Артоболевский - Механизмы в современной технике - Том 2 (1979)

ИЗ ПРЕДИСЛОВИЯ К ПЕРВОМУ ИЗДАНИЮ

Одной из задач современной теории механизмов является изучение и систематизация громадного наследства, накопленного практическим машиностроением в виде различных механизмов, применяемых в самых разно образных машинах, приборах и устройствах.

Анализ этого материала по видам механизмов показал, что вся работа по их систематизации должна быть разбита на несколько этапов. Первый этап - сборники, включающие механизмы, применяемые в самых различных отраслях машиностроения. Следующий этап --- сборники, посвященные отдельным отраслям машиностроения, например, механизмы точной механики, механизмы металлорежущих станков, механизмы авиадвигателей и т. д.

При отборе механизмов автор в основном дал схемы и описания механизмов общего назначения, или механизмов, применяемых в самых различных отраслях машиностроения. Но отдельные механизмы целевого, отраслевого направления были также включены в справочник как представляющие интерес не только для данной узкой отрасли, но и для других отраслей машиностроения. Эти механизмы выделены в отдельную подгруппу --- механизмов целевых устройств. Кинематические пары и подвижные соединения даны автором не в схематическом, а в конструктивном изображении, с тем чтобы облегчить конструктору процесс проектирования механизма.

Автором был использован обширный материал на русском и иностранных языках. Список таких источников не приводится, так как это перегрузило бы издание и не могло бы оказать существенную пользу читателям без постраничных ссылок, тем более что для большинства механизмов трудно установить приоритет в отношении того, кем он был предложен и впервые описан. Было сделано исключение только в отношении тех механизмов, авторы которых являются известными. В этих случаях в название механизма включалась и фамилия его автора. По мере возможности автор стремился сохранить изображение механизма в том виде, в каком оно дано в тех литературных источниках, откуда оно взято, внеся изменения только в тех случаях, когда это было необходимо с точки зрения понимания структуры и кинематики механизмов.

Автор выражает свою глубокую признательность коллективам руководимых им лабораторий Института машиноведения за большую дружескую помощь в оформлении издания и подготовке его к печати и коллективу кафедры теории механизмов и машин Всесоюзного заочного политехнического института за те многочисленные замечания, которые были сделаны в процессе рецензирования рукописи.

Второе издание многотомного справочного пособия «Механизмы в современной технике» выходит в свет уже после смерти автора. Герой Социалистического Труда, академик Иван Иванович Артоболевский, крупнейший советский ученый и видный общественный деятель, скончался 21 сентября 1977 года.

Настоящее издание несколько отличается от предыдущего. В соответствии с намерениями И. И. Артоболевского, в свое время им высказывавшимися, в книгу внесен ряд изменений. Издание будет состоять из семи томов вместо пяти, причем каждый том будет содержать справочные таблицы. Количество описываемых механизмов будет несколько сокращено за счет изъятия механизмов, отличающихся от других лишь несущественными конструктивными деталями.

ВВЕДЕНИЕ

§ 1. Схематическое изображение механизмов

С целью большей наглядности и удобства пользования настоящим справочным руководством при изображении механизмов были взяты в основу не установленные соответствующими стандартами условные изображения звеньев и элементов кинематических пар, а схематические обозначения, носящие полуконструктивный характер, т. е. звенья и элементы кинематических пар изображались в виде условных стержней, ползунов, кулис и т. д., обладающих только приблизительно теми соотношениями размеров, которыми они могли бы обладать при их конструктивном оформлении.

Далее, в процессе обработки материала в большинстве случаев приходилось отказываться от точного изображения отдельных деталей механизмов, как это принято в чертежах конструкций, так как это потребовало бы введения в чертеж ряда дополнительных частностей, имеющих важное конструктивное значение, но затемняющих основное восприятие той формы движения, которая данным механизмом может быть воспроизведена. Особенно это относится к деталям рам, подшипников, стоек, к упорным кольцам, втулкам и т. д. Более того, некоторые условности, применяемые в современны чертежах конструкций в части разрезов, проекций, штриховки, изображения резьб, пунктиров и т. д., не всегда принимались во внимание, так как строгое их соблюдение нанесло бы ущерб ясности восприятия читателями кинематики и структуры механизмов.

Так, например, в некоторых рычажно зубчатых механизмах показаны зубцы, в других - только соответствующие окружности, их вмещающие; изображения винтовых отсутствует лишний пунктир и т. д. Для большего удобства рассмотрения структуры и кинематики механизмов оси вращательных пар, принадлежащие стойке механизма, изображаются зачерненными кружочками.

Далее, при отдельных звеньях механизмов поставлены стрелки, иллюстрирующие формы их движения: прямые - при поступательном движении, круговые - при вращательном, прямые двойные - при возвратно поступательном движении и круговые двойные - при возвратно вращательном.

Звенья обозначены арабскими цифрами, оси отдельных пар - прописными буквами латинского алфавита или малыми буквами х, у и z. Дополнительные детали или необходимые дополнительные размеры обозначены строчными буквами латинского алфавита.

В тех случаях, когда та или иная форма движения механизма обусловливается строго определенными соотношениями между размерами его звеньев (направляющие механизмы, механизмы с остановками), в описании механизма указываются и эти соотношения, обычно в виде функции от размера ведущего звена. В отношении всех остальных механизмов, размеры звеньев которых на чертежах не указаны, следует иметь в виду, что при пользовании справочником нельзя брать их размеры непосредственно с чертежа без предварительного пересчета для конкретно проектируемого конструктором механизма, так как в справочнике дается только принципиальная кинематическая схема без исследования перемещений звеньев, проворачиваемости механизмов, их предельных положений.

При окончательном проектировании того или иного шарнирно рычажного механизма конструктор должен сам решить, в каких плоскостях располагаются звенья механизма, как конструктивно оформляются шарниры и т. п.

§ 2. Описание механизмов

Каждая схема механизма сопровождается ее кратким описанием. Описания механизмов не унифицировались, так как механизмы имеют различную степень сложности, а поэтому некоторые из них требуют значительных пояснений для отчетливого понимания их функций, другие же в таких пояснениях нуждаются в меньшей степени ввиду полной ясности из самой схемы. Для более сложных механизмов применяется «патентная» форма описания, т. е. указываются номера звеньев и характер их связей, обеспечивающий для ведомых звеньев необходимый закон движения. Для менее сложных механизмов указываются только некоторые характерные особенности, определяющие основные функции механизма. Для самых простых механизмов не указывается функциональное назначение механизма, ясное из его схемы, а оставлены только некоторые замечания, характерные или для кинематики, или для конструкции механизма. В описаниях указываются номера только тех звеньев, которые необходимы для ясного представления о характере движения механизма. Схемы некоторых механизмов показаны так, как это было сделано в первоисточниках, например, поршневые машины изображены с поршнями, цилиндрами и другими деталями.

§ 3. Принятая система классификации механизмов

Наиболее удобным для конструкторов являются две системы классификации механизмов: классификация по структурно конструктивным признакам и классификация по функциональному назначению механизмов. Наиболее правильным решением было бы создание единой классификации механизмов, объединяющей оба эти направления.

В настоящей работе и сделана попытка такой классификации. Самым трудным был вопрос, какую систему классификации положить в основу: структурно конструктивную ли по функциональному назначению. В результате подробного изучения этого вопроса мы остановились на структурно конструктивной классификации. Если бы в основу была положена классификация по функциональному назначению механизмов, то большое число широко применяемых механизмов общего назначения (кривошипно - ползунные, шарнирные четырехзвенники и т. д.) должно было бы быть включено почти в каждую группу механизмов, выполняющих те или иные функции. Таким образом, одни и те же виды механизмов повторялись бы в различных группах. Для сборника механизмов общего назначения более стройной является классификация по структурно конструктивным признакам механизмов, но параллельно с ней должна быть дана и вторая, увязанная с первой, классификация механизмов --- по их функциональному назначению.

Для специализированных же сборников механизмов целесообразнее положить в основу системы классификации механизмов их функциональное назначение, но с параллельной структурно конструктивной классификацией.

Ниже излагается разработанная классификация по структурно конструктивным и функциональным признакам. В каждом томе справочника механизмы разделены на ряд основных групп, каждая группа разбивается на под группы. Каждая группа имеет индексы, состоящие из двух букв, входящих в название группы, каждая подгруппа также имеет индексы - одна или две основные буквы в названии подгруппы.

Принятая классификация в каждом томе дается в сводной таблице. Такая таблица для механизмов I тома при ведена на стр. 14-16 (таблица 1).

Классификация механизмов по их функциональному назначению является в данном справочнике вспомогательной, так как в основном в этом справочнике систематизированы механизмы общего назначения, т. е. механизмы, применяющиеся для выполнения самых разнообразных операций в различных отраслях машиностроения. Поэтому при распределении механизмов по их назначению мы ограничились выделением только некоторых подгрупп, общих по своим функциональным задачам. Основная цель заключалась в том, чтобы помочь конструкторам при решении той или иной задачи быстро найти ряд вариантов ее разрешения в различных структурных формах.

В каждом томе в сводной таблице приводится распре деление механизмов по их функциональному назначению. Такая таблица для I тома дается на стр. 17-18 (таблица 2).

В некоторых случаях однотипные по своей структуре механизмы оказываются в разных подгруппах вследствие различных целевых функций, ими выполняемых. Так, например, шарнирно рычажный механизм может оказаться и в подгруппе механизмов для воспроизведения кривых, и в подгруппе механизмов для выполнения математических операций. Поэтому в некоторых случаях допускалось включение в различные подгруппы однотипных по своей структуре, но различных по своему функциональному назначению механизмов.

В некоторых подгруппах имеются механизмы однотипные по своей структуре, но представляющие каждый в отдельности самостоятельный интерес.

§ 4. Некоторые указания по пользованию справочником

Для удобства пользования справочником все механизмы разбиты по отдельным картам. Каждая карта содержит наименование механизма, его схему и описание. В левом верхнем углу карты имеется порядковый номер, соответствующий сплошной нумерации механизмов справочника, в правом верхнем углу - двойная индексация. В верхней строке стоит буквенный индекс той группы основной классификации, к которой принадлежит механизм; в нижней строке - буквенный индекс подгруппы основной классификации. Такая индексация и нумерация позволяет делать различные ссылки на тот или иной механизм в зависимости от поставленных требований.

В таблице 2 (стр. 17-18) имеется указатель механизмов, составленный по принципу их функционального назначения. Рядом с названиями групп, расположенных в алфавитном порядке, указаны индексы групп и подгрупп по основной структурно конструктивной классификации и порядковые номера механизмов (номера, стоящие в левом верхнем углу карты). Таким образом, если конструктору необходимо найти, например, возможные схемы механизмов тормозов, то по таблице 2 он найдет, что механизмы тормозов описаны в следующих группах и подгруппах и под такими порядковыми номерами:

ПР 240---245

ШР 813---831

Подробное название каждого отдельного механизма тормозов можно, далее, получить по предметному указателю, помещенному в конце тома.