В.Р. Харун, В.М. Сенчішак, Ф.І. Стоцький

ТЕОРІЯ МЕХАНІЗМІВ

І машин

Методичні вказівки для самостійного

Вивчення дисципліни та завдання до

Розрахунково-графічної роботи

 

 

Міністерство освіти і науки України

Івано-Франківський національний технічний університет нафти й газу

Кафедра механіки машин

В.Р. Харун, В.М. Сенчішак, Ф.І. Стоцький

ТЕОРІЯ МЕХАНІЗМІВ І МАШИН

Методичні вказівки для самостійного

Вивчення дисципліни та завдання до

Розрахунково-графічної роботи

 

 

Для студентів напряму підготовки

6.050304 - Нафтогазова справа

 

Рекомендовано методичною радою університету

Івано-Франківськ

МВ 02070855-2983-2010

Харун В.Р., Сенчішак В.М., Стоцький Ф.І. Теорія механізмів і машин: Методичні вказівки для самостійного вивчення дисципліни та завдання до розрахунково-графічної роботи. – Івано-Франківськ: ІФНТУНГ, 2010.-88 с.

Методичні вказівки містять методичні рекомендації для самостійного вивчення теорії механізмів і машин, контрольні питання для самоперевірки вивченого матеріалу, завдання для розрахунково-графічних робіт і приклад їх виконання. Розроблені відповідно до робочої програми навчальної дисципліни та навчального плану підготовки бакалаврів за напрямом 6.050304 - „Нафтогазова справа”.

 

Рецензент: д-р техн. наук, професор Воробйов М.С.

 

 

Рекомендовано методичною радою університету

(протокол №_ 6 _ від _ 05.07. _2010 р.)

 

© Харун В.Р., Сенчішак В.М., Стоцький Ф.І., 2010

© ІФНТУНГ, 2010

МВ 02070855-2983-2010

Харун В.Р., Сенчішак В.М., Стоцький Ф.І. Теорія механізмів і машин: Методичні вказівки для самостійного вивчення дисципліни та завдання до розрахунково-графічної роботи. – Івано-Франківськ: УОП ІФНТУНГ, 2010.-88 с.

Методичні вказівки містять методичні рекомендації для самостійного вивчення теорії механізмів і машин, контрольні питання для самоперевірки вивченого матеріалу, завдання для розрахунково-графічних робіт і приклад їх виконання. Розроблені відповідно до робочої програми навчальної дисципліни та навчального плану підготовки бакалаврів за напрямом 6.050304 - „Нафтогазова справа”.

 

Рецензент: д-р техн. наук, професор Воробйов М.С.

 

 

Голова навчально-методичного

об’єднання спеціальності

„Машини нафтогазового обладнання” І.В. Костриба

 

В.о. зав. кафедри

механіки машин В.М. Сенчішак

 

Член експертно-рецензійної

комісії університету І.В. Костриба

 

Нормоконтролер Г.Я. Онуфрик

 

Коректор Н.Ф. Будуйкевич

 

Інженер 1 категорії Н.В. Мирка

 

 

© Харун В.Р., Сенчішак В.М., Стоцький Ф.І., 2010

© ІФНТУНГ, 2010

 

Рекомендовано методичною радою університету

протокол № ____ від _________ 2010 р.

ЗМІСТ

Вступ ………..…………………………………………….……. 4

1 Мета і завдання вивчення дисципліни ……. ………………... 5

2 Робоча програма і методичні вказівки до вивчення тем …… 5

3 Завдання на розрахунково-графічну роботу........................... 13

4 Зміст розрахункуово-графічної роботи................................... 14

5 Методичні вказівки до виконання розрахункуово-графічної

роботи ………………………………………………….……… 15

6 Приклад виконання розрахунково-графічної роботи ……… 22

Перелік використаних джерел ………………………………. 38

Додаток ….................................................................................. 39

 

ВСТУП

Теорія механізмів і машин є однією з основних загально-інженерних дисциплін, яку викладають у вищих технічних закладах як самостійну дисципліну або складову частину більш загального курсу механіки, або прикладної чи технічної механіки. Теорія механізмів і машин розглядає будову і класифікацію механізмів, методи кінематичного та динамічного дослідження, проектування їхніх схем, які є загальними для механізмів і машин різного призначення. Ці знання необхідні інженерам-конструкторам для створення сучасних машин, інженерам інших спеціальностей – для вмілого їх використання.

В теорії механізмів і машин вивчаються методи дослідження властивостей механізмів і проектування їх схем, які є загальними для всіх механізмів незалежно від конкретного призначення машин, приладу або пристрою.

Основними задачами курсу є вивчення методів дослідження структурних і динамічних властивостей механізму за заданою його схемою, або проектування схеми механізму за заданими його властивостями; вивчення конструкцій, критеріїв працездатності деталей і вузлів машини; узагальнення інженерного досвіду машинобудування; розробка наукових основ розрахунку та проектування надійних елементів і вузлів конструкцій; розвиток навичок конструювання та технічної творчості.

Теорія механізмів і машин - перша дисципліна, яка вводить студентів у світ загально-інженерних знань, пов'язаних із конкретними машинами, а не абстрактних понять матеріальної точки і матеріальної системи. Разом з курсами математики, фізики, теоретичної механіки, опору матеріалів і матеріалознавства вона входить у комплекс дисциплін професійної підготовки інженерів-механіків.

МЕТА І ЗАВДАННЯ ВИВЧЕННЯ ДИСЦИПЛІНИ

Мета

Сформувати у студентів системну уяву про теорію механізмів і машин, забезпечити засвоєння майбутніми інженерами-механіками принципів і закономірностей аналізу та синтезу механізмів і машин, а також методів застосування отриманих знань.

В результаті вивчення дисципліни студент повинен

- знати:

1 принципи, на яких базуються і формуються механізми;

2 розуміти загальні принципи реалізації руху за допомогою механізмів, взаємодії механізмів у машині, яка обумовлює кінематичні та динамічні властивості механічної системи;

3 загальні методи дослідження та проектування механізмів, машин і приладів із застосуванням обчислювальної техніки.

- вміти:

1 застосовувати методи структурного і кінематичного аналізу при дослідженні структурних і кінематичних властивостей механізмів;

2 виконувати динамічне моделювання механізмів з дослідження закону руху вхідної ланки, аналізувати динамічні режими роботи машин і механізмів, застосовувати методи силового аналізу при дослідженні динамічних властивостей механізмів;

3 аналізувати незрівноваженість механізмів та усувати її;

4 виконувати кінематичний аналіз і синтез зубчастих передач і геометричний розрахунок зубчастих коліс.

Робоча програма і методичні вказівки

До вивчення тем

 

Основи будови механізмів і машин

Зміст розділу

Значення і зміст курсу ТММ. Зв’язок з іншими дисциплінами. Основні поняття теорії механізмів і машин. Механізм і машина. Ланка. Кінематична пара. Класифікація кінематичних пар. Елемент кінематичної пари. Кінематичний ланцюг. Класифікація кінематичних ланцюгів. Структурні формули кінематичних ланцюгів і механізмів. Зайві ступені вільності та умови зв’язків. Принцип утворення механізмів за методом нашарування. Структурна класифікація механізмів.

2.1.2 Рекомендовані джерела: [1, розд.1];[3, с. 4-34];

[4, с. 8-12].

Методичні вказівки

Приступаючи до вивчення теорії механізмів і машин, слід у загальних рисах уявити собі її зміст, зв'язок з іншими науками і застосуванням механізмів і машин в умовах сучасної науково-технічної революції для вирішення найважливішого народногосподарського завдання - комплексної механізації і автоматизації виробництва.

Слід вивчити елементи, загальні для всіх механізмів незалежно від їх цільового призначення. У сучасних механізмах знайшли застосування незамкнуті кінематичні ланцюги з багатьма ступенями свободи. Важливо розуміти відмінність між ступенями свободи і числом спостережуваних рухів, а також відмінність між абсолютними і відносними рухами ланок кінематичної пари, які визначаються тільки самою кінематичною парою.

Питання для самоперевірки

1. Задачі та зміст курсу ТММ.

2.Наведіть визначення лан­ки, кінематичної пари і її елементів, кінематичного ланцюга, механізму, машини, вхідної і вихідної ланки.

3. За якими ознаками класифікують кінематичні пари?

4. Ступінь свободи та умови зв'язків. Наведіть приклади кінематичних пар, які мають різні степені вільності.

5. Як визначається клас кінематичної пари за класифікацією І.І.Артоболєвського?

6. Які кінематичні пари відносять до нижчих, а які до вищих? Які позитивні якості та недоліки цих пар?

7. Класифікація кінематичних ланцюгів. В яких механізмах використовують незамк­нуті кінематичні ланцюги?

 

Кінематичне дослідження механізмів

Зміст розділу

Задачі кінематичного дослідження механізмів. Метод планів положень, швидкостей і прискорень при кінематичному дослідженні важільних, кулачкових механізмів. Дослідження методом кінематичних діаграм. Метод векторних замкнутих контурів для визначення кінематичних характеристик механізмів.

2.2.2 Рекомендовані джерела: [1, розд.2]; [3, с. 39-65];

[4, с. 19-28].

Методичні вказівки

На прикладах простих чотириланкових механізмів слід вивчити розв’язування задач кінематичного аналізу методом планів і аналітичним методом. При побудові планів положень механізму звернути увагу на визначення крайніх положень ланок і переміщень на прямому і зворотному ходах, врахувати, що можливість безперервного обертання вхідної ланки в одному напрямі і величина ходу залежать від співвідношення між розмірами ланок. Плани швидкостей і прискорень необхідно будувати за заздалегідь написаним векторним рівнянням, плани є їх графічним розв’язком.

Питання для самоперевірки

І. Задачі і методи кінематичного дослідження механізмів.

2. Що розуміють під періодом (циклом) руху механізму?

3. Які допущення роблять при кінематичному дослідженні механіз­мів?

4. Як побудувати положення механізмів методом засічок?

5. Що розуміють під масш­табним коефіцієнтом фізичної величини?

6. Що називають планом швидкостей і прискорень? Наведіть два типи векторних рівнянь, які використовують при побудові планів швидкостей та прискорень.

7. Сформулюйте теореми подібності планів швидкостей і прискорень. Яка різниця між ними?

8. Запишіть формули для визначення нормального і коріолісового при­скорень, кутових швидкостей і прискорень. Визначте їх напрямки.

9. Як визначити аналітичним способом переміщення, швидкості і прискорення плоских механізмів?