Геометричне моделювання взаємоспряжених профілів роторів і корпусів як обвідних сім’ї трохоїд - Автореферат

Знайти адекватний опис профілю корпуса і ротора можливо лише за допомогою геометричного моделювання різновидів обкатки планетарним механізмом. Метою дослідження є створення теоретичної бази для алгоритмів геометричного моделювання форми профілів роторів і корпусів виробів класу роторних двигунів або компресорів, принцип дії яких базується на схемах планетарних механізмів. Предметом дослідження є спосіб складання алгоритмів геометричного моделювання та аналітичного опису профілів корпусів та роторів трохоїдних ротаційних машин, взаємне переміщення яких здійснюється за схемою планетарного механізму. Наукову новизну роботи має метод визначення взаємоспряжених кривих, складовими якого є способи точного опису із залученням функцій комплексної змінної: двох обвідних сімї кривих, утворених у результаті обкатки епітрохоїдою за схемою планетарного механізму; двох обвідних сімї кривих, утворених у результаті обкатки гіпотрохоїдою за схемою планетарного механізму; та класифікації на рівні аналітичних віразів сімї профілів роторів і корпусів виробів класу роторних двигунів або компресорів в залежності від відношення радіусів ділильних кіл планетарного механізму. Логічним буде вважати, що коли профілю корпусу надати форму зовнішньої обвідної, то профілем ротора слід обрати початкову епітрохоїду, а якщо профіль корпусу матиме форму початкової епітрохоїди, то профіль ротору збігатиметься з внутрішньою обвідною.У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове розвязання задачі, що полягає в розробці методу складання алгоритмів геометричного моделювання профілів роторів і корпусів виробів класу трохоїдних ротаційних машин (роторних двигунів внутрішнього згоряння або компресорів), принцип дії яких базується на схемах планетарних механізмів. Зроблено огляд методів профілювання виробів класу класу трохоїдних ротаційних машин (роторних двигунів і компресорів) способом обкатки. Із залученням функцій комплексної змінної розроблено метод точного опису обвідних сімї кривих, утворених в результаті обкатки епітрохоїди або гіпотрохоїди. Розроблено алгоритми визначення обвідних сімї кривих, утворених в результаті обкатки фігури планетарним механізмом. Результати впроваджено в НВО „Медтехніка” при проектуванні насосів для апаратів „штучне серце” і „штучна нирка”, в НВО АВТОЗАЗ при модернізації масляних насосів і двигунів Ванкеля, та у навчальний процес АПБУ при вивченні теми „Конструкції пожежних мотопомп”.

У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове розвязання задачі, що полягає в розробці методу складання алгоритмів геометричного моделювання профілів роторів і корпусів виробів класу трохоїдних ротаційних машин (роторних двигунів внутрішнього згоряння або компресорів), принцип дії яких базується на схемах планетарних механізмів. Ці дослідження проводяться з метою виявлення раціональних значень параметрів обкатки, що забезпечило б ефективне впровадження розроблених алгоритмів.

При цьому отримані результати, що мають наукову і практичну цінність.

1. Зроблено огляд методів профілювання виробів класу класу трохоїдних ротаційних машин (роторних двигунів і компресорів) способом обкатки.

2. Розроблено математичне забезпечення процесів обкатки за схемами планетарних механізмів.

3. Із залученням функцій комплексної змінної розроблено метод точного опису обвідних сімї кривих, утворених в результаті обкатки епітрохоїди або гіпотрохоїди.

4. Розроблено алгоритми визначення обвідних сімї кривих, утворених в результаті обкатки фігури планетарним механізмом.

5. Розроблено алгоритми профілювання виробів класу трохоїдних ротаційних машин шляхом взаємної обкатки епітрохоїд або гіпотрохоїд.

6. Для перевірки вірогідності розглянутого методу розвязано ряд тестових прикладів з відомими або прогнозованими розвязками.

7. Результати впроваджено в НВО „Медтехніка” при проектуванні насосів для апаратів „штучне серце” і „штучна нирка”, в НВО АВТОЗАЗ при модернізації масляних насосів і двигунів Ванкеля, та у навчальний процес АПБУ при вивченні теми „Конструкції пожежних мотопомп”.

Основні положення дисертації опубліковано у таких роботах

1. Васильєв О.Б. Геометричне моделювання результату обкатки відрізка планетарним механізмом // Прикладна геометрія та інженерна графіка. Київ: КНУБА, 2003. Вип. 72. - С. 209-214

2. Васильєв О.Б. Профілювання корпусу двигуна Ванкеля в результаті обкатки трикутником Релло // Праці Таврійської державної агротехнічної академії. Мелітополь: ТДАТА, 2003. Вип. 4. - Т. 19. - С. 109 - 113

3. Васильєв О.Б. Визначення залежності між параметрами при моделюванні обкатки планетарним механізмом // Праці Таврійської державної агротехнічної академії. Мелітополь: ТДАТА, 2003. Вип. 4. - Т. 18. - С. 118-121

4. Найдиш А.В., Васильєв О.Б. Метод визначення параметра для переводу гіпоциклоїди в її канонічне положення // Праці Таврійської державної агротехнічної академії. Мелітополь: ТДАТА, 2002. Вип. 4. - Т. 17. - С. 49-52

5. Васильєв О.Б. Геометричне моделювання взаємоспряжених профілів ротора і корпусу двигуна Ванкеля. - Харків: ВКФ „Гриф”. - 2002. - 18 с.

6. Васильєв О.Б. Геометричне моделювання взаємоспряжених елементів ротаційних машин гіпотрохоїдного типу. -Харків: ВКФ „Гриф”. - 2002. - 20 с.

7. Рева В.Г., Васильєв О.Б. Опис та класифікація взаємоспряжених кривих як профілів деталей ротаційних машин. - //Геометричне та компютерне моделювання. Харків: ХДУХТ, 2003. Вип. 3. - С. 87-91

8. Ларін О.М., Васильєв О.Б. Метод опису профілю ротора двигуна Ванкеля рівнянням у неявному вигляді F(x, y) = 0. - Автомобільний транспорт: проблеми і перпективи. Матеріали 6 міжн. наук.-техн. конференції. - Сев.НТУ: Севастополь, 2003. - С. 36-39

9. Васильєв О.Б., Соколов Д.Л. Формоутворення профілю корпусу двигуна Ванкеля обкаткою трикутником Релло. - Автомобільний транспорт: проблеми і перпективи. Матеріали 6 міжн. наук.-техн. конференції. - Сев.НТУ: Севастополь, 2003. - С. 117-121