Учебно-методическое пособие к программе и контрольные задания для студентов факультета технологического образования icon

Учебно-методическое пособие к программе и контрольные задания для студентов факультета технологического образования


6 чел. помогло.
Смотрите также:
Учебно-методическое пособие по изучению понятий и терминов курса «Техническая механика» для...
Учебно-методическое пособие и задания для студентов дневного и заочного отделений специальности...
Учебно-методическое пособие основы стратиграфии часть II...
Учебно-методическое пособие Рекомендовано комиссией для преподавателей и студентов высших...
Учебно-методическое пособие по подготовке к изложению...
Методическое пособие и контрольные задания для студентов-заочников механических специальностей...
Методическое пособие и контрольные задания для студентов-заочников механических специальностей...
Методическое пособие и контрольные задания для студентов-заочников технологических...
Учебно-методическое пособие по курсу логика для студентов специальностей 030301 Психология...
Учебно-методическое пособие по курсу «управление банковским продуктом» Составитель: к э. н....
Методическое пособие и контрольные задания для учащихся общеобразовательных школ...
Учебно-методический комплекс для студентов специальности «Менеджмент организации»...



Загрузка...
страницы: 1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
вернуться в начало
скачать

Основная


1. Артоболевский И. И., Эдельштейн В. В. Сборник задач по теории механизмов и машин. – М.: Наука, 1973 и все последующие издания.

2. Кожевников С. Н. Теория механизмов и машин. – М.: Машиностроение, 1969 и все последующие издания.

3. Машков А. А. Теория механизмов и машин. – Минск: Высш. шк., 1971.

4. Машнев М. М., Красковский Е. А., Лебедев П. А. Теория механизмов и машин. – М.: Высш. шк., 1962 и все последующие издания.

5. Юденич В. В. Лабораторные работы по теории механизмов и машин. – М.: Высш. шк., 1962.

Дополнительная


6. Артоболевский И. И. Теория механизмов и машин. – М.: Наука, 1975 и все последующие издания.

7. Колчин Н. М. Теория механизмов и машин. – Л.: Судостроение, 1965.

8. Партенский В. М. Рычажные механизмы. Кинематические исследования и синтез. – М.: Машиностроение, 1961.

9. Семенов М. В. Плоские четырехзвенные шарнирные механизмы. – М.: Физматгиз, 1969.

10. Абрамов Б. М. Типовые задачи по теории механизмов и машин. – Харьков: Высш. шк., 1976.


^ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ИЗУЧЕНИЮ РАЗДЕЛОВ ПРОГРАММЫ

1. Введение

Теория механизмов и машин сравнительно молодая дисциплина, которая лишь в самом конце XVIII в. и в начале ХIX в. под влиянием все возрастающих запросов развивающегося машиностроения выделилась в самостоятельную науку. Развитие теории механизмов и машин (ТММ) шло в тесной связи с развитием машиностроения в направлении разработки теории и методов решения практических задач, возникавших в процессе конструирования и построения машин.

Впервые эта дисциплина как самостоятельная была прочитана в конце XVIII в. в открытой политехнической школе в Париже. В течение ряда лет дисциплина называлась прикладной механикой. В первое время своей задачей прикладная механика ставила применение методов и положения теоретической механики к задачам расчета машин. Поэтому в числе первых ученых, работающих в области прикладной механики и внесших определенный вклад в развитие этой науки, мы находим ряд крупных механиков того времени, таких, как Ампер, Понселе, Кориолис и др.

В дальнейшем развитие прикладной механики, особенно в части развития методов кинематического анализа, обязано ряду немецких (Рело, Мор, Бейер) и английских (Виллис) ученых.

В области динамики машин работали Виттенбауэр, Радингер и др.

В России зарождение теории механизмов и машин (прикладной механики) как самостоятельной дисциплины относится к середине ХIХ в., что объясняет некоторые отставания в развитии промышленности в дореволюционной России.

Решающее значение в развитии теории механизмов в России сыграли работы академика П. Л. Чебышева (1821–1894), который по праву считается одним из основоположников этой дисциплины.

В отличие от большинства зарубежных ученых П. Л. Чебышев основное внимание уделил разработке фундаментальных проблем этой дисциплины, создал основы теории строения (структуры) механизмов. Большой вклад внес П. Л. Чебышев в теорию и разработку практических методов синтеза механизмов; в то же время П. Л. Чебышев, являясь блестящим изобретателем, создал целый ряд новых механизмов, нашедших применение в машиностроении.

В том же ХIX в. работали такие блестящие исследователи, как академик Н. П. Петров – создатель гидродинамической теории трения, И. А. Вышнеградский, внесший большой вклад в основы общей теории регулирования. Русская школа теории механизмов и машин ставила и успешно решала основные фундаментальные проблемы и создала базу для развития современной науки о механизмах.

Эти традиции продолжали такие выдающиеся ученые ХХ в., как Н. Е. Жуковский, Л. В. Ассур, Н. И. Мерцалов, В. П. Горячкин и др.

Н. Е. Жуковский развил учение о регулировании скоростей в машинах, установил ряд основных положений и теорем теории механизмов.

Л. В. Ассур, продолжая идеи П. Л. Чебышева, развил учение о структуре механизмов и показал его связь с методами анализа механизмов.

Профессор Н. И. Мерцалов создал первый кинематический курс динамики механизмов и явился основоположником теории пространственных механизмов.

Академик В. П. Горячкин, работавший в области теории сельскохозяйственных машин, заложил основы динамики рабочих (технологических) машин и разработал ряд задач общей теории механизмов.

Исключительное развитие теория механизмов и машин получила после Великой Октябрьской социалистической революции. Развивая лучшие традиции русской и зарубежной научной школы, советские ученые продолжают разработку теоретических основ теории механизмов и создают общие методы исследования и расчета механизмов. В последние годы, в связи с широким внедрением механизации и автоматизации во все отрасли народного хозяйства и промышленности, предъявляются настойчивые требования к разработке основ проблем общей теории машин и методов расчета и проектирования машин-автоматов.

О роли машин в материальном производстве можно судить по задачам, которые выдвигаются перед машиностроением: значительно улучшить качество выпускаемых машин, оборудования и приборов, повысить их технический уровень, производительность и надежность, продолжить работы по созданию законченных систем и приборов, позволяющих комплексно механизировать и автоматизировать весь технологический цикл – от поступления сырья до отгрузки готовой продукции.

Во всех отраслях машиностроения нужно повысить эффективность использования металла за счет применения при проектировании новых видов машин, механизмов и оборудования прогрессивных решений, более экономичных профилей проката черных металлов и других конструкционных материалов.

Для того чтобы решить поставленные задачи, необходимы прочные знания основ теории механизмов и машин.

Теория механизмов и машин изучает строение, кинематику и динамику механизмов и машин. Это один из важнейших разделов общего курса машиностроения.

Изучение в школе машиноведения преследует главным образом две цели:

а) дать представление о современном производстве;

б) создать базу для быстрого овладения профессией.

Отсюда связь теории механизмов и машин с этими дисциплинами продиктована еще одной задачей: дать общее понятие об устройстве и работе механизмов и машин и научиться самостоятельно осваивать новые машины. В общеобразовательном учреждении школьники узнают виды передач (ременную, фрикционную, червячную), кинематические схемы механизмов, получают сведения об основных частях машин, механизмах преобразования движения (винтовом и реечном). Далее школьники подробно изучают механизмы преобразования вращательного движения в поступательное (кривошипно-шатунный, кулачковый, эксцентриковый механизмы), узнают различные виды станков, составляют кинематические схемы. Систематизируются знания о видах передач, а самое главное, проводятся реферативные обобщения. Девочки на уроках технологии также проходят элементы машиноведения. Они знакомятся с устройством швейной машины, строят кинематические схемы, получают сведения о механизмах и машинах, об их устройстве и применении в народном хозяйстве и производстве.

Необходимо более тесно связать изучение теории механизмов и машин и с основами других наук, и прежде всего физики. Для этого надо объяснить закономерности устройства и работы механизмов и машин, опираясь на законы физики. В свою очередь, органически включая в курс физики соответствующий природе этой науки производственный и технический материал в такой дозе и форме, которые обеспечивают понимание учащимися законов природы, используемых в технике и технологии главных отраслей производства, учитель физики демонстрирует использование основ теории механизмов и машин в физике.

Какова же связь теории механизмов и машин с другими разделами машиноведения?

Машиноведение – комплексная дисциплина, включающая в себя шесть самостоятельных частей: «Теоретическая механика», «Сопротивление материалов», «Детали машин», «Гидравлика» и «Теплотехника».

Все эти предметы тесно связаны между собой. Нельзя выделить главный из них, но можно сказать, что ТММ используется в любой части курса: построив кинематическую схему, легко разобраться в принципе действия любой машины и т. п.

Например, в разделе «Металлорежущие станки» изучаются основные типы металлорежущих станков: токарные, сверлильные, их основные детали и механизмы, основные движения механизмов при работе станка, понятие о кинематической схеме металлорежущих станков. В разделе «Детали машин и подъемно-транспортные машины» дается краткий анализ различных видов соединений деталей в машинах (разъемные и неразъемные), классификации передач. Знания, полученные по ТММ, помогут лучше разобраться в устройстве и принципе действия гидравлических передач, в устройстве насосов и их схем при изучении раздела «Гидравлика и гидравлические машины». В разделе «Общая теплотехника и тепловые машины» студенты изучают двигатели внутреннего сгорания, знакомятся со схемой, основными узлами, механизмами, возможностью определения КПД машины.

Таким образом, связь ТММ со всеми разделами машиноведения, физикой неоспорима. Учитель должен увидеть эту связь и использовать при преподавании дисциплины.

При знакомстве с введением к курсу «Теория механизмов и машин» следует уяснить, что такое механизм, механическое приспособление и машина.

Вопросы для самопроверки

1. Что изучает наука ТММ?

2. Какая существует связь ТММ с другими разделами машиноведения и физикой?

3. В чем отличие механизма, механического приспособления и машины?

4. По каким признакам классифицируются машины?


2. Структура механизмов

2.1. Механизмы – составные части машин. Элементы механизмов: звенья, кинематические пары. Классификация кинематических пар.

Методические указания

При изучении этого раздела ознакомьтесь с основными понятиями курса: деталь, звено; кинематическая пара: сочетание двух звеньев, взаимоограничивающих свободу их относительного перемещения; элемент и вид кинематической пары.

Надо иметь представление о классификации звеньев: подвижные и неподвижные; в зависимости от вида материала: гибкие, жесткие, жидкие, газообразные.

Уметь дать классификацию кинематической пары (КП):

а) на низшие и высшие, в зависимости от элемента КП; уяснить их особенности и преимущества;

б) на КП I, II.. V классов в зависимости от числа отнятых степеней свободы. Обратить особое внимание на класс винтовой пары. Проработать и запомнить условные изображения кинематической пары.

Вопросы для самопроверки

1. Что называется деталью, звеном, кинематической парой?

2. По каким признакам классифицируются кинематические пары?

3. Какие связи и степени свободы у звеньев пар: поступательной, вращательной, плоской, высшей? Каков класс каждой пары?

4. Сравните низшие и высшие пары по их особенностям, достоинствам и недостаткам.


2.2. Кинематические цепи. Их классификация.

Методические указания

В этой теме изучаются общие свойства кинематических цепей (КЦ), позволяющие механизмам выполнять их общие назначения – иметь взаимосвязанное движение звеньев. Следует знать определение КЦ: кинематической цепью называется совокупность звеньев, соединенных при помощи кинематических пар. Уяснить, что на замкнутую КЦ с определенным движением звеньев можно смотреть, как на механизм при условии одного закрепленного звена.

Обратить внимание на четыре вида КЦ:

а) открытые и замкнутые;

б) простые и сложные;

в) определенные и неопределенные;

г) плоские и пространственные.

Необходимо знать определение всех этих видов КЦ. Например, открытой КЦ называется цепь, в которой имеются звенья, входящие в одну кинематическую пару; замкнутой – все звенья входят не менее, чем в две КП; определенной кинематической цепью называется такая цепь, в которой закон движения ведомых звеньев может быть определен по закону движения ведущих; плоской называется цепь, в которой все точки звеньев перемещаются в параллельных плоскостях и т. д.

Вопросы для самопроверки

1. Дать определение КЦ.

2. Какие виды КЦ существуют; назвать их отличительные особенности.

3. Какие КЦ (замкнутые или незамкнутые) используются в качестве механизмов и почему?

4. Рассмотреть кинематическую схему какого-либо механизма и определить вид его кинематической цепи.


2.3. Механизм как частный случай кинематической цепи.

Структурный анализ механизмов, составление кинематических схем: обозначения, принятые в них.

^ Методические указания

При изучении этого раздела следует различать понятия механизм и машина.

Механизм – это искусственно созданная КЦ с одним подвижным звеном, предназначенная совершать вполне определенные целесообразные движения; машина – это механизм или совокупность механизмов, предназначенных для преобразования энергии и выполнения полезной работы, связанной с процессом производства и преобразования энергии. Уяснить структурный анализ механизмов: КЦ механизма, из каких звеньев состоит механизм; какие кинематические пары образуют звенья, вид и их класс.

Ознакомиться с понятием о степени подвижности механизмов и его физическим смыслом: степень подвижности показывает, сколько ведущих звеньев должен иметь механизм, чтобы движение всех остальных звеньев было вполне определенным. Знать и уметь выводить формулу для определения подвижности пространственного механизма (формулу Малышева); уметь вывести формулу академика Чебышева для определения степени подвижности плоских механизмов и дать анализ: кинематические пары каких классов имеют плоский механизм, сколько степеней свободы могут иметь свободные подвижные звенья.

Уяснить, что большинство механизмов имеет степень подвижности, равную единице. Усвоить понятия лишней степени свободы и пассивной связи.

Уметь составлять кинематическую схему механизма, знать основные условия обозначения, принятые в этих схемах. Привести конкретные примеры структурного анализа механизмов.

^ Вопросы для самопроверки

1. Как определить виды движения звеньев кинематической цепи по ее схеме, не прибегая к исследованию движения?

2. Что означают числовые коэффициенты при буквенных обозначениях в структурной формуле?

3. Приведите примеры механизма с пассивной связью и механизма с лишней степенью свободы. Какие особые соотношения в размерах звеньев или какая особая форма звеньев делает связь «пассивной», а степень свободы «лишней»?


^ 3. Обзор механизмов

3.1. Обзор наиболее распространенных видов механизмов и их назначение.

1. Рычажные механизмы: двухзвеньевые, четырехзвеньевые.

2. Кулачковые механизмы (плоские и пространственные).

3. Фрикционные механизмы: цилиндрические и конические; фрикционные вариаторы, механизмы с гибкими звеньями.

4. Зубчатые механизмы: цилиндрические и конические, внешние, внутренние, реечное зацепление. Планетарные и дифференциальные механизмы; винтовые и червячные механизмы.

5. Механизмы прерывистого движения.

^ Методические указания

Задача раздела – познакомить с основными видами механизмов, которые в дальнейшем будут изучаться более детально. Следует обратить внимание на основные формы механизмов, на характер движения и на их назначение. Полезно подыскать примеры механизмов, которые встречаются в процессе работы и известны по личному опыту.


3.2. Понятие о классификации плоских механизмов по Ассуру. Классификация по типу звеньев и кинематических пар. Значение классификации механизмов для кинематического и силового анализа.

Первичная классификация – это разбивка механизмов на семейства, но внутри каждого семейства может быть еще своя классификация, которую очень важно уяснить.

Творцом рациональной классификации для плоских чисто шарнирных механизмов с ведущим кривошипом является русский ученый профессор Л. В. Ассур. В дальнейшем идеи Ассура были развиты и расширены главой советской школы по теории механизмов и машин академиком И. И. Артоболевским. Знать определение механизма I класса: отдельно взятое звено, входящее в КЦ со стойкой, названо механизмом I класса или исходным механизмом. Нарисовать схему I класса и привести ряд примеров действительных механизмов и машин I класса, существующих в технике. Уяснить метод образования механизмов путем последовательного присоединения к ведущим звеньям КЦ без изменения числа степеней свободы последней (исходного механизма). Знать основное характерное свойство групп Ассура: они могут содержать только четное число звеньев, а количество КП V класса должно быть кратно трем.

Уяснить получение более сложных групп Ассура из простых методов развития поводка. Знать, как определяется класс и порядок групп Ассура. Обратить особое внимание на классификацию плоских механизмов по Ассуру – Артоболевскому. Знать требования, предъявляемые к механизму подвергаемому классификации; последовательность определения класса и порядка механизма. Следует помнить, что в результате разделения механизма на группы Ассура можно указать, в какой последовательности к ведущему звену присоединились группы Ассура.

Знать, как по группе Ассура определяется класс и порядок механизма. Привести пример разложения плоских механизмов на группы Ассура и дать их классификацию. Написать формулу строения механизма. Дать классификацию по типу звеньев и КП.


3.3. Методика решения задач и задания для самостоятельной работы по структурному анализу механизмов.

Методические указания

Задачи на структурный анализ плоских механизмов рекомендуется решать в такой последовательности:

1. Определить степень подвижности плоской КЦ, сравнить степень подвижности с числом ведущих или начальных звеньев, проверить наличие пассивных условий связи и лишних степеней свободы и если они имеются, то устранить их. После этого решить, является ли данная КЦ механизмом или нет.

2. Для классификации данного механизма рекомендуется разложить его на структурные группы (группы Ассура).

Для этого надо от механизма (или механизмов) I класса последовательно отделить группы, начиная с крайней. После каждого оставшаяся часть должна быть механизмом с той же степенью подвижности. Если механизм включает высшие КП (пары IV класса), то предварительно нужно построить заменяющий механизм, который должен включать только низшие пары. Класс и порядок механизма определяются классом и порядком высшей группы, входящей в состав механизма.

3. Если механизм оказывается сложным и его трудно разложить на составляющие структурные группы, рекомендуется заменить полуконструктивную схему механизма структурной схемой, в которой все поступательные КП V класса заменить вращательными, а сложные звенья, имеющие полуконструктивную форму, заменить плоскими фигурами.


^ Решение типовых задач

Задача I. Определить степень подвижности, класс и порядок механизма кривошипно-шатунного пресса (рис. 1).




Рис. 1


Решение

1. Рассчитываем степень подвижности механизма. Число подвижных звеньев равно 5 (n = 5), число КП V класса Р5 = 7 (1–6, 1–2, 2–3, 3–6, 3–4, 4–5, 5–6), из них 6 вращательных и одна поступательная.

При расчете числа КП нужно иметь в виду, что шарнир ^ В сдвоенный, так как он соединяет три звена.

W = 3n – 2Р5Р4 = 3 · 5 – 2 · 7 – 0 = 1

Так как при одном ведущем звене степень подвижности оказалась равной 1, то кинематическая цепь действительно является механизмом.

2. Для определения класса и порядка механизма раскладываем его на структурные группы. Отделяем сначала группу (рис. 1а) 4–5, а затем (рис. 1в) группу 2–3. Условие, чтобы КЦ, оставшаяся после отделения каждой группы, обладала бы степенью подвижности W = 1, выполняется (рис. 1б, 1г).



Рис. 1а

Кинематические пары 4–3 Степень подвижности:

4–5 W = 3n – 2Р5Р4 = 3 · 2 – 2 · 3 – 0 = 0

5–6 гр. Ассура II класса


1б) оставшийся механизм. Составим кинематические пары

1–6

1–2

2–3

3–6


Степень подвижности W = 3n – 2P5P4 = 3 · 3 – 2 · 4 – 0 = 1



гр. Ассура I класса


1в) 2–3

3–6

2–1

W = 3n – 2P5P4 = 3 · 2 – 2 · 3 = 0

1г) 1–6

W = 3n – 2P5 = 3 · 1 – 2 · 1 = 1

Формула строения механизма запишется так: I → II → II







оставить комментарий
страница2/11
Дата25.09.2011
Размер0,93 Mb.
ТипУчебно-методическое пособие, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

страницы: 1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
плохо
  2
не очень плохо
  2
средне
  2
хорошо
  4
отлично
  11
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх