1-15

1. Машина (определение). Классификация машин по функциональному назначению. 2. Механизм (определение). Классификация по функциональному назначению. 3. Анализ механизмов. Задачи. Методы решения. 4. Структурный анализ механизмов. Звено. Кинематическая пара. Кинематическая схема. Определения и примеры. Допущения при структурном анализе механизмов. 5. Классификация кинематических пар. Примеры. Условные обозначения. Классы. Условия связей. 6. Низшие и высшие кинематические пары. достоинства и недостатки. Примеры. 7. Замыкание кинематических пар. Кинематические цели. Входное звено. Выходное звено. Ведущее звено. Ведомое звено. 8. Число степеней подвижности механизма. Формула Сомова-Малышева. 9. Число степеней подвижности звена. Формула Чебышева. 10. Замена в плоских механизмах высших кинематических пар низшими. 11. Основной принцип образования механизмов. Группа Асура. 12. Классификация Ассура. Классы групп Асура. Примеры. 13. Циклограммы механизмов. Кинематический цикл. 14. Составные части машин. Их функциональное назначение. 15. Рычажные механизмы. Задачи кинематического исследования механизмов. Условия существования кривошипа. 16. Рычажные механизмы. План механизма. 17. Кинематический анализ плоских рычажных механизмов. Метод графического дифференцирования. 18. План скоростей для плоских рычажных механизмов. Теорема подобия скоростей. 19. Построение планов скоростей и ускорений для шарнирного четырехзвенника. 20. Планы ускорений для плоских рычажных механизмов. Теорема подобия для ускорений. Свойства полюса ускорений. 21. План скоростей для кулисного механизма. План ускорений. 22. Силовой расчет механизмов. Задачи силового расчета. Общий метод силового анализа механизмов. 23. Принцип Даламбера. Силы инерции звеньев. Определение уравновешивающего момента на кривошипе. 24. Условие кинетостатической определимости кинематической цепи. 25. Определение реакций в кинематических парах рычажного механизма. 26. Силовой расчет двухповодковых групп. 27. Силовой расчет ведущего звена. Определение уравновешивающего момента и уравновешивающей силы. 28. Определение приведенной силы и приведенного момента методом кинетостатики. 29. Силы трения. Виды сил трения.

30. Расчет маховика. Диаграмма Виттенбауэра. 31, Механизмы передач. Виды передач. Примеры. 32. Механизмы передач. Передаточное отношение рядовых передач. 33. Механизмы передач. Передаточное отношение ступенчатых передач. 34. Картины скоростей ступенчатых передач .Планы угловых скоростей. Пример. 35. Коробки скоростей (передач). Эпициклические зубчатые передачи. 36. Планетарные механизмы. Определение передаточного отношения методом обращенного движения. 37. Замкнутые дифференциалы. Определение передаточного отношения. 38. Дифференциалы. Определение передаточного отношения методом обращенного движения. 39. Основной закон зацепления. Полюс зацепления. 40. Геометрия эвольвентного зубчатого зацепления. Линия зацепления. 41. Геометрия эвольвентного зубчатого зацепления. Основная окружность. Начальная окружность. Шаг зацепления. делительная окружность. 42. методы изготовления колес с эвольвентным профилем зубьев. 43. Часовое зацепление. Достоинства и недостатки. 44. Цевочное зацепление. Достоинства и недостатки. 45. Циклоидальное зацепление. Достоинства и недостатки. 46. Зацепление Новикова. Достоинства и недостатки. 47. Волновые передачи. Достоинства и недостатки. 48. Косозубые и шевронные зубчатые передачи с звольвентным профилем зуба. Достоинства и недостатки. 49. Динамический анализ механизмов. Характеристика сил, действующих на - звенья механизмов. Простейшая математическая модель механизма. Приведение масс и моментов инерции. 50. Определение движения звеньев машинного агрегата. 51. Движущие силы. Силы сопротивления. Их математическое описание. 52. Неравномерность движения механизма. Коэффициент неравномерности хода. Статическое уравновешивание механизмов. 53. Уравновешивание механизмов машины с помощью противовесов на звеньях. 54. Уравновешивание вращающихся масс. 55. Уравновешивание поступательно-движущихся масс кривошипно-ползунного механизма с помощью шестерен с противовесами. 56. динамика механизмов с электроприводом. Характеристики электродвигателей. 57. Условия динамического уравновешивания механизмов. 58. Коэффициент полезного действия машин, механизмов. Коэффициенты потерь 59. Кулачковые механизмы. Угол давления. Закон перемещения толкателя. 60. Определение минимального радиуса кулачка. 61. Определение эксцентриситета толкателя.

1) Машина есть устройство, выполняющее механические движения для преобразования энергии, материалов и информации с целью замены или облегчения физического и умственного труда человека. Под материалами в данном определении понимаются обрабатываемые предметы, перемещаемые грузы и другие предметы труда. В зависимости от вида преобразования энергии различают энергетическиё. технологические, транспортные и информационные машины.

Класс энергетических машин предназначен для преобразования любого вида энергии в механическую работу ( и наоборот). Это — элементарные электродвигатели, генераторы, двигатели внутреннего сгорания. паровые и газовые турбины, паровые машины. Транспортные машины — машины предназначенные для перемещения людей и грузов: автомобили, самолёты, пароходы, лифты, транспортеры. Технологические машины — машины, предназначенные для изменения формы предмета, его свойств, а также соединения (сборки) изделия из нескольких материалов. Примеры этих машин: металлообрабатывающие станки, ткацкие машины, упаковочные, машины пищевой промышленности. Полиграфические машины относятся к. классу технологических машин

Информационные машины - машины, в которых механические движения предназначены для преобразования информации: арифмометры. механические интеграторы, счётные машины. Этот класс в прежнем виде уже не существует.

2) Механизм – система тел предназначенная для преобразования движения в требуемое движение других тел.

С точки зрения функционального назначения механизмы делятся: а) механизмы двигателей и преобразователей; б) передаточные; в) исполнительные; г)механизмы контроля и управления; д) механизмы подачи и сортировки; е) механизмы автоматического счета, взвешивания и упаковки

4) Структурна механизмов. Всякий механизм состоит из твердых тел. Один из них подвижен, другой нет. Все детали неизменно неподвижные называются – неподвижным звеном. Каждая подвижная деталь или групп деталей образующая жесткую подвижную систему тел называется – подвижным звеном.

Механизм является системой твердых тел. Механизмы имеют разнообразную структуру. Строением механизма определяются такие его важнейшие характеристики, как виды осуществляемых движений, способы их преобразования, число степеней свободы. Формирование механизма, т. е. соединение отдельных его частей в единую систему, сопровождается наложением связей.

Твердые тела, из которых образуется механизм, называют звеньями. При этом имеются в виду как абсолютно твердые, так и деформируемые и гибкие тела. Жидкости и газы в теории механизмов звеньями не считаются. Звено—либо одна деталь, либо совокупность нескольких деталей, соединенных в одну кинематически неизменяемую систему. Звенья различают по конструктивным признакам (коленчатый вал, шатун, поршень, зубчатое колесо и т. д.) и по характеру их движения. Например, звено, вращающееся на полный оборот вокруг неподвижной оси, называют кривошипом, при неполном обороте — коромыслом; звено, совершающее поступательное прямолинейное движение, — ползуном и т. д.

Кинематической парой называют подвижное соединение двух соприкасающихся звеньев.

Кинематическая схема. На схеме звенья обозначают цифрами, а пары и различные точки звеньев —буквами, например на рис. 2.1, 6: А—вращательная пара 1-4, 82 — точка (центр масс) шатуна 2.

Допущения в ТММ: 1) все тела абсолютно твердые; 2) тела недеформируемые; 3) зазоры отсутствуют; 4) размеры выполнены точно.

5) Кинематической парой называется соединение двух соприкасающихся звеньев, допускающее их относительное движение

В кинематических парах одно звено стесняет движение другого, или, как принято говорить, накладывает ограничение (связь) на его движение

И.И. Артоболевский предложил классификацию кинематических пар по числу накладываемых на их относительное движение условий связи 1<H<5. при Н=6 звенья лишаются относительных движений и становятся одним звеном.

Пример	Класс	Условие связи
	1	r=const
	2	r=const
	3
	4
	5
	5
	5

Для определения класса кинематической пары необходимо выбрать систему координат, связь жестко с одним звеном и рассматривать движение второго звена

Особенно тщательно надо рассматривать случаи, когда два элементарных движения оказываются связанными, как это имело место в винтовой паре.

6) Механизмы классифицируют по различным признакам, и в первую очередь их делят на механизмы с низшими и высшими парами; те и другие могут быть плоскими и пространственными. Плоским называется механизм, все подвижные точки которого движутся в параллельных плоскостях. Механизм является пространственным, если подвижные точки его звеньев описывают неплоские траектории или траектории, лежащие в пересекающихся плоскостях. Наиболее распространенные механизмы с низшими парами — рычажные, клиновые и винтовые; с высшими парами — кулачковые, зубчатые, фрикционные, мальтийские и храповые. В названиях ряда механизмов отражены их конструктивные признаки и характер движения входного и выходного звеньев. Например, термин «кривошипно-коромысловый механизм» означает, что механизм преобразует непрерывное вращательное движение входного звена (кривошипа) в возвратно-вращательное движение выходного звена (коромысла). В названиях иногда учитывается число степеней свободы механизма. Например, различают «зубчатый редуктор» — зубчатый механизм с одной степенью свободы и «зубчатый дифференциал» — механизм с двумя (или более) степенями свободы. Механизмы классифицируют и по их назначению: «кривошипно-ползунный механизм поршневого компрессора», «кулачковый механизм двигателя» и т. д.

Примеры плоских механизмов с низшими парами: Кривошипно-ползунный механизм – один из самых распространенных, он является основным механизмом в поршневых машинах, в ковочных машинах и прессах. Шарнирный четырехзвенный механизм служит для преобразования одного вида вращательного движения в другое; применяется в качающихся конвейерах и прокатных станках. Кулисный механизм служит для преобразования одного вида вращательного движения в другое или непрерывного вращательного движения в возвратно – поступательное

Примеры пространственных механизмов с низшими парами: Четырехзвенный механизм служит для передачи вращательного движения между валами, оси которых пересекаются, и широко применяется в автомобилях, станках.

Примеры механизмов (плоских и пространственных) с высшими парами: среди них наиболее распространение получили зубчатые, кулачковые, фрикционные, мальтийские и храповые механизмы

Низшие пары	Высшие пары
Не позволяют реализовать любой закон движения	позволяют реализовать любой закон движения
обратимы	необратимы
Распределение давления одного элемента на другой по сложному закону	Реакция приложена в точке или по линии
Технологичность и дешевизна	Не технологичность
Меньший износ	Большой износ

7) Замыкание кинематических пар бывает: 1) геометрическое: 2) силовое

Систему звеньев, образующих между собой кинематические пары, называют кинематической цепью. Различают замкнутые и незамкнутsе кинематические цепи. В замкнутой цепи каждое звено входит не менее чем в две кинематические пары, незамкнутой цепи есть звенья, входящие только в одну кинематическую пару.

Неподвижность звена показывают на схемах штриховкой. Различают входные и выходные звенья механизма, Выходным называют звено, совершающее движение, для которого предназначен механизм. Входным называют звено, которому сообщается движение, преобразуемое механизмом в требуемое движение выходного звена. Число входных звеньев обычно равно числу степеней свободы механизма, т. е. числу его обобщенных координат, но возможно и несовпадение их.

Ведущее звено – звено для которого сумма элементарных работ внешних сил >0;

Ведомое звено – сумма элементарных работ внешних сил<0 ;

8) (используется для определения числа степеней свободы кинематической цепи)

W-число степеней свободы кинематической цепи; N-число звеньев; -число кинематических пар 5 класса в данной цепи; - число кинематических пар 4 класса; - число кинематических пар 3 класса; - число кинематических пар 2 класса; - число кинематических пар 1 класса; - число общих (избыточных) связей.

9) (применяется для плоских механизмов)

10) Рассмотрим механизм, состоящий из двух круглых эксцентрично посаженных колес, соединенных пружиной ( рис.2. 10.а.). В этом условном механизме (он нужен в качестве хорошей теоретической модели ) расстояние между центрами дисков постоянно, поэтому можно поставить в центры вращательные кинематические пары и связать их тягой ( показано пунктиром ). Тяга не будет мешать работе механизма.

Теперь можно убрать внешнюю пару в точке К. Четырехзвенный механизм c низшими парами 5-го класса будет заменять исходный механизм с высшей парой. Более общий случай показан на рис. 2. 10. б. Механизм получен в результате контакта двух криволинейных профилей. Если в точке контакта построить круги кривизны профилей, а они заменяют профили с точностью до производных второго порядка, то получается схема, аналогичная первому случаю. Заменяющий механизм показан на рисунке пунктиром. Разница между двумя примерами велика. В первом случае заменяющий механизм с низшими парами заменяет механизм с высшей парой. Во втором случае заменяющий механизм кинематически эквивалентен исходному, только в данном положении и говорить о физической замене одного механизма другим нельзя.

11) Метод образования механизмов путем последовательного наслоения кинематических цепей обладающих определенными структурными свойствами.

Группа Асура – кинематические цепи с нулевой подвижностью относительно тех звеньев с которыми входит в кинематическую пару свободные элементы ее звеньев и не распадующие на более простые группы Асура.

12) Кинематические цепи, которые после присоединения свободными элементами к звеньям или стойки имеют число степеней свободы равным нулю, называются группами Асура.

гр Ассура 2-го класса

13) Циклограммы используют для анализа требуемой синхронизации перемещений исполнительных звеньев и последовательности относительных положений звеньев внутри цикла, при этом определяют время отдельных интервалов движения (рабочих и вспомогательных), оценивают возможности совмещения технологических и транспортных операций, сокращения времени некоторых операций, разбивки операций на менее продолжительные переходы и т. п. Такой анализ часто позволяет уплотнить циклограмму, т. е. уменьшить время цикла и повысить производительность технологических машин.

В основу разработки циклограмм принимают синхронные во времени графики перемещений исполнительных органов механизмов или устройств. Для примера на рис. 18.5 показаны: а — изменение угла поворота коленчатого вала; б, в — перемещение поршня, впускного и выпускного клапанов одного из цилиндров ДВС и соответствующие им д — линейные; г – прямоугольные и е — круговые циклограммы.

Периодическое совпадение положений и направления движения точек всех звеньев механизма или системы механизмов называют – кинематическим циклом

14) Механизм- система взаимосвязанных твердых тел, которая при заданном законе движения одних тел обеспечивает закон движения других тел.

Машина – один или несколько механизмов, снабженных системой управления и предназначенных для преобразования законов движения, энергии, информации и др. с целью замены физического или умственного труда человека.

Машины (механизмы) состоят из деталей.

Деталь- часть машины, полученная без применения сборочных операций.

Звено- это одна или несколько деталей, соединенных неподвижно (жестко).

В механизме имеется одно неподвижное звено- стойка и несколько подвижных звеньев. Звенья соединяются между собой с помощью кинематических пар.

15) Рычажный механизм – надежность; технологичность; передача больших усилий; дешевизна; можно обрабатывать на больших металлорежущих станках. Кинематические исследования плоских механизмов. Задачи: а) Определение положения звеньев и траекторию заданной точки; б) Определение линейных угловых скоростей и ускорений звеньев и отдельных точек механизмов.