DOI: https://doi.org/10.20998/2079-0775.2019.1.02

ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ БЫСТРОХОДНЫХ КУЛАЧКОВЫХ И КУЛАЧКОВО–РЫЧАЖНЫХ МЕХАНИЗМОВ

Olena Zinchenko, Mykola Рrokopenko, Volodimir Krasnokytskiy, Oleksandr Krakhmalyov

Анотація


Обсуждается вопрос постановки задач оптимизации параметров кулачковых и кулачково–рычажных механизмов в свете системного подхода к проектированию. Анализируется современное состояние оптимизационного синтеза рассматриваемых типов механизмов. Исходными данными при оптимизации параметров являются: перемещения ведомого звена на всех участках интервала движения, соответствующие им фазовые углы поворота кулачка и закон изменения внешней нагрузки.  Искомыми являются параметры передаточного механизма, параметры кулачкового механизма (межцентровое расстояние, длина коромысла, радиус ролика, минимальный радиус–вектор профиля кулачка)  и параметры законов движения ведомого звена на каждом интервале его перемещения, которые задаются в виде алгебраических многочленов либо сплайнов. Также искомыми могут быть и конструктивные параметры механизма, например, ширина линии контакта пары кулачок–ролик, размеры низших кинематических пар, жесткость  и предварительное сжатие пружины в случае силового замыкания высшей пары. Общее количество искомых параметров зависит от выбранного в процессе реализации алгоритма комплексной оптимизации уровня решения задачи оптимизации рассматриваемого механизма. К числу обязательных ограничений при оптимизации параметров кулачково–рычажных механизмов следует отнести габаритные, которые позволяют разместить механизм в отведенном для него пространстве. Кроме того, могут встречаться специфические ограничения, отражающие особенности выполняемых  технологических операций и условий работы механизма. В указанной постановке решены задачи оптимизации параметров ряда тестовых и реальных кулачковых и кулачково–рычажных механизмов полиграфических и текстильных машин.


Ключові слова


кулачковые механизмы; кулачково-рычажные механизмы; оптимизация; целевая функция; профиль кулачка; критерии оптимизации; нормальная реакция; коэффициент контактных напряжений; коэффициент износа

Повний текст:

PDF

Посилання


Levitskij N. I. Kulachkovye mehanizmy [Cam mechanisms]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1964. 287 р.

Rotbart G.A. Kulachkovye mehanizmy [Cam mechanisms]. Moscow, Sudpromgiz Publ., 1960. 336 р.

Tir K. V. Kompleksnyj raschet kulachkovih mehanizmov [Complex calculation of cam mechanisms]. Kiev, Mashgiz Publ., 1958. 308 р.

Alehina G. B., Kuznecov Je. A., Rybnikova E. V., Rybnikov G. L., Shvecov V. T. K sintezu kulachkovyh mehanizmov na EVM: monografija [On the synthesis of cam mechanisms on a computer]. OMSK, OTII Publ., 2005. 246 p.

Alehina G. B., Shvecov V. T. Kriterii sinteza kulachkovіh mehanizmov, ih soglasie i protivorechivost' [Criteria for the synthesis of cam mechanisms, their agreement and inconsistency]. Dep. v VINITI № 3406– V 99 Dep. Omsk, 1999. 19 p.

Alehina G. B., Shvecov V. T. Sintez kulachkovyh mehanizmov po zadannomu mgnovennomu kojefficientu poleznogo dejstvija [Synthesis of cam mechanisms for a given instantaneous efficiency]. Omsk, OMGTU Publ., 1999.

Shoev A. N. Nekotorye aspekty povyshenija dolgovechnosti ku–lachkovyh mehanizmov. Doklady akademii nauk respubliki Ta–dzhikistan [Some aspects of improving the durability of cam mechanisms]. Doklady akademii nauk respubliki Tadzhikistan. 2010, v. 53, no. 11, pp. 846–850.

Kindracz`ky`j B. I. Strukturno-parametry`chny`j sy`ntez kulachkovoyi zapobizhnoyi mufty` [Structural and parametric synthesis of the cam follower coupling]. Visny`k Nats. un-tu «L`vivs`ka politexnika». Seriya: Dy`namika, micznist` ta proektuvannya mashy`n i pry`ladiv. 2005, no. 509, pp.76–85.

Kiny`cz`ky`j Ya. T, Kostogry`z S. G., Pidgajchuk Ya. O. Kulachkovo-civkovi mexanizmy` perery`vchastogo obertovogo ruxu vy`xidnoyi lanky` [Camshaft mechanisms of intermittent rotary motion of the original link]. Khmel`ny`cz`ky`j, XNU Publ., 2010, 194 p.

Kiny`cz`ky`j Ya. T, Cemenyuk M. F., Mazur M. P, Pidgajchuk Ya. O. Modelyuvannya roboty` kulachkovo–civkovy`x mexanizmiv z perery`vchasty`m obertovy`m ruxom vy`xidnoyi lanky` [Modeling of work of cam-tubular mechanisms with intermittent rotating motion of the initial link.]. Vy`miryuval`na ta obchy`slyuval`na texnika v texnologichny`x processax. 2009, no 1, pp. 33–38.

Dvornikov L. T., Sadieva A. Je., Kokoloeva U. U., Dushenova M. A. Metodika sinteza kulachkovyh mehanizmov [Method of synthesis of cam mechanisms]. Mashinovedenie. Bishkek: Institut mashinovedenija Nacional'noj akademii nauk Kyrgyzskoj Respubliki. 2018, no. 1 (7), pp. 10–14.

Zinchenko E. I., Nazarenko S. A., Marusenko S. I., Hramcova I. Ja. Optimizacija parametrov kulachkovyh mehanizmov [Parameters optimization of cam mechanisms]. Visnyk NTU "KhPI" [Bulletin of the National Technical University "KhPI"]. Kharkov, NTU "KhPI" Publ., 2019, no. 7(1332), pp. 55–59.

Kulik V. K., Stahniv N. E. O kinematicheskom sinteze planetarnyh i koromyslovyh kulachkovih mehanizmov s uchetom pogreshnostej ih izgotovlenija [On the kinematic synthesis of planetary and rocker cam mechanisms, taking into account the errors of their manufacture]. V kn.: Teorija mehanizmov i mashin. Кhar'kov, 1981, issue 31, pp. 23–26.

Tir K.V. Mehanika poligraficheskih avtomatov [Mechanics of printing machines]. Moscow, Kniga Publ., 1965. 496 p.

Kulik V. K., Petrakov Ju. V. Raschet na EVM optimal'nyh parametrov mehanizmov [Calculation on a computer of optimal parameters of mechanisms]. Izvestija vuzov. Mashinostroenie, 1977, no. 5, pp. 38–42.

Popov N. N. Raschet i proektirovanie kulachkovih mehanizmov [Calculation and design of cam mechanisms]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1965, 304 p.

Novgorodcev V. A. Sistemnyj podhod k optimizacii parametrov mehanizmov tehnologicheskih avtomatov [System approach to the optimization of the parameters of the mechanisms of technological machines]. Mashinovedenie. 1984, no.2, pp. 59–64.

Jepshtejn Ju. V., Novgorodcev V. A. Funkcii, naimenee otklonjajushhiesja ot nulja, v zadachah sinteza kulachkovih mehanizmov [Functions, the least deviating from zero, in problems of the synthesis of cam mechanisms]. In.: Analiz i sintez mehanizmov. Moscow, Nauka Publ., 1970, pp. 279–287.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1.   Левитский Н. И.  Кулачковые механизмы. М.: Машиностроение, 1964. 287 с.

2.   Ротбарт Г. А. Кулачковые механизмы. М.: Судпромгиз, 1960. 336 с.

3.   Тир К. В. Комплексный расчет кулачковых механизмов. Киев: Машгиз, 1958. 308 с.

4.   Алехина Г. Б., Кузнецов Э. А., Рыбникова Е.В., Рыбников Г.Л., Швецов В.Т. К синтезу кулачковых механизмов на ЭВМ / ред. Швецов В. Т. ОМСК: ОТИИ, 2005. 246 с.

5.   Алехина Г.Б., Швецов В.Т. Критерии синтеза кулачковых механизмов, их согласие и противоречивость. Деп. в ВИНИТИ № 3406– В 99 Деп. Омск, 1999. 19 с.

6.   Алехина Г.Б., Швецов В.Т. Синтез кулачковых механизмов по заданному  мгновенному коэффициенту полезного действия. Омск: Изд–во ОМГТУ, 1999.

7.   Шоев А. Н. Некоторые аспекты повышения долговечности кулачковых механизмов. Доклады Академии наук Республики Таджикистан. 2010, том 53, № 11. C 846-850.

8.   Кіндрацький Б. І. Структурно-параметричний синтез кулачкової запобіжної муфти. Вісник Нац. ун–ту «Львівська політехніка». Серія: Динаміка, міцність та проектування машин і приладів. 2005. № 509. С.76–85.

9.   Кіницький Я. Т, Костогриз С. Г., Підгайчук Я. О. Кулачково-цівкові механізми переривчастого обертового руху вихідної ланки.  Хмельницький: ХНУ, 2010. 194 с.

10. Кіницький Я. Т, Cеменюк М. Ф., Мазур М. П, Підгайчук Я. О. Моделювання роботи кулачково–цівкових механізмів з переривчастим обертовим рухом вихідної ланки. Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процессах. 2009. № 1. С. 33–38.

11. Дворников Л.Т., Садиева А.Э., Коколоева У.У., Душенова М.А. Методика синтеза кулачковых механизмов. Машиноведение. Бишкек: Институт машиноведения Национальной академии наук Кыргызской Республики.  2018. №1 (7). С. 10 – 14.

12. Зинченко Е. И., Назаренко С. А., Марусенко С. И., Храмцова И. Я. Оптимизация параметров кулачковых механизмов. Вісник Національного технічного університету ХПІ. Серія: Машинознавство та САПР. 2019. № 7 (1332). С. 55–59.

13. Кулик В. К., Стахнив Н. Е. О кинематическом синтезе планетарных и коромысловых кулачкових механизмов с учетом погрешностей их изготовления. В кн.: Теория механизмов и машин. Харьков, 1981, вып. 31. C. 23–26.

14. Тир К. В. Механика полиграфических автоматов. М.: Книга, 1965. 496 с. 

15. Кулик В. К., Петраков Ю. В. Расчет на ЭВМ оптимальных параметров механизмов. Известия вузов. Машиностроение, 1977. № 5. C. 38–42.

16. Попов Н.Н. Расчет и проектирование кулачкових механизмов. М.: Машиностроение, 1965. 304 с.

17. Новгородцев В.А. Системный подход к оптимизации параметров механизмов технологических автоматов. Машиноведение. 1984. №2. С. 59–64.

18. Эпштейн Ю.В., Новгородцев В.А. Функции, наименее отклоняющиеся от нуля, в задачах синтеза кулачкових механизмов. В кн.: Анализ и синтез механизмов. М.: Наука, 1970. C. 279–287.

 





ISSN 2079-0775. Вісник Національного Технічного Університету «ХПІ».