Buxoro davlat universiteti a. N. Murtazoyev texnik mexanika

I-BO’LIM. MEXANIZM VA MASHINALAR NAZRIYASI

1- MAVZU: KIRISH. MEXANIZM VA MASHINALAR NAZRIYASIFANINIG MAZMUNI.
REJA:

1. 
   Fanning maqsad va vazifasi.
   

1. 
   Fanning tarixiy kelib chiqishi
   

1. 
   Fanning boshqa fanlar bilan aloqadorligi
   

1. 
   Fanning muammolari.
   

Mashina va mexanizmlar nazariyasi turli mexanizmlar, mashinalar mexanikasining struktura va dinamika jihatidan tahlil qilish usullarini o’rgatuvchi fan. Shu narsani uqtirish muhimki, mashina va mexanizmlar nazariyasida bayon etiladigan usullar har qanday mexanizmni loyihalalash uchun yaroqli bo’lib ular mashina texnikaning qaysi sohasida qo’llanishiga, shuningdek mashinada sodir bo’luvchi ish jarayonining fizik tabiatiga bog’liq emas.

Aslini olganda mashina va mexanizmlar nazarisi bo’lg’usi injener mutaxassisligiga muqadimmadir. Shu sababli injenerlik yo’nalishiga ega, unda zamonaviy matematik apparat keng qo’llaniladi hamda mexanizmlarning tahlili va sinteziga taalluqli dolzarb masalalarni grafik grafoanalitik va EHM yordamida analitik usulda yechishning amaliy yo’llari o’rganiladi.
Mashina insoning jismoniy va aqliy mehnatini butunlay o’z zimmasiga olish yoki yengillashtirish maqsadida energiyani materiallarni va boshqa axborotlarni bir turdan boshqa turga o’zgartirish uchun mexanik harakatlar qiluvchi qurilmadir. Texnologik mashinalarda (metallarga ishlov beruvchi dastgohlar stanoklar va komplekslar, temirchilik presslash uskunalari prokat stentlar, quymakorlik uskunalar va hokazo) dastlabki material hamda xom ashyolarning shakli, o’lchamlari, xossalari holati o’zgaradi. Tashuvchi mashinalar va qurilmalar yordamida yuklar, asbob uskunalar, kishilar hamda boshqa obyektlar makonida joydan joyga ko’chiriladi. Energetik mashinalarda bir turdagi energiya boshqasiga o’zgartiriladi.
Mashina o’zining ish jarayonini qonuniy mexanik harakatlarini bajarish orqali amalga oshiriladi. Bunday harakatlar tashuvchi mexanizmdir. Binobarin, mexanizm qattiq jismlar sistemasi bo’lib, ular bir biriga tegib turadi va ulardan biri nisbatan muayyan, talab qilgan tarzda ulardan biri harakatlanadi. Juda ko’plab mexanizmlar qattiq jismlarning mexanik harakatini o’zgartirib berish kabi vazifani bajaradi. Sodda mexanizmlar (pishangli, tishli va hokazo), qadim zamonlardan ma’lum inson mehnatini yengillashtirish, mehnat unumdorligini oshirish maqsadida ular tadqiq etilgan, takomillashtirilgan, tajribada sinab ko’rilgan.
Ma’lumki uyg’onish davrining atoqli arbobi hamda olimi Leonardo da Vinchi (1452-1519) tikuv dastgohlari, bosma yog’ochga ishlov berish mashinalari mexanizmlarining konstruksiyasi loyihasini ishlab chiqqan, ishqalanish koeffisiyentini tajriba yo’li bilan aniqlash yo’li bilan urinib ko’rgan. Italiya olim vrach va matematik D.Kardan (1501-1576) soat va tegirmon mexanizmlarining harakatini o’rgandi. Fransuz olimlari G.Amanton (1663-1705) va Sh. Kulon (1736-1806) birinchi bilib tinch holatidagi va sirpanishdagi ishqalanish kuchlarini aniqlash formulalarini taklif qildilar.
O’ttiz yil Rossiyada yashagan va ishlagan, so’ngra Peterburg fanlar Akademiyasining haqiqiy a’zosi bo’lgan 850 ta ilmiy ish muallifi atoqli matematik va mexanik, Shvesariyalik professor L.Eyler (1707-1783) qattiq jism kinematikasi va dinamikasiga oid masalalarni yechdi, egiluvchan jismlarning tebranishi va ustivorligini tadqiq etdi, amaliy mexanika masalalari bilan, chunonchi, tishli g’ildiraklar profillari bilan shug’ullanadi va bularning ichida eng istiqbollisi evolventasimon profildir degan xulosaga keldi.
Mashina mexanizmlari nazariyasi “amaliy mexanika” nomi bilan XIX asr boshida shakllana boshladi. U vaqtda asosan mexanizmlarni struktura, kinematika va dinamika nuqtai nazaridan tahlil qilish usullari ishlab chiqilar edi. Faqat XIX asr o’rtalaridan e’tiboran mashina va mexanizmlar nazariyasida mexanizmlarni sintez qilishning umumiy usullari rivojlantirila boshlandi. Chunonchi atoqli rus olimi, matematik va mexanik, akademik P.L.Chebishev (1821-1894) pishangli mexanizmlarning strukturasi va sinteziga oid 15 ta ilmiy ishni e’lon qildi, bunda u ishlab chiqarilgan usullar asosida berilgan trayektoriyani amalga oshiradigan boshqa bo’g’inlar ishlab turganida ba’zi bo’g’inlarni to’xtatib qo’yadigan 40 dan ortiq mexanizmni yaratdi va yasadi. Hozirgi vaqtda tekis mexanizmning tuzilish formulasi Chebishev formulasi deyiladi.
Nemis olimi F.Graskov (1826-1893) sintez qilish uchun zarur bo’lgan yassi pishangli mexanizm bo’g’inining bo’lishi shart-sharoitlarini matematik tarzda ta’riflab berdi. Ingliz matematiklari D.Silvestr (1814-1897) va S.Roberts (1827-1913) egri chiziqlarni o’zgaruvchi pishangli mexanizmlar nazariyasini ishlab chiqardilar. Rus olimi E.V.Assur (1878-1920) hozirgi vaqtda ham mexanizmlarni tahlil va sintez qilishda tadbiq etilayotgan ko’p bo’g’inli mexanizmlar tuzilishini umumiy qonuniyatini ochib berdi. U murakkab pishangli mexanizmlarni kinematik tahlil va sintez qilish nazariyasini taklif etdi.
Mashinalar mexanikasini yaxlit mashinasozlik nazariyasiga aylanishida N.I.Artobolevskiy (1905-1977) salmoqli hissa qo’shdi. U mashina mexanizmlar nazariyasi bilan shug’ullanuvchi oliy maktabning tashkilotchisidir, u mexanizmlarning strukturasi kinematikasi va sinteziga, mashinalar dinamikasi va mashina-avtomatlar nazariyasiga oid ko’plab olmiy ishlar, shuningdek ko’pchilikka ma’qul kelgan darsliklar yozdi.
Mexanizmlar aniqligi nazariyasini yaratuvchidan biri bo’lgan N. G. Bruevich fazoviy mexanizmlar kinematikasiga oid ishlar mualifi G. G. Baranov (1899-1968), elastik bo’g’inli mexanizmlar va og’ir yuklangan mashinalar mexanizmlarni dinamik tahlil qilishning umumiy usullarini ishlab chiqqan. S. N. Kojevnikov 30- va undan keyingi yillarda mashina va mexanizmlar nazariyasiga o’z tadqiqotlari bilan katta hissa qo’shdilar.
O’zbek olimlardan R Rustamxo’jayev, I Usmonxo’jaev, I. Izzatovlar mexanizm va mashinalar fanini rivojlantirishda salmoqli hissa qo’shishgan.
Texnik asrimizning qanday nom bilan atamaylik – kosmos yoki avtomatika asrimi, atom eki elektronika asrimi texnik taraqqiyotning samarasi mashina bo’lib kelgan va yana shunday bo’lib qolaveradi. Mashinasozlik xalq xo’jaligining yetakchi tarmog’i bo’lib, ko’plab boshqa tarmoqlarga mashinalar mexanizmlar, asbob uskunalar yetkazib beruvchi moddiy texnik bazadir. Ijtimoiy mehnat unumdorligi va xalq farovonligi ko’p jihatdan mashinasozlikning rivojlanganligi mashinalarning takomillashganlik darajasiga bog’liq. Shu sababli mamlakatimizni iqtisodiy va sotsial rivojlantirish planlarida mashinasozlikni ilgarilatma rivojlantirish ko’zda tutilgan; uning oldida energiya va materiallarni ko’p miqdorda tejash imkonini beruvchi texnologiyalarning, avtomatlashtirish vositalarining yangi konstruksiyalarni o’zlashtirib xalq xo’jaligini turli tarmoqlar uchun zarur bo’lgan mashina va mexanizmlarning ishonchligi hamda chidamligini ta’minlash ularning iqtisodiy samaradorligi va ish unumini oshirish vazifalari turibdi.
Mashinasozlik oldiga juda murrakab vazifalar qo’yilgan. Mashina mustahkam bo’lishi, ishonchli va yetarli darajada unumli ishlashi; shu bilan birga u yengil, material sig’imi va energiya sarfi mumkin qadar kam bo’lishi, atrof muhitni ifloslantirmaslikgi texnik- estetika va ergonomika talablariga javob beradigan bo’lishi kerak. Ana shu vazifalarni muvaffaqiyatli hal etish hozirgi zamon talabiga javob beradigan yaxshi mashinalar yaratish uchun mashinasozlik sohasidagi mutaxassislar qator fanlar, shu jumladan, mexanizm va mashinalar nazariyasi asoslaridan bilimga ega bo’lishlari zarur.
Zamonaviy texnika taraqiyotining asosiy yo’nalishlaridan biri, ishlab chiqarishning hamma turlarini avtomatlashtirishdir. Bu vazifani hal etishda robot texnikasi sistemalari katta hissa qo’shdi. Ilmiy fantastika asarlari sahifalaridan paydo bo’lgan “robot” so’zi hamma tomonidan qabul qilgan atama (termin)ga aylanadi, u turli-tuman mexanik operatsiyalarni bajara olish bilan bir qatorda vujudga keltiruvchi mantiqiy masalalarni ma’lum bir majmuini mustaqil ravishda yecha oladigan yuqori darajadagi texnik sistemasini bildiradi. Mexanikaga oid masalalarni yechishda yuritmaning asosiy parametrlarni, yuritmalarni boshqaruvchi mexanizmlar dinamikasiga ana shu parametrlar ta’sirini hisobga olish talab qilinadi. Yuritmalarni ishlab chiqish muamosi, robotlar manipulyatorlar, odimlovchi va boshqa mashinalar yaratishdagi eng muhim muammolardan biri hisoblanadi. Ana shu muammolarni hal qilishda ishonchliroq ishlaydigan tashqi o’lchamlar qulay, inersionligi kamroq, tezlik doirasi kengroq bo’lgan sistemalarni yaratish masalalari paydo bo’ladi.
Uzatish mexanizmlarning tahlili va sintezi sohasida katta vazifalar turibdi. Bunda dastavval, tishli ayniqsa, fazoviy tishli ilashmalar sintezi yanada rivojlantirish zarurligini aytib o’tish lozim. Planetar va differensial sxemaga bo’lgan murakkab tishli reduktorlarni loyihalash nazariyasi va usullari tez rivojlantirilmoqda. Sanoatning deyarli barcha tarmoqlarida uzatish funksiyalari bosqichsiz o’zgartiriluvchi ishonchli mexanizmlarga ehtiyoj sezilmoqda. To’xtab-to’xtab harakatlanishini amalga oshiruvchi malta, xropovikli, pishangli va boshqa tipdagi mexanizmlar nazariyasi rivojlantirishi lozim.
Keyingi 10 yil ichida mashinalarning ishlash tezligi anchagina ortdi, bu esa mexanizmlarning bo’g’inlariga va mashinalarning ish organlariga tushadigan dinamik yuklarning oshishigina emas, titrash darajasining va titrashdagi shovqinlar darajasining anchagina ortishi sabab bo’ladi. Har qanday mashina ishlayotganda titraydi, shu sababli keyingi yillarda mashinalarni titrashdan himoyalash va ulardagi shovqin darajasini pasaytirish muammosi ham mashina va mexanizmlar nazariyasi kursida o’rganila boshlandi. Bunda shuni ta’kidlash lozimki, “Inson-mashina - muhit” sistemasini o’rganish ham mashina va mexanizmlar nazariyasining predmetiga aylanmoqda. Bu masala zamonaviy tezyurar transport vositalarini va uchish apparatlarini, shuningdek titrab ishlaydigan mashinalarni boshqaruvchi odam operatorni titrashdan himoyalashning samarali vositalarini ishlab chiqishda, ayniqsa dolzarbdir. Bunday mashinalarda rezonans va titrashning foydali ta’siri qattiq tog’ jismlarini kazib oladigan titrash usuli bilan maydalangan titrash usuli bilan aralashtirilgan, titrash usuli bilan ajratib tozalaydigan, titrash usuli bilan tashiydigan, titrash usulida temir beton buyumlar tayyorlaydigan, titrash usulida prokatlaydigan va boshqa ishlarni bajaradigan yuqori darajada tejamli va serunum mashinalar yaratishga imkon beradi.
Keyingi 10 yil ichida fazoviy mexanizmlar nazariyasiga jumladan, ularning dinamikasiga qiziqish ortdi, chunki bunday mexanizmlar xususan, robot manipulyatorini joriy etishga, kosmik ob’yektlarni titrashga doir masalalarida tobora ko’p qo’llanilayotir. Ushbu sohada bir necha erkinlik darajasiga ega bo’lgan fazoviy mexanizmlar harakatini tasvirlash, ularni kuchga tekshirish usullari ishlab chiqildi, bu sistemalarning muvozanatlanishi va tebranishiga doir masalalar hal qilindi.
Odatdagidek, mashina va mexanizmlar nazariyasining muhim vazifasini turli mashina hamda mexanizmlarning xususiyatlarini tadbiq etishning tajriba usullarini rivojlantirish bo’ladi. Bunda avtomatik ishlaydigan mashinalar sistemalarini korxonaning sharoitida tajriba yo’li bilan tekshirish alohida ahamiyat kasb etadi. Bunda tajriba natijasida olingan ma’lumotlar avtomatik qayd etiladi va EHM da qayta ishlanadi. Dinamik tadqiqotlarda mo’ljallangan apparatlar kelgusida albatta yana takomillashtiriladi, chunki avtomatlashtirish vazifalari va tadqiqot obyektlari hisoblangan zamonaviy mashinalarda qisqa vaqtda sodir bo’ladigan jarayonlarning o’ziga xos tomonlari shuni taqozo etadi. Zamonaviy dinamik tadqiqotlarning o’ziga xos xususiyati ularning kompleks tarzidaligidadir. Ular ob’yektlarning o’zida ham (laboratoriya, ishlab chiqarish va foydalanish sharoitlarida) EHM dan foydalangan holda matematik modellash usullari yordamida ham o’tkazilaveradi. Tajribalardan olinadigan ma’lumotlarning talab qilinadigan darajada aniq bo’lishini ta’minlaydigan planlashtirish usullari rivoj topdi.