Краткий исторический очерк

Простейшие механизмы (рычаж­ные, зубчатые и др.) были известны с давних времен; постепенно шел процесс их исследования, совершенствования и внедрения в практику с целью облегчить труд человека, повысить производи­тельность труда.

Так, известно, что выдающийся деятель культуры эпохи Воз­рождения и ученый Леонардо да Винчи (1452-1519) разработал проекты конструкций механизмов ткацких станков, печатных и деревообрабатывающих машин, им сделана попытка определить экспериментальным путем коэффициент трения. Итальянский врач и математик Д. Кардан (1501-1576) изучал движение механизмов часов и мельниц. Французские ученые Г. Амонтон (1663-1705) и Ш. Кулон (1736-1806) первыми предложили формулы для определения силы трения покоя и скольжения.

Выдающийся математик и механик Л. Эйлер (1707-1783), швейцарец по происхождению, 30 лет жил и работал в России, профессор, а затем действительный член Петербургской Академии наук, автор 850 научных трудов, решил ряд задач по кинематике и динамике твердого тела, исследовал колебания и устойчивость упругих тел, занимался и вопросами практической механики, исследовал, в частности, различные профили зубьев зубчатых колес и пришел к выводу о том, что наиболее перспек­тивный профиль - эвольвентный.

Известный русский механик и изобретатель И. И. Ползунов (1728-1766) впервые разработал проект механизма двухцилинд­рового парового двигателя (осуществить который ему, к сожале­нию, не удалось), сконструировал автоматический регулятор пи­тания котла водой, устройство для подачи воды и пара и другие механизмы. Выдающийся механик И. И. Кулибин (1735-1818) создал знаменитые часы в форме яйца, представляющие собой сложнейший по тем временам механизм автоматического действия.

В связи с развитием машиностроения как отрасли промышлен­ности появилась потребность в разработке общих научных методов исследования и проектирования механизмов, входящих в состав машин. Эти методы способствовали созданию наиболее совершен­ных для своего времени машин, выполняющих наилучшим обра­зом определенные требуемые функции. Известно, что машино­строение как отрасль промышленности начала складываться еще в XVIII в., а в XIX в. она стала быстро развиваться, особенно в Англии и США.

В России первые машиностроительные заводы появились в XVIII в.; в 1861 г. их было уже свыше ста, а в 1900 г. пример­но 1417.

Высокоразвитое отечественное машиностроение было одним из факторов, обеспечивших победу в Великой Отечественной войне; в настоящее время машиностроение в числе других отраслей народ­ного хозяйства успешно решает задачи ускорения научно-техни­ческого прогресса страны.

Как наука теория механизмов и машин под названием «При­кладная механика» начала формироваться в начале XIX в., причем тогда разрабатывались в основном методы структурного, кинема­тического и динамического анализа механизмов. И лишь с середины XIX в. в теории механизмов и машин получают развитие общие методы синтеза механизмов. Так, знаменитый русский ученый,
математик и механик академик П.Л. Чебышев (1821-1894) опубликовал 15 работ по структуре и синтезу рычажных механиз­мов, при этом на основе разработанных методов он изобрел и построил свыше 40 различных новых механизмов, осуществляющих заданную траекторию, останов некоторых звеньев при движении других и т. д.; структурная формула плоских механизмов называется сейчас формулой Чебышева.

Немецкий ученый Ф. Грасгоф (1826-1893) дал математическую формулировку условия проворачиваемости звена плоского рычаж­ного механизма, которое необходимо при его синтезе. Английские математики Д. Сильвестр (1814-1897) и С. Робертс (1827-1913) разработали теорию рычажных механизмов для преобразования кривых (пантографов).

И. А. Вышнеградский (1831-1895), известный как один из основоположников теории автоматического регулирования, скон­струировал ряд машин и механизмов (автоматический пресс, подъемные машины, регулятор насоса) и, будучи профессором Петербургского технологического института, создал научную школу конструирования машин.

Методы синтеза зубчатых механизмов, широко применяемых в различных машинах, отличаются определенной сложностью. Многие ученые работали в этой области. Французский геометр Т. Оливье (1793-1858) обосновал метод синтеза сопряженных поверхностей в плоских и пространственных зацеплениях с помощью производя­щей поверхности. Английский ученый Р. Виллис (1800-1875) дока­зал основную теорему плоского зацепления и предложил аналити­ческий метод исследования планетарных зубчатых механизмов. Не­мецкий машиновед Ф. Рело (1829—1905) разработал графический метод синтеза сопряженных профилей, известный в настоящее вре­мя как «метод нормалей». Рело также является автором работ по структуре (строению) и кинематике механизмов. Русский ученый X. И. Гохман (1851-1916) одним из первых опубликовал работу по аналитической теории зацепления.

Значительный вклад в динамику машин внес своими трудами «отец русской авиации» Н. Е. Жуковский (1847-1921). Он был не только основоположником современной аэродинамики, но и автором целого ряда работ по прикладной механике и теории регулирования хода машин.

Развитию механики машин способствовали работы Н. П. Петро­ва (1836-1920), заложившего основы гидродинамической теории смазки, В. П. Горячкина (1868-1935), который разработал теорети­ческие основы расчета и построения сельскохозяйственных машин, вся сложность расчета которых заключается в том, что их исполни­тельные механизмы должны воспроизводить движения руки чело­века.

Русский ученый Л. В. Ассур (1878-1920) открыл общую зако­номерность в структуре многозвенных плоских механизмов, приме­няемую и сейчас при их анализе и синтезе. Он же разработал метод «особых точек» для кинематического анализа сложных рычажных механизмов. А. П. Малышев (1879-1962) предложил теорию структурного анализа и синтеза применительно к сложным плоским и пространственным механизмам.

Существенный вклад в становление механики машин как цель­ной теории машиностроения внес И. И. Артоболевский (1905-1977). Он является организатором советской школы теории меха­низмов и машин; им написаны многочисленные труды по структуре, кинематике и синтезу механизмов, динамике машин и теории машин-автоматов, а также учебники, получившие всеобщее призна­ние.

Ученики и последователи И. И. Артоболевского - А. П. Бессо­нов, Вяч. А. Зиновьев (1899-1975), Н. И. Левитский, Н. В. Умнов, С. А. Черкудинов и многие другие - своими работами в области динамики машин (в том числе акустической и неголономной), опти­мизационного синтеза механизмов, теории машин-автоматов и в других областях теории механизмов и машин содействовали даль­нейшему ее развитию.

В 30-е и последующие годы большой вклад в теорию механизмов и машин внесли своими исследованиями Н. Г. Бруевич, один из создателей теории точности механизмов, Г. Г. Баранов (1899-1968), автор трудов по кинематике пространственных механизмов, С, Н. Кожевников, разработавший общие методы динамического анализа механизмов с упругими звеньями и механизмов тяжелонагруженных машин.

Следует отметить труды наших отечественных ученых: Н. И. Мерцалов (1866-1948) дополнил кинемати­ческое исследование плоских механизмов теорией пространственных механизмов и разработал простой и надежный метод расчета ма­ховика; Л. П. Смирнов (1877-1954) привел в строгую единую сис­тему графические методы исследования кинематики механизмов и динамики машин; В. А. Гавриленко (1899-1977) разработал тео­рию эвольвентных зубчатых передач; Л. Н. Решетов развил теорию кулачковых механизмов и положил начало теории самоустанавли­вающихся механизмов.

Дата добавления: 2014-04-19; просмотров: 392; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!