Mechanizmusok és gépek elmélete
Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt hozzászólók, és jelentősen eltérhet a 2018. december 6-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzésekhez 10 szerkesztés szükséges .A mechanizmusok és gépek elmélete (más néven - Gépek és mechanizmusok elmélete ; TMM ) egy tudományos tudományág, amely a mechanizmusok és gépek kutatásának, konstrukciójának, kinematikájának és dinamikájának általános módszereiről és tervezésük tudományos alapjairól szól.
A tudományág fejlődésének története
A TMM, mint önálló tudományág, a mechanika sok más alkalmazott ágához hasonlóan az ipari forradalom nyomán keletkezett, melynek kezdete a 18. század 30-as éveire nyúlik vissza, bár a gépeket már jóval korábban megalkották, és az egyszerű mechanizmusokat . ( kerék , csavaros fogaskerekek stb.) széles körben használták az ókori Egyiptom idejében .
A 19. század elejétől kezdték széles körben alkalmazni a mechanizmusok és gépek elméletének mély tudományos megközelítését. A technológia fejlődésének teljes korábbi időszaka a gépek empirikus létrehozásának időszakának tekinthető, amely során számos egyszerű gépet és mechanizmust alkottak találmányok , köztük:
- emelőgépek ;
- zúzógépek ;
- Szövő- és esztergálógépek ;
- szivattyúk stb.
A mechanizmusok és gépek elmélete fejlesztése során a legfontosabb fizikai törvényekre támaszkodott - az energiamegmaradás törvényére , Amonton és Coulomb törvényeire a súrlódási erők meghatározásához , a mechanika aranyszabályára stb. A törvények, tételek, ill. Az elméleti mechanika módszereit széles körben használják a TMM-ben . E tudományág szempontjából fontosak: az áttétel fogalma, az evolúciós áttétel elméletének alapjai stb.
Megjegyzendő az a szerep, amelyet a következő tudósok játszottak a TMM fejlődésének előfeltételeinek megteremtésében: Archimedes , J. Cardano , Leonardo da Vinci , L. Euler , D. Watt , G. Amonton , S. Coulomb .
A mechanizmusok és gépek elméletének egyik megalapítója Pafnuty Csebisev (1812–1894), aki a 19. század második felében fontos munkákat publikált a mechanizmusok elemzésével és szintézisével. Egyik találmánya a Csebisev-mechanizmus .
A 19. században olyan metszetek jelentek meg, mint a mechanizmusok kinematikai geometriája ( Savari , Challe, Olivier), a kinetosztatika ( G. Coriolis ), a mechanizmusok osztályozása a mozgástranszformációs függvény szerint ( G. Monge ), a lendkerék számításának problémája. ( J. V. Poncelet ) stb. Megírták az első tudományos monográfiákat a gépek mechanikájáról ( R. Willis , A. Borigny), felolvasták a TMM-ről szóló első előadásokat, megjelentek az első tankönyvek ( A. Betancourt , D. S. Chizhov , Yu. Weisbach).
A 19. század második felében F. Relo német tudós munkái jelentek meg, amelyekben a kinematikai pár , a kinematikai lánc és a kinematikai séma fontos fogalmait mutatják be .
A szovjet időkben I. I. Artobolevszkij járult hozzá a legnagyobb mértékben a mechanizmusok és gépek elméletének, mint külön tudományágnak a fejlődéséhez, számos alapvető és általánosító művet publikált.
1969-ben kezdeményezője volt a 45 tagországot tömörítő Nemzetközi Gépek és Mechanizmusok Elméleti Szövetségének (IFToMM) létrehozásának, amelyet többször választottak elnökévé.
Alapfogalmak
A gép olyan műszaki tárgy, amely összekapcsolt funkcionális részekből (szerelvényekből, eszközökből, mechanizmusokból stb.) áll, és amelyek mechanikai energia fogadására vagy átalakítására szolgálnak a rá rendelt funkciók ellátása érdekében.
Mechanizmus - egymással összekapcsolt testek rendszere, amely egy vagy több test mozgását más testek szükséges mozgásává alakítja. A legtöbb gép alapja a.
A szilárd testet , amely egy mechanizmus része, linknek nevezzük . A link egy különálló rész vagy részek csoportja, amelyek mereven összekapcsolódnak. Egy hivatkozás egy vagy több rögzített részből állhat.
A láncszemek kapcsolatát, lehetővé téve a relatív mozgásukat, kinematikai párnak nevezzük . A leggyakoribb kinematikai párok: hengeres csuklópánt ; gömbcsukló; csúszka és vezető; csavaros sebességváltó . Az ábrák tipikus kinematikai párok hagyományos háromdimenziós jelöléseit mutatják a mechanizmusok térkinematikai sémáinak az ISO 3952 [1] szerinti megalkotásához .
-
Hengeres zsanér
-
Csúszka és útmutató
-
csavarpár
-
gömbcsukló
A mechanizmus felépítésénél a láncszemek kinematikus láncokba kapcsolódnak. Más szóval, a mechanizmus egy kinematikai lánc, amely egy rögzített láncszemet (állványt vagy testet (alapot) tartalmaz), amelynek szabadságfokainak száma megegyezik az általánosított koordináták számával, amelyek jellemzik a láncszemek helyzetét a lánchoz képest. állvány. A láncszemek mozgását egy rögzített linkhez - egy rackhez (test, alap) viszonyítva tekintjük.
A tudományág feladatai
A mechanizmusok és gépek elmélete a következő problémákat oldja meg:
- mechanizmusok elemzése , azaz a mozgás leírása, a meglévő és kifejlesztett mechanizmusok kinematikai és dinamikus elemzése;
- mechanizmusok szintézise, azaz mechanizmusok szerkezetének és geometriájának megtervezése adott kinematikai és dinamikai jellemzők alapján;
- Az automata gépek elméletének feladatai , amely az egyes mechanizmusok összehangolt működésének feltételeire alapozva az automata gépek sémáinak felépítésének, az automata gépek optimális termelékenységének, pontosságának és megbízhatóságának elérésének kérdéseit veszi figyelembe.
A tudományág felépítése
- A mechanizmusok és gépek felépítése.
- Mechanizmusok és elemeik geometriája.
- Gépek és mechanizmusok dinamikája.
A tudományág jelenlegi állása
A számítógépes technológián alapuló számítógépes tervezési rendszerek széles körű fejlődése lehetővé tette a korábban alkalmazott grafikus módszerek bonyolultságának jelentős csökkentését a mechanizmusok elemzésére és szintetizálására. Lehetőség volt a mechanizmusok virtuális modelljeinek térbeli animációjára . A CAD lehetővé teszi a linkek térbeli kompatibilitásának ellenőrzését is összetett mechanizmusokban, ami korábban nagyon nehéz volt modellek készítése nélkül.
A számítási teljesítmény növekedése lehetővé tette a számítási módszerekben korábban alkalmazott kényszerű egyszerűsítések elhagyását.
Széles körben elterjedt a modellek parametrizálása , amikor például a linkek geometriai méretei a tervezés bármely szakaszában megváltoztathatók az eredmények újraszámításával.
Jegyzetek
- ↑ ISO 3952 Kinematikai diagramok — Grafikus szimbólumok
Irodalom
- Artobolevsky II A gépek és mechanizmusok elmélete. M. Science 1988.
- Nosko P. L., Fil P. V., Manko N. V., Shisman V. E. Előadások szövegei a "Mechanizmusok és gépek elmélete" tudományágról távoktatás hallgatói számára. - Lugansk: Kiadó VUNU őket. V. Dahl, 2002. - 122 p.
- Gépek és mechanizmusok elmélete
- Gépek és mechanizmusok elmélete // Nagy Szovjet Enciklopédia : [30 kötetben] / ch. szerk. A. M. Prohorov . - 3. kiadás - M . : Szovjet Enciklopédia, 1969-1978. - cikk a Great Soviet Encyclopedia-ban
- Zablonsky K. I. et al., Mechanizmusok és gépek elmélete. - Kijev: Felsőiskola, 1989.
- Frolov M. M. Gépalkatrészek
Linkek
- Mechanizmusok és gépek elmélete – Elektronikus folyóirat
- Cornell egyetem
- Cornell Egyetem – „Hogyan rajzoljunk egyenes vonalat” – Daina Taimina oktatója
- Szimulációk a Molecular Workbench szoftverrel
- Előadások az anyagok szilárdságáról, a rugalmasság elméletéről, az elméleti mechanikáról, az alkalmazott mechanikáról, a gépalkatrészekről, a gépek és mechanizmusok elméletéről
 Szótárak és enciklopédiák | |
|---|---|
| Bibliográfiai katalógusokban |
|
| A mechanika szakaszai | |
|---|---|
| Continuum mechanika | |
| elméletek | |
| alkalmazott mechanika | |