Прикладная механика

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ  
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ  
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС» 

 

 
 
 

 

 

 

 
 

 

№ 2573 

Кафедра инжиниринга технологического оборудования
 

Прикладная механика

 

Методические указания и задания 

Рекомендовано редакционно-издательским 
советом университета 

Москва  2015 

УДК 531 
 
П75 

Р е ц е н з е н т  
д-р техн. наук, проф. В.Ф. Замышляев 

Авторы: А.Д. Бардовский, Б.В. Воронин, П.Я. Бибиков, 
М.Н. Вьюшина, П.М. Вержанский 

 
 
 
Прикладная механика : метод. указ. и задания / А.Д. Бардовский 
П75 [и др.]. – М. : Изд. Дом МИСиС, 2015. – 60 с. 
ISBN 978-5-87623-884-9 

Прикладная механика является основой специальных курсов по проектированию машин, она призвана решить следующие задачи: научить студентов 
общим методам исследования и проектирования механизмов машин и приборов; принципам реализации движения с помощью механизмов; нахождению оптимальных параметров конкретных горных машин. 
 

УДК 531 

ISBN 978-5-87623-884-9 
© Коллектив авторов, 2015 
 
© НИТУ «МИСиС», 2015 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

1 Программа курса....................................................................................5 
1.1 Теория механизмов и машин.........................................................5 
1.1.1 Введение. Механизмы и их классификация..........................5 
1.1.2 Структурный анализ механизмов...........................................5 
1.1.3 Кинематика механизмов .........................................................5 
1.1.4 Передаточные механизмы. Кулачковые и фрикционные 
механизмы.........................................................................................5 
1.1.5 Плоские эвольвентные зубчатые механизмы........................6 
1.1.6 Пространственные эвольвентные зубчатые механизмы......6 
1.1.7 Планетарные механизмы ........................................................6 
1.1.8 Неэвольвентные зубчатые механизмы ..................................6 
1.1.9 Динамика механизмов.............................................................6 
1.1.10 Трение в кинематических парах...........................................7 
1.1.11 Кинетостатика механизмов...................................................7 
1.1.12 Регулирование скорости движения механизмов ................7 
1.2 Детали машин и основы конструирования ..................................7 
1.2.1 Введение. Основные критерии работоспособности 
и расчета деталей машин .................................................................7 
1.2.2 Резьбовые соединения.............................................................8 
1.2.3 Сварные и заклепочные соединения......................................8 
1.2.4 Шпоночные и шлицевые соединения....................................8 
1.2.5 Соединения, основанные на трении.......................................8 
1.2.6 Передачи. Основные понятия и определения. 
Классификация передач...................................................................9 
1.2.7 Зубчатые передачи. Геометрия...............................................9 
1.2.8 Зубчатые передачи. Нагрузки и прочность...........................9 
1.2.9 Редукторы. Классификация и конструктивные схемы.........9 
1.2.10 Червячные передачи. Геометрия, нагрузки, 
работоспособность, коэффициент полезного действия ..............10 
1.2.11 Фрикционные передачи и вариаторы ................................10 
1.2.12 Ременные передачи..............................................................10 
1.2.13 Цепные передачи .................................................................11 
1.2.14 Волновые передачи .............................................................11 
1.2.15 Валы и оси. Конструкции и расчет 
на усталостную прочность.............................................................11 
1.2.16 Подшипники скольжения ...................................................11 
1.2.17 Подшипники качения..........................................................11 

1.2.18 Муфты...................................................................................12 
1.2.19 Пружины и рессоры ............................................................12 
1.2.20 Корпусные детали. Направляющие прямолинейного 
движения .........................................................................................12 
2 Библиографический список................................................................13 
3 Перечень расчетно-графических работ .............................................14 
4 Пример выполнения задания № 1......................................................15 
Задание № 1 Структурный анализ рычажного механизма .............15 
Задание № 2 Кинематический анализ рычажного механизма........17 
Задание № 3 Определение геометрических параметров 
зубчатой ступени редуктора и цилиндрического 
зубчатого колеса.................................................................................27 
Задание № 4 Определение передаточного числа.............................30 
Задание № 5 Проверочный расчет активных 
поверхностей зубьев на контактную выносливость........................33 
5 Варианты заданий 3–5.........................................................................46 
Приложения ............................................................................................54 
 

1 ПРОГРАММА КУРСА 

1.1 Теория механизмов и машин 

1.1.1 Введение. Механизмы и их классификация 

Общие сведения о механизме. Свойства механизмов. Конструктивно-функциональная классификация механизмов. Структурная 
классификация плоских рычажных механизмов.  

1.1.2 Структурный анализ механизмов 

Основные понятия и определения: машина, машинный агрегат, 
классификация машин, механизм. 
Элементы структуры механизмов: звенья механизмов; кинематические пары и их классификация; кинематические цепи и их классификация. Степень подвижности кинематической цепи. 

1.1.3 Кинематика механизмов 

Основные задачи кинематического анализа. Методы решения задач кинематического анализа стержневых механизмов: графический 
(метод геометрических мест, графическое дифференцирование, графическое интегрирование), графоаналитический (метод планов скоростей и ускорений), построение планов положений звеньев и траекторий точек звеньев механизма, аналитический метод кинематического анализа.  

1.1.4 Передаточные механизмы. 
Кулачковые и фрикционные механизмы 

Основные понятия и определения. Кулачковые механизмы. Общие сведения. Основные кинематические и геометрические параметры кулачкового механизма. Кинематический анализ кулачковых механизмов. Синтез кулачковых механизмов. 
Фрикционные механизмы. Общие сведения. Кинематические зависимости. Силовые зависимости. 

1.1.5 Плоские эвольвентные зубчатые механизмы 

Геометрия плоских эвольвентных зубчатых механизмов с круглыми цилиндрическими колесами. Основной закон зацепления. Теория эвольвенты. Свойства эвольвентного зацепления. Основные понятия и определения. Построение эвольвентных профилей. Коэффициент перекрытия. Способы изготовления зубчатых колес. Станочное зацепление. Проектирование цилиндрических эвольвентных зубчатых колес со смещением. Косозубые и шевронные цилиндрические 
передачи. 

1.1.6 Пространственные эвольвентные 
зубчатые механизмы 

Конические зубчатые механизмы. Винтовые и гипоидные механизмы. Червячные механизмы. Их назначение, области применения, 
кинематический анализ.  

1.1.7 Планетарные механизмы 

Кинематика планетарных механизмов (аналитический и графоаналитический методы). Статика планетарных механизмов. КПД планетарного механизма. Подбор чисел зубьев планетарного механизма. 
Методы выравнивания нагрузки между сателлитами. Выбор схемы 
планетарного механизма. Условия, предъявляемые к планетарным 
механизмам. 

1.1.8 Неэвольвентные зубчатые механизмы 

Передачи с винтокруговым зацеплением (зубчатые передачи с зацеплением Новикова). Зубчатые механизмы приборов с циклоидальным, часовым, цевочным и другими видами зацеплений. Волновые 
зубчатые передачи. 

1.1.9 Динамика механизмов 

Основные понятия. Кинетическая энергия механизма. Приведение 
масс в механизмах. Классификация сил, действующих на механизм. 
Механические характеристики. Приведение сил в механизмах. Уравнение движения механизма в конечной форме. Три стадии движения 
механизма. Механический коэффициент полезного действия механизма. Уравнение движения механизма в дифференциальной форме.