Введение к работе
Актуальность проблемы. Цикловые технологические машины-автоматы и манипуляторы, рабочие органы которых совершают движения с выстоями, находят широкое применение в промышленности. В некоторых случаях такие машины, -спроектированные на базе рычажных механизмов, обладают определенными преимуществами, но до недавнего времени их распространение было ограниченным. Одной из причин этого являлось отсутствие простых и эффективных методов синтеза многозвенных рычажных механизмов по заданной циклограмме.
К настоящему времени благодаря работам ряда ученых созданы методы модульного кинематического синтеза рычажных механизмов по заданной циклограмме с выстоями, получаемыми за счет предельных положений звеньев, что открывает возможности расширения области применения рычажных механизмов в цикловых машинах-автоматах и манипуляторах. Для успешной реализации этой возможности требуется дополнение разработанного метода кинематического синтеза методикой учета первичных ошибок. В этом случае будет получен эффективный аппарат проектирования рычажных механизмов свыстоями, свойства которых будут в максимальной степени приближены к реальным. Поэтому создание метода синтеза рычажных механизмов по заданной циклограмме с учетом первичных ошибок является актуальной задачей.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом госбюджетных научных исследований ОмГТУ (тема МФ 29/2-97 "Оптимизационный синтез рычажных механизмов с выстоями как управляющих кинематических цепей исполнительных устройств цикловых машин-автоматов и манипуляторов").
Цель работы заключается в разработке методов точностного анализа и синтеза плоских модульных рычажных механизмов второго класса свыстоями выходного звена, реализующих заданную циклограмму с требуемой точностью при максимально возможных допусках первичных ошибок.
Научную новизну имеют:
метод расчета ошибки положения модульных рычажных механизмов;
способ замещающего механизма для расчета частных ошибок положения плоских четырехзвенных рычажных механизмов-модулей второго класса, вызванных первичными ошибками;
математическое обоснование назначения более жестких допусков на первичные ошибки последних присоединяемых модулей;
аналитические и численные способы расчета погрешностей характерных углов ныстоев;
установление основных свойств погрешностей характерных углов выстоев;
выявление исходных условий точности при точностном синтезе модульных рычажных механизмов с выстоями выходного звена;
- метод синтеза технологически рациональных модульных механизмов.
Методы исследования. Работа выполнена комплексным методом, включающем
теоретические и экспериментальные исследования. Теоретические исследования проводились на основании использования фундаментальных положений теории механизмов и машин, теории точности, теории регулировок, теории размерных цепей, математики. Экспериментальные исследования проводились с целью проверки разработанного метода анализа ошибки положения на стенде с использованием стандартных контрольно-измерительных средств и специально разработанного оборудования. Решение ряда задач основано на математическом и физи-
ческом моделировании. При получении расчетных и обработке экспериментальных данных использовалась вычислительная техника. Практическая ценность работы заключается:
в разработке методики анализа точностных характеристик модульных механизмов с выстоями и методики точностного синтеза технологически рациональных механизмов указанного типа с учетом первичных ошибок;
в создании алгоритма и пакета прикладных программ для автоматизированного точностного анализа и оптимизационного синтеза рычажных механизмов второго класса по заданной циклограмме с учетом первичных ошибок.
Реализация работы. Основные результаты диссертационной работы использованы при создании механизма привода отделяющих присосов самонаклада печатной машины и механизма привода дозатора расфасовочно-упаковочного автомата жидких продуктов, а также в учебном процессе, о чем свидетельствуют соответствующие акты.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на заседании филиала Семинара РАН по ТММ (Новосибирск, 1998 г.), на II международной научно-технической конференции "Динамика систем, механизмов и машин" (Омск, 1997 г.), а также на научно-технических конференциях и на кафедре "Автоматизация и робототехника" ОмГТУ.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ автора.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы, включающего 108 наименований, и приложений. Основной текст изложен на 163 машинописных страницах, поясняется 56 рисунками и 9 таблицами. Общий объем диссертации с приложениями составляет 184 стр.