Frol_1-125 (1074089), страница 2
Текст из файла (страница 2)
И лишь с середины Х1Х в. в теории мехаыизмов и машин получают развитие общие методы синтеза механизмов. Так, зыамеаытый русский ученый, математик ы мвсааик, академик П. Л. Чебышев (1821 — 1894) опубликовал 15 работ по структуре ы синтезу рычахсных механизмов, при этом аа основе разработанных методов оы изобрел и построил свыше 40 различных ыовых механызмов, осуществляющых заданную траекторию, останов некоторых звеньев цри движении других и т. д.; структурная формула плоских механизмов называется сейчас формулой Чебышева. Немецкий ученый Ф. Грасгоф (1826 — 1393) дал математическую формулировку условия проворачнваемости звена плоского рычажного механизма, которое необходимо цры его синтезе.
Английские математики Д. Сильвестр (1314 — 1897) и С. Робертс (1827— 1913) разработали теорию рычажыых месанизмов для цреобразования кривых (паатографов). И. А. Вышнеградский (1831 — 1395), известный как один из основоположныков теории автоматыческого регулирования, сконструировал ряд машиы и метлаизмов (автоматический пресс, подъемные машывы, регулятор насоса) и, будучи профессором Петербурпжого технологического института, создал научную школу конструирования машин. Методы синтеза зубчатых механизмов, широко применяемых в различных машинах, отличаются определенной сложыостыо.
Многие ученые работали в этой области. Французский геометр Т. Оливье (1793 — 1358) обосыовал метод сиытеза сопряженных поверхностей в плосхих и аространствеыных зацеплениях с помощью производящей поверхности. Английский ученый Р. Виллис (1800 — 1875) доказал основную теорему плоского зацеплеывя н предложил аналитический метод исследования плаыетарвых зубчатых механизмов. Немецкий машиновед Ф. Репо (1829 — 1905) разработал графический метод сиатеза сопряженных профилей, известный в настоящее время ках «метод нормалей».
Рело также является автором работ по структуре (строеыюо) и кинематюсе мехааизмов. Российский ученый Х. И. Гохман (1851 — 1916) одним из первых опубликовал работу по аналитычесхой теории зацеплеЗвачительвый вклад в динамику машан внес своими трудами «отец. русской авыации» Н. Е. Жуковский (1847 — 192Ц. Оы был не только осаовоцоложыиком современной аэродинамики, но и автором ряда работ цо прикладной механике и теории регулирования хода машин. Развитию механнхи машин саособствовали работы Н.
П. Петрова (1836 — 1920), заложившего основы гидродинамической теории смазки, В. П. Горячкина (1868 — 1935), разработавшего теоретические осиовы расчета и построения сельскохозяйственных машин, вся сложиость расчета которых заключается в том, что их исполиительиые механизмы должны воспроизводить движения руки человека. Российский учеиый Л. В. Ассур (1873 — 1920) открыл общую закономериость в структуре многозвенных плоских механизмов, применяемую и сейчас при их анализе и синтезе. Он же разработал метод «особых точекз для кинематического анализа сложиых рычажных механизмов.
А. П. Малышев (1879 — 1962) предложил теоршо структурного аиализа и синтеза примеиительно к сложиым плоским и пространственным мехаиизмам. Существеиный вклад в становление механики машин как цельной теории машиностроения внес И. И. Артоболевский (1905— 1977). Он является организатором отечествеиной школы теории мехаиизмов и машин; им написаны многочислеияые труды по структуре, кинематике и синтезу механизмов, динамике машин и теории марции-автоматов, а также учебники, получившие всеобщее признаиие. Учеиики и посл~гователи И.
И. Артоболевского — А. П. Бессонов, Вяч. А. Зиновьев (1899 — 1975), Н. И. Левитский, Н. В. Умнов, С. А. Черкудинов и др.— своими работами в области динамики машин (в том числе акустической и неголономной), оптимизацио~ого синтеза механизмов, теории машин-автоматов и в других областях теории механизмов и машин содействовали дальнейшему ее развитию. В 30~е и последующие годы большой вклад в теорию механизмов и машин внесли своими исследоваииями Н. Г.
Бруевич (1896— 1987), одын из создателей теории точности механизмов, Г. Г. Баранов (1399 — 1968) автор трудов по кинематике пространствеиных механизмов, С. Н. Кожевииков (1906 — !988), разработавппй общие методы динамического анализа механизмов с упругими звеиьями . и механизмов тяжелонагруженных машии.
Следует отметить труды учеиых одной из старейших кафедр' нашей страиы — кафе~~ы теории механизмов и машин МВТУ им. Н. Э. Баумана (с 1989 г.— Московский Государственный техиический уяиверситет — МГТУ), где курс прикладной механики создал и начал впервые в 1372 г. читать Ф. Е. Орлов (1843 — 1892).
В дальнейшем курс отрабатывался и углублялся как в методическом, так и теоретическом направлении: Д. С. Зернов (1860 — 1922) расширил теорию передач; Н. И. Мерцалов (1366 — 1948) дополиил кинематическое наследование плоских механизмов теорией пространствеииых механизмов и разработал простой и надежиый метод расчета маховика; Л. П. Смириов (1877 — 1954) привел в строгую единую систему графические методы исследования кинематики механизмов и динамики машин; В. А.
Гавриленко (1899 — 1977) разработал геометрическую теорию зубчатых передач; Л. Н. Решетов развил теорию корригирования зубчатых передач, а также плане- в тарных и кулачковых механизмов ы положил ыачало теории самоустаыавливающихся механизмов. В настоящее время коллектив кафедры работает над совершенствованием учебного курса теорнн механизмов ы машин.
Стремительное развитые новой техники поставило' новые проблемы ы перед высшим образоваынем. Поэтому в курс теорни механизмов н машин введены разделы, посвящеыыые изнашиванию, влиянию упругости звеньев ыа движение механизма, выброактнвносты н выброзащите, проектированию манипуляторов, управлению системой механизмов. ГЛАВА 1 ПРОБЛЕМЫ ТЕОРИИ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН Как бы ыи называли наш техныческий век — неком космоса или автоматики, атомным веком или веком электроники — основой технического нрогресса была и остается маигина.
Маишностроение — ведуиат отрасль народного хозяйства, производящая машины, механизмы и оборудование для ряда других отраслей, это их материально-техыическая база. От уровня развития машиностроения, от степени совершенства машин в значительной степени зависят производительность общественного труда и благосостояние народа. Перед машнностроеыием стоят такие задачи, как освоение новых конструкций машин и механизмов, средств автоматызации, позволяющих использовать высокопроюводытельыые энерго- и материалосберегающие технологии, обеспечение необходимой надежности и долговечности машин и механизмов для различных отраслей народного хозяйства, повышеыие их экономичности и производительности. Машина должна быть прочной, надежной в работе, высокопроюводнтельной, но вместе с тем и легкой, с минимальными материалоемкостью и энергозатратамы, не должна загрязнять окружающую среду, должна соответствовать требованиям ботнической эстетики н эргономики.
Чтобы успешно решать эти задачи, чтобы создавать машины, отвечающие современным требованиям, специалистам в области машиностроения нужны знания основ ряда наук, в том числе теории механизмов и маиагн. Кинематическая схема мехаыизма является «скелетом» реальной конструкции машиыы. Выбор и проектнроваыие схемы механызма определяет первый и основной этап проектыроваыия машины. Выбор размеров и материала деталей будущей машины определяет следующий этап проектирования конструкций.
Проектирование завершается выбором методов и средств изготовления той или иной конструкпии. Даже ю этих простых рассуждений ясно, что два последних этапа проектирования базируются ыа первом, определяющем этапе. Поэтому трудно переоценить роль теории механюмов и машин как теоретической основы проектирования машин. Теория машин и механизмов в настоящем ее виде является комплексной, наукой, в которой проблемы структуры, киыематики и дннамыки машин, их анализа и синтеза тесно переплетаются с проблемами оптимального проектирования и управления. ю Одним нз основных направлений развития современной техники является автоматизация всех видав производства. Большой вклад в решение этой задачи внесут робототехнические системы. Родившееся на страницах научно-фантастических произведений слово «робот» стало общепринятым научным термином, означанлцим высокоорганизованную техническую систему, способную не только выполнять разнообразные механические операции, но и самостоятельно решать возникающие при этом определенные комплексы логических задач.
Уже сейчас в промышленности многие виды робототехнических систем выполняют операции загрузки, складирования, сборки, сварки кузовов автомобиля и простеиших узлов (рис. 1.1). Если робот оснащен манипуляторами 1 и 2, системой восприатия и обработки информации о состоянии внешней среды и свойствах объектов, с которыми он оперирует (рис. 1.2), то собранная информация используется затем в процессе реализации заданной программы.
Наличие большого объема информашш о технологическом процессе, о состоянии среды, об относительном расположении в пространстве объектов манипулирования открывает широкие возможности автоматизации разнообразных операций, включая такие тонкие, как сварка элементов сложной формы, сборка узлов с компактным расположением деталей. При этом робототехническая система выбирает нужные детали нз полного комплекта, поступающего на 11 рабочую позицию, регулирует транспортные потоки.
В конечном счете именно такие робототехнические системы окажутся элементами, связывающими отдельные технологические операции в единую цепь полностью автоматизированного производства. Здесь, говоря об автоматизации производства, мы имеем в виду не те узкоспециализированные машины-автоматы, которые создаются лля выпуска определенного вида продукции. Речь идет о широком использовании универсального оборудования с числовым программным управлением, переналадка которого сводится, по сути дела, к смене программы работы. Нормальное безотказное функционирование такого производства возможно лишь при условии организации многоуровневой системы управления, построенной на базе электронно-вычислнтельной техники.
вззучение совместной работы машин и управляющих ЭВМ, разработка необходимых алгоритмов и программ тоже одна из задач теории механизмов и машин. С помощью автоматических манипуляторов с программным управлением можно вьшолнять большое число операций по транспортировке обрабатываемых объектов, закреплению и раскреплению их в обрабатывающих машинах, упаковке, расфасовке, контрольно-измерительные операции и пр. Подобные автоматические машины и системы уже нжпли и будут далее находить применение не только при проведении научных исследований и работ в космосе, морских глубинах океанов, под землей, но и для освобождения человека от тяжелого физического труда. Замена человека роботом Рвс 1.2 12 на тяжелых н утомительных операциях имеет огромное социальное значение, оставляя человеку выполнение творческих н интеллектуальных функций управления н введения в систему необходымой информации.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
