> Энциклопедический словарь Железнова, страница 308 > Меттерных Клеменс Лотар Венцель князь
Меттерных Клеменс Лотар Венцель князь
Меттерных, Клеменс Лотар Венцель, князь, австрийский канцлер, родился в 1773 г., в 1801 г. назначен послом в Дрезден, в 1803 г.—в Берлин, в 1806 г.—в Париж, в 1S09 г.—министр иностр. дел, хотя и в союзе с францией, деятельно подготовлял борьбу против Наполеона, в 1813 г. примкнул к союзникам, в 1814 открыл Венский конгресс, в 1815 заключил Священный Союз. Стоял с тех пор во главе европейской реакции, был вдохновителем и руководителем реакционных конгрессов. В 1821 г. назначен канцлером, а с 1-826 г. взял в свои руки также ведение внутренней политики. Свергла его только
В настоящее время под названием М. разумеют такое сочетание тел, в котором движение каждого из них относительно остальных тел М. является вполне определенным, единственным и зависящим только от самого устройства М. Иначе говоря, каждое тело М. имеет движение „вполне стесненное“. Такая комбинация тел необходима для осуществления машины (смотрите), в которой движение всех частей должно быть именно вполне определенным, зависящим только от устройства машины. Поэтому и говорят, что машина есть М., приспособленный для передачи работы, и изучение машин с точки зрения происходящих в них движении выделяется в особую дисциплину—теорию М., называемую иногда прикладной кинематикой.
Изучение М. сводится к вопросу о несвободном, стесненном движении тел. Если мы представим себе тело (для простоты—геометрическое, неизменяемое), находящееся свободно в пространстве и ничем не иоддфржапное, ни к чему пе прикасающееся, то такое тело может двигаться вполне свобод-н о; под действием системы сил оно будет описывать известный путь; если прибавится или убавится одна или несколько сил, то путь, описываемый каждой точкой тела, соответственно изменится. Но если тело положить на плоскость, считая ее прочной, так что тело в нее проникнуть не может, то движение тела будет уже несколько ограничено; каковы бы ни были силы, тело не может нроыикнуть в плоскость и, следовательно, будет двигаться все время только по одпу сторону ея. Если прибавить вторую плоскость (или поверхность), так что образуется угол, то движение еще более стеснится. Идя далее в эгом направлении, можно дойти, наконец, до таках комбинаций соприкасающихся тел, что движение каждого относительно других будет вполне определенным, и получится М. Для удобства при изучении М. рассматривают сперва комбинации двух тел, которые „с о е д и и е и ы“ друг с другом непосредственным соприкосновением так, что движение одного относительно другого будет вполне определенным. Такая комбинация двух тел называется кинематической парой, а каждое из тел называется элементом пары. Характер относительного движения двух элементов пары зависит прежде всего от формы прикасающихся поверхностей, а иногда и от размеров их. Различают низшия в высшия пары. Если прикосновение двух тел пары происходит по некоторой поверхнос /.и во все время относительного движения вх, то пара называется низшей. Таких пар, как показывают геометрические рассмотрения, может быть только три: поступательная, вращательная и винтовая. В поступательной паре одно тело имеет в месте прикосновения к другому вид призмы, а в другом теле нмеется такой же формы пустота (примеры: ползушка на счетной линейке, футляр и его крышка, ползун в паровой машине). Во вращательной паре одно тело очерчено по цилнпдру, конусу или вообще но поверхности вращения, а в другом сделана такой же формы пустота. Чтобы тела здесь не скользили вдоль оси, требуются иногда заплечики (примеры: обыкновенный циркуль, дверная или оконная петля, шип в подшипнике). В винтовой паре элементами ея являются винт (с постоянным шагом) и гайка.
В поступательной и вращательпой паре размеры тел совершенно не влияют на характер движения, а в винтовой паре влияет один размер—шаг винта.
Высших пар, в которых два тела прикасаются по и и и и и или даже в одной точке (зубцы зубчатых колес, шарик и опорное кольцо у подшипника на шариках), может быть безчисленное множество.
Соединяя несколько кинематических пар так, что элементы двух или более смежных пар сольются в одно целое тело, можно, наконец, получить системы из нескольких тел с движением настолько стесненным, что относительные движения всех тел станут вполне определенными самой этой комбинацией их, и подучится так называемая замкнутая иипема-тичесиая цепь. Если же одно из тел (звеньев) этой цепи закрепить неподвижно, то получается то, что называют М.
Раз М. построен, то каждое его тело имеет вполне определенное движение: кажиая точка описывает некоторую кривую. Но обратная задача—построить М.,
который данному телу или данной его точке дал бы желаемое движение,—является неопределенною и может иметь много решений. Поэтому задача изобретения М. для получения известного движения является неопределенною, и пока М. пе были изучены систематично и научно, решение задачи изобретения М. всецело зависело от искусства, ловкости и опытности (а часто и от счастья) изобретателя. Только за последния 40 лет, с тех пор как Рело впервыф дал свою теорию и анализ М., дело стало на более твердую почву. Псе важнейшие пары и М. теперь изучены, записаны, и во многих случаях изобретатель имеет уже материал, с которого может начать, и методы, при помощи которых он может преобразовывать М. В общем, это— задача преимущественно геометрическая. Но и сейчас, при изобретении новых машин и приборов, бывают затруднения. С одной стороны, уже давно были изобретены многие весьма сложные М. для сложных движений (смотрите автоматы), и теперь есть очень сложные работы (узорное ткачество, прядение, вышивание и др.), требующия сложных М. С другой стороны, для некоторых простых движении первия машины были придуманы только очень недавно (швейпая, пишущая и тому подобное.), а для некоторых несложных процессов мы и сейчас еще пе имеем машин и принуждены производить их вручную (ткапие бархата, точная пригонка путем прншабривания двух плоскостей и прочие).
М. выполняются не только в виде машин, т. е. устройств для передачи работы, но осуществляются также и в виде различных приборов, или аппаратов (часы, счетчики, указатели и тому подобное.), в которых полезной работы не производится, а целью устройства является само движение.
Основным свойством М. является, по его опреде лепию, то, что в нем движение каждого тела происходит по путям, предписанным только устройством М. (формами прикасающихся поверхностей пар и отчасти расположением и размерами их). От сил, действующих на М., от материала его частей и форм их в тех местах, где оне пе прикасаются друг к ДРУГУ и т“ п“ пути, описываемые точками М., не зависят.
Иири изучении действия машин, кроме путей, приходится рассматривать и другия обстоятельства движения, например, скорости различных точек М. Всякий М. обладает с этой точки зрения следующим свойством.
Во всякое мгновение движения М. отношение скоростей двух произвольных точек М. зависит тоже только от его устройства и не зависит от сил и прочие Иначе говоря, если мы будем в какой-пнбудь момент времени зпать в числах скорость только одной точки М., то мы можем тотчас же вычислить скорости всех точек М. Из этого следует, что если в машине мы скорость какой-нибудь точки ея увеличим в q раз, то и скорости всех прочих точек машины увеличатся тоже в q раз.
Так как скорости различных частей М. и поро-даваемия от одной части к другой во время работы машины усилия связапы между собою так называемым законом передачи работы (который, в простейшем виде, в применении к поворачивающемуся рычагу, формулируется в известном предложении: „что выигрывается в силе, то теряется в скорости“), то из этого следует, что и усилия, действующия в разных местах М., тоже будут находиться между собою в определенных отношениях, обусловленных тоже только устройством М. и не зависящих от абсолютной величины действующих на М. внешних сил.
Эти три важных свойства М. (относительно путей, скоростей и усилий) составляют основные закопы, на которых зиждется так называемая теория машин (или М.), необходимая при решении различных вопросов о движении М. или машин.
Следует указать, что только сравнительно недавно введено в технику ясное представление о М. и выделено в теорию М. рассмотрение всех тех вопросов, где идет речь только о характере и скоростях движения в разных точках М. (машины). Создателем этой повой пауки явился Рело (сж.), который в издан-пон им в 1875 г. книге „Theoretische Kinematik“ настолько полно и обстоятельно установил учение о парах и о М., что оно сейчас же вошло в прикладную механику и сделалось неотъемлемой принадлежностьювысшого технического образования 4). Рело в своей книге указал, какие важные услуги оказывает его метод. На ряде примеров он показывает, как многие машины, изобретенные в разные времена и в разных странах н, невидимому, совершенно не похожия одна на другую по внешнему виду, на самом деле совершенно тождественны и все имеют один и тот же Ж.; кажущаяся же разница обусловлена только различием в форме и размерах частей машин. Путем преобразования М., т. е. изменения форм и размеров частей, без изменения характера самих кинематических пар, можпо из одного основного М. получить целый ряд других. Прежде же в сочинениях о машинах описывали машины по внешним, несущественным признакам, чтб очень затрудняло систематизирование и ясноэ понимание сути машины. (Так, писали: „на прочном стальном валу, лежащем в бронзовых подшипниках, сидит широкое чугунное зубчатое колесо А с шестью спицами“ и тому подобное.).
Действительная машина движется не совсем так, как ея идеализированный скелет—М. Все части машины, сделанные из реальных материалов, несколько деформируются (изгибаются, удлиняются и прочие), так что форма и движение будут немного иными. Кроме того, математически точное выполнение М. по чертежу тоже невозможно, и вследствие неточности изготовления движение настоящей машины будет опять немного отличаться от того, которое предполагалось в теории М. Но эти отступления в огромном большинстве случаев очень невелики.
Классификация М. и по настоящее время остается довольно неопределенною. Так, М. делят по характеру пар, из которых опи составлены (М. только из поступательных, только из вращательных пар и прочие), или же по их пазначепию (направляющие М., чаще всего для получения прямолинейного движения; парораспределительные М. для распределения пара золотниками, клапанами и тому подобное.; часовые М.; подъемные М. и прочие).
Так как форма частей М. вне мест прикосновения пар не имеет значения, то в книгах и на чертежах часто изображают М. условно, схематически, в виде, так сказать, скелета машины, отмечая приблизительно правдоподобно форму рабочих поверхностей пар и указывая всю промежуточную часть звена одной толстой линией.
Здесь дано несколько примеров М.:
«г
Фнг. 1. М. из трех поступательных пар; 1, 2 и 3 суть три поступательные пары; а, b и с суть три звена М., несущия каждое элементы (плоскости) от двух пар. )
Фигура 2. М. из трех винтовых пар: 1, 2 и 3 суть три винтовия пары; а, Ь и с суть три звена М.
) В программы средних технических школ теория М., к сожалению, проникает у нас очень туго (несмотря на полную возможность изложить ее элементарно), и
Эти два примера дают М. с наименьшим возможный ь числом звеньев, так как меньше трех звеньев быть нф может; при двух звеньях или телах мы получим просто кинематическую пару, а не М.
ЛС____ШШЩ
Фнг. 3.
Фигура 3. М. из четырех вращательных пар; зажат нижним звеном в подставке.
Фпг. 4. Схема направляющого М. в индикаторе паровой машины: 4 вращательных пары, оипа поступательная (стержень G, скреплеппый с поршеньком индикатора) и одна высшая пара (цилиндрик S в прорезе С С).
Литература: F. Леииеаих, „Theoretische Kinema-tik“ (1875); его же, „Lehrbuch der Kinematik“, zweiter Band (1900); S. Dunkerley, „Mechanism“ (1905); Mac Cord, „Kinematics“; Schioamb and Merrill, „Elements of Mechanism44; F. Grashof, „Tlieoretische Maschincnlehre, zweiter Band: Theorie der Getriebe und der mechanischen Messinstrumente“; Haton de la Goupilliere, „Trait6 des Mecanismes“ (1864), старое, но и сейчас очень полезное сочипение, гдесобрано много оригинальных М., и имеется масса ценных теоретических замечаний; Н. II. Мерцалов, „Прикладная механика, ч. 1: Теория М.“ (курс Имп. Технич. училища).
А. Сидоров.
в них изучение машин производится путем устаре-дых приемов описания по внешнему виду и несущественным признакам.