Які механізми застосовуються у сучасних машинах список. Основні поняття про машини та механізми. Структура механізмів - види найпростіших типових механізмів та їх елементи, кінематичні пари та їх класифікація

>>Технологія: Поняття про механізм та машину

У сучасному світілюдині часто допомагають різні механізми та машини.
Авто- це пристрій, який виконує певні дії з метою полегшення фізичної та розумової праці людини. Наприклад, автомобіль є транспортною машиною, верстат для обробки будь-яких заготовок – технологічною машиною.
прикладом побутових машинслужить пилосос, пральна машина, холодильник. Сільськогосподарські машини (трактор, комбайн та ін.) допомагають людині у збиранні врожаю. Комп'ютер для людини - інформаційна та обчислювальна машина.
У конструкцію машини входить багато різних механізмів. Механізм- це пристрій перетворення одного виду руху на інший. Як приклад розглянемо гвинтовий механізм, що застосовується в передньому та задньому затискачі столярного верстата (рис. 52).
У гвинтовому механізмі обертальний рух рукоятки 2 перетворюється на прямолінійний рух ходового гвинта разом з притискним бруском 3 (рис. 52 а). На малюнку 52 б показана кінематична схема гвинтового механізму.

Кінематична схема- це умовне позначеннярізних передач та деталей, що входять до цієї передачі.

Механізми та машини складаються з безлічі різних деталей, наприклад, в автомобілі їх більше 15 тисяч, а в літаку – понад мільйон. Деякі деталі застосовуються майже у всіх машинах (болти, гайки, шайби та ін.). Вони називаються деталями загального призначення . Інші деталі, наприклад, корпуси машин, станини верстатів, є деталями. спеціального призначення. У таблиці 3 показані деякі типові деталі машин.
Деталі механізмів пов'язані одна з одною у різний спосіб. Якщо вони не можуть переміщатися відносно один одного, такий зв'язок називається нерухомий. Нерухомими є з'єднання деталей за допомогою гвинтів та гайок (різьбові з'єднання), за допомогою зварювання та ін.
Якщо деталі можуть переміщатися одна щодо іншої, то такий зв'язок між деталями називається рухливий.

Різновид рухомого зв'язку - шарнірне з'єднання (табл. 4).

ПРАКТИЧНА РОБОТА

Ознайомлення з пристроєм різних механізмів
1. Огляньте гвинтовий механізм переднього затиску столярного верстата. Розберіться, як обертальний рух рукоятки перетворюється на прямолінійний рух притискного прутка.
2. Розгляньте зубчастий механізм дриля та визначте, для якої мети він служить.

• Машина, механізм, гвинтовий механізм, кінематична схема, деталі загального та спеціального призначення, зв'язки рухливі та нерухомі.

1. Що називають машиною?

2. Що називають механізмом?

3. Які машини ви знаєте?

4. Назвіть типові деталі машин.

5. Де застосовуються гвинтові механізми та як вони працюють?

А.Т. Тищенко, П.С.Самородський, В.Д.Симоненко, Н.П.Щипіцин,Технологія 5 клас
Надіслано читачами з інтернет-сайту

Зміст уроку конспект урокуопорний каркас презентація уроку акселеративні методи інтерактивні технології Практика завдання та вправи самоперевірка практикуми, тренінги, кейси, квести домашні завдання риторичні питання від учнів Ілюстрації аудіо-, відеокліпи та мультимедіафотографії, картинки графіки, таблиці, схеми гумор, анекдоти, приколи, комікси притчі, приказки, кросворди, цитати Доповнення рефератистатті фішки для допитливих шпаргалки підручники основні та додаткові словник термінів інші Удосконалення підручників та уроківвиправлення помилок у підручникуоновлення фрагмента у підручнику елементи новаторства на уроці заміна застарілих знань новими Тільки для вчителів ідеальні урокикалендарний план на рік методичні рекомендаціїпрограми обговорення Інтегровані уроки

У сучасній техніці використовується велика кількість найрізноманітніших пристроїв, приладів та машин, які призначаються для того, щоб передавати енергію та рух за допомогою спеціальних механізмів. Саме з цієї причини ті інженери, спеціалізацією яких є конструювання, експлуатація та розробка технологій виготовлення технічних виробів, повинні мати всі необхідні знання щодо їх енергетики та механіки. Це означає, що їм необхідно мати повне уявлення про те, якими бувають механізми, за допомогою яких методів виробляється їх силовий, кінематичний та метричний розрахунок, а також про динамічні процеси, які протікають у ході їх функціонування. Загальна теорія механізмів і машин якраз і об'єднує всі ці питання.

Цікаві машини та механізми

У техніці машинаминазивають такі механічні пристрої, які виконують якусь корисну роботу, пов'язану з різними перетвореннями енергії або здійснення процесу виробництва. Кожна машина має у своїй конструкції робочий (виконавчий) орган, який приводиться в дію за допомогою системи механізмів машиною-двигуном.

Механізм, це деяка сукупність нерухомих та рухомих деталей, за рахунок яких забезпечується перетворення та передача сил та рухів, внаслідок чого виконується корисна робота.

Усі механізми складаються з окремих тіл, які називаються ланками. Кожне з них є однією або кількома деталями, які з'єднані між собою нерухомо. Будь-який механізм складається з рухомих ланок і хоча б одного нерухомої ланки. З них провідним називається те, до якого в результаті застосування моментів сил і зовнішніх сил повідомляється рух. Відомиминазиваються ланки, яких передається рух. Наприклад, у такому пристрої, як машинні лещата, провіднимланкою є рукоятка, веденим- Рухлива губка. Корпус та приєднана до нього нерухома губка складають нерухома ланка. Найчастіше механізми є складові кінематичних схем машин, але можуть мати і самостійне застосування (такими, наприклад, є механізми тахометрів, арифмометрів, годинників і т.п.).

Основною ознакою, що відрізняє механізмабо машинувід споруди, і те, що у них окремі складові перебувають у русі. Що стосується відмінності механізму від машини, воно полягає в тому, що сам по собі механізм не перетворює різну енергію, не робить ніякої самостійної корисної роботи.

В теорії машин та механізміввикористовуються головним чином положення теоретичної механіки та її закони. Крім того, предметом її вивчення є методи дослідження різноманітних механізмів та машин, а також суворі наукові засади їх побудови. Необхідно також відзначити, що теорія машин і механізмів є додатком до питань машинобудування, і одночасно з цим безпосереднє продовження теоретичної механіки, оскільки в ній активно використовуються методи динамічного, кінематичного та структурного аналізу та синтезу.

ЕКСКАВАТОРИ

Основне призначення екскаваторів - копання та переміщення ґрунту за допомогою ковша або механізму безперервної дії (ланцюгової або роторної). Виходячи з цього, екскаватори поділяють на одноковшові, періодичної дії, та на екскаватори безперервної дії.

Одноківшові, у свою чергу, бувають будівельні універсальні для земляних робіт та кар'єрні для розробки кар'єрів.

Основними частинами будівельних екскаваторів є ходова частина(колісна або гусенична), поворотна платформа з силовою установкоюта змінне робоче обладнання. Класифікують одноковшові екскаватори за такими ознаками:

- за типом робочого обладнання - на шарнірно-важільні (рис. 1) та телескопічні (рис. 2);

- за типом ходової частини - на гусеничні (рис. 3) та пневмоколісні (рис. 4);

- по конструкції підвіски робочого обладнання - на гідроциліндрах (жорстка підвіска - рис. 5) та канатних поліспастах (гнучка підвіска - рис. 3, 4);

- за конструкцією опорно-поворотного пристрою - на повноповоротні (рис. 3, 4) та неповноповоротні (рис. 6);

- на вигляд приводу - одномоторні і багатомоторні, причому це можуть бути як механічний, так і електричний приводи.

Малюнок 1: 1 - опорно-поворотний механізм; 2 - ходовий пристрій; 3 - виносна опора; 4 - поворотна платформа; 5 – двигун; 6, 8, 9 - гідроприводи; 10 - рукоять; 11 - ківш (зворотна лопата); 12 - бульдозерний відвал; 13 - кабіна машиніста

Малюнок 2. : 1 - опорно-поворотний пристрій; 2 – ходова частина; 3 – виносна опора; 4 – поворотна платформа; 5 – телескопічна стріла; 6 – гідроциліндри; 7 - ківш (зворотна лопата); 8 - кабіна машиніста

Малюнок 3. : 1 – поворотна платформа; 2 - стійка двонога; 3 - трос стрілопідйомний; 4 – передня стійка; 5 - рукоятка; 6 – кабіна; 7 – підйомні троси; 8 – стріла; 9 – гусенична ходова частина; 10 - ківш (зворотна лопата); 11 – тяговий трос; 12 - пристрій опорно-поворотний

Малюнок 4: 1 - опорно-поворотний пристрій; 2 - ківш (зворотна лопата); 3 – стійка; 4 - трос підйому стріли; 5 – стійка передня; 6 – кабіна машиніста; 7 - підйомні троси; 8 – стріла; 9 - рукоятка; 10 - ходовий пристрій; 11 – тяговий трос; 12 - поворотна платформа

Малюнок 5: 1 - гусеничний ходовий пристрій; 2 – вісь поворотної платформи; 3 – кабіна машиніста; 4 – поворотна платформа; 5 - ківш (пряма лопата); 6, 8, 9 - гідроприводи; 7 – стріла; 11 - рукоять

Малюнок 6: 1 - відвал; 2 - гідропривід відвалу; 3 – двигун; 4 – поворотна колона; 5, 6, 7 - гідроциліндри; 8 – тяга; 9 – уніфікований ківш; 10 - рукоять; 11 – стріла; 12 - гідроциліндри виносних опор; 13 - виносні опори; 14 - зірочки; 15 - втулково-роликовий ланцюг; 16 - гідроциліндри поворотного механізму; 17 - рама

Екскаватори з гнучкою підвіскою робочого обладнання (канатні поліспасти) поділяються на робоче обладнання з прямою лопатою (рис. 7) і мають обладнання зі зворотною лопатою (рис. 8). Вибір конкретної модифікації екскаватора диктується характером виконуваних робіт, їх особливостями, і правильне визначення (класифікація) необхідної у разі машини означає дуже багато.

Малюнок 7: 1 - стріла; 2 - рукоятка; 3 – ківш; 4, 5, 6 - гідроприводи; h до - глибина копання; R до - радіус копання; Н - висота вивантаження; R в - радіус підйому ковша

Малюнок 8. : 1 - стріла; 2, 3, 8 - гідроприводи; 4 - ківш (зворотна лопата); 5 - рукоятка; 6 - складове коліно стріли; 7 – тяга; 9 – проміжна вставка; Н к - глибина копання; R до - радіус копання; Н - висота вивантаження; R в - радіус підйому ковша

Крім класифікації екскаваторів, треба добре знати та їх індексацію, щоб не сталося помилки в експлуатаційних можливостяхмашини. У цьому нам допоможе рис. 9. Перші літери завжди позначатимуть класифікацію - у разі: ЭО (екскаватор одноковшовый). Далі йдуть чотири основні цифри індексу: розмірна група екскаватора, ходовий пристрій (тип), конструкція робочої підвіски та порядковий номер конкретної машини. На малюнку дана докладна розшифровка чотирьох основних цифр індексу, але на деяких моментах все ж треба зупинитися.

Малюнок 9.

Для кожної розмірної групи зазвичай вказується кілька місткостей ковшів - основного та змінних підвищеної місткості, причому, для останніх передбачені менші лінійні параметри та слабші ґрунти, ніж при роботі з основним ковшем. Основним вважається ківш, яким екскаватор може розробляти ґрунт IV категорії на максимальних лінійних робочих параметрах (глибина та радіус копання, радіус та висота вивантаження тощо).

Місткість основних ковшів екскаваторів становить: для 2-ї розмірної групи – 0,25-0,28 м 3 ; 3-й - 0,40-0,65 м 3; 4-й-0,65-1,00 м 3 ; 5-й - 1,00-1,60 м 3 ; 6-й - 1,60-2,50 м 3; 7-й – 2,50-4,00 м 3 .

Тип ходового пристрою вказується цифрами з 1 до 9: 1 - гусеничне (Г); 2 - гусеничне розширене (ГУ); 3 - пневмоколісне (П); 4 – спеціальне шасі автомобільного типу (СШ); 5 - шасі вантажного автомобіля(А); 6 – шасі серійного трактора (Тр); 7 - причіпний ходовий пристрій (Пр); 8, 9 – резерв. Конструктивне виконання робочого обладнання вказується цифрами: 1 (з гнучкою підвіскою), 2 (з твердою підвіскою), 3 (телескопічне). Остання цифра індексу означає порядковий номер екскаватора. Перша з додаткових букв після цифрового індексу (А, Б, В і т.д.) означає порядкову модернізацію даної машини, наступні вид спеціального кліматичного виконання (С або ХЛ - північне, Т - тропічне, ТБ - для роботи у вологих тропіках) . Наприклад, індекс ЕО-5123ХЛ розшифровується так: екскаватор одноковшовий універсальний, 5-ї розмірної групи, на гусеничному ходовому пристрої, з жорсткою підвіскою робочого обладнання, третя модель у північному виконанні. Екскаватор обладнується основним ковшем місткістю 1,0 м 3 відповідним 5-й розмірній групі, і змінними - місткістю 1,25 і 1,6 м 3 .

Крім перерахованого навісного обладнання, екскаватори з канатними поліспастами можуть оснащуватися підвіскою драглайну (рис. 10, фрагмент «А»), крановим обладнанням (фрагмент «Б»), грейдерним обладнанням (фрагмент «В»).

Малюнок 10. : А - оснащення підвіскою драглайну; Б – оснащення крановим обладнанням; В – оснащення грейдерним обладнанням

Екскаватори з твердою підвіскою робочого обладнання (на гідроциліндрах) можуть бути оснащені гідромолотами (рис. 11). Гідромолот навішується замість ковша зворотної лопати і з'єднується з рукояттю за допомогою швидкознімного кріплення. Сам гідромолот приводиться в дію від насосів гідросистеми екскаватора, що забезпечує оптимальне використання потужності та зниження витрат. Останнім часом все більшого застосування отримують малогабаритні міні- та мікроекскаватори (рис. 12). Вони можуть відкрити котловани, траншеї, виконати роботу в важкодоступних місцях. У котеджному у дачному будівництві вони незамінні. До них є великий вибіршвидкознімного змінного робочого обладнання.

Малюнок 11. : 1 - стріла; 2, 3, 6 - гідроциліндри; 4 - рукоятка; 5 - гідромолот

Малюнок 12. : 1 - ківш; 2 – стріла; 3 – секційні гідророзподільники; 4 – місце машиніста; 5 – двигун; 6 – гідробак; 7 – задній упор; 8 - рукоятка; 9 – середні опори; 10 - провідні колеса; 11 – гідромотори; 12 – рама; 13 - шестеренний насос; 14 - задні ведені колеса

Окремою групою стоять траншейні екскаватори. Їхнє головне призначення - підготовка підземних комунікацій відкритим способом. Продуктивність траншейних екскаваторів вища, ніж одноковшових. Це і зрозуміло: вони постійно пересуваються у робочому режимі.

Складаються траншейні екскаватори із трьох базових частин: тягача, робочого обладнання та обладнання для регулювання становища всіх робочих органів. На рис. 13 та 14 показані скребковий одноланцюговий екскаватор на базі колісного трактора та траншейний дволанцюговий на базі гусеничного тягача. Індексація траншейних екскаваторів схожа на одноковшові, але має свої особливості. Розглянемо це з прикладу індексації найпоширеніших моделей: гусеничних траншейних екскаваторів з комбінованим приводом (рис. 15). Перші дві літери, як і в одноковшових екскаваторів, Позначають тип машини - екскаватор траншейний (ЕТ), але третя буква позначає вже тип робочого органу (Ц - ланцюговий, Р - роторний). Перші дві цифри індексу позначають найбільшу глибину траншеї, що відривається (в дм), третя - порядковий номер моделі. Перша з додаткових літер після цифрового індексу (А, Б, В і т.д.) означає порядкову модернізацію машини, наступні – вид спеціального кліматичного виконання (ХЛ – північне, Т – тропічне, ТБ – для роботи у вологих тропіках). Наприклад, індекс ЕТЦ-252А означає: екскаватор траншейний ланцюговий, глибина копання 25 дм, друга модель - 2, що пройшла першу модернізацію - А.

Малюнок 13. : 1 - гідропідйомний механізм; 2 - приводний вал; 3 – додаткова рама; 4 – похила рама; 5 - змінний консольний зачистний черевик; 6 - втулково-роликовий ланцюг; 7 - шнек гвинтового конвеєра; 8 - триступінчастий редуктор; 9 - гідромеханічний сповільнювач ходу; 10 – вал відбору потужності; 11 - відвал

Малюнок 14. : 1 - гідроциліндр; 2 – важіль; 3 - поперечний стрічковий конвеєр; 4 - провідні зірочки ланцюгів; 5 - пластинчасті ланцюги; 6 - ріжучі ножі; 7 - похила рама; 8 - натяжні зірочки ланцюгів; 9 - проміжні ролики

Малюнок 15.

ВАНТАЖНО-РОЗВАНТАЖУВАЛЬНІ МАШИНИ

Основна мета цих машин та механізмів – роботи з переміщення різних вантажів. Зазвичай це самохідні універсальні машини з урахуванням, зазвичай, колісних транспортних засобів. У них теж застосовуються швидкознімні робочі пристрої - захоплення, ковші, кранове. навісне обладнанняі т.д.

Поділяються навантажувачі на ковшові, вилкові та багатоковшові (безперервної дії). У міському, дачному та котеджному будівництві найбільш поширені фронтальний навантажувач (рис. 16), бульдозер-навантажувач (рис. 17), і, звичайно ж, малогабаритний навантажувач (рис. 18). Навантажувачі фронтальнізабезпечують розвантаження ковша вперед у межах заданої висоти. Основний ківш (1 м 3) має пряму ріжучу кромку зі знімними зубами.

Малюнок 16. : 1 - кабіна; 2 – двигун; 3 – редуктор відбору потужності; 4 – провідні мости; 5 - шасі з шарнірно зчленованою рамою; 6 – гідроциліндр стріли; 7 – стріла; 8 – ківш; 9 - коромисло; 10 - гідроциліндр повороту ковша; 11 - тяги

Малюнок 17. : 1 - ківш; 2 - влаштування зміни робочих органів; 3 – стріла; 4, 5 – гідроциліндри; 6 – базовий трактор; 7 - відвал-планувальник; 8 – тяги; 9 - несуча рама

Малюнок 18. : 1 - супорт; 2 – стріла; 3 - гідроциліндри повороту супорта; 4 – важелі; 5 – тяги; 6 - гідроциліндри підйому; 7 - напівпортал

Бульдозер-навантажувач поряд із вантажно-розвантажувальними роботами може здійснювати планування майданчиків, засипку ям, знесення невеликих пагорбів. Як основне змінне обладнання використовується гідрокерований відвал і ківш об'ємом 0, 38 м 3 або 0,5 м 3 .

Малогабаритні навантажувачі призначені для виконання робіт в особливо обмежених умовах. Вони мають великий вибір змінного обладнання та успішно застосовують зачисний ківш, зворотну лопату, вантажну стрілу, вила, гідромолот, бур, бульдозерний відвал, траншеєкопувач. Навантажувач може зробити розворот на місці на 180 ° при ширині зони до 4 метрів, не більше.

МАШИНИ ДЛЯ РОБОТИ З БЕТОНАМИ І РОЗЧИНАМИ

За своїм функціональним призначенням ці машини та механізми бувають трьох видів: перші готують бетонні та розчинні суміші, другі доставляють розчини на будмайданчик, треті - укладають та ущільнюють суміші та розчини.

До першого виду відноситься змішувачі різних модифікацій: це і змішувальні машини безперервної дії, змішувачі циклічного характеру роботи, змішувачі веселого, турбулентного типів, що працюють на гравітаційному або примусовому принципах змішування, стаціонарні та пересувні змішувачі. Найбільш сучасним та мобільним представником цього виду машин є показаний на рис. 19 автобетонозмішувач. Він готує бетонну суміш в дорозі до об'єкта, безпосередньо на об'єкті і, будучи вже завантаженим якісною сумішшю, активує (перемішує) її в дорозі. Оптимальна температура для роботи цих машин – від -30 ° до +40 °.

Малюнок 19. Автобетонозмішувач (готовий заміс - 4 м 3): 1 - шасі КАМАЗу; 2 - дозувально-промивний бак; 3 – механізм обертання барабана; 4 - змішувальний барабан; 5 - завантажувальна вирва; 6 - розвантажувальна вирва; 7 - складаний лоток; 8 - поворотний пристрій; 9 – рама змішувача; 10, 12 – важелі управління обладнанням; 11 - контрольно-вимірювальні прилади

До другого виду відносяться всі машини для транспортування сумішей. Це в основному спеціалізовані авто транспортні засоби: авторозчиновози, автобетоновози, вже згадані нами автобетонозмішувачі (бо вони поєднують у собі і функцію доставки розчинів).
Сюди належать і автобетононасоси (рис 20).

Малюнок 20.: 1 - шасі КАМАЗу; 2 - опорно-поворотний пристрій; 3 – поворотна колона; 4 – розподільна стріла; 5, 7, 11 - гідроциліндри двосторонньої дії; 6 – гідробак; 8 – бетононасос; 9 – бетоновод; 10 – бак для води; 12 – компресор; 13 - гнучкий шланг; 14 - приймальна лійка; 15 – рама стріли; 16 - виносні гідравлічні опори

Автобетононасос призначений для подачі суміші з осіданням конуса в межах 6-12 см як у горизонтальному, так і у вертикальному напрямках. Це мобільні транспортні засоби з гідравлічним приводомбетононасосу та шарнірно зчленованої стріли з бетоноводом. Пристрій бетононасосу – поршневий. Дальність подачі суміші по горизонталі – до 300 м та по вертикалі – до 70 м.

До третього типу відносяться вібратори різних конструкцій та модифікацій. Їхня основна мета - витіснення повітря, що міститься в розчині та ліквідація всіх порожнин між опалубкою та арматурою. Найбільшого поширенняу будівництві отримали пневматичні та електричні вібратори з круговими коливаннями. За способом впливу на суміш розрізняються поверхневі, зовнішні та глибинні вібратори.

Поверхневі вібратори впливають на розчин через прямокутний коритоподібний майданчик (рис. 21, фрагмент «А»). Зовнішні вібратори впливають через опалубку або будь-яку іншу форму, до якої прикріплюються зовні (мал. 21, фрагмент Б). Глибинні вібратори поринають безпосередньо в розчин (рис. 21, фрагмент «В»).

Малюнок 21. : А - поверхневий вібратор; Б – зовнішній вібратор; В – глибинний вібратор; 1 - корпус вібратора; 2 - коритоподібний майданчик; 3 – опалубка; 4 - циліндричний вібронакінечник; 5 - розчин

МАШИНИ ТА ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ СВАЙНИХ РОБОТ

Розповідаючи про екскаватори у будівельних процесах, ми стосувалися можливості застосування навісного обладнання для використання екскаваторів у пальових роботах. Але для цього є й спеціальні установки.

При монтажі фундаментів застосовується два види паль - готові (забивні) та буронабивні, пристрій яких здійснюється у свердловинах безпосередньо на будмайданчику. В обох випадках задіяні копрові та свабійні установки, показані на рис. 22 і 23. На них навішується змінне обладнання: пальові молоти, вібромолоти, віброзанурювачі. Копрові та своєбійні установки монтуються на базі самохідних машин(Тих же екскаваторів).

Малюнок 22. : 1 - нижня опора; 2 – палі; 3 – шнековий бур; 4 – привід для буріння; 5 - лебідка; 6 – гідромолот; 7 - гратчаста стріла; 8 - копрова щогла; 9 - вантажна лебідка; 10 - гакова підвіска; 11 - оголовок; 12 - гідроциліндри; 13 - гідравлічний екскаватор; 14 - гідроциліндр установки щогли

Малюнок 23. 1 - базова машина; 2 – стріла; 3 - щогла; 4 – робочий інструмент; 5 - паля, що забивається

Таблиця 1. Механізми для розробки ґрунту

Призначення та типи механізмів	Основний параметр
	Найменування	Величина
Однокаватні екскаватори на тракторному шасі	Місткість ковша, м 3		ЕО-2621В-2; ЕО-2621-3
Екскаватори одноковшові повноповоротні пневмоколісні			ЕО-3322Б-2; ЕО-3322Д
			ЕО-3323; ЕО-3532
Екскаватори одноковшові повноповоротні гусеничні
			ЕО-3221; ЕО-3122
			ЕО-4112; ЕО-4111Г
			ЕО-4125; ЕО-5111Б
Екскаватори безперервної дії роторні	Глибина розробки, м
Екскаватори безперервної дії.	Глибина розробки, м
			ЕТЦ-252; ЕТЦ-252А
Бурові машини
Скріпери самохідні	Місткість ковша, м 3
Скріпери причіпні та напівпричіпні
			Д3-149-5; Д3-77-А-1; Д3-172-1-03
Бульдозери з розпушувачем, бульдозери-навантажувачі, бульдозери з неповоротним відвалом	Потужність, кВт
			Д3-42; Д3-42Г;
			Д3-42Г-1; Д3-110В; Д3-171,5-07; Д3-116В; Д3-177; Д3-117А; ДЗ-109Б; Д3-109Б-1
			Д3-171,1-03; Д3-171,5-07
			Д3-132-1; Д3-126В-2

Розрізняють продуктивність землерийної техніки теоретичну, технічну та експлуатаційну.

Теоретична продуктивність «П о » є продуктивністю, що забезпечується конструктивними можливостями машини при безперервній роботі (табл. 2).

Таблиця 2. Теоретичне число циклів за 1 хвилину

Примітка: число циклів в 1 хвилину визначається для нормальних умов (нормальна висота вибою, середня розрахункова швидкість підйомного каната, кут повороту платформи, рівний 90 °, та вивантаження у відвал).

Технічна продуктивність П т є найбільшою продуктивністю в даних умовах ґрунту та вибою за годину безперервної роботи:

де К ц - Коефіцієнт тривалості циклу; К т - коефіцієнт впливу ґрунту, що враховує ступінь наповнення ковша та вплив розпушування ґрунту.

Експлуатаційна продуктивність залежить від використання екскаватора за часом з урахуванням неминучих простоїв у процесі роботи ( технічне обслуговування, простої з організаційних причин, переміщення машин, підготовка вибою тощо)

де К - коефіцієнт використання екскаватора за часом протягом зміни.

Зазвичай До приймають рівним 0,75 при роботі в транспорт і 0,9 при роботі у відвал.

Продуктивність багатоківшового екскаватора може бути визначена за формулою

де q – ємність ковша; V - швидкість ковшового ланцюга м/с; t – крок ковша; К н - коефіцієнт наповнення ковшів, що дорівнює в середньому 0,8; К р - коефіцієнт, що враховує розпушення ґрунту, приймається рівним 0,7-0,9; До - коефіцієнт використання екскаватора за часом, рівний при хорошій організації робіт 0,8-0,9 (табл. 3).

Таблиця 3. Механізми для пальових робіт

Призначення та типи механізмів	Основний параметр
	Найменування	Величина
Дизель-молоти трубчасті	Маса ударної частини, кг
Дизель-молоти штангові
Копри універсальні на рейковому ходу	Корисна висота, м
Копри самохідні
Копрове навісне обладнання
Пристрої для зрізування пальових оголовників	Переріз паль, що зрізають, см
Установка для влаштування буронабивних паль	Глибина буріння, діаметр обсадних труб, м

Продуктивність бетономішалки може бути визначена за формулою

де N - число замісів за 1 годину; G - ємність барабана із завантаження в л; F – коефіцієнт виходу бетону 0,67 (табл. 4).

Таблиця 4. Механізми для бетонних робіт

Призначення та типи механізмів	Основний параметр
	Найменування	Величина
Бетонозмішувачі гравітаційні	Об'єм готового замісу, л
			СБ-1БГ; СБ-91Б
Бетонозмішувачі примусової дії
Автобетонозмішувачі	Місткість, м 3		СБ-159А; СБ-82-1А; СБ-92В-1
	Продуктивність, м 3 /год		СБ-126Б-1; СБ-126Б; СБ-170-1
Установки бетонозмішувальні			СБ-109А (автомат.) СБ-145-2; СБ-145-4
Установки бетонозмішувальні циклічної дії
Вакуумні комплекси
Електромеханічні вібратори загального призначення.	Синхронна частота коливань, Гц		ВЕРБ-10А; ВЕРБ-106; ВЕРБ-105; ВЕРБ-99А; ВЕРБ-101А; ІВ-92А
Вібратори глибинні електромеханічні	Діаметр корпусу		ВЕРБ-117; ВЕРБ-95; ІВ-102

Для отримання продуктивності вантажопідйомного обладнання у вагових одиницях необхідно число підйомів за годину помножити на вагу вантажу, що піднімається.

Що стосується інших допоміжних машин та механізмів, то їх дані наведені для штукатурних робіт у табл. 6, для покрівельних робіт – у табл. 7, для малярських робіт – у табл. 8, для влаштування підлог - в табл. 9.

Таблиця 5. Вантажопідйомні механізми

Призначення та типи механізмів	Основний параметр
	Найменування	Величина
Баштові крани	Вантажопідйомність, т		КБ403А; КБ-103Б; КБ-100.3А-1; КБ-100.3Б; КБ-308А
			КБ-309ХЛ; КБ-408; КБ-504
			КМБ-401П; КБ-674А; КБ-676А
Крани стрілові самохідні:			КС-2651К; КС-2561К-1; КС-2571А-1; КС-3575А
автомобільні
			КС-3578; КС-4561; КС-4572; КС-4573
			КС-4574; КС-4562
автомобільного типу			КС-6471; КС-6471А
пневмоколісні
гусеничні			РДК-250; ДЕК-252
			МКГ-40; СКГ-401
			СКГ-631; ДЕК-631
Підйомники вантажні			ПГМ-7613; ПГМ-7623; ПГМ-7633
Крани стрілові переносні повноповоротні	Теж, кг (чол.)

Таблиця 6. Механізми для штукатурних робіт

Призначення та типи механізмів	Основний параметр
	Найменування	Величина
Розчинозмішувачі	Об'єм готового замісу, л		СО-133; СО-23В; СО-46Б; СО-26Б
	Об'єм, м 3
Розчинонасоси	Продуктивність, м 3 /год		СО-48В; СО-167; СО-49В
Агрегати штукатурні
			СО-50А; СО-50Б
Станції штукатурні
Ручні штукатурно-затирочні машини			СО-86Б; СО-112Б

Таблиця 7. Машини для покрівельних робіт

Призначення та типи механізмів	Основний параметр
	Найменування	Величина
Агрегати для перекачування бітумних мастик	Продуктивність, м 3 /год
			СО-100А; СО-194
Пристрій для розкочування рулонних матеріалів	Ширина матеріалу, що котиться, мм
Машини для видалення води	Продуктивність, л/хв

Таблиця 8 Механізми для малярних робіт

Призначення та типи механізмів	Основний параметр
	Найменування	Величина
Агрегати фарбувальні	Продуктивність, л/хв
Змішувачі	Те ж саме, л/год
Агрегати шпаклювальні та малярні	Теж, м 3 /год
	Те ж саме, л/год
	Те ж саме, л/хв
Диспергатори	Те саме, кг/год
Установка для нанесення малярних складів	Теж, кг/год
Червонотертки	Теж, кг/год
Мелотерки
Станції малярські	Те саме, м 3 /год
Машини для шліфування шпаклівки

Таблиця 9. Машини для влаштування підлог

Призначення та типи механізмів	Основний параметр
	Найменування	Величина
Машини для шліфування дерев'яних підлог	Продуктивність, м 2 /год
Машини паркетно-шліфувальні
Віброрейки
Машини для загладжування та шліфування бетонних підлог.

1.1. Структура машин та механізмів

Більшість сучасних машинстворюється за схемою:

Авто- пристрій, що здійснює механічні рухи, необхідні для виконання робочого процесу з метою заміни або полегшення фізичної та розумової праці людини.

Механізмє складовою машини і є сукупність взаємозалежних деталей і вузлів, які забезпечують виконання заданих функцій.

Привідскладається з двигуна та передавального механізму. Він призначений для забезпечення кінематичних та силових характеристиквиконавчого механізму.

Передавальний механізмпризначений для передачі енергії від двигуна до виконавчого механізму з перетворенням виду та напрямки руху, а також зміни кінематичних та силових характеристик.

Виконавчий механізмпризначений для виконання безпосередньо робочого процесу (обробка, транспортування, перемішування та ін.).

1.2. Прості передачі. Основні характеристики
та розрахункові залежності

Необхідність запровадження передавального механізму обумовлена ​​здатністю виконання ним різних функций:

Передача енергії (потужності);

Перетворення (зменшення чи збільшення) сил чи моментів сил;

Перетворення (зменшення чи збільшення) швидкості руху ланок;

Перетворення виду руху (обертальне в поступальне або навпаки) та зміна напрямку руху;

Поділ потоків руху від двигуна до кількох виконавчих органів робочої машини.

Серед передавальних механізмів широкого застосування набули передачі обертального руху , які можна розділити на дві основні групи:

Передачі, що ґрунтуються на використанні сил тертя (фрикційні, ремінні);

Передачі, що ґрунтуються на використанні зачеплення (зубчасті, черв'якові, гвинтові, ланцюгові).

Розглянемо прості передачі зачепленням, кожна з яких містить дві рухомі ланки (вали із закріпленими на них зубчастими колесами), що здійснюють обертальний рух, і одна нерухома ланка (опори валів). На рис. 1.1 представлений зовнішній виглядпередач та варіанти зображення на структурних схемах.

Конічна передача

Черв'ячна передача

Циліндричні передачіхарактеризуються паралельним розташуванням осей зубчастих коліс аі bі відрізняються розташуванням зачеплення: із зовнішнім зачепленням та з внутрішнім зачепленням. У конічної передачі осі зубчастих коліс аі b перетинаються . У черв'ячний передачі осі черв'яка ата черв'ячного колеса b перехрещуються .

Основною кінематичною характеристикою передавальних механізмів є передавальні відносини U, Яке являє собою співвідношення кутових швидкостей w або частот обертання nвхідного (провідного) ата вихідного (відомого) bланок. При цьому позначення передавального відношення має два індекси, що вказують напрямок передачі руху від ланки адо ланки b:

.

Частота обертів nпов'язана з кутовою швидкістю w співвідношенням:

, про/хв.

Передачі, що зменшують швидкість обертання, називаються редукторами . У них передатне відношення реалізується за рахунок співвідношення діаметрів dабо числа зубів Zведеного bта ведучого азубчастих коліс у зачепленні:

.

Таким чином, редуктори зменшують швидкість обертання в передавальне числораз за рахунок співвідношення чисел зубів колес, що зачіплюються:

.

При цьому провідне зубчасте колесо в циліндричних і конічних передачах, що має менше зубів, називають шестірня , А ведене - колесом .

Обертальний момент у редукторах збільшується в передатне число разів з урахуванням втрат на тертя, що оцінюються коефіцієнтом корисної дії η :

.

Коефіцієнт корисної дії (h)- Це відношення корисної потужності Р nна вихідній ланці, що витрачається на реалізацію корисної роботи у виробничому або технологічному процесі, до потужності на вхідній ланці, витраченій двигуном:

.

ККД враховує втрати потужності на подолання сил тертя у кінематичних парах та є важливим критерієм оцінки ефективності використання енергії та технічної досконалості механізму.

Під час вирішення завдань можна використовувати такі значення ККДдля різних передач: циліндрична – η = 0,97; конічна - η = 0,96; черв'ячна – η = 0,95 (1 – U/200), де U- Передатне відношення в черв'ячній передачі.

1.3. Багатоступінчасті передавальні механізми

При необхідності реалізації передавального відношення, величина якого перевищує рекомендовані межі окремих передач, використовують послідовне розташування передач (ступенів) в передавальному механізмі.

У цьому випадку загальне передатне відношення ( Uзаг) та загальний ККД (h заг) багатоступінчастого передавального механізму визначають як добуток передавальних відносин та ККД усіх його ступенів (передач):

,

де m– кількість щаблів у механізмі.

Передатне відношення одного або групи ступенів m- ступінчастого механізму характеризує здатність змінювати частоту обертання nі крутний момент Тпри передачі руху між ведучим iта веденим kланками аналізованої частини механізму:

.

Корисну потужність на вихідному валу механізму ( Р вих, Вт) розраховують за залежністю:

,

де Т вих, Нм та n вих, об/хв – відповідно крутний момент і частота обертання вихідного валу механізму.

Необхідну (розрахункову) потужність двигуна () визначають з урахуванням втрат у вузлах тертя механізму:

За розрахунковою потужністю і частотою обертання підбирають за каталогом стандартний електродвигун, що має найближче значення потужності .

1.4. Приклади розв'язання задач

Завдання 1.Провести структурний, кінематичний та силовий аналіз зображеного на рис. 1.2 приводу, що містить електродвигун та редуктор.

Задано параметри:

- Числа зубів , , , , , ;

- Частота обертання валу двигуна об/хв;

– крутний момент на вихідному валу редуктора Нм.

Рішення

Структурний аналіз.Триступінчастий передавальний механізм утворений шляхом послідовного приєднання трьох окремих передач.

Перший ступінь – циліндрична передача із зовнішнім зачепленням; осі шестерні 1 та колеса 2 паралельні.

Другий ступінь – конічна передача; осі шестерні 3 та колеса 4 перетинаються.

Третій ступінь – черв'ячна передача; осі черв'яка 5 та черв'ячного колеса 6 перехрещуються.

Осі вхідного I та вихідного IV валів перехрещуються.

Кінематичний аналіз.

– першого ступеня: ;

– другого ступеня: ;

– третього ступеня: ;

- Механізму: .

Визначаємо частоту обертання кожного валу механізму з огляду на те, що зубчасті колеса закріплені на валах і мають з ними однакові швидкості:

Об/хв (за умовою завдання);

про/хв;

про/хв;

про/хв.

Силовий аналіз.Визначаємо крутні моменти на кожному валу:

Нм (за умовою завдання);

Нм.

ККД черв'ячної передачівизначаємо за залежністю:

Нм;

Нм.

Таким чином, частота обертання валів зменшується ступінчасто в передавальне число разів (об/хв; про/хв; про/хв; про/хв), а крутні моменти збільшуються (з урахуванням ККД) у передавальне число разів (Нм; Нм; Нм; Нм).

Розраховуємо корисну потужність по вихідному валу редуктора:

Вт = 25 кВт.

Необхідна (розрахункова) потужність двигуна:

кВт,

За каталогом підбираємо стандартний електродвигун 4А100S4 із частотою обертання об/хв та потужністю кВт.

Завдання 2.Провести кінематичний аналіз приводу (див. рис. 1.2 задачі 1), використовуючи інші вихідні дані.

Задано параметри:

- Числа зубів: , , , ;

- Частота обертання валу двигуна: об / хв;

- Частота обертання вала III редуктора: об / хв.

Рішення

Визначаємо передавальні відносини:

– першого ступеня: ;

– третього ступеня: ;

– загальне передатне відношення першого та другого ступенів:

;

– передатне відношення другого ступеня визначаємо з огляду на те, що :

;

- Усього механізму: .

Визначаємо частоту обертання кожного валу механізму:

Об/хв (за умовою завдання);

про/хв;

про/хв (за умовою завдання);

про/хв.

Таким чином, редуктор зменшує частоту обертання валу двигуна в 120 разів (з 3000 об/хв до 25 об/хв), змінюючи її ступінчасто: у першому ступені в 3 рази (з 3000 об/хв до 1000 об/хв), у другому щаблі в 2 рази (з 1000 об/хв до 500 об/хв) та в третьому ступені в 20 разів (з 500 об/хв до 25 об/хв).

Контрольні питання

1. Що таке привід, передавальний механізм, виконавчий механізм? Навіщо вони призначені?

2. Які функції може виконувати передавальний механізм?

3. Назвіть прості передачі зачепленням та намалюйте їх структурні схеми. Яке взаємне розташування осей ведучого і веденого ланок притаманно кожної з передач?

4. Що таке передатне відношення? Як воно характеризує передавальний механізм?

5. Що таке редуктор? Які функції передавального механізму може виконувати? Як необхідне передатне відношення реалізується у редукторах? Зобразіть на схемі: циліндричний редуктор з передатним ставленням; конічний редуктор з .

6. Складіть усі можливі залежності, якими можна розрахувати передатне ставлення.

7. Що таке коефіцієнт корисної дії (ККД)? Як він характеризує передавальний механізм? Які експлуатаційні параметри розраховують із урахуванням ККД?

8. Для чого призначені багатоступінчасті передавальні механізми? Як визначити загальне передатне ставлення та загальний ККД?

9. Розв'яжіть завдання. Провести структурний, кінематичний та силовий аналіз зображеного на рис. 1.3 редуктори.

Задано параметри:

- Числа зубів , , , ;

- Частота обертання валів

– крутний момент

Мал. 1.3

Нм.

Визначте:

а) кількість ступенів у механізмі;

б) тип передачі у кожному щаблі;

в) передатне відношення кожного ступеня;

г) частоту обертання валів І та ІІ;

д) крутний момент на валах I, III, IV;

е) загальне передатне відношення;

ж) загальний ККД;

з) потужність корисну та витрачену;

і) розташування осей вхідного I та вихідного IV валів.

Відповіді:а) 3; б) 1-Ч, 2-К, 3-Ц; в) 15, 2, 4; г) 200 та 100; д) 10, 253, 983; е) 120; ж) 0,82; з) 2,57 та 3,14; і) перехрещуються.

2. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ СТАТИКИ

2.1. Сила та момент сили.
Пара сил та момент пари сил

Статика – це розділ механіки, у якому вивчають умови рівноваги ланок механізму під впливом сил.

Сила (F, Н) – міра механічної взаємодії твердих тіл. Силу представляють у вигляді вектора, дія якого характеризується точкою додатка (наприклад, т. А), напрямом по лінії дії та величиною F(Рис. 2.1).

Мал. 2.1 Мал. 2.2

Пара сил(рис. 2.2) – система паралельних сил (), рівних за модулем ( F 1 = F 2) і спрямованих у протилежні сторони ().

Момент сили( , Нм) щодо точки (наприклад, т. Про) – це добуток чисельної величини сили Fна плече h– найкоротша відстань від точки до лінії дії сили (див. рис. 2.1):

Момент пари сил (зосереджений момент) (m, Hм)визначається як добуток величини однієї з сил на плече пари h –відстань між лініями дії сил (див. рис. 2.2):

.

Рис.6

На рис. 2.3 показано можливі позначення зосередженого моменту mна схемах.

Обертальний момент (Т, Нм)– момент сили, дія якого супроводжується поворотом ланки (рис. 2.4, а).

Згинальний момент (М, Нм)– момент сили, дія якого супроводжується вигином ланки (рис. 2.4, б).

2.2. Зв'язки та їх реакції

Будь-який елемент конструкції чи ланка механізму є невільним тілом, переміщення якого у просторі обмежують інші тіла, звані зв'язками . Зв'язок, що перешкоджає переміщенню невільного тіла, діє на нього силою, яка називається реакцією зв'язку .

Напрямок реакцій зв'язків визначають на підставі наступних правил:

1. Реакція зв'язку прикладається в точці контакту дотичних поверхонь і спрямована у бік, протилежний тому напрямку, в якому обмежується переміщення.

2. Якщо зв'язок обмежує переміщення одночасно за декількома напрямками, то напрям реакції невідомо і її представляють у вигляді складових, спрямованих уздовж осей обраної системи координат.

Розглянемо напрямок реакцій для основних видів зв'язків (рис. 2.5).

Контакт гладких поверхонь(Рис. 2.5, а). Реакція спрямована за загальною нормалі до поверхонь, що стикаються.

Контакт гладких поверхонь з кутовими точками та загостреннями(Рис. 2.5, б). Реакція спрямована нормалі до гладкої поверхні.

Нерозтяжна нитка(Рис. 2.5, в). Реакції та спрямовані вздовж ниток до точок підвісу.

Шарнірно-рухлива опора(Рис. 2.5, г). Реакція перпендикулярна до опорної поверхні.

Шарнірно-нерухома опора(Рис. 2.5, д). Напрямок реакції невідомий. Подана у вигляді невідомих складових та .

Жорстка закладка(Рис. 2.5, е). У такій опорі може три складових реакції: , і опорний момент .

2.3. Умови рівноваги плоскої системи сил

Тверде тіло перебуває у стані рівноваги, якщо воно нерухоме щодо системи відліку, що розглядається.

Для рівноваги твердого тіла під дією довільної системи сил необхідно і достатньо, щоб головний вектор та головний момент цієї системи щодо будь-якої точки Протіла дорівнювали нулю:

Головний векторсистеми сил дорівнює геометричній сумі всіх сил системи:

Головний моментсистеми сил дорівнює сумі моментів усіх сил щодо обраного центру приведення 0:

.

В результаті умови рівноваги мають вигляд:

.

При вирішенні практичних завдань використовується аналітичний метод розв'язання векторних рівнянь, згідно з яким проекція суми векторів на якусь вісь дорівнює сумі проекцій доданків векторів на ту ж вісь .

У зв'язку з цим представлені вище умови рівноваги для плоскої системи сил можуть бути записані у вигляді трьох незалежних рівнянь рівноваги твердого тіла щодо прямокутної системи координат XY:

.

Тверде тіло знаходиться в рівновазі, якщо алгебраїчна (з урахуванням знака) сума проекцій усіх сил на кожну з координатних осей дорівнює нулю і сума алгебраїчної моментів всіх сил відносно будь-якої точки Про площині XY дорівнює нулю.

Для визначення величини та напрями реакції зв'язку необхідно зробити такі дії:

1) замінити зовнішні зв'язки з їхньої реакції, зобразивши на силової схемиїх можливий напрямок;

2) із рівнянь рівноваги системи сил визначити величину невідомих реакцій;

3) якщо в результаті обчислень якась реакція виходить негативною, потрібно змінити на схемі її напрямок на протилежне;

4) провести контрольну перевірку правильності визначення реакцій як за величиною, так і за напрямом, використовуючи додатково одне з рівнянь рівноваги, наприклад рівняння моментів щодо точки площини, що не розглядається раніше.

При складанні рівнянь рівноваги зручно використовувати такі положення:

– проекція вектора сили на вісь дорівнює добутку модуля (величини) сили на косинус кута між лінією дії сили та віссю, взятому зі знаком плюс, якщо напрямки вектора та осі збігаються, або мінус, якщо вони протилежні:

– момент сили береться зі знаком плюс, якщо він діє у напрямку руху годинникової стрілки, та зі знаком мінус, якщо навпаки.

2.4. Приклад розв'язання задач

Завдання.На рис. 2.6 зображено балку на двох шарнірних опорах А і С, навантажену плоскою системою зовнішніх сил і моментів:

Н; Н; Нм;

Розміри ділянок балки:

Потрібно визначити величину та напрямок векторів реакцій опор і .

Рішення

Зобразимо на силовій схемі ймовірний напрямок реакцій опор - обидва вектори спрямовані вгору.

Визначимо величину та напрямок реакцій та , використовуючи рівняння рівноваги плоскої системи сил.

Складемо рівняння моментів сил щодо опори З, вважаючи дію моменту за напрямом руху годинникової стрілки позитивним (зі знаком «плюс»):

Реакція = 400 Н,спрямована вниз.

Складемо рівняння проекцій усіх сил на вертикальну вісь Y, вважаючи напрямок вектора догори позитивним (зі знаком «плюс»):

Знак «мінус» свідчить про неправильно обраний напрямок. Змінюємо на схемі напрямок вектора на протилежне.

Реакція = 200 Н,спрямована вниз.

Перевіряємо правильність рішення, використовуючи додаткове рівняння моментів сил щодо будь-якої неопорної точки, наприклад точки У:

Отриманий у результаті обчислень «нуль» свідчить про правильність визначення реакцій як за величиною, і за напрямом.

Контрольні питання

1. Дайте визначення сили. Чим характеризується дія сили?

2. Як визначити момент сили щодо точки?

3. Дайте визначення пари сил. Як визначити момент пари сил? Як він позначається на схемах?

4. Дайте визначення крутного і згинального моментів.

5. Що називається зв'язком, реакцією зв'язку?

6. Сформулюйте правила визначення напрямку реакцій зв'язків.

7. Що називається головним вектором та головним моментом системи сил? Як вони визначаються?

8. Сформулюйте умови рівноваги плоскої системи сил; напишіть рівняння рівноваги.

9. Розв'яжіть завдання. На рис. 2.7 зображена балка на двох шарнірних опорах і D, навантажена силами Н, Н і зосередженим моментом Нм. Розмір м. Визначити величину і напрямок реакцій опор і провести перевірку.

Відповідь:Н, спрямована нагору; Н, спрямована вниз.

3. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ
ПРОТИ МАТЕРІАЛІВ

3.1. Міцність, жорсткість, стійкість

Працездатність конструкції залежить від міцності, жорсткості та стійкості складових її елементів.

Міцність– здатність конструкції та її елементів сприймати навантаження без руйнування.

Жорсткість– здатність конструкції та її елементів чинити опір деформації, тобто зміні початкової форми та розмірів під дією навантажень.

Стійкість– здатність конструкції та її елементів зберігати початкову форму пружної рівноваги.

Більшість деталей механізмів розраховують на міцність, вирішуючи три основні завдання:

Визначення раціональних розмірів;

Визначення безпечних навантажень;

Вибір найбільш відповідних матеріалів.

При цьому реальну конструкцію замінюють розрахунковою схемою, а результати розрахунків перевіряють експериментально.

3.2. Метод перерізів. Внутрішні силові фактори

Зовнішні сили , що діють на елементи конструкцій, поділяють на активні (навантаження) та реактивні (реакції зв'язків). Вони викликають появу внутрішніх сил опору. Якщо внутрішні сили перевершать сили зчеплення окремих частинок матеріалу, руйнування даного елемента конструкції відбудеться. Отже, для оцінки міцності об'єкта, що вивчається, необхідно знати внутрішні сили і закон їх розподілу по об'єкту. Для вирішення цих завдань використовують метод перерізів . Розглянемо у рівновазі елемент конструкції довільної форми (рис. 3.1), навантажений системою зовнішніх сил . У будь-якому перерізі цього елемента діятимуть внутрішні сили, які необхідно визначити. Для цього подумки розсічем об'єкт, що розглядається, довільно обраним перетином на дві частини: А і Б.

На кожну з цих частин діятимуть зовнішні сили та внутрішні сили в перерізі, що врівноважують дію відсіченої частини:

; .

Отже, внутрішні сили, що виникають у аналізованому перерізі, дорівнюють сумі зовнішніх сил, що діють на одну з відсічених частин.