Кінематичний синтез важільних механізмів з подвійною зупинкою вихідної ланки

КІНЕМАТИЧНИЙ СИНТЕЗ ВАЖІЛЬНИХ МЕХАНІЗМІВ З ПОДВІЙНОЮ ЗУПИНКОЮ ВИХІДНОЇ ЛАНКИ

KINEMATIC SYNTHESIS OF LINKAGE MECHANISMS WITH DOUBLE DWELL OF THE OUTPUT LINK

Сторінки: 61-66. Номер: №2, 2019 (271)
Автори:
М. В. МАРЧЕНКО, В. О. ХАРЖЕВСЬКИЙ
Хмельницький національний університет
M. V. MARCHENKO, V. O. KHARZHEVSKYI
Khmelnytskyi National University
DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2019-271-2-61-66
Рецензія/Peer review : 19.02.2019 р.
Надрукована/Printed : 10.04.2019 р.

Анотація мовою оригіналу

Робота присвячена проектуванню важільних механізмів, що забезпечують зупинку вихідної ланки в двох положеннях. Задача досліджень обґрунтовується тим, що важільні механізми є альтернативою іншим типам механізмів, які забезпечують переривчастий рух вихідної ланки, зокрема кулачковим, в яких присутність вищої кінематичної пари обмежує їх використання в ролі силових та швидкохідних. Тому розробка методів кінематичного синтезу важільних механізмів для забезпечення зупинок вихідної ланки є актуальною задачею. Основою запропонованого методу є пошук таких геометричних параметрів кінематичної схеми механізму, які забезпечать наявність двох особливих точок на шатунній кривій базового механізму. Створена база даних параметрів механізмів з подвійними зупинками, розроблене відповідне програмне забезпечення для проведення оптимізаційного пошуку за різними критеріями.
Ключові слова: шарнірний механізм, кінематичний синтез, подвійна зупинка, оптимізаційний пошук.

Розширена анотація англійською мовою

The paper is dedicated to the problem of design of the linkage mechanisms with large dwell of the output link in two positions. The research task is so important due to the fact that linkage mechanisms can be successfully used instead of other types of mechanisms with the dwell of the output link, in particular – cam mechanisms. The presence of the higher kinematic pair in cam mechanisms is the reason of limitation of their work velocities and force transmission conditions. Thus, the development of the methods of linkage mechanisms’ kinematic synthesis in order to satisfy the given law of motion with the prescribed dwells is a topical scientific and engineering task. The basis of the proposed method is to search such geometrical parameters of the kinematic scheme of the basic four-bar linkage which provide the presence of two points of straightening in the coupler curve with high order of contact with the tangent line. It enables to obtain two long dwells of the output link if to join the basic mechanism with the structural group of the II class of 3^rd type. It is established that to find the vector of variable parameters is sufficient to find coordinates of the self-intersection or mutual intersection points of special points’ curves in the coordinate system which is linked to the coupler plane of mechanism. As a result of carried researches, the database of the synthesized mechanisms’ geometrical and kinematic parameters is created. The appropriate software that enables to carry out the optimization procedure with prescribed conditions is also developed. The numerical example that is obtained by means of the developed methods is also given.
Key words: linkage mechanism, kinematic synthesis, double dwell, optimization procedure.

References

1. Kinickij Ja.T. Sharnirnye mehanizmy Chebysheva s vystoem vyhodnogo zvena / Ja. T. Kinickij. – K. : Vishha shkola, 1990. – 232 s.
2. 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.
3. Homchenko V. G. Analiticheskij sintez vos’mizvennyh rychazhnyh mehanizmov s dvumja ostanovkami vyhodnogo zvena s dvumja prisoedinennymi kulisnymi chetyrehzvennikami / V. G. Homchenko // Teorija mehanizmov i mashin. – 1989. – Vyp. 47. – S. 42–46.
4. Sharnirno-vazhilnyi mekhanizm z dvoma rehulovanymy zupynkamy vykhidnoi lanky : deklaratsiinyi patent na vynakhid 66042 A Ukrainy, MPK 7 F16H21/00 / V. O. Kharzhevskyi, Ya. T. Kinytskyi. – № 2003076659 ; zaiavleno 15.07.2003 ; opublikovano 15.04.2004, Biul. № 4. – 2 s.
5. McCarthy J. Geometric Design of Linkages / McCarthy J., Soh G., Springer-Verlag. – 2nd edition. – New York, 2011. – 448 p.
6. Kinytskyi Ya. T. Syntez kryvoshypno-kulisnykh mekhanizmiv iz zupynkoiu vykhidnoi lanky na osnovi tochok Bolla / Ya. T. Kinytskyi, M. V. Marchenko // Herald of Khmelnytskyi National University. – 2007. – T. 2, № 6. – S. 183–188.
7. Kharzhevskyi V. O. Syntez vazhilnykh mekhanizmiv iz zupynkoiu vykhidnoi lanky metodamy kinematychnoi heometrii : monohrafiia / V. O. Kharzhevskyi. – Khmelnytskyi : RVTs KhNU, 2015. – 223 s.
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. Wang D. Kinematic Differential Geometry and Saddle Synthesis of Linkages / Wang D.,Wang W. – John Wiley & Sons Singapore Pte. Ltd., 2015. – 484 p.
10. 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.
11. Marchenko M. V. Syntez kryvoshypno-kulisnykh mekhanizmiv iz zupynkoiu vykhidnoi lanky v krainikh polozhenniakh / M. V. Marchenko // Mashyno¬znavstvo. – 2008. – № 5. – S. 37–42.
12. Kharzhevskyi V. O. Vykorystannia vazhilnykh mekhanizmiv dlia zabezpechennia periodychnoi zupynky vykhidnoi lanky ta yikh optymizatsiinyi kinematychnyi syntez / V. O. Kharzhevskyi, M. V. Marchenko // Herald of Khmelnytskyi National University. – 2019. – № 1. – S. 7–11.
13. 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. – S. 22–28.