Понятие о машинах и механизмах
В современной технике используется большое количество самых разнообразных устройств, приборов и машин, которые предназначаются для того, чтобы передавать энергию и движение при помощи специальных механизмов. Именно по этой причине те инженеры, специализацией которых является конструирование, эксплуатация и разработка технологий изготовления технических изделий, должны обладать всеми необходимыми знаниями относительно их энергетики и механики. Это означает, что им необходимо иметь полное представление о том, какими бывают механизмы, при помощи каких методов производится их силовой, кинематический и метрический расчет, а также о тех динамических процессах, которые протекают в ходе их функционирования. Общая теория механизмов и машин как раз и объединяет в себе все эти вопросы.
Интересные машины и механизмы
В технике машинами называют такие механические устройства, которые выполняют некую полезную работу, связанную с различными преобразованиями энергии или осуществлением процесса производства. Каждая машина имеет в своей конструкции рабочий (исполнительный) орган, приводимый в действие посредством системы механизмов машиной-двигателем.
Механизм, это некоторая совокупность неподвижных и подвижных деталей, за счет которых обеспечивается преобразование и передача сил и движений, в результате чего выполняется полезная работа.
Все механизмы состоят из отдельных тел, которые именуются звеньями. Каждое из них представляет собой одну или несколько деталей, которые соединены между собой неподвижно. Любой механизм состоит из подвижных звеньев и хотя бы одного неподвижного звена. Из них ведущим называется то, к которому в результате приложения моментов сил и внешних сил сообщается движение. Ведомыми именуются звенья, к которым передается движение. Например, в таком устройстве, как машинные тиски, ведущим звеном является рукоятка, ведомым – подвижная губка. Корпус и присоединенная к нему неподвижная губка составляют неподвижное звено. В большинстве случаев механизмы представляют собой составные части кинематических схем машин, но могут иметь и самостоятельное применение (таковыми, к примеру, являются механизмы тахометров, арифмометров, часов и т.п.).
Основным признаком, который отличает механизм или машину от сооружения, является то, что в них отдельные составные части находятся в движении. Что касается отличия механизма от машины, то оно состоит в том, что сам по себе механизм ни преобразует различную энергию, ни совершает никакой самостоятельной полезной работы.
В теории машин и механизмов используются главным образом положения теоретической механики и ее законы. Кроме того, предметом ее изучения являются методы исследования разнообразных механизмов и машин, а также строгие научные основы их построения. Необходимо также отметить, что теория машин и механизмов представляет собой приложение к вопросам машиностроения, и одновременно с этим непосредственное продолжение теоретической механики, поскольку в ней активно используются методы динамического, кинематического и структурного анализа и синтеза.
Понятия: машина, механизм, агрегат. Классификация машин.
Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего образования «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.»
Кафедра «Техническая механика и детали машин»
КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ
По дисциплине
«МЕХАНИКА»
для студентов, обучающихся по направлению:
Электроэнергетика и электротехника
Профили «Электроснабжение»,
«Электротехнологические установки и системы»
Объем лекций – 18 часов аудиторных занятий
Разработали:
К.т.н., доцент Злобина И.В.
Д.т.н., профессор Бекренев Н.В.
Саратов 2015 г.
Лекция 1 Основные понятия теории механизмов и машин. Основные виды механизмов
Вопросы, рассматриваемые на лекции:
1. Предмет прикладной механики и содержание курса.
2. Понятия: машина, механизм, агрегат. Классификация машин.
3. Кинематические пары и их классификация. Кинематические цепи.
Предмет прикладной механики и содержание курса.
“Техническая механика” –комплексная дисциплина. В общем она состоит из двух крупных разделов: «Теоретическая механика» и «Прикладная механика». Последняя включает в себя разделы курсов: “Теория механизмов и машин”, “Сопротивление материалов”, “Детали машин и основы конструирования”. Поскольку в учебном плане данного направления подготовки предусмотрено изучение отдельного курса теоретической механики, то предлагаемая к изучению дисциплина фактически идентична прикладной механике. Для достижения целостности дисциплины все разделы и темы последовательно излагаются с единых позиций механики, логически дополняя друг друга.
Основными целями изучения дисциплины являются: дать студенту знания, умения и навыки по основам теории механизмов и машин, принципам инженерных расчётов и проектирования механических устройств в объёме необходимом для будущей профессиональной деятельности по своей специальности.
В состав задач изучения дисциплины, поставленных перед студентом, входят:
1. Изучить: основы методов структурного, кинематического, силового и динамического анализа механизмов; принципы инженерных расчётов на прочность типовых элементов изделий.
2. Освоить: основы прочностных расчётов и конструирования деталей машин.
3. Получить представление о последовательности проектирования изделий и основных стадиях выполнения конструкторской разработки; первичные навыки практического проектирования и конструирования механических устройств.
4. Формировать и развивать творческие начала личности при выполнении расчетно-графической работы и углублённой проработке раздела курса в процессе самостоятельной работы.
Понятия: машина, механизм, агрегат. Классификация машин.
Машина — техническое устройство, выполняющее преобразование энергии, материалов и информации с целью облегчения физического и умственного труда человека, повышения его качества и производительности.
Современная машина состоит главным образом из питающих устройств, исполнительных механизмов с рабочими органами, приводного механизма, а также устройств управления, регулирования, защиты и блокировки.
Питающее устройство предназначено для непрерывной или периодической подачи исходной продукции или сырья в машину с возможностью их дозирования по массе или объему в зависимости от требований технологического процесса.
Исполнительный механизм предназначен для передачи движения рабочим органам машины. Этот механизм включает ведомое звено, с которым соединяются рабочие органы, и ведущее звено, которое связано с приводным механизмом.
Рабочие органы машины непосредственно воздействуют на обрабатываемый продукт согласно заданному технологическому процессу. В некоторых случаях технологический процесс в машине осуществляется несколькими рабочими органами, каждый из которых выполняет определенную операцию. Такие машины называются сложными в отличие от простых машин с одним рабочим органом.
Устройства управления осуществляют пуск и остановку машины, а также контроль над ее работой. Механизмы регулирования обеспечивают заданный режим работы машины, а механизмы защиты и блокировки применяются для предотвращения неправильного включения машин и предупреждения производственного травматизма.
Конструкция машин и аппаратов составляется из деталей, узлов, механизмов. Деталь — это изделие, изготовленное из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций. Совокупность одной или нескольких неподвижно соединенных деталей называется узлом.
Система узлов, в которой движение одного или нескольких ведущих узлов вызывает движение остальных, называется механизмом.
В учебной литературе используются несколько определений механизма:
1. Механизмом называется система твердых тел, предназначенная для передачи и преобразования заданного движения одного или нескольких тел в требуемые движения других твердых тел.
2. Механизм — кинематическая цепь, в состав которой входит неподвижное звено (стойка) и число степеней свободы которой равно числу обобщенных координат, характеризующих положение цепи относительно стойки.
3. Механизмом называется устройство для передачи и преобразования движений и энергий любого рода.
4. Механизм — система твердых тел, подвижно связанных путем соприкосновения и движущихся определенным, требуемым образом относительно одного из них, принятого за неподвижное.
К механизмам в технике относят:
— винтовые и клиновые пары;
— передачи с гибкими звеньями (ременные и цепные);
— гидравлические и пневматические механизмы (поршневые группы, насосы, компрессоры, золотниковые пары).
Совокупность механизмов образует машину. Для управления режимом машины и аппараты снабжаются контрольно-измерительными, регулирующими, сигнализирующими, автоматизирующими и управляющими приборами.
Машинным агрегатом называется техническая система, состоящая из одной или нескольких соединенных последовательно или параллельно машин и предназначенная для выполнения каких-либо требуемых функций. Обычно в состав машинного агрегата входят: двигатель, передаточный механизм и рабочая или энергетическая машина. В настоящее время в состав машинного агрегата часто включается контрольно-управляющая или кибернетическая машина. Передаточный механизм в машинном агрегате необходим для согласования механических характеристик двигателя с механическими характеристиками рабочей или энергетической машины.
Аппаратом называют такую машину, в которой протекают тепловые, химические, биохимические, электрические и другие процессы, причем для их проведения и интенсификации, а также транспортирования перерабатываемой продукции используют различные приспособления, производящие перемешивание, нагревание, охлаждение и проч.
В настоящее время принято различать четыре вида машин.
1. Энергетические машины — преобразующие энергию одного вида в энергию другого вида. Эти машины бывают двух разновидностей:
Машины-двигатели, преобразующие любой вид энергии в механическую. К таким машинам относятся, например, электродвигатели, двигатели внутреннего сгорания, турбины, паровые машины
Машины-генераторы, преобразующие механическую энергию в энергию другого вида. Например: электрогенератор преобразующий механическую энергию паровой или гидравлической турбины в электрическую.
2. Рабочие машины — машины использующие механическую энергию для совершения работы по перемещению и преобразованию материалов. Эти машины тоже имеют две разновидности: технологические и транспортные. Технологические машины преобразуют обрабатываемую продукцию (которая может находиться в твердом, жидком и газообразном состоянии), изменяя ее форму, свойства, состояние и положение.
Транспортные машины осуществляют только изменение положения объекта воздействия. К транспортным машинам относятся автомобили, погрузчики, конвейеры, лифты, подъемники и др. Эти машины составляют предмет изучения студентами специальностей 150200 и …..
3. Информационные машины — машины, предназначенные для обработки и преобразования информации. Они подразделяются на:
Математические машины, преобразующие входную информацию в математическую модель исследуемого объекта.
Контрольно-управляющие машины, преобразующие входную информацию (программу) в сигналы управления рабочей или энергетической машиной.
4. Кибернетические машины — машины управляющие рабочими или энергетическими машинами, и способные изменять программу своих действий в зависимости от состояния окружающей среды (т.е. машины обладающие элементами искусственного интеллекта).
Устройство и машина 2021
Машины и устройства повсюду — будь то потолочный вентилятор, холодильник или смартфон. Они созданы таким образом, чтобы сделать нашу повседневную жизнь намного проще, выполняя простые и сложные задачи за считанные секунды. Во-первых, компьютер представляет собой устройство, предназначенное для целей, которое позволяет вычислить одну из нескольких вычислительных функций без труда, или смартфон, который позволяет нам создавать и отправлять электронные письма, отправлять сообщения, хранить информацию, устанавливать приложения вместе с основными функциями звонки — все в одном устройстве. Разница между машиной и устройством очень тонкая, и нет простого способа отличить их.
Что такое машина?
Машина в основном представляет собой комбинацию из шести простых машин — наклонной плоскости, шкива, рычага, клина, винта, колеса и оси — которые используются почти везде. Проще говоря, машина — это все, что снижает затраты, время и человеческие усилия. Это инструмент или набор инструментов, каждый из которых имеет определенную функцию, предназначенную для выполнения одной или нескольких операций вместе с использованием механической энергии. Он может быть автоматизированным или управляемым человеком, который дополняет человеческие возможности для выполнения намеченной операции. Короче говоря, машины — всего лишь часть оборудования, используемого, чтобы сделать работу более простой и гладкой.
Что такое устройство?
Устройство может относиться к механическому или электронному прибору, специально разработанному по назначению, что означает, что он предназначен для беспроблемной работы машины без ошибок. Это скорее набор машин, предназначенных для конкретного действия или процедуры. Например, часы разработаны таким образом, чтобы отслеживать время или смартфон, который представляет собой коллекцию из множества различных частей, каждая из которых предназначена для конкретной задачи. Короче говоря, устройство представляет собой более сложную версию машины или набор машин, которые могут быть либо электрическими, либо ручными.
Разница между устройством и машиной
Определение устройства и машины
Машина представляет собой устройство или инструмент, который состоит из одной или многих частей, каждая из которых предназначена для конкретной задачи или функции, объединенных вместе для выполнения конкретной задачи с использованием энергии в качестве мощности. Машина — это не что иное, как часть оборудования, которое питается от электрической, механической, тепловой или химической энергии для выполнения одной или нескольких операций. Устройство представляет собой довольно сложную версию машины, предназначенной по назначению. В отличие от машин, которые обычно ограничены конкретной операцией, устройство может быть многого, что должно быть сделано так, чтобы сделать работу машины гладкой.
Происхождение устройства и машины
Идея простых машин была признана греческим философом по имени Архимед во время 3-х й до н.э., и его основным направлением было изучение архимедовых простых машин: рычага, шкива и винта. Он также первым понял концепцию механической энергии в рычаге. С человеческой точки зрения идея механических устройств была результатом возможностей войны человека, таких как арбалеты, возникшие примерно в 500 году до нашей эры. Первым портативным устройством было время, которое использовалось около 1500 г. до н.э., но превратилось в современные механические устройства. В течение тысяч лет устройства увеличивали нашу повседневную жизнь по-разному.
Назначение устройства и машины
У машин есть уникальная цель, которая заключается в том, чтобы максимально увеличить человеческие усилия, чтобы сократить затраты и время, тем самым увеличив производство. Вы можете ссылаться на машину как на комбинацию устройств, которые могут быть автоматизированы или управляться человеком. Основная цель машины — упростить работу. Устройство, в общем смысле, предназначено для определенной цели, такой как GPS-устройство, которое используется для отслеживания движений и навигации или принтера, если на то пошло, это устройство, используемое специально для печати документов.
Типы устройств и машин
Термин «машина» используется для обозначения шести классических типов, определенных учеными эпохи Возрождения, как наклонная плоскость, шкив, рычаг, винт, колесо и ось и клин. Это механизм, посредством которого сила, приложенная к одной части, переносится в другую часть с использованием движения в качестве источника энергии. Эти шесть простых машин имеют специфические особенности и предназначены только для того, чтобы уменьшить человеческие усилия простым движением или толчком. Устройства классифицируются на основе разных контекстов. Например, при обращении к компьютерному периферийному устройству он делится на устройства ввода, вывода и хранения.
Устройство против машины: сравнительная таблица
Резюме устройства и машины
Каждая машина является устройством, но каждое устройство не является машиной. Оба термина могут использоваться взаимозаменяемо, потому что разница между ними довольно тонкая, и есть тонкая линия между машиной и устройством, когда дело доходит до инженерных работ. Машина может быть инструментом или набором инструментов, которые используют какую-то энергию для выполнения одной или нескольких операций, и они могут быть как с помощью человека, так и с автоматизацией. Устройство — это все, что делает машинные операции простыми и гладкими. Это кусок электронного или механического инструмента, предназначенный для определенной цели, такой как часы, специально предназначенные для отображения времени.