Учебное пособие по курсу "Теория механизмов и машин", страница 2

Информационные машины предназначены для получения и преобразования информации. Если информация представлена в виде чисел, то информационная машина называется счетной, или вычислительной. Применение ЭВМ сыграло революционную роль в решении задач анализа и синтеза механизмов и машин. Строго говоря, мозг ПЭВМ — процессор — не является машиной, так как в нем нет механического движения, и лишь вспомогательное устройство — принтер, — безусловно, машина. Название машины за ПЭВМ сохранено в порядке исторической преемственности от счетных машин типа арифмометра.

Кибернетической называется машина, заменяющая или имитирующая различные механические, физиологические или биологические процессы, присущие человеку и живой природе, и обладающая элементами искусственного интеллекта (роботы, аппараты искусственного кровообращения, искусственная почка и др.).

В качестве примера технологической машины рассматривается структурная схема бульдозера (рис. 1.1). Как и любая рабочая машина, он состоит из 6 подсистем:

1) двигатель Д;

2) трансмиссия П (передачи, гидроцилиндры);

3) рабочий орган РО;

4) движитель ДЖ (гусеничный, пневмоколесный и т.д.);

5) металлоконструкция МК;

6) система управления СУ.

Функциональная схема подсистем бульдозера представлена на рис. 1.2.

Рис. 1.2

NB 1.3.Механизмом называется устройство для преобразования механического движения твердых тел.

Если в преобразовании кроме твердых тел участвуют жидкие и газообразные тела, то механизм называется гидравлическим или пневматическим. Механизмы не совершают полезной работы. Они предназначены только для осуществления требуемых законов движения их звеньев. В технике используются следующие механизмы:

– рычажные (шарнирные) механизмы, например, шарнирный четырехзвенник (рис. 1.3);

– зубчатые механизмы (рис. 1.4);

– кулачковые механизмы (рис. 1.5);

– механизмы манипуляторов (рис. 1.6);

Рис. 1.6

– мальтийские механизмы (рис. 1.7);

– храповые механизмы (рис. 1.8);

– шарнир Гука (муфта Кардана, рис. 1.9);

Рис. 1.9

– торовый вариатор (рис. 1.10);

Рис.1.10

– муфта Ольдгэма (кулачково-дисковая, рис. 1.11);

Рис. 1.11

– механизм с качающимся цилиндром (рис. 1.12);

Рис. 1.12

– зубчато-рычажные, фрикционные, ременные и другие механизмы.

Мировая история машиностроения насчитывает несколько тысяч лет. Еще за 3500 лет до н.э. использовались зубчатые колеса, кривошипы, катки, полиспасты. Первые машины, изготовленные из дерева, кожи и волокна, предназначались, главным образом, для транспортировки грузов и преобразования сил. Такими были подъемные устройства, механизмы мельниц и камнебросающие механизмы.

Многие века техника машин развивалась крайне медленно. Часовой механизм был изобретен в Х в. Спустя несколько веков Леонардо да Винчи (1452–1519) разработал проекты конструкций ткацких станков, печатных и деревообрабатывающих машин, описал винтовые зубчатые колеса, цевочное зацепление, им была сделана попытка определить экспериментальным путем коэффициент трения.

В XVII столетии в России энергию воды использовали не только для мельниц, но и для привода мехов горнов, ковочных молотов, возвратно-поступательно движущихся пил и больших сверл при изготовлении пушек.

В конце XVII в. французский врач Папен изобрел паровую машину для привода водяных насосов. В период с 1712 по 1725 гг. русский инженер Нартов изобрел ряд копировальных станков, снабженных суппортами. В 1782 г. Уатт получил патент на паровую машину двойного действия, которая вскоре стала универсальным двигателем.

В 1675 г. датский астроном Ремер предложил использовать циклоиды для профилей зубьев колес часовых механизмов. Теорию эвольвентного зацепления и проблемы кинематики и динамики твердого тела разрабатывал Леонард Эйлер (1707–1783), петербургский академик.