Кинематический и силовой анализ рычажного механизма смесителя с избыточной связью

• Автор: Хростицкий, Александр Аркадьевич
• Шифр специальности: 05.02.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 147 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР МЕХАНИЗМОВ С ИЗБЫТОЧНЫМИ СВЯЗЯМИ
1Л. Механизмы с избыточными связями
1.2. Классификация механизмов с избыточными связями
1.2.1. Классификация по способу образования избыточных связей
1.2.2. Классификация по типам избыточных связей
1.3. Механизм пространственного шестизвенника
1.3.1. Особенности конструкции шестизвенника
1.3.2. Обзор работ, посвящённых исследованиям шестизвенника
1.4. Задачи и цели исследований механизмов с избыточными связями
1.4.1. Структурные исследования механизмов
1.4.2. Геометрические исследования механизмов
1.4.3. Кинематические исследования механизмов
1.4.4. Динамические исследования механизмов
1.5. Основные результаты главы. Цели и задачи исследования
2. СТРУКТУРНОЕ, ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ И КИНЕМАТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА С ИЗБЫТОЧНЫМИ СВЯЗЯМИ
2.1. Структурное исследование
2.1.1. Образование кинематической цепи механизма
2.1.2. Деление механизма на структурные группы и определение числа степеней подвижности
2.1.3. Выявление количества и местоположения избыточных связей
2.2. Геометрическое исследование
2.2.1. Геометрическое исследование механизма, находящегося в особом положении
2.2.2. Геометрическое исследование механизма, выведенного из особого положения

2.2.3. Прикладное значение геометрического исследования механизма
пространственного шестизвенника
2.3. Кинематическое исследование
2.3.1. Кинематика механизма с избыточными связями
2.3.2. Кинематика исполнительного органа пространственного шестизвенника
Выводы по главе
3. ДИНАМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА С ИЗБЫТОЧНЫМИ СВЯЗЯМИ
3.1. Статический анализ
3.1.1. Расчёт статически определимого механизма
3.1.2. Расчёт статически неопределимого механизма
3.2. Динамический анализ
3.2.1. Динамический анализ механизма с жёсткими звеньями
3.2.2. Квазистатический анализ механизма с упругими звеньями
Выводы по главе
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЗМА С ИЗБЫТОЧНЫМИ СВЯЗЯМИ
4.1. Определение геометрических параметров механизма
4.1.1. Численное определение геометрических параметров
4.1.2. Экспериментальное определение геометрических параметров
4.2. Определение усилий, действующих в механизме
4.2.1. Методика силового расчёта
4.2.2. Экспериментальное определение силовых характеристик
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время в различных отраслях промышленности, в машиностроении, в технологическом оборудовании находят применение механизмы, имеющие подвижность, несмотря на наличие избыточных связей. Подвижность таких механизмов обусловлена как зазорами в кинематических парах и упругостями звеньев, так и особенностями геометрии кинематической цепи, а именно, определёнными соотношениями между размерами звеньев механизма. Примеры использования указанных механизмов можно найти в сельскохозяйственной технике, полиграфических машинах, смесительном оборудовании и др. Для создания таких специальных механизмов, являющихся механизмами с избыточными связями, необходимо выполнение надлежащих инженерных расчётов, проведение которых классическими методами не всегда представляется возможным.
Проблемам исследований и расчётов механизмов с избыточными связями посвящён ряд работ Л. Н. Решетова, Ф. М. Диментберга, П. Г. Мудрова, Б. В. Шитикова, Р. Брикара и др. В литературе [18], [37], [44], посвящённой исследованиям указанных механизмов, можно найти решение лишь некоторых инженерных задач, как правило, связанных с анализом геометрических и кинематических параметров механизмов. Между тем разработка ответственных машин и механизмов невозможна без решения задач динамики, в частности, силового расчёта.
В процессе изучения специальной научной литературы было установлено, что существует два типа механизмов с избыточными связями. Для первого типа механизмов, имеющих подвижность, не зависящую от соотношений геометрических параметров, существует ряд методик выполнения силового расчёта, изложенных в [35], [53] и других работах. Ко второму типу относятся механизмы, имеющие подвижность только в особом

Звенья 11 И /j могут быть любой величины, в том числе равны нулю. В реальных механизмах удобно изготавливать все звенья одинаковой длины I. На рис. 1.15 представлена кинематическая схема частного случая двойного шарнира, в котором крестовины шарниров Гука А и В (см. рис. 1.14) выполнены в виде звеньев 2 и 4 со скрещивающимися осями вращательных пар В, С и D, Е. Шарниры А и F с параллельными осями закреплены на стойке 0. Звенья 1 и 5 являются кривошипами.
На рис. 1.16 изображена конструктивная схема турбулентного смесителя на основе двойного шарнира Гука. В механизме применяются кинематические пары V класса. Смеситель исполнен в виде рамы, внутри которой располагается перемешивающий барабан (звено, обозначенное /„ и
Рис. 1.16. Конструктивная схема турбулентного смесителя на основе механизма пространственного шестизвенника
соответствующее звену CD на рис. 1.15). Механизм приводится в движение от электродвигателя, установленного на ведущем валу (звено АВ), имеющим угловую скорость со0. Сложное движение барабана (звено CD) способствует