Динамический синтез кулачковых механизмов с учетом контактного взаимодействия элементов высшей пары
Диссертация
Во второй главе диссертации составлены математические модели движения толкателя кулачкового механизма с учетом упругого контактного взаимодействия элементов высшей пары. Показано, что реакция связи и упругое сближение в этом соединении могут быть связаны различными зависимостями. В общем случае это нелинейное и неявное описание, составленное на основе формул контактного взаимодействия, приводимых… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Состояние вопроса синтеза кулачковых механизмов с учетом реальных свойств
- 1. 1. Сведения о развитии методов проектирования кулачковых механизмов и изучении их свойств
- 1. 2. Контактная задача и направления её развития применительно к механизмам с высшими парами
- 1. 3. Задачи, решаемые в диссертации
- Глава 2. Математические модели движения толкателя кулачкового механизма с учетом упругого контактного взаимодействия элементов высшей пары
- 2. 1. Уточнение задачи. Основные допущения
- 2. 2. Дифференциальные уравнения движения толкателя и их компоненты
- 2. 3. Расчет исходных данных применительно к решению дифференциального уравнения движения толкателя с учетом контактного взаимодействия элементов высшей пары (первое приближение)
- 2. 3. 1. Геометрическое описание кулачкового механизма
- 2. 3. 2. Механические и массовые характеристики механизма и его силовое нагружение
- 2. 3. 3. Расчет приведенного коэффициента жесткости применительно к упруговязкой модели
- 2. 4. Анализ влияния параметров механизмов на величины характеристик деформации приведенного коэффициента жесткости соединения кулачок-толкатель
- 2. 4. 1. Механизм с плоским толкателем
- 2. 4. 2. Механизм с роликовым толкателем
- 2. 5. Выводы по главе
- Глава 3. Динамика кулачковых механизмов при учете упругого контактного взаимодействия элементов высшей пары
- 3. 1. Анализ влияния упругого сближения элементов высшей пары на динамику механизма при осредненном значении коэффициента жесткости
- 3. 2. Решение дифференциального уравнения движения плоского толкателя при переменном коэффициенте жесткости элементов высшей пары для фазы удаления
- 3. 2. 1. Решение дифференциального уравнения для случая, когда Л.(к) величина переменная
- 3. 2. 2. Учет демпфирования сопровождающих колебаний в упругом соединении кулачек — плоский толкатель
- 3. 3. Анализ установившегося движения механизма с плоским толкателем при переменном коэффициенте жесткости элементов высшей пары
- 3. 4. Параметрическое возбуждение в механизме с плоским толкателем при переменном коэффициенте жесткости элементов высшей пары
- 3. 5. Динамика кулачкового механизма с роликовым толкателем при учете контактного взаимодействия элементов высшей пары
- 3. 5. 1. Особенности моделирования движения кулачкового механизма с роликовым толкателем при учете упругого сближения элементов высшей пары
- 3. 5. 2. Анализ влияния упругого сближения элементов высшей пары кулачкового механизма с роликовым толкателем на законы движения толкателя
- 3. 6. Выводы по главе
- Глава 4. Экспериментальное исследование контактного взаимодействия элементов высшей пары кулачок-толкатель
- 4. 1. Задачи и объект экспериментального исследования
- 4. 2. Методика и средства экспериментального определения ускорения толкателей с различной жесткостью контактной пары кулачок-толкатель
- 4. 3. Результаты проведенного эксперимента
- 4. 3. 1. Анализ законов движения, задаваемых профилем кулачкового механизма топливного насоса
- 4. 3. 2. Анализ результатов эксперимента
- 4. 4. Выводы по главе
Список литературы
- Алехина Г. Б., Кузнецов Э. А., Рыбникова Е. В., Рыбников Г. Л., Швецов В. Т. К синтезу кулачковых механизмов на ЭВМ: монография //Под общ. ред. В. Т. Швецова. — Омск: ОТИИ, 2005. 246 с.
- Алехина Г. Б., Швецов В. Т. Алгоритмы автоматизированного синтеза кулачковых механизмов по заданной долговечности.// Деп. в ВИНИТИ № 3707-В99 Деп. Омск, 1999. — 25 с.
- Алехина Г. Б., Швецов В. Т. Критерии синтеза кулачковых механизмов, их согласие и противоречивость.// Деп. в ВИНИТИ № 3406-В99 Деп. Омск, 1999. — 19с.
- Алехина Г. Б., Швецов В. Т. Синтез кулачковых механизмов по заданному мгновенному коэффициенту полезного действия. Омск: Изд-во ОмГТУ, 1999.
- Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. М: Наука, 1988. — 640 с.
- Артоболевский И.И., Левитский Н. И., Черкудинов С. А. Синтез плоских механизмов. М.: Физматгиз, 1959. — 1084 с.
- Беляев Н.М. Местные напряжения при сжатии упругих тел// Сб. статей «Инженерные сооружения и строительная механика» Л.: Изд-во «Путь», 1924.
- Беляев Н.М. К вопросу о местных напряжениях в связи с сопротивлением рельсов смятию.// «Труды ЛИИПС». Л.: 1929. Вып. 99.
- Белецкий В.Я. О расчете наименьших размеров центральных и смещенных кулачковых механизмов// Тр. Одесского технологического института. -Одесса: изд-во ОТИ, 1955. Т.7.
- Вейц В.Л. Динамика машинных агрегатов. Л.: Машиностроение, 1969. — 368 с.
- З.Воробьев Ю. В. Аналитические критерии долговечности и оптимальное проектирование кулачковых механизмов// Тезисы докладов Всесоюзного совещания по методам расчета механизмов машин-автоматов. Львов, 1976. -С. 21−22.
- Н.Воробьев Ю. В., Воробьева Н. В., Угланова О. В. Применение полимерных покрытий для повышения износостойкости высшей пары применительно к кулачковым механизмам. Львов: изд-во УПИ, 1979. С. 100.
- Воробьева Н. В. Исследование напряженного состояния полимерных покрытий тел качения и расчет толщины покрытий/ Тезисы докладов Всесоюзного совещания по методам расчета механизмов машин-автоматов. Львов: изд-во УПИ, 1979. 100 с.
- Воскресенский М.И. Проектирование кулачковых механизмов цифровыми вычислительными машинами. М.: Машиностроение, 1967. — 128 с.
- Воскресенский М.И. Об алгоритмах проектирования кулачковых механизмов// Сб. «Анализ и синтез механизмов». М.: Машиностроение, 1969.
- Воскресенский М.И. Машинный метод проектирования оптимальных кулачковых механизмов с заданной прочностью и долговечностью// Сб. «Теория механизмов и машин». Харьков: Изд-во ХГУ, 1972. — Вып. 13.
- Вульфсон И.И., Коловский М. З. Нелинейные задачи динамики машин. JL: Машиностроение, 1968. — 281 с.
- Вульфсон И.И. Динамика упругого толкателя при учете демпфирования// Сб. «Теория механизмов и машин», изд-во АН СССР, 1963. С. 94−95.
- Вульфсон И.И. Исследования в области динамики цикловых механизмов машин текстильной и легкой промышленности.// Докторская диссертация. -Л, 1970.
- Вульфсон И.И., Орестова А. В., Преображенская М. В. Аналитический метод синтеза кулачкового механизма при использовании ЭВМ. С-Петербург, 1990.-37 с.
- Вульфсон И.И. Динамические расчеты цикловых механизмов. Л.: Машиностроение, 1976. — 328 с.
- Вибрации в технике. Справочник.Т. 1. Колебания линейных систем// Под ред. В. В. Болотина. М.: Машиностроение, 1978. — 352 с.
- Галин Л.А. Контактная задача теории упругости и вязко упругости. — М.: Наука, 1980.-182 с.
- Горячева И.Г., Добычин М. Н. Контактные задачи в трибологии. М.: Машиностроение, 1988.-256 с.
- Геронимус Я.Л. О законе подъема с наименьшим пиком ускорений// Труды семинара по теории механизмов и машин. М.:Изд-во АН СССР, 1948. — С. 66−91.
- Геронимус Я.Л. Динамический синтез механизмов по Чебышеву. Изд-во Харьковского Ун-та, 1958.
- Гурский Д.А. Вычисления в MathCAD. Мн.: Новое знание, 2003. — 814 с.
- Динник А.Н. Избр. Труды. Т. 1 М.: Изд-во АН СССР, 1952.
- Докучаева Е.В. Динамические характеристики законов движения толкателей/ Сб. «Механика и машин», изд-во Наука, 1969. Вып. 25−26.
- Докучаева Е.В. Влияние погрешностей рабочего профиля кулачка на скорость и ускорение толкателя/ Сб. «Анализ и синтез механизмов» М.: Наука. 1970.
- Докучаева Е.Н. Об исполнимости законов движения толкателя при изготовлении кулачка/ Механика машин. М.: Наука, 1972. Вып. 35−36.
- Илуридзе К.Г., Топурия Ш. Д. Проектирование кулачковых механизмов с учетом износа и контактных напряжений/ Тезисы докладов всесоюзного совещания по методам расчета механизмов машин автоматов. Львов: изд-во УПИ, 1976.-90 с.
- Кобринский А.Е. Влияние упругости звеньев на кинематику некоторых кулачковых механизмов. М.: Изд-во «Оборонгиз», 1948.
- Кобринский А.Е. К выбору закона движения толкателя// Труды семинара по ТММ М., 1950. Т. IX. — Вып. 35.
- Кобринский А.Е. Динамические нагрузки в кулачковых механизмах с упругим толкателем// Труды семинара по ТММ. М., 1950. Т. IX. — Вып. 35.
- Ковальский Б.С. Контактная задача в инженерной практике// Известия вузов. М.: Машиностроение, 1960, № 6.
- Коровчинский М.В. Местный упругий контакт при «близком» касании сжимаемых тел.// Машиноведение, 1970, № 2. С. 17−19.
- Корчемный JI.B. Динамика газораспределительного механизма и профилирование кулачков быстроходных двигателей// Сб. «Труды НАМИ», 1960.-Вып. 91.
- Красников В.Ф. К выбору допусков на рабочий профиль с учетом кинематических и динамических условий// Сб. «Анализ и синтез машин-автоматов» М.: Наука, 1965.
- Красников В.Ф. Теоретическое и экспериментальное исследование работы кулачкового механизма с учетом точности его изготовления. — М.: Машиностроение, 1965. -№ 1.
- Красников В.Ф. Некоторые вопросы анализа и синтеза кулачковых механизмов с учетом точности их изготовления/ Сб. «Анализ и синтез механизмов и теория передач». М.: Наука, 1965.
- Кунявский Б.М. Оптимальное проектирование механизмов с программоносителями с использованием сплайн-функций.// Автореферат кандидатской диссертации, 1983.
- Кулаичев А.П. Компьютерный контроль процессов и анализ сигналов. — М.: Информатика и компьютеры, 1999. 291 с.
- Левитский Н.И. Кулачковые механизмы. М.: Наука, 1964. — 287 с.
- Левитский Н.И. Теория механизмов и машин. М.: Наука, 1990. — 592 с.
- Ленский А.Н., Лобода В. М. Моделирование контактных взаимодействий тел в виброударных системах// Сб. «Механика машин», изд-во Наука, 1972. -Вып. 33−34.
- Лурье А.И. Теория упругости. М.: Наука, 1970.
- Маршалкин Г. А., Авдеев М. Б. Кулачки с деформируемым профилем// Сб. «Анализ и синтез механизмов» под ред. Н. И. Левитского. — М.: Машиностроение, 1969.-С. 172−174.
- Механика машин. Расчеты с применением ЭЦВМ/ Белоконев И. М. Киев: Вища школа, 1978. 232 с.
- Мусхелишвили Н.И. Некоторые основные задачи математической теории упругости. M.-JI.: Наука, 1966.
- Народецкий М.З. К задаче о соприкасании двух цилиндров. «Доклады ФН СССР», Т.56, № 5, 1947.
- Новгородцев В.А. Динамический синтез коромысловых механизмов// Сб. «Вычислительные системы» Новосибирск, 1973. — Вып.56.
- Новгородцев В.А. Некоторые вопросы проектирования оптимальных кулачковых механизмов //Сб. «Применение методов оптимизации в теории машин и механизмов». М.: Наука, 1979. С. 7−13.
- Новгородцев В.А. Оптимизация полидинамических законов движения исполнительного звена кулачкового механизма. //Автореферат кандидатской диссертации, 1968.
- Новгородцев В.А., Кунявский Б. М., Фишин М. Е. Применение кубических сплайнов для оптимального проектирования уравновешивающих кулачковых механизмов// Сб. «Применение методов оптимизации в теории машин и механизмов». -М.: Наука, 1979. С. 13−17.
- Новгородцев В.А., Присяжный B.C., Фишин М. Е. Проектирование кулачковых механизмов с максимальной долговечностью высшей пары// Тезисы докладов Всесоюзного совещания по методам расчета механизмов машин-автоматов. Львов, 1976. — С. 90−91.
- Орликов М.Л. Проектирование механизмов станков-автоматов. М.: Машиностроение, 1968. — 248 с. 65.0рлин А.С., Круглов М. Г. Двигатели внутреннего сгорания. М.: Машиностроение, 1972. — 464 с.
- Пинегин С.В. Контактная прочность и сопротивление качению. М.: Машиностроение, 1969.-244 с.
- Писаренко Г. С., Яковлев А. П., Мателев В. В. Справочник по сопротивлению материалов. Киев: Наук думка, 1988. — 736 с.
- Пипко А.И., Колобов В. И., Ильина Т. П. Расчет и проектирование кулачковых механизмов. М., 1984.
- Пейсах Э.Е. Исследование динамики кулачковых механизмов и синтез динамически оптимальных законов движения ведомого звена.// Канд. диссертация. Ленинградский институт текстильной и легкой промышленности. Л., 1963.
- Петрусевич А.И. Контактные напряжения деформации и контактно-гидродинамическая теория смазки (совместная контактная и гидродинамическая плоская задача механики).// Автореферат диссертации на степень доктора технических наук. Изд-во АН СССР, 1950.
- Петрусевич А.И. Зубчатые передачи. Детали машин. М.: Машгиз, 1953.
- Попов Н.Н. Расчет и проектирование кулачковых механизмов. М: Машиностроение, 1965. — 303 с.
- Пановко Я.Г. Введение в теорию механических колебаний. М.: Наука, 1980.- 272 с.
- Плис А.И., Сливина Н.А. MathCAD. Математический справочник. М.: Математика и статистика, 2003. — 656 с.
- Решетов Л.Н. Кулачковые механизмы. М., 1964. — 427 с.
- Ротбарт Г. А. Кулачковые механизмы. Л.: Судпромгиз, 1960. — 336 с.
- Румянцев А.В. Технология изготовления кулачков. Л.: Машиностроение, 1969.
- Саверин М.М. Контактная прочность материала. М.: Машгиз, 1946.
- Саввин Э.А. Синтез законов движения инерционных кулачковых механизмов с учетом упругости звеньев ведомой системы. /Кандидатская диссертация, 1967.
- Сандлер В.И. Некоторые вопросы точности в связи с профилированием кулачков// Сб. «Автоматизация производственных процессов в машиностроении и приборостроении». Рига: изд-во РПИ, 1963. Вып.2.
- Сандлер В.И. К определению динамических ошибок кулачковых механизмов без учета упругости толкателя// Сб. «Автоматизация производственных процессов в машиностроении и приборостроении». Рига: изд-во РПИ, 1964. -Вып.З.
- Сеник Д.Н. Исследование контактной прочности кулачков// Тезисы докладов Всесоюзного совещания по методам расчета механизмов машин-автоматов. -Львов: изд-во УПИ, 1979. С.91−92.
- Сергеев П.В. Аналитический метод динамического синтеза кулачковых механизмов /Механика машин. М.: Наука. 1968. — Вып. 13−14.
- Сергеев П.В. Аналитический синтез типовых кулачковых механизмов с поступательными толкателями по экстремальному углу давления.// В кн. «Вопросы прикладной механики». Омск, 1970. — С.28−40.
- Сергеев П.В. Основы теории динамического синтеза кулачковых механизмов //Анализ и синтез механизмов. М.: Наука, 1970. — С. 214−219.
- Сергеев П.В. Динамический синтез кулачковых механизмов по заданной средней долговечности// Механика машин. М.: Наука, 1969. — Вып. 19−20, -с. 69−79.
- Сергеев П.В. Динамический синтез типового кулачкового механизма с коромысловым толкателем по допустимым углу давления и кривизне профиля// Сб. «Вопросы прикладной механики и технологии машиностроения». Омск, 1966. — С. 115−123.
- Сергеев П.В. О синтезе механизмов с поступательно движущимся кулачком по экстремальному углу давления// Вестник машиностроения, 1966. № 5 -С.42−43.
- Сергеев П.В. О синтезе кулачковых механизмов с коромысловым толкателем по экстремальному углу давления// «Вопросы прикладной механики». -Омск, 1970.-С. 16−20.
- Сергеев П.В. Синтез параметров функций по их экстремумам// Сб. «Вопросы прикладной механики и технологии машиностроения». Омск, 1966. — С. 100−114.
- Тартаковский И.И. Некоторые задачи синтеза оптимальных законов движения// Машиностроение, 1971. № 2 С. 39−43.
- Тартаковский И.И. Об одном семействе законов движения ведомого звена.// В кн. «Теория механизмов и машин». Изд-во Харьковского ун-та, 1969. -Вьп. 7. — С. 75−77.
- Теория механизмов и машин. Учеб. для вузов /Фролов К.В., Попов С. А., Мусатов А. К. и др. //Под ред. Фролова К. В. М.: Высш. шк., 1987. — 496 с.
- Тимошенко Б.П., Гудьер Дж. Теория упругости. М.: Наука, 1979. — 540 с.
- Тир К. В. Комплексный расчет кулачковых механизмов. М.: Изд-во Машгиз, 1958.-308 с.
- Тир К.В. и другие. Критериальные расчеты цикловых механизмов. Львов: Изд-во УПИ, 1974. — Вып.1−16.
- Троицкий В.А. Вариационные задачи оптимизации процессов управления в механике. /Автореферат докторской диссертации. Л., 1963.
- Тышкевич В.А., Швецов В. Т. Специальные главы теории механизмов и машин (синтез кулачковых механизмов). Омск: изд-во ОмПИ, 1974. — 82 с.
- Тышкевич В.А., Швецов В. Т. Синтез кулачковых механизмов на аналоговых вычислительных машинах// Тезисы докладов Всесоюзного совещания по методам расчета механизмов машин-автоматов. Львов, 1976. — С. 47−48.
- Хитрик В.Э. Методы динамической оптимизации механизмов машин-автоматов. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1974. — 116 с.
- Шаронов С.К. Проектирование кулачковых механизмов с учетом износа профиля. -М.: Машиностроение, 1965. № 3.
- Шаронов С.К. Влияние геометрических и кинематических параметров кулачковых механизмов на износ профиля кулачка// Сб. «Теория машин и механизмов», изд-во Наука, 1964. Вып. 102.
- Швецов В.Т. Динамический синтез кулачковых механизмов на АВМ.// Кандидатская диссертация. Омск, 1977.
- Швецов В.Т., Ярунов A.M. Моделирование движения звеньев электромеханического молотка ударно-поворотного действия с кулачковым приводом бойка на АВМ. Новосибирск: Наука, изд-во Академий Наук СССР, Сибирское отделение, 1976. С. 63−68.
- Шевелева Г. И. Теория формообразования и контакта движущихся тел. — М.: Изд-во «Станкин», 1999. 494с.
- Штаерман И.Я. Контактная задача теории упругости. М.: Гостехиздат, 1949.
- Шун М. С. Об одном типе экстремальных кулачков// Науч. зап. Харьковского авиационного ин-та, 1939. Вып. 1.
- Швецов В.Т., Рыбникова Е. В., Рыбников Г. Л. Синтез кулачковых механизмов с учетом контактного взаимодействия элементов высшей пары./ Мат-лы V Междун. науч.-техн. конф. «Динамика систем, механизмов и машин», Омск: ОмГТУ, 2004, с. 151−153.
- Швецов В.Т., Рыбникова Е. В., Рыбников Г. Л. Анализ влияния параметров кулачкового механизма на приведенный коэффициент жесткости элементов высшей пары./ Сб. науч. трудов № 5. «Машины и процессы в строительстве» Омск: СибАДИ, 2004, с. 200−205.
- Швецов В.Т., Алехина Г. Б., Кузнецов Э. А., Рыбникова Е. В. Синтез кулачковых механизмов с неформальным заданием движения толкателя. Учебное пособие. Омск, 2003, с. 112.
- Юдин В.А., Воробьев Ю. В. Некоторые вопросы динамики высшей пары при фрикционном контакте// Сб. «Механика машин». М.: Наука, 1969.
- Яблонский А.А., Норейко С. С. Курс теории колебаний. М.: Высшая школа, 1975, 48 с.
- Bittrich W. Erfahrungen bein einsatz von EDVA zur konstruktion von kurvengetrieben in der buro maschinen dustrie. «Maschenbantechnik», 1972, 21, № 7.
- Chen Fan У. Analysis and design of cam driven mechanisms with nonlinearities. «Frans. ASME», 1973, № 3.
- Dadley W. M. New method in valve cam design. Trans. S.A.E. № 2, 1948. -p. 19−33,51.
- Jonson K.L. A review of the theory of rolling contactstresses. Wear, 1966, v. 9, № 1.
- Hertz H. Ueber die Beruhrung fester elastische Korper. Gesammeite Werke, 1. Band, 1895, s. 155−173.
- Kanzaki K., Itao K. Polydine cam mechanism for typehead positioning." Frans. of the ASME", volume 94, В. № 1, November, 1972.
- Kwakernaak H., Smit J. Minimum vibration cam profiles. Journal of mechanical engineering science, vol. 10. № 3, 1968.
- Mercer S. Jk., Holowenko Q. R. Dynamic caracteristics of cam forms calculated by the digital computer. «Frans. of the ASME», 1958.
- Ruckert H. Pj-ogrammsystem zur betriebsinternen berechung optimiezumg, нпд fertigung von kurven getrieben mittels EDV-anlagen. «Konstruktion». № 10, 1973.
- Stoddart D. A. Polydine cam design. «Machine design», vol. 25, 1953.
- Svensson Q. The influence of cam curve derivative steps on cam dynamical properties. «Transactions of Chalmers university of technology», Jotnenburg, Sweden. № 255, 1961.
- Valland H. Computer programs for analysis train dynamics and cam prjfile evaluanion. «Medd. Inst. Forbzenninsmort. NTH. Univ. Trondheim», № 5, III, 1969.