Введение к работе
Актуальность голы. Решение проблем эксплуатационной надеянос-'и существующих кривоюипно-кулиенше механизмов с жесткими звень-гми во многом зависит от оптимальней структурної! схємя,Устранзниб убыточно пало-енких сеязєй обеспечивязт статическую опродзли-юсть механизма, сборку звеньев без натягов, безотказную работу :ри перекосах осей, относительно равномерное распределение усилий іеяду звеньями и кинематическими парами. Однако; оптимизация стру-.туры механизмов с жесткими звеньями часто приводит к их усяокне-ию, сшг:ению нагрузочной способности за счет применения высших инематических пар, увеличению металлоемкости я технологической тоїетости изготовления, наличия зазоров з кинематических пэрах.
Новые кривошишо-кулисные механизмы с гибкими звеньями БОС- -роизводят прлктичаска все движения ях аналогов с.жесткими звань-ми. В них увеличена поперечная база жесткой кулисы, конца кото- ' ой связаны с кривошипом двумя гибкими звеньями (например, троса-я). При этом поперечная база расположена перпендикулярно к тра~ идаонной кулисе и монет быть закреплена к последней жестко или зрнирно.
Несомненными преимуществами новых механизмов являются отсут-гвие зазоров в кинематических парах за счет предварительного надання гибких звеньев и одностороннего контакта элементов кине-личоских пар,, высокая нагрузочная способность за счет возмок-)сти силового замыкания гибких звеньев, высокие значения КПЗ за !ет отсутствия скольжения камня по кулисе. Ударное приложение-ігрузок, неточности сборки и изготовления звеньев могут быть ком-інсировзньї тзкяа предварительным натяжением гибких звеньев.
Таким образом, крпвошипно-кулиенне механизмы с гибкими звень-
ями в замкнутом предварительно напряженном контура имеют широкие перспективные возможности применения в различных отраслях народного хозяйства. Для наиболее рационального их использования необходим правильный выбор оптимальных структурных и динамических параметров работы, что в конечном счете повышает эксплуатационную надежность.и является задачей актуальной.
Объектом исследования являвтоя кривошипно-кулисный механизм с вращавщейоя кулисой и четырьмя гибкими звеньями. Подвижные звенья механизма образуют замкнутый предварительно напряженный контур. Механизм обладает комплексом основных свойств, предлагаемых для нового класса механизмов, имеет широкий спектр конструктивных преобразований и является предметом выявления основных закономерностей структуры кинематических цепей и специфических особенностей динамики нового класса кривошгано-кулисных механизмов с гибкими звеньями в замкнутом предварительно напряженном контуре,
Даль исследования заключается в.установлении основных особенностей образования кинематических цепей кривощипяо-кулисных механизмов с гибкими звеньями и закономерностей динамики кривошипно-кулисного механизма с вращающейся кулисой и четырьмя гибкими звеньями, разработки методики расчета закона движения ведомого аве-ка-кулисы, обусловленной прочность» основных элементов, определении расчетных зависимостей для выбора их параметров и режимов работы при проектировании.
Основные задачи исследования состоят в следующем:
1, Разработка научно-обоснованных методов отруктуряого анали
за и синтеза крявопюпно-кулистах механизмов с гибкими звеньями в
замкнутом предварительно напряженном контуре.
2. Составление я решение дифференциального уравнения свобод
ного вращательного движения кривошипно-кулионого механизма с вра-
щающейая кулисой и четырьмя гибкими звеньями - объекта исследования.
-
Определение частот собственных колебаний исследуемого механизма.
-
Исследование вынужденных колебаний исследуемого механизма прч установившемся движении. :
-
Экспериментальные исследования кривошипно-кулисного механизма с вращающейся кулисой и гибкими звеньями в лабораторных условиях. . -;''. .'."'''
Научная новизна: ...-'./'
-
Разработана классификация базовых однозйенннх групп-контуров нулевой подвижности для кривошипно-кулисных механизмов С ЛКЙ ними звеньями в замкнутом предварительно напряженном контура,
-
На основе формулы Л.П.Малншева определены мзтештяческяо зависимости для структурного синтеза из базовых групп-контуров іулезой подвижности более сложных и многозвенных 'кинематических іепей кривошипно-кулисных механизмов с гибкими звеньями.
-
Виведено дифференциальное уравнение свободного движения српвошипно-кулисного механизма о вращавдейая кулисой я четырьмя ябкими звеньями в замкнутом предварительно напряженном контуре. Ізучена динамика вынужденных колебаний исследуемого механизма в [инамячвской модели машинного Агрегата.
-
Предложены новые самоустанавливающлеся механизмы привода ктивного колебания граблин мотовила уборочных машин, двухножево-о режущего аппарата косилки, фальцующее устройство, кулисные ре-укторы о гибкими звеньями, защищенные авторскими овидетельства-и СССР и патентами РФ и РК.
Практическая ценность:
I. Разработанная классификация базовых однозвенннх групп-кон-
&
туров нулевой подвижности кривошшю-кулисных механизмов с гибкими звеньями, а также методика их структурного анализа и синтеза являются основой для конструкторской практики и позволяют служить ключом к проектированию надежных и долговечных машин и устройств, включающих самоустанавливающиеся разработанные и вновь со здававше кривоиипно-кулисные механизмы с гибкими звеньями.
2. Определены расчетные зависимости для выбора параметров и
режимов работы кривошпно-кулисного механизма с вращающейся кули
сой и четырьмя гибкими звеньями. Доказана его работоспособность
в лабораторных условиях. Разработана лабораторная модель машинного агрегата, содержащая двигатель и нагрузочное устройство, свя занных между собой посредством исследуемого механизма с вращающейся кулиоой.
3. Результаты работы в виде рекламных проспектов, информаци
онных листков, действующих моделей, аналитических обзоров экспо
нировались на выставках НТТМ-83, 90, ВДНХ КазССР, Всесоюзной меж
отраслевой выставка-ярмарке "Изобретения и научно-технический
прогресс" на ВДНХ СССР в 1990 г., тематической выставке АН СССР
"Математика и механика - народному хозяйству" в павильоне "Физи
ка" ВДНХ СССР в 1989 г., республиканской научно-технической выс
тавке конверсионных технологий и промышленной продукции на заво
де им.С.М.Кирова в г.Алмага в 1993 г.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы .докладывались и обсуждались на вевооюэных и республиканских научно-практических конференциях МУиС (Кустанай, 1988; Алма-Ата, 1989-1992; Ставрополь, I991; Гянджа, 1991), на Всесоюзной конференции по проблемам машиностроения Казахстана на этапе перестройки (Павлодар, 1989), на всесоюзных межвузовских научно-практических конференциях профассорско-преподавательского состава (Семина-
латинск, 1990, Ижевск, 1991), на ГУ научно-методическом совеща
нии заведующих кадрами, ведущих лекторов по ТММ вузов респуб
лик Средней Азии и Казахстана (Алма-Ата, 1991), на Всесоюзной
конференции "Механизмы переменной структуры в технике" (Бишкек,
1991), но научной сессии отдаления физико-математЕчеоких наук
НАП РК, посвященной проблемам развития механики и машиностроения
в Казахстане (Алма-Ата, 1992), на научно-производственной конфе
ренции профессорско-преподавательского состова и аспирантов инже
нерных факультетов Казахского сельскохозяйственного института в
1987-1993 гг. ежегодно. . . '
На защиту вшюсятся следующие основний полонення: ",
-
Методика структурного анализа я синтеза кривоиипно-куляс-ных механизмов с гибкими звеньями, основанная на классификации базовых однозеснных групп-контуров нулевой подвижности.
-
Ноеый класс самоустанавливавщихся кривошипно-кулисных'механизмов с гибкими звеньями в замкнутом предварительно напряженном контуре.
-
Новые варианты сэмоустанавливагаихся механизмов с гибкими звеньями для приводов рабочих органов сельскохозяйстввнннх машин, толигряфяческого оборудования, кулисных редукторов, стеклоочистителей транспортных средств.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 47 научных тру-10В, в том число 10 авторских свидетельств на изобретения.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит лэ [ведения, пяти глав и заключения. Основная часть диссертации из-:ожена на 146 страницах машинописного текста, содержащих 84 шо-юстрацяи, 3 таблицы, список использованных источников, включав-ий 100 позицій.