Введение к работе
Актуальность работы. Роликовинтовые механизмы (РВМ) планетарного движения широко используются в составе приводов различного назначения (специальная техника, станки, арматура, авто- и авиастроение) вследствие высокой надежности, долговечности, жесткости, КПД и широкого диапазона кинематической передаточной функции (КПФ). Большая гамма данных механизмов, используемых в составе электромеханических приводов, позволяет последним успешно конкурировать с гидравлическими и пневматическими устройствами. Однако использование РВМ в составе прецизионных приводов поступательного перемещения во многом сдерживается нестабильностью КПФ. Это относится к устройствам медицинского назначения (аппараты для чрескостного остеосинтеза, приводы протезов), рулевым приводам судоходной и авиационной техники, регулирующей арматуры и т.д. Для этих механизмов необходима высокая стабильность перемещения выходного звена. В существующих исследованиях стабильности КПФ РВМ большое внимание уделяется зависимостям от погрешностей изготовления и сборки передач. Однако большинство РВМ являются фрикционными передачами, в которых наиболее значимым фактором нестабильности КПФ является изменение фрикционных параметров в сопряжениях. Следовательно, необходимы исследования стабильности КПФ РВМ в зависимости от фрикционных и геометрических параметров в контакте.
Цель работы. Целью работы является повышение фрикционной стабильности кинематических характеристик РВМ и разработка методов проектирования РВМ с высокой стабильностью КПФ.
Для достижения этой цели необходимо решить следующие основные задачи:
-
Разработка и анализ математической модели фрикционной стабильности КПФ РВМ.
-
Разработка показателей фрикционной стабильности КПФ РВМ.
-
Разработка методов повышения стабильности КПФ РВМ на базе полного и неполного зубчатых замыканий.
-
Экспериментальное исследование стабильности КПФ РВМ.
-
Разработка методов автоматизированного проектирования РВМ с высокой стабильностью КПФ.
Научная новизна работы заключается в следующем:
предложены показатели и критерии фрикционной стабильности РВМ;
получены аналитические и численные зависимости для определения кинематических параметров РВМ с учетом нестабильности фрикционных характеристик;
определено множество фрикционно стабильных РВМ в классе технологически реализуемых фрикционных РВМ.
Практическая ценность работы заключается в следующем:
предложенные критерии фрикционной стабильности КПФ позволяют разрабатывать фрикционные РВМ с требуемой кинематической точностью;
разработанные методики и программы позволяют автоматизировать расчет и проектирование фрикционных РВМ с заданными кинематическими характеристиками.
Реализация результатов. Полученные результаты использовались при разработке ряда исполнительных механизмов электромеханических приводов: регулирующей арматуры и рулевых приводов катеров для ФГУП НПО «Аврора» (г. С.-Петербург), сервоприводов авиационного кресла VIP-салона пассажирского самолета для ООО «Фирма АККО» (г. Москва).
Результаты работ использованы при выполнении 2 госбюджетных НИР: ГБ-275 «Разработка методов проектирования зубчато-винтовых механизмов с поступательным перемещением выходного звена» и ГБ-285 «Разработка и проектирование моноблочных мехатронных рулевых приводов летательных аппаратов с высокими динамическими характеристиками» но МНТП Минобразования РФ «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» и 1 хоздоговорной НИР № 2721/02 «Разработка мехатронных приводов кресла авиационного пассажирского» с 0 0 0 «Фирма АККО» (г. Москва).
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международной научно-практической конференции «Компьютерные технологии в науке, производстве, социальных и экономических процессах» (Новочеркасск, 2000 г.); I и II Международных научно-технических конференциях «Актуальные проблемы машиностроения» (Владимир, 2001, 2002 гг.); научно-технической конференции «Проблемы машиностроения на современном этапе» (Владимир, 2003 г.); VI Международной научно-технической конференции «Физика и радиоэлектроника в медицине и технологии» и I Всероссийской научно-технической конференции «Мехатроника, автоматизация, управление» (Владимир, 2004 г.), Ш междисциплинарной конференции с международным участием «НБИТТ-21» (Петрозаводск, 2004 г.).
Публикации. По материалам, изложенным в диссертации, опубликовано 8 работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и приложения. Общий объем страницы машинописного текста, включая 80 рисунков и графиков на 76 страницах, 44 таблицы. Список использованной литературы содержит наименований. Приложение состоит из 1 листа, содержит акт внедрения результатов работы.
