Анотація до роботи:

Зінченко О.І. Кінематичний синтез шестиланкових механізмів четвертого класу з вистоєм вихідної ланки. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.02 – машинознавство. – Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут”, Харків, 2007.

Дисертація присвячена розробці методу кінематичного синтезу шестиланкових механізмів четвертого класу, які забезпечують заданий наближений вистій вихідної ланки в одному із крайніх положень.

Показано можливість інтерпретації важільних механізмів з групами другого порядку як кулісних механізмів з криволінійним пазом, що дало змогу запропонувати ефективні алгоритми кінематичного аналізу та синтезу шестиланкових механізмів четвертого класу та з’ясувати граничні можливості цих механізмів.

Розроблено комплексну математичну модель, алгоритми, числові моделі, програмне забезпечення кінематичного синтезу, стратегію вибору раціональних параметрів цих механізмів, запропоновані критерії якості.

Дано рекомендації по застосуванню методу для розв’язання різноманітних задач. Наведено результати досліджень для шестиланкових механізмів четвертого класу з вихідною ланкою повзуном та вихідною ланкою коромислом для різних кутів вистою. Розглянута і розв’язана практична задача удосконалення циклограми роботи верстату ІВ23А, призначеного для виготовлення та укладки пазових коробів у пази сердечників статорів електродвигунів, одержані позитивні результати.

Розроблений метод кінематичного синтезу можна застосовувати як для розв’язання задачі

забезпечення циклограми роботи машини, так і для забезпечення точності вистою, необхідної для виконання певного технологічного процесу.

Дисертаційна робота пов’язана з розв’язанням науково-практичної задачі кінематичного синтезу шестиланкових механізмів четвертого класу, здатних забезпечити наближений вистій вихідної ланки. Наукову і практичну цінність складають метод синтезу та кінематичного аналізу вказаних механізмів, створена комплексна математична модель, програмне забезпечення та проведені на їхній основі дослідження, а також практичні рекомендації.

Найбільш важливі висновки, наукові та практичні результати роботи:

1. Аналіз літературних даних показав відсутність ефективних аналітичних методів кінематичного синтезу шестиланкових механізмів четвертого класу з вистоєм вихідної ланки, тому розробка нових методів, комплексної математичної моделі, алгоритмів і програмного забезпечення кінематичного синтезу визначена як актуальне і важливе завдання машинознавства.

2. Розроблено методику кінематичного аналізу кулісних механізмів з криволінійним пазом. Доведено кінематичну еквівалентність усіх важільних механізмів з групами другого порядку, у тому числі шестиланкових механізмів четвертого класу, кулісним механізмам з криволінійною кулісою. Це дало можливість з'ясувати граничні можливості шестиланкових механізмів четвертого класу та запропонувати методи і алгоритми кінематичного синтезу цих механізмів.

3. Розроблено метод, комплексну математичну модель, алгоритми, числові моделі й програмне забезпечення кінематичного синтезу шестиланкових механізмів четвертого класу з вистоєм вихідної ланки. Запропонований метод кінематичного аналізу з мінімальним використанням ітерацій дає похибку у порівнянні з іншими відомими методами за переміщеннями вихідної ланки не більше, ніж 0,1%.

4. Реалізована стратегія вибору раціональних параметрів шестиланкових механізмів

четвертого класу, яка втілена у комплексному програмному забезпеченні кінематичного синтезу, завдяки якому можна визначити відносні розміри ланок механізму, максимальні значення переміщень на інтервалі вистою, максимальні значення кутів повороту коромисла на інтервалі вистою, значення аналогів швидкостей та аналогів прискорень вихідної ланки, реакції в кінематичних парах. Наведено ряд прикладів синтезованих механізмів з різними кінематичними і динамічними характеристиками. Аналіз проведених числових експериментів показав, що приблизно 8% області заданого простору існування параметрів відповідає параметрам працездатних механізмів, що є достатнім для розв’язання даної задачі.

5. При розв’язанні ряду практичних задач отримані наступні важливі для практики результати: для верстата ІВ23А, розробленого ВАТ “ВЕЛТ”, визначено удосконалення кінематичної схеми шестиланкового механізму досилання без вистою шляхом заміни його шестиланковим механізмом четвертого класу з вистоєм вихідного повзуна у межах 7 мм (3,5 % його ходу) на інтервалі . Завдяки цій заміні, крім забезпечення вистою, додатково одержано такі результати: хід вихідного повзуна зменшений на 50% (з 400 мм до 200 мм), середня швидкість повзуна у момент контакту із заготовкою зменшена на 58% (з 9,6 м/с до 4 м/с), габарити верстату у напрямку досилання зменшені на 22%, маса верстату зменшена на 12% (з 1300 кг до 1144 кг).

6. Одержані в роботі результати впроваджені шляхом передачі теоретичних розробок та програмного забезпечення і застосовуються в практиці проектування складних механічних систем у ВАТ “ВЕЛТ”, на ДП “Завод ім. Малишева”, а також в навчальний процес на кафедрі ТММіСАПР НТУ “ХПІ”.

Результати дисертаційних досліджень можуть бути використані при синтезі та аналізі шестиланкових механізмів четвертого класу з вистоєм вихідної ланки.

Публікації автора:

1. Новгородцев В.О., Зінченко О.І. Кінематика кулісних механізмів з криволінійними пазами // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. – Харьков: ХГПУ. – 1999. – Вып. 49. – С. 73–80.

Здобувачем розроблено математичні моделі, алгоритми кінематичного аналізу та синтезу кулісних механізмів з криволінійним пазом.

2. Новгородцев В.А., Зинченко Е.И. Кинематика плоских механизмов, содержащих одну структурную группу второго порядка // Динаміка і міцність машин. – Харків: ХДПУ. – 1999. – Вип. 53. – С. 127–132.

Здобувачем розроблено математичні моделі, алгоритми кінематичного аналізу плоских

шарнірно-важільних механізмів четвертого класу, які включають одну структурну групу другого порядку.

3. Новгородцев В.А., Зинченко Е.И., Зарубина А.А. Синтез шестизвенных механизмов четве-

ртого класса с приближенным выстоем ведомого звена // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. – Харьков: ХГПУ. – 1999. – Вып. 68. – С. 17–21.

Здобувачем розроблено математичні моделі, алгоритми синтезу ШМЧК з вистоєм вихідної ланки.

1. Зінченко О.І. Оптимізація параметрів механізмів четвертого класу з вистоєм веденої

ланки // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. – Харьков:

ХГПУ. – 2000. – Вып. 100. – С. 100–103.

5. Зинченко Е.И., Крахмалев А.В., Загребельный В.Н. Синтез оптимальних механизмов

четвертого класса с выстоем выходного звена // Механіка та машинобудування. – Харків: ХДПУ. – 2000. – №1. – С. 14–17.

Здобувачем запропоновано стратегію вибору раціональних параметрів ШМЧК з вистоєм вихідної ланки.

6. Зинченко Е.И., Загребельный В.Н. Применение метода синтеза многозвенных механизмов с выстоем, основаного на свойствах крайних положений механизма // Вісник Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут”. – Харків: НТУ “ХПІ”. – 2001. – №6. – С. 105–109.

Здобувачем запропоновано алгоритм розв’язання задачі синтезу восьмиланкового механізму кривошипного пресу глибокої витяжки.

7. Загребельный В.Н., Зеленский В.Б., Зинченко Е.И. Алгоритм кинематического исследования шестизвенных механизмов четвертого класса с выходным звеном ползуном и коромыслом // Вісник Технологічного університету Поділля. – Хмельницький: ТУП. – 2002. – Частина 1. – С. 7–8.

Здобувачем запропоновано формули для визначення коректності методу кінематичного аналізу ШМЧК з вистоєм вихідної ланки

8. Зінченко О. Силовий розрахунок шестиланкового механізму четвертого класу // Машинознавство. – Львів. – 2004. – №4. – С. 32–34.

9. Зинченко Е.И., Зарубина А.А. Исследование кинематических параметров простейших двухпо-

водковых механизмов и сравнение их с кинематическими параметрами базовых механизмов // Вісник Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут”. – Харків: НТУ “ХПІ”. – 2005. – Вип. 53. – С. 80–86.

Здобувачем розраховано кінематичні параметри механізмів з групою другого порядку та базових механізмів.

10. Зинченко Е.И. Задача усовершенствования кинематических схем станков для изготовления и укладки пазовых коробов в пазы сердечников статоров электродвигателей для решения проблемы повышения эффективности производства электрических машин переменного тока // Вісник Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут”. – Харків: НТУ “ХПІ”. – 2006. – Вип. 3. – С. 86–93.

11. Зинченко Е.И., Ткачук Н.А., Храмцова И.Я. Использование теории синтеза по трем положениям для cинтеза механизмов четвертого класса с приближенным выстоем выходного звена // Вісник Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут”. – Харків: НТУ “ХПІ”. – 2006. – Вип. 33. – С. 34 – 45.

Здобувачем узагальнено метод кінематичного синтезу ШМЧК з вистоєм вихідної ланки.

12. Новгородцев В.А., Котляр Е.И. Проектирование рычажных механизмов с выстоем выходного

звена // Материалы Междунар. научно-техн. конф. ’’Информационные технологии: наука, техника, техноло-

гия, образование, здоровье’’. – Харьков: ХГПУ. – 1995. – С. 73.

Здобувачем розв’язано задачу проектування важільних механізмів з вистоєм з використанням властивостей крайніх положень; наведено результати фазових кутів вистою вхідної ланки при заданій точності вистою вихідної ланки.

13. Котляр Е.И., Новгородцев В.А., Соболь А.Н. Проектирование исполнительных механизмов с выстоем выходного звена // Материалы Междунар. научно-техн. конф. ’’Информационные технологии: наука, техника, технология, образование, здоровье’’. – Харьков: ХГПУ. – 1996. – С. 39–42.

Здобувачем запропоновано метод проектування важільних восьмиланкових механізмів із забезпеченням заданої точності вистою вихідної ланки.

14. Zagrebelnyy V., Zinchenko E. The Kinematical and Strength Research of the Fourth Class Hinged Mechanisms and Trajectory of a Hinged Point for Optimum Versions Determination // MicroCAD 2001. International Scientific Conference. “Machine and Structure Design”. – Miskolc: University of Miskolc. – 2001. – P. 117–123.

Здобувачем проведено аналіз стану питання синтезу механізмів з вистоями вихідної ланки, у тому числі механізмів четвертого класу; наведено результати проектування раціональних ШМЧК з вистоєм вихідної ланки.

15. Зінченко О. Силовий розрахунок шестиланкового механізму четвертого класу і критерії його оптимізації // Тези доповідей 6-го міжнародного симпозіуму українських інженерів-механіків. – Львів: КІНПАТРІ ЛТД. – 2003. – С. 87.