Кинетостатика зубчато-рычажного циклового механизма с некруглыми зубчатыми колесами

Механизмы циклового действия широко представлены в машинах-автоматах, робототехнических системах, поршневых машинах и других устройствах, используемых в различных отраслях промышленности. При разработке машин подобного типа особое внимание уделяется уменьшению колебаний скорости начального звена, обусловленных переменной полезной нагрузкой и особенностями кинематики циклового механизма. Рассмотрен метод снижения неравномерности вращения звена приведения, заключающийся в синтезе и внедрении в схему механизма передачи некруглыми зубчатыми колесами между двигателем и начальным звеном. Выполнен силовой анализ зубчато-рычажного кривошипно-ползунного механизма поршневого компрессора. Исследовано напряженно-деформированное состояние некруглых зубчатых колес. Проведена верификация конечно-элементной модели путем сравнения реакций, полученных с помощью силового анализа и методом конечных элементов.
EDN: BYRNDO, https://elibrary/byrndo

Литература

[1] Briskin E.S., Kalinin Y.V., Maloletov A.V. et al. On the energy efficiency of cyclic mechanisms. Mech. Solids, 2014, vol. 49, no. 1, pp. 11–17, doi: https://doi.org/10.3103/S0025654414010026

[2] Вульфсон И.И. Динамика цикловых машин. Санкт-Петербург, Политехника, 2013. 424 с.

[3] Mata A.S., Torras A.B., Carrillo J.A.C. et al. Fundamentals of machine theory and mechanisms. Springer, 2016. 409 p.

[4] Prikhod’ko A.A., Smelyagin A.I. Investigation of power consumption in a mixing device with swinging movement of the actuating element. Chem. Pet. Eng., 2018, vol. 54, no. 3–4, pp. 150–155, doi: https://doi.org/10.1007/s10556-018-0454-7

[5] Liu C., Wei X., Yi Z. et al. Strength analysis and structure optimization of the crankshaft of an opposed-power reciprocating pump. Machines, 2023, vol. 11, no. 1, art. 123, doi: https://doi.org/10.3390/machines11010123

[6] Фролов К.В., Попов С.А., Мусатов А.К. Теория механизмов и машин. Москва, Высшая школа, 1987. 496 с.

[7] Смелягин А.И. Теория механизмов и машин. Москва, Новосибирск, Инфра-М, 2006. 262 с.

[8] Davitashvili N., Bakhshaliev V. Dynamics of crank-piston mechanisms. Springer, 2016. 242 p.

[9] Uicker J.J.Jr., Pennock G.R., Shigley J.E. Theory of machines and mechanisms. Oxford University Press, 2016. 976 p.

[10] Kochev I.S. General method for active balancing of combined shaking moment and torque fluctuations in planar linkages. Mech. Mach. Theory, 1990, vol. 25, no. 6, pp. 679–687, doi: https://doi.org/10.1016/0094-114X(90)90010-H

[11] Han J.Y. Complete balancing of the shaking moment in spatial linkages by adding planar noncircular gears. Arch. Appl. Mech., 1996, vol. 67, no. 1, pp. 44–49, doi: https://doi.org/10.1007/BF00787138

[12] Dooner D.B. Use of noncircular gears to reduce torque and speed fluctuations in rotating shafts. J. Mech. Des., 1997, vol. 119, no. 2, pp. 299–306, doi: https://doi.org/10.1115/1.2826251

[13] Kochev I.S. General theory of complete shaking moment balancing of planar linkages: a critical review. Mech. Mach. Theory, 2000, vol. 35, no. 11, pp. 1501–1514, doi: https://doi.org/10.1016/S0094-114X(00)00015-X

[14] Yao Y.A., Yan H.S. A new method for torque balancing of planar linkages using non-circular gears. Proc. Inst. Mech. Eng. C, 2003, vol. 217, no. 5, pp. 495–503, doi: https://doi.org/10.1243/095440603765226786

[15] Novitskii A.V., Prikhodko A.A. Construction of centroids of noncircular gears to reduce the irregularity of rotation of the input link of a piston compressor. J. Mach. Manuf. Reliab., 2025, vol. 54, no. 7, pp. 11–20, doi: https://doi.org/10.1134/S1052618825700426

[16] Prikhod’ko A.A., Novitskii A.V. Stress–strain state of a transmission with elliptical gears. Russ. Eng. Res., 2025, vol. 45, no. 11, pp. 1583–1586, doi: https://doi.org/10.3103/S1068798X25702569