Структурно-кинематический синтез многосвязных зубчатых механизмов на основе методов комбинаторики

• Автор: Муллабаев, Адунис Абдуллинович
• Шифр специальности: 05.02.18
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Оренбург
• Количество страниц: 409 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
1. Состояние вопроса и задачи исследований
2. Обоснование положений теорий оптимального проектирования
передаточных механизмов
2.1. Классификация механизмов, рассмотренных в работе
2.2. Метод «половинного шага» для решения систем нелинейных
алгебраических уравнений
2.3. Постановка первой задачи оптимизации комплектов сменных
элементов и построения структурных сеток для многосвязных коробок передач
2.4. Метод «перемещающихся стрелок» для решения первой задачи
2.5. Дополнительные ограничения, наложенные на коробку
передач от применения связанных шестерён
2.6. Постановка задачи структурно-кинематического синтеза
механизмов сверхмедленных перемещений
3. Построение оптимальных структур механизмов со
сменными элементами
3.1. Классификация механизмов со сменными элементами
3.2. Построение структурных сеток для механизмов со сменными
элементами
3.3. Оптимальные комплекты сменных элементов для разных механизмов
3.4. Сравнение различных механизмов со сменными элементами
4. Структурно-кинематический синтез коробок передач
со связанными шестернями
4.1. Общие вопросы применения связанных шестерен
4.2. Механизмы с одной связанной шестерней
4.3. Механизмы с двумя связанными шестернями
4.4. Синтез коробок передач с тремя и более связанными
шестернями
4.5. Многосвязные коробки с цилиндроконическими передачами
. 4.6. Двойной механизм Нортона
4.7. Расчет коробок передач с помощью приложений
4.8. Синтез механизмов со связанными шестернями на узловом валу
5. Синтез механизмов сверхмедленных перемещений
5.1. Разработка методик расчета кинематических характеристик и
синтеза РЗДГ1П
5.2. Разработка методик расчета кинематических характеристик и
синтеза РЗДВГ
5.3. Теоретическое и экспериментальное определение коэффициента
полезного действия РЗДПП
6. Практическое применение полученных результатов
6.1. Применение оптимальных комплектов сменных элементов
6.2, Возможности применения связанных шестерен в станках
Общие выводы и заключение
Список использованных источников
Приложение А. Двухсвязные механизмы с равномерными структурными сетками
Приложение Б. Двухсвязные механизмы с особыми структурными сетками
Приложение В. Двухсвязные механизмы для быстроходных
станков
Приложение Г. Трёхсвязные коробки передач
Приложение Д. Многосвязные коробки передач с одинаковыми
межосевыми расстояниями
Приложение Е. Многосвязные коробки передач с цилиндроконическими передачами и двойные механизмы Нортона

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. В современных машинах широко используются передаточные механизмы в виде коробок передач и гитар сменных элементов (шестерен, шкивов, звездочек). В связи с отсутствием теории оптимального проектирования механизмов со сменными элементами комплекты сменных элементов в существующих машинах далеки от оптимальных (количество сменных элементов в них завышается до двух раз).
В приводах различных станков, транспортных и других машинах широко распространены дорогостоящие передаточные механизмы в виде коробок передач с зубчатыми колесами. Проведенный анализ показал, что существующие коробки передач в большинстве случаев имеют неоправданно большое число колес и завышенные габариты. Значительного сокращения числа колес, габаритов и улучшения динамических характеристик этих коробок можно добиться применением связанных шестерен.
В приводах машин для реализации медленных перемещений (например, разрывные машины для коррозионно-механических испытаний) требуемые значения скоростей исполнительных органов обеспечиваются последовательным соединением большого числа зубчатых редукторов. Снижение габаритов и массы таких приводов может быть достигнуто применением редукторов с замкнутыми дифференциалами.
В связи с большим объемом производства зубчатых колес снижение их количества в упомянутых выше объектах позволяет обеспечить существенную экономию материальных ресурсов и финансовых средств в машиностроительных отраслях промышленности, что делает проблему оптимизации передаточных механизмов весьма актуальной.
Работа выполнена в рамках общего направления научных исследований кафедры теоретической механики и теории механизмов и машин, кафедры деталей машин и прикладной механики и кафедры металлообрабатывающих станков и комплексов Оренбургского государственного университета по темам «Техникотехнологическое совершенствование машин, элементов конструкций и методов их расчета» и «Оптимальный синтез передаточных механизмов» (номер государственной регистрации №01200316419)
Целью работы является расширение возможностей синтеза структурных и кинематических схем многосвязных зубчатых механизмов путем разработки теории оптимального проектирования на основе методов комбинаторики.
наименьшими. То же самое можно сказать и о коробках подач, находящихся во внешних кинематических цепях /177-179/.
Уравнения (2.23) и условия геометричности ряда частот вращения являются ограничениями на выбор чисел зубьев шестерен. Если же наложить дополнительные ограничения
в] = с;(/ = 1,2
то некоторые шестерни можно заменить одной шестерней. Такие шестерни, участвующие в двух или более передачах, называются «связанными».
Если у редуктора поменять вход и выход, то из него получим мультипликатор. Но при этом передача может заклинить /102/.
Применение связанных шестерен значительно укорачивает валы и количество шестерен. Кинематический синтез коробки передач со связанными шестернями сложнее синтеза «классической» коробки (без связанных шестерен).
2.6 Постановка задачи структурно-кинематического синтеза механизмов сверхмедленных перемещений
Кинематический синтез механизмов для сверхмедленных (но не малых /148Г) перемещений свелась к следующей своеобразной задаче теории чисел /105, 106, 115, 129-131, 135, 136, 156, 180-189, 193/.
В зависимости от класса редуктора с замкнутым дифференциалом (РЗД) функция замедления выходного звена определяется по одной из следующих формул.
Для механизмов группы I:
(2.25)