Введение.
Теория механизмов и машин
В 1978 г. кафедру возглавил директор института машиноведения член-корреспондент АН СССР Константин Васильевич Фролов (1932—2007), который руководил ею на протяжении почти 30 лет. В 1970;е гг. К. В. Фроловым было сформулировано новое научное направление — виброзащита комплексной системы «человек — машина — среда» и впервые предложено учитывать при ее разработке динамические особенности тела… Читать ещё >
Введение. Теория механизмов и машин (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Сегодня мы начинаем научать одну из общеинженерных дисциплин — Теорию механизмов и машин (ТММ), включающую законы и принципы построения механизмов, устройств, конструкций машин и их систем и позволяющую выполнять первые этапы их проектирования на основе заложенных в ней методов. В ТММ изучаются свойства отдельных типовых механизмов, широко применяемых в самых различных машинах, приборах и устройствах. При этом анализ и синтез механизмов осуществляются независимо от их конкретного назначения, т. е. однотипные механизмы (рычажные, кулачковые, зубчатые и др.) исследуются, рассчитываются и создаются с использованием тех же самых методов и приемов, которые применяются при расчетах насосов, компрессоров, двигателей и других аналогичных типов машин.
В основу ТММ положены методы математического анализа, векторной и линейной алгебры, дифференциальной геометрии и других разделов математики, теоремы и положения теоретической механики. В связи с этим материал настоящего учебного пособия рассчитан на студентов, имеющих подготовку по высшей математике, теоретической механике, векторной алгебре, информатике и др.
Решая задачи геометро-кинематического и динамического синтеза механических систем, ТММ является основой курсов (дисциплин) «Детали машин», «Детали приборов», а также спецкурсов по расчету и проектированию механизмов и машин специального назначения. В этих курсах (дисциплинах) широко используются общие методы ТММ в приложении к конкретным видам механизмов.
В настоящее время, как и прежде, перед учеными, инженерами, конструкторами стоят задачи дальнейшего совершенствования всех видов современной техники и, в первую очередь, создания новых высокопроизводительных машин и систем машин, освобождающих человека от выполнения трудоемких и не требующих приложения умственного труда процессов.
Теория механизмов и машин как наука начала формироваться в XVIII в., когда для изучения законов движения этих устройств и создания основ их проектирования зарождались и устанавливались теоремы и постулаты теоретической механики, включающей кинематику и динамику функционирования различных механических систем.
Существенный вклад в развитие теории механизмов и машин внесли русские ученые П. Л. Чебышев, И. А. Вышнеградский, Н. П. Петров, Н. Е. Жуковский, Л. В. Ассур, В. II. Горячкин, И. И. Артоболевский, А. А. Благонравов, а также ученые кафедры теории механизмов и машин (год создания — 1873) одного из старейших технических вузов страны — МГТУ им. Н. Э. Баумана, именуемого в период ее создания Императорским Московским техническим училищем (ИМТУ). В их числе заведующий кафедрой профессор Ф. Е. Орлов, уделявший много внимания изучению вопросов трения, динамики машин и, главное, разработке основных принципов, которыми необходимо было руководствоваться при проектировании технических устройств того времени. Он был автором первого курса прикладной механики, который пользовался широкой популярностью и систематически переиздавался.
Особое внимание совершенствованию методов анализа и синтеза механизмов уделял Д. С. Зернов, возглавлявший кафедру в период с 1892 по 1899 г. Решение многих сложных задач синтеза механизмов, основ динамики, вопросов гидродинамической теории смазки связано с именем выдающегося педагога и новатора этой области науки профессора Н. И. Мерцалова, заведовавшего кафедрой с 1899 но 1929 г. В период с 1929 по 1949 г. кафедрой руководил профессор Л. П. Смирнов, многими предложенными методами которого специалисты и создатели технических средств пользуются до сих пор. ГГм же были разработаны методы экспериментальных исследований функционирования разрабатываемых технических средств, создано оборудование для проведения лабораторных и исследовательских работ.
Широкую известность в мире получили труды и изобретения профессора Л. Н. Решетова, заведовавшего кафедрой с 1951 по 1962 г. Он внес большой вклад в развитие зубчатых передач, кулачковых механизмов, вопросов уравновешивания. Он основатель нового направления в ТММ — рационального проектирования механизмов.
Большой вклад в развитие науки о механизмах внес профессор В. А. Гавриленко, заведовавший кафедрой с 1962 по 1977 г. Созданная им геометрическая теория эвольвентных передач позволила избавиться от множества эмпирических зависимостей в расчетах и проектировать малогабаритные зубчатые передачи. Его теория открыла путь к решению динамических и прочностных задач в области зубчатых передач. Ему и его ученикам удалось внедрить в производство новые пространственные передачи, планетарные, кривошипно-планетарные и волновые зубчатые передачи.
В 1978 г. кафедру возглавил директор института машиноведения член-корреспондент АН СССР Константин Васильевич Фролов (1932—2007), который руководил ею на протяжении почти 30 лет. В 1970;е гг. К. В. Фроловым было сформулировано новое научное направление — виброзащита комплексной системы «человек — машина — среда» и впервые предложено учитывать при ее разработке динамические особенности тела человека как колебательной системы. Были успешно решены вопросы самосинхронизации колебательных систем с несколькими источниками энергии, всесторонне изучены и успешно применены результаты теоретических исследований по созданию новых механизмов и машин вибрационного принципа действия.
В эти годы расширилась тематика дисциплины «Теория механизмов и машин», которая пополнилась теорией виброзащиты, а также разделами по проектированию пространственных механизмов, в том числе механизмов — манипуляторов промышленных роботов. Совместно с РНПО «Росучприбор» была создана экспериментальная, а затем и типовая учебная лаборатория, расширен уникальный «кабинет механизмов», созданы его интернет-версия и электронная библиотека.
Академик РАН Константин Васильевич Фролов был не только прекрасным педагогом высшей школы, но и выдающимся ученым, организатором отечественной науки, создателем научной школы в области нелинейной динамики. Им написаны многочисленные монографии и учебники, он являлся главным редактором 40-томного издания «Энциклопедия машиностроения», журналов «Машиностроение и инженерное образование», «Проблемы машиностроения и надежности машин», «Проблемы машиностроения и автоматизации», был председателем правления международной научно-просветительской ассоциации «Знание».
Как бы мы ни называли наш технический век — веком космоса или автоматики, атомным веком или веком электроники, — основой технического прогресса всегда было и остается машиностроение. От уровня развития машиностроения, от степени совершенствования машин в значительной степени зависят производительность общественного труда, уровень развития общества в целом и его благосостояние.
Теория механизмов и машин как наука дает общие методы построения наиболее совершенных, высокоэкономичных и надежных технических устройств. При изучении ТММ можно получить не только конкретные знания в части устройства и принципов действия существующих видов машин, но и определенные навыки и умения для выполнения расчетов при их проектировании и создании.