ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные понятия теории механизмов и машин из "Теория механизмов и машин " Машина. По мере развития машин содержание термина машина изменялось. Для современных машин дадим следую-ш,се определение. Машина есть устройство, выполняющее механические движения для преобразования энергии, материалов и информации с целью замены или облегчения физического и умственного труда человека. В этом определении под материалами понимаются обрабатываемые предметы, перемещаемые грузы и другие объек ы труда. В зависимости от основного назначения (какой вид преобразования преобладает) различают энергетические, технологические, транспортные и информационные машины. [c.17] Энергетические машины предназначены для преобразования любого вида энергии в механическую (и наоборот). К ним принадлежат, например, электродвигатели, турбины, двигатели внутреннего сгорания, паровые машины, электрогенераторы. [c.17] Машины для преобразования материалов подразделяются на технологические и транспортные. В технологических машинах под материалом подразумевается обрабатываемый предмет, который может быть в твердом, жидком и газообразном виде. Преобразование материала в этих машинах состоит в изменении его размеров, формы, свойств или состояния. Примеры технологических машин металлообрабатывающие станки, прокатные станы, ткацкие станки, упаковочные машины. В транспортных машинах под материалом понимается перемещаемый предмет. Примеры транспортных машин автомобили, тепловозы, самолеты, вертолеты, подъемники, краны, транспортеры. В тех случаях, когда транспортная машина предназначена для перемещения людей, под материалом, конечно, понимаются кабина лифта, вагон, шасси автомобиля и т. п. [c.17] Представлена в виде чисел, то информационная машина называется счетной или вычислительной. Примеры счетных машин арифмометры, механические интеграторы, бухгалтерские машины. Электронная вычислительная машина, строго говоря, не является машиной, так как в ней механические движения служат лишь для выполнения вспомогательных операций. Название машины сохранено за ней в порядке исторической преемственности от счетных машин типа арифмометра. [c.18] основным признаком, отличающим машину от других устройств, является выполнение механических движений ). Отсюда происходит термин машина (от греч. juT)xavT), лат. ma hine). Если отказаться от этого признака, то не только теряется связь с происхождением термина, но и под определение машины попадают устройства, которые никогда машинами не назывались (усилители голоса человека, диктофоны, магнитофоны и т. п.). [c.18] Однако из всех устройств, имеющих движущиеся части, только те могут быть названы машинами, в которых механические движения предназначены для преобразования энергии, материалов и информации. [c.18] Машина, в которой все преобразования энергии, материалов и информации выполняются без непосредственного участия человека, называется машиной-автоматом. Применение машин-автоматов, однако, предполагает присутствие человека (оператора), наблюдающего за их работой и изменяющего в необходимых случаях программу действия. Совокупность машин-автоматов, соединенных между собой автоматическими транспортными устройствами и предназначенных для выполнения определенного технологического процесса, образуют автоматическую линию. Машина, особенно машина-автомат, при правильном ее использовании облегчает труд человека, увеличивает производительность труда, обеспечивает высокое качество выполнения рабочего процесса. [c.18] В преобразовании движения, кроме твердых тел, участвуют жидкие или газообразные тела, то механизм называется, соответственно, гидравлическим или пневматическим. [c.19] Основным признаком механизма является преобразование механического движения. Отсюда следует, что нельзя называть механизмом устройство, в котором нет этого преобразования. Ыапример, ротор электродвигателя и подшипники, в которых он вращается, не образуют механизма, так как в этом случае взаимодействие магнитного поля и проводника с током непосредственно дает требуемое движение без какого-либо промежуточного преобразования механического движения. Механизм в электродвигателе появляется только тогда, когда требуется уменьшить угловую скорость выходного вала по сравнению с угловой скоростью ротора (электродвигатель с встроенным редуктором). Это положение не исключает целесообразности изучения движения роторов как составной части многих машин и механизмов. [c.19] Механизмы входят в состав многих машин, так как выполнение механических движений для преобразования энергии, материалов и информации требует обычно преобразования движения, получаемого от двигателя. Однако нельзя отождествлять понятия машина и механизм . Во-первых, кроме механизмов, в машине всегда имеются дополнительные устройства, связанные с управлением механизмами (пуск в ход, блокировки, контроль и т.п.). Особенно развиты эти устройства в машинах-автоматах, где они образуют систему автоматического управления и выполняются обычно на электромагнитных или пневматических элементах. Во-вторых есть машины, в которых нет механизмов. Например, в последние годы появились технологические машины, в которых каждый исполнительный орган приводится в движение от индивидуального электродвигателя или гидродвигате. i. [c.19] Несмотря на указанную тенденцию к сокращению числа механизмов в машине, все же они составляют важнейшую, хотя и не единственную часть большинства машин. Кроме того, механизмы применяются в приборах, аппаратах и других технологических устройствах. [c.19] Входные и выходные звенья механизма. В каждом механизме имеется стойка, т. е. неподвижное звено или звено, принимаемое за неподвижное (если механизм установлен на движущемся основании). Из подвижных звеньев выделяют входные и выходные звенья. Входным звеном (сокращенно входом) называется звено, которому сообщается движение, преобразуемое механизмом в требуемые движения других звеньев. Выходным звеном (сокращенно выходом) называется звено, совершающее движение, для выполнения которого предназначен механизм. Остальные подвижные звенья называются соединительными или промежуточными. [c.20] Обычно в механизме имеется один вход и один выход. Вход получает движение от двигателя, а выход соединяется с рабочим органом машины или указателем прибора. Но могут быть механизмы с несколькими входами и выходами. Например, з механизме для сложения чисел имеется два входа, перемещения которых пропорциональны слагаемым, и один выход, перемещение которого пропорционально искомой сумме. В автомобильном дифференциале, наоборот, имеется один вход, получающий движение от двигателя, и два выхода, соединенных с задними колесами. [c.20] Кинематическая пара. Звенья соединяются между собой по-движно. В общем случае звено может образовывать подвижные соединения с несколькими звеньями, но для удобства изучения кинематических свойств этих соединений принято рассматривать соединения двух соприкасающихся звеньев. Подвижное соединение двух соприкасающихся звеньев называется кинематической парой. Кинематическую пару можно определить также как соединение двух соприкасающихся звеньев, допускающее их относительное движение. В этом определении подчеркивается, что подвижность соединения звеньев состоит в возможности их относительного движения. [c.21] Двухподвижные кинематические пары представлены в двух вариантах цилиндрическая пара и сферическая пара с пальцем, который перемещается в кольцевом пазу. Возможным перемещениям в двухподвижной сферической паре соответствуют поворот вокруг оси пальца и поворот относительно оси, перпендикулярной плоскости кольцевого паза и проходящей через центр сферы. [c.23] Низшие и высшие пары. Совокупность поверхностей, линий и отдельных точек звена, по которым оно может соприкасаться с другим звеном, образуя кинематическую пару, называется элементом кинематической пары. Из определения следует, что кинематическую пару можно рассматривать как совокупность двух элементов, каждый из которых принадлежит одному звену. Для уменьшения износа элементов кинематической пары желательно, чтобы они соприкасались по поверхности. Кинематическая пара, в которой требуемое относительное движение звеньев может быть получено постоянным соприкасанием ее элементов по поверхности, называется низшей парой. К низшим парам принадлежат вращательная, поступательная, винтовая, цилиндрическая, сферическая и плоскостная (см. табл. 1). Все остальные пары называются высшими. Их имеется бесчисленное множество и применяются они в тех случаях, когда требуемое относительное движение звеньев не может быть воспроизведено ни одной из указанных шести низших пар. [c.24] Следует обратить внимание на то, что элементами низшей пары могут быть линии и точки. Например, в некоторых приборах элементы вращательной пары соприкасаются по отдельным линиям, и тем не менее ее нельзя назвать высшей парой, так как то же самое относительное движение звеньев (вращательное) может быть получено соприкасанием элементов по поверхности. Поэтому высшая пара определяется как кинематическая пара, в которой требуемое относительное движение звеньев может быть получено только соприкасанием ее элементов по линиям и в точках. [c.24] Кинематическая цепь входит в состав каждого механизма, составленного только из твердых тел. Однако нельзя утверждать, что механизм всегда образуется из кинематической цепи, так как есть механизмы (например, гидравлические), в которых кинематических цепей может и не быть. [c.25] Вернуться к основной статье