44. Теорія механізмів та машин. Основні поняття та визначення. Зв’язок з іншими дисциплінами. Класифікація машин.
Теорія машин і механізмів (ТММ) — це наукова дисципліна про загальні методи дослідження будови, кінематики і динаміки механізмів і машин та про наукові основи їх проектування. Курс ТММ як навчальна дисципліна базується на знаннях в галузях математики, фізики, теоретичної механіки, інженерної графіки та ін. Він є, у свою чергу, базою для вивчення та розвитку таких дисциплін, як деталі машин, підйомно-транспортні машини, металорізальні верстати та ін.
Основні поняття
Машина — технічний об’єкт, який складається із взаємопов’язаних функціональних частин (деталей, вузлів, пристроїв, механізмів та ін.), що використовує енергію для виконання покладених на нього функцій.
Механізм — система взаємопов'язаних тіл, що призначена для перетворення руху одного або декількох тіл у потрібний рух інших тіл. Механізм складає основу більшості машин і застосовується в різноманітних технічних об'єктах.
Тверде тіло, що входить у склад механізму, називається ланкою. Ланка може складатись з однієї або декількох нерухомо сполучених деталей. Сполучення дотичних ланок, котре допускає їх відносний рух, називають кінематичною парою. Найпоширеніші кінематичні пари: обертальна (циліндричний шарнір), поступальна (повзун чи напрямна), гвинтова (гвинт і гайка), сферична (кульовий шарнір). На рисунках зображені умовні 3D позначення типових кінематичних пар для побудови просторових принципових кінематичних схем механізмів за ISO 3952 [1].
Обертальна пара (циліндричний шарнір)
Поступальна пара (напрямна)
Гвинтова пара
Сферичний шарнір
При побудові механізму ланки сполучаються у кінематичні ланцюги. Іншими словами, механізм - це кінематичний ланцюг, до складу якого входить нерухома ланка (стійка або корпус), число ступенів свободи котрого дорівнює числу узагальнених координат, що характеризують положення ланцюга відносно стійки. Рух ланок механізму розглядається по відношенню до нерухомої ланки - стійки (корпуса).
Завдання дисципліни
Виходячи із поставлених завдань курс теорії машин і механізмів включає дві взаємопов'язані частини: теорію механізмів і теорію машин.
Теорія механізмів
Ця частина займається:
аналізом механізмів, а саме, вивченням:
будови (структурний аналіз),
кінематики (кінематичний аналіз),
динаміки (динамічний аналіз) механізмів;
синтезом механізмів, як методом проектування механізмів попередньо обраної структури за заданими кінематичними і динамічними параметрами.
Теорія машин
Тут розглядаються методи проектування систем машин за умовами узгодженості роботи окремих механізмів і досягнення оптимальної продуктивності, точності і надійності, питання автоматичного керування та регулювання машин-автоматів.