Динамический анализ базового механизма технологической машины

Приведен пример использования кривошипно-коромыслового механизма в составе двух машин – тихоходной и быстроходной. В первом случае базовый механизм является частью двухцилиндрового поршневого компрессора, во втором – входит в состав шестизвенного механизма. Последний содержит кривошипно-коромысловый механизм и присоединенную к коромыслу структурную группу Л. В. Ассура, содержащую кулису и пустотелую призму, шарнирносвязанную со стойкой.

Выполнен динамический анализ кривошипно-коромыслового механизма с определением полных реакций в его парах. На первом этапе установлен характер изменения компонента скорости и ускорения центра шатуна. Приведены диаграммы угловых скоростей шатуна и коромысла, выполнен анализ диаграмм. На втором этапе определены полные реакции в парах механизма от действия сил инерции его звеньев. Показано, что реакции в парах, образуемых кривошипом со стойкой и шатуном соответственно, изменяются идентично. Полная реакция в паре коромысло-стойка имеет осциллирующий характер изменения во времени. На третьем этапе помимо сил инерции звеньев учитывалось влияние сил тяжести на характер изменения реакций. Установлено, что при заданной угловой скорости кривошипа силы инерции вносят несущественный вклад в значения полных реакций в парах. На четвертом этапе динамического анализа механизма при определении реакций в его парах учитывали силы инерции и тяжести, а также силы трения. Коэффициент трения принят 0,4 во всех парах механизма. Учет трения при определении реакций приводит к их локальным всплескам в окрестности трех его положений, а именно: двух крайних положений и положения минимума угла передачи. Показано, что полные реакции в парах базового механизма определяются преимущественно силами тяжести звеньев при выбранной угловой скорости кривошипа. В результате выполненного динамического анализа базового механизма получены параметры, необходимые для исследования напряженнодеформированного состояния и оценки прочности звеньев механизма.

1. Механизм для передачи силовых нагрузок: пат. 2127842 Рос. Федерация. № 98108118/28 / Горлатов А. С.; заявл. 30.04.1998; опубл. 20.03.1999. Бюл. № 4. 8 с.

2. Манипулятор для передачи изделий: пат. 2356726 Рос. Федерация. № 2007136532/02 / Горлатов А. С., Середа Н. А.; заявл. 02.10.2007; опубл. 27.05.2009. Бюл. № 15. 5 с.

3. Антовиль А. М. Теория механизмов и машин. Москва: Высшая школа, 1961. 254 с.

4. Семенов Ю. А., Семенова Н. С. Динамические ошибки в машине с упругими звеньями // Теория механизмов и машин. 2019. Т. 17. № 2 (42). С. 61–68.

5. Жога В. В., Вершинина И. П. Динамический анализ плоских стержневых механизмов // Теория механизмов и машин. 2018. Т. 16. № 4 (40). С. 150–161.

6. Evgrafov A. N., Babichev D. T., Lebedev S. Y. Flat lever mechanisms: new strategy for kinematic analysis and computer simulation of motion // Mechanisms and Machine Science. 2019, № 3, Р. 537–548.

7. Evgrafov A. N., Andrienko P. A. The role of St. Petersburg scientists of the XVIII–XIX centuries in the development of machines and mechanisms science // International Review of Mechanical Engineering. 2016, № 10 (5), P. 312–321.

8. Evgrafov A. N., Petrov G. N. Calculation of the geometric and kinematic parameters of a spatial leverage mechanism with excessive coupling // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2013, № 42 (3), P. 179–183.