Теория механизмов и машин, конспект лекций

ИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Тольяттинский государственный университет

Кафедра «Механика и инженерная защита окружающей среды»

Балахнин А.А., Хенкина Э.Н.

Конспект лекций

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

[1] Часть 1. Структурный анализ и синтез механизмов

[1.1] 1. Введение в теорию механизмов и машин. Предмет и задачи курса ТММ

[1.2] 2. Структура механизмов

[1.2.1] 2.1. Основные понятия теории механизмов и машин

[1.2.2] 2.2. Классификация кинематических пар

[1.2.3] 2.3. Кинематические цепи и кинематическая схема механизма

[1.2.4] 2.4. Степень подвижности механизма

[1.2.5] 2.5. Структурный анализ плоских механизмов

[1.2.6] 2.6. Замена в плоских механизмах высших пар низшими

[1.2.7] 2.7. Классификация механизмов (виды механизмов)

[1.2.8] 2.8. Синтез шарнирного четырехзвенника

[1.2.9] 2.9. Синтез зубчатых механизмов

[1.3] 3. Манипуляторы и промышленные роботы

[1.3.1] 3.1. Виды манипуляторов и промышленных роботов

[1.3.2] 3.2. Структура и геометрия манипуляторов

[1.3.3] 3.3. Рабочий объем манипуляторов и классификация движения захвата

[1.3.4] 3.4. Структурный синтез манипуляторов

[1.3.5] 3.5. Зоны обслуживания, угол и коэффициент сервиса

[2] Часть 2. Кинематический анализ механизмов

[2.1] 1. Кулачковые механизмы

[2.1.1] 1.1. Кинематический анализ кулачковых механизмов методом диаграмм

[2.1.2] 1.2. Угол передачи движения, его определение

[2.1.3] 1.3. Синтез кулачковых механизмов

[2.2] 2. Кинематика зубчатых передач

[2.2.1] 2.1. Передаточное отношение последовательного ряда колёс

[2.2.2] 2.2. Передаточное отношение ступенчатого ряда колёс

[2.2.3] 2.3. Передаточное отношение планетарных и дифференциальных механизмов

[2.2.4] 2.4. Графический метод кинематического исследования зубчатых механизмов.

[2.2.5] 2.5. Синтез планетарных механизмов

[2.3] 3. Кинематический анализ рычажных механизмов

[2.3.1] 3.1. Построение положений механизма и траекторий его точек

[2.3.2] 3.2. Определения аналогов величин скоростей и ускорений

[2.3.3] 3.3. Связь между аналогами и величинами скоростей и ускорений

[2.3.4] 3.4. Аналог скорости и ускорения главного звена

[2.3.5] 3.5. Аналог относительной скорости двух точек М и N

[2.3.6] 3.6. Аналог относительного ускорения точек звена

[2.3.7] 3.7. Построение полярных планов аналогов скоростей

[2.3.8] 3.8. Построение планов аналогов скоростей методом эпюр

[2.3.9] 3.9. Определение аналогов ускорений в механизме

[2.3.10] 3.10. Определение скоростей и ускорений методом построения кинематических диаграмм

[2.3.11] 3.11. Кинематическое исследование рычажных механизмов аналитическим методом

[3] Часть 3. Динамический анализ механизмов

[3.1] 1. Задачи кинетостатики

[3.2] 2. Силы, действующие на механизм

[3.2.1] 2.1. Классификация сил

[3.2.2] 2.2. Внешние силы и механические характеристики машин

[3.2.3] 2.3. Определение сил инерции

[3.3] 3. Силовой анализ механизмов. Определение реакций в кинематических парах

[3.4] 4. Трение в кинематических парах

[3.4.1] 4.1. Трение скольжения

[3.4.2] 4.2. Сухое трение

[3.4.3] 4.3. Жидкостное трение

[3.4.4] 4.4. Трение при скольжении ползуна по горизонтальной плоскости

[3.4.5] 4.5. Трение в кинематической паре шип – подшипник

[3.5] 5. Коэффициент полезного действия механизма

[3.6] 6. Определение реакций в кинематических парах с учетом трения

[3.6.1] 6.1. Силовой анализ зубчатых механизмов

[3.6.2] 6.2. Определение моментов в планетарном механизме без учета трения

[3.6.3] 6.3. Определение коэффициента полезного действия планетарного механизма

[3.6.4] 6.4. Силовой расчет кулачковых механизмов.

[4] Часть 4. Анализ движения механизма под действием сил

[4.1] 1. Уравновешивание механизмов

[4.1.1] 1.1. Общие сведения

[4.1.2] 1.2. Уравновешивание вращающихся тел

[4.1.3] 1.3. Уравновешивание механизмов на фундаменте

[4.2] 2. Анализ движения механизма под действием сил

[4.2.1] 2.1. Основные режимы движения механизма

[4.2.2] 2.2. Приведение масс, сил и моментов

[4.2.3] 2.3. Уравнение движения механизма

[4.2.4] 2.4. Определение момента инерции махового колеса

[4.2.5] 2.5. Методика определения момента инерции махового колеса

[5] Литература


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.

Часть 1. Структурный анализ и синтез механизмов