Анотація до роботи:

Субботіна М.І. Динаміка і методика розрахунку імпульсних редукторів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.02 – машинознавство. Одеський національний політехнічний університет, Одеса, 2004.

Робота присвячена дослідженням динаміки імпульсних редукторів з механізмом вільного ходу (МВХ), спрямованим на удосконалювання їх проектування. Проаналізовано відомі конструкції імпульсних редукторів. Розроблено методи визначення передаточного відношення імпульсного редуктора з урахуванням пружності ланок перетворюючого механізму, МВХ, параметрів робочої машини і виконано дослідження ступеня впливу на його величину кожного з факторів. Запропоновано математичну модель імпульсного редуктора з перетворюючим механізмом з урахуванням пружності ланок і виконаний її аналіз. Запропоновано математичну модель імпульсного редуктора з коливальним електроприводом і отримане її аналітичне рішення. Виконано аналітичний опис динаміки повного циклу руху ланок імпульсного редуктора, алгоритм розрахунку динаміки імпульсних редукторів, а також імпульсних варіаторів у періоді редукування. Проведено експериментальні дослідження, які підтвердили адекватність отриманих результатів. Розроблена готова до використання програма, яка дозволяє розрахувати закон руху веденого вала за повний цикл, найбільші навантаження на МВХ і динамічні характеристики редуктора, а також проводити дослідження, не створюючи фізичних моделей. Розроблено методику розрахунку імпульсного редуктора з перетворюючим механізмом з урахуванням пружності ланок за заданим середнім передаточним відношенням редуктора і коефіцієнтом нерівномірності руху веденого вала, яка рекомендується до застосування.

Запропоновано науково-обгрунтовані методи динамічного аналізу імпульсних редукторів, використання яких дозволяє поліпшити їхні основні характеристики й удосконалити конструкції; на основі запропонованих методів здійснена алгоритмізація перевірочних і проектних розрахунків.

1. На основі аналізу науково-технічних і патентних джерел виконано вибір перспективних конструктивних модифікацій імпульсних редукторів і сформульовані задачі дослідження.

2. Удосконалено метод дослідження коливальних процесів, які відбуваються в імпульсному редукторі, який дозволяє розрахувати закон руху веденого вала за повний цикл, що включає періоди заклинювання механізму вільного ходу, спільного руху обойм і можливого вибігу веденої обойми з аналітичним зв'язком параметрів суміжних періодів; визначити найбільші навантаження на МВХ; проводити дослідження, не створюючи фізичних моделей.

3. Установлено значимість впливу на передаточне відношення імпульсного редуктора частоти обертання ведучого вала, приведеного моменту інерції виконавчого механізму, навантаження на веденому валу і пружності МВХ, що дає можливість визначити параметричні області функціонування імпульсних редукторів.

4. Визначений в узагальненому виді найбільший динамічний момент, за яким виконуються розрахунки на міцність і жорсткість МВХ імпульсного редуктора з важільним перетворюючим механізмом.

5. Обґрунтовано теоретично і підтверджено експериментально вплив пружності ланок перетворюючого механізму на величину середнього передаточного відношення редуктора убік його збільшення і встановлений ступінь впливу піддатливості кожного навантаженого елемента на передаточне відношення для імпульсних редукторів з перетворюючими механізмами різної жорсткості.

6. Розроблено узагальнену математичну модель імпульсного редуктора з перетворюючим механізмом з урахуванням пружності ланок; виконано аналіз цієї моделі методом збурювань. На підставі аналізу з’являється можливість визначити динамічні деформації і дослідити ступінь динамічної навантаженості імпульсних редукторів.

7. Запропоновано математичні моделі імпульсних редукторів із приводом від двигуна коливального руху різного типу і для найбільш перспективної схеми редуктора з приводом від електромагніту методом операційного числення отримане рішення системи диференціальних рівнянь руху, що рекомендується до використання при проектуванні малогабаритних конструкцій імпульсних редукторів.

8. У діапазоні середніх передаточних відношень u_Т=2575 експериментальні значення вищі розрахункових з урахуванням пружності МВХ на 16 % і на 10 % і більші при u_Т>75, що викликано пружністю інших ланок передачі. Зіставлення графіків зміни передаточного відношення редуктора, отриманих розрахунком і експериментально, показує збіг характеру залежностей у всьому досліджуваному діапазоні параметрів. Розрахункові значення коефіцієнта нерівномірності руху нижчі експериментальних значень на 514 %. Характер зміни d_нер, визначеного розрахунком і експериментально, збігається. Закон руху веденого вала, розрахований за допомогою розробленої програми, відповідає осцилограмам реального руху, що підтверджує достовірність розробленого алгоритму розрахунку.

9. Для досягнення необхідного передаточного відношення і нерівномірності руху вихідного вала імпульсного редуктора потрібно забезпечити компенсацію піддатливості ланок на етапі проектування. З цією метою рекомендується до використання методика розрахунку редуктора з урахуванням пружності ланок МВХ і перетворюючого механізму.

10. Створені в результаті динамічного аналізу алгоритм і програма розрахунку імпульсного редуктора будь-якого різновиду, що дозволяють визначити найбільші навантаження на МВХ і закони руху ланок, використані в навчальному процесі і рекомендуються для застосування при конструюванні імпульсних редукторів проектними організаціями.

Результати роботи можуть бути поширені на варіаторний привід у режимі редукування.

Публікації автора:

1. Субботіна М.І. Аналіз динамічної моделі імпульсного редуктора // Наукові праці / ОДАХТ. – О., 2001. – Вип. 22. – С. 230 – 235.

2. Субботіна М.І. Динамічне дослідження циклу руху ланок імпульсного редуктора // Наукові праці / ОНАХТ. – О., 2003. – Вип. 26. – С. 228 – 232.

3. Субботіна М.І. Розрахунок імпульсного редуктора з перетворюючим механізмом з урахуванням пружності механізму вільного ходу // Вісник технолог. ун-ту Поділля / Технологічний університет Поділля. – Хмельницький, 2004. – №1. – Ч.1: Технічні науки. – С. 33 – 37.

4. Мальцев В.Ф., Макаричева (Субботина) М.И. Определение передаточного отношения импульсных передач с учетом податливости звеньев // Вестник машиностроения. – 1982. – №10. – С.11 – 13.

5. Макаричева (Субботина) М.И. К динамике импульсного редуктора с приводом от двигателя с колеблющимся ротором // Бесступенчато-регулируемые передачи: Межвуз. сб. научн. тр.– Ярославль,1982.– С. 84– 89.

6. Макаричева (Субботина) М.И. Методика экспериментального исследования импульсного редуктора // Инерционно-импульсные системы: Межвуз.темат.сб.науч.тр. – Челябинск, 1983. – С. 80 – 83.

7. Мальцев В.Ф., Архангельский Г.В., Макаричева (Субботина) М.И., Розум Ю.А. К расчету параметров рационального импульсивного редуктора // Детали машин: Респ. межведомств. науч.-техн. сб. – К., 1983. – Вып. 36. – С. 25 – 28.

8. Механизм свободного хода: Пат. 2002137 Рос. Федерации С 1, МКИ 5 F 16 D 41/06 / В.Ф. Мальцев, А.В. Мальцев, Д.А. Родионов, М.И. Субботина (СССР) – № 5025717/27; Заявлено 04.02.92; Опубл. 30.10.93; Бюл. №39-40. – 4 с. ил.

9. Субботина М.И. Комплексный анализ динамики импульсных передач посредством ЭВМ // Тез. докл. VII Всесоюз. науч.-техн. конф. по управляемым и автоматическим механическим приводам и передачам гибкой связью. – О., 1986. – Ч.1. – С. 137 – 139.

10. Субботина М.И., Мальцев В.Ф. Анализ динамики движения импульсного редуктора // Науч.-техн. проблемы развития агропромышленного комплекса. Тез. докл. 50-ой науч.-практ. конф. ОТИПП им. М.В.Ломоносова. – О., 1990. – С. 174.

11. Субботина М.И. Анализ передаточного отношения импульсного редуктора с учетом податливости МСХ // Тез. докл. пятьдесят пятой науч. конф. ОНАПТ. – О., 1995. – С. 252.