Механизм

Определение "Механизм" в Большой Советской Энциклопедии

Двигатель внутреннего сгорания (чертеж и схема)

Механизм (от греч. mechane - машина), система тел, предназначенная для преобразования движения одного или нескольких тел в требуемые движения др. тел. Механизм составляют основу большинства машин, применяются во многих приборах, аппаратах и технических устройствах. Твёрдое тело, входящее в состав Механизм, называемое звеном, может состоять из одной или нескольких неподвижно соединённых деталей (отдельно изготовленных частей). Соединение двух соприкасающихся звеньев, допускающее их относительное движение, называется кинематической парой (см. также Кинематика механизмов). Наиболее распространённые кинематической пары: вращательная (шарнир), поступательная (ползун и направляющая), винтовая (винт и гайка), сферическая (шаровой шарнир). Если в преобразовании движения, кроме твёрдых тел (звеньев), участвуют жидкие или газообразные тела, то Механизм называют соответственно гидравлическим или пневматическим.

Шарнирный механизм с двумя степенями свободы (схема)

Для изучения движения звеньев Механизм составляется кинематическая схема, на которой указываются данные, необходимые для определения положения звеньев. На рис. 1 показан чертёж Механизм двигателя внутреннего сгорания и его кинематическая схема. На кинематической схеме кривошип и шатун условно представлены в виде отрезков, соединяющих центры шарниров, ползун - в виде прямоугольника, стойка О - в виде отрезка со штриховкой, изображающего направляющую ползуна, и треугольника с шарниром, имеющим неподвижную ось вращения. Для определения по кинематической схеме положения всех подвижных звеньев Механизм достаточно знать положение одного звена. Звено, положение которого для любого момента времени задано, называют начальным. При исследовании Механизм число начальных звеньев должно совпадать с числом его степеней свободы, т. е. с числом независимых переменных, определяющих положения всех звеньев. Механизм двигателя внутреннего сгорания имеет одну степень свободы; в качестве независимой переменной для Механизм можно принять угол j. В шарнирном Механизм с двумя степенями свободы, (рис. 2) независимыми переменными могут быть углы j₁ и j₂, или j₁ и j₃, или, наконец, j₂ и j₃.

Механизм применяется в тех случаях, когда нельзя получить непосредственно требуемое движение тел и возникает необходимость в преобразовании движения. Например, ротор электродвигателя и подшипники, в которых он вращается, не образуют Механизм, т. к. в этом случае электроэнергия непосредственно преобразуется в требуемое движение без какого-либо промежуточного преобразования механического движения. Механизм появляется только тогда, когда требуется уменьшить угловую скорость выходного вала, т. е. устанавливается понижающая зубчатая передача. Механизм двигателя внутреннего сгорания преобразует прямолинейное движение поршня во вращательном движение коленчатого вала. Механизм, предназначенный для преобразования вращательных или прямолинейных движений во вращательные (и наоборот), называется передаточным Механизм, или передачей. В зависимости от вида звеньев различают зубчатые, рычажные, фрикционные, цепные, ремённые передачи. К этому же типу Механизм относятся гидро- и пневмопередачи. Механизм, служащий для воспроизведения движения некоторой точки по заданной траектории, называется направляющим. Наибольшее распространение имеют Механизм, воспроизводящие движение по прямой линии (прямолинейно-направляющие) и по дуге окружности (круговые направляющие). Механизм, предназначенные для сложного перемещения твёрдого тела в пространстве или в плоскости, называются перемещающими.

В 60 - начале 70-х гг. 20 в. появились новые Механизм, созданные для выполнения задач, связанных с космической техникой (Механизм для передачи вращения в вакууме, Механизм пространственной ориентации), медицинской техники (регулируемые аппараты, биопротезы), для работы в средах, недоступных или опасных для человека (подводные глубины, космос, атомные реакторы). Для выполнения этих работ нашли применение манипуляторы, основу которых составляют пространственные Механизм со многими степенями свободы. Развитие манипуляторов привело к созданию промышленных роботов, позволяющих автоматизировать процессы обработки, монтажа и сборки изделий. См. также Машин и механизмов теория.

Лит.: Кожевников С. Н., Есипенко Я. И., Раскин Я. Механизм, Механизмы, 3 изд., Механизм, 1965; Артоболевский И. И., Механизмы в современной технике, т, 1-2, Механизм, 1970-71.
  И. И. Артоболевский, Н. И. Левитский.