Машины и их основные элементы. Машины, выполняют какую – либо полезную работу. Это основной признак машины
Машина - техническое устройство, выполняющее преобразование энергии, материалов и информации с целью облегчения физического и умственного труда человека, повышения его качества и производительности.
Существуют следующие виды машин:
1. Энергетические машины - преобразующие энергию одного вида в энергию другого вида. Эти машины бывают двух разновидностей:
Двигатели (рис.1.2), которые преобразуют любой вид энергии в механическую (например, электродвигатели преобразуют электрическую энергию, двигатели внутреннего сгорания преобразуют энергию расширения газов при сгорании в цилиндре).
2. Рабочие машины - машины использующие механическую энергию для совершения работы по перемещению и преобразованию материалов. Эти машины тоже имеют две разновидности:
Транспортные машины (рис.1.4), которые используют механическую энергию для изменения положения объекта (его координат).
3. Информационные машины - машины, предназначенные для обработки и преобразования информации. Они подразделяются на:
Математические машины (рис.1.6), преобразующие входную информацию в математическую модель исследуемого объекта.
4. Кибернетические машины (рис.1.8) - машины управляющие рабочими или энергетическими машинами, которые способны изменять программу своих действий в зависимости от состояния окружающей среды (т.е. машины обладающие элементами искусственного интеллекта).
Рис.1.8 |
Понятие о машинном агрегате.
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.
Схема машинного агрегата.
|
|
Рис.1.9 |
Механизм и его элементы.
В учебной литературе используются несколько определений механизма:
Первое: Механизмом называется система твердых тел, предназначенная для передачи и преобразования заданного движения одного или нескольких тел в требуемые движения других твердых тел .
Второе: Механизм - кинематическая цепь, в состав которой входит неподвижное звено (стойка) и число степеней свободы которой равно числу обобщенных координат, характеризующих положение цепи относительно стойки .
Третье: Механизмом называется устройство для передачи и преобразования движений и энергий любого рода .
Четвертое: Механизм - система твердых тел, подвижно связанных путем соприкосновения и движущихся определенным, требуемым образом относительно одного из них, принятого за неподвижное .
В этих определениях использованы раннее не определенные понятия:
Звено - твердое тело или система жестко связанных тел, входящих в состав механизма. Кинематическая цепь - система звеньев, образующих между собой кинематические пары. Кинематическая пара - подвижное соединение двух звеньев, допускающее их определенное относительное движение. Стойка - звено, которое при исследовании механизма принимается за неподвижное. Число степенейсвободы или подвижность механизма - число независимых обобщенных координат однозначно определяющее положение всех его звеньев на плоскости или в пространстве.
Из теоретической механики: Системы материальных тел (точек), положения и движения которых подчинены некоторым геометрическим или кинематическим ограничениям, заданным наперед и не зависящим от начальных условий и заданных сил, называется несвободной. Эти ограничения наложенные на систему и делающие ее несвободной называются связями . Положения точек системы допускаемые наложенными на нее связями называются возможными. Независимые друг от друга величины q 1 ,q 2 , ... q n , вполне и однозначно определяющие возможные положения системы в произвольный момент времени называются обобщенными координатами системы.
Недостатками этих определений являются: первое не отражает способности механизма преобразовывать не только движение, но и силы; второе не содержит указания выполняемой механизмом функции. Оба определения входят в противоречия с определением технической системы. Учитывая сказанное, дадим следующую формулировку понятия механизм:
Механизмом называется система, состоящая из звеньев и кинематических пар, образующих замкнутые или разомкнутые цепи, которая предназначена для передачи и преобразования перемещений входных звеньев и приложенных к ним сил в требуемые перемещения и силы на выходных звеньях.
Здесь: входные звенья - звенья, которым сообщается заданное движение и соответствующие силовые факторы (силы или моменты); выходные звенья - те, на которых получают требуемое движение и силы.
Начальное звено - звено, координата которого принята за обобщенную. Начальная кинематическая пара - пара, относительное положение звеньев в которой принято за обобщенную координату.
Классификация механизмов.
Механизмы классифицируются по следующим признакам:
- По области применения и функциональному назначению:
- механизмы летательных аппаратов;
- механизмы станков;
- механизмы кузнечных машин и прессов;
- механизмы двигателей внутреннего сгорания;
- механизмы промышленных роботов (манипулятороы);
- механизмы компрессоров;
- механизмы насосов и т.д.
- с постоянной передаточной функцией;
- с переменной передаточной функцией:
- с нерегулируемой (синусные, тангенсные);
- с регулируемой:
- со ступенчатым регулированием (коробки передач);
- с бесступенчатым регулированием (вариаторы).
- вращательное во вращательное:
- редукторы w вх > w вых ;
- мультипликаторы w вх < w вых ;
- муфты w вх = w вых ;
- вращательное в поступательное;
- поступательное во вращательное;
- поступательное в поступательное.
- пространственные;
- плоские;
- сферические.
Все механизмы являются пространственными механизмами, часть механизмов, звенья которых совершают движение в плоскостях параллельных одной плоскости, являются одновременно и плоскими, другая часть механизмов, звенья которых движутся по сферическим поверхностям экивидистантным какой-либо одной сфере, являются одновременно и сферическими.
Рис.1.10 |
- по изменяемости структуры механизма на механизмы:
- с неизменяемой структурой;
- с изменяемой структурой.
В процессе работы кривошипно-ползунного механизма насоса его структурная схема все время остается неизменной. В механизмах манипуляторов в процессе работы структурная схема механизма может изменяться. Так если промышленный робот выполняет сборочные операции, например, вставляет цилиндрическую деталь в отверстие, то при транспортировке детали его манипулятор является механизмом с открытой или разомкнутой кинематической цепью. В тот момент когда деталь вставлена в отверстие, кинематическая цепь замыкается, структура механизма изменяется, подвижность уменьшается на число связей во вновь образованной кинематической паре деталь-стойка.
- по числу подвижностей механизма:
- с одной подвижностью W=1 ;
- с несколькими подвижностями W>1:
- суммирующие (интегральные);
- разделяющие (дифференциальные).
|
Рис.1.13 |
- по виду кинематических пар (КП):
- с низшими КП (все КП механизма низшие);
- с высшими КП (хотя бы одна КП высшая);
- шарнирные (все КП механизма вращательные - шарниры).
- фрикционные (сцепления);
- зацеплением;
- волновые (создание волновой деформации);
- импульсные.
- рычажные (рис.1.14);
- зубчатые (рис.1.15);
- кулачковые (рис. 1.16);
- планетарные (рис. 1.17);
- манипуляторы (рис.1.11-1.12).
Рис.1.14 | Рис.1.15 |
Рис.1.16 | Рис.1.17 |
Контрольные вопросы к лекции 1.
1. Что является целью курса ТММ, какие задачи решаются в курсе ТММ? (стр.1)
2. Какие основные разделы содержит курс ТММ? (стр. 3)
3. Какие этапы прошло ТММ в своем историческом развитии? (стр.2-3)
4. Какие свойства механизмов изучаются в курсе ТММ, в чем отличие предмета ТММ от специальных дисциплин? (стр.2)
5. Что называется "проектом" и "инженерным проектированием" ? (стр.3)
6. Перечислите основные этапы процесса проектирования? (стр.4-5)
7. Дайте определения понятий "техническая система" и "структура" ? (стр. 5-6)
8. Что называется "машиной", какие виды машин Вы знаете? (стр.6-7)
9. Какое техническое устройство называется "машинным агрегатом", назовите основные элементы машинного агрегата? (стр.8)
10. Дайте определения понятий "звено" и "кинематическая пара" ? (стр.9)
11. Какая техническая система называется механизмом? (стр.9)
12. Перечислите признаки по которым классифицируются механизмы
Список дополнительной литературы к Лекции 1.
- П.Хилл Наука и искусство проектирования. Методы проектирования, научное обоснование решений. Пер. с англ., Под ред. Венды В.Ф., М.: Мир, 1973.
- Альтшуллер Г.С. Алгоритм изобретения. М.: Московский рабочий, 1973.
- Джонс Дж. К. Методы проектирования. / Пер. с англ. 2-е изд. М.: Мир. 1986.
- Дитрих Я. Проектирование и конструирование: Системный подход. Пер. с польск. - М.: Мир, 1981.
- Конструирование приборов. В 2-х книгах. / Под ред. В.Краузе. - М.: Машиностроение. 1987.
- Крайнев А.Ф. Словарь-справочник по механизмам. - М.: Машиностроение. 1981.
- Р.Бейер Кинематический синтез механизмов: Основы теории метрического синтеза плоских механизмов. / Пер. с нем. М.: Машгиз. 1959.
- Теория механизмов и механика машин. Под ред. К.В.Фролова. М.: Высшая школа, 1998.
Структура механизмов.
Краткое содержание: Классификация кинематических пар. Модели машин. Методы исследования механизмов. Понятие о структурном анализе и синтезе. Основные структурные формулы. Структурная классификация механизмов по Ассуру и по Артоболевскому. Структурный анализ механизма. Подвижности и связи в механизме. Понятие об избыточных связях и местных подвижностях. Рациональная структура механизма. Методы определения и устранения избыточных связей и местных подвижностей.
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФГБОУ ВПО «Тверская государственная
Сельскохозяйственная академия»
КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ
по дисциплине
«Современные машины и оборудования в сельском хозяйстве»
Тверь, 2015
УДК 694.327.7364
Авторы: Рула Д.М. – кандидат технических наук, доцент кафедры «Технологические и транспортные машины и комплексы»; Кудрявцев А.В. – кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры «Технологические и транспортные машины и комплексы».
Конспект лекций по дисциплине «Современные машины и оборудования в сельском хозяйстве» / Д.М. Рула, А.В. Кудрявцев.
Для студентов высших учебных заведений.
Лекция №1.
Общие понятия о машинах и оборудовании, применяемых в сельском хозяйстве.
Рассматриваемые вопросы.
История развития специальной техники для сельского хозяйства.
Производители и поставщики машин, используемых для сельского хозяйства.
Литература:
1. Спицын И.А. Сельскохозяйственная техника и технологии, М. КолосС, 2006,
2. Тарасенко А.П. Современные машины для послеуборочной обработки зерна и семян: учебное пособие. М. : КолосС, 2008.
Введение.
Техника (от греч. techne искусство, мастерство, умение), совокупность средств человеческой деятельности, создаваемых для осуществления процессов производства и обслуживания непроизводственных потребностей общества.
В технике материализованы знания и опыт, накопленные человечеством в процессе развития общественного производства. Техника облегчает трудовые усилия человека и увеличивает их эффективность, позволяет преобразовывать природу в соответствии с потребностями общества. Средствами техники пользуются для воздействия на предметы труда при создании материальных и культурных благ; для получения, передачи и превращения энергии; исследования законов развития природы и общества; передвижения и связи; сбора, хранения, переработки и передачи информации; управления обществом; обслуживания быта; ведения войны и обеспечения обороны.
Основная часть технических средств составляет производственная техника. К ней относят машины, механические приспособления, приборы управления машинами и технологическими процессами.
Понятие о машине. Машины-двигатели.
Машины, выполняют какую – либо полезную работу. Это основной признак машины.
Обычная лопата – это инструмент, при помощи которого человек копает землю. Экскаватор служит для этой же цели. Экскаватор – это машина, сам совершает полезную рабочую операцию, а человек только управляет им.
Главное отличие машины от других устройств заключается в том, что машина сама совершает основные рабочие операции, в то время как орудия только помогают человеку совершать работу.
В зависимости от выполняемых функций машины делятся на:
1.Энергетические предназначенные для преобразования одного вида энергии в другой (эл. двигатели, эл. генераторы, турбины)
Энергетические машины предназначены для преобразования энергии: электродвигатели (стиральные машины, фены); двигатели внутреннего сгорания (автомобили); турбины (самолёты); паровые машины (паровозы) и другие
2. Рабочие машины (станки, автомобили, самолёты, вычислительные машины). Выполняемая ими работа изменяет форму, свойства, размеры, состояние положение предмета и информацию.
Среди рабочих машин различают:
технологические машины – предназначенные для изменения размеров и форм заготовок (станки для обработки древесины и металла, швейные машинки, ручной электрический инструмент, кухонные комбайны и т.д.).
Транспортные машины – машины, которые перемещают грузы и пассажиров (все виды транспорта - автомобильный, железнодорожный, морской, воздушный и др.)
Транспортирующие машины сами неподвижны(транспортеры, конвейеры, эскалаторы лифты и т.д.), а грузы перемещаются с помощью движущегося рабочего органа - ленты, цепи, каната.
информационные машины . Они появились только в XX в. и отличаются от других машин. Эти машины преобразовывают один вид информации в другой и предназначены для сбора, обработки, хранения и использования информации: вычислительные машины и устройства (компьютер, магнитофон, видеокамера, цифровой фотоаппарат, видеорегистратор и т.д.).
Машина состоит из трёх основных частей: двигателя, передаточного механизма и рабочего органа.
Работой каждой машины надо управлять. Это устройства управления: рычаги, штурвалы, педали, кнопки.
Каждая машина, должна иметь какой – то остов, раму или станину, на которой крепятся все её устройства.
Передаточные механизмы должны не только передавать движение и усилие от двигателя рабочим и вспомогательным органам машины, но и преобразовывать один вид движения в другой, изменять его скорость и направление.
Каждая машина состоит из множества деталей.
Деталь это изделие, изготовленное из однородного по структуре материала металла, пластмассы, кожи, древесины и т. д. без применения сборочных операций.
Детали - это отдельные самые простые составные части машин. Они делятся на типовые детали (которые в разных устройствах имеют одинаковое назначение - болты, винты, гайки, шайбы, валы, оси, шкивы, шестерни, подшипники и д. р) и специальные (применяются только в данном типе машин). Типовые детали машин делятся на три основные группы: детали для соединения частей машин; детали, обслуживающие вращательное движение в машинах, и детали, применяемые в механизмах передачи движения.
Машиной называется механизм или комплекс механизмов, предназначенный для выполнения полезной работы и преобразования энергии.
Механизм является основой не только для машин, но и для различных приборов (аппаратов), которые полезной работы не производят, а целью и создания является само движение (часы, счётчики,указатели и т.п.).
Механизм (от греческого слова mechane машина) это сочетание деталей (звеньев), предназначенных для преобразования движения одного или нескольких тел в требуемое движение других тел. В механизме различают ведущую и ведомую детали. Одно из звеньев, которое передаёт движение другому, называют ведущим. А звено, которое получает движениеот ведущего звена, называют ведомым. Ведущее звено приводится в движение внешней силой (рука, нога, электродвигатель и т.п.), а ведомое звено приходит в движениеот ведущего. Отношение частоты вращения ведущего звена механизма к чистоте вращения ведомого называется передаточным числом и и выражается через отношение диаметра D2 (или числа зубьев z2) ведущего шкива к диаметру Di (или числу зубьев Zi) ведомого шкива
Детали в машинах и механизмах во время работы находятся в движении или остаются неподвижными,т.е. соединёнными неподвижно или подвижно.
В сельском хозяйстве основными поставщиками новой сельскохозяйственной техники являются следующие производители:
Российской – Агромашхолдинг, Россельмаш, Пензенские, Рязанский завод по картофелеуборочных комбайнов, Петербурский завод по плугам.
Беларуские – Лидсельмаш, Гомсельмаш.
Зарубежные – лемкен, джон дир, рапид,
Физические величины и единицы измерений,
используемые в механике
Физическая величина |
Единица измерений |
||
Наименование |
Обозначение |
Наименование |
Обозначение |
Угол плоский Перемещение точки Скорость линейная Скорость угловая Ускорение линейное Ускорение угловое Частота вращения Плотность материала Момент инерции Момент силы Вращающий момент Кинетическая энергия Мощность |
L , l , r T , t F, P, Q, G |
Килограмм Радиан, градус Метр в секунду Радиан в секунду Метр на секунду в квадрате Радиан на секунду в квадрате Оборот в минуту Килограмм на кубический метр Килограмм-метр в квадрате Ньютон-метр Ньютон-метр |
рад/c 2 , 1/c 2 Н (кг·м/с 2) |
Лекция N 1
Введение
Теория механизмов и машин – наука, изучающая общие законы и принципы построения машин, позволяющая выполнить первый этап проектирования конструкций, сооружений, систем машин и механизмов на основе разработанных ею методов.
В ТММ изучаются свойства отдельных типовых механизмов, широко применяемых в самых различных машинах, приборах и устройствах. При этом анализ и синтез механизмов осуществляется независимо от его конкретного назначения, т.е. однотипные механизмы (рычажные, кулачковые, зубчатые…) исследуются одними и теми же приемами для двигателей, насосов, компрессоров… и для других типов машин.
Основные определения и понятия
Машиной называется техническое устройство, осуществляющее определенные механические движения, связанные с преобразованием энергии, свойств, размеров, формы или положения материалов (или объектов труда) и информации с целью облегчения физического и умственного труда человека, повышения его качества и производительности.
Существуют следующие виды машин:
Информационная
Кибернетическая
Энергетическая
математичкская
Контрольно-управляющая
технологическая
транспортная
генератор
двигатель
Энергетической машиной называется машина, предназначенная для преобразования энергии. Если осуществляется преобразование любого вида энергии в механическую, то имеем дело смашиной-двигателем, а наоборот – машина-генератор.
Рабочая машина предназначена для преобразования материалов, причемтранспортная машина преобразует материал только путем изменения положения объекта, атехнологическая рабочая машина преобразует форму, свойства и положение материала или объекта.
Информационная машина служит для получения и преобразования информации.
Контрольно-управляющая машина преобразует информацию с целью управления энергетическими или рабочими машинами, аматематическая машина – с целью получения математических образов соответствующих свойствам объекта.
Двигатель имеет определенную механическую характеристику, рабочая машина
Механические характеристики указаны в техпаспорте.
1 – скорость, с которой вращается вал двигателя;
2 – скорость, с которой будет вращаться главный вал рабочей машины.
1 и 2 нужно поставить в соответствие друг другу.
Например, число оборотов n 1 =7000 об/мин., а n 2 =70 об/мин.
Чтобы привести в соответствие механические характеристики двигателя и рабочей машины, между ними устанавливают передаточный механизм, который имеет свои механические характеристики.
up2=1/2=700/70=10
В качестве передаточного механизма могут быть использованы:
фрикционные передачи (с использованием трения);
цепные передачи (привод мотоцикла);
зубчатые передачи.
В качестве рабочей машины наиболее часто используют рычажные механизмы.
Основные виды рычажных механизмов.
1. Кривошипно-ползунный механизм.
а) центральный (рис.1);
б) внеосный (дезоксиальный) (рис.2);
е - эксцентриситет
Рис. 2
1-кривошип, т.к. звено совершает полный оборот вокруг своей оси;
2-шатун, не связан со стойкой, совершает плоское движение;
3-ползун (поршень), совершает поступательное движение;
2. Четырехшарнирный механизм.
Звенья 1,3 могут быть кривошипами.
Если зв.1,3 – кривошипы, то механизм двукривошипный.
Если зв.1 – кривошип (совершает полный оборот), а зв.3 – коромысло (совершает неполный оборот), то механизм кривошипно-коромысловый.
Если зв.1,3 – коромысла, то механизм двукоромысловый.
3. Кулисный механизм.
1 - кривошип;
2 - камень кулисы (втулка) вместе с зв.1 совершает полный оборот вокруг А (1и2одно и тоже), а также движется вдоль зв.3, приводя его во вращение;
3 - коромысло (кулиса).
н
а
зв.3 выбирают точку В 3 и выбирают
в данный момент так, чтобы она совпадала
с точкой В.
4.Гидроцилиндр
(в кинематическом отношении подобен кулисному механизму).
В процессе проектирования конструктор решает две задачи:
анализа (исследуетготовый механизм);
синтеза (проектируется новый механизм по требуемым параметрам);
Понятие о машинном агрегате.
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 их может быть несколько или совсем не быть) и рабочая или энергетическая машина. В настоящее время в состав машинного агрегата часто включается контрольно-управляющая машина. Передаточный механизм в машинном агрегате необходим для согласования механических характеристик двигателя с механическими характеристиками рабочей или энергетической машины.
Схема машинного агрегата.
Передаточный механизм
Двигатель
Рабочая машина
Контрольно-управляющая машина
Механизм и его элементы.
Механизмом называется система твердых тел , объединенных геометрическими или динамическими связями,предназначенных для преобразования движения входного звена в требуемое движениевыходных звеньев.
Твердые тела, входящие в состав механизма, не является абсолютно твердыми, однако их деформации обычно весьма малы.
Главное назначение создаваемого механизма – осуществление технической операции в результате движения его элементов.
Звено – это твердое тело, входящее в состав механизма.
Звенья бывают: простые - состоят из одной детали;
сложные - состоят из нескольких жестко скрепленных друг с другом деталей и выполняющих одну и ту же функцию.
Входное звено – это звено, которому сообщается движение, преобразуемое механизмом в требуемое движение других звеньев.
Выходное звено – звено, которое совершает движение, для выполнения которого предназначен механизм.
Звенья, соединяясь друг с другом, образуют кинематические цепи , которые разделяют на:
простые и сложные;
замкнутые и разомкнутые;
а) замкнутой , у которой звенья б)незамкнутой , звенья
образуют один или несколько которой не образуют контуров
контуров
Пример замкнутой кинематической
цепи на рис.1;
кривошип
Кинематические пары: А, В, С, D.
рис.1 Кривошипно- ползунный механизм
пример разомкнутой цепи:
Кинематическая пара – это соединение двух соприкасающихся звеньев, допускающее их относительное движение.
Звено, относительно которого рассматривается движение остальных звеньев, считается условно – неподвижным и называется стойкой .
Несколько звеньев, связанных между собой кинематическими парами, образуют кинематическую цепь , которая может быть:
а) замкнутой; б) незамкнутой
В современном машиностроении применяются машины и механизмы с абсолютно твердыми (абсолютно жесткими), упругими (гибкими), жидкими и газообразными телами (звеньями).
К упругим звеньям относят пружины, мембраны и другие элементы, упругая деформация которых вносит существенные изменения в работу механизма. Кгибким звеньям относят ремни, цепи, канаты. Кжидким игазообразным телам относят масло, воду, газ, воздух и т.п. вещества.
Таблица 1.1
Основные виды звеньев механизмов
Название |
Условное изображение на схемах |
Движение |
Особенности |
|
Отсутствует | ||||
Отсутствует | ||||
Кривошип |
Вращательное |
Полный оборот |
||
Нет пар, связанных со стойкой |
||||
Коромысло |
Качательное |
Неполный оборот, возвратно-вращательное движение |
||
Возвратно-поступатель |
Направляющая неподвижна |
Вращательное, колебательное |
Направляющая подвижна |
|||
Направляющая подвижна |
||||
Возвратно-поступательное |
Направляющая подвижна |
|||
1.Кулачок 2.Толкатель |
Вращательное, колебательное | |||
1.Кулачок 2.Толкатель |
|
Возвратно-поступательное |
Профиль определяет закон движения ведомого звена |
|
Зубчатое колесо |
Вращательное, колебательное |
Зубчатый контур |
||
Фрикционное колесо |
Вращательное, колебательное | |||
Возвратно-поступательное |
Может иметь зубчатый контур |
Контрольные вопросы к лекции N 1
Что называется машиной? Какие машины Вы знаете? Что такое машинный агрегат?
Что называется механизмом, кинематической цепью? Какие виды кинематических цепей существуют?
Какая разница между кинематической цепью и кинематической парой?
Что называют кинематической парой, как их классифицируют?
Как происходит замыкание кинематических пар в кинематической цепи?
Что называют звеном, какие виды звеньев существуют? Чем отличается деталь от звена?
Мы живем в мире машин. Они окружают нас дома, на улице и на работе. Их гул слышен на земле и под землей, на воде и под водой. Они подняли человека в небо и открыли путь в космические дали.
От разнообразия, технического совершенства и количества машин зависят условия и производительность труда человека, благосостояние народа, сила и мощь государства. Машиностроение - основа современной техники, одна из самых важных отраслей промышленности.
Многим из вас, конечно, интересно узнать, как делают машины. Но прежде чем познакомиться с машиностроением, давайте ответим на вопросы: а что такое машина? Почему столько устройств, различных по назначению, конструкции и размерам, называют одним универсальным словом-машина? Да потому, что их объединяет одно общее свойство: все они выполняют какую-либо полезную работу. Это основной признак машины.
Возьмем для примера две бритвы - электрическую и безопасную. Назначение у них одинаковое - резать волосы. Но электрическая бритва - машина. Она сама выполняет основную рабочую операцию -сама режет волосы. Человек только управляет ею. А вот безопасная бритва не машина, а всего лишь инструмент - простейшее орудие, с помощью которого человек сам совершает работу.
Еще пример. Обычная лопата - это инструмент, при помощи которого человек копает землю. Экскаватор служит для этой же цели. Но вы без колебаний назовете экскаватор машиной. И не ошибетесь, потому что экскаватор сам совершает полезную рабочую операцию, а человек только управляет им.
Значит, главное отличие машины от других устройств заключается в том, что машина сама совершает основные рабочие операции, в то время как орудия только помогают человеку совершать работу.
Машины могут быть самыми разными, в зависимости от того, какую работу они выполняют: транспортными (самолет и вертолет, электровоз и теплоход, автомобиль и велосипед), энергетическими (турбина и двигатель внутреннего сгорания, электродвигатель и электрогенератор), машинами-орудиями, или технологическими (подъемный кран и сеялка, металлообрабатывающий станок и печатная машина), счетно-решающими (от простого арифмометра до современных электронных вычислительных машин).
У каждой машины есть 3 основные части: двигатель а, передаточный механизмб, рабочий орган в.
Но как бы машины ни отличались друг от друга, опытный глаз инженера всегда найдет в них общие черты. Возьмем, например, настольный вентилятор, гигантский шагающий экскаватор и автомобиль. Прежде всего у каждого из них есть рабочий (исполнительный) орган, при помощи которого они выполняют полезную работу. У вентилятора рабочий орган - это небольшой пропеллер, у экскаватора -гигантский ковш, у автомобиля - колеса.
Рабочие органы нужно приводить в движение,-значит, у машины должны быть двигатели. У вентилятора в корпусе спрятан маленький электрический двигатель, колеса автомобиля вращает двигатель внутреннего сгорания, а у шагающего экскаватора более 40 электродвигателей. У других машин в качестве двигателя может быть паровая машина или газовая турбина - от этого суть не меняется.
Движение от двигателя передается рабочим органам машины с помощью передаточных устройств (передаточных механизмов). Это может быть канатно-рычажный механизм, как у экскаватора, или коробки передач, как у автомобиля.
Вот мы и установили, что машина состоит из трех основных частей: рабочего органа, двигателя и передаточного механизма. Правда, у некоторых машин, например у обычного велосипеда двигателя нет, он приводится в движение человеком. Но от этого велосипед не перестает быть машиной.
Габотой каждой машины надо управлять. Значит, у нее должны быть еще устройства управления: рычаги, штурвалы, педали, кнопки. Кроме того, машины могут иметь автоматические программные устройства, в этом случае человеку не приходится непосредственно управлять ими, он только составляет для них программу и следит за их работой. Такие машины называются автоматами.
И наконец, каждая машина должна иметь какой-то остов, раму или станину, на которых крепятся все ее устройства.