автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.02, диссертация на тему:Разработка и исследование роликовинтовой передачи как исполнительного механизма ортопедического аппарата

На правах рукописи УДК 621.83.06

ОВЧИННИКОВ АЛЕКСАНДР ЮРЬЗДЩ {) Д

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ РОЛИКОВИНТОВОЙ ПЕРЕДАЧИ КАК ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА ОРТОПЕДИЧЕСКОГО АППАРАТА

Специальность 05.02.02 - машиноведение и детали машин

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Владимир 2000

Работа выполнена во Владимирском государственном университете

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор В.В. Козырев

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор Г.К.Рябов

- кандидат технических наук В.В. Панюхин

Ведущее предприятие - ГУЛ "Сигнал',' г. Ковров

Защита диссертации состоится " июцр} 2000 года на заседании

диссертационного совета Д.063.65.01 во Владимирском государственном университете по адресу: 600000, г. Владимир, ул. Горького, 87.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Владимирского государственного университета.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью, просим высылать в адрес университета.

Автореферат разослан "

26» '2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

Р.А. Тихомиров

/ //Г/ А//. с, О^д

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Во многих областях современной науки и техники существуют задачи, решение которых требует высокоточного перемещения объекта, исполнительного органа при "ползучих" скоростях движения (оборудование для выращивания кристаллов, сканирующие столики оптических и туннельных микроскопов и т.п.).

В медицине (травматологии и ортопедии) также существует проблема, связанная с высокоточными микроперемещениями на низких скоростях (около 1 мм в сутки) - автоматизация процесса остеосинтеза, т.е выращивание (регенерация) костной ткани под действием внешнего растягивающего усилия, поскольку катастрофически участились несчастные случаи и травмы, которые проявляются в виде переломов длинных трубчатых костей, выключающие человека на длительное время из активной деятельности.

Детский травматизм — проблема социальная, так как затрагивает широкий круг медицинских, экономических и социальных вопросов.

В последние годы эта проблема обострилась в связи с появлением большого числа раненых на локальных войнах в Афганистане, Таджикистане, Чечне, Дагестане и на других территориях.

С начала восьмидесятых годов предпринимаются попытки автоматизи-, ровать процесс регенерации костной ткани при выполнении требования к автономности работы компрессионно-дистракционного аппарата.

Анализ известных конструкций аппаратов и проведенный научно-патентный поиск в данной области показали, что на современном этапе развития медицинской техники у специалистов травматологов и ортопедов нет реального, надежного, малогабаритного, легкого автономного аппарата автоматизированного остеосинтеза. Таким образом, решение проблемы создания легкого, малогабаритного, малоэнергоемкого исполнительного механизма для такого аппарата является актуальной задачей, решение которой откроет новые возможности для повышения качества лечения травм, переломов и заболеваний длинных костей конечностей.

Цель работы и задачи исследования

Разработка методики проектирования исполнительного механизма (ИМ) автономного ортопедического аппарата автоматизированного остеосинтеза (аппарата) на базе передач винт-гайка качения для создания циклических усилий и перемещений, близких к естественной регенерации костной ткани; разработка малогабаритного, легкого исполнительного электромеханического модуля и исследование его в составе аппарата.

Для достижения поставленной цели в данной работе решаются следующие задачи:

1. Синтез структуры и параметров ИМ в соответствии с предъявляемыми к нему требованиями с обеспечением минимальной массы привода.

2. Исследование распределения нагрузки по виткам резьбы передачи с длинными резьбовыми роликами.

3. Экспериментальные исследования кинематической точности, КПД и жесткости исполнительного механизма.

Автор защищает:

- структурный и параметрический синтез ИМ аппарата; методику проектирования малогабаритного, легкого, с малым энергопотреблением электромеханического исполнительного механизма на базе передачи винт-гайка качения для создания микроперемещений при заданных осевых нагрузках;

- результаты исследования распределения нагрузки по виткам резьбы передачи;

- экспериментально полученные результаты исследований кинематической точности, КПД и жесткости исполнительного механизма;

- созданный опытный образец аппарата.

Методы исследования

Результаты работы получены на основе экспериментальных исследований и их теоретических обоснований с использованием ПЭВМ. Экспериментальные исследования проводились на специально созданных стендах, а теоретические - с использованием методов синтеза и анализа, основ теоретической механики, теории упругости и математической статистики.

Степень обоснованности научных положений

Достоверность полученных в диссертации результатов обусловлена корректным выбором расчетной модели, использованием положений механики, теории упругости, применением измерительной аппаратуры соответствующей точности и положительными оценками специалистов-травматологов и ортопедов.

Научная новизна:

- разработан структурный и параметрический синтез электромеханических ИМ на базе передач винт-гайка качения на основе системного подхода, унифицированных рядов микроэлектродвигателей и передач, итерационного процесса по выбору оптимального сочетания электродвигателя и ИМ при обеспечении минимальной массы привода;

- разработана и обоснована методика определения распределения нагрузки по виткам резьбы, позволяющая оценить влияние параметров передачи, в том числе класс точности на грузоподъемность, жесткость, кинематическую точность и КПД;

- получены результаты аналитического исследования распределения нагрузки по точкам контактов сопряженных резьб передачи в зависимости от параметров передачи;

- получены результаты экспериментальных исследований КПД, жесткости передачи с длинными резьбовыми роликами, а также ошибки воспроизведения заданного перемещения исполнительными механизмами ортопедического аппарата автоматизированного остеосинтеза, подтверждающие основные положения методики проектирования роликовинтовых передач.

Практическая значимость

На основании проведенных исследований спроектирован и изготовлен аппарат автоматизированного остеосинтеза. Получено заключение Комиссии по новой технике Минздрава РФ о полезности автономного ортопедического аппарата автоматизированного остеосинтеза.

Разработанная методика может использоваться для создания автоматизированных аппаратов других типоразмеров и для проектирования приводов линейного перемещения на базе роликовинтовых передач других изделий в различных областях машиностроения и многих других областях современной экспериментальной науки и техники (оборудование для выращивания кристаллов, сканирующие столики оптических и туннельных микроскопов и т.п.).

Реализация полученных результатов

Результаты исследования внедрены в два опытных образца аппарата. Ведутся работы по получению на него сертификата соответствия.

Данные передачи в составе электромеханического исполнительного механизма использованы в механизме послеоперационной разработки локтевого сустава в ЦИТО им. H.H. Приорова и в исполнительных механизмах приводов сканирующего двухкоординатного столика оптического микроскопа, выполненного по заказу немецкой фирмы "KARL ZEISS JENA".

Апробация работы

Основные положения диссертации доложены и обсуждены на заседании методического семинара кафедры "Теоретическая и прикладная механика" ВлГУ; на Всероссийской научно-технической конференции студентов, молодых ученых и специалистов "Биотехнические, медицинские и экологические системы и комплексы" (г.Рязань, РГРТА, 1997г.); на Международной конференции "Теория и практика зубчатых передач" (г. Ижевск, 1998 г.).

Исполнительный механизм аппарата экспонировался на двух международных выставках: в ФРГ (Ганновер, 1997 г.) и Дании (1999 г.); аппарат экспонировался на международной выставке в ФРГ (Ганновер, 1998 г.).

Публикации

Основное содержание диссертации опубликовано в 4 печатных работах.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов по главам, общих выводов и приложений. Общий объем - 128 страниц машинописного текста, включая 46 рисунков, 20 графиков, 1 схему, 19 таблиц. Список использованной литературы содержит 95 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы и изложены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен анализ процесса остеосинтеза по методу профессора Г.А. Илизарова, рассмотрены его известные аппараты с ручным приводом. Обоснована целесообразность автоматизации цикла дистракции в его оптимальном режиме, соответствующем естественной регенерации костной ткани, при котором меньше всего травмируются кровеносные сосуды, нервные окончания и быстрее идет заживление кости. Основной недостаток известных аппаратов регенерации костной ткани с ручным приводом - в невозможности обеспечения оптимального цикла дистракции, характеризующегося величиной взаимного перемещения колец аппарата порядка 0,02 мм, общей суточной длиной перемещения 1 мм и плавным движением при каждом цикле. Проведен анализ работ по созданию автономных аппаратов автоостеосинтеза. Основное требование к аппарату: обеспечение оптимального цикла дистракции, соответствующего естественному процессу регенерации костной ткани при обеспечении минимизации энергопотребления в автономном автоматическом режиме.

На основании этого определены требования к исполнительному механизму:

- высокая редукция для создания соответствующей низкой скорости перемещения колец (1 мм в сутки) и соответствующего осевого усилия (800...1200 Н) при обеспечении высокой плавности дозированного поступательного движения;

- минимальные масса и габаритные размеры исполнительного механизма, чтобы размещенное на травмированной конечности устройство не создавало дополнительных неудобств больному, особенно ребенку;

- малое энергопотребление, обеспечивающее автономный режим работы (время работы без подзарядки аккумулятора - не менее суток);

- надежность.

В соответствии с поставленными требованиями определены задачи:

1. Анализ передач, обеспечивающих плавность и стабильность дозированных циклических микроперемещений.

2. Синтез структуры и параметров исполнительного механизма в соответствии с предъявляемыми к ним требованиями по минимальным массе, габаритным размерам и энергопотреблению при обеспечении кинематической точности при заданных нагрузках.

3. Разработка и экспериментальные исследования малогабаритного электромеханического ИМ, обеспечивающего микроперемещения и осевые усилия, соответствующие естественному процессу регенерации костной ткани.

4. Разработка схемы расположения ИМ между кольцами ортопедического аппарата и способа присоединения исполнительных механизмов к кольцам.

При анализе передач на соответствие требованиям, предъявляемым к ИМ в составе аппарата, должны учитываться основные показатели передач винт-гайка как составной части электромеханического ИМ:

- диапазон выбора передаточного числа;

- предельная частота вращения винта;

- статическая грузоподъемность;

- динамическая грузоподъемность и долговечность;

- приведенный момент инерции;

- жесткость;

- кинематическая точность;

- силы трения и КПД.

В работе рассмотрен вопрос о плавности микроперемещений, так как она определяет качественный уровень микроперемещений ИМ, работающих в диапазоне "ползучих" скоростей под действием нагрузки. Наиболее важным фактором, оказывающим влияние на плавность микроперемещений, является "сухое трение", а точнее, различие между силами трения покоя и движения. Величина скачка микроперемещения и его изменение существенно зависят от неравенства этих сил трения. Уменьшение скачка сил трения при переходе от покоя к движению на протяжении всего пути развития машиностроения решалось заменой трения скольжения трением качения. Поэтому в качестве ИМ для ортопедического аппарата целесообразно использовать передачу винт-гайка качения.

Большой вклад в изучение и создание электромеханических ИМ на базе передач винт-гайка качения внесли В.Г. Беляев, Д.В. Бушенин, Б.Б. Гоголев, В.В. Козырев, JI.B. Марголин, В.В. Морозов и др.

Во второй главе проведен сравнительный анализ различных типов передач винт-гайка качения (шариковинтовая передача - ШВП, передачи с ко-

роткими резьбовыми роликами - РВПК, передачи с длинными резьбовыми роликами - РВПД) на соответствие техническим требованиям, предъявляемым к ИМ аппарата. Для обеспечения высокой точности и плавности линейных микроперемещений, согласно принципу кратчайшей кинематической цепи, необходимо использование многопоточных передач с малым числом последовательно расположенных сопряжений и с высокой редукцией. Сравнение предельных значений редукции ШВП, РВПК и РВПД показывает следующее: минимальное перемещение ходовой гайки ШВП за оборот винта равно шагу резьбы и составляет ¿швп = 2 мм. Для РВПК при обеспечении постоянства передаточного отношения минимальное перемещение ходовой гайки за оборот винта равно

5рВПК = 2уР, (1)

где Р - шаг резьбы; г/ - число заходов резьбы винта.

Таким образом, минимальное перемещение ходовой гайки за оборот винта (при г/ = 3 ) равно ¿"рвпк = ЗР. Перемещение ходовой гайки-штока РВПД за один оборот винта определено по зависимости:

+ , (2)

где 5рвпд - перемещение ходовой гайки за оборот винта, мм; 22, г3. числа заходов резьб ролика и ходовой гайки; к = с/; / е^ - отношение средних диаметров резьб винта и ролика. При к=1; и _ 2 минимальное перемещение ходовой гайки за оборот винта £рвпд = 0,25Р. Таким образом, по редукции в качестве ИМ аппарата наиболее целесообразно применение РВПД. Кроме того, в ШВП и РВПК имеются четыре последовательно расположенных подвижных сопряжения: "наружное кольцо опорного подшипника - тело качения", "тело качения - внутреннее кольцо опорного подшипника", "винт - тело качения", "тело качения - ходовая гайка". В РВПД - три последовательно расположенных подвижных сопряжения: "опорная гайка - длинный ролик", "длинный ролик - винт","длинный ролик - ходовая гайка". Причем сопряжение " длинный ролик - винт" имеет существенно большее число точек контактов по сравнению с сопряжениями длинного ролика с гайками. Согласно принципу кратчайшей кинематической цепи меньшее число последовательно расположенных подвижных сопряжений РВПД определяет ее более высокую кинематическую точность и плавность работы по сравнению с ШВП и РВПК. В табл. 1 приведены сравнительные характеристики передач винт-гайка качения. Рассмотренные преимущества РВПД являются основанием для ее применения в качестве исполнительного механизма аппарата с целью обеспечения высокого технического уровня и конкурентоспособности разработанной конструкции аппарата.

Таблица 1

Характеристики передач винт-гайка качения

Характеристики передач ШВП РВПК РВПД

1. Редукция Низкая Низкая Высокая

2. Кинематическая точность Высокая Высокая Высокая

3. Жесткость Средняя Средняя Высокая

4. Грузоподъемность Средняя Высокая Высокая

5. КПД 0,87..0,89 0,74..0,82 0,32..0,47

б. Число стыков 4 4 3

7. Самоторможение Труднореализуемо Труднореализуемо Возможно

В главе рассмотрен структурный и параметрический синтез привода линейного перемещения на базе передачи винт-гайка качения для ортопедического аппарата. Синтез строится на основе унифицированных параметрических рядов различных типов передач и электродвигателей. Для этого специально разработан параметрический ряд передач с длинными резьбовыми роликами с указанием их основных характеристик. Рассматриваются структуры привода без промежуточного редуктора и с редуктором между двигателем и передачей винт-гайка. После выбора определенного типа передачи сканируются (просматриваются) все размеры передач от минимального до максимального и выбирается передача, основные характеристики которой соответствуют техническим требованиям. Затем выбирается электродвигатель минимальной массы, удовлетворяющий техническим требованиям. После просмотра всех типов передач с редуктором и без редуктора, удовлетворяющих техническим требованиям, окончательно принимается решение о выборе исполнительного механизма..

Рассмотренная схема синтеза ИМ является новой, отличается относительной простотой, поскольку не требует сложных математических моделей, но позволяет просмотреть всю совокупность возможных решений и выбрать проектное решение, наиболее полно отвечающее техническим требованиям. Эта схема может применяться для синтеза других аналогичных приводов.

Рассмотрены различные конструктивные схемы ИМ в соответствии с требованиями к ним в составе ортопедического аппарата: с редуктором и без него, с различными типоразмерами двигателей. Анализ конструктивных схем на основе вышеизложенной методики и аналитических расчетов пока-

зал, что наиболее полно удовлетворяет техническим требованиям привод на базе передачи РВПД 12,бх 0,1 с промежуточным планетарным редуктором 2К-к и шаговым двигателем ДШ-25-0,001. Для принятой резьбы (шаг Р=0,4 мм) перемещение ходовой гайки за оборот винта по формуле (2) 5рвпд =0,1 мм. Использование передачи 5рвпд ^ 0,025 мм возможно, но приводит к резкому снижению КПД, что нежелательно. Применение промежуточного редуктора (г я 3,7) обусловлено, с одной стороны, необходимостью получения микроперемещения «3,4 мкм на одном шаге двигателя, а с другой стороны, необходимостью получения КПД не ниже 0,3...0,4 для обеспечения необходимого запаса самоторможения передачи при ограниченных потерях. При этом планетарный редуктор вписывается в объем, предназначенный для соединительной муфты (при отсутствии редуктора). Дано теоретическое обоснование схемы расположения ИМ между кольцами ортопедического аппарата (рис.1). Один из ИМ к нижнему кольцу аппарата крепится жестко, а к верхнему кольцу - шарниром с пальцем, ограничивающим вращение вокруг оси 2 ИМ. Два других ИМ и к верхнему, и к нижнему кольцу аппарата крепятся на сферических шарнирах. Данная схема имеет три степени свободы, движения по которым управляемые, при достаточной жесткости, что позволяет реализовать не только удлинение-сжатие кости, но и наклонение-распрямление отломков кости друг относительно друга. Разработана, изготовлена и исследована новая конструкция автономного ортопедического аппарата автоматизированного остеосинтеза (рис.2). Техническая характеристика аппарата приведена ниже.

Технические характеристики аппарата автоматизированного остеосинтеза .

ИМ между кольцами аппарата

Номинальная осевая нагрузка на аппарат, Н - 900

Осевое усилие, развиваемое исполнительным механизмом, Н - 300 Величина максимального перемещения при дистракции, мм - 50

Минимальная величина перемещения за цикл дистракции

в шаговом режиме движения, мкм - 3,38

Диапазон задания перемещения, мкм - 3,38...255

Шаг задания перемещения, мкм - 3,38

Время отработки шага перемещения, с - 0,05

Диапазон задания временного интервала, мин - 1...255

Шаг задания временного интервала, мин 1

Выходное напряжение каждого канала, В 12

Общая масса электромеханических приводов

с системой управления и питания, Н - 35

Габаритные размеры, мм:

аппарата - 185x170x170

совмещенного блока управлении и питания - 60x120x140

Рис.2. Автономный ортопедический аппарат автоматизированного остеосинтеза

В третьей главе проведены теоретические исследования кинематики, статической грузоподъемности, жесткости и КПД ИМ на базе РВПД с целью определения соответствия необходимым требованиям к приводам.

Шаговый двигатель ДШ-25-0,001 имеет номинальный крутящий момент Тдв =0,015 Н-м и номинальный шаг 45° (и= 8 шагов за оборот вала). Зависимость поступательного перемещения ИМ от параметров привода

..................(3)

' РВПД

N Р I ■ N

' тег

РВПК

1-г

где N - задаваемое программой число шагов двигателя.

Минимальное перемещение, обеспечиваемое приводом /=0,00338 мм.

Установлен необходимый крутящий момент на валу двигателя (Где = = 0,006 Ям) для обеспечения ИМ растягивающего усилия 2=300 Я. Запас по крутящему моменту электродвигателя составляет 2,5 раза. Особенность работы аппарата с перемещением за сутки на 1 мм определяет критерий работоспособности аппарата - статическая грузоподъемность.

Для уменьшения массы и габаритных размеров целесообразно применение передач с высокой удельной грузоподъемностью. Известно, что по грузоподъемности РВП превышают ШВП. Статическая грузоподъемность РВПК ограничивается статической грузоподъемностью внешнего сопряжения резьбы винта и короткого ролика. В РВПД грузоподъемность точки контакта сопряженных резьб винта и ролика также меньше грузоподъемности точки контакта резьб ролика и гайки. Однако за счет большего числа точек контактов роликов с винтом, а также за счет меньших перекосов (угол у) длинных роликов этот недостаток существенно компенсируется (рис.3). Поэтому при одинаковых радиальных габаритах статическая грузоподъемность РВПД выше, чем

РВПК на 20 % и более. Расчет показал, что по статической грузоподъемности (С0= 4714,6 Я) выбранная передача имеет более чем 15-кратный запас, что дает возможность дальнейшей миниатюризации ИМ.

Жесткость РВПД зависит от точности ее изготовления (рис.4). Получены расчетные значения КПД передачи. При ¿=1 и 5=0, 1 мм и при минима-

Ь

Рис.З. Перекос ролика относительно винта в передачах

льных значениях коэффициентов трения /=0,1 и ц = 0,005мм имеем -ц= = 0,47, а при максимальных значениях коэффициентов трения / = 0,15 и ц = = 0,010 мм имеем т) = 0,32. Очевидно, что расчетный КПД самотормозящей РВПД относительно высок, что соответствует требованиям к ИМ по снижению энергозатрат. В то же то же время имеется запас по самоторможению, составляющий 1,05... 1,56 без учета потерь в промежуточном планетарном редукторе.

Для уменьшения массы и габаритных размеров ИМ в РВПД использованы одинарные гайки вместо обычно сдвоенных, обеспечивающих натяг. Вместе с тем такое исполнение ухудшает распределение нагрузки в сопряженных резьбах. Поэтому одна из задач исследования ИМ заключалась в определении степени распределения нагрузки по резьбе в зависимости от взаимного положения ходовой и опорной гаек на роликах, имеющих отношение их длины к среднему диаметру резьбы »20.

В четвертой главе выявлено влияние многочисленных факторов на распределение нагрузки в роликовинтовой передаче. Дано теоретическое обоснование положительных и отрицательных сторон различных методов расчета распределения нагрузки по точкам контактов резьбовых сопряжений передачи. Метод Биргера - Иосилевича не учитывает влияние нагрузки, точность резьбы и особенности промежуточных тел качения. Метод Левиной -Решетова не учитывает перекос ролика относительно винта. Для наиболее полного учета особенностей распределения нагрузки в разработанном ИМ в работе предложена новая математическая модель для передачи без натяга и с учетом взаимного расположения ходозой и опорной гаек передачи. В табл. 2 дается оценка степени точности каждого метода.

Предложенная модель рассматривает взаимодействие ролика с винтом и одинарными гайками (рис. 5). При этом, еслй углы подъема резьб малы (как правило в РВПД), то составляющими нормальных усилий в касательном направлении можно пренебречь. Тогда все силы, действующие на ролик, можно считать расположенными в плоскости осей винта и ролика. Эти силы для передачи являются внутренними, взаимно уравновешенными. Для их определения передачу нужно расчленить на составляющие части (ролик, винт, гайки) и рассмотреть равновесие этих частей отдельно, но с учетом их взаимодействия. В качестве неподвижной системы отсчета принимается ось вин-

Рис. 4. Зависимость жесткости РВПД от нагрузки и класса точности

Таблица 2

Сравнение методов оценки распределения нагрузки по виткам резьбы

Факторы, влияющие Метод Метод Плоская

на коэффициент рас- Биргера- Левиной- математиче-

пределения нагрузки Иосилевича Решетова ская модель

Конструктивные осо-

бенности передач + + +

Нагрузка на передачу - + +

Класс точности передач - + +

Перекос ролика отно-

сительно винта — — +

та. Начало системы отсчета - точка 0. Вводятся обобщенные координаты, определяющие положение всех частей системы: координата Р • осевое смещение центра торца ролика вдоль оси X; координата Я- радиальное смещение центра торца ролика вдоль оси 7; координата у - угол поворота оси ролика вокруг центра торца ролика в плоскости осей винта и ролика; координата^- смещение торца 1-й гайки вдоль оси Л', где 1=1; 2 (1 - опорная, 2 -ходовая).

В качестве внешних сил рассматривается осевая сила Ох, действующая на ходовую гайку, и соответствующая ей реакция <2дг на опорной гайке. Контактные жесткости в сопряжениях ролика с винтом С1 и ролика с гайкой с31, при эквивалентной нагрузке - известны. В расчетах учитываются геометрические погрешности резьбы (допуски на внутришаговую погрешность, на накопленную погрешность и на средний диаметр). Из системы пяти уравнений определяются пять неизвестных обобщенных координат. Подставляя значения обобщенных координат в выражения контактных деформаций, определяются эти деформации и нормальные силы, действующие в резьбовых сопряжениях.

.-. Коэффициент неравномерности распределения нагрузки в каждом из резьбовых сопряжений определяется как отношение усредненной ' нормальной силы по всему сопряжению к максимальной нормальной силе тм и м £ Я и Е N Р1 Кри. = ¡У и Кр{Р = -=!- , (4)

"ии "Р та*

где - Крц,и КР1р - коэффициенты неравномерности распределения нагрузки в резьбовом сопряжении винт-ролик по левому и правому профилю резьбы соответственно и

к.

IML

Z N. f=t 1

~ ^ , (5)

где - Крз1, - коэффициент неравномерности распределения нагрузки в резьбовом сопряжении ролик-Ь - л гайка.

Ойх 2 ~

Or* 2

R

У

Ш77\

:5=

-.-о

2.

<2

Рис. 5. Математическая модель для расчета коэффициента распределения нагрузки по виткам резьбы РВПД

Q1

QS ¡Н 43 Q5

В результате исследования этой этой модели показано, что в зависимости от изменения класса точности передач от G1 до G6 (классификация ISO: точность уменьшается ся) коэффициент распределения уменьшается от 0,316 до 0,022 в контакте винт-ролик и от 0,714 до 0,109 в контакте ролик-гайка. Показано, что распределение улучшается: с увеличением нагрузки; при раздвижении ходовой и опорной гаек. Коэффициент распределения нагрузки в сопряжении винт-ролик ниже, чем в сопряжении ролик-гайка (рис. 6).

Пятая глава посвящена экспериментальным исследованиям недостаточно изученной передачи с длинными резьбовыми роликами на жесткость, КПД и кинематическую точность в составе ИМ ортопедического аппарата,

Кр 0,6 0,4 0,2 О

Ролик-гаика — tZ- —*

К

\V>

i

г^ в ИНТ- ролик

100

200

Q,H

Рис.6. Распределение нагрузки в резьбе РВПД в зависимости от класса точности и нагрузки

для проведения которых разработаны соответствующие методики и стенды. Совпадение экспериментальных данных жесткости передачи с ее расчетными значениями в пределах 8,5 % (рис. 7) позволяет сделать заключение о достоверности полученных результатов. Кроме того, сравнив областей экспериментальных и теоретических значений жесткостей дает возможность оценить исследуемые передачи:

- класс точности исследуемой передачи - не ниже йЗ;

- из-за большого допуска на средний диаметр резьбы опорной и ходовой гаек в процессе нагружения наблюдаются перекосы пучка роликов с винтом относительно опорной и ходовой гаек, что приводит к кромочным контактам в некоторых витках резьбы, уменьшению коэффициента распределения нагрузки по виткам резьбы и, как следствие, снижению жесткости;

- из-за невысокой нагрузки, соответствующей эксплуатационной, невозможно добиться устранения перекосов гаек относительно пучка роликов с винтом и создать контактные де-деформации в резьбе, превышающие суммарные погрешности резьб деталей передач;

- относительно невысокая экспериментально полученная жесткость передач тем не менее позволяет применять их в составе ИМ аппарата, так как по данным исследований Курганского научного центра "Восстановительная травматология и ортопедия" собственная жесткость элементов аппарата достигает всего 0,45 Н/мкм, что на два порядка ниже жесткости передачи.

В ходе эксперимента выявлено, что с выдвижением штока (ходовой гайки) жесткость передач незначительно возрастает. Это объясняется тем, что при увеличении расстояния между опорной и ходовой гайками уменьшается угол взаимного положения винта и ролика в плоскости их осей хувд)- Как следствие этого - увеличение числа точек контактов в резьбах и увеличение жесткости. Упругой деформацией стержней винта и роликов при этом можно пренебречь из-за малой нагружающей силы, соответствующей реально действующей нагрузке на механизм в ортопедическом аппарате.

100 200 й,Н

Рис.7. Теоретические (Т) и экспериментальные (Э) зависимости жесткости передач от нагрузки

----- ожидаемое положение "подвижного" кольца аппарата; _ действительное положение "подвижного" кольца аппарата

Рис.8. Ошибка воспроизведения заданного перемещения шаговым приводом аппарата на длине: а - 0,913 мм; б - 4,056 мм; в - 8,112 мм; г - 50 мм

В главе показано, что экспериментально полученный КПД разработанной передачи, составивший 0,34...0,36, согласуется с теоретическим значением КПД передачи (расхождение составляет 5,9...23,4%). Экспериментальный КПД ИМ в целом составил 0,26...0,29, что также соответствует теоретическим предпосылкам. Проведенный эксперимент уточнил КПД промежуточного планетарного редуктора: он составил 0,76...0,80.

Установлено, что ошибка воспроизведения заданного перемещения шаговым приводом зависит от кинематической погрешности ИМ, ошибки отработки шага двигателя и ошибки системы управления двигателем.

Проведены экпериментальные исследования аппарата на точность воспроизведения заданного перемещения шаговым приводом автономного ортопедического аппарата при различных нагрузках (включая нагрузку 1200 Н на аппарат), длинах перемещений (см. рис.8) и режимах работы. Результаты испытаний показали), что накопленная погрешность отработки заданного перемещения составила: на длине 0,913 мм- -10 мкм (1,13 %), на длине 3,042 мм- -23 мкм ( 0,94 %), на длине 4,056 мм - -32 мкм (0,78 %), на длине 8,112 мм - -54 мкм (0,66 %), на длине 50 мм - -91 мкм (0,18 %).

Таким образом, исследования подтвердили работоспособность созданного ИМ и соответствие действительных характеристик расчетным значениям и техническим требованиям к автономному аппарату.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В результате проведенного синтеза и анализа конструктивных схем и параметров РВП и их экспериментальных исследований изложена научно обоснованная техническая разработка в виде ИМ аппарата на базе передач с длинными резьбовыми роликами, обеспечивающего снижение массы аппарата при заданных величинах микроперемещений и осевых нагрузок, а также изложена научно обоснованная методика структурного и параметрического синтеза ИМ автоматизированных аппаратов с оценкой влияния геометрической точности резьбы на основные характеристики передачи.

1. Разработана схема структурного и параметрического синтеза приводов линейного перемещения на базе передач винт-гайка качения, основанная на использовании унифицированных параметрических рядов передач винт-гайка (в том числе передач с длинными резьбовыми роликами) и электродвигателей, позволяющая просмотреть всю совокупность возможных решений и выбрать оптимальное проектное решение, наиболее полно удовлетворяющее техническим требованиям при обеспечении минимальной массы.

2. На основе анализа различных конструктивных схем ИМ с редуктором и без него с различными типоразмерами электродвигателей установлено, что заданным техническим требованиям к аппарату наиболее полно отвечает привод на базе передачи РВПД 12,6x0,1, промежуточного планетарного редуктора типа 2К-Н с передаточным отношением /=3,6923 и шаговым ЭД типа ДШ-25-0,001.

4. Получена математическая модель для оценки распределения нагрузки в резьбе РВПД. Экспериментально доказано, что по сравнению с известными методами оценки распределения нагрузки по виткам резьбы в РВП предложенная модель наиболее полно отражает особенности распределения нагрузки по виткам резьбы передач с длинными резьбовыми роликами, так как учитывает конструктивные особенности передач, нагрузку, класс точности, перекос ролика относительно винта в плоскости их осей.

5. Определены экспериментальные значения характеристик ИМ: КПД (среднее значение г) = 0,35 при а = 0,036) и жесткости (среднее значение С = =47,25 Я/мкм при а = 0,669 Н/мкм при осевой нагрузке на ИМ Q = 283,12 Н), подтверждающие расчетные значения и соответствующие техническим требованиям к автономному аппарату автоматизированного остеосинтеза.

6. Установлена работоспособность аппарата при нагрузке 1200 Н (с величиной дистракции 27 мкм за цикл), обеспечивающего высокую точность (накопленная погрешность Д = - 0,01 мм на длине L = 0,913 мм при среднем значении погрешности за цикл дистракции Дер = - 0,000187 мм и средне-квадратическом отклонении ст = 0,0009815 мм).

7. На опытный образец автономного ортопедического аппарата автоматизированного остеосинтеза, являющейся результатом данной работы, получено заключение Комиссии по новой технике Минздрава РФ о его полезности.

8. Данные передачи в составе электромеханического ИМ использованы в механизме послеоперационной разработки локтевого сустава в ЦИТО им.

НН-Приорова и в ИМ приводов сканирующего двухкоординатного столика оптического микроскопа, выполненного по заказу немецкой фирмы "KARL ZEISS JENA".

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. А.с. 308344 СССР, МКИ Б16 Н 1/21. Подъемный механизм на базе роликовинтовой передачи / Бушенин Д.В., Галимов И.Д., Колов П.Б., Логинов В .Г., Носатов С.П., Овчинников А.Ю. (СССР).

2. Разработка высокоточных приводов линейного перемещения на базе роликовинговых передач / В.В. Козырев, П.Б. Колов, А.Ю. Овчинников и др.// Проблемы конверсии, разработка и испытания приборных устройств: Материалы Междунар.науч.-техн. конф.-М., 1993, . -С.28.

3. Овчинников А.Ю. Автономный компрессионно-дистракционный аппарат автоматизированного остеосинтеза // Биотехнические, медицинские и экологические системы и комплексы: Материалы Всероссийской науч,-техн. конф. - Рязань, 1997. — С. 51-52.

4. Козырев В.В., Овчинников А.Ю. Разработка автономного ортопедического аппарата автоматизированного остеосинтеза // Теория и практика зубчатых передач: Тр. Междунар. конф. - Ижевск, 1998. - С. 300 - 303. г

ЛР № 020275 от 13.1 i .96. Подписано в печать 26.05.2000 Формат 60x84/16. Бумага для множит, техники. Гарнитура Тайме. ^^ ^

Печать офсетная. Усл. печ. л. 0.93. Уч.-изд. л. 0,98. Тираж 100 экз. заказ-222-ш:. Владимирский государственный университет. Подразделение оперативной полиграфии Владимирского государственного университета. Адрес университета и подразделения оперативной полиграфии: 600000, Владимир, ул. Горького, 87.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Остеосинтез по методу профессора Г.А.Илизарова.

1.2. Конструкция и принцип действия современного ортопедического аппарата остеосинтеза

1.3. Ортопедические аппарат автоматизированного остеосинтеза

1.4. Требования к исполнительном механизмам автономного ортопедического аппарата автоматизированного остеосинтеза.

1.5. Влияние плавности дозированных микроперемещений на процесс остеосинтеза и пути ее повышения.

1.6. Постановка задачи исследования.

Глава 2. СТРУКТУРНЫЙ И ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ МЕХАНИЗМОВ

АВТОНОМНОГО ОРТОПЕДИЧЕСКОГО АППАРАТА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ОСТЕОСИНТЕЗА.

2.1. Методика проектирования малогабаритного исполнительного механизма на базе передачи винт-гайка качения.

2.2. Анализ различных типов исполнительных механизмов.

2.2.1. Исполнительный механизм на базе шариковинтовой передачи.

2.2.2. Исполнительный механизм на базе передачи с короткими резьбовыми роликами

2.2.3. Исполнительный механизм на базе передачи с длинными резьбовыми роликами.

2.3. Выбор схемы расположения исполнительных механизмов между кольцами ортопедического аппарата.

2.4. Выбор схемы исполнительных механизмов.

2.5. Выбор структуры и параметров исполнительных механизмов.;.I.

2.5.1. Выбор микроэлектррдвигателей для исполнительных механизмов.

2.5.2. Выбор оптимального ¡сочетания электродвигателя и передачи винт-гайка качения исполнительного механизма ортопедического аппарата.

2.6. Выводы по главе 2.

Глава 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

РАБОЧЕГО ОРГАНА ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ МЕХАНИЗМОВ АВТОНОМНОГО ОРТОПЕДИЧЕСКОГО АППАРАТА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ОСТЕОСИНТЕЗА.

3.1. Исследование кинематики исполнительного механизма.

3.2. Расчет статической грузоподъемности исполнительного механизма.

3.3. Расчет жесткости исполнительного механизма.

3.4. Расчет КПД исполнительных механизмов.

3.5. Выводы по главе 3.

Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗКИ ПО ТОЧКАМ КОНТАКТОВ РЕЗЬБОВЫХ СОПРЯЖЕНИЙ РВПД

4.1. Анализ различных методов расчета коэффициента распределения нагрузки по виткам резьбы РВПД.

4.2. Выводы по главе 4.

Глава 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ МЕХАНИЗМОВ

ОРТОПЕДИЧЕСКОГО АППАРАТА.

5.1. Экспериментальное определение жесткости РВПД 12,6 х 0,1.

5.2. Экспериментальное определение КПД исполнительных механизмов ортопедического аппарата.

5.3. Экспериментальные исследования ошибки воспроизведения шаговым приводом заданного перемещения ортопедического аппарата.

5.4. Выводы по главе 5.

Во многих областях современной науки и техники существуют задачи, решение которых требует высокоточного перемещения объекта, исполнительного органа, инструмента и т.д. при очень низких скоростях перемещения (оборудование для выращивания кристаллов, сканирующие столики оптических и туннельных микроскопов и т.п.).

В медицине (травматологии и ортопедии) также существует проблема, связанная с высокоточными микроперемещениями на низких скоростях - автоматизированный остеосинтез, поскольку в последние десятилетия катастрофически участились несчастные случаи и, прежде всего, травмы, которые проявляются в виде переломов длинных трубчатых костей, выключающие человека на длительное время из активной деятельности.

Детский травматизм - проблема социальная, так как она затрагива ет широкий круг медицинских, экономических и социальных вопросов.

Можно выделить некоторые стороны детского травматизма, которые ставят его в ряд важных государственных проблем: высокая частота, постоянная тенденция к росту, высокая смертность и инвалидность и большой экономический урон, причиняемый государству и семье пострадавшего.

Частота детского травматизма во всем мире настолько высока, что она придает ему черты эпидемий. Чумой века называют травматизм социологи.

Как свидетельствуют ежегодные публикации ВОЗ, травматизм стоит на первом месте среди причин смерти в возрасте от младенчества до 44 лет. Показатели смертности от травматизма и несчастных случаев наиболее высоки среди детей в возрасте от 1 года до 4 лет и колеблются от 20 до 45 на 100000 населения. Для детей 5-14 лет они несколько ниже и составляют 25 - 35 на 100000 населения. Инвалидность среди детей в результате травм составляет 18 - 20 %.

Чаще всего отмечались переломы костей предплечья, плечевой, бед-дренной кости и костей голени [86].

В последние годы эта проблема обострилась в связи с появлением большого числа раненых на локальных войнах в Афганистане, Таджикистане, Чечне, Дагестане и на других территориях.

Научно-технические цели данной работы имеют актуальность для Медицины и социальной сферы, так как направлены на решение одной из проблем ортопедии, особенно детской, связанной с эффективным лечением переломов и ряда заболеваний конечностей.

Целыо данной работы является:

- разработка методики проектирования малогабаритного, легкого, с малым энергопотреблением исполнительного механизма (ИМ) автономного ортопедического аппарата {аппарата) автоматизированного остеосин-теза на базе передач винт-гайка качения для создания циклических усилий и перемещений, близких к естественной регенерации костной ткани;

- разработка малогабаритного, легкого исполнительного электромеханического модуля и исследование его в составе аппарата.

Для достижения поставленной цели в данной работе решаются следующие задачи:

1. Синтез структуры и параметров ИМ, в соответствии с предъявляемыми к нему требованиями с обеспечением минимальной массы привода.

2. Исследование распределения нагрузки по виткам резьбы передачи с длинными резьбовыми роликами.

3. Экспериментальные исследования кинематической точности, КПД и жесткости ИМ.

Работа состоит из пяти глав, введения и заключения.

В главе 1 проведен анализ процесса остеосинтеза по методу профессора Г.А. Илизарова, рассмотрены его известные аппараты с ручным приводом. Обоснована целесообразность автоматизации цикла дистракции в его оптимальном режиме, соответствующем естественной регенерации костной ткани, при котором меньше всего травмируются кровеносные сосуды, нервные окончания и быстрее идет заживление кости. Проведен анализ работ по созданию автономных аппаратов автоостеосинтеза. Рассмотрено основное требование к аппарату: обеспечение оптимального цикла дистракции, соответствующего естественному процессу регенерации костной ткани при обеспечении минимизации энергопотребления в автономном автоматическом режиме. На основании этого определены требования к ИМ.

В главе 2 разработана методика проектирования малогабаритного ИМ на базе передачи винт-гайка качения. Приведен сравнительный анализ различных типов ИМ, на основе которого сделан вывод о преимуществах ИМ с передачами с длинными роликами.

В главе 3 выбрана принципиальная схема построения ИМ и автономного аппарата автоматизированного остеосинтеза в целом. Проведены теоретические исследования кинематики, статической грузоподъемности, 6 жесткости и КПД ИМ на базе РВПД с целью определения соответствия -•необходимым требованиям к приводам.

В главе 4 выявлено влияние многочисленных факторов на распределение нагрузки в роликовинтовой передаче. Приведено сравнение различных методов по определению коэффициента распределения нагрузки по точкам контактов резьбовых сопряжений РВПД. С использованием этих методов получены аналитические коэффициенты. Дается оценка о степени точности каждого метода.

Пятая глава посвящена экспериментальным исследованиям недостаточно изученной передачи с длинными резьбовыми роликами в составе ИМ на жесткость, КПД и кинематическую точность. Произведена статистическая обработка полученных результатов и сравнение экспериментальных и теоретических зависимостей.

Работа выполнялась на кафедре "Метрология и стандартизация" Владимирского государственного университета.

На защиту автором выносятся следующие основные положения работы:

- структурный и параметрический синтез ИМ аппарата; методика проектирования малогабаритного, легкого, с малым энергопотреблением электромеханического ИМ на базе передачи винт-гайка качения для создания микроперемещений при заданных осевых нагрузках;

- результаты исследования распределения нагрузки по виткам ре-зьбы передачи;

- экспериментально полученные результаты исследований кинематической точности, КПД и жесткости ИМ;

- созданный опытный образец аппарата.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработаны структурный и параметрический синтезы, позволившие выявить преимущества РВПД 12,6 х 0,1 перед другими типами передач винт-гайка качения по предъявляемым требованиям к автономному ортопедическому аппарату автоматизированного остеосинтеза: высокая статическая грузоподъемность пр|и минимальных габаритах и весе, возможность получения высокой редукции и обеспечения самоторможения при относительно высоком КПД,1 минимальное энергопотребление; и установить возможность ее применения в качестве ИМ данного аппарата.

2. На основании разработанной методики проектирования электромеханических ИМ выполнен структурный и параметрический синтез ИМ автономного ортопедического аппарата автоматизированного остеосинтеза на базе роликовинтовой передачи, позволяющего реализовать растяжение кости с заданным усилием 300 Н на длину до 50 мм при скорости, близкой к скорости естественного роста регенерируемых костных тканей, крб-веносных сосудов и нервных окончаний (около 1 мм в сутки).

3. Проведенные сравнительный анализ различных методов определения коэффициентов распределения нагрузки по виткам резьбы РВПД и исследование зависимости данных коэффициентов от различных параметров передачи показывают, что примененная методика и математическая модель для оценки коэффициента распределения нагрузки по виткам резьбы в передаче наиболее полно отражает качество изготовления РВПД и характер взаимодействия ее элементов между собой, что подтверждено экспериментально. Установлено, что для самой точно изготовленной передачи с длинными резьбовыми роликами коэффициент распределения нагрузки по виткам резьбы в сопряжении винт-ролик находится в пределах 0,118.0,316 при относительно малой осевой нагрузке от 50 Н до 283,12 Нив сопряжении ролик-гайка - 0,416.0,714 при соответствующих осевых нагрузках.

4. Разработаны и изготовлены электромеханические ИМ на базе РВПД для применения в составе ^автономного ортопедического аппарата автоматизированного остеосинтеза.

5. Проведены экспериментальные исследования КПД, жесткости РВПД, подтвердившие их соответствие значениям, расчитанным на плоской математической модели. Экспериментальный КПД передачи с длинными резьбовыми роликами составил 0,34.0,36 (расхождение теоретических и экспериментальных результатов составляют от 6,25% до 23,4%), а экспериментальный КПД исполнительного механизма в целом -0,26.0,29.

Жесткость ИМ, установленная в ходе эксперимента, составила 25.48,8 Н/мкм при осевой нагрузке 50.283,12 Н соответственно, что полностью соответствует теоретическим значениям.

6. Теоретические расчеты кинематической точности автономного ортопедического аппарата автоматизированного остеосинтеза получили экспериментальное подтверждение при определении ошибки воспроизведения заданного перемещения шаговым приводом, что играет важную роль в

105 процессе лечения, так как показывает высокую степень соответствия реального перемещения заданному.! Расхождения экспериментальных данных от теоретических составили от -91 мкм (0,18%) при выдвижении штока на 50 мм до -10 мкм (1,13%)щ>ц выдвижении штока на 0,913 мм.

7. Проведенные экспериментальные исследования РВПД как ИМ в составе автономного ортопедического аппарата автоматизированного остеосинтеза показали способность ИМ воспринимать заданную нагрузку (300 Н) в любом заданном режиме при обеспечении относительно высокой кинематической точности, удерживать нагрузку при отключенном электропитании (наличие самоторможения в ИМ), чем подтвердили работоспособность аппарата в целом.

8. Теоретические исследование подтвердили значительный (более чем 15-кратный) запас по несущей способности передач с длинными резьбовыми роликами, а, следовательно, возможность дальнейшей миниатюризации (снижение массы и габаритных размеров) ИМ, что особенно важно для детских аппаратов.

9. Применение РВПД в качестве рабочих органов исполнительных механизмов так же способно решить существующие задачи по высокоточному перемещению объекта (инструмента и т.д.) при очень низких скоростях перемещения (оборудование для выращивания кристаллов, сканирующие столики оптических и туннельных микроскопов и т.п.) в машиностроении и современной экспериментальной науке.

1. A.c. 199606 СССР, МКИ F16 Н 25/20. Винтовая передача качения /А.И. Гринченко, Ю.Н. Григорьев (СССР).

2. A.c. 308344 СССР, МКИ F16 Н 1/21. Подъемный механизм на базе роликовинтовой передачи / Д.В. Бушенин, И.Д. Галимов, П.Б. Колов, В.Г. Логинов, С.П.Носатов, А.Ю. Овчинников (СССР).

3. A.c. 335468 СССР, МКИ Fl6 Н 1/32. Планетарная передача винт-гайка / Л.В. Марголин (СССР).

4. A.c. 484345 СССР, МКИ F16 Н 1/35. Роликовый винтовой механизм / В.Г. Беляев (СССР).

5. A.c. 737687 СССР, МКИ Fl6 Н 1/34. Планетарная передача винт-гайка качения / В.В. Козырев (СССР).

6. A.c. 739289 СССР, МКИ F16 Н 1/34. Планетарная винтовая передача качения / В.В. Козырев, Н.И. Дмитриев, В.В. Алексеев (СССР).

7. A.c. 832178 СССР, МКИ Fl6 Н 25/22. Планетарная передача винт-гайка качения /В.В. Козырев, П.Б. Колов (СССР).

8. A.c. 916828 СССР, МКИ F16 Н 25/22. Планетарная передача винт-гайка качения / В.В. Козырев (СССР).

9. A.c. 955375 СССР МКИ Н 02 К 7/06. Электропривод / В.В. Козырев, В.В. Алексеев (СССР).

10. A.c. 968542 СССР, МКИ F16 Н 1/34Планетарная передача винт-гайка качения / В.В. Козырев (СССР).

11. A.c. 1330373 СССР, МКИ F16 Н 1/34. Планетарная винтовая передача качения /В.В. Козырев (СССР).

12. A.c. 1255117 СССР, МКИ А;61 В 17/58. Компрессионно-дистркци-онный аппарат / С.А. Макаров, В.А. Сукачев (СССР).

13. A.c. 1195992 СССР, МКИ А 61 В 17/58. Дистракционный аппарат/ Р.П. Кернерман, А.Р. Семенов (СССР).

14. A.c. 1277959 СССР, МКИ А 61 В 17/58. Компрессионно-дистракци-онный аппарат / Р.П. Кернерман, С.А. Шуц (СССР).

15. A.c. 1351593 СССР, МКИ А 61 В 17/58 . Компрессионно-дистракци-онный аппарат / Р.В. Никогосян, А.И. Шаповал, Г.В. Валенцев, В.П. Лукин, А.Я. Ахмедзаде (СССР).

16. A.c. 1491497 СССР, МКИ А 61 В 17/60. Компрессионно-дистракци-онный аппарат / М.С. Михович (СССР).

17. A.c. 1553091 СССР, МКИ А 61 В 17/58. Компрессионно-дистракци-онный аппарат / A.A. Чалый, С.Н. Гладких, В.Н. Постоловский, В.М. Майко, Б.С. Фарбер, С.Ш. Фарбер, Е.А. Филоненко (СССР).

18. А.С.1602501 СССР, МКИ А 61 В 17/60. Дистракционный аппарат / C.B. Разумов, А.Н.Ли (СССР).

19. A.c. 1607792 СССР, МКИ А 61 В 17/60. Компрессионно-дистракци-онный аппарат / A.A. Аблакулов, Б.М. Миразимов (СССР).

20. A.c. 1629047 СССР, МКИ А 61 В 17/60. Устройство для лечения поврежденных костей / М.И. Пустовойт, В.И. Стецула, A.M. Соколюк, Б.Б. Марко (СССР).

21. А.С.1666092 СССР, МКИ А 61 В 17/60. Компрессионно-дистракци-онный аппарат / В.И.Иванов, Ф.И. Горня, П.И. Чобану, Н.Ш.Пула-тов, A.B. Абраменков, Б.Н. Балашев (СССР).

22. A.c. 1671281 СССР, МКИ А 61 В 17/60. Компрессионно-дистракци-онный аппарат / В.И. Шевцов, К.П. Цокуренко (СССР).

23. A.c. 1673095 СССР, МКИ А 61 В 17/60 Аппарат для коррекции костных фрагментов / С.И. Пысларь, Ю.Н. Костин (СССР).

24. A.c. 1710023 СССР, МКИ А 61 В 17/60 Аппарат внешней фиксации / B.C. Кувшинов, В.В. Миронбва, А.Л. Гиммельфарб (СССР).

25. A.c. 1732956 СССР, МКИ А 61 В 17/60. Компрессионно-дистракци-онный аппарат / Г.А. Илизаров, Ф.Я. Руц, В.А. Немков, Э.В. Бурлаков (СССР).

26. A.c. 1750666 СССР, МКИ А 61 В 17/58. Компрессионно-дистракци-онный аппарат / Г.А. Илизаров, А.Е.Филимонов, A.A. Курилкин, Э.М. Елагин, Э.В. Бурлаков (СССР).

27. А.с.1792671 СССР, МКИ А 61 В 17/58. Компрессионно-дистракци-онный аппарат / Г.А. Илизаров, Э.В. Бурлаков, Ф.Я. Руц, В.А. Немков (СССР).

28. Беляев В.Г. Винтовые поверхности передачи винт-гайка качения и профилирование инструмента для их обработки // Станки и инструмент, 1971. №12. с.6-9.

29. Беляев В.Г. Расчет передачи винт-гайка качения с учетом погрешностей изготовления // Станки и инструмент, 1970. №11. с.9-11.

30. Беляев В.Г., Бушенин Д.В., Козырев В.В., Ряховский O.A. Современные винтовые механизмы // Приводная техника, 1998. № 7. с.2-5.

31. Биргер И.А., Иосилевич Г.Б. Резьбовые соединения (Библиотека конструктора). М.: Машиностроение, 1973. с.256.

32. Бушенин ДВ. Несоосные винтовые механизмы. М.Машиностроение, 1985.с. 112.

33. Бушенин Д.В., Логинов В.Г., Колов П.Б., Носатов С.П. Расчет и проектирование планетарного зубчато-винтового механизма. Владимир. ВСНТО, 1986. с.68.

34. Горохов Ю.С., Носатов С.П., Козырев В.В. Вопросы оптимального сочетания двигателя и редуктора. (Тезисы докладов научно-практического семинара "Станки с программным управлением и промышленные роботы"). Владимир. 1973. с.98-100.

35. Жданов A.B. Повышение надежности и долговечности роликовинто-вых механизмов. / Диссертация на соискание ученой степени к.т.н. Владимир, 1998. с. 154.

36. Жуковский Н.Е. Избранные труды. М.: Издательство ГРФМЛ. 1912.

37. Исследование законов распределения нагрузок и напряжений в элементах планетарных винтовых передач (Отчет о научно-исследовательской работе). Ленинград, 1990. с. 74.

38. Каталог роликовинтовых и шариковинтовых передач, изготавливаемых фирмой "La Technique Integrale" (Франция) под торговой маркой "TransroH", с. 165.

39. Каталог роликовинтовых передач, изготавливаемых фирмой INA Lineartechnik oHG (Швейцария). Пер. с нем. с.34.

40. Козырев В.В . Анализ и синтез роликовинтовых передач как исполнительных механизмов электромеханических приводов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени д.т.н. Владимир, 1995. с.33,

41. Козырев В.В. Коэффициент полезного действия планетарной передачи винт-гайка с резьбовыми роликами // Известия ВУЗов. М.: Машиностроение. 1986. №6. с.43-47.

42. Козырев В.В. Определение грузоподъемности роликовой планетарной передачи винт-гайка качения // Известия ВУЗов. М.: Машиностроение. 1981. №2. с.31-35.

43. Козырев В.В. Планетарная передача винт-гайка с резьбовыми роликами. Проспект ВДНХ. Владимир. 1988.

44. Козырев В.В. Планетарные передачи винт-гайка с резьбовыми роликами. (Отчет о научно-исследовательской работе. Постоянная выставка АН СССР на ВДНХ). Владимир, 1980. с.ЗЗ.

45. Козырев В.В. Планетарные механизмы преобразования вращательного движения в поступательное//Вестник машиностроения, 1983. №10 с. 14-17.

46. Козырев В.В. Распределение осевой нагрузки между витками резьбы в планетарной винтовой передаче винт-гайка // Известия ВУЗов. М.: Машиностроение. 1982. №4. с. 16-19.

47. Козырев В.В. Роликовинтовые передачи. Владимир. ВПИ, 1984. с.27.

48. Козырев В.В. Роликовинтовые передачи. Владимир. ВПИ, 1987. с.24.

49. Козырев В.В. Сравнение жесткости шариковых и роликовых передач винт-гайка// Вестник машиностроения. 1987. № 5. с.38-41.

50. Козырев В.В. Сравнение шариковых и роликовых передач винт-гайка// Вестник машиностроения. 1983. № 11. с.31-35.

51. Козырев В.В. Сравнение параметров шариковых и роликовых передач винт-гайка // Станки и инструмент. 1990. № 5. с.29-31.

52. Козырев В.В., Колов П.Б., Максимов Н.Ю. Разработка конструкций и методики проектирования планетарных передач винт-гайка с резьбовыми роликами. (Отчет! о научно-исследовательской работе). Владимир, ВПИ. 1978. с.75.

53. Козырев В.В. Колов П.Б. Геометрические характеристики планетарной передачи винт-гайка с резьбовыми роликами // Известия ВУЗов. М.: Машиностроение. 1980. №1. с. 19-23.

54. Козырев В.В., Кузнецов В.А., Лукьянов Л.Е. Электромеханические приводы линейного перемещения. (Тезисы докладов научно-практического семинара "Резьбовой электромеханический привод"). Владимир. 1975. с.21-23.

55. Козырев В.В., Овчинников А.Ю. Разработка автономного ортопедического аппарата автоматизированного остеосинтеза. Труды Международной конференции "Теория и практика зубчатых передач", Ижевск, 18-20 ноября 1998. е.300-303.

56. Козырев В.В., Снегирев П.М., Боровков В.П. Разработка конструкций и методик проектирования роликовинтовых передач (Отчет о научно-исследовательской работе). Владимир, ВПИ. 1989. с. 119.

57. Лаврищева Г.И., Карпов С.П., Бачу И.С. Регенерация и кровоснабжение кости. Кишинев, "Штиинца". 1981. с.22.

58. Левина З.М., Решетов Д.М. Контактная жесткость машин. М.: Машиностроение, 1971. с.264.

59. Левит Г.А. Расчет и конструирование передач винт-гайка качения (шариковых) // Станки и инструмент, 1963. № 5. с.32-34.

60. Линейный электромеханический привод. Межвуз. сборник научных трудов. Рязань, 1977. с. 106.

61. Марголин Л.В. Планетарная передача винт-гайка качения с резьбовыми роликами // Станки и инструмент, 1970. № 1. с.42-43.

62. Марусов В.А., Новоселов Е.А. Распределение нагрузки по виткам резьбы // Физика и радиоэлектроника в медицине и биотехнологии (Тезисы докладов 2 Международной научно-технической конференции). Владимир. 1996, часть!, с. 150-155.

63. Морозов В.В., Жданов A.B. Электромеханический модуль привода искусственного сердца // Конверсия, приборостроение, рынок (Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции). Владимир, 1995. с.192-193.

64. Морозов В.В., Жданов A.B. Электромеханический привод локтевого шарнира протеза плеча // Физика и радиоэлектроника в медицине и биотехнологии (Тезисы докладов 3 Международной научно-технической конференции). Владимир. 1998.

65. Морозов В.В., Жданов A.B., рГурсков А.И., Ганнн В.П. Опыт проектирования электромеханических приводов искусственного сердца // Конверсия, приборостроение, рынок (Материалы международной научно-технической конференции). Суздаль,1997. с.144-146.

66. Новикова Б.А. Разработка и исследование моноблочных электромеханических приводов с высокой плавностью выходного перемещения. / Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н. Владимир, 1999. с. 16.

67. Норенков И.П. Принципы построения и структура. Минск, "Вышэй-шая школа",1987. с.123.

68. Оптические и инфракрасные телескопы 90-х годов. Пер. с англ./под ред Хьюит. М.: Мир, 1983. с.!292.

69. Панюхин В.И., Морозов В.В. КПД и условия самоторможения роликовин-товых передач // Известия ВУЗов. Машиностроение, 1989. № 2.

70. Перель Л.Я. Подшипники качения. Справочник. М.: Машиностроение, 1983. с.543.

71. Планетарные передачи. Справ. / Под ред. Кудрявцева В.Н., Кирдяшег ва Ю.Н. Л.: Машиностроение, 1977. с.536.

72. Попов Б.К. Разработка методов проектирования планетарных роли-ковинтовых механизмов по| требованиям к выходному коэффициенту полезного действия. / Диссертация на соискание ученой степени к.т.н. Владимир, 1987. с.185.

73. Разработка конструкций и методики проектирования роликовинто-вых передач (Отчет о научно-исследовательской работе). Владимир, 1988. с.1 19.

74. Решетов Д.Н. Детали машин. М.: Машиностроение, 1974. с.656.

75. Решетов Д.Н. Работоспособность и надежность деталей машин. М.: Высшая школа, 1974. с.206.

76. Роликовинтовые передачи (область применения, унификация конструкций, вопросы теории и САПР) // Тезисы докладов МПК под ред. Козырева В.В. Владимир. НТО, 1988. с.54.

77. Романов Б.П., БушенинД.В., Воробьев А.П. Вопросы технологии изготовления планетарно-резьбовой передачи // Научно-технический семинар "Несоосные и планетарные резьбовые передачи в машиностроении и приборостроении". Владимир, 1973. с. 104-119.

78. Сергеев А.Г. Метрологическое обеспечение эксплуатации технических систем. М.: Издательство МГОУ. 1994. с.488.

79. Соколовский А.П. Жесткость в технологии машиностроения. М.: Машгиз, 1946. с.215.

80. Травматизм в детском возрасте. Республиканский межведомственный сборник "Ортопедия, травматология и протезирование". Вып.6. Киев, "Здоров'я", 1976. с. 186.

81. Тульпа С.М. Резьбошлифовальные работы. М.: Высшая школа, 1973. с.304. I

82. ТурпаевА.И. Винтовые механизмы и передачи. М.: Машиностроение. 1982. с.223.

83. Турпаев А.И. Самотормозящие механизмы. Изд. 2-е. М.: Машиностроение, 1976. с.208.

84. Черная Л.А. Метод синтеза геометрических параметров роликовин-товой планетарной передачи по контактной прочности. Автореферат на соискание ученой степени к.т.н. Москва. МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1996.

85. Черная Л.А. Моделирование контакта винт-ролик в роликовинтовой планетарной передаче // Известия ВУЗов . Машиностроение, 1979. № 7. с.38-40.

86. Чрескостный компрессионной, дистракционный и компрессионно-дистракционный остеосинтез в травматологии и ортопедии. Сборник научных трудов под ред. Илизарова Г.А. Вып.2. Челябинск, ЮжноУральское книжное издательство. 1976. с.356.

87. Шкапенюк М.Б. Жесткость |и долговечность шариковых винтовых передач // Станки и инструменты, 1992. № 5. с. 11-13.

88. Якушев А.И., Воронцов Л.Н., Федотов Н.М. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: Учебник для ВТУЗов. М.; Машиностроение, 1986. с.352.