Основные определения. В общем виде машина – это устройство, предназначенное для преобразования какого-либо вида энергии в механическое движение

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН

СТРОЕНИЕ МЕХАНИЗМОВ

В общем виде машина – это устройство, предназначенное для преобразования какого-либо вида энергии в механическое движение.

Условно все машины можно разделить на технологические, транспортные, энергетические, информационные, кибернетические.

С помощью технологических машин (например, металлообрабатывающие станки, землеройные машины и т.д.) происходит изменение форм, размеров, свойств, состояния исходных материалов и заготовок, подвергшихся воздействию рабочего (исполнительного) органа машины.

С помощью транспортных машин происходит перемещение грузов по заданной траектории с требуемыми скоростью или ускорением.

В энергетических машинах происходит преобразование энергии (например, электрической в механическую – в станках с электроприводом, тепловой в механическую – в тракторах и автомобилях с двигателями внутреннего сгорания и т.д.).Эти машины бывают двух разновидностей: двигатели, которые преобразуют любой вид энергии в механическую; генераторы, которые преобразуют механическую энергию в энергию другого вида.

В информационных машинах происходит преобразование вводимой информации для контроля, регулирования режима работы машины и управления движением.

Кибернетические машины - машины, управляющие технологическими, транспортными, энергетическими машинами, которые способны изменять программу своих действий в зависимости от состояния окружающей среды

(искусственный интеллект)

Что называется машинным агрегатом?

Машинным агрегатом называется техническая система, состоящая из одной или нескольких соединенных последовательно или параллельно машин и предназначенная для выполнения каких-либо требуемых функций. Обычно в состав машинного агрегата входят: двигатель, передаточный механизм и рабочая (технологическая, транспортная) или энергетическая машина.

Двигатель и рабочая машина имеют определённые механические характеристики. Они указаны в технических паспортах двигателя и рабочей машины, в том числе число оборотов двигателя в минуту (n ₁) и число оборотов главного вала рабочей машины в минуту (n ₂):

где – угловая скорость вала, 1/с.

Введём следующие обозначения:

₁ – угловая скорость, с которой вращается вал двигателя;

₂ – угловая скорость, с которой должен вращаться главный вал рабочей машины.

Чтобы привести в соответствие механические характеристики двигателя и рабочей машины, между ними устанавливают передаточный механизм.

Механизм – совокупность подвижных материальных тел, из которых одно закреплено, а все остальные совершают движения в соответствии с определенным законом относительно неподвижного тела.

Звенья – материальные тела, из которых состоит механизм.

Стойка – неподвижное звено механизма.

Обычно за стойку принимают корпус или раму машины, а также все жестко связанные с ними детали. Стойка в механизме всегда одна.

Графическое изображение стойки следующее:

или

Звено, которому сообщается движение от двигателя, называется ведущим.

Звено, совершающее движение, для выполнения которого предназначен механизм, называется ведомым.

Отношение угловой скорости ведущего звена к угловой скорости ведомого звена называется передаточным числом механизма .

Пример.

Дано: число оборотов n ₁ = 700 об/мин, n ₂ = 70 об/мин.

Требуется определить передаточное число механизма.

Передаточное число механизма определится как:

В качестве передаточных механизмовмогут использоваться:

- фрикционные передачи (с использованием трения);

- цепные передачи;

- ременные передачи;

- зубчатые передачи.

В качестве основных механизмов рабочей машины наиболее часто используют рычажные механизмы.

Рассмотрим кривошипно-ползунный механизм (рис. 1).

Рис. 1. Кривошипно-ползунный механизм:

1 – кривошип; 2 – шатун; 3 –ползун

Если это компрессор, то звено 1 – ведущее, а звено 3 – ведомое.

Если это механизм двигателя внутреннего сгорания, то звено 3 – ведущее, а звено 1 – ведомое.

Кривошип,шатун, ползун – подвижные тела, называемые кинематическими звеньями.

Кинематическимзвеном называется тело или несколько тел, соединенных между собой неподвижно.

Звенья соединяются в механизме с помощью кинематических пар.

Кинематическаяпара – подвижное соединение звеньев, допускающее их относительное движение. Соединение может быть по точке, линии или поверхности.

Поверхность, линия или точка звена, находящаяся в соприкосновении
с другим звеном, называется элементом кинематической пары.

Любой механизм можно представить в виде кинематической схемы, состоящей из кинематических звеньев и кинематических пар. Все кинематические пары на схеме обозначают буквами латинского алфавита, например A, B, C и т. д. Каждому звену присваивают свой номер: номер 1 имеет ведущее звено, номер 0 – стойка и т. д.

Звенья, соединяясь друг с другом, образуют кинематические цепи.

Кинематической цепью называется связанная система звеньев, входящих в кинематические пары.

Например, в кривошипно-ползунном механизме (рис. 1) кривошип 1 образует с неподвижным подшипником, находящимся в стойке, кинематическую пару A, дающую возможность вращения кривошипа относительно стойки 0. Шатун 2 с кривошипом 1 образует вторую кинематическую пару B, обеспечивающую вращение этих звеньев относительно друг друга. Шатун 2 с ползуном 3 – третью пару C, благодаря которой шатун и ползун могут поворачиваться друг относительно друга и ползун 3 с направляющими стойки (с неподвижным звеном) образует кинематическую пару D, позволяющую этим звеньям иметь между собой относительное поступательное движение.

Совокупность этих звеньев, связанных кинематическими парами, образует кинематическую цепь, которая определяет данный кривошипно-ползунный механизм.

В основе каждого механизма лежит кинематическая цепь. Но не каждая кинематическая цепь представляет собой механизм, а только та, звенья которой осуществляют движения в соответствии с заданным законом.

Кинематические цепи бывают простые и сложные, открытые и закрытые (замкнутые) (рис. 2).

Рис. 2. Кинематические цепи

В замкнутой цепи каждое звено входит не менее чем в две кинематические пары, в открытой цепи есть звенья, входящие только в одну кинематическую пару. В простой цепи каждое звено входит не более чем в две кинематические пары; в сложной цепи есть звенья, входящие в три и более кинематические пары.

Дата добавления: 2014-01-20