Розгляд комбінованих циклових важільних механізмів з програмованою зміною довжини вхідної ланки, які порівняно з існуючими вихідними (кривошипно-повзунними, мальтійськими і кулісними) механізмами, забезпечують розширення їх функціональних можливостей.
Аннотация к работе
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА"доктор технічних наук, професор Ткачук Микола Анатолійович, Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", завідувач кафедри "Теорія і системи автоматизованого проектування механізмів і машин". В дисертації розглядаються комбіновані циклові важільні механізми з програмованою зміною довжини вхідної ланки, які порівняно з існуючими вихідними (кривошипно-повзунними, кривошипно-коромисловими, мальтійськими і кулісними) механізмами, забезпечують розширення їх функціональних можливостей: заданий закон руху вихідної ланки, ділянку сталої швидкості у середині кінематичного циклу вихідної ланки, вистій вихідної ланки у крайніх положеннях, скорочення ходу повзуна у КПМ, зміну часу повороту хреста при конкретному числі пазів, повне зрівноваження сил інерції на вихідній ланці. В дисертації розроблено методи синтезу досліджуваних механізмів за заданими умовами руху вихідної ланки. Разработанные методы синтеза нового семейства механизмов дали возможность получить принципиально новые схемы исследуемых механизмов с полностью уравновешенным выходным звеном: ползуном в кривошипно-ползунном механизме, коромыслом в механизме шарнирного четирехзвеннике, крестом в мальтийском механизме. Combined cyclic lever mechanisms with variable length of input link are examined in the dissertation Comparable to existing initial (slider-crank, crank-and-rocker, Geneva and inversion of slider-crank ) mechanisms, they ensure the expansion of their functionality by: given law of motion of the output link, areas of constant velocity in the middle of the kinematic cycle of the output link, stop of the output link in the extreme positions, reduction of the slider travel in slider-crank mechanism, change of rotation time of the cross with a particular number of grooves, full compensation of inertia forces at the input link.Поява комбінованих багатоланкових важільних механізмів, механізмів з неповнозубими колесами хоча наближено і розвязує поставлену проблему синтезу за заданим законом руху вихідної ланки, однак призводить до ускладнення конструкції, збільшення масогабаритних характеристик та енергомісткості, появи суттєвих інерційних навантажень і, як наслідок, зменшення коефіцієнта корисної дії і надійності функціонування механізму. Ці механізми у порівнянні з існуючими уможливлюють рух вихідної ланки за заданим законом (включаючи вистій і нульове пришвидшення у крайніх положеннях, рух з ділянкою сталої швидкості у середині циклу, розгін і вибіг за необхідними законами). Але відсутність на теперішній час принципів їх побудови, методів синтезу та аналізу не дозволяє розвязувати проблему розроблення комбінованих механізмів зі змінною довжиною вхідної ланки, які би мали у порівнянні з існуючими багатоланковими механізмами менші масогабаритні параметри, більш розвантажені кінематичні пари, відсутність мяких ударів у крайніх положеннях, здатність точно забезпечити задану циклограму роботи механізму. Синтез комбіновані механізми за заданим законом руху вихідної ланки відкриває також нові перспективи у зрівноваженні незрівноваженої маси вихідної ланки. Теоретичні дослідження проводились з використанням методів векторних контурів (при створенні математичних моделей комбінованих механізмів зі змінною довжиною умовного кривошипа), проектування планів (при проведенні аналізу руху комбінованих механізмів), інваріантів подібності в механіці машин (при створенні математичних моделей комбінованих механізмів зі змінною довжиною умовного кривошипа; при синтезі законів періодичного руху), аналітичної та диференційної геометрії (при визначенні кутів тиску і радіусів кривини кулачків, профіль яких задано радіусом-вектором), математичного аналізу функцій багатьох змінних (при розробці методу синтезу кривих за граничними умовами і умовами у середині інтервалу), мінімізації функцій багатьох змінних і мінімаксних методів оптимізації з використанням пакету програм MATLAB (визначення геометричних параметрів комбінованих механізмів, при яких максимальні величини кутів тиску набувають мінімальних значень; визначення законів періодичного руху, для яких при заданій величині швидкості пришвидшення набуває мінімального значення), числового розвязку нелінійних диференційних рівнянь другого порядку із застосуванням програмних пакетів MATLAB (синтез зрівноважувальної системи комбінованого кривошипно-повзунного механізму з однією пружиною; синтез комбінованого механізму мальтійського хреста з полідинамічним законом руху хреста; синтез закону руху зрівноваженого хреста).У першому розділі наводиться узагальнення методів синтезу важільних механізмів за заданими умовами руху вихідної ланки, обґрунтовані недоліки методів синтезу цих механізмів, сформульована мета та задачі дослідження. Тіром, де синтезовано комбінований механізм мальтійського хреста і кривошипно-повзунний механізм (КПМ) зі змінною довжиною умовного кривошипа за умовами руху вихідної ланки за синусоїдним і косинусоїдним