автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.18, диссертация на тему:Анализ и синтез механизмов индифферентной структуры со сложным огибающим движением исполнительного органа

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ МАШИНОВЕДЕНИЯ им. А. А.БЛАГОНРАВОВА

На правах рукописи

КУЗНЕЦОВ Сергей Анатольевич

УДК 621.01

АНАЛИЗ И СИНТЕЗ МЕХАНИЗМОВ ИНДИФФЕРЕНТНОЙ СТРУКТУРЫ СО СЛОЖНЫМ ОГИБАЮЩИМ ДВИЖЕНИЕМ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ОРГАНА

05.02.18 - Теория механизмов и машин

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 2000

Работа выполнена в Южно-Российском государственном университете экономики и сервиса (ЮРГУЭС)

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Н.В. Умнов доктор технических наук, профессор A.A. Головин доктор технических наук, профессор O.A. Полушкин

Ведущая организация: ОАО "Шахтинский завод Гидропривод"

Защита диссертации состоится 26 сентября 2000 г. в 15-00 часов на заседании Специализированного Совета по общей теории машин Д-003-42-02 при Институте машиноведения им.А.А. Благонравова РАН по адресу 101830, Москва, М. Харитоньевский пер.,4, тел.925-60-28, факс 200-42-39.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института машиноведения (Москва, ул.Бардина, 4, тел. 135-55-16)

Автореферат разослан 2000 г.

А.Н.Дровников

Г

<412,520,1,t0 <ЦЦ?-02. О

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В современных экономических условиях, требующих интенсификации производства, обеспечение конкурентоспособности отечественной продукции становится делом первоочередной важности. Решение этой задачи невозможно без использования последних научных достижений как в изделиях машиностроительных предприятий, так и в технологических процессах, применяемых для их производства. Создание прогрессивных энергосберегающих технологий и нового, более совершенного оборудования для них, разработка станков и изделий с техническими характеристиками, превосходящими существующие мировые аналоги - вот единственный путь выхода из экономического кризиса. В этой связи возрастает роль фундаментальных исследований в области теории механизмов и машин, направленных на поиск схемных решений, обеспечивающих механизму совокупность определенных, наперед заданных свойств, отвечающих требованиям данного технологического процесса и позволяющих отстроиться от влияния факторов, ненужных или вредных в данных условиях. Таким требованиям, в частности, отвечают рычажно-огибающие механизмы, выходное звено которых совершает сложное движение огибания по отношению к неподвижному элементу и обрабатывает помещенный между ними материал. Уровень конструкторской проработки немногочисленных существующих прямолинейно-огибающих механизмов колебательно-ковочных машин, ножниц с катящимся резом сдерживается отсутствием научно обоснованных математических моделей и методов структурного и кинематического синтеза, теоретического обоснования структурных свойств "неассуровых кинематических цепей отрицательных порядков" (по терминологии В.В.Добровольского). Индифферентность структуры таких

цепей при произвольных размерах звеньев проявляется в невозможности начать движение независимо от величины приложенных к ним движущих сил, при том что все соединения - подвижные. При выполнении определенных кинематических (размерных) или динамических условий, обеспечивающих подвижность, свойство индифферентности проявляется в невозможности передачи растягивающего или сжимающего усилия индифферентной связи, благодаря чему оно может сохраняться в цепи в процессе работы. Невозможность передачи движения от выходного звена к входному сродни самоторможению, но обусловлено это свойство может быть не только динамическими условиями, а структурными и кинематическими. Выявление свойств механизмов индифферентной структуры и условий их работоспособности необходимо для их использования при создании оригинальных рычажно-огибающих механизмов.

Цель работы - разработка нового класса механизмов со сложным огибающим движением исполнительного органа, названных рычажно-огибающими, а также метода их структурного и кинематического анализа и синтеза, позволяющего выявлять и использовать свойства "неассуровых групп отрицательного порядка" при проектировании механизмов с новым уровнем свойств.

Основная идея работы состоит в определении параметров синтеза рычажно-огибающих механизмов через параметры механизмов, направляющих центр кривизны огибающей окружности по эквидистанте к огибаемой линии с заданной точностью приближения и с учетом скольжения между взаимоогибаемыми кривыми.

Методы исследований. При выполнении диссертационной работы использовались фундаментальные положения, общие законы и методы теоретической и прикладной механики и математики, в том числе методы

теории механизмов и машин, сопротивления материалов, аналитической геометрии, теории интерполяционного приближения функций.

Достоверность результатов теоретических исследований обеспечивается корректностью применения общих положений прикладной механики и математики, а их эффективность подтверждаются разработанной программой синтеза и работоспособностью направляющих и рычажно-огибающих механизмов, спроектированных на основе разработанной теории.

Научную новизну работы составляют:

•новый класс механизмов со сложным движением исполнительного органа, огибающего положения неподвижного элемента с прямолинейным или круговым профилем;

•новый подход к анализу и синтезу приближенных прямолинейно-огибающих механизмов, состоящий в определении их параметров и характеристик через параметры и характеристики прямолинейно-направляющего механизма с учетом скольжения между взаимоогибаемыми элементами;

•обобщенный метод приближенного синтеза направляющих и огибающих механизмов;

•новые схемные решения прямолинейно- и круговых огибающих механизмов технологических машин и движителей транспортных средств. Выявлены свойства таких механизмов: индифферентность структуры позволяет создавать в замкнутом контуре натяжение, которое не приводится к входному звену в виде момента; свойство интеграции механизмов индифферентной структуры со сложным движением огибания исполнительного органа состоит в сочетании полезных эксплуатационных качеств, несовместимых при простом движении исполнительных органов, при этом устраняются присущие им недостатки.

• основные положения линейной теории структуры,

позволяющей производить структурный анализ любых механизмов путем определения структурных характеристик и включающей новые структурные формулы и линейную модель исследования структуры;

• основные положения монадной теории структуры, позволяющей формализовать структурные признаки и служащую базой знаний для структурного синтеза механизмов с заданными структурными свойствами, основанного на монадном (единичном) представлении структурного состава и свойствах монадного уровня исследования структуры.

Практическая ценность и реализация результатов работы

• . Результаты работы в виде базы знаний, алгоритмов и программ структурного и кинематического анализа и синтеза рычажно-огибающих механизмов, а также их макеты, модели и опытно-экспериментальные образцы используются в учебном процессе: в лекционном, лабораторном курсе и курсовом проектировании по теории механизмов и машин, что подтверждается соответствующими актами внедрения.

• Предложены новые схемные решения прямолинейно- и круговых рычажно-огибающих механизмов, 12 из которых признаны изобретениями.

• Программа автоматизированного синтеза симметричных прямолинейно-направляющих и прямолинейно-огибающих механизмов используется в расчетной практике ГУ ЮжНИИ гидротехники и мелиорации при создании рабочих органов уплотняющих машин для строительства гидротехнических сооружений. На Шахтинском ремонтно-механическом заводе готовятся к серийному производству рычажно-дуговые ножницы для раскроя листовых материалов, конструкция которых защищена патентом РФ, а технические показатели превышают мировой уровень. Получены акты внедрения в производство.

Связь темы диссертации с планами отраслей пауки и производства. Работа выполнена к соответствии с перечнем приоритетных направлений развития науки и техники, утвержденным Правительством Российской Федерации 21,06.96г.

• В области фундаментальных исследований "Механика, машиноведение и процессы управления: проблемы! механики, проблемы машиноведения, проблемы управления н автоматизации", тема Г-36.1- "Основы теории механизмов и машин неассуровой гагруктуры". Часть научных результатов получена в рамках исследований, проведенных по гранту Минобразования РФ "Основы теории технологически машин с замкнутым энергетическим потоком" ГР № 0198.0009544 (] 9?В-2000гг.) и по единому заказ-наряду Минобразования РФ (2000г), шифр темы ЮРГУЭС-1.00Ф.

• В области критических технологий федерального уровня "Производственные технологии: модульные технологии производства массовой металлопродукции с новым уровнем свойств. Интеллектуальные системы автоматизированного проектирования и управления", тема Г-7.1-"Разработка и совершенствование ¡рабочих органов и систем управления машин, исследование их надежностяш работоспособности".

• Работа выполнялась в Новочеркасском политехническом институте на кафедре "Теория механизмов и машин" при разработке темы "Автоматизация производства порошковых магнитов" ГР № 01870025225, а также на кафедре "Детали масшн" Шахтинского технологического института бытового обслуживания следующих тем: "Анализ, разработка и внедрение средств малой мехакквации на слесарных, механических, сварочных работах при изготояиении металлоконструкций" ГР № 0184.0066083 и "Разработать и внедрить устройства для механизации работ при производстве металлоизделий" ГР № 0185.0052857.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на научно-технических конференциях Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института) (г.Новочеркасск, 19851998 г.г.), Южно-Российского государственного университета экономики и сервиса (Шахтинского технологического института) (г.Шахты, 1984-2000 г.г.), на заседаниях Харьковского филиала семинара по теории механизмов и машин института машиноведения АН СССР (г.Харьков, 1988 г., 1990 г.), на заседаниях Всесоюзного семинара по теории механизмов и машин (г.Москва, 1989г., 1999г.), на Международной научно-практической конференции "Зубчатые передачи-98" (Санкт-Петербург, 1998г.), на Международном научно-техническом семинаре "Об опыте участия ВУЗов России и ФРГ в создании новой техники и технологий" (г.Шахты, 1999). Результаты работы в виде действующих опытно-экспериментальных образцов электроинструмента для раскроя листового материала экспонировались на выставках разного уровня, в том числе на ВДНХ СССР в 1986 г. (бронзовая медаль, удостоверение №61918) и в 1987г. в г.Бомбее (Индия) на выставке, посвященной фестивалю советско-индийской дружбы.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 35 работ, среди которых четыре монографии и 12 авторских свидетельств и патентов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав с выводами, заключения, библиографического списка, включающего 127 наименований и приложения. Основной текст работы изложен на 203 страницах машинописного текста, поясняется 69 рисунками и 4 таблицами.

На защиту выносится новый класс рычажно-огибающих механизмов и метод структурного и кинематического анализа и синтеза

механизмов индифферентной структуры со сложным движением приближенного огибания исполнительного органа, обладающих свойством интеграции полезных качеств, несовместимых при простом движении.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность проблемы, определяется научное направление и цель исследований, формулируются научные положения, выносимые на защшу, излагается краткое содержание диссертации.

В первой главе рассмотрены вопросы кинематического анализа рычажно-огибающих механизмов со сложным огибающим движением исполнительного органа, делается обзор схем существующих конструкций и обозначаются перспективы применения с учетом выявленных свойств.

Известная теория линейно огибающих шатунных кривых предусматривает в качестве огибающей линии прямую, произвольно расположенную в шатунной плоскости рычажного механизма. И.И.Артоболевским предложен целый ряд огибающих механизмов, представляющих теоретический интерес. Для машиностроения практическое значение имеют кривошипные механизмы, в которых дуга окружности огибает неподвижную прямую или, реже, дугу окружности. Это и уже известные и используемые в металлургии ножницы катящегося реза, колебательно-ковочные машины и шагающие устройства. Настоящие исследования показали перспективность подобных механизмов практически во всех отраслях машиностроения, где они могут использоваться как в составе технологического оборудования в процессах, связанных с обработкой материалов давлением, так и в качестве изделий, выпускаемых промышленностью. Рассмотрим общий случай такого огибания, когда дуга окружности радиуса Я, связанная с шатуном рычажного механизма, огибает в своем движении неподвижную прямую. В

этом случае центр кривизны дуги (точка М) движется по параллельной прямой со скоростью, равной скорости точки контакта дуги и прямой, то есть мгновенного центра вращения. Такой подход позволяет определить основные параметры прямолинейно-огибающего механизма через параметры прямолинейно-направляющего, если центром кривизны душ считать направляющую точку М. Например, перемещение, скорость и ускорение точки контакта К равны соответствующим характеристикам направляющей точки М, длина участка огибания равна прямолинейному участку траектории точки М, отклонение во взаимном огибании дуги и прямой равно отклонению направляющей точки М от заданной прямой. Дополнительная характеристика, специфичная для огибающего механизма -скольжение между дугой и прямой - также определяется как разность между перемещением точки М и длиной огибающей дуги за это же время. Таким образом, прямолинейно-огибающий механизм, созданный на основе точного или приближенного прямолинейно-направляющего, может быть также точным или приближенным. Точный огибающий механизм, как и точный направляющий, имеет в сравнении с приближенным большее количество подвижных звеньев и кинематических пар, что отрицательно сказывается на его точности и надежности. Исключение составляет точное эллиптическое прямило, на основе которого может быть создан точный прямолинейно-огибающий механизм, но применение его ограничено из-за мертвых положений. Кроме того, даже в случае точного огибающего механизма простая схема не может обеспечить точного скольжения, которое в общем случае также достигается приближенно. Рассмотрим для примера прямолинейно-огибающий механизм, выполненный на основе приближенного эллиптического прямила. Шатунная кривая этого механизма является симметричной, поэтому для удобства совместим ее

прямолинейный участок с осью ординат (рисунок 1), а ось симметрии с осью абсцисс.

Из направляющей точки М проводим дуги радиусов Я2, и Я3. В своем движении они огибают вертикальные прямые, абсциссы которых х/г х2 и X) равны /?,•, Л2 и Яз соответственно. Длина огибаемого отрезка каждой прямой равна длине прямолинейного участка траектории точки М:

Ь = 2(г, 5тд>] + г25т<р2).

Длина огибаемого отрезка дуги / = где у/ = 2(я-Скольжение между взаимоогибаемыми отрезками дуги и прямой С = Ь - /= Г/ БШ^/ +Г2 БШ^ + Щк-<р2).

Для эллштгического прямила, или кривошипно-ползунного механизма, функция положения (рг - к - агсэт (т^тр/Ь). Для других симметричных прямолинейно-огибающих механизмов подставляются соответствующие функции положения. На рисунке 4 дуга радиуса Я2 соответствует минимальному скольжешпо, а дуги радиусов /?/ и имеют скольжение в процессе огибания неподвижной прямой, причем дуга радиуса Я, скользит вперед, а дуга радиуса Я3 - назад. Практическое значение может

иметь каждый из этих трех случаев скольжения в зависимости от назначения механизма.

В роли прямолинейно-огибающего может использоваться, таким образом, любой прямолинейно-направляющий механизм, как рычажный, так и зубчато-рычажный. Разнообразие схем позволяет выявить наилучший вариант для каждого конкретного случая использования.

Во второй главе рассматривается вопрос приближенного синтеза симметричных прямолинейно- и круговых огибающих механизмов. Разработанный П.Л.Чебышевым интерполяционный метод синтеза направляющих механизмов получил развитие в работах И.И.Артоболевского, В.В.Добровольского, З.Ш.Блоха, Н.ИЛевитского, С.А.Черкудинова, В.Я.Белецкого, Г.Г.Баранова, В.С.Карелина, Ю.Л.Саркисяна и других ученых.

Синтез приближенного прямолинейно-огибающего механизма сводится к синтезу механизма, направляющего центр кривизны огибающей дуги по прямой линии, параллельной заданной, с учетом скольжения между взаимоогибаемыми кривыми. Из теории интерполяционного приближения известно, что для наилучшего (по Н.Л. Чебышеву) приближения симметричной шатунной кривой к прямой линии количество узлов интерполяции на участке приближения должно равняться порядку шатунной кривой. В случае симметричного интервала приближения удобно рассматривать полуинтервал, при этом на оси симметрии интервала приближения число интерполяционных точек удваивается. Для кривошипно-ползунного прямолинейно-направляющего механизма, или эллиптического прямила, симметричная шатунная кривая которого является алгебраической кривой 4-го порядка, такое приближение соответствует наилучшему. В этой части исследования опираются на работы В.С.Карелина. Уравнение, связывающее кинематические параметры направляющего механизма, или

уравнение схемы (по терминологии В.С.Карелина), можно получить методом канонических уравнений: в каноническое уравнение эллипса подставляются координаты кривошипа эллиптического прямила (рисунок 2) в среднем положении и в крайнем, соответствующем концу отрезка приближения.

Рисунок 2 - Эллиптическое прямило

После алгебраических преобразований получаем уравнение схемы эллиптического прямила:

/■■¿■(l-cosp,) (X ~ i )

b-^jb2 -г2 sin2 <р

где а - расстояние от шарнира кривошипа до направляющей точки М, или большая полуось эллипса;

b - длина шатуна, или малая полуось эллипса; г - длина кривошипа;

1ср - угол разворота кривошипа, соответствующий интервалу приближения.

Для конхоидального прямила (рисунок 3) расстояние до направляющей точки, соответствующее промежуточному приближению (с тремя интерполяционными точками на интервале приближения для шатунной кривой шестого порядка), получаем аналогичным способом с помощью уравнения конхоиды:

/■(1 — соэ^э)

/ =

Ь+ГС05ф

■у]ь2 + 2Ьгсо5<р + г2

Рисунок 3 - Конхоидальное прямило

Метод канонических уравнений достаточно прост и нагляден и имеет большое методологическое значение, однако для синтеза направляющих и огибающих механизмов с помощью ЭВМ необходима более формализованная обобщенная методика (рисунок 4).

Из условия интерполяции по трем точкам на симметричном интервале приближения получим обобщенное уравнение схемы симметричного прямолинейно-направляющего механизма:

Г/ COS <Pi°+r2 COS COS <Pi- Г, COS <Pi. T2 COS <P2-—-ri COS (Pi =0

Длина участка приближения:

L = 2[lo+''iSin cp, + r2sin (p2 +...+ rjsin щ Отклонение траектории направляющей точки от прямой линии: Л = Г J COS (Pi0+r2 COS (p20+...+ri COS <Pi°- Г) COS Ф1.Т2 cos <P2-...-fi COS Ipr

-!->

Рисунок 4 - К обобщенному синтезу симметричного прямила

Интерполяционный синтез симметричного прямила заключается в решении системы этих трех уравнении после подстановки соответствующих функций поворота шатунных плоскостей <р = /(<р0- Разумеется, наилучшим такое приближение будет только для механизмов с шатунными кривыми четвертого порядка, а для шатунных кривых более высокого порядка приближение по трем точкам является промежуточным (по терминологии В.С.Карелина), поэтому при необходимости параметры уточняются методом оптимизации. В практическом смысле для синтеза прямолинейно-

направляющих и прямолинейно-огибающих механизмов вполне достаточно интерполяции по трем точкам. Составлена программа автоматизированного проектирования "ЛИМА - синтез симметричных прямолинейно-направляющих механизмов". Для прямолинейно-огибающего механизма по заданному скольжению С определяется радиус кривизны огибающей дуги Я:

Я =С/(к- уд.

К числу прямолинейно-огибающих отнесены также зубчато-рычажные механизмы (планетарные), направляющая точка которых связана с сателлитом и является центром кривизны огибающей дуги. Ниже рассмотрен пример синтеза такого механизма, используемого в качестве шагающего колеса.

В третьей главе приведены алгоритмы и конкретные примеры синтеза прямолинейно- и круговых огибающих механизмов различного применения, признанных изобретениями.

Траекторный синтез шагающих устройств, начало которому положил П.Л.Чебышев своей "стопоходящей машиной", лежит в основе прямолинейно-огибающих шагающих механизмов. Отличие состоит в том, что выпуклая опора шагающего механизма совершает сложное движение огибания по отношению к дороге, примерно как стопа человека при ходьбе перекатывается с пятки на носок. Шагающее устройство на основе конхоидального прямила (рисунок 5), содержащее две установленные в противофазе опоры с выпуклой опорной поверхностью, может использоваться в строительстве для укатывания (уплотнения) грунта, так как длина шага у него меньше длины образующей опорную поверхность дуги. Другое шагающее устройство (на рисунке 6 показана только одна его опора) имеет дискретную колею, что позволяет использовать его в качестве движителей повышенной проходимости для вездеходов, космической и военной техники, в строительстве и мелиорации. Шагающее колесо

(рисунок 7) имеет всего три подвижных звена 1, 2 и 2' и дискретную колею и предназначено для повышения проходимости мобильных роботов, инвалидных колясок и других транспортных средств, предназначенных как для движения по ровной поверхности, так и по лестничным маршам. Еще одно важное свойство, которым обладают шагающие движители с дискретной колеей - экологическая чистота, состоящая в минимальном разрушении почвенного покрова в отличие от движителей со сплошной колеей. Таким же свойством, но уже в отношении донного слоя водоемов, обладает плавниковый водный движитель со сложным движением плавника, напоминающим движение хвоста кита, имеющего, как известно, максимальный КПД среди водных движителей. Еще одно его свойство -

Рисунок 5 - Шагающий прямолинейно-огибающий механизм на основе конхоидалыюго прямила, предназначенный для уплотнения грунта

Рисунок 6 - Опора шагающего механизма с дискретной колеей

Рисунок 7 - Шагающее колесо

Рисунок 8 - Плавниковый движитель

Самую большую группу среди прямолинейно-огибающих механизмов составляют механизмы машин для различных технологических процессов обработки материалов давлением - от глажения и пластической деформации до разрушения. В металлургии используются ножницы катящегося реза (рисунок 9), обеспечивающие на раскрое толстолистового проката постоянство угла резания (как у поступательно движущегося косого ножа) при постоянном перекрытии ножей (как у обычных ножниц с возвратно-вращательным ножом), что недостижимо при простом (вращательном или поступательном) движении подвижного ножа. Предложенная методика проектирования таких ножниц позволила упростить конструкцию и создать однокривошипные ножщщы катящегося реза - так называемые рычажно-дуговые, которые можно использовать не только в металлургии, но и в качестве портативного ручного или механизированного инструмента. Если при создании ножниц необходимо стремиться к уменьшению скольжения, то в некоторых процессах скольжение просто необходимо по технологическим условиям. Например, при резке толстых кож в кожевенном производстве продольное скольжение ножа просто необходимо, так как оно уменьшает угол резания, а огибающее движение дугового ножа позволяет снизить силы трения за счет того, что в кожу внедряется практически только лезвие на величину толщины кожи (рисунок 10). Еще одно подобное устройство используется в металлургии -это колебательно-ковочная машина, механизм бойка которой представляет собой прямолинейно-огибающий механизм со скольжением. Выпуклые бойки, установленные оппозитно, одновременно с обжатием нагретой заготовки перемещают ее в осевом направлении, что позволяет обойтись без специального подающего устройства и уменьшить недокат (рисунок 11). Практически в таком процессе сочетаются высокое обжатие заготовки

с черновой калибровкой, то есть в одном устройстве совмещены радиально-ковочная машина и прокатный стан.

Рисунок 11 - Механизм бойка колебательно-ковочной машины

Рисунок 10 - Ножницы со скольжением для резки толстых кож

Щековая дробилка с выпуклой подвижной щекой (рисунок 12) совмещает преимущества дробилок с верхним (свободный выход продуктов дробления) и с нижним качанием щеки (постоянство размера выходной щели). В отличие от известных дробилок со сложным движением щеки отсутствует тангенциальная составляющая этого движения, вследствие чего уменьшены трение и износ рабочих поверхностей щек.

Гладильный пресс обжимного действия (рисунок 13) позволяет снизить мощность привода за счет уменьшения усилия прессования без снижения удельного давления. Кстати, это одно из немногих устройств, в котором может быть использовано свойство "циркуляции энергии", позволяющее повысить КПД процесса. Кроме того, такой пресс повышает качество влажно-тепловой обработки швейных изделий. Аналогичная схема пресса используется и в других процессах обработки материалов давлением - штамповка, правка, чеканка и т. д.

Рисунок 12 - Кинематическая схема обжимной щековой дробилки

Рисунок 13 - Обжимной гладильный пресс

Круговой огибающий механизм использован в конструкции атомобильного колодочного томоза, обладающего достоинствами дискового (высокая стабильность) и колодочного (высокая эффективность) и лишенного их недостатков. Совместить эти качества конструктивно удалось впервык, а пока автомобилестроение идет другими путями - либо применяя многодисковые тормоза, либо используя гидро- и другие усилители, а также разные типы тормозов на передних и задних колесах. Указанные достоинства индифферентного тормоза позволяют использовать его без гидроусилителя.

В четвертой главе исследуется структура огибающих, рычажно-огибающих и рычажных механизмов с пассивной связью, известных по работам И.И.Артоболевского, В.В.Добровольского, М.В.Семенова, О.Г.Озола, Г.Г.Баранова, Н.И.Колчина, К.Хайна, В.С.Карелина, Ю.Л.Саркисяна, Н.С.Воробьева, А.Ф.Крайнева и других. На основе сопоставительного анализа их структуры сделан вывод о наличии в их составе "неассуровых структурных групп отрицательных порядков" (по определению В.В.Добровольского) и определены их свойства. Избыточная связь, замыкающая контур, названа индифферентной (в противоположность адаптивным связям неассуровых групп положительных порядков). Натяжение, созданное в индифферентной связи, не приводится к входному звену в виде момента, что приводит к явлению, известному под названием "циркуляция энергии"и используемому в замкнутом стенде для испытания зубчатых колес (рисунок 14,а). Индифферентная связь вносится в структуру дополнительным звеном, называемым минус-монадой (рычажное звено с двумя концевыми парами), либо высшей парой, образующими дополнительный контур. Так как индифферентная связь привносится еще и входными звеньями, эти параметры необходимо признать равнодействующими в смысле изменения структурных свойств. Среди рычажных механизмов к индифферентным можно отнести широко известные механизмы с пассивной связью: механизм параллельных кривошипов, пятизвенный параллелограмм, пятизвенный кривошипно-ползунный механизм эллипсографа с двумя ползунами и так далее (рисунок 14,6). Все эти механизмы подвижны только в случае выполнения определенных размерных условий; в произвольном же положении звеньев с произвольными размерами такие механизмы неподвижны независимо от величины приложенной внешней силы, при том, что все соединения звеньев - подвижные. Таким образом, к механизмам индифферентной структуры

относятся рычажные и огибающие механизмы с пассивной связью, содержащие "неассуровы группы отрицательного порядка", степень свободы которых (по формуле П.Л.Чебышева) меньше числа входных звеньев.

С

у "Л,

/77 ^7 к

Р777ЭТ

а) б)

Рисунок 14 - Механизмы индифферентной структуры

Такш образом, структурные исследования позволили выявить свойство индифферентности структуры рычажно-огибающих механизмов с целью использования данного свойства при создании новых механизмов со сложным огибающим движением исполнительного органа.

В пятой главе изложены основные положения линейной теории структуры, которая используется в структурном анализе индифферентных и других механизмов аномальной структуры и базируется на результатах структурных исследований отечественных ученых П.Л.Чебышева, Л.В.Ассура, П.О.Сомова, А.П.Малышева,

B.В.Добровольского, М.В.Семенова, И.И.Артоболевского, А.И.Таннова,

C.Н.Кожевникова, Л.Н.Решетова, Г.Г.Баранова, Н.И.Колчина, получивших развитие в работах У.А.Джолдасбекова, А.М.Муратова, А.Ф.Крайнева, Л.Т.Дворникова, А.Н.Дровникова. С учетом нового структурного параметра - числа входных звеньев - получены универсальные структурные формулы, которые в развернутом виде представляют собой уравнения структурных связей в форме двух независимых структурных характеристик - степени аномальности структуры £ и степени иррациональности структуры 5 и могут применяться ко всем структурным

схемам без разделения механизмов на плоские и пространственные. Степень аномальности структуры 51 определяет баланс структурных связей и возможных движений вдоль линии контура структурно-кинематической цепи и может принимать положительные и отрицательные значения или равняться нулю в случае нормальной структуры:

Я = 3п-2рп-рв-р0 = Зп - 2(р5 +Р4±Рз)-Р2-Р1-Ро, (1)

где п- число подвижных звеньев; р„ - число низших пар; рв - число высших пар; P5-.Pi - число пар 5 ...1 класса;

Ро - число входных звеньев (связей), обозначенных стрелками.

Положительное значение степени аномальности означает лишнюю подвижность вдоль линии цепи, то есть адаптивную структуру. Отрицательное значение степени аномальности указывает на наличие избыточной структурной связи вдоль линии цепи, то есть на индифферентность структуры.

Степень иррациональности структуры 5 определяет баланс поперечно-угловых, то есть контурных структурных связей и возможных движений:

5 = 5/1- Зр5-2р4-р3-р2. (2)

Степень иррациональности, равная нулю, означает механизм рациональной структуры. Отрицательные значения степени иррациональности означают количество контурных избыточных связей трех видов - на изгиб цепи, кручение и сдвиг (поперечная связь). Положительные значения степени иррациональности означают лишние подвижности соответствующих видов. При поконтурном определении степени аномальности и степени иррациональности структуры в каждом независимом контуре учитываются только те структурные параметры,

которые не вошли в расчет в предыдущем контуре. Общая степень аномальности и степень иррациональности многоконтурного механизма равна сумме соответствующих характеристик отдельных контуров. Например, механизм с трехповодковой группой, содержащий два независимых контура, имеет следующие структурные характеристики (рисунок 15):

Рисунок 15 - Распределение структурных связей и возможных движений по контурам

Данный пример показывает, что механизм в целом нормальной структуры может содержать контуры с положительным или отрицательным значением степени аномальности (адаптивные и индифферентные). Независимость структурных характеристик проявляется в том, что изменение одной из них ке влечет за собой изменение другой. Линейная модель структурно-кинематической цепи служит инструментом структурного исследования любого механизма в целом или каждого контура или кинематической пары в отдельности без разделения

5 = Зп - 2(р$*рз)-р0= 3*5 - 2*7 - 1 = О, 5 = Зп - Зр5 ~р3= 3*5 - 3*5 - 2 = -2. 3

А

= 3*4 - 2*5 -1 = 1 *£вй#; = 3*1 -2*2 = -1 5, = 3*4-3*3-2= 1 «2 = 3*1-3*2=-3

механизмов на плоские и пространственные. При таком исследовании структурные связи и их отсутствие (подвижности) определяются относительно линии цепи, а не относительно системы координат (рисунок 16). Линией контура структурно-кинематической цепи называется прямая линия, соединяющая начало и конец структурно-кинематической цепи. Определены пять видов структурных связей, действующих относительно линии контура цепи: растяжение, сжатие, изгиб, кручение, сдвиг. Названия связей и их воздействие на линию контура цепи соответствуют принятым в сопромате названиям внутренних силовых факторов, вызывающих деформированные состояния бруса. Шестой силовой фактор, действующий вдоль линии цепи, вызывается действием входной связи.

Рисунок 16 - Линейная модель структуры контура

Смысл коэффициентов в формулах (1) и (2) раскрыт с точки зрения линейной теории структуры. Так, в формуле (1) коэффициент 2 перед числом низших пар означает, что эта пары имеют двустороннее действие вдоль линии цепи - на растяжение и сжатие, а высшие - односторонние: только на растяжение или только на сжатие. Одностороннего действия и связь, налагаемая входным звеном, поэтому в дальнейшем будем называть ее входной связью, тем более что входные звенья входят в общее число подвижных звеньев. В формуле (2) коэффициенты перед числом пар

Б,

каждого класса означают количество поперечно-угловых структурных связей относительно линии контура структурно-кинематической цепи.

Структурный анализ механизмов в соответствии с линейной теорией структуры состоит в определении двух структурных характеристик - степени аномальности структуры 5 (1) и степени ее иррациональности 5 (2), которые определяют соотношение структурных связей и возможных движений соответственно вдоль линии структурно-кинематической цепи и в поперечно-угловом направлениях. Глубина структурного исследования определяется количеством уровней структурного анализа: на первом уровне рассчитываются структурные характеристики плоской схемы или проекции схемы, на втором уровне та же схема изображается в изометрии с целью выявления повторяющихся структурных параметров (если они есть), на третьем уровне уточняется распределение структурных характеристик по контурам. Сделать это позволяет линейная модель контура структурно-кинематической цепи, выражающая наиболее общие структурные закономерности и свойства и связывающая структуру с кинематикой и динамикой. Так, отрицательные значения степени аномальности показывают количество кинематических условий, которые необходимо наложить на размеры звеньев для обеспечения подвижности индифферентного механизма, или количество динамических условий (упругих звеньев). Отрицательные значения степени иррациональности, или количество избыточных связей, показывают, сколько необходимо наложить угловых условий на взаимное расположение осей кинематических пар.

В шестой главе изложены основные положения монадной теории структуры, составляющей основу базы знаний для структурного синтеза механизмов, в том числе индифферентной структуры. Рычажно-огибающие механизмы отнесены к механизмам переменной структуры, так как при

замыкании высшей пары, образуемой взаимоогибаемыми элементами, структуры механизма из нормальной преобразуется в индифферентную. Монады являются структурными единицами (таблица 1).

Таблица 1 - Виды монад

Название монады Схема монады Степень аномальности

Плюс-монада О- 8= 1

Минус-монада О-О

Монада о-У 5 = 0

Плюс-монада Б= 1

Все структурные цепи, в том числе нормальной структуры, а также жесткие контуры в составе структурных схем образованы определенным

Рисунок 17 - Группы нормальной структуры, составленные из

монад

От соотношения указанных параметров зависят структурные свойства - адаптивность структуры, индифферентность. Цепи аномальной структуры образуются при соединении неравного количества плюс- и минус-монад. Например, если к диаде прибавить шиос-монаду, получится

адаптивная группа (рисунок 18,а), если прибавить минус-монаду, получится индифферентная группа (рисунок! 8,6).

Рисунок 18 - Группы аномальной структуры на базе диады

Монадный уровень исследования структуры позволяет выявить жесткие контуры, которые, в свою очередь, составлены из монад, и определить кратность кинематических пар. Сущность монадного уровня исследования структуры состоит в том, что жесткие контуры представляются состоящими также из монад (рисунок 19), причем степень аномальности структуры при исследовании на монадном уровне остается такой же, как на уровне целых звеньев, а степень иррациональности увеличивается пропорционально числу треугольников, образующих жесткие контуры. Последнее свойство является решающим в процессе формализации структурных признаков и синтеза структурной схемы.

Рисунок 19 - Жесткие контуры, образованные монадами

Кроме основных структурных параметров - количества подвижных звеньев п, кинематических пар р, входных звеньев (связей) р0 и подвижных контуров к - структурная схема может содержать некоторое количество жестких замкнутых контуров с числом сторон с,, с2,... с,-. Каждый жесткий замкнутый контур составлен из треугольников, число которых,

а) адаптивная группа

б) индифферентная группа

необходимое и достаточное для статической определимости жесткого контура, на 2 меньше числа сторон контура с,;

Л = с, - 2.

Поскольку монады являются элементарными структурными единицами, жесткие контуры также образованы монадами: треугольник образован тремя монадами, четырехугольник пятью монадами, пятиугольник - семью и так далее:

/я, = 2ct - 3,

где /я, - количество монад, образующих каждый жесткий контур, найденное из условия его кинематической определимости.

На монадном уровне число всех контуров, в том числе треугольных, составляющих жесткие контуры, определяется по формуле:

кт =рт - т,

где m - число монад (линий), образующих структуру;

рт - число кинематических пар на монадном уровне или суммарная кратность кинематических пар.

Проекция структурной схемы на плоскость состоит из определенным образом соединенных плюс- и минус-монад, или, проще говоря, кружочков, в которых может быть одновременно несколько кинематических пар, и связывающих их линий. Количество кинематических пар в одном кружочке, или кратность кинематической пары, на единицу меньше числа линий, которые в ней сходятся. Тогда количество треугольных контуров в структуре (треугольников) равно разности между числом контуров на монадном уровне и числом подвижных контуров:

Л = кт-к =рт -т-к, Степень аномальности на монадном уровне исследования структуры определяется следующим образом:

S = Зт - 2рт - рс,

откуда

Рт = (Зт -ро- ^)/2.

Количество монад, составляющих структуру:

т = 5 +р№ + 2(к+А).

Данная формула связывает количество монад т с числом входных звеньев рв, степенью аномальности структуры 5", количеством подвижных контуров к и количеством треугольников, образующих жесткие контуры А. Количество подвижных звеньев п, выраженное через количество подвижных контуров к:

п=$+р0 + 2к.

Количество кинематических пар определяем по формуле: p = (Зn-po-S)/2.

Суммарное число избыточных кратностей кинематических пар, показывающее, сколько линий сходятся в кружочках, кроме двух положенных для однократной пары, определяем как разность между числом пар на монадном уровне и числом пар на уровне звеньев:

РХ=Рт-р-

Каждый подвижный контур, смежный со стойкой, связан с ней двумя неподвижными парами; каждый новый контур дает еще по одной неподвижной паре. Таким образом, число неподвижных пар, связывающих звенья механизма со стойкой, на единицу больше числа таких контуров за вычетом внутренних подвижных контуров, не смежных со стойкой:

р! = к + 1-к1>1

где ко - число внутренних подвижных контуров, не смежных со стойкой.

Количество треугольников в разветвленной (сложной) цепи на единицу меньше количества подвижных контуров к, за исключением внутренних кв\

А- к -1 + ко.

Общее количество монад:

т = Я+р0+2(2к-Нк(1)=2(2р-Л-2)-Зп.

Количество плюс-монад определяется по формуле +т = (т + Я - рц)/2.

Количество минус-монад определяется по формуле -т = (т - Б - ро)/2.

Все формулы, составляющие базу знаний для структурного синтеза, получены на основе сопоставления соответствующих параметров на монадном уровне и на уровне целых звеньев. С помощью данных формул по заданным структурным характеристикам можно получить основные параметры синтеза структурных схем и дополнительные -структурные признаки. В случае задания отрицательного значения степени аномальности выходные параметры синтеза соответствуют индифферентной структуре.

На втором этапе структурного синтеза структурная схема приводится в соответствие с заданной степенью иррациональности у структуры путем изменения класса кинематических пар, при этом введение высших кинематических пар осуществляется в соответствии с известным способом заменяющих механизмов.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬ ТА ТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработан новый класс механизмов со сложным приближенно-огибающим движением исполнительного органа, названных рычажно-огибающими. Предложен новый подход к исследованию их структуры и кинематики.

2. Выявлены структурные, кинематические и эксплуатационные свойства рычажно-огибающих механизмов, определяющие область их

применения: свойство индифферентности структуры позволяет создавать натяжение в замкнутом контуре, а свойство интеграции позволяет совместить полезные качества, несовместимые при простом движении исполнительного органа.

3. Разработаны методы структурного и кинематического анализа и синтеза приближенных рычажно-огибающих механизмов. Структурный анализ и синтез производится в соответствии с разработанной линейно-монадной теорией структуры, а кинематический анализ и синтез рычажно-огибающих механизмов производится через параметры соответствующих направляющих механизмов с учетом скольжения между взаимоогибаемыми кривыми.

4. Разработаны новые конструктивные и схемные решения прямолинейно- и круговых огибающих механизмов технологических машин и транспортных средств, 12 из которых защищены авторскими свидетельствами и патентами.

5. Определены наиболее перспективные области применения рычажно-огибающих механизмов, связанные с использованием их особых свойств: шагающие и плавниковые движители, технологическое оборудование для всех процессов обработки материалов давлением, тормозные, зажимные, прижимные и запирающие устройства.

6. Получены акты о внедрении результатов работы в учебный процесс, в ГУ ЮжНИИ гидротехники и мелиорации и в план освоения новых видов продукции Шахтинского ремонтно-механического завода.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В РАБОТАХ

1. Кузнецов С.Л. Линейно-монадная теория структуры механизмов: Монография / Новочерк.гос,техн.ун-т.- Новочеркасск, 1998.108 с.

2. Кузнецов С.А. Синтез шагающего приводного механизма для уплотнения и укатывания грунта // Вопросы совершенствования машин и технологий строительной индустрии.: Сб.науч.тр.- Новочеркасск:НГТУ, 1998.- С.63-66.

3. Кузнецов С.А. Интегральные механизмы индифферентной структуры // Оборудование и технологии сферы быта и услуг: Межвуз.сб.науч.тр. - Шахты:ДГАС, 1998. - С.96-99.

4. Кузнецов С.А. Кинематические аномалии и иррациональности / Донская гос. акад.сервиса.- Шахты, 1998.-14 с.-Деп.з ВИНИТИ

5. Кузнецов С.А. Приближенный синтез симметричных прямолинейно- огибающих механизмов // Теория механизмов и машин: Респ. междувед. науч. -техн. сб. - Харьков: Вища школа, 1990,- Вып. 48.-С. 44-51.

6. Кузнецов С.А. Монадная теория аномальных структур // Теория механизмов и машин: Респ. междувед. науч. -техн. сб. - Харьков: Вища школа, 1991,- Вып. 50.-С. 57-75.

7. Кузнецов С.А. Основные положения теории механических аномалий // Сб. тезисов юбилейной науч.-техн. конф. Шахтинского технол. ин-та. - Шахты, 1994. - С.54-58.

8. Кузнецов С.А. База знаний для структурного синтеза механизмов // Сб. науч. трудов Шахтинского технол. ин-та.- Шахты, 1995.-Вып. 15,- С. 32-35.

9. Кузнецов С.А. Механизмы со сложным движением огибания исполнительного органа // Сб. науч. трудов Донской Гос. акад. сервиса,-Шахты, 1996,-Вып. 20.- С. 42-46.

Ю.Кузнецов С.А. Структурная классификация механизмов // Совершенствование техники и технологии изделий сервиса: Межвуз. сб. науч. тр.- Шахты: ДГАС, 1999,- С.144-147.

П.Кузнецов С.А., Дровников А.Н.. Интегральные механизмы индифферентной структуры. Анализ и синтез: Монография/ Южно-Российск.гос.техн.ун-т,- Новочеркасск: ЮРГТУ, 1999,-99с.

12. Кузнецов С.А., Дровников А.Н. Индифферентная структура механизмов с неассуровыми группами отрицательных порядков // Изв. СКНЦ. Технические науки,- 1989,- № 1.

13. Кузнецов С.А., Каплин Л.А. Устройство для резки кожи// Сб. науч. трудов Донской Гос. акад. сервиса.- Шахты, 1996,- Вып. 20,- С.62-66.

14. Кузнецов С.А., Каплин Л.А. Линейная модель в исследовании структуры механизмов с гибкими связями // Сб. науч. трудов Донской Гос. акад. сервиса. - Шахты, 1997. - Вып.22.

15. Кузнецов С.А., Дровников А.Н. Новые шагающие движители транспортных средств для почвосберегающих технологий // Пробл. экологии и безопасности жизнедеятельности Ростовской области:Сб. науч. тр. - Ростов-на-Дону, 1997® С.106-110.

П.Кузнецов С.А., Дровников А.Н. Интерполяционный синтез механизма дробилки со сложным движением щеки // Вопросы совершенствования машин и технологий строительной индустрии.: Сб.науч.тр.- Новочеркасск, 1998.- С.56-59.

18. A.c. 1365568 СССР, МКИ3 B62D 57/02. Шагающий движитель транспортного средства / С.А.Кузнецов, И.И.Дусев (СССР). -№4036655/2811.- 3аяв.17.03.86. (непубликуемое).

19. A.c. 1511970 СССР, МКИ3 B23D 15/06. Ножницы для резки листового материала / И.И.Дусев, С.А.Кузнецов и др. (СССР).- № 4293950/31-27.- Заяв.26.06.87. (непубликуемое).

20. A.c. 1526093 СССР, МКИ3 B62D 57/02. Шагающий движитель транспортного средства / И.И.Дусев, С.А.Кузнецов и др. (СССР). -№4348009/31-11,- Заяв.22.12.87. (непубликуемое).

21. A.c. 1524347 СССР, МКИ3 В60В 19/00. Шагающее колесо транспортного средства / И.И.Дусев, С.А.Кузнецов и др. (СССР). -№4311506/31-11.- Заяв.01.10.87. (непубликуемое).

22. A.c. 1609546 СССР, МКИ3 B21J 7/12. Колебательно-ковочная машина/ И.И.Дусев, С.А.Кузнецов (СССР). - №4258957/31-37,- Заяв. 06.04.87,- Опубл. 30.11.90,- Бюл.№ 44.

23. A.c. 1560662 СССР, МКИ3 D06F 71/00. Гладильный пресс/ И.И.Дусев, С.А.Кузнецов и др.(СССР). - №4350324/30-12,- Заяв. 28.12.87,-Опубл. 30.04.90,- Бюл. № 16.

24. A.c. 1553339 СССР, МКИ3 В24В 7/00. Устройство для плоского шлифования/ С.А.Кузнецов, А.Н.Дровников и др. (СССР).- №4447291/2508,- Заяв.24.06.88,- Опубл. 30.03.90,- Бюл.№ 12.

14

40

25. A.c. 1646596 СССР, МКИ3 В02С 1/02. Лабораторная ще дробилка / А.Н.Дровников, С.А.Кузнецов и др. (СССР).-№ 444007 Заяв. 18.04.88.- Опубл. 07.05.91,- Бюл.№ 17.

26. A.c. 1791457 СССР, МКИ3 С14В 15/00. Устройство для кожи / Л.А.Каплин, С.А.Кузнецов и др. (СССР).- № 4872748/12.08.08.90,- 0публ.30.01.93.- Бюл.№ 4.

27. A.c. 1756685 СССР, МКИ3 F16D. Колодочный тс /Д.И.Раков, С.А.Кузнецов и др. (СССР).- № 4805109/27. - Заяв. 12.0! 0публ.23.08.92.- Бюл.№ 31.

28. Пат. 2025223 РФ, МКИ3 B23D 15/00. Ножницы для i листового материала/ С.А.Кузнецов (РФ).-№ 5027936/27.- Заяв. 20.01 Опубл.ЗО. 12.94,- Бюл.№ 24.

29. Пат. 2041129 РФ, МКИ3 В63Н 1/36. Плавниковый движ1 /С.А.Кузнецов (РФ).- № 5045231/11.- 3аяв.03.06.92.- 0публ.09.05 Бюл.№22.

Отпечатано: ЧП Бурыхин Б.М. Лицензия: серия РЛД№ 65-186 от 10.01.2000г. Адрес: г. Шахты, Шевченко, 143 Заказ: № 146 Тираж: 100 экз.

ВВЕДЕНИЕ

1 КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РЫЧАЖНО- ОГИБАЮЩИХ МЕХАНИЗМОВ

1.1 Прямолинейно-огибающие механизмы в технике

1.2 Огибание неподвижной прямой линии дугой окружности

2 КИНЕМАТИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ РЫЧАЖНО-ОГИБАЮЩИХ

МЕХАНИЗМОВ

2.1 Приближенный синтез симметричных прямолинейнонаправляющих механизмов

2.2 Метод канонических уравнений в интерполяционном синтезе направляющих механизмов

2.3 Обобщенный синтез прямолинейно-огибающих механизмов

3 РАЗРАБОТКА РЫЧАЖНЫХ И ЗУБЧАТО-РЫЧАЖНЫХ ОГИБАЮЩИХ МЕХАНИЗМОВ

3.1 Механизмы строительных, дорожных и транспортных машин

3.1.1 Шагающие и плавниковые движители

3.1.2 Щековая дробилка

3.1.3 Круговой огибающий механизм автомобильного тормоза

3.2 Прямолинейно-огибающие механизмы технологических машин

3.2.1 Обжимные прессы

3.2.2 Рычажно-дуговые ножницы

3.2.3 Колебательно-ковочная машина

4. МЕХАНИЗМЫ ИНДИФФЕРЕНТНОЙ СТРУКТУРЫ

4.1 Особенности структуры огибающих механизмов

4.2 Структура замкнутых кинематических цепей с циркуляцией энергии

4.3 Индифферентность структуры неассуровых кинематических цепей отрицательных порядков

5 СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ РЫЧАЖНО-ОГИБАЮЩИХ МЕХАНИЗМОВ

5.1 Степень аномальности структуры

5.2 Степень иррациональности структуры

5.3 Независимость структурных характеристик

5.4 Линейная модель структурно-кинематической цепи

5.5 Этапы и уровни структурного анализа

5.6 Структура механизмов с гибкими связями

5.7 Класс контура

6 СТРУКТУРНЫЙ СИНТЕЗ РЫЧАЖНО-ОГИБАЮЩИХ

МЕХАНИЗМОВ

6.1 Структурные аномалии и переменность структуры рычажно-огибающих механизмов

6.2 Монадный уровень исследования структуры

6.3 Формализация структурных признаков

6.4 Этапы и алгоритмы структурного синтеза

6.5 Алгоритм изображения структурной схемы

В современных экономических условиях, требующих интенсификации производства, обеспечение конкурентоспособности отечественной продукции становится делом первоочередной важности. Решение этой задачи невозможно без использования последних научных достижений как в изделиях машиностроительных предприятий, так и в технологических процессах, применяемых для их производства. Создание прогрессивных энергосберегающих технологий и нового, более совершенного оборудования для них, разработка станков и изделий с техническими характеристиками, превосходящими существующие мировые аналоги - вот единственный путь выхода из экономического кризиса. В этой связи возрастает роль фундаментальных исследований в области теории механизмов и машин, направленных на поиск схемных решений, обеспечивающих механизму совокупность определенных, наперед заданных свойств, отвечающих требованиям данного технологического процесса и позволяющих отстроиться от влияния факторов, ненужных или вредных в данных условиях. Таким требованиям, в частности, отвечают рычажно-огибающие механизмы, выходное звено которых совершает сложное движение огибания по отношению к неподвижному элементу и обрабатывает помещенный между ними материал. Уровень конструкторской проработки немногочисленных существующих прямолинейно-огибающих механизмов колебательно-ковочных машин, ножниц с катящимся резом сдерживается отсутствием научно обоснованных математических моделей и методов структурного и кинематического синтеза, теоретического обоснования структурных свойств "неассуровых кинематических цепей отрицательных порядков" (по терминологии В.В.Добровольского). Индифферентность структуры таких цепей при произвольных размерах звеньев проявляется в невозможности начать движение независимо от величины приложенных к ним движущих сил, при том что все соединения - подвижные. При выполнении определенных 5 кинематических (размерных) или динамических условий, обеспечивающих подвижность, свойство индифферентности проявляется в невозможности передачи растягивающего или сжимающего усилия индифферентной связи, благодаря чему оно может сохраняться в цепи в процессе работы. Невозможность передачи движения от выходного звена к входному сродни самоторможению, но обусловлено это свойство может быть не только динамическими условиями, а структурными и кинематическими. Выявление свойств механизмов индифферентной структуры и условий их работоспособности необходимо для их использования при создании оригинальных рычажно-огибающих механизмов.

Цель работы - разработка нового класса механизмов со сложным приближенно-огибающим движением исполнительного органа, названных рычажно-огибающими, а также метода их структурного и кинематического анализа и синтеза, позволяющего выявлять и использовать свойства "неассуровых групп отрицательного порядка" при проектировании механизмов с новым уровнем свойств.

Основная идея работы состоит в определении параметров синтеза рычажно-огибающих механизмов через параметры механизмов, направляющих центр кривизны огибающей окружности по эквидистанте к огибаемой линии с заданной точностью приближения и с учетом скольжения между взаимоогибаемыми кривыми.

Методы исследований. При выполнении диссертационной работы использовались фундаментальные положения, общие законы и методы теоретической и прикладной механики и математики, в том числе методы теории механизмов и машин, сопротивления материалов, аналитической геометрии, теории интерполяционного приближения функций. 6

Достоверность результатов теоретических исследований обеспечивается корректностью применения общих положений прикладной механики и математики, а их эффективность подтверждается разработанной программой синтеза и работоспособностью направляющих и рычажно-огибающих механизмов, спроектированных на основе разработанной теории.

Научную новизну работы составляют:

•новый класс механизмов со сложным движением исполнительного органа, приближенно огибающего положения неподвижного элемента с прямолинейным или круговым профилем;

•новый подход к анализу и синтезу приближенных прямолинейно-огибающих механизмов, состоящий в определении их параметров и характеристик через параметры и характеристики прямолинейно-направляющего механизма с учетом скольжения между взаимоогибаемыми элементами;

•обобщенный метод приближенного синтеза направляющих и огибающих механизмов;

•новые схемные решения прямолинейно- и круговых огибающих механизмов технологических машин и движителей транспортных средств. Выявлены свойства таких механизмов: индифферентность структуры позволяет создавать в замкнутом контуре натяжение, которое не приводится к входному звену в виде момента; свойство интеграции механизмов индифферентной структуры со сложным движением огибания исполнительного органа состоит в сочетании полезных эксплуатационных качеств, несовместимых при простом движении исполнительных органов, при этом устраняются присущие им недостатки.

• основные положения линейной теории структуры, позволяющей производить структурный анализ любых механизмов путем определения 7 структурных характеристик и включающей новые структурные формулы и линейную модель исследования структуры;

• основные положения монадной теории структуры, позволяющей формализовать структурные признаки и служащую базой знаний для структурного синтеза механизмов с заданными структурными свойствами, основанного на монадном (единичном) представлении структурного состава и свойствах монадного уровня исследования структуры.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

Результаты работы в виде базы знаний, алгоритмов и программ структурного и кинематического анализа и синтеза рычажно-огибающих механизмов, а также их макеты, модели и опытно-экспериментальные образцы используются в учебном процессе: в лекционном, лабораторном курсе и курсовом проектировании по теории механизмов и машин.

Предложены новые схемные решения прямолинейно- и круговых рычажно-огибающих механизмов, 12 из которых признаны изобретениями.

Программа автоматизированного синтеза симметричных прямолинейно-направляющих и прямолинейно-огибающих механизмов используется в расчетной практике ГУ ЮжНИИ гидротехники и мелиорации при создании рабочих органов уплотняющих машин для строительства гидротехнических сооружений. На Шахтинском ремонтно-механическом заводе готовятся к серийному производству рычажно-дуговые ножницы для раскроя листовых материалов, конструкция которых защищена патентом РФ, а технические показатели превышают мировой уровень.

Связь темы диссертации с планами отраслей науки и производства.

Работа выполнена в соответствии с перечнем приоритетных направлений развития науки и техники, утвержденным Правительством Российской Федерации 21.06.96г. 8

В области фундаментальных исследований "Механика, машиноведение и процессы управления: проблемы механики, проблемы машиноведения, проблемы управления и автоматизации", тема Г-36.1- "Основы теории механизмов и машин неассуровой структуры". Часть научных результатов получена в рамках исследований, проведенных по гранту Минобразования РФ "Основы теории технологических машин с замкнутым энергетическим потоком" ГР № 0198.0009544 (1998-2000гг.) и по единому заказ-наряду Минобразования РФ (2000г) ЮРГУЭС 1.00Ф.

В области критических технологий федерального уровня ""Производственные технологии; модульные технологии производства массовой металлопродукции с новым уровнем свойств. Интеллектуальные системы автоматизированного проектирования и управления", тема Г-7.1-"Разработка и совершенствование рабочих органов и систем управления машин, исследование их надежности и работоспособности". Начало работы связано с выполнением на кафедре "Теория механизмов и машин" Новочеркасского политехнического института темы "Автоматизация производства порошковых магнитов" ГР № 01870025225, а также на кафедре "Детали машин" Шахтинского технологического института бытового обслуживания следующих тем: "Анализ, разработка и внедрение средств малой механизации на слесарных, механических, сварочных работах при изготовлении металлоконструкций" ГР № 0184.0066083 и "Разработать и внедрить устройства для механизации работ при производстве металлоизделий* ГР № 0185.0052857.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на научно-технических конференциях Новочеркасского политехнического института, затем Новочеркасского государственного технического университета (г.Новочеркасск, 1985-1998 г.г.), Шахтинского технологического института (г.Шахты, 1984-1995 г.г.), Донской 9

Государственной академии сервиса (г.Шахты, 1996-1998 г.г.), на заседаниях Харьковского филиала семинара по теории механизмов и машин института машиноведения АН СССР (г.Харьков, 1988 г., 1990 г.), на заседаниях Всесоюзного семинара по теории механизмов и машин (г.Москва, 1989г., 1999г.), на Международной научно-практической конференции "Зубчатые передачи-98" (Санкт-Петербург, 1998г.), на Международном научно-техническом семинаре "Об опыте участия ВУЗов России и ФРГ в создании новой техники и технологий" (г.Шахты, 1999). Результаты работы в виде действующих опытно-экспериментальных образцов электроинструмента для раскроя листового материала экспонировались на выставках разного уровня, в том числе на ВДНХ СССР в 1986 г. (бронзовая медаль, удостоверение №61918) и в 1987г. в г.Бомбее (Индия) на выставке, посвященной фестивалю советско-индийской дружбы.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 35 работ, среди которых четыре монографии и 12 авторских свидетельств и патентов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав с выводами, библиографического списка, включающего 127 наименования, заключения и приложения. Основной текст работы изложен на 203 страницах машинописного текста, поясняется 69 рисунками и 4 таблицами.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработан новый класс механизмов со сложным приближенно-огибающим движением исполнительного органа, названных рычажно-огибающими. Предложен новый подход к исследованию их структуры и кинематики.

2. Выявлены структурные, кинематические и эксплуатационные свойства рычажно-огибающих механизмов, определяющие область их применения: свойство индифферентности структуры позволяет создавать натяжение в замкнутом контуре, а свойство интеграции позволяет совместить полезные качества, несовместимые при простом движении исполнительного органа.

3. Разработаны методы структурного и кинематического анализа и синтеза приближенных рычажно-огибающих механизмов. Структурный анализ и синтез производится в соответствии с разработанной линейно-монадной теорией структуры, а кинематический анализ и синтез рычажно-огибающих механизмов производится через параметры соответствующих направляющих механизмов с учетом скольжения между взаимоогибаемыми кривыми.

4. Разработаны новые конструктивные и схемные решения прямолинейно- и круговых огибающих механизмов технологических машин и транспортных средств, 12 из которых защищены авторскими свидетельствами и патентами.

5. Определены наиболее перспективные области применения рычажно-огибающих механизмов, связанные с использованием их особых свойств: шагающие и плавниковые движители, технологическое оборудование для всех процессов обработки материалов давлением, тормозные, зажимные, прижимные и запирающие устройства.

6. Получены акты о внедрении результатов работы в учебный процесс, в ГУ ЮжНИИ гидротехники и мелиорации и в план освоения новых видов продукции Шахтйнского ремонтно-механического завода.

192

1. Кузнецов С.А. Механизмы со сложным движением огибания исполнительного органа // Сб. науч. трудов Донской Гос. акад. сервиса.-Шахты, 1996.-ВЫП.20.- С.42-45.

2. Ледерер А. О современном состоянии отделочного оборудования для толстых листов // Bander Bleche Rohre, 1975.-№2.- S.61-67.

3. Бойденко Н.Г., Шейнкман В.Д., Тикунов Г.С., Капота В.П. Определение координат подвижного суппорта ножниц с катящимся резом // Новые конструкции и исследования агрегатов и машин обработки проката: Сборник научных трудов.- М.: ВНИИметмаш, 1985.- С.78-81.

4. Бойденко Н.Г., Капота В.П., Капнин И.И. Исследование процесса резки листов на ножницах // Новые конструкции и исследования агрегатов и машин обработки проката: Сборник научных трудов.- М.: ВНИИметмаш, 1985.- С.34-38.

5. Нож для листовых ножниц с катящимся резом: A.c. 727344 СССР, М.Кл4. B23D 15/06 /Р.А.Адамович, Л.М.Рудельсон и др. (СССР).

6. Нож для ножниц с катящимся резом: A.c. 810403 СССР, М.Кл4. B23D 15/06 /Р.А.Адамович, Л.М.Рудельсон и др. (СССР).

7. Ножницы для резки листового материала: A.c. 1511970 СССР, МКИ3 B23D 15/06 /И.И.Дусев, С.А.Кузнецов и др. (СССР).- № 4293950/31-27-Заяв.26.06.87 (непубликуемое).

8. Ножницы для резки листового проката: A.c. 742051 СССР, М.Кл4. B23D 15/06 / Л.М.Рудельсон, А.М.Рогоза й др. (СССР).

9. Пат. 2025223 РФ, МКИ3 B23D 15/00. Ножницы для резки листового материала/ С.А.Кузнецов (РФ).- Опубл. 30.12.94.- Бюл.№ 24.

10. Адамович P.A., Гаврюшов Ю.Ф., Пальни А.Д. и др. Кинематический и силовой расчеты ножниц с катящимся резом // Исследование, расчеты и193конструирование машин металлургического производства.-М.:ВНИИметмаш, 1980.-С.21-38

11. Адамович Р.А., Пальмин А.Д., Рогоза A.M. и др. Методика расчета ножниц с катящимся резом // Новые конструкции и исследования агрегатов и машин обработки проката: Сборник научных трудов.- М.: ВНИИметмаш, 1985.- С.62-73.

12. Кацнельсон М.П., Вайсфельд А.А. Машины для высоких обжатий сортовых заготовок в СССР и за рубежом: Обзор,- М.:ЦНИИТЭИтяжмаш, 1985.- 48 с.(Металлургическое оборудование.- ЦНИИТЭИтяжмаш.- Сер.1,-Вып.6).

13. Артоболевский И.И., Умнов Н.В. Некоторые проблемы создания шагающих машин // Вестник АН СССР.-1969.- №2.- С.44-51.

14. Платонов А.К. Шагающие машины единство механики и микроэлектроники // Микропроцессорные средства и системы. - 1984.-№2.-С.68-70.

15. Hodges Н.С., Callaway W.R. Vehicle Mobiliti Testing Force or Fact // Proc. Off-Road Mobiliti Reasearch Simpos. Intern. Soc. Terrain Vehicle Sistems.-Washington.- 1968/

16. Артоболевский И.И., Левитский Н.И. Механизмы П.Л.Чебышева // Научное наследие П.Л.Чебышева. Вып. второй: Теория механизмов.- М.-Л.: Изд. АН СССР, 1945, 192 с.

17. Corson Р.Е. Walking Tractor: U.S. Patent 2833878.-1958.

18. Gompertz L. Sundry Improvements in Carriadges and other Mashines: British Patent 3804-1814.

19. Боголюбов A.H. Иван Иванович Артоболевский.- M.: Наука, 1982.-295с.194

20. Dijlcsman E.A., Rijckevorsel J.M. Das laufrad. Teil II. Das quasi-rad als laufgetriebe// Forchung im Ingenierwesen.- 1986.-52, №4.-S. 127-132.

21. Hutchinson A.S. Mashines Can Walk // The Chartered Mechanical Engineer.-1967.-November.-P.480-484.

22. Shigley I.E. The mechanisms of Walking Vehicles U.S. Army Ordinance TankAutomotive Command // Report PRR.- Detroit, 1960.-LL-71.

23. Urschel W.E. Walking Tractor: U.S. Patent 2491064.-1949.

24. Кузнецов C.A., Дровников A.H. Новые шагающие движители транспортных средств для почвосберегающих технологий // Проблемы экологии и безопасности жизнедеятельности Ростовской области: Сб.науч. трудов.- Ростов-на-Дону, 1997.- С.106-110.

25. Ведущее колесо транспортного средства: А.с. 846316 СССР, М.Кл4. В60В 19/00 / В.В. Альферович, В.К. Ищеин, Б.Е. Митин (СССР).

26. Шагающее колесо транспортного средства: А.с. 1524347 СССР, МКИ3 В60В 19/00 / И.И.Дусев, С.А.Кузнецов и др. (СССР). -№4311506/31-11,-Заяв. 17.03.86. (непубликуемое).

27. Шагающее колесо транспортного средства: Решение о выдаче а.с. СССР по заявке № 4174581/11, М.Кл4. В60В 19/00 / В.К.Ищеин (СССР).

28. Шагающий движитель транспортного средства: А.с. 1365568 СССР, МКИ3 B62D 57/02 / С.А.Кузнецов, И.И.Дусев и др (СССР). -№ 4036655/28-11,-Заяв. 17.03.86 (непубликуемое).

29. Шагающий движитель транспортного средства: А.с. 1526093 СССР, МКИ3 B62D 57/02 / И.И.Дусев, С.А.Кузнецов и др (СССР).-№ 4348009/31-11.-Заяв. 22.12.87 (непубликуемое).195

30. Kumar Vijay, Waldron Kenneth I. Force distribution in closed kinematic Chains I I Proc. IEEE Int. Rob. and Autom. -Philadelphia, Pa.- Apr/ 24-29, 1988.-Washington (D.C.), 1988.-V.I.-P.114-119.

31. Артоболевский И.И., Левитский Н.И., Черкудинов С.А. Синтез плоских механизмов.-М.:Физматгиз, 1959.- 1084 с.

32. Федосова С.А., Токаренко A.M. Развитие математических методов исследования механизмов.- Киев: Науква думка, 1988.- 132 с.

33. Зиновьев В.А. Аналитические методы расчета плоских механизмов.-М.:Гостехиздат, 1949.-204 с.

34. Бергер Э.Г. Новые методы синтеза механизмов для воспроизведения и огибания кривых.-М.: Наука, 1970.

35. Артоболевский И.И. Теория механизмов для воспроизведения плоских кривых.- М.: Издательство АН СССР, 1959.- 255 с.

36. Левитский Н.И. Проектирование плоских механизмов с низшими парами.-М.: Издательство АН СССР, 1950.- 182 с.

37. Чебышев П.Л. О параллелограммах // Полн.собр.соч.- Т.4: Теория механизмов.- М.: Издательство АН СССР, 1948,- С.16-36.

38. Крутов A.B. К соотношениям в высшей кинематической паре / Воронеж, ун-т.- Воронеж, 1986.- 43 е.- Деп. в ВИНИТИ 18.04.86.- №2847-В.

39. Крутов A.B. О некоторых способах описания плоского движения и их взаимосвязи / Воронеж, ун-т.- Воронеж, 1983.-13 е.- Деп. в ВИНИТИ 21.03.84.-№ 1550-84 Деп.

40. Крутов A.B. Об уравнениях одной кривой для воспроизведения плоского качения тел / Воронеж, ун-т,- Воронеж, 1983.-12 е.- Деп. в ВИНИТИ 21.03.84.-№ 1549-84 Деп.196

41. Саркисян Ю.Л. К синтезу обратных шарнирных направляющих механизмов // Машиноведение.- 1966.-№ 5,- С.14-20.

42. Саркисян Ю.Л. Аппроксимационный синтез механизмов,- М.:Наука, 1982.304 с.

43. Саркисян Ю.Л., Степанян К.Г. и др. Унифицированные итерационные методы аппроксимационного синтеза механизмов для управляемого перемещения твердого тела // Машиноведение.- 1987.- № 1.- С.68-76.

44. Пейсах Э.Е., Саркисян Ю.Л. О точках движущейся плоской фигуры, наименее отклоняющихся от прямой // Изв.АН Арм.ССР. Технические науки.-1984.- Вып.37.- №.5.- С.3-7.

45. Пейсах Э.Е., Нестеров В.А. Система проектирования плоских рычажных механизмов.- М.Машиностроение, 1988.- 232 с.

46. Блох 3.IIL К синтезу кривошипно-шатунных прямолинейно-направляющих механизмов // Известия АН СССР. Отделение технических наук.-1962.- 36с.

47. Решетов Л.Н. Проектирование прямил типа Эванса и Уатта // Труды Института машиноведения.- 1962.- Вып.70.- С.89-95.

48. Решетов Л.Н. Проектирование направляющих механизмов // Труды института машиноведения.-1962.- Вып.89.- С.65-71.

49. Надеждин Н.В. К синтезу прямолинейно-напрвляющих кривошипно-ползунных механизмов // Теория механизмов и машин: Респ. междувед. научно-техн. сб.- Харьков: Вища школа, 1984.- Вып.37.- С. 13-18.

50. Карелин B.C. Синтез плоских шарнирных четырехзвенников по заданным точкам на шатунной кривой // 6 Всесоюз. съезд теор. и прикл. мех.: Аннот.докл.-Ташкент, 1986.-С.330-331.

51. Карелин B.C. Аналитический синтез механизмов.- Часть I: Направляющие механизмы.- Калининский политехи, ин-т.: Калинин, 1972.- 157 с.197

52. Angeles Jorge. Optimierung ebener, sphärischer und raumlicher Getriebe zur approximierten Lagenzuordnung // Mech. and mash. Theory.-1986.-21, № 2,-P.187-197.

53. Kasachios A.J., Tricamo S.J. Optimal kinematic sinthesis of four-barth —mechanisms with minimax structural error // Proc. 6m World Congr. Theory Mash, and Mech. New York: New Delhi, 1984.- Vol,L- Р.146-149/

54. Long Yukuang, Zhou Jichang. A new optimum sinthesis method in disigning planar mechanisms // Чунцин дасюэ сюэбао.-J. Chongding Univ.- 1986-9, -"№3.-P. 19-26.

55. Huang Maolin, Zhou Jichang, Tang Weibo. An approach to order problem and unitial quess in sinthesiring plannar four-bar mechanisms via displacement matrix // Чунцин дасюэ сюэбао.-J. Chongding Univ.- 1986-9, -"№3.- P. 10-18.

56. Белецкий В.Я. Вычисление максимального числа параметров схемы направляющего шарнирного четырехзвенника комбинированным методом синтеза // Известия вузов. Машиностроение.- 1984.- №1.- С.35-39.

57. Дусев И.И., Кузнецов С.А., Мицик М.Ф. Приближенный синтез механизмов для огибания дуги окружности прямой линией / Новочерк. политехи, ин-т.- Новочеркасск, 1988.- 5 е.- Деп. в ВНИИТЭМР 26.02.88,-№87-мш88.

58. Дусев И.И., Кузнецов С.А. К синтезу четырехзвенных направляющих механизмов / Новочерк. политехи, ин-т.- Новочеркасск, 1987.- 10 е.- Деп. в ВНИИТЭМР 23.04.87.- №213-мш87.

59. Дусев И.И., Кузнецов С. А., Мицик М.Ф. Обобщенный метод синтеза симметричных прямолинейно-направляющих механизмов / Новочерк. политехи, ин-т.- Новочеркасск, 1988.- 5 е.- Деп. в ВНИИТЭМР 26.02.88.-№88-мш88.198

60. Кузнецов С.А. Приближенный синтез симметричных прямолинейно-огибающих механизмов // Теория механизмов и машин: Респ. междувед. научно-техн. сб.- Харьков: Вшца школа, 1990.- Вып.48.- С.44-51.

61. Дровников А.Н., Кузнецов С.А. Синтез симетричных прямолинейно-огибающих механизмов / Новочерк. политехи, ин-т.- Новочеркасск, 1993.143 е.- Деп. в ВИНИТИ 29.04.93 № 1154-В93.

62. Артоболевский И.И. Теория линейно-огибающих шатунных кривых // Тр.третьего совещания по основным проблемам теории машин и механизмов. Анализ и синтез механизмов.-М.:Машгиз, 1963.- С.27-41.

63. Карелин B.C. Проектирование рычажных и зубчато-рычажных механизмов: Справочник,- М.-Машиностроение, 1986.-184 с.

64. Левитский Н.И. Теория механизмов и машин.-М.:Наука, 1979.- 576 с.

65. Зиновьев В.А. Курс теории механизмов и машин.- М.:Наука, 1972.- 384 с.

66. Боренштейн Ю.П. Исполнительные механизмы со сложным движением рабочих органов.-Л. .'Машиностроение, 1973.- 120 с.

67. Устройство для механической обработки полов

68. Форссблад Л. Вибрационное уплотнение грунтов и оснований/ Пер. с англ. И.В. Гагариной.- М.:Транспорт, 1987.-188 с.

69. Пат. 2041129 РФ, МКИ3 В63Н 1/36. Плавниковый движитель/ С.А.Кузнецов (РФ).- № 5045231/11.- Заяв. 03.06.92,- Опубл. 09.08.95,-Бюл.№22.

70. Дробилки. Конструкция, расчет, особенности эксплуатации/ Б.В.Клушанцев, А.И.Косарев, Ю.А.Муйземнек.- М. Машиностроение, 1990.-320 с.

71. Кузнецов С.А., Дровников А.Н. Интерполяционный синтез механизма дробилки со сложным движением щеки // Вопросы совершенствования199машин и технологий строительной индустрии: Сб.науч.тр.- Новочеркасск, 1998.- С 56-59.

72. Лабораторная щековая дробилка: A.c. 1646596 СССР, МКИ3 В02С 1/02 / А.Н.Дровников, С.А.Кузнецов и др. (СССР).- Опубл. 07.05.91.- Бюл. № 17.

73. Мащенко А.Ф., Розанов В.Г. Тормозные системы автотранспортных средств.- М. '.Транспорт, 1972.- 144 с.

74. Крайнев А.Ф. Словарь-справочник по механизмам. М.Машиностроение, 1987.- 560 с.

75. Гуревич Л.В., Меламуд P.A. Тормозное управление автомобиля.-М.:Транспорт, 1978.- 152 с.

76. Дровников А.Н., Кузнецов С.А. Повышение надежности барабанных тормозных систем транспортных средств // Проб л. экологии и безопасности жизнедеятельности Ростовской области.: Сб. науч.тр.- Ростов-на-Дону, 1997.- С.104-106.

77. Колодочный тормоз: A.c. 1756685 СССР, МКИ3 F16D / Д.И.Раков, С.А.Кузнецов и др. (СССР).-Опубл.23.08.92.-Бюл. № 31.

78. Гладильный пресс: A.c. 1560662 СССР, МКИ3 D06F 71/00 / И.И.Дусев, С.А.Кузнецов и др. (СССР).-Опубл.30.04.90.-Бюл. № 16.

79. Кузнецов С.А., Каплин Л.А. Устройство для резки кожи // Сб.науч.трудов Донской Гос. акад. сервиса.- Шахты, 1996.- Вып.20.- С.62-66.

80. Устройство для резки кожи: A.c. 1791457 СССР, МКИ3 С14В / Л.А.Каплин, С.А.Кузнецов и др. (СССР).-Опубл. 30.01.93,-Бюл. № 4.

81. Колебательно-ковочная машина: A.c. 1609546 СССР, МКИ3 B21J 7/12 / И.И.Дусев, С.А.Кузнецов (СССР).- Опубл. 30.11.90.- Бюл.№ 44.

82. Боренштейн Ю.П. Исполнительные механизмы со сложным движением рабочих органов.-Л.Машиностроение, 1973.- 120 с.200

83. Теория механизмов и машин: Учебник для втузов/ Под ред. К.В.Фролова,-М.:Высшая школа, 1987.- 496 с.

84. Кожевников С.Н. Основания структурного синтеза механизмов.- Киев: Наукова думка, 1979.-232 с.

85. Семенов М.В. Структура механизмов.- М.: Физматгиз, 1959.- 284 с.

86. Решетов Л.Н. Самоустанавливающиеся механизмы: Справочник.-М.:Машиностроение, 1985.-272 с.

87. Решетов Л.Н. Самоустанавливающиеся механизмы: Справочник.-М.Машиностроение, 1991.- 288 с.

88. Озол О.Г. Основы конструирования и расчета механизмов.- Рига: Звайгзне, 1979.-360 с.

89. Добровольский В.В. Теория механизмов. М.: Машиностроение, 1951.467 с.

90. Hain К. Beispiele zur Sistematilc von Spannvorrichtungen aus sechsgliedringen kinematischen mit dem Freiheitsgrad F=-l // Industrieblatt.-1961.-№12.-S.779-784.

91. Hain K. Achtgliedrife kinematische Ketten mit dem Freiheitsgrad F=-l für Spannvorrichtungen // Industrieblatt.- 1962.-№6.-S.331-337.

92. Дровников A.H. Адаптивные структуры механизмов и машин.- Ростов-на Дону: Изд. Рост. Ун-та, 1984.- 128 с.

93. Дровников А.Н. Теория и практика применения адаптивных механизмов/ Новочерк. политехи, ин-т.- Новочеркасск, 1983.- 446 е.- Деп. в ВИНИТИ 05.12.83,- № 6570-83Д, №6571-8-3Д.

94. Воробьев Н.С. Механизмы с замкнутым энергетическим потоком.- Львов: Вища школа.- Изд-во при Львов, ун-те, 1983.- 144 с.201

95. Рещиков В.Ф. Трение и износ тяжелонагруженных передач.-М.¡Машиностроение, 1975.-232 с.

96. Трубин Г.К. Контактная усталость материалов для зубчатых колес.-М.:Машгиз, 1962.- 404 с.

97. Артоболевский И.И., Боголюбов А.Н. Леонид Владимирович Ассур.-М.:Наука, 1971.- 264 с.

98. Баранов Г.Г. Курс теории механизмов и машин.- М.:Машгиз, 1958.- 488с.

99. Саркисян Ю.Л. К синтезу обратных шарнирных направляющих механизмов//Машиноведение.-1966.-№5.-С. 14-20.

100. Кузнецов С.А., Дровников А.Н. Индифферентная структура механизмов с неассуровыми группами отрицательных порядков// Изв. СКНЦ. Технические науки.- 1989.-№ 1.

101. Кузнецов С.А., Дровников А.Н. Структура огибающих механизмов/ Новочерк. политехи, ин-т.- Новочеркасск, 1988.- 12 е.- Деп. в ВНИИТЭМР 28.06.88.- №238-мш88.

102. Добровольский В.В. Введение в динамику статически неопределимых механизмов// Труды ин-та машиноведения АН СССР: Семинар по ТММ.-М.- 1949.-Вып. 30.-С.13-77.

103. Добровольский В.В. О статически неопределимых механизмах// Труды инта машиноведения АН СССР: Семинар по ТММ.-М.-1948.-Вып.18.-С.24-33.

104. Малышев А.-П. Кинематика механизмов.- М.:Гизлегпром, 1933.- 467 с.

105. Малышев А.П. Анализ и синтез механизмов с точки зрения их структуры/ Изв. Томского технол. ин-та.- Томск, 1929.- Вып. 44-74.

106. Ассур Л.В. Исследование плоских стержневых механизмов с низшими парами с точки зрения их структуры и классификации.- М.:Изд-во АН СССР, 1952.-529 с.202

107. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин.- М.:Наука, 1988,- 640с.

108. Сомов П.О. О степенях свободы кинематической цепи// Журнал русского физико-химического общества.- 1897.- Вып.9.- С.443-436.

109. Колчин Н.И. Механика машин.- JI.Машиностроение, 1971.- 560 с.

110. Дворников JI.T. Начала теории структуры механизмов.- Новокузнецк: Сиб.гос.горно-мет.акад., 1994.- 102 с.

111. Воробьев Е.И., Диментберг Ф.М. Пространственные шарнирные механизмы.- М.:Наука, 1991.- 264 с.

112. Кузнецов С.А. Монадная теория аномальных структур// Теория механизмов и машин: Респ. междувед. науч-техн. сб.- Харьков: Вища школа, 1991.-ВЫП.51.-С.78-87.

113. Тайнов А.И. Основы теории структуры механизмов.- Минск: Изд-во Белорус, политехи, ин-та, 1959.-200 с.

114. Муратов A.M. Принцип системного анализа структуры многозвенных плоскорычажных механизмов// Анализ и синтез механизмов: Сб. науч.трудов,- Алма-Ата: Изд-во Казах, гос. ун-та, 1983.- С.76-80.

115. Муратов A.M. Синтез многофункциональных механизмов высоких классов/Автореф. дис. . докт.техн.наук.- Алма-Ата, 1986.- 48 с.

116. Кузнецов С.А. База знаний для структурного синтеза механизмов// Сб. науч. трудов Шахтинского технол. ин-та.-Шахты, 1995.- Вып. 15.- С.32-35.

117. Тартаковский И.И. Неассуровы группы наслоения в плоских шарнирных механизмах// Теория механизмов и машин: Респ.междувед.науч.техн.сб.-Харьков: Вища школа, 1989.- Вып.48.- С.53-57.

118. Джолдасбеков С.У. Теоретические основы анализа и синтеза пространственных механизмов высоких классов: Автореф. дис. . докт.техн.наук.-Алма-Ата, 1992.-45 с.203

119. Саурбаев Б.С. Структурная классификация и структурно-кинематический синтез передаточных пространственных механизмов высоких классов: Автореф. дис. канд.техн.наук.- Алма-Ата, 1991.- 23с.

120. Янь X., Хуан. В. Метод идентификации плоских рычажных цепей// Конструирование технология машиностроения.- 1983.- № 4.- С. 187-192.

121. Цай Л., Ли Дж. рименение теории графов для кинематического анализа механизмов роботов, приводимых в движение тросовыми тягами// Современное машиностроение.- Серия Б.- 1989.- № 10.- С.23-30.

122. Олсон Д., Томпсон Т., Райли Д, Эрдман А. Алгоритм автоматического изображения плоской кинематической цепи// Конструироване и технология машиностроения.- 1985.- № 1,-С.262-268.

123. Тартаковский И.И. Графы кинематических цепей правильной структуры// Теория механизмов и машин: Респ.междувед.науч.техн.сб.- Харьков: Вища школа, 1984.- Вып.37.-С.18-24.

124. Тартаковский И.И. К структурному синтезу плоских механизмов/ Теория механизмов и машин: Респ.междувед.науч.техн.сб.- Харьков: Вища школа, 1983.- Вып.35.- С.78-83.

125. Куровский Ф.М. Теория плоских механизмов с. гибкими звеньями.-М.:Машгиз, 1963.-204 с.

126. Боголюбов А.Н. Советская школа механики машин.- М.:Наука, 1975.- 174с.

127. Абдрамов С. Безмуфтовые прессы с механизмами переменной структуры: Автореф.дисс. докт.техн.наук.- Алма-Ата, 1987.- 35 с.204