Совместный метод кинематического и силового анализа сложных механических систем

В настоящее время наиболее полно разработаны методы кинематического и силового анализа простых рычажных механизмов с группами Ассура II класса. Однако существует множество более сложных механизмов, представляющих интерес для использования. Поэтому разработка методов кинематического и силового анализа механизмов с группами высоких классов является важной задачей. Предложен универсальный метод графического исследования механических систем — механизмов и статически определимых ферм, включающих группы Ассура высоких классов. Исследуемому механизму ставится в соответствие ферма, образованная путем условной замены одного поводка (выходного звена, связанного со стойкой) опорным шарниром. Определяется реакция воображаемой опоры от единичного момента, приложенного к входному звену заданного механизма. По значению момента этой реакции относительно реальной опоры поводка судят об отношении угловых скоростей входного и выходного звеньев. По этим скоростям определяются кинематические передаточные функции реального механизма. Если определение реакций в ферме затруднительно, то ей ставится в соответствие воображаемый механизм, образованный путем удаления еще одного звена и значения реакций определяются кинематикой этого более простого механизма. Если и этот механизм окажется сложным, следует перейти к новой, еще более простой ферме и т.д., вплоть до легко исследуемой структуры, составленной из одних диад. Таким образом, алгоритм кинематического исследования представляет собой линейную цепочку переходов механизм — ферма — механизм —…— механизм — ферма с возвратом к исходному механизму по тому же пути. Аналогично алгоритм силового исследования статически определимой фермы представляет собой ту же рекурсию, где на первом месте стоит ферма, а на последнем — механизм. Предложенный алгоритм кинематического и силового исследований позволяет разработчикам исследовать механизмы и механические системы с группами Асура высоких классов для подъемно-транспортных машин, сооружений и устройств.

Литература

[1] Дронг В.И., Дубинин В.В., Ильин М.М. Курс теоретической механики. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. 758 с.

[2] Коловский М.З., Евграфов А.Н., Семенов Ю.А., Слоущ А.В. Теория механизмов и машин. Москва, Изд. центр «Академия», 2006. 560 с.

[3] Леонтьев Н.Н., Соболев Д.Н., Амосов А.А. Основы строительной механики стержневых систем. Москва, Изд-во Ассоциации строительных вузов, 1996. 541 c.

[4] Пейсах Э.Е. Сборки рычажных механизмов. Проблемы машиностроения и надежности машин, 2005, № 4, с. 17–24.

[5] Левитский Н.И. Теория механизмов и машин. Москва, Наука, 1990. 576 с.

[6] Смелягин А.И. Структура механизмов и машин. Новосибирск, Изд-во НГТУ, 2003. 305 с.

[7] Джолдасбеков У.А. Графоаналитические методы анализа и синтеза механизмов высоких классов. Алма-Ата, Наука, 1983. 256 с.

[8] Фролов К.В., ред. Конструирование машин. В 2 т. Т. 1. Москва, Машиностроение, 1994. 528 c.

[9] Дворников Л.Т., Живаго Э.Я. Основы теории кинематических пар. Новокузнецк, изд-во СибГИУ, 1999. 105 с.

[10] Пожбелко В.И. Универсальные формулы структурного анализа и синтеза механизмов произвольной структуры с позиций «черного ящика». Проблемы механики современных машин. Матер. второй междунар. конф. Улан-Удэ, Изд-во ВСГТУ, 2003, т. 1, с. 31–34.

[11] Пейсах Э.Е. Методика автоматизированного структурного синтеза плоских шарнирных механизмов. Проблемы машиностроения и надежности машин, 2009, № 1, с. 73–82.

[12] Джолдасбеков У.А., Джолдасбеков С.У., Темирбеков Е.С., Савельев Е.И. Теоретический и экспериментальный силовой анализ шарнирно-рычажного подъемника. Проблемы машиностроения и надежности машин, 2004, № 6, с. 91–94.

[13] Стариков С.П., Дворников Л.Т. Новые решения в задачах кинематического исследования плоских групп Ассура высоких классов. Междунар. конф. по теории механизмов и механике машин. 2006. Сб. докл. Краснодар, КубГТУ, 2006, с. 63–64.

[14] Тимофеев Г.А., ред. Теория механизмов и механика машин. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012. 655 с.