Обоснование методов структурного синтеза, кинематического и кинетостатического анализа механизмов второго семейства

• Автор: Фомин, Алексей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.02.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Новокузнецк
• Количество страниц: 169 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ КЛАССИФИКАЦИОННЫХ ПРИЗНАКОВ ДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЗМОВ
1.1 Основные понятия теории структуры механизмов
1.2 Известные исследования подвижности механизмов от П.Л. Чебышева до В.В. Добровольского
1.3 Семейства механизмов по И.И. Артоболевскому
1.4 Универсальная структурная система профессора Л.Т. Дворникова. Деление кинематических цепей на виды
1.5 Особенности механизмов второго семейства. Постановка задач исследования
2 ОБОСНОВАНИЕ ОСНОВОПОЛАГАЮЩИХ УСЛОВИЙ СУЩЕСТВОВАНИЯ МЕХАНИЗМОВ ВТОРОГО СЕМЕЙСТВА
2.1 Анализ пространств функционирования механизмов второго семейства
2.2 Обоснование видов кинематических пар, которые могут быть применены при синтезе механизмов второго семейства
2.3 Определение полного состава подсемейств, видов и подвидов механизмов второго семейства
2.4 Выводы по главе
3 РАЗРАБОТКА УНИВЕРСАЛЬНОГО МЕТОДА СТРУКТУРНОГО СИНТЕЗА, ПРИЕМОВ КИНЕМАТИЧЕСКОГО И КИ-НЕТОСТАТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА МЕХАНИЗМОВ ВТОРОГО СЕМЕЙСТВА
3.1 Создание алгоритмов структурного синтеза ассуровых механизмов второго семейства
3.1.1 Структурный синтез механизмов с двухпарным базисным звеном (т=2)
3.1.2 Особенности синтеза структур механизмов первого подсемейства с т>
3.1.3 Алгоритм нахождения структур механизмов второго подсе-

мействаст>
3.1.4 Структурный синтез механизмов третьего подсемейства с т>3..
3.1.5 Синтез структур механизмов четвертого подсемейства с г>
3.2 Разработка методов структурного синтеза неассуровых механизмов второго семейства
3.2.1 Поиск структур механизмов пятого подсемейства
3.2.2 Структурное исследование шестого подсемейства
3.2.3 Структурный синтез неассуровых кинематических цепей седьмого подсемейства
3.3 Обоснование приемов кинематического и силового анализа механизмов второго семейства
3.3.1 Отличие кинематических ситуаций в зависимости от пространств функционирования механизмов
3.3.2 Особенности силового анализа механизмов по пространствам
их функционирования
3.4 Выводы по главе
4 ОБОСНОВАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ РАЗРАБОТАННЫХ МЕТОДОВ СТРУКТУРНОГО СИНТЕЗА. КИНЕМАТИЧЕСКОЕ И СИЛОВОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ КРИВЫХ
4.1 Синтез новых механизмов второго семейства
4.2 Кинематическое и силовое исследование «Механизма для воспроизведения пространственных кривых»
4.3 Выводы по главе
Основные выводы
Библиография
Приложение
Приложение
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Ведущей отраслью промышленного развития государства является машиностроение. В последние годы в Российской Федерации проблеме развития машиностроения уделяется особое внимание, поставлены задачи о его коренной модернизации на основе внедрения инновационных подходов. Решение этих важных задач возможно только при использовании результатов новейших научных исследований и, в первую очередь, в теории машин, одним из основных разделов которой является синтез структур механизмов, позволяющих решить, поставленные практикой, технологические задачи.
Настоящая работа посвящена решению задач синтеза структур, кинематического и силового исследования механизмов, отнесенных академиком Артоболевским И.И. ко второму семейству, которые, имея перспективы широкого применения в технике, до настоящего времени оставались практически не исследованными. Такие механизмы имеют возможность функционирования в различных ограниченных пространствах, обладают тем важным качеством, что могут создаваться с меньшим числом звеньев по сравнению с механизмами, работающими в неограниченном декартовом пространстве.
В диссертационной работе впервые изучается существование и особенности функционирования механизмов второго семейства, формулируются и решаются задачи, связанные с их созданием и исследованием. Особое внимание уделяется задаче структурного синтеза ассуровых и неассуровых механизмов, доказывается существование семи подсемейств внутри второго семейства, обосновываются виды и подвиды механизмов, разбираются пространства функционирования механизмов, определяются приемы их кинематического и силового анализа, обосновываются принципиально новые схемы механизмов второго семейства, защищенные патентами Российской Федерации.
Создание методики образования и алгоритмов исследования механизмов второго семейства, ранее практически не исследованных, дает не

IV2(1)=4п-3р5-2р<г-рз=4-3-3 -3-2 -1=1.
На рисунке 1.16 показан пример стержне-винтового механизма [91]. Такие механизмы применяют в разных прессах. Механизм состоит из одного неподвижного звена - стойки 1 и четырех подвижных звеньев - винта 2, гайки 3, шатуна 4 и ползуна 5. Все звенья механизма соединены между собой только парами пятого класса. Винт входит со стойкой во вращательную пару и с гайкой в винтовую пару, шатун образует с гайкой и ползуном вращательные пары, ползун соединяется со стойкой через поступательную пару.
Задавая движение винту 2, гайка 3 начнет вкручиваться на винт, приводя в движение шатун 4, который через вращательную пару звеньев 4-5 принудит выходное звено (ползун 5) двигаться поступательно относительно стойки 1.
На рисунке 1.17 показан пространственный рычажно-винтовой механизм второго семейства [90]. В этом механизме звенья 2 и 3, 3 и 4 образуют вращательные кинематические пары пятого класса. Звенья 7 и 2 образуют винтовую кинематическую пару, а звенья 4 и 5, 5 и 1 - поступательные кинематические пары пятого класса. Геометрические оси кинематических пар 1 и 2, 2 и 3, 3 и 4, 5 и 1 параллельны между собой. Механизм позволяет трансформировать винтовое движение ведущего звена 2 вокруг и вдоль оси А в поступательное движение звена 5 вдоль оси В, параллельной оси А.