Конспект лекций по курсу: «теория механизмов и машин»

ПРЕДИСЛОВИЕ

Предлагаемый цикл лекций по курсу «Теория механизмов и машин» автор читал в течение ряда лет в Московском ордена Ленина авиационном институте имени Серго Орджоникидзе, а также во Всесоюзном заочном машиностроительном институте.

Автор сознательно некоторые вопросы курса изложил сжато, имея в виду, что они достаточно подробно освещаются при прохождении студентами лабораторного практикума (производство зубчатых колес методом огибания, балансировки роторов и т. д.).

В курс лекций включено достаточное количество примеров, которые должны помочь студентам выполнять домашние контрольные и курсовые работы (проекты).

Автор выражает свою глубокую благодарность коллегам по кафедре за замечания по содержанию лекций, особую признательность он приносит доценту В.Т. Шебанову за редактирование лекций и ассистенту С. Н. Андреевой за оформление графического материала.

ЛИТЕРАТУРА

1.  Артоболевский И. И. Теория механизмов. «Наука», 1967.

2.  Зиновьев Вяч. А. Курс теории механизмов и машин. Физматгиз, 1960.

3.  Баранов Г. Г. Курс теории механизмов и машин. Машгиз, 1958.

4.  Левитский Н. И. Методы расчета кулачковых механизмов. Машгиз, I960.

5.  Желиговский А. В. [и др.]. Теория плоских механизмов и динамика машин. «Высшая школа», 1961.

6.  Артоболевский И. И., Зиновьев Вяч. А. и  Эдельштейн Б. В. Сборник задач по теории механизмов и машин. Гостеоретиздат, 1955.

7.  Эдельштейн Б. В. Руководство к лабораторным работам по курсу «Теория механизмов и машин». МАИ, 1967.

8.  Эдельштейн Б. В. Установочные лекции по курсу «Теория механизмов и машин». МАИ, 1965.

МОСКВА, 1971

ЛЕКЦИЯ ПЕРВАЯ

ВВЕДЕНИЕ

Изучение курса следует начинать с объектов, которым посвящен курс, и с его содержанием (программой).

В теории механизмов и машин предмет изучения — механизмы и машины. Механизм — это механическая система, состоящая из подвижно соединенных твердых или упругих тел. Эта система обладает вполне определенным движением своих частей и назначена для передачи или преобразования движения. Механизмы составляют основу всякой машины. Машина — это механизм или группа их, предназначенная для передачи или преобразования работы (энергии). Поэтому механизмы не только выполняют кинематические функции, но и служат трансформаторами усилий (сил или моментов).

Машины в основном можно подразделить на двигатели и на рабочие машины. Двигатели и рабочие машины работают в едином комплексе. Выходные валы двигателей делают быстроходными (в этом случае при заданной мощности крутящий момент на валу будет меньше, нежели у тихоходного вала). Входные валы рабочих машин имеют, как правило, скорости меньшие, чем выходные валы двигателей.

Для преобразования скорости и крутящего момента на валу двигателя в желательные скорость и крутящий момент на валу рабочей машины между двигателем и рабочей машиной ставят либо редуктор, либо коробку скоростей, либо вариатор. Редуктор — механизм для преобразования угловой скорости (из большей в меньшую); отношение скоростей в редукторе постоянно. В коробке скоростей это отношение можно изменять ступенчато, а в вариаторе— плавно.

Совокупность двигателя, редуктора (коробки скоростей, вариатора) и рабочей машины называется машинным агрегатом.

Из сказанного вытекает, что первичным предметом изучения будет механизм. Теория механизмов излагается в пяти следующих разделах:

1. Структурный анализ и классификация механизмов.

2. Кинематический анализ механизмов.

3. Силовой анализ механизмов.

1.  Динамический анализ механизмов.
2.  Синтез (кинематическое проектирование) механизмов.

Примечание. Из методических соображений III и IV разделы иногда меняют местами, что и будет сделано в нашем изложении.

Программа, методические указания, порядок прохождения кур­са и рекомендованная литература приведены в методическом посо­бии: «Программа, контрольные работы и методические указания по курсу „Теория механизмов и машин”». Под ред. Эдельштейна Б. В. МАИ, 1966.

Тема I. СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ

И КЛАССИФИКАЦИЯ МЕХАНИЗМОВ

Структура механизмов

1°. Здесь даны определения составных частей механизмов и указан принцип их образования. Это можно сделать потому, что все механизмы построены идентично. Ознакомимся с понятиями и определениями.

Деталь — часть механизма, изготовленная без приемов сборки.

Звено — жестко связанная группа деталей. Например, коленчатый вал или вал с жестко насаженным на него зубчатым колесом и т. д. В механизмах звенья между собою соединяются подвижно.

Подвижное соединение двух звеньев называется кинематической парой.

Подвижно соединенные звенья образуют кинематическую цепь. Если в кинематической цепи каждое звено ее входит минимум в две кинематические пары, такая цепь называется замкнутой.