Анализ и синтез механизмов индифферентной структуры со сложным огибающим движением исполнительного органа

• Автор: Кузнецов, Сергей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.02.18
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Шахты
• Количество страниц: 213 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
РЫЧАЖНО- ОГИБАЮЩИХ МЕХАНИЗМОВ
1.1 Прямолинейно-огибающие механизмы в технике
1.2 Огибание неподвижной прямой линии дугой окружности
2 КИНЕМАТИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ РЫЧАЖНО-ОГИБАЮЩИХ
МЕХАНИЗМОВ
2.1 Приближенный синтез симметричных прямолинейно-
направляющих механизмов
2.2 Метод канонических уравнений в интерполяционном синтезе
направляющих механизмов
2.3 Обобщенный синтез прямолинейно-огибающих механизмов
3 РАЗРАБОТКА РЫЧАЖНЫХ И ЗУБЧАТО-РЫЧАЖНЫХ ОГИБАЮЩИХ МЕХАНИЗМОВ
3.1 Механизмы строительных, дорожных и транспортных машин
3.1.1 Шагающие и плавниковые движители
3.1.2 Щековая дробилка
3.1.3 Круговой огибающий механизм автомобильного тормоза
3.2 Прямолинейно-огибающие механизмы технологических машин
3.2.1 Обжимные прессы
3.2.2 Рычажно-дуговые ножницы
3.2.3 Колебательно-ковочная машина

4. МЕХАНИЗМЫ ИНДИФФЕРЕНТНОЙ СТРУКТУРЫ
4.1 Особенности структуры огибающих механизмов
4.2 Структура замкнутых кинематических цепей с циркуляцией энергии
4.3 Индифферентность структуры неассуровых кинематических цепей
отрицательных порядков
5 СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ РЫЧАЖНО-ОГИБАЮЩИХ МЕХАНИЗМОВ
5.1 Степень аномальности структуры
5.2 Степень иррациональности структуры
5.3 Независимость структурных характеристик
5.4 Линейная модель структурно-кинематической цепи
5.5 Этапы и уровни структурного анализа
5.6 Структура механизмов с гибкими связями
5.7 Класс контура
6 СТРУКТУРНЫЙ СИНТЕЗ РЫЧАЖНО-ОГИБАЮЩИХ
МЕХАНИЗМОВ
6.1 Структурные аномалии и переменность структуры рычажно-огибающих механизмов
6.2 Монадный уровень исследования структуры
6.3 Формализация структурных признаков
6.4 Этапы и алгоритмы структурного синтеза
6.5 Алгоритм изображения структурной схемы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
В современных экономических условиях, требующих интенсификации производства, обеспечение конкурентоспособности отечественной продукции становится делом первоочередной важности. Решение этой задачи невозможно без использования последних научных достижений как в изделиях машиностроительных предприятий, так и в технологических процессах, применяемых для их производства. Создание прогрессивных энергосберегающих технологий и нового, более совершенного оборудования для них, разработка станков й изделий с техническими характеристиками, превосходящими существующие мировые аналоги - вот единственный путь выхода из экономического кризиса. В этой связи возрастает роль фундаментальных исследований в области теории механизмов и машин, направленных на поиск схемных решений, обеспечивающих механизму совокупность определенных, наперед заданных свойств, отвечающих требованиям данного технологического процесса и позволяющих отстроиться от влияния факторов, ненужных или вредных в данных условиях. Таким требованиям, в частности, отвечают рычажно-огибающие механизмы, выходное звено которых совершает сложное движение огибания по отношению к неподвижному элементу и обрабатывает помещенный между ними материал. Уровень конструкторской проработки немногочисленных существующих прямолинейно-огибающих механизмов колебательноковочных машин, ножниц с катящимся резом сдерживается отсутствием научно обоснованных математических моделей и методов структурного и кинематического синтеза, теоретического обоснования структурных свойств “неассуровых кинематических цепей отрицательных порядков” (по терминологии В.В.Добровольского). Индифферентность структуры таких цепей при произвольных размерах звеньев проявляется в невозможности начать движение независимо от величины приложенных к ним движущих сил, при том что все соединения - подвижные. При выполнении определенных

исключительные потенциальные возможности этих механизмов. Он ставит задачу отыскания параметров механизма, при которых шатунная кривая лежала бы между двумя параллельными прямыми, и указывает условия, при которых расстояние между прямыми оказывается минимальным для данных размеров механизма, то есть условие наилучшего лриближения шатунной кривой к прямой линии. Справедливости ради надо отметить, что потенциальные возможности самих прямолинейно-направляющих механизмов в отличие от теории интерполяционного приближения функций оказались сильно преувеличенными: лямбдообразное прямило Чебышева пока не нашло широкого применения в технике даже в качестве основы прямолинейно-огибающего механизма.
Развитию метода П.Л.Чебышева применительно к синтезу направляющих механизмов посвящены работы И.И.Артоболевского,
Н.И.Левитского, С.А.Черкудинова, З.Ш.Блоха, Л.Н.Решетова [16,31,36,46-48]. В настоящее время метод наилучшего приближения используют в синтезе симметричных прямолинейно-направляющих механизмов Н.В.Надеждин [49], В.С.Карелин [50,51,63] и другие авторы. Так, Н.В.Надеждин составляет уравнение схемы эллиптического прямила, или кривошипно-ползунного механизма, используя три интерполяционные точки на интервале приближения, причем вследствие симметричности интервала приравниваются только две координаты направляющей точки - в середине интервала приближения и на его конце. Полученные им диаграммы позволяют проектировать кривошипно-ползунный прямолинейно-направляющий механизм, если входными параметрами являются длина участка приближения, максимальное отклонение траектории направляющей точки от прямой линии и угол размаха кривошипа, соответствующий прямолинейному участку траектории направляющей точки.
В справочнике [63] В.С.Карелина (а также в книге [51]) приведены основные положения теории приближения функций в применении к синтезу