3. Механіка машин та її основні завдання
Механіка механізмів і машин вивчає методи побудови та дослідження механізмів та машин і складається з основних частин:
1. Структурний аналіз та класифікація механізмів.
2. Кінематичний аналіз механізмів.
3. Динаміка механізмів.
Перед механікою машин стоять два основні завдання:
1. Аналіз механізмів. Це завдання полягає в тому, щоб вивчити методи дослідження існуючих механізмів. Так наприклад, кінематичний аналіз передбачає визначення траєкторій, швидкостей та прискорень різноманітних точок механізмів.
2. Синтез механізмів. Це завдання обернене аналізу і полягає в проектуванні механізмів за відомими структурними, кінематичними або динамічними умовами.
4. Класифікація механізмів та машин
Механізмом називається система твердих тіл, з’єднаних між собою кінематичними парами, призначена для перетворення одного руху в інший.
Призначення механізмів – передавати або змінювати рух.
Механізми можуть бути:
а) гідравлічними;
б) пневматичними;
в) електричними тощо.
З точки зору функціонального призначення механізми машин поділяються на такі:
а) механізми двигунів та перетворювачів (генераторів);
б) передавальні (приводи);
в) виконавчі;
г) механізми керування, контролю і регулювання;
д) механізми подачі й транспортування;
е).механізми автоматичного підрахунку, зважування та упаковки готової продукції.
Перші три різновиди механізмів відносяться до основних, решта – допоміжні.
Механізми двигунів і перетворювачів (генераторів) призначені для перетворення різних видів енергії в механічну роботу і навпаки.
Передавальні механізми (приводи) передають рух від двигуна до виконавчих органів машини.
Виконавчі механізми – це механізми, які безпосередньо діють на оброблюване середовище.
Машиною називається система механізмів, призначена для виконання корисної роботи або перетворення одного виду енергії в інший.
З точки зору функцій, які виконують машини, їх можна поділити на такі класи (рис.1):
а) енергетичні машини;
б) робочі машини;
в) інформаційні машини;
г) кібернетичні машини.
1..Енергетичною називається машина, призначена для перетворення будь-якої енергії в механічну і навпаки. У першому випадку вона носить назву двигуна, а в другому – генератора.
2. Робочою називається машина, призначена для перетворення матеріалів.
Робочі машини поділяються на транспортні та технологічні.
Транспортною називається робоча машина, в якій перетворення матеріалів полягає тільки у зміні положення основного об’єкту, який переміщається. До них належать автомобілі, трактори, транспортери, ліфти, локомотиви тощо.
Технологічною називається робоча машина, в якій перетворення матеріалів полягає у зміні форми, властивостей і стану матеріалу або оброблюваного об’єкту. Це верстати, текстильні, металургійні машини тощо.
3..Інформаційною називається машина, призначена для перетворення інформації.
Інформаційні машини поділяються на: контрольно-керувальні та математичні.
Контрольно-керувальною називається машина, яка перетворює отриману контрольно-вимірювальну інформацію з метою керування енергетичною або робочою машинами.
Математичною називається машина, яка перетворює інформацію, отриману у вигляді різноманітних математичних образів, які задаються у формі окремих чисел або алгоритмів (обчислювальні машини).
4. Кібернетичною називається машина, яка заміняє або імітує різноманітні механічні, фізіологічні або біологічні процеси людини та живої природи і наділена елементами штучного інтелекту. Наприклад, машини, що відновлюють людську мову за заданими акустичними спектрами; машини, що заміняють окремі органи людини (серце, нирки, кінцівки тощо).
Якщо процеси перетворення енергії, матеріалів та інформації відбуваються без безпосереднього втручання людини, то такі машини називаються машинами-автоматами. Але ці машини потребують присутності людини – оператора, тобто такої людини, що слідкує за її роботою.
Сукупність машин-автоматів, з’єднаних між собою і призначених для виконання певного технологічного процесу, називається автоматичною лінією.