Теория машин и механизмов
Курс лекций предназначен для самостоятельного изучения разделов дисциплины «Теория механизмов и машин»: «Синтез механизмов», «Динамический анализ механизмов».
В курсе изложены основные теоретические положения синтеза механизмов с высшими кинематическими парами, приводятся общие сведения о силах трения, причинах износа и способах борьбы с износом, сведения о надежности и качестве машин, способах прогнозирования надежности. Также изложены принципы виброизоляции и виброзащиты механизмов, методы расчета и измерения КПД машин.
В настоящее время почти нет машин и механизмов, в которых не было бы передачи зацеплением. Широкое распространение таких передач объясняется надежностью их в работе и высокой несущей способностью. Правильно рассчитанные зубчатые и червячные передачи могут работать теоретически неограниченное, а практически очень длительное время.
В Российской Федерации проводятся большие исследовательские работы в области усталостной прочности зубчатых колес, динамических процессов в зубчатых передачах, концентрации нагрузки по контактным линиям, заедания рабочих поверхностей и многие другие.
Значительное развитие получили исследования в области точности зубчатых и червячных передач, а также снижения шума при работе зубчатых колес. Пересмотрены Государственные стандарты на точность изготовления зубчатых и червячных передач. Освоены производством новые разновидности и даже новые виды передач зацеплением, отличающиеся высокой несущей способностью и хорошими эксплуатационными показателями. Сюда относятся червячные передачи с червяками, имеющими вогнутый профиль, дозаполюсные передачи Новикова и др.
Работа над новыми видами передач, в свою очередь, способствует выявлению скрытых запасов прочности в передачах существующих видов, возможности повышения несущей способности которых, казалось, были исчерпаны.
Однако, если в изучении геометрии зубчатых и червячных передач достигнуты большие успехи и имеется большой прогресс в области их изготовления, то физическая сущность явлений, происходящих в контакте зубьев и в разделяющем их масляном слое, во многом еще не ясна. Зависимости, которые приходится использовать для расчета зубьев на прочность, еще далеки от совершенства. По мере накопления опыта эти зависимости меняются и уточняются.
Экспериментальные исследования не подчинены единому плану, в результате чего некоторые вопросы расчета изучаются достаточно подробно, другие же, значительно более актуальные, как, например, расчет на излом косых зубьев, исследование контактной выносливости зубьев при точечном касании и др., остаются почти незатронутыми. Число экспериментов в каждом исследовании часто слишком мало, чтобы служить основой уверенных количественных рекомендаций, а при усталостных испытаниях –– иногда даже качественных. Этим объясняются встречающиеся противоречия в оценке различными исследователями влияния того или иного фактора. Только широко развернутые эксперименты и систематический направленный сбор статистических данных о работе зубчатых передач в промышленности позволят применить теорию вероятностей к расчету передач зацеплением.
Все изложенное является основной причиной того, что, несмотря на решения ряда технических совещаний и конференций по зубчатым передачам, еще не создан единый метод расчета передач зацеплением.
Недостаточное внимание уделяется пока и такому важному фактору, как определение величины и характера нагрузок, с которыми должны работать передачи. Исходные данные для расчета часто выбираются необоснованно, а нагрузки из осторожности назначаются с неоправданным запасом, вследствие чего уточненный расчет передачи теряет всякий смысл. Накапливание сведений о действительных нагрузках, с которыми работают детали различных машин, и изучение специфических условий работы этих деталей являются одной из важнейших проблем в деятельности проектно-конструкторских организаций и СКБ заводов.
Задание
Построить кинематическую схему и определить степень подвижности плоского механизма, демонстрационную модель которого студент получает от преподавателя на практическом занятии. Написать название каждого звена механизма в зависимости от вида движения этого звена.
Определить также степень подвижности плоского механизма, кинематическая схема которого дана на рис.1.6. Номер схемы студенту выдает преподаватель.
1.3. Последовательность выполнения
1. Измерить в метрах те длины звеньев заданной модели механизма, которые необходимы для построения схемы этого механизма в масштабе. Длины измерять между центрами кинематических пар.
2. Выбрать масштаб 
(м/мм) кинематической схемы и определить длины звеньев
в миллиметрах, которые необходимо откладывать на схеме в этом масштабе. Под схему
использовать всю страницу тетради.
3. Изобразить неподвижные элементы кинематических пар, то есть элементы, принадлежащие стойке.
4. Изобразить ведущее {входное} звено, входящее в кинематическую пару со стойкой. На демонстрационной модели именно это звено приводится в движение от рукоятки. Этому звену необходимо присвоить номер 1, а стойке номер 0. Положение ведущего звена выбрать произвольно, но оно должно быть таким, чтобы положение остальных звеньев не создавало затруднений при рассмотрении построенной схемы. Если это возможно, то необходимо показывать ведущее звено в таком положении, чтобы отсутствовало
пересечение или наложение друг на друга линий остальных звеньев. Показать на схеме направление движения ведущего звена.
5. Используя метод засечек, показать на схеме положение остальных звеньев механизма, присвоив каждому номер. Обозначить на схеме заглавными буквами латинского алфавита все кинематические пары.
6. Написать название каждого звена механизма, учитывая вид движения этого звена.
7. Изобразить заданную на рис.1.6 схему плоского механизма. Обозначить на схеме номера всех звеньев и обозначить буквами все кинематические пары механизма.
8. Вычислить степень подвижности обоих механизмов по формуле П.Л.Чебышева (1.1).
