Використання важільних механізмів для забезпечення періодичної зупинки вихідної ланки та їх оптимізаційний кінематичний синтез

ВИКОРИСТАННЯ ВАЖІЛЬНИХ МЕХАНІЗМІВ ДЛЯ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ПЕРІОДИЧНОЇ ЗУПИНКИ ВИХІДНОЇ ЛАНКИ ТА ЇХ ОПТИМІЗАЦІЙНИЙ КІНЕМАТИЧНИЙ СИНТЕЗ

THE USAGE OF LINKAGE MECHANISMS TO PROVIDE THE DWELL OF THE OUTPUT LINK AND THEIR OPTIMIZATION KINEMATIC SYNTHESIS

Сторінки: 7-11. Номер: №1, 2019 (269)
Автори:
В.О. ХАРЖЕВСЬКИЙ, М.В. МАРЧЕНКО
Хмельницький національний університет
V.O. KHARZHEVSKYI, M.V. MARCHENKO
Khmelnytskyi National University
DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2019-269-1-7-11

Рецензія/Peer review : 29.01.2019 р.
Надрукована/Printed : 15.02.2019 р.

Анотація мовою оригіналу

В статті розглядається питання синтезу механізмів для забезпечення періодичної зупинки вихідної ланки під час неперервного обертового руху вхідної ланки. Наведено приклади використання таких механізмів на практиці. Оскільки для цього можуть бути використані важільні механізми, які мають ряд переваг перед іншими типами механізмів, а проблема їх синтезу є досить складною, то розробка методів оптимізаційного кінематичного синтезу таких механізмів є важливою практичною задачею, яка розглядається в роботі. Наведено приклади проведеного синтезу з використанням розробленого програмного забезпечення.
Ключові слова: важільні механізми, кінематичний синтез, оптимізація, напрямні механізми, зупинка вихідної ланки, кінематична геометрія.

Розширена анотація англійською мовою

The paper deals with a problem of designing the mechanisms with a dwell of the output link. For this purpose many types of mechanisms can be used: cam mechanisms, geneva-wheel mechanisms and others. With the defined sizes of the links, this problem can be solved using linkage mechanisms, but the main problem is to conduct their optimization kinematic synthesis. That problem is considered in the article. Several practical examples of dwell linkage mechanisms usage are given in the article. But the problem is to provide the dwell of the output link of the prescribed duration, it is necessary to calculate the lengths of the links; mentioned problem is called kinematic synthesis of mechanisms and it can be solved by means of the kinematic geometry methods. Using these methods, several types of coupler plane’s special points can be found. If to set such point as a coupler point of the mechanism, then path generating mechanism and the dwell linkage mechanism on its basis can be synthesized. Obviously, there are many solutions that can be found, so it is important to carry out the optimization procedure. The appropriate software was developed on the basis of Hooke-Jeeves method. Using the developed methods and software, it is possible to find optimal solutions of synthesis problems taking into account a given dwell duration, tolerance, overall dimensions etc., so it enables to satisfy different demands of designers.
Key words: linkage mechanisms, kinematic synthesis, optimization, path generating mechanisms, dwell, kinematic geometry.

References

1. Kacenelenbogen A.M. Ustrojstvo, rabota i obsluzhivanie osnovovjazal’nyh mashin / Kacenelenbogen A.M., Verhovinina L.D. – Legkaja i pishhevaja promyshlennost’, 1982. – 304 s.
2. Kozhevnikov S. N. Mehanizmy : sprav. posobie / S. N. Kozhevnikov, Ja. I. Esipenko, Ja. M. Raskin. – M. : Mashinostroenie, 1976. – 784 s.
3. Kinickij Ja.T. Sharnirnye mehanizmy Chebysheva s vystoem vyhodnogo zvena /Ja. T. Kinickij. – K. : Vishha shkola, 1990. – 232 s.
4. Kikin A.B. Razrabotka metodov i sredstv dlja strukturno-kinematicheskogo proektirovanija rychazhnyh mehanizmov mashin legkoj promyshlennosti : diss. … dokt. tehn. Nauk : 05.02.13 / A.B. Kikin ; Sankt-Peterburgskij gosudarstvennyj universitet tehnologij i dizajna – Sankt-Peterburg, 2006. – 362 s.
5. Marchenko M.V. Optymizatsiinyi syntez kryvoshypno-kulisnykh mekhanizmiv z vystoiem vykhidnoi lanky / M.V. Marchenko, O.O. Nikitin // Herald of Khmelnytskyi National University. – 2008.– № 6, ch. 1 – S. 22–28.
6. Marchenko M. V. Kinematychnyi syntez kryvoshypno-kulisnykh mekhanizmiv z vystoiem vykhidnoi lanky : dys. … kand. tekhn. nauk : 05.02.02 / M.V. Marchenko. – Khmelnytskyi, 2009. – 226 s.
7. Kharzhevskyi V. O. Metodyka syntezu vazhilnykh priamoliniino-napriamnykh mekhanizmiv z dotykom 4-ho poriadku / V.O. Kharzhevskyi // Visnyk Tekhnolohichnoho universytetu Podillia. Tekhnichni nauky – 2003. – T. 2. – № 6, ch. 1 – S. 152–163.
8. Kharzhevskyi V. O. Teoriia syntezu vazhilnykh napriamnykh mekhanizmiv ta pobudovanykh ta yikh osnovi mekhanizmiv iz zupynkoiu vykhidnoi lanky : dys. … dokt. tekhn. Nauk : 05.02.02 / V.O. Kharzhevskyi. – Khmelnytskyi natsionalnyi universytet, 2017. – 522 s.
9. Gassmann V. Synthese von Geradführungen mit ebenen Vierge-lenkgetrieben, Hamburg, Universität der Bundeswehr Diss., 2000. – 102 p.
10. McCarthy J. Geometric Design of Linkages / J. McCarthy. – New York : Springer-Verlag, 2000. – 319 p.
11. Sarkissyan Y.L. Approximations in Synthesis of Mechanisms / Mechanics, Machine Science, Machine-building / State Engineering University of Armenia Proceedings. – 2012. – Issue 15, № 2. – R. 9–21.
12. Yin L. A General Method for Synthesizing Straight-Line Linkage with Ball and Burmester Points / L. Yin, J. Han, J. Huang, T. Yang // Applied Mechanics and Materials. – 2012. – Vol. 215-216. – R. 138–141.
13. Wang D. Kinematic Differential Geometry and Saddle Synthesis of Linkages / Wang D.,Wang W. – John Wiley & Sons Singapore Ltd., 2015. – 484 p.