Теория механизмов и машин


Теория механизмов и машин

Теория машин и механизмов (ТММ) — это научная дисциплина об общих методах исследования, построения, кинематики и динамики механизмов и машин и о научных основах их проектирования.

Содержание

История развития дисциплины

В качестве самостоятельной научной дисциплины ТММ, как и многие другие прикладные разделы механики, возникла на волне промышленной революции, начало которой относится к 30-м годам XVIII столетия, хотя машины создавались задолго до этого, и простые механизмы (колесо, винтовая передача и др.) широко использовались ещё во времена Древнего Египта.

Глубокий научный подход в теории механизмов и машин начал широко применяться с начала XIX века. Весь предшествующий период развития техники можно рассматривать как период эмпирического создания машин, на протяжении которого делались изобретения большого количества простых машин и механизмов, среди которых:

Теория механизмов и машин в своём развитии опиралась на важнейшие физические законы — закон сохранения энергии, законы Амонтона и Кулона для определения сил трения, золотое правило механики и др. В ТММ широко используются законы, теоремы и методы теоретической механики. Важное значение для данной дисциплины имеют: понятие передаточного отношения, основы теории эвольвентного зацепления и др.

Можно отметить роль, которую сыграли в создании предпосылок для развития ТММ, следующие учёные: Л. Эйлер, Леонардо да Винчи, Дж. Кардано, Д. Ватт, Г. Амонтон, Ш. Кулон.

Одним из основоположников теории механизмов и машин считается Пафнутий Чебышев (1812-1894), который во второй половине XIX века опубликовал серию важнейших работ, посвящённых анализу и синтезу механизмов. Одно из его изобретений — механизм Чебышева.

В XIX веке развиваются такие разделы как кинематическая геометрия механизмов (Савари, Шаль, Оливье), кинетостатика (Г. Кориолис), классификация механизмов по функции преобразования движения (Г. Монж), решается задача расчёта маховика (Ж. В. Понселе) и др. Были написаны первые научные монографии по механике машин (Р. Виллис, А. Бориньи), читаются первые курсы лекций по ТММ, выходят первые учебники (А. Бетанкур, Д. С. Чижов, Ю. Вейсбах).

Во второй половине XIX столетия публикуются работы немецкого учёного Ф. Рёло, в которых вводятся важные понятия кинематической пары, кинематической цепи и кинематической схемы.

Основные понятия

Машина  — технический объект, состоящий из взаимосвязанных функциональных частей (узлов, устройств, механизмов и др.), предназначенный для получения или преобразования механической энергии с целью выполнения возложенных на него функций.

Механизм  — система взаимосвязанных тел, предназначенных для преобразования движения одного или нескольких тел в требуемое движение других тел. Механизм составляет основу большинства машин.

Твёрдое тело, входящее в состав механизма, называется звеном. Звено может состоять из одной или нескольких неподвижно соединённых деталей.

Соединение звеньев, допускающее их относительное движение, называется кинематической парой. Наиболее распространённые кинематические пары: цилиндрический шарнир; шаровой шарнир; ползун и направляющая; винтовая передача. На рисунках приведены условные трёхмерные обозначения типовых кинематических пар для построения пространственных кинематических схем механизмов согласно ISO 3952 [1].

При построении механизма звенья соединяются в кинематические цепи. Другими словами, механизм – это кинематическая цепь, в состав которой входит неподвижной звено (стойка или корпус (основание)), число степеней свободы которого равняется числу обобщённых координат, характеризующих положения звеньев относительно стойки. Движение звеньев рассматривается по отношению к неподвижному звену – стойке (корпусу, основанию).

Задачи дисциплины

Теория механизмов и машин решает следующие задачи:

  • анализ механизмов, то есть описание движения, кинематический и динамический анализ существующих и разрабатываемых механизмов;
  • синтез механизмов, то есть проектирование структуры и геометрии механизмов на основе заданных кинематических и динамических характеристик;
  • задачи теории машин-автоматов, рассматривающей вопросы построения схем автоматических машин, исходя из условий согласованной работы отдельных механизмов, и достижения оптимальной продуктивности, точности и надёжности машин-автоматов.

Структура дисциплины

  1. Структура механизмов и машин.
  2. Геометрия механизмов и их элементов.
  3. Кинематика механизмов.
  4. Динамика машин и механизмов.

Современное состояние дисциплины

Литература

Примечания

  1. ISO 3952 Kinematic diagrams - Graphical symbols

Ссылки


Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "Теория механизмов и машин" в других словарях:

  • теория механизмов и машин — theory of mechanisms and machines Наука об общих методах исследования свойств механизмов и машин и их проектирования. Шифр IFToMM: Раздел: ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН …   Теория механизмов и машин

  • ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН — см. также о словаре ведомое звено ведущее звено входное звено выходное звено …   Теория механизмов и машин

  • МАШИН И МЕХАНИЗМОВ ТЕОРИЯ — наука об общих методах исследований свойств механизмов и машин и проектирования их схем. Основные направления: динамика машин и механизмов; кинематика, кинетостатика и синтез механизмов; проектирование систем управления машин автоматов;… …   Большой Энциклопедический словарь

  • ТЕОРИЯ — (1) система научных идей и принципов, обобщающих практический опыт, отражающих объективные природные закономерности и положения, которые образуют (см.) или раздел какой либо науки, а также совокупность правил в области какого либо знания млн.… …   Большая политехническая энциклопедия

  • Машин и механизмов теория —         наука об общих методах исследования и проектирования машин (См. Машина) и Механизмов. Наиболее развита часть науки, называемая теорией механизмов, в которой изучаются преимущественно свойства механизмов, являющиеся общими для всех (или… …   Большая советская энциклопедия

  • машин и механизмов теория — наука об общих методах исследований свойств механизмов и машин и проектирования их схем. Основные направления: динамика машин и механизмов; кинематика, кинетостатика и синтез механизмов; проектирование систем управления машин автоматов;… …   Энциклопедический словарь

  • МАШИН И МЕХАНИЗМОВ ТЕОРИЯ — наука об общих методах исследования и проектирования машин и механизмов. В теории механизмов изучаются преим. св ва механизмов, являющиеся общими для всех (или определ. групп) механизмов. В теории машин рассматриваются методы исследования и… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • Динамика машин и механизмов —         раздел теории машин и механизмов, в котором изучается движение механизмов и машин с учётом действующих на них сил. Д. м. и м. решает следующие основные задачи: установление законов движения звеньев механизмов, регулирование движения… …   Большая советская энциклопедия

  • динамический анализ механизмов — Определение движения звеньев механизма по приложенным к ним силам или определение сил по заданному движению звеньев. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 99. Теория механизмов и машин. Академия наук СССР. Комитет научно технической… …   Справочник технического переводчика

  • кинематический анализ механизмов — Определение движения звеньев механизма по заданному движению начальных звеньев. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 99. Теория механизмов и машин. Академия наук СССР. Комитет научно технической терминологии. 1984 г.] Тематики теория… …   Справочник технического переводчика

Книги

  • Теория механизмов и машин, М. З. Коловский, А. Н. Евграфов, Ю. А. Семенов, А. В. Слоущ. Учебник создан в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом по машиностроительным направлениям подготовки (квалификация "бакалавр" ). Изложен курс теории механизмов… Подробнее  Купить за 2232 руб
  • Теория механизмов и машин, Мкртычев О.В.. Учебное пособие содержит основные понятия, аксиомы и теоремы теории механизмов и машин, методы решения задач, стоящих перед ней, а также примеры выполнения заданий. Изложение материала… Подробнее  Купить за 1751 руб
  • Теория механизмов и машин, Чмиль В.П.. Изложено примерное содержание курса дисциплины «Теория механизмов и машин» на основе учебной программы для механических специальностей и направлений подготовкиВУЗов. Последовательно приведены… Подробнее  Купить за 1187 руб
Другие книги по запросу «Теория механизмов и машин» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.