Теория механизмов и машин Курс лекций для студентов специальности «Машины и аппараты химических производств» © Г.И. Евдакимов, 2007

Введение в теорию механизмов и машин Лекция 1

Содержание лекции: Цели и задачи курса «Теория механизмов и машин» Структура курса Основные термины и определения Классификация машин

Основная и дополнительная литература Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин: учеб. Для втузов.- М.: Наука, с. Теория механизмов и машин. Конспект лекций: учеб. Пособие для вузов / И.М. Белоконев, С.А. Балан, К.И. Белоконев.- М.: Дрофа, с. Смелягин А.И. Теория механизмов и машин.- Инфра-М, Марченко С.И., Марченко Е.П., Логинова Н.В. Теория механизмов и машин (Конспект лекций).- Ростов-на-Дону: Феникс, с.

1.1 Цели и задачи курса «Теория механизмов и машин» Теория механизмов и машин – научная дисциплина, которая изучает строение (структуру), кинематику и динамику механизмов в связи с их анализом и синтезом. Цель ТММ: анализ и синтез типовых механизмов и их систем. Задачи ТММ: разработка общих методов исследования структуры, геометрии, кинематики и динамики типовых механизмов и их систем.

Студент должен знать: основные виды механизмов, используемых в нефтехимии, нефтепереработке и других отраслях материального производства; структуру механизмов и машин; методы структурного, кинематического и динамического анализа и синтеза механизмов и машин; способы уравновешивания механизмов с целью уменьшения динамических нагрузок на фундамент и уменьшения сил в кинематических парах; способы защиты механизмов и машин от механических колебаний.

Студент должен уметь: -оценивать соответствие структурной схемы механизма основным условиям работы машины; проектировать структурные и кинематические схемы механизмов по заданным условиям; анализировать режим движения механизма при действии заданных сил; выполнять силовой расчет механизма с учетом геометрии масс звеньев при движении их с ускорением; проектировать зубчатые рядовые и планетарные механизмы; определять оптимальную геометрию зубчатых зацеплений; уравновешивать механизмы на фундаментах.

Этапы развития ТММ Период эмпирического машиностроения Начало развития ТММ Период фундаментального развития ТММ До начала ХIХ-го века До половины ХIХ-го века Период интенсивного развития ТММ До начала ХХ-го века П.Л. Чебышев Леонардо да Винчи Джеймс Уатт

1.2 Структура курса

Связь ТММ с другими дисциплинами Теория механизмов и машин Высшая математика Нагнетатель- ные машины Теоретическая механика Физика Детали машин Процессы и аппараты ХТ Инженерная графика Навыки черчения Дифференциальное и интегральное исчисление Законы движения, законы динамики Знания о типовых механизмах, навыки структурного, кинематического и динамического анализа механизмов и машин

1.3 Основные термины и определения Механизм – это связанная система тел, предназначенная для преобразования движения одного или нескольких тел в требуемые движения других тел

Звеном называется подвижная деталь или группа деталей, образующих одну жесткую подвижную систему тел.

Стойкой называется жесткая система тел, образованная всеми неподвижными деталями Подвижное соединение двух звеньев называется кинематической парой

1.4 Классификация машин МАШИНЫ Энергетические Двигатели Генераторы Рабочие Транспортные Технологические Информационные Математические Контрольно- управляющие Кибернетические

Машины-двигатели ДВИГАТЕЛЬ Р мех (М, ) Двигатели преобразуют любой вид энергии в механическую Р эл (U, I)

Примеры двигателей

Машины-генераторы ГЕНЕРАТОР Р мех (М, ) Генераторы преобразуют механическую энергию в энергию другого вида Р эл (U, I)

Примеры генераторов

Транспортные машины ТРАНСПОРТНАЯ МАШИНА Р мех f (x 0, y 0 ) f (x n, y n ) Транспортные машины используют механическую энергию для изменения положения объекта (его координат)

Примеры транспортных машин

Технологические машины ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ МАШИНА Р мех f (x 0, y 0, z 0 ) f (x n, y n, z n ) Технологические машины используют механическую энергию для преобразования формы, свойств, размеров и состояния объекта

Примеры технологических машин

Информационные машины Информационная машина I0I0 Информационные машины преобразуют входную информацию в выходную информацию InIn

Рабочая машина Контрольно-управляющие машины Контрольно- управляющая машина I0I0 Контрольно-управляющие машины преобразуют получаемую контрольно-измерительную информацию с целью управления энергетической или рабочей машиной I1I1 Программа I 1

Кибернетические машины Рабочая машина Контрольно- управляющая машина I0I0 I1I1 Программа I 1 Окружающая среда Кибернетические машины заменяют или имитируют различные механические, физиологические или биологические процессы, присущие человеку и живой природе, и обладающие элементами искусственного интеллекта

Примеры кибернетических машин

Структура машины РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС Система программного управления Двигатель Механическая система Система обратной связи Q q u uпuп u P x1…xmx1…xm