Dud

1. Теория механизмов и
машин
© Р.Э. Шахобутдинов, 2019

2. Введение в теорию
механизмов и машин
Лекция 1

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

4. Литература
 Артоболевский И.И. Теория механизмов и
машин: учеб. Для втузов.- М.: Наука, 1988.-
640 с.
 Кореняко А.С., Кременштейн Л.И. и др.
Курсовое проектирование по Теории
механизмов и машин. Высшая школа. 1970 -
332 с.
 Каримов Р.И., Турапов А.Т., Зайнутдинов
Н.З. Методические указания по выполнению
курсового проектирования по ТММ. Ташкент,
ТГТУ 2010.
 Каримов Р.И., Турапов А.Т., Зайнутдинов
Н.З. Методические указания по выполнению
лабораторных работ по ТММ. Ташкент, ТГТУ
2010.

5. 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.

7. Студент должен знать:
 основные виды механизмов;
 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.

8. 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.

9. Этапы развития ТММ
Период эмпирического
машиностроения
Начало развития
ТММ
Период фундаменталь-
ного 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

10. История появления ТММ
 Простейшие механизмы были известны с
давних времен.
 Известно, что выдающийся ученый
эпохи Возрождения Леона́рдо ди сер
Пье́ро да Ви́ нчи (1452—1519)
разработал проекты конструкций
механизмов ткацких станков, печатных и
деревообрабатывающих машин, им
сделана попытка определить
экспериментальным путем коэффициент
трения.

11. История появления ТММ
Итальянский врач и математик
Иероним Кардан, чье имя в
итальянской транскрипции
звучало как Джиромо Кардано
(1501—1576) изучал движение
механизмов часов и мельниц.

12. История появления ТММ
Французские ученые Гийом Амонтон (1663-1705) и
Шарль Огюстен Кулон (1736-1806) предложили формулы
для определения силы трения покоя и скольжения.

13. История появления ТММ
 Выдающийся математик и механик
Леонард Эйлер (1707—1783),
швейцарец, тридцать лет жил и
работал в России, профессор, а затем
действительный член Петербургской
Академии наук, автор 850 научных
трудов, решил ряд задач по
кинематике и динамике твердого тела,
исследовал колебания и устойчивость
упругих тел, занимался вопросами
практической механики, исследовал,
различные профили зубьев зубчатых
колес и пришел к выводу о том, что
наиболее перспективный профиль —
эвольвентный.

14. История появления ТММ
 Известный русский механик и
изобретатель Ползунов Иван
Иванович (1728—1766) впервые
разработал проект механизма
двухцилиндрового парового
двигателя (осуществить который
ему, к сожалению, не удалось),
сконструировал автоматический
регулятор питания котла водой,
устройство для подачи воды и
пара и другие механизмы.

15. Впервые понятие о механизме
появилось у Гаспара Монж
(1746-1818) он понимал
механизм как систему тел,
предназначенных для
преобразования движения
История появления ТММ

16. История появления ТММ
 Как наука теория механизмов и
машин под названием «Прикладная
механика» начала формироваться в
начале ХIХ в., Знаменитый русский
ученый, математик и механик,
академик Пафнутий Львович
Чебышев (1821—1894) опубликовал
15 работ по структуре и синтезу
рычажных механизмов, на основе
разработанных методов он изобрел и
построил свыше 40 различных новых
механизмов, осуществляющих
заданную траекторию, структурная
формула плоских механизмов
называется сейчас формулой
Чебышева.

17. История появления ТММ
 Значительный вклад в
динамику машин внес своими
трудами «отец русской
авиации»
Николай Егорович Жуковский
(1847—1921). Он был не
только основоположником
современной аэродинамики,
но и автором целого ряда
работ по прикладной механике
и теории регулирования хода
машин.

18. История появления ТММ
Русский ученый Леонид
Владимирович Ассур
(1878—1920) открыл общую
закономерность в структуре
многозвенных плоских
механизмов, применяемую и
сейчас при их анализе и синтезе.

19. История появления ТММ
Павел Иосифович Сомов (1852-1919), Александр
Петрович Малышев (1879-1962) предложили теорию
структурного анализа и синтеза применительно к
сложным плоским и пространственным механизмам.

20. Существенный вклад в становление
механики машин, как цельной
теории машиностроения внес
Иван Иванович Артоболевский
(1905— 1977).
Он является организатором
советской школы теории
механизмов и машин; им написаны
многочисленные труды по
структуре, кинематике и синтезу
механизмов, динамике машин и
теории машин-автоматов, а также
учебники, получившие всеобщее
признание.
История появления ТММ

21. 1.2 Структура курса
 Лекционные занятия – 36 часов
 Практические занятия – 20 часов
 Лабораторные занятия – 16 часов
 Курсовое проектирование (объём
графической части 3 листа формата А1,
пояснительная записка 25-30 листов
формата А4)

22. Связь ТММ с другими дисциплинами
Теория
механизмов
и машин
Высшая
математика
Предметы по
специальнос
ти
Теоретическая
механика
Физика
Детали
машин
Практика
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

23. 1.3 Основные термины и определения
Механизм – это связанная
система тел, предназначенная
для преобразования движения
одного или нескольких тел в
требуемые движения других тел

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

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

26. Машина – устройство созданное
человеком, выполняющее
механические движения, служащие
для преобразования: энергии,
материалов, информации,
облегчающее умственный и
физический труд.
Все машины совершают полезную
работу

27. 1.4 Классификация машин
МАШИНЫ
Энергетические Рабочие Информационные Кибернетические
Двигатели
Генераторы
Транспортные
Технологические
Математические
Контрольно-
управляющие

28. Машины-двигатели
ДВИГАТЕЛЬ
Рмех (М, )
Двигатели преобразуют любой вид энергии в механическую
Рэл (U, I)

29. Примеры двигателей

30. Машины-генераторы
ГЕНЕРАТОР
Рмех (М, )
Генераторы преобразуют механическую энергию в энергию
другого вида
Рэл (U, I)

31. Примеры генераторов

32. Транспортные машины
ТРАНСПОРТНАЯ
МАШИНА
Рмех
f(x0, y0)
f(xn, yn)
Транспортные машины используют механическую энергию для
изменения положения объекта (его координат)

33. Примеры транспортных машин

34. Технологические машины
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ
МАШИНА
Рмех
f(x0, y0, z0)
f(xn, yn, zn)
Технологические машины используют механическую энергию для
преобразования формы, свойств, размеров и состояния объекта

35. Примеры технологических машин

36. Информационные машины
Информационная
машина
I0
Информационные машины преобразуют входную информацию
в выходную информацию
In

37. Пример информационной
машины
Арифмометр (от греч. «αριθμός»
— «число», «счёт» и греч.
«μέτρον» — «мера»,
«измеритель») — настольная
или портативная механическая
вычислительная машина,
предназначенная для точного
умножения и деления, а также —
для сложения и вычитания.

38. Рабочая
машина
Контрольно-управляющие машины
Контрольно-
управляющая
машина
I0
Контрольно-управляющие машины преобразуют получаемую
контрольно-измерительную информацию с целью управления
энергетической или рабочей машиной
I1
Программа
I1

39. Кибернетические машины
Рабочая
машина
Контрольно-
управляющая
машина
I0
I1
Программа
I1
Окружающая среда
Кибернетические машины заменяют или имитируют различные
механические, физиологические или биологические процессы,
присущие человеку и живой природе, и обладающие элементами
искусственного интеллекта

40. Примеры кибернетических машин

41. Структура машины
РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС
Система
программного
управления
Двигатель
Механическая
система
Система
обратной связи
Q
q
u
uп
u
P
x1…xm