Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Прикладная механика. Теория механизмов и машин

Покупка
Артикул: 751189.01.99
Доступ онлайн
2 000 ₽
В корзину
Представлены методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов специальности 21.05.04 специализаций «Горные машины и оборудование», «Электрификация и энергоэффективность горных предприятий, специальности 23.05.01 «Наземные транспортно-технологические средства» специализации «Технические средства природообустройства и защиты в чрезвычайных ситуациях».
Слободяник, Т. М. Прикладная механика. Теория механизмов и машин : лабораторный практикум / Т. М. Слободяник. - Москва : Изд. Дом НИТУ «МИСиС», 2019. - 47 с. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1223639 (дата обращения: 29.03.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
МИНИС ТЕРС ТВО НАУКИ И ВЫСШ ЕГО О Б РА З О ВА Н И Я РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ 
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ 
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС»

ИНСТИТУТ ЭКОТЕХНОЛОГИЙ И ИНЖИНИРИНГА  
 
Кафедра инжиниринга технологического оборудования 

Москва 2019

№ 3424

Т.М. Слободяник

ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА

ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН

Лабораторный практикум

Рекомендовано редакционно-издательским 
советом университета

УДК 621.01:531.8 
 
С48

Р е ц е н з е н т 
канд. техн. наук, доц. Д.А. Кузиев

Слободяник Т.М.
С48  
Прикладная механика. Теория механизмов и машин: лаб. 
практикум / Т.М. Слободяник. – М. : Изд. Дом НИТУ «МИСиС», 
2019. – 47 с.

Представлены методические указания к выполнению лабораторных работ 
для студентов специальности 21.05.04 специализаций «Горные машины и оборудование», «Электрификация и энергоэффективность горных предприятий; 
специальности 23.05.01 «Наземные транспортно-технологические средства» 
специализации «Технические средства природообустройства и защиты в чрезвычайных ситуациях».

УДК 621.01:531.8

 Т.М. Слободяник, 2019
 НИТУ «МИСиС», 2019

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие ..............................................................................................4

Лабораторная работа 1 
Составление кинематической схемы механизма ...................................5

Лабораторная работа 2 
Структурный анализ плоских механизмов ...........................................18

Лабораторная работа 3 
Экспериментальное определение параметров зубчатой передачи .....31

Лабораторная работа 4 
Построение профилей эвольвентных зубьев способом огибания ......38

Библиографический список ...................................................................46

ПРЕДИСЛОВИЕ

Изложены методические указания по выполнению четырех лабораторных работ по прикладной механике для студентов специальности 21.05.04 специализаций «Горные машины и оборудование», 
«Электрификация и энергоэффективность горных предприятий»; специальности 23.05.01 «Наземные транспортно-технологические средства» специализации «Технические средства природообустройства и 
защиты в чрезвычайных ситуациях».
При выполнении первой и второй работ студенты приобретают навыки по составлению кинематических схем и структурному анализу 
рычажных механизмов. В третьей работе определяются основные параметры зубчатых эвольвентных колес. В четвертой работе студенты 
изучают способ обкатки (огибания) изготовления эвольвентных корригированных зубчатых колес.

Лабораторная работа 1 
СОСТАВЛЕНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ 
МЕХАНИЗМА

Цель работы: овладение навыками составления кинематических 
схем механизмов.

1. Основные положения

Синтез (проектирование) новой машины или исследование уже имеющейся начинают с составления кинематических схем ее механизмов. 
Машина – это устройство, выполняющее преобразование энергии, материалов и информации. Основным отличительным от других 
устройств признаком машины является выполнение механических 
движений. Механизм – это система тел, предназначенная для преобразования движения одного или нескольких тел в требуемые движения других тел. Механизмы входят в состав многих машин и преобразуют движения, получаемые от различных двигателей.
Структурная схема механизма – это схема механизма, указывающая стойку, подвижные звенья, кинематические пары с применением 
условных обозначений, их взаимное расположение. Кинематическая 
схема механизма – это структурная схема с указанием размеров звеньев, необходимых для проведения структурного и кинематического 
анализов. Кинематическая схема и проведенный на ее основе структурный анализ служат исходными данными для кинематического и 
силового анализов механизма. 
Схемы являются одним из видов конструкторских документов и выполняются с помощью специальных условных графических обозначений, позволяющих показать необходимые элементы и связи между ними.
Умение быстро и точно составлять кинематические схемы механизмов необходимо каждому студенту. В данной лабораторной работе 
студент должен ознакомиться с применяемыми для изображения кинематических схем условными обозначениями, научиться составлять 
кинематические схемы различных механизмов.

1.1. Составные части механизмов [1]

Механизм состоит из многих отдельных деталей. Звено механизма – это твердое тело. Звено может быть простым (одна деталь) и со-

ставным (две детали и более), образующим неразъемное или разъемное соединение, не допускающее относительного движения деталей. 
То есть единое твердое тело, состоящее из нескольких деталей, не 
имеющих взаимных относительных движений, и входящее в состав 
механизма, называется звеном.
Любой механизм содержит неподвижное звено – стойку. В механизмах, установленных на подвижном основании, стойка движется относительно земли или каких-либо других объектов. На рис. 1.1 
приведены условные обозначения звеньев.

Рис. 1.1. Условные обозначения звеньев

Подвижные звенья подразделяются на входные, выходные и промежуточные.
Входным называется звено, которому сообщается движение от 
двигателя, и которое затем преобразуется в необходимые движения 

других звеньев. Выходным называется звено, реализующее необходимое движение и для получения которого проектируется и создается механизм. Промежуточные звенья называются соединительными. 
Обычно в механизме имеется один вход и один выход. Вход получает 
движение от двигателя, а выход соединяется с рабочим органом машины или исполнительным механизмом. Входов и выходов может 
быть несколько. Например, у дифференциала автомобиля один вход 
и два выхода.
Разделение звеньев на ведущие и ведомые производится по знаку 
элементарной работы действующих на звено сил. Ведущим называется звено, для которого элементарная работа внешних сил, приложенных к нему, положительна. Ведомым называется звено, для которого 
элементарная работа внешних сил, действующих на него, отрицательна. Входное звено по признаку действия сил обычно является ведущим, но не обязательно. Также и выходное звено не обязательно является ведомым. Одно и то же выходное звено на отдельных участках 
может быть то ведомым, то ведущим. 
Звенья механизма подвижно соединены между собой. Звено может образовывать подвижные соединения с одним или несколькими 
звеньями. Кинематическая пара – это соединение двух соприкасающихся звеньев, допускающее их относительное движение. Элемент 
кинематической пары – это поверхность (плоскость), линия или точка 
звена, по которым оно может контактировать с другим звеном. Пару 
можно рассматривать как соединение двух элементов, каждый из которых принадлежит одному звену.
Приводная кинематическая пара – это пара, в которой звенья перемещаются принудительно с помощью привода, смонтированного на них.
Свободное тело в пространстве имеет 6 степеней свободы, или 
подвижности (6 независимых свободных перемещений). Звенья, входящие в кинематическую пару, всегда имеют меньше шести степеней 
подвижности, так как их постоянное соприкосновение уменьшает 
число возможных независимых перемещений. Кинематические пары 
классифицируются как по числу степеней подвижности H (классификация В.В. Добровольского), так и по числу наложенных связей S 
(классификация И.И. Артоболевского). В табл. 1.1 приведены условные обозначения кинематических пар.
Наиболее распространенными являются одноподвижные кинематические пары.

Таблица 1.1
Условные обозначения пар

Число 
степеней 
свободы

Наименование  
кинематической 
пары

Обозначение 
и код
Условное графическое  
обозначение

1

Вращательная

Поступательная

Винтовая

1 в [100]

1п [010]

1ви [001]

2

Цилиндрическая 

Сферическая с 
пальцем

2ц [110]

2сп [200]

3

Сферическая

Поступательная

3c [300]

3пл [120]

4

Линейная

Сфера – цилиндр

4л [220]

сц [310]

5
Точечная
5т [320]

Относительные движения звеньев в одноподвижных парах: в поступательной – прямолинейно-поступательное, во вращательной – 
вращательное, в винтовой – винтовое.

В двухподвижной кинематической паре сферической с пальцем – 
два независимых движения – поворот вокруг оси пальца и поворот 
относительно оси, перпендикулярной плоскости кольцевого паза и 
проходящей через центр сферы. В трехподвижной сферической паре 
три независимых вращения. В четырехподвижной паре «цилиндр – 
плоскость» – линейное касание поверхностей. В пятиподвижной паре 
«шар – плоскость» – точечное касание поверхностей.

Звенья рычажных механизмов

Рычажные механизмы (рис. 1.2) – это механизмы, звенья которых 
образуют вращательные, поступательные, цилиндрические и сферические пары. К рычажным механизмам относятся кривошипно-ползунные, шарнирные четырехзвенники и кривошипно-кулисные механизмы. Шарнирными называют механизмы, звенья которых образуют 
только вращательные пары. 
Начальное звено – звено, которому приписывается одна или несколько обобщенных координат механизма.
Кривошип – звено, совершающее полнооборотное вращение вокруг неподвижной оси. Коромысло – звено, совершающее неполнооборотное вращение (качание) вокруг неподвижной оси. Шатун – звено, образующее пары только с подвижными звеньями и совершающее 
плоскопараллельное движение. Ползун – звено, образующее поступательную пару со стойкой, и совершающее возвратно-поступательное 
движение. Кулиса – звено, образующее поступательную пару с другим подвижным звеном и совершающее вращательное, качательное 
или возвратно-поступательное движение. Направляющая – звено, 
имеющее большую протяженность элемента поступательной пары.

1.2. Виды механизмов

В зависимости от состава звеньев, образующих механизм, различают (см. рис. 1.2) кривошипно-ползунный механизм (а, б, в), двухкривошипный (г), кривошипно-коромысловый (д), двухкоромысловый (е), кривошипно-кулисный (ж), коромыслово-кулисный (з), 
кулисный (и).
Кривошипно-ползунный механизм предназначен для преобразования вращательного движения кривошипа 1 в возвратно-поступательное движение ползуна 3 (см. рис. 1. 2, а, б), и наоборот, возврат
но-поступательного движения ползуна во вращательное движение 
кривошипа (см. рис. 1.2, в). Кривошипно-коромысловый механизм 
предназначен для преобразования вращательного движения кривошипа 1 в качательное движение коромысла 3 (см. рис. 1.2, д), и наоборот, качательного движения коромысла во вращательное движение 
кривошипа. Кривошипно-кулисный механизм предназначен для преобразования вращательного движения кривошипа в качательное (см. 
рис. 1.2, ж), вращательное (см. рис 1.2, з) или возвратно-поступательное движение кулисы 3 (см. рис. 1.2, и).

Рис. 1.2. Кинематические схемы рычажных механизмов

Зубчатый механизм (рис. 1.3) – это трехзвенный механизм, использующий зубчатое зацепление и предназначенный для передачи вращения между валами с параллельными (рис. 1.3, а), пересекающимися (рис. 1.3, б) и перекрещивающимися (рис. 1.3, в) осями. Параметры 
вращения изменяются от ведущих звеньев 1 к ведомым 2. При необходимости вращательное движение ведущих звеньев преобразовывается в поступательное и наоборот. Подвижными звеньями рядовой 
зубчатой передачи являются цилиндрические зубчатые колеса, меньшее из которых принято называть шестерней 1, большее – колесом 
2. На схеме механизма зубчатые колеса изображаются окружностями, 
перекатывающимися без скольжения.
Кулачковый механизм (рис. 1.4) – это механизм, имеющий в своем 
составе кулачок. Кулачок 1 – звено механизма, содержащее элемент 
высшей пары в виде поверхности переменной кривизны, и совершающий вращательное или поступательное движение.
Кулачковый механизм предназначен для преобразования того или 
иного вида движения кулачка в какое-либо движение толкателя 2. 
Толкатель – звено кулачкового механизма, взаимодействующее с рабочей поверхностью кулачка, и совершающее вращательное, поступательное (рис. 1.4, а, б, в) или качательное (рис. 1.4, г) движение.

Рис. 1.3. Кинематические схемы зубчатых механизмов

Доступ онлайн
2 000 ₽
В корзину