АҢдатпа иінтіректі механизмдерді оптималды күш берілісі критериі бойынша синтездеу

Кіріс және шығыс буындарының қозғалыс заңдылықтары берілген механизмдерді, жоғарғы класты механизмдерді зерттеу және жобалау күрделі болып келеді, әрі көп еңбекті қажет етеді. Қолданылып жүрген механизмдердің оптималды күш берілісі критериі бойынша синтез алгоритмдері мен программалары мұндай механизмдердің барлық зерттеу кезеңдерін қамтымайды.

Осыған байланысты иінтіректі механизмдерді оптималды күш берілісі критериі бойынша синтез әдістері мен программаларын жасау өзекті мәселе болып табылады. Бұл ғылыми мәселені шешудің ғылыми-техникалық маңызы бар.

Зерттеу объектісі болып көп буынды жоғары класты жазық иінтіректі механизмдер болып табылады

Зерттеу әдісі. Кинематикалық синтездеу арқылы механизмнің параметрлеріне кинетостатикалық талдау жүргізе күш берілісін оптималдау әдісін қолданып синтездеу жүргізілді. Анықталған нақты нәтижелер негізінде ең тиімді күш берілісі критериіне сүйене механизмнің тиімді сұлбасы ұсынылды.

Зерттеудің мақсаты: иінтіректі механизмдерді оптималды күш берілісі критериі бойынша синтездеу әдістерін жасау мен программалық пакаттермен қамтамасыз ету.

Жұмыста қойылған мақсатқа сәйкес келесі мәселелер қарастырылып шешілді:

• 
  оптималды күш берілісі критериі бойынша жазық иінтіректі механизмдердің анализі мен синтезіне әдеби шолу жасау және механизмдердің синтез есебін қою;
  
• 
  иінтіректі механизмдердің динамикалық синтезінің заманауи әдістерін және кіріс буынынан шығыс буынына күш берілісінің оптимизациясын зерттеу;
  
• 
  иінтіректі механизмдердің оптималды күш берілісі критерилерін дәлелдеу, тұжырымдау және белгілеу;
  
• 
  оптималды күш берілісі критериі бойынша төрт буынды жазық иінтіректі механизмдердің синтездеу әдістерін жасау;
  
• 
  оптималды күш берілісі критериі бойынша ІІ және ІІІ класты алты буынды жазық иінтіректі механизмдердің синтездеу әдістерін жасау
  
• 
  жазық иінтіректі механизмдерді оптималды күш берілісі критериі бойынша синтездеу алгоритмдерін жасау және межелі функцияны минимизациялаудың бағдарламасын құру;
  
• 
  жасалынған синтез алгоритмдердің нақты механизмдерді шешуде жұмысқа қабілеттілігі мен тиімділігін тексеру.
  

• 
  жазық иінтіректі механизмдердің кинематикалық және динамикалық синтездеу және кіріс буынынан шығыс буынына күш берілісінің оптимизациялау критериіне сүйенген әдістері жасалды;
  
• 
  төрт және алты буынды жоғарғы класты иінтіректі механизмдердің күш берілісі критерилері анықталды;
  
• 
  оптималды күш берілісі критериі бойынша төрт буынды бастапқы кинематикалық тізбектердің (БКТ) және олардың модификацияларының кинематикалық синтездеу есептері құрастырылып оларды шешу әдістері жасалды;
  
• 
  айналмалы жұпты бастапқы кинематикалық тізбектердің және олардың модификацияларын қолдануға негізделген, кіріс және шығыс буындарының қозғалыс заңдылықтары берілген жазық иінтіректі механизмдердің жалпы синтездеу әдісі жасалынды;
  
• 
  оптималды күш берілісі критериі бойынша төрт және алты буынды иінтіректі механизмдерді синтездеу әдістері жасалынды;
  
• 
  Fortran бағдарламасын қолдану арқылы төрт және алты буынды механизмдер негізінде оптималды күш берілісі критериі бойынша иінтіректі механизмдерді синтездеу бағдарламасы жасалынды.
  

Диссертациялық жұмыстың практикалық және теориялық маңыздылығы.

Оптималды күш берілісі критериі бойынша, кіріс және шығыс буындарының қозғалыс заңдылығы берілген жазық иінтіректі механизмдердің зерттелінген құрылымдық-кинематикалық синтез әдістері белгісіз қасиеттері бар жобалаудың ғылыми негізі бола алады. Сондықтан да әртүрлі кинематикалық жұптары бар тұйықталмаған төртбуынды бастапқы кинематикалық тізбек пен олардың модификациялары негізінде, кіріс және шығыс буындарының қозғалыс заңдылығы берілген иінтіректі механизмдердің бір мезетте құрылымдық және кинематикалық синтездеу әдісі инженерлік практикада және жобалауда кеңінен қолданыс табады.

Оптималды күш берілісі анықтамасы бойынша механизмдер синтезінде әртүрлі кинематикалық жұптары бар тұйықталмаған бастапқы кинематикалық тізбектер мен олардың модификациялары үшін синтездің бір межелі функциясын қолдану ұсынылған.

Иінтіректі механизмдердің құрылымдық-кинематикалық синтездеу процессін берілген N-орындары бойынша автоматизациялау мүмкіндігін беретін алгоритмдер мен бағдарламалар кешені өндіріс кәсіп орындарының, ғылыми зерттеу мен жобалау институттарының инженерлік техникалық мамандары қолдана алады.

Зерттеу нәтижелерінің басылымдарда жарық көруі. Диссертацияның негізгі мазмұны бойынша 10 ғылыми жұмыс жарық көрді, оның ішінде 3-еуі ҚР БжҒМ нің Білім және ғылым саласындағы бақылау комитеті ұсынған ғылыми басылымдарда, 3-еуі сәйкесінше РИНЦ, Scopus және нөлдік емес импакт-факторы бар Thomson Reuters мәліметтер базасына кіретін басылымдарда жарияланды. Бір әдістемелік нұсқау жазылды.

АННОТАЦИЯ

диссертации на соискание ученой степени доктора философии PhD

по специальности: 6D071200 – Машиностроение

Создание новых механизмов с заданными законами движения входного и выходного звеньев, механизмов высоких классов являются сложными и трудоемкими так же, как и их исследования и конструктирования. Применяющиеся алгоритмы и программы синтеза механизмов по критерию наилучшей передачи сил не охватывают все этапы исследования таких механизмов.

• 
  литературный обзор на тему анализ и синтез плоских рычажных механизмов по критерию наилучшей передачи сил и постановка задачи по синтезу механизмов;
  
• 
  изучение современных методов динамического синтеза рычажных механизмов и оптимизации передачи силы от входного звена к выходному;
  
• 
  обоснование, вывод и обозначение критериев наилучшей передачи силы в рычажных механизмах;
  
• 
  разработка методов синтеза четырехзвенных рычажных механизмов по критерию наилучшей передачи силы;
  
• 
  разработка методов синтеза шестизвенных рычажных механизмов ІІ и ІІІ класса по критерию наилучшей передачи силы;
  
• 
  разработка алгоритмов синтеза плоских рычажных механизмов по критерию наилучшей передачи сил и программная реализация минимизации целевой функции;
  
• 
  проверка работоспособности и эффективности разработанных алгоритмов синтеза на решении реальных задач.
  

• 
  разработаны методы кинематического и динамического синтеза плоских рычажных механизмов по критерию наилучшей передачи сил;
  
• 
  определены критерии передачи сил четырехзвенных и шестизвенных рычажных механизмов высоких классов;
  
• 
  сформулированы задачи кинематического синтеза четырехзвенных исходных кинематических цепей и их модификаций по критерию наилучшей передачи силы и разработаны методы решения этих задач;
  
• 
  разработан общий метод синтеза плоских рычажных механизмов по заданным законам движения входного и выходного звеньев, основанный полностью на использовании ИКЦ с вращательными парами и их модификаций;
  
• 
  разработаны методы синтеза четырехзвенных и шестизвенных рычажных механизмов по критерию наилучшей передачи силы;
  
• 
  разработана программа синтеза рычажных механизмов по критерию наилучшей передачи силы на базе четырехзвенных и шестизвенных групп с использованием программы на языке Fortran.
  

• 
  Разработаны методы структурно-кинематического синтеза плоских рычажных механизмов по заданным положениям входного и выходного звеньев механизма с определением наилучшей передачи сил является научной основой проектирования с ранними неизвестными свойствами. Поэтому метод одновременно производящий и структурный и кинематический синтез плоских рычажных механизмов по заданным законам входного и выходного звеньев механизма на основе незамкнутой четырехзвенной исходной кинематической цепи и их модификации с вращательными и поступательными кинематическими парами широко применяется в инженерной практике и в проектировании.
  
• 
  Предложено использовать в синтезе механизмов одну и ту же целевую функцию синтеза для незамкнутой ИКЦ и их модификации с различными кинематическими парами с определением наилучшей передачи сил.
  
• 
  Комплекс алгоритмов и программ, позволяющих в значительной степени автоматизировать процесс структурно-кинематического синтеза рычажных механизмов по заданным N-положениям могут быть использованы специалистами промышленностей, научно-исследовательских институтов и институтов проектирования.
  

Designing of new mechanisms with the given law of input and output links and mechanisms of high classes is difficult and laborious as well as their research and construction. The used algorithms and programs of synthesis by optimal force transmission criteria of mechanisms do not include all steps of researches of these mechanisms.

• 
  Object of research. Multilinked planar linkage mechanisms of high class.
  

• 
  literature review on analysis and synthesis of planar linkage mechanisms by optimal force transmission criteria and formulation of mechanism synthesis problem;
  
• 
  to study dynamic synthesis methods of linkage mechanisms and optimization of force transmission from input link to output link;
  
• 
  to justify and derive criterias of optimal force transmission in linkage mechanisms;
  
• 
  development of synthesis methods of four-linked linkages by optimal force transmission criteria;
  
• 
  development of synthesis methods of II and III class six-linked linkages by optimal force transmission criteria;
  
• 
  development of algorithms for the synthesis of planar linkage mechanisms by optimal force transmission criteria and program implementation to minimize the objective function;
  

• 
  developed methods of kinematic and dynamic synthesis of plane linkage mechanisms by optimal force transmission criteria;
  
• 
  stated criteria of force transmission for four and six-linked linkage mechanisms of high class;
  
• 
  problems of kinematic synthesis of four-linked initial kinematic chains and their modifications by optimal force transmission were formulated and developed solution methods of these problems;
  
• 
  a general method of planar linkages for given laws of motion of input and output links which based on the use of IKC with rotational pairs and their modifications were developed;
  
• 
  methods of synthesis of four and six-linked linkages by optimal force transmission were developed;
  
• 
  on the bases of four-linked and six-linked groups using by Fortran software program the synthesis programs of linkages by optimal force transmission were developed.
  

• 
  methods of structural and kinematic synthesis of planar linkage mechanisms for given position of input and output links of the mechanism with definition of the optimal force transmission were developed. That is a scientific basis for designing with earlier unknown properties. That’s why the method for simultaneously producing structural and kinematic synthesis of planar linkage mechanisms with the given law of input and output links of mechanism on the basis of an open four-linked initial kinematic chain and their modification with rotational and translational kinematic pairs is widely used in practical engineering and designing;
  
• 
  suggested to use in synthesis of mechanisms the same objective function is used for open IKC and their modifications with different kinematic pairs with optimal force transmission definition ;
  
• 
  a set of algorithms and programs that allow to significantly automate process of structural and kinematic synthesis of linkages for given N -positions can be used be expert of industry, research institutes and institute of design.