механика: учебное пособие

Томский межвузовский центр дистанционного образования Е.А. Щеголев МЕХАНИКА Учебное пособие ω1 Mрм D A y B ϕ1 x ТОМСК − 2004 C Fд Корректор: Осипова Е.А. Щеголев Е.А. Механика: Учебное пособие. − Томск: Томский межвузовский центр дистанционного образования, 2004. − 231 с.  Щеголев Е.А., 2004  Томский межвузовский центр дистанционного образования, 2004 3 1 ПРОБЛЕМЫ ТЕОРИИ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН Как бы не называли наш технический век – веком космоса или автоматики, атомным веком или веком электроники – основой технического прогресса была и остается машина. Машиностроение – ведущая отрасль, производящая машины, механизмы и оборудование для целого ряда других отраслей, это их материальнотехническая база. От уровня развития машиностроения, от степени совершенства машин в значительной степени зависит производительность труда. Именно поэтому перед машиностроением всегда стоят такие задачи, как освоение новых конструкций машин и механизмов, средств автоматизации, позволяющих использовать высокопроизводительные энерго- и материалосберегающие технологии, обеспечение необходимой надежности и долговечности машин и механизмов, повышение их экономичности и производительности. Задачи перед машиностроением стоят весьма сложные. Машина должна быть прочной, надежной в работе, высокопроизводительной, но вместе с тем и легкой, с минимальными материалоемкостью и энергозатратами, не должна загрязнять окружающую среду, должна соответствовать требованиям технической эстетики. Чтобы успешно решать эти задачи, чтобы создавать хорошие машины, отвечающие перечисленным выше требованиям, инженеру нужны знания основ целого ряда наук, в том числе теории механизмов и машин. Кинематическая схема механизма является «скелетом» реальной конструкции машины. Выбор и проектирование схемы механизма определяет первый и основной этап проектирования машин. Выбор размеров и материала деталей будущей машины определяет следующий этап. Проектирование завершается выбором методов и средств изготовления машин. Теория машин и механизмов является комплексной наукой, в которой проблемы структуры, кинематики и динамики машин, их анализа и синтеза тесно переплетаются с проблемами оптимального проектирования и управления. Одним из основных направлений развития современной техники является автоматизация всех видов производства. Большой вклад в решение этой задачи внесут робототехнические системы, 4 которые способны не только выполнять разнообразные механические операции, но и самостоятельно решать возникающие при этом определенные комплексы логических задач. Если робот оснащен манипуляторами, системой восприятия и обработки информации о состоянии внешней среды и свойствах объектов, с которыми он оперирует, то собранная информация используется затем в процессе реализации заданной программы. Наличие большого объема информации о технологическом процессе, о состоянии среды, об относительном расположении в пространстве объектов манипулирования открывает широкие возможности автоматизации разнообразных операций. При этом робототехническая система способна выбирать нужные детали из полного комплекса, поступающего на рабочую позицию, регулировать транспортные потоки. Такие робототехнические системы связывают отдельные технологические операции в единую цепь полностью автоматизированного производства. Нормальное