Синтез плоских модульных рычажных механизмов второго класса с выстоями выходного звена по заданной циклограмме с учетом первичных ошибок

• Автор: Борисенко, Игорь Николаевич
• Шифр специальности: 05.02.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 184 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ КИНЕМАТИЧЕСКОГО И ТОЧНОСТНОГО АНАЛИЗА И
СИНТЕЗА МЕХАНИЗМОВ С ВЫСТОЯМИ
1.1. Структурный и кинематический синтез механизмов с выстоями. Анализ теоретической ошибки
ПОЛОЖЕНИЯ ВЫХОДНОГО ЗВЕНА
1.2. Анализ влияния первичных ошибок на точность реальных механизмов
1.3. Точностный синтез рычажных механизмов с выстоями
1.4. Цели и задачи исследования
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДА АНАЛИЗА ОШИБКИ ПОЛОЖЕНИЯ ВЫХОДНОГО ЗВЕНА
МОДУЛЬНЫХ РЫЧАЖНЫХ МЕХАНИЗМОВ ВТОРОГО КЛАССА
2.1. Основные положения метода анализа ошибки положения выходного звена модульных рычажных механизмов
2.2. Расчет частных ошибок положения выходного звена механизмов - модулей
2.2.1. Кривоишпно-коромысловый и двухкоромысловый механизмы-модули
2.2.2. Кривошипно-ползунный и коромыслово-ползунныймеханизмы-модули
2.2.3. Кривошипно-кулисный и коромыслово-кулисный механизмы-модули
2.2.4. Синусный кривошипно-ползунный и синусный коромыслово-ползунный механизмы-модули
2.2.5. Ползунно-коромысловый механизм-модуль
2.2.6. Двухползунный механизм-модуль
2.3. Описание программного обеспечения. Пример расчета ошибки положения выходного звена
2.4. Выводы
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДА РАСЧЕТА ПОГРЕШНОСТЕЙ ХАРАКТЕРНЫХ УГЛОВ
ВЫСТОЕВ
3.1. Постановка задачи. Механизм образования погрешностей характерных углов выстоев
3.2. Аналитический способ приближенного вычисления частных погрешностей характерных углов выстоев
3.3. Другие способы вычисления частных погрешностей характерных углов выстоев
3.3.1. Способ сканирования окрестности характерного угла выстоя
3.3.2. Итерационный способ
3.3.3. Способ прямого вычисления частной погрешности характерного угла выстоя
3.4. Вычисление суммарных и полных погрешностей характерных углов выстоев
3.5. Выводы
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МЕТОДА СИНТЕЗА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИ РАЦИОНАЛЬНЫХ
МЕХАНИЗМОВ С ВЫСТОЯМИ
4.1. Условия точности. Допуски на ошибку положения выходного звена в окрестностях характерных углов выстоев
4.2. Точностный синтез технологически рациональных механизмов с выстоями выходного звена
4.3. Решение задачи синтеза при помощи ЛИ, - поиска
4.4. Выводы
ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
5.1. Разработка методики эксперимента
5.2. Анализ результатов эксперимента
5.3. Выводы
ГЛАВА 6. ТОЧНОСТНЫЙ СИНТЕЗ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ МЕХАНИЗМОВ ЦИКЛОВЫХ МАШИН-
АВТОМАТОВ
6.1. Привод отделяющих присосов самонаклада печатной машины
6.2. Привод дозатора фасовочного автомата
6.3. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. АКТЫ О ВНЕДРЕНИИ
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. ТЕКСТЫ ПРОГРАММ

ВВЕДЕНИЕ
В ряде отраслей промышленности, таких как машиностроительная, полиграфическая, пищевая и др. широко используются цикловые технологические машины-автоматы и манипуляторы, рабочие органы которых совершают возвратновращательные или возвратно-поступательные движения с мгновенными остановками или с остановками конечной продолжительности в одном, либо в двух крайних положениях. Такой характер движения рабочих органов может быть обеспечен с помощью различных технических устройств, в частности, с помощью кулачковых, кулачково-рычажных и рычажных механизмов. Машины-автоматы, спроектированные на базе рычажных механизмов, обладают определенными преимуществами, но до недавнего времени их распространение было ограниченным. Одной из причин этого являлось отсутствие достаточно простых и эффективных методов синтеза многозвенных рычажных механизмов по заранее заданной циклограмме движения рабочего органа.
В последнее десятилетие разработан универсальный метод модульного кинематического синтеза рычажных механизмов по заданной циклограмме с выстоями конечной продолжительности в крайних положениях, получаемыми за счет предельных положений звеньев. Метод позволяет проектировать механизмы с заданной кинематической погрешностью останова выходного звена на интервалах выстоев и математически строгим выполнением заданных длительностей интервалов выстоев и движений.
Создание подобного метода открывает возможности расширения области применения рычажных механизмов в цикловых машинах-автоматах и манипуляторах. Но для успешной реализации этой возможности требуется дополнение разработанного метода кинематического синтеза методикой учета первичных ошибок. В этом случае будет получен эффективный аппарат проектирования рычажных механизмов с выстоями, свойства которых будут в максимальной степени приближены к реальным.
Анализ существующих методов теории точности показал недостаточную проработку вопросов о влиянии первичных ошибок на положение выходных звеньев

характеристиками первичных ошибок и ошибкой положения, то для сложных, многозвенных механизмов, механизмов высоких классов это будет сделать затруднительно, а иногда и вовсе невозможно.
Кроме того, многие численные методы требуют выполнения условия доступности производных: для большинства методов требуется, чтобы целевая функция была дважды непрерывно дифференцируема. Как уже отмечалось, для определенного класса механизмов возникают трудности уже на этапе получения аналитического выражения для целевой функции, следовательно, выполнение условия доступности производных является еще более проблематичным.
Все приведенные в [30, 45] численные методы оптимизации являются методами локальной минимизации. С их помощью можно искать и глобальные минимумы, но лишь в тех исключительных случаях, когда локальное решение автоматически оказывается глобальным, т.е. если достаточно удачно выбрана область пространства параметров, в которых производится поиск минимума целевой функции. Согласно [30], градиентных методов, которые надежно сходились бы к точкам глобальных минимумов при решении многоэкстремальных задач попросту не существует. Другим серьезным ограничением градиентных методов является то, что практически все они предназначены для отыскания оптимального значения лишь одной целевой функции - одного критерия качества. На это есть объективные причины. К математической модели проектируемой системы со стороны численных методов оптимизации предъявляются довольно “жесткие” требования: аналитическое выражение целевой функции, ее дифференцируемость. Поэтому математические модели стремятся создавать по-возможности проще, каким-либо образом выбрав решающий [59, 72] или интегральный [5, 7 ] критерий качества.
Между тем задачи проектирования машин всегда многокритериальны, так как при выборе наилучшего варианта приходится учитывать много различных требований, предъявляемых к машине [61], и среди этих требований встречаются противоречащие друг другу. Чем больше критериев качества вводится в рассмотрение, тем более полную характеристику достоинств и недостатков проектируемого объекта можно получить.