Некоторые определения теории механизмов и машин

При дальнейшем изучении предмета теоретической ме­ханики, в особенности при решении задач, мы столкнемся с но­выми понятиями, относящимися к науке, которая называется теорией механизмов и машин.

Механизмом называется совокупность связанных между собой тел, совершающих определенные движения. Механизмы служат для передачи или преобразования движения.

Машина есть механизм или сочетание механизмов, осу­ществляющих определенные целесообразные движения:

1) для преобразования энергии (энергетические машины);

2) изменения формы, свойств, состояния иположения пред­мета труда (рабочие машины);

3) для сбора, переработки и использования информации (информационные машины).

Таким образом, всякая машина состоит из одного или не­скольких механизмов, но не всякий механизм является маши­ной. Работа механизма или машины обязательно сопровождает­ся тем или иным движением ее органов. Это основной фактор, отличающий механизмы и машины от сооружений — мостов, зданий и т. д.

Простейшей частью механизма является звено. Звено — это одно тело или неизменяемое сочетание тел.

Два звена, соединенные между собой и допускающие отно­сительное движение, называются кинематической парой. Ки­нематические пары бывают низшие и высшие. Звенья низших пар соприкасаются по поверхностям (поступательные, враща­тельные и винтовые пары), звенья высших пар соприкасаются по линиям и точкам (зубчатые пары, подшипники качения).

Совокупность кинематических пар называется кинемати­ческой цепью. Кинематические пары и цепи могут быть плоски­ми и пространственными.

Механизм получается из кинематической цепи путем за­крепления одного из звеньев. Это неподвижное звено называет­ся станиной или стойкой.

Звено, вращающееся вокруг неподвижной оси, называется кривошипом. Звено, качающееся вокруг неподвижной оси, на­зывается балансиром или коромыслом. Звено, совершающее сложное движение параллельно какой-то плоскости, называется шатуном. Звено, движущееся возвратно-поступательно по ста­нине, называется ползуном. Подвижное звено, выполненное, например, в виде рейки с пазом и совершающее вращательное или иное движение, называется кулисой, в пазу скользит камень кулисы.

Звено, которому извне сообщается определенное движение, называется ведущим. Остальные подвижные звенья называются ведомыми.

В качестве примера рассмотрим широко распространенный кривошипно-ползунный механизм, схематически изображен­ный на рис. 2.1. Этот механизм служит для преобразования вра­щательного движения в возвратно-поступательное (например, в компрессорах, поршневых насосах, эксцентриковых и криво­шипных прессах) или, наоборот, для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное (например, в паро­вых машинах, двигателях внутренне­го сгорания).

Кривошипно-ползунный меха­низм состоит из четырех звеньев: кривошипа ОА, ползуна В, станины и четырех кинематических пар: вра­щательной пары станина — кривошип, вращательной пары кривошип рис. 2.1

– шатун, вращательной пары шатун – ползун и поступательной пары ползун – станина.

Кривошипно – ползунный механизм – плоский, его ведающим звеном может быть либо кривошип, либо ползун.