Конспект лекций. по дисциплине «Теория механизмов и машин»

по дисциплине «Теория механизмов и машин»

для всех форм обучения студентов

специальностей АМИ

Тольятти

2008 г.

УДК 621.01 (075.8)

ББК 34.41

Б 20

Составили: Балахнина Анна Александровна

Хенкина Эльвира Николаевна

Настоящее пособие предназначено в помощь студентам при изучении дисциплины «Теория механизмов и машин».

Конспект лекций состоит из 4 частей и включает структурный анализ и синтез механизмов, кинематический и динамический анализ механизма, а также анализ движения механизма под действием сил.

Авторы надеются, что предлагаемое учебное пособие окажет реальную помощь студентам в изучении столь сложного и важного для будущей инженерной деятельности курса теории механизмов и машин

Содержание

Введение. 6

Часть 1. Структурный анализ и синтез механизмов. 7

1. Введение в теорию механизмов и машин. Предмет и задачи курса ТММ.. 7

2. Структура механизмов. 9

2.1. Основные понятия теории механизмов и машин. 9

2.2. Классификация кинематических пар. 10

2.3. Кинематические цепи и кинематическая схема механизма. 13

2.4. Степень подвижности механизма. 15

2.5. Структурный анализ плоских механизмов. 20

2.6. Замена в плоских механизмах высших пар низшими. 21

2.7. Классификация механизмов (виды механизмов) 23

2.8. Синтез шарнирного четырехзвенника. 31

2.9. Синтез зубчатых механизмов. 34

3. Манипуляторы и промышленные роботы.. 51

3.1. Виды манипуляторов и промышленных роботов. 51

3.2. Структура и геометрия манипуляторов. 53

3.3. Рабочий объем манипуляторов и классификация движения захвата. 55

3.4. Структурный синтез манипуляторов. 56

3.5. Зоны обслуживания, угол и коэффициент сервиса. 57

Часть 2. Кинематический анализ механизмов. 58

1. Кулачковые механизмы.. 58

1.1. Кинематический анализ кулачковых механизмов методом диаграмм. 58

1.2. Угол передачи движения, его определение. 62

1.3. Синтез кулачковых механизмов. 63

2. Кинематика зубчатых передач. 65

2.1. Передаточное отношение последовательного ряда колёс. 65

2.2. Передаточное отношение ступенчатого ряда колёс. 66

2.3. Передаточное отношение планетарных и дифференциальных механизмов 66

2.4. Графический метод кинематического исследования зубчатых механизмов. 70

2.5. Синтез планетарных механизмов. 73

3. Кинематический анализ рычажных механизмов. 76

3.1. Построение положений механизма и траекторий его точек. 77

3.2. Определения аналогов величин скоростей и ускорений. 78

3.3. Связь между аналогами и величинами скоростей и ускорений. 79

3.4. Аналог скорости и ускорения главного звена. 80

3.5. Аналог относительной скорости двух точек М и N.. 81

3.6. Аналог относительного ускорения точек звена. 81

3.7. Построение полярных планов аналогов скоростей. 82

3.8. Построение планов аналогов скоростей методом эпюр. 85

3.9. Определение аналогов ускорений в механизме. 88

3.10. Определение скоростей и ускорений методом построения кинематических диаграмм. 93

3.11. Кинематическое исследование рычажных механизмов аналитическим методом. 97

Часть 3. Динамический анализ механизмов. 100

1. Задачи кинетостатики. 100

2. Силы, действующие на механизм. 101

2.1. Классификация сил. 101

2.2. Внешние силы и механические характеристики машин. 102

2.3. Определение сил инерции. 105

3. Силовой анализ механизмов. Определение реакций в кинематических парах 109

4. Трение в кинематических парах. 115

4.1. Трение скольжения. 115

4.2. Сухое трение. 115

4.3. Жидкостное трение. 116

4.4. Трение при скольжении ползуна по горизонтальной плоскости. 117

4.5. Трение в кинематической паре шип - подшипник. 117

5. Коэффициент полезного действия механизма. 119

6. Определение реакций в кинематических парах с учетом трения. 121

6.1. Силовой анализ зубчатых механизмов. 121

6.2. Определение моментов в планетарном механизме без учета трения. 124

6.3. Определение коэффициента полезного действия планетарного механизма 128

6.4. Силовой расчет кулачковых механизмов. 128

Часть 4. Анализ движения механизма под действием сил. 132

1. Уравновешивание механизмов. 132

1.1. Общие сведения. 132

1.2. Уравновешивание вращающихся тел. 133

1.3. Уравновешивание механизмов на фундаменте. 138

2. Анализ движения механизма под действием сил. 142

2.1. Основные режимы движения механизма. 142

2.2. Приведение масс, сил и моментов. 147

2.3. Уравнение движения механизма. 150

2.4. Определение момента инерции махового колеса. 151

2.5. Методика определения момента инерции махового колеса. 173

Литература. 176

Введение

Теория механизмов и машин (ТММ) является одной из основных дисциплин общеинженерного цикла, обеспечивающих подготовку специалистов инженерно-технических специальностей по основам проектирования машин.

Учебная дисциплина «Теория механизмов и машин» базируется на общенаучных и общетехнических дисциплинах, таких как, высшая математика, физика, теоретическая механика, вычислительная техника, сопротивления материалов, начертательная геометрия.

Особенностью курса «Теории механизмов и машин» является его направленность на дальнейшее углубление фундаментальной подготовки с одной стороны и связи со специальными предметами как профессионального научно-технического фундамента с другой стороны. Курс «Теории механизмов и машин» является базовым курсом как для общепрофессиональных дисциплин (детали машин и приборов, технология машиностроения, взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения, основы автоматизированного проектирования и пр.), так и для специальных.

Основная цель курса - дать студентам знания и навыки по применению метода исследования свойств механизмов и машин и проектированию их схем, которые являются общими для всех механизмов независимо от конкретного назначения машины, прибора или аппарата.

В результате изучения дисциплины студенты должны знать:

• формы и структуру типовых кинематических цепей;
• основные виды механизмов и машин, методы их формирования и применения;
• структуру современных и перспективных механизмов и машин, используемых в них подсистем и функциональных узлов;
• принципы работы, технические, конструктивные особенности разрабатываемых и используемых технических средств;
• технологию проектирования, производства и эксплуатацию изделий и средств технологического оснащения;
• методы исследования, правила и условия выполнения работ.

уметь использовать:

• методы анализа и синтеза рациональной структурно-кинематической схемы проектирования устройства по западным критериям;
• вычислительные средства при проектировании технических систем;
• методы расчета типовых кинематических схем.

приобрести навыки:

• проводить расчеты основных параметров механизмов по заданным условиям с использованием графических, аналитических и численных методов вычислений;
• разрабатывать алгоритмы вычислений на ЭВМ для локальных задач анализа и синтеза механизмов;
• использовать измерительную аппаратуру для определения кинематических и динамических параметров и механизмов.

Дата добавления: 2014-01-20