27
Přednáška 1 Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně Ústav konstruování KONSTRUOVÁNÍ STROJŮ mechanismy
Přednáška 1
Fakulta strojního inženýrství VUT v BrněÚstav konstruování
KONSTRUOVÁNÍ STROJŮmechanismy
Obsah
Informace o kurzu
• Cíl, osnova a hodnocení kurzu.
• Učební texty.
Úvod do mechanismů
• Vymezení pojmů mechanismus a stroj.
• Třídění mechanismů podle fyzikálního principu.
• Převodové a vodící mechanismy.
• Mechanismy s jedním a více stupni volnosti.
• Mechanismy se stálým a proměnným převodem.
• Příklady skupin mechanismů dle Torfasona.
I really hate this damned machine;I wish that they would sell it.
It never does quite what I want.But only what I tell it.
KOLO ŠTĚSTĚNY
Informace o předmětu
http://www.lhup.edu/~dsimanek/museum/unwork.htm
Přednášející
Přednáška 1 - Informace o kurzu
prof. Ing. Martin Hartl, Ph.D. (přednáška 1, 13)místnost A2/417 ● Tel.: 541 142 769 ● E-mail: [email protected]. Ing. Ivan Mazůrek, CSc. (přednáška 7, 12)místnost B1/111 ● Tel.: 541 143 308 ● E-mail: [email protected]. Ing. Josef Nevrlý, CSc. (přednáška 10, 11) místnost A2/406 ● Tel.: 541 143 323 ● E-mail: [email protected]. František Pražák, Ph.D. (přednáška 3, 4)místnost A2/408 ● Tel.: 541 143 220 ● E-mail: [email protected]. Michal Vaverka, Ph.D. (přednáška 2, 5)místnost A2/408 ● Tel.: 541 143 220 ● E-mail: [email protected]. Jiří Venclík, Dr. (přednáška 8, 9)místnost A2/410 ● Tel.: 541 143 226 ● E-mail: [email protected]. Martin Vrbka, Ph.D. (přednáška 5, 6)místnost A2/407 ● Tel.: 541 143 237 ● E-mail: [email protected]
Cvičící
Přednáška 1 - Informace o kurzu
Tomáš Biječek (skupina A2)Ing. Stanislav Jansa, CSc. (skupiny A1, A5, B11, B13)Martin Kantor (skupiny A2, A4)Ing. Jan Medlík (skupiny A6, B15)Ing. František Pražák, Ph.D. (skupiny B12, B14, B16)Martin Ševčík (skupiny A3, A5)
Cíl předmětu
Týdenní rozsah předmětu, způsob jeho ukončení a kreditové ohodnocení2 h přednášek, 2 h cvičení, klasifikovaný zápočet (5 kreditů)
Cílem předmětu je seznámit studenty se základními druhy mechanismů používaných ve strojích. Předmět navazuje na Konstruování strojů – převody a je zaměřen zejména na aplikaci strukturální analýzy a syntézy při návrhu zařízení sloužících k transformaci pohybu nebo přenosu sil. Probírá se zejména výpočet mechanických, hydraulických a pneumatických mechanismů a jejich kombinací a základy mikroelektromechanickýchsystémů (MEMS).
PrerekvizityKonstruování a CAD (4kc)
Kinematika (4ki)Dynamika (5dt)
Konstruování strojů – strojní součásti (5ks)Konstruování strojů – převody (6kt)
Korekvizitypředměty navazujícího magisterského
studijního programu
Přednáška 1 - Informace o kurzu
Učební texty
Přednáška 1 - Informace o kurzu
Učební a referenční texty v českém jazyce
Učební texty1. Bolek, A. a kol.: Části strojů - 2. svazek. Praha, SNTL-Nakladatelství technické
literatury 1990.2. Boháček, F. a kol.: Části a mechanismy strojů III - Převody. Brno, VUT Brno 1987.
Referenční texty1. Leinveber, J., Vávra, P.: Strojnické tabulky. Úvaly, ALBRA 2006.
Texty přednášek a cvičení (formát pdf) na Internetuhttp://uk.fme.vutbr.cz/ nebo http://www.uk.fme.vutbr.cz/
jméno: student, heslo: vyuka0607
Přednáška 1 - Informace o kurzu
Webové stránky
Přednáška 1 - Informace o kurzu
Pravidla ukončení předmětu a klasifikace
Podmínky udělení zápočtu1. Aktivní pravidelná účast na cvičeních. Tolerují se maximálně 2 omluvené absence
bez náhrady.2. Zvládnutí probírané látky.3. Kvalitní vypracování semestrální práce a prezentace dosažených výsledků.
Přednáška 1 - Informace o kurzu
Osnova přednášek
1. Úvod do mechanismů (Hartl)2. Pákové a kloubové mechanismy (Vaverka)3. Klikový mechanismus (Pražák)4. Klikový mechanismus (Pražák)5. Prostorové mechanismy (Vrbka)6. Vačkové mechanismy (Vrbka)7. Mechanismy s přerušovaným pohybem ● Regulační, brzdící a tlumící mechanismy
(Mazůrek)8. Převody s korigovanými a nestandardními ozubenými koly (Venclík)9. Excentrické a nekonvenční ozubené převody (Venclík)10. Hydraulické a elektrohydraulické mechanismy (Nevrlý)11. Pneumatické mechanismy (Nevrlý)12. Servomechanismy a krokové motory ● Gyroskopy (Mazůrek)13. Mikroelektromechanické systémy (Hartl)
Přednáška 1 - Informace o kurzu
Take to Kinematics. It will repay you. It is more fecund than geometry;
it adds a fourth dimension to space.ČEBYŠEV V DOPISE SYLVESTEROVY
Úvod do mechanismů
http://www.revopower.com/
Mechanismy
Přednáška 1 - Úvod do mechanismů
Mechanismus (mechanism) je zařízení sloužící k transformaci pohybu nebo přenosu sil podle daného předpisu. Mechanismus je tvořen soustavou vzájemně pohyblivě spojených těles (členů), z nichž jedno je nepohyblivé (rám). Členy mohou být hnací (vstupní) a hnané. Hnané členy se dělí na přenosové a výstupní (pracovní).
Posuvný klikový mechanismusReuleauxova sbírka, Cornellova univ.
Posuvný klikový mechanismusKinematics of Machinery, 1876, s. 294
http://kmoddl.library.cornell.edu http://historical.library.cornell.edu/kmoddl/pdf/029_009.pdf
Stroje
Přednáška 1 - Úvod do mechanismů
Stroj (machine) je soustava tvořená mechanismy a dalšími součástkami, které přeměňují, přenášejí nebo využívají energii, zatížení či pohyb ke stanoveným účelům. Každý stroj sestává ze vstupní, přenosové a výstupní (pracovní) části. Hnací stroje (prime mover)přeměňují jeden druh energie v jiný druh. Pracovní stroje (operator) vykonávají změnu tvaru, velikosti, vlastností a polohy předmětu práce.
http://mladek.bloguje.cz/http://mladek.bloguje.cz/
Třídění mechanismů podle fyzikálního principu
Přednáška 1 - Úvod do mechanismů
Mechanické, kinematické (mechanical)
Hydraulické (hydraulic) Pneumatické (pneumatic)
Elektrické (electrical)
Třídění mechanismů podle fyzikálního principu
Přednáška 1 - Úvod do mechanismů
Elektropneumatické (electropneumatic)
Elektrohydraulické (electrohydraulic) Elektromechanické (electromechanical)
Hydropneumatické (hydropneumatic)
Převodové a vodící mechanismy
Přednáška 1 - Úvod do mechanismů
Převodový mechanismus (coupling mechanism) neboli převod zajišťuje transformaci pohybu a přenos sil mezi vstupním a výstupním členem. Vodící mechanismus (curvegenerator) zajišťuje, aby se určitý bod nebo člen pohyboval po stanovené trajektorii.
Převod ozubenými koly Wattův přímovod
Mechanismy s jedním a více stupni volnosti
Přednáška 1 - Úvod do mechanismů
Stupeň volnosti (freedom degree, mobility) je počet souřadnic hnacích členůmechanismu (kinematických dvojic), které je nutné nezávisle změnit, aby výstupní členy mechanismu zaujaly danou pozici.Počet stupňů rovnosti rovinného mechanismu
( ) 2 13 1 2n m d d= − − −
m – počet členů včetně rámud2 – počet rotačních, posuvných a valivých dvojicd1 – počet obecných dvojic
n = 1
n = 2
n = 3
Jsou-li p a q souřadnice hnacího a hnaného členu, pak geometricky je mechanismus s jedním stupněm volnosti určen třemi převodovými funkcemi:● zdvihovou závislostí s = s(q) (převodová funkce 0. řádu), ● převodem p (převodová funkce 0. řádu),● derivací převodu p' (převodová funkce 0. řádu).
Mechanismy se stálým a proměnným převodem
Přednáška 1 - Úvod do mechanismů
2
2,ds dp d sp pdq dq dq
′= = =
Stálý (konstantní) převod Proměnný převod
Mžikové mechanismy
Přednáška 1 - Úvod do mechanismů
Lineární pohony (aktuátory)
Přednáška 1 - Úvod do mechanismů
Podávací mechanismy
Přednáška 1 - Úvod do mechanismů
Krokové mechanismy
Přednáška 1 - Úvod do mechanismů
Oscilátory
Přednáška 1 - Úvod do mechanismů
Vratné mechanismy
Přednáška 1 - Úvod do mechanismů
Spojky
Přednáška 1 - Úvod do mechanismů
Generátory křivek
Přednáška 1 - Úvod do mechanismů