическая пара – подвижное соединение двух звеньев, допускающее их относительное движение.

Контакт звеньев в кинематической паре может происходить в точке, линии (высшие кинематические пары) или по поверхности (низшиекинематические пары). Зона контакта называется элементом кинематической пары. Постоянный контакт звеньев в кинематической паре обеспечивается за счет конструктивной формы звеньев (геометрическое замыкание) или с помощью прилагаемых усилий (пружины, жидкости, силы и т.п.) – силовое замыкание. Через кинематические пары происходит передача усилий от одного звена к другому.

2 СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМОВ

При структурном анализе механизма составляется его структурная схема, на которой показываются звенья, входящие в механизм и кинематические пары, соединяющие эти звенья. При этом размеры звеньев не учитываются. Структурный анализ механизма позволяет определить его технологичность и число независимых обобщенных координат однозначно определяющих положение всех звеньев механизма.

2.1 Классификация звеньев

Звенья можно классифицировать по следующим признакам:

1) по функциональному назначению ( Рис 2.1 );

а) Кривошип (1) – Образует вращательную кинематическую пару со стойкой (0) и совершает полный оборот.

б) Коромысло (1) - Образует вращательную кинематическую пару со стойкой (0) и совершает не полный оборот.

в) Ползун (1) – Образует поступательную кинематическую пару со стойкой (0).

г) Шатун (1) – Не образует кинематических пар со стойкой (0) и совершает плоскопараллельное движение.

д) Кулиса (1) – Образует вращательную кинематическую пару со стойкой (0) и поступательную пару с другим звеном (кулисным камнем) (2).

2) по силовому воздействию:

а) Ведущее - для которого работа внешних сил положительная.

б) Ведомое - для которого работа внешних сил отрицательная.

3) По числу геометрических элементов: простое, двойное, тройное и т.д.

Кроме того различают входное звено, которому сообщается движение, преобразуемое механизмом. (их число равно числу степеней свободы механизма) и выходное, совершающее движение, для которого предназначен механизм.