УДК 621.83

ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ МЕХАНИЗМА ПРИВОДА ВЕНТИЛЯЦИОННОЙ ФОРТОЧКИ ТЕПЛИЦЫ

Гречкин Илья1, Несмиянов Иван Алексеевич2
1Волгоградский государственный аграрный университет, студент
2Волгоградский государственный аграрный университет, к.т.н., доцент

Аннотация
В работе рассматривается синтез кривошипно-коромысленного механизма привода форточки теплицы по некоторым заданным изначально геометрическим параметрам с учетом углов давления в шарнирах и условия непопадания механизма в особые положения.

Ключевые слова: , ,


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Гречкин И., Несмиянов И.А. Параметрический синтез механизма привода вентиляционной форточки теплицы // Современные научные исследования и инновации. 2018. № 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2018/01/85621 (дата обращения: 24.01.2018).

Геометрический синтез механизмов как правило направлен на определение геометрических размеров звеньев, обеспечивающих заданное движение выходного звена, при этом важно определить возможность отсутствия попадания механизма в особые положения [1]. Данная задача изначально ставилась только как геометрическая, т.е. необходимо определить размеры кривошипа и шатуна, причем заданы основные размеры коромысла и межосевые расстояния. Внешний вид заданного кривошипно-коромысленного механизма привода форточки теплицы представлен на рис.1.
Основным параметром синтеза механизма привода вентиляционной форточки теплицы являются размер форточки и угол ее открытия. В конкретном случае высота форточки h=870 мм и максимальный угол открытия Ѳ=900 заданы. Дополнительно на механизм наложены ограничения по размещению оси приводного электродвигателя: длина стойки 6 должна быть a=1870 мм, а суммарная длина шатуна x и кривошипа r должна быть мм (рис.2).


Рисунок 1 – Механизм привода вентиляционной форточки: 1-форточка (коромысло); 2- шатун; 3-кривошип; 4-электродвигатель с редуктором; 5-цилиндрические шарниры; 6-стойка.

Согласно кинематической схемы

h=b+e, (1)
x+r=1919. (2)

Рисунок 2 – Кинематическая схема механизма привода форточки

На основании теоремы Пифагора , откуда

(3)

Из выражения (3) однозначно определяется

= 430,88 мм.

Тогда из (1) e = h-b = 439,12 мм.
Рассмотрим положение механизма при Ѳmax с помощью метода векторного контура [1, 2]
,

. (4)

При заданных известных параметрах системы (4) и с учетом выражения (1) получим

(5)

Система (5) имеет 4 переменных: x, rαβ
Из ΔOCB0 (рис.2) однозначно определяется угол δ

Данный угол поворота кривошипа r составит ψ=δ+β, при этом на ψ наложены ограничения ψ≤1600, обоснованные конструкцией редуктора. В начальном положении α=δ, отсюда β≤1470
Рассмотрим механизм еще в одном особом положении (рис.3). Для случая, когда r=e при Ѳmax =900.
Расстояние DO однозначно определяется из ΔODC

.

Тогда, при e=r x=1843,07-h=937,07 мм и зная, что r+x=1919 найдем r=1919-x=542,81 ≠e.


Рисунок 3 – Особое положение механизма.

Следовательно, особого положения по рис.3 при e=r механизм занимать не может.
Для обеспечения работоспособности механизма длина кривошипа может принимать значения r≥542,81 мм.
При окончательном выборе длины кривошипа в установленных пределах следует учитывать угол давления ν в кинетической паре B (рис.4)

а)                                                              б)
Рисунок 4 – К определению угла давления в кинематической паре: а) общая схема; б) при Ѳmax =900

Из схемы (рис.4, б) при Ѳmax =900 (крайнее положение коромысла h) следует, что . Отсюда , где [ν]=600 - допускаемый угол давления [3].
Тогда α≥300, хотя ранее в соответствии с техническим заданием было получено αmin=δ=12,970. Следовательно, геометрические параметры механизма, заданные изначально, не обеспечивают благоприятный режим работы механизма с точки зрения минимальных давлений в шарнирных узлах. Вследствие чего, требуется корректировка исходных данных, что можно добиться изменением расстояний e и a. Для полного же анализа механизма при полученных параметрах необходимо провести его кинематическое и кинетостатическое исследование.

Поделиться в соц. сетях

0

Библиографический список
  1. Теория механизмов и машин: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / М.З.Коловский, А.Н. Евграфов, Ю.А. Семенов, А.В. Слоущ. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 560 с.
  2. Несмиянов И.А., Карева Н.В. Геометрический синтез механизма поворота стрелы манипулятора // Современные научные исследования и инновации. 2014. № 12. Ч. 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/12/39830
  3. В М. Герасун, В.И.Пындак, И.А.Несмиянов, В.В.Дяшкин-Титов, В.Е.Павловский. Манипуляторы для мобильных роботов. Концепции и принципы проектирования // Препринт ИПМ им. М.В.Келдыша. 2012. №44. 24 с. URL://library.keldysh.ru/preprint.asp?id=2012-44.


Количество просмотров публикации: Please wait

Все статьи автора «Несмиянов Иван Алексеевич»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: