автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.18, диссертация на тему:Разработка и исследование зубчатых эксцентриковых подшипников и механизмов, построенных на их базе

На правах рукописи

003456534 Курасов Дмитрий Алексеевич

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ЗУБЧАТЫХ ЭКСЦЕНТРИКОВЫХ ПОДШИПНИКОВ И МЕХАНИЗМОВ, ПОСТРОЕННЫХ НА ИХ БАЗЕ

Специальность: 05.02.18 - «Теория механизмов и машин»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

0 5 ДЕК 2008

Курган 2008

003456594

Работа выполнена в Курганском государственном университете

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Волков Глеб Юрьевич.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Плеханов Фёдор Иванович; кандидат технических наук, профессор Боровиков Юрий Алексеевич.

Ведущая организация: ОАО «СКБМ», г. Курган.

Защита состоится 17 декабря 2008 года в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.065.01 ГОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет» по адресу: 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, д. 7, ИжГТУ, корп. 7.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет».

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенных гербовой печатью, просим направлять по указанному адресу на имя ученого секретаря диссертационного совета.

Автореферат разослан -16 ноября 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, ////

доктор технических наук, профессор М(¿¿1'-<- {*■ Щенятский Л.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Одним из направлений уменьшения стоимости, упрощения конструкции, снижения металлоёмкости машин является использование элементов, совмещающих в себе несколько функций.

В машиностроении широко распространены механизмы, преобразующие вращательное движение в возвратно-поступательное или в возвратно-вращательное. Как правило, они используются в сочетании с редуктором. Обычно это рычажные механизмы, содержащие кривошип или эксцентрик, совмещённые с зубчатой или ремённой передачей. Совершенствование таких конструкций может быть достигнуто путём применения одного механизма, соединяющего в себе функции преобразователя и редуктора.

Подобную задачу решают зубчато-рычажные механизмы, но они сложны и громоздки. Более простое конструктивное решение - это фрикционные эксцентриковые подшипники. Однако они имеют серьёзные недостатки: износ сепаратора, ограниченная величина эксцентриситета, обусловленная коэффициентом трения, непостоянство передаточного отношения.

Указанные недостатки эксцентрикового подшипника могут быть устранены заменой фрикционных связей тел качения и колец зубчатыми зацеплениями. Такой механизм будем называть зубчатый эксцентриковый подшипник (ЗЭП). Подобный подшипник до настоящего времени не получил распространения в машиностроении и не был предметом научного изучения. В силу сказанного исследование структурных, геометрических, кинематических и силовых характеристик этого механизма является актуальной задачей, решение которой позволит существенно упростить конструкцию и удешевить изготовление приводов многих машин, а также расширить их кинематические и функциональные возможности.

Цель работы - улучшение кинематических и нагрузочных характеристик эксцентриковых подшипников и изучение технических возможностей механизмов, построенных на их базе. Задачи исследования:

1) сравнить возможные варианты реализации центроидной пары;

2) исследовать закономерности строения и выполнить синтез рациональных структур ЗЭП;

3) исследовать геометрические условия существования ЗЭП;

4) решить задачу кинематического анализа и изучить кинематические возможности рычажных механизмов, построенных на основе ЗЭП;

5) решить задачу силового анализа ЗЭП;

6) исследовать нагруженность элементов ЗЭП и выявить рациональные параметрические соотношения;

7) произвести экспериментальную проверку работоспособности ЗЭП;

8) определить области возможного применения механизмов, выполненных на базе ЗЭП.

Объект исследования. Зубчатый эксцентриковый подшипник и механизмы, построенные на его базе.

Предмет исследования. Геометро-кинематические и нагрузочные характеристики зубчатых эксцентриковых подшипников и механизмов, построенных на их базе.

Методы исследований, достоверность и обоснованность результатов.

Синтез структур ЗЭП производился с использованием комбинаторных методов перечисления графов. В работе использовались аналитические методы кинематического исследования зубчато-рычажных механизмов, классические методы силового анализа рычажных механизмов.

Расчёты и решение систем уравнений, полученных в результате исследования, осуществлены с помощью системы компьютерной математики MATHCAD.

Достоверность и обоснованность теоретических положений работы подтверждается изготовлением и испытанием работоспособных образцов зубчатых эксцентриковых подшипников.

На защиту выносятся:

1. Методы и результаты структурного синтеза ЗЭП.

2. Расчётные зависимости геометрических условий существования и методика геометрического расчёта ЗЭП.

3. Результаты анализа кинематических возможностей рычажных механизмов, построенных на базе ЗЭП.

4. Методика и результаты силового расчёта ЗЭП.

Научная новизна работы:

- впервые поставлена задача и выполнено комплексное исследование зубчатых эксцентриковых подшипников;

- изучены закономерности строения зубчатой замкнутой системы тел качения (ЗЗСТК), разработана методика структурного синтеза кинематических цепей ЗЭП;

- выведены геометрические условия существования ЗЭП, отличные от аналогичных условий для соосных планетарных передач;

- найден простой и эффективный способ модификации закона движения ведомого звена рычажного механизма по принципу сложения двух гармоник;

- сформулирована теорема о полюсе заменяющего механизма, с использованием которой решена задача силового анализа ЗЭП.

Практическая ценность:

- разработан ряд новых конструкций ЗЭП и передаточных механизмов, построенных на их базе;

- разработана методика инженерного геометрического расчёта ЗЭП;

- разработана методика кинематического расчета рычажных механизмов, построенных на базе ЗЭП;

- разработана методика силового расчёта ЗЭП и выявлены рациональные параметрические соотношения элементов ЗЭП.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы обсуждались на научных семинарах кафедры «Детали машин» Курганского государственного университета, на 19-ой Международной Интернет-ориентированной конференции молодых учёных

и студентов по современным проблемам машиноведения (МИКМУС пробмаш 2007) (Москва, Институт машиноведения РАН им. A.A. Благонравова - 2007 г.), на Всероссийской научно-технической конференции с участием зарубежных представителей «Машиноведение и детали машин» (Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана - 2008 г.), на научно-технической конференции с участием зарубежных представителей «Теория и практика зубчатых передач и редукторостроения» (Ижевск, ИжГТУ - 2008 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 научных работ, в том числе 2 статьи в издании, рекомендуемом ВАК РФ. Подано 13 заявок на изобретения и полезные модели. По состоянию на октябрь 2008 г. на 6 из них получены патенты, на 6 положительные решения.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения, списка литературы (79 наименований) и приложения. Общее количество страниц в диссертационной работе 140, в том числе 62 рисунка и 10 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проведённого исследования, сформулированы цели и задачи диссертационной работы, её научная новизна и практическая ценность, основные положения, выносимые на защиту, объект и предмет исследования.

В первой главе выполнен обзор конструкций, классификаций и методов расчёта существующих аналогов ЗЭП — механизмов, способных одновременно выполнять функции редуктора и преобразователя вращательного движения в колебательное, а также других механизмов, имеющих близкие конструктивные признаки.

Преобразование вращательного движения в колебательное (возвратно-поступательное или возвратно-вращательное) совместно с редукцией обеспечивают зубчато-рычажные механизмы. В работе рассмотрены схемы зубчато-рычажных механизмов, собранных И.И. Артоболевским. Проанализирована классификация A.C. Шашкина, согласно которой эти механизмы делятся на 22 группы. Наиболее близкой к ЗЭП в этой классификации представляется первая группа, включающая механизмы, построенные на основе шарнирного четырёх-звенника. В классификации B.C. Карелина к ЗЭП по кинематике и выполняемым функциям наиболее близки передаточные механизмы планетарного типа с периодическим движением входного или выходного звена. При кинематическом анализе зубчато-рычажных механизмов упомянутые авторы используют метод векторных контуров в сочетании с методом Виллиса. Недостатком всех зубчато-рычажных механизмов является их громоздкость и конструктивная сложность.

Более простое устройство, способное осуществлять преобразование вращательного движения в колебательное совместно с редукцией - это фрикционный эксцентриковый подшипник (ФЭП). В зависимости от конструкции и числа звеньев ФЭП делятся на три вида: содержащие сепаратор, содержащие води-

ло и бессепараторные. Недостатками всех ФЭП является ограниченная величина эксцентриситета, обусловленная коэффициентом трения, непостоянное передаточное отношение, не позволяющее обеспечить согласованное движение от нескольких таких подшипников, установленных на одном валу, а в случае ФЭП первого вида добавляется износ сепаратора. Конструкции ФЭП построены на базе замкнутых систем тел качения (ЗСТК). Изучением таких систем занимались Г.Ю. Волков, H.H. Крохмаль. Ими установлено, что при синтезе ЗСТК необходимо соблюдать два принципа: геометрической неизменяемости и кинематической совместимости.

Известны, хотя и не нашли широкого промышленного применения, зубчатые концентрические подшипники. В них наряду с зубчатыми венцами имеются гладкие дорожки качения, либо используется внешнее и внутреннее зацепление Новикова.

Указанные выше недостатки ФЭП исключены в зубчатом эксцентриковом подшипнике (ЗЭП) (рис.1) (Полезная модель № 63458 РФ). Поиск рациональных схем и конструкций ЗЭП и исследование возможностей механизмов, построенных на их базе, определяет цель и задачи, решаемые в диссертации.

6

м

W

Щ

v/A

Щ

1

Рис. 1. Зубчатый эксцентриковый подшипник (в кривошипно-ползунном механизме)

Во второй главе рассмотрены возможные варианты реализации центроид-ной пары в зубчатых подшипниках.

Самым простым вариантом является применение беззарного прямозубого эвольвентного зацепления. Однако при использовании зубчатых колёс с таким зацеплением в качестве тел качения на зубья действует нормальная сила N (рис.2), намного большая, чем радиальная сила R = N-sinaM. При а,0 =20 имеем соотношение N/R = 3. Снижение величины нормальной силы можно получить за счёт увеличения угла зацепления аФ, достигающегося использованием положительного суммарного коэффициента смещения х = xi + хг или увеличения уг-

ла профиля рейки а. Расчёты, выполненные по методике И.А. Болотовского, показали, что по условиям: 1) коэффициент перекрытия е >1; 2) наличие вершинной ленточки зуба (sa > 0) - для чисел зубьев колёс внешнего зацепления z й 30 угол аш нельзя увеличить свыше 30-35°. При этом отношение N/R « 2, то есть остаётся большим.

Рис. 2. Прямозубое зацепление

Другой возможный вариант реализации центроидной пары в ЗЭП,- одновременное использование зубчатых венцов и дорожек качения, начальные поверхности которых совпадают друг с другом. В этом случае диаметральное сечение ЗЭП должно быть симметричным, т.е. одноимённые элементы (дорожки качения или зубчатые венцы) обязательно располагаются по краям подшипника, что затрудняет обработку элемента, располагающегося в центре. В работе рассмотрены два варианта решения этой проблемы: использование насадных венцов или колец (рис.3); использование внеполюсного зацепления (рис.4) (№ 2006145161 положительное решение).

Рис. 3. Насадной элемент Рис. 4. Внеполюсное зацепление

В последнем случае зубья ведущей шестерни нарезаются с положительным смещением, а зубья сателлитов и наружного кольца - с отрицательным. При этом качество зубчатой передачи характеризуется показателями, рассчитанными, согласно методике ИД. Болотовского и представленными в виде блокирующих контуров (рис.5а,б).

При Ьа = 1 минимально возможные значения чисел зубьев шестернн и сателлита при = 21; т-2 — 27, а при Ьа =0,8 —- 2] = 19; гг = 22.

a) xi = 1,25 и х2= -1,25 и h„' = 1 б)х, = 1,05 и х2=-1,05 и ha*= 0,8

Рис. 5. Границы существования эвольвентного зубчатого зацепления

1 - линия еа - 1,0; 2 - линия s3)= 0; 3 - граница допустимого подрезания зуба колеса z2.

Существенным недостатком реализации центроидной пары в виде зубчатого зацепления Новикова является сложность нарезания внутренних зубьев с ка-наловой винтовой поверхностью на наружном кольце подшипника. Эту сложность можно несколько снизить, применив вместо внутренних зубьев ролики, закреплённые на наружном кольце (Заявка № 2007113442).

В результате сравнительного анализа возможных вариантов реализации центроидной пары предпочтение отдали совместному использованию зубчатых венцов и дорожек качения, начальные поверхности которых совпадают друг с другом.

Третья глава посвящена синтезу и анализу структурных схем ЗЭГ1, а также разработке их рациональных конструкций.

По своим структурным признакам ЗЭП относится к замкнутым системам тел качения (ЗСТК). Однако, в отличие от систем, раннее изучавшихся Г.Ю. Волковым и H.H. Крохмалем, содержавших только кинематические пары четвертого класса (окружные усилия в которых передаются силами трения), в ЗЭП присутствуют центроидные кинематические пары пятого класса. Это замкнутые системы зубчатых тел качения (ЗЗСТК). Структурный синтез ЗЗСТК, подобно ЗСТК с гладкими телами качения, опирается на два основных принципа: геометрической неизменяемости и кинематической совместимости.

Применительно к ЗЗСТК необходимое условие геометрической неизменяемости системы: \VL <= 0. Параметр WL -это подвижность системы с учётом особых параметрических связей. WL = W„ - L, где W„ - номинальная подвижность по формуле Чебышева (WH = 3-(m-l) - 2-р5 - р«); L - число особых параметрических связей, возникающих, например, в случае расположения центров трёх взаимодействующих между собой гладких колёс на одной прямой.

По признаку кинематической совместимости все звенья ЗЗСТК разделены на две группы. Контакт звеньев одной группы между собой запрещён. Для описания структуры ЗЗСТК формируется некоторая матрица, номерами строк ко-

торой являются номера звеньев первой группы, а номерами столбцов - второй группы. Цифра «О» на пересечении 1-ой строки и .¡-ого столбца обозначает отсутствие связи, цифра «1» наличие одной связи, то есть кинематической пары 4 класса, а цифра «2» наличие двух связей - кинематической пары 5 класса.

Процесс формализованного структурного синтеза ЗЗСТК по сути сводится к перечислению вариантов заполнения матрицы связи. При этом происходит отбор схем с учётом требований выполнения необходимого условия геометрической неизменяемости ЗЗСТК в целом и её элементов в отдельности, с учётом особенностей взаимодействия колец и роликов, а также с учётом общих правил исключения изоморфных графов. Правила этого отбора приведены в диссертации. На рис.6 показаны результаты синтеза простейших структурных схем ЗЗСТК размерности 2x3. В матрицах связи ролики и кольца обозначены буквами «Р» и «К», соответственно. На схемах кружками обозначены пары пятого класса, без кружков - четвёртого. При положительной номинальной подвижности, например Wн = 1 (рис.66), в системе предполагается наличие особой параметрической связи - расположение центров трёх взаимодействующих между собой колёс на одной прямой. В схеме (рис. 6в) = 2, так как верхний ролик имеет «лишнюю» степень свободы. В диссертации приведены результаты формализованного синтеза более сложных структур ЗЗСТК размерности 2x4 и 3x3.

Сравнивая результаты синтеза структур замкнутых систем тел качения, содержащих центроидные пары (ЗЗСТК), с результатами аналогичного синтеза систем гладких тел качения (ЗСТК), отмечаем, что использование центроидных пар существенно упрощает структуру и, соответственно, конструкцию механизмов. Так, например, простейшая из возможных ЗЗСТК состоит всего из пяти звеньев, в то время как ЗСТК с гладкими телами качения содержит не менее шести звеньев.

Далее, среди множества возможных структур ЗЗСТК были выбраны схемы, предпочтительные для практического использования в ЗЭП. Эти схемы с точки зрения их функционального назначения можно разделить на 3 вида:

1) собственно ЗЭП - механизм с положительным передаточным отношением от ведущей шестерни к системе тел качения, ведущая шестерня которого отделена от наружного кольца слоем сателлитов (см. рис.1). В таком механизме можно использовать схемы а, б, в (рис.6), а также схемы с большим количеством сателлитов.

2) ЗЭПц - механизм с отрицательным передаточным отношением В нём ведущая шестерня и наружное кольцо непосредственно касаются друг друга. Для использования в таком качестве, в принципе, подходит любая из схем: а, б, в, г, д (рис.6), либо более сложные схемы. Рациональными представляются механизмы, показанные на рис.7.

3) ЗЭПу - эксцентриковый подшипник с увеличенным эксцентриситетом (рис.8). Такой подшипник содержит дополнительное кольцо, которое служит для того, чтобы ни при каком направлении приложения сил ролик, предназначенный для закрепления на валу, не сместился относительно наружного кольца в радиальном направлении.

КР X РРР

Р Р Р

К 2 2 2

р 2 2 1

^н = 2

Р Р Р

К 2 2 1

Р 2 2 1

Wн = 0

wи = l

РР х КРР

= 0 Wн = 1

К Р Р

Р 2 2 2

Р 2 2 2

Рис. 6. Простейшие схемы ЗЗСТК

р Р Р

К 2 2 2

р 2 2 2

а

\¥н = 2

Р Р Р Р Р

К 2 2 2 1 1

Р 2 2 0 1 0

Р 2 0 2 1 1

Р 1 0 0 1 1

Рис. 7. Рациональные схемы ЗЭПн

Wи = -2

р Р Р Р

к 2 2 2 2

р 2 2 2 0

Р 2 2 0 2

к Р Р

К 0 1 1

р 2 2 2

р 2 2 2

а

\Ун = о

К р Р Р Р

К 0 2 2 2 0

Р 1 2 2 0 1

Р 1 2 0 2 1

Р 1 0 2 2 1

Рис. 8. Рациональные схемы ЗЭПу

А

к р Р Р

К 0 2 2 2

р 1 2 2 2

р 1 2 2 0

р 1 2 0 2

в

Четвёртая глава посвящена геометрическому расчёту ЗЭГ1.

ЗЭП, по своей структуре являясь планетарным механизмом, имеет геометрические условия работоспособности, отличные от условий для соосных планетарных передач.

Так, в частности, ЗЭП имеет специфическое условие работоспособности -условие невыпадения сателлитов (рис.9). Оно относится к движению сателлитов, располагающихся в клиновом пространстве между кольцами, в ненагру-женной фазе зацепления. В качестве критерия, характеризующего возможность выпадения сателлитов из зацепления, принята величина угла давления ад-ага + у, где у - половина угла клина, измеряемого между касательными плоскостями зацеплений, аа - угол зацепления. Тогда при аф = 20°, ад = 30

Другие геометрические условия существования ЗЭП в принципе аналогичны соответствующим условиям для соосных планетарных передач, но их математические выражения совершенно иные.

Расчётные зависимости условия сборки ЗЭП записываются в форме системы уравнений, каждое из которых соответствует определённой паре сателлитов (рис.10), расположенных между зубчатыми венцами ведущей шестерни и наружного кольца.

фи ■ гн - фС1 ■ гСУ - фС2 ■ гС2 -2-лК = 0, (1)

где парамет р К - некоторое целое число; фа, фи, фс„ фсг - центральные углы, опирающиеся на полюса соответствующих зацеплений, для каждого из колёс, измеряемые внутри контура, образуемого полюсами Р,, Р,:1 и Р,, РкА; гв,2н, гС1, гС2 - числа зубьев этих колёс.

Условие соответствия начальных диаметров колёс их расположению (аналог условия соосности) записывается в виде системы уравнений, полученных, например, на основе метода векторных контуров из треугольника АСВ (рис. 11), для которого уравнение замкнутости имеет вид:

АВ+АС-ВС= 0. (2)

При проецировании (2) на координатные оси X и У получена следующая система уравнений:

(zh ■ тш — zc - ты ) - cos ц/н + (z, • ma¡ + zc ■ mm) ■ cos if/t = 0, (3)

2 • eh + {zH ■ тш - zc ■ mai) ■ sin ц/H + (ze ■ ma¡ + zc ■ mr¡.) ■ sin у/, = 0, (4) где rm =zh - ты / 2 - начальный радиус наружного кольца; гт = • тт 12 -начальный радиус ведущей шестерни; riC = zc ■ тш 12 - начальный радиус сателлитов; тт =m cosa/cosat<, где m - модуль; i - номер соответствующего зацепления.

Рис. 10. Расчётная схема

условия сборки ЗЭП.

Рис. 11. Расчётная схема условия соответствия начальных диаметров колёс их расположению

В работе доказано, что в случае, когда зубчатые колёса, составляющие ЗЭП, нарезаны с произвольным смещением инструмента, то есть их начальные окружности не совпадают с делительными, уравнение сборки (1) остаётся справедливым.

Особенность ЗЭП заключается в том, что большинство из его геометрических параметров являются целочисленными. Это обстоятельство исключает их монотонное варьирование при решении системы уравнений. В связи с чем в геометрический расчёт ЗЭП введён дополнительный параметр А - радиальный натяг (отрицательный зазор) в кинематических парах, приведённый к радиусу наружного кольца гт, выражающийся в долях модуля: Д = Агт\та.

С учётом сказанного, система уравнений (3), (4) преобразуется к виду:

(ги — 2 • А — 2С) ■ н + гс) ■ сову/, = 0; (5)

2 • е + (г, - 2 • А - гс) ■ бгп цгы + (г, + гс) • вт^ = 0, (6)

где е = е1: /тг - эксцентриситет, выраженный в долях модуля.

Разработана методика геометрического расчёта ЗЭП, состоящая из следующих этапов:

0 этап. Предварительный выбор параметров ЗЭП с учётом условия невыпадения сателлитов. Исходные данные для дальнейшего расчёта: гн, - числа зубьев; е - эксцентриситет, у/м - углы с вершиной в центре наружного кольца, опирающиеся на центры ведущей шестерни и центры соответствующих сателлитов, А - радиальный натяг.

1 этап. Определение чисел зубьев га сателлитов и целочисленных параметров К1, относящихся к парам сателлитов. Для этого решаем систему уравнений (1), (5), (6) относительно га,К,,ц/ю численным методом. Полученные значения га, К, округляем до целых чисел.

2 этап. Уточнение параметров ЗЭП для принятых значений г., г,, га, К1. Снова решаем систему уравнений (1), (5), (6) но уже относительно неизвестных е, Д, у/.,, (//„,.

Среди полученных результатов решения выбираем те, которые содержат приемлемые значения натяга А. В случае отсутствия таковых, следует повторить расчёт для изменённых исходных данных.

Проверка условия соседства проводится по общим с соосными планетарными передачами принципам.

В пятой главе решена задача кинематического анализа ЗЭП и рассмотрены кинематические возможности рычажных механизмов, построенных на базе ЗЭП.

Важнейшими кинематическими характеристиками ЗЭП является: эксцентриситет ен и передаточное отношение . Диапазон их допустимых значений представлен в виде совокупности ограничивающих линий (блокирующих контуров) в координатах е-\\л (рис. 12а,б).

е е

Рис. 12. Зависимость относительного эксцентриситета е = 2-■ т от передаточного отношения ¡л а - для ЗЭПн , б - для ЗЭП

1 - ограничение максимального передаточного числа | /„,, | (ЗЭП и ЗЭПН)-

2 - ограничение минимального передаточного числа | г,к | (ЗЭП и ЗЭПц)-

3 -ограничение относительного эксцентриситета е = ек!га = 2 • ен/г„ • т для ЗЭП

при расположении одного сателлита под ведущим валом: е < ——:—--

'•к ~ 1

4 -ограничение относительного эксцентриситета при расположении двух сателлитов под ведущим валом под углом 45' (ЗЭП).

5 - ограничение, относительного эксцентриситета по условия невыпадения сателлитов в ненагруженной фазе (ЗЭП).

6 - ограничение относительного эксцентриситета (ЗЭПН): е - 1"к .

Ки -1

Таким образом, ЗЭП обеспечивает большую редукцию, а ЗЭПц - больший эксцентриситет. ЗЭПц работают как в режиме мультипликатора, так и редуктора.

Кинематическое исследование выполнено для простейшего рычажного механизма (рис.1), в котором ЗЭП заменяет кривошип, и для механизма (рис.13), имеющего дополнительное смещение оси ведущей шестерни ЗЭП относительно оси ведущего вала на величину эксцентриситета е . Цель создания дополнительного эксцентриситета - введение в закон движения ведомого звена второй гармоники. Расчётные схемы этих механизмов показаны на рис. 14а,б. Кинематический анализ проведён с использованием метода векторных контуров и принципа Виллиса.

Рис.13. Конструкции механизмов со сложением гармоник

\вмт

а б

Рис. 14. Расчётные схемы эксцентриковых механизмов

На схемах (ph - угол поворота системы тел качения (то есть «водила») относительно стойки; срл - угол поворота ведущей шестерни; <рш- угол поворота шатуна; е,- эксцентриситет системы тел качения; /„ - длина шатуна; /„ - 1ш + S - расстояние от оси вала до шарнира ползуна; S - смещение ползуна от центрального положения.

Для схемы 146, представляющий общий случай механизма, уравнение замкнутости векторного контура имеет вид:

ё,+ё„+7т-1= 0. (7)

В проекциях на оси X и Y:

• cos <pt +eh ■ cos <ph + /„, • cos <рщ = 0;

(8)

• sin <p. +eh ■ sin <ph + !u ■ sin (pa —lm -5 = 0.

Связь значений углов поворота <р,,(рк и <рт определяется по методу Виллиса:

Зависимость, связывающая между собой углы поворота <p,,<ph><p.,, получаем интегрированием уравнения (9) по времени:

= (10)

где С - начальное значение угла <pt поворота ведущего вала при сборке подшипника, обеспечивающее требуемую модификацию закона движения ползуна

Решение системы уравнений (8), (10) в общем случае осуществляется численными методами. В частном случае при 1Ы —> <х>, <рш —> ж/2 система уравнений (8), (10) упрощается и приводится к аналитическому решению относительно S:

S = ет ■ sm(<p„) + eh • sin

í \ <p.-c

(11)

Закон движения простейшего механизма (расчётная схема рис.14а) получаем, решая систему уравнений (8), (10), при е= 0. При бесконечной длине шатуна (1т = оо), как и для обычного кривошипно-ползунного механизма без ЗЭП, это чистая синусоида. При малых значениях /„ закон движения механизма, содержащего ЗЭП, несколько иной, чем для механизма без ЗЭП.

В случае механизма с дополнительным эксцентриситетом еш (рис.13 и рис.146) при передаточном отношении равном целому числу, сложение гармоник даёт циклически повторяющийся закон движения ведомого звена, который в зависимости от значений ев,ен и сдвига фаз гармоник соответствует движению с выстоями, ускоренному обратному ходу и иным модификациям (рис. 15а,б,в).

5- 5 5"

Рис. 15. Варианты модификации закона движения ведомого звена: а - движение ведомого звена с одним выстоем; б - с двумя выстоями; в - с ускоренным холостым ходом

По принципу сложения двух гармоник можно получить и другие модификации закона движения ведомого звена.

В шестой главе решена принципиальная задача силового анализа ЗЭП и ЗЭПн и разработана инженерная методика их силового расчёта.

В теории механизмов и машин существуют классические методы силового анализа механизмов. Для использования их в случае ЗЭП следует построить заменяющий механизм (рис.16). В нём центроидные пары заменяются вращательными, а сателлиты становятся поводками.

Характерным свойством заменяющего механизма ЗЭП является то, что линии всех поводков пересекаются в одной точке , расположенной на межосевом отрезке и делящей его на части пропорционально числам зубьев г„ и г,. Отмеченное свойство в работе представлено в виде теоремы «О полюсе зацепления ЗЭП», являющейся аналогом теоремы Виллиса «О мгновенном передаточном числе для плоского зубчатого зацепления». На основании данной теоремы решена задача силового анализа ЗЭП.

Из-за того, что нагрузка, приложенная к ползуну 5 (рис.17), воспринимается сателлитами С) и Сг, а сателлиты Сз, С4 свободно располагаются в зазорах кинематических пар, расчётная схема силового анализа данного механизма содержит только два сателлита . Вначале, рассматривая равновесие звена 5, находим реакции и , далее из условия равновесия звена 3 - реакции Л,™Д(?\ а из условия равновесия звена 1 - реакцию Ит и уравновешивающий момент А/ .

ур

Заметим, что звено 3 можно заменить шатуном РкЕ, имеющим переменную длину и, не прибегая к численному расчёту, сделаем вывод об одном преимуществе ЗЭП. Вследствие того, что реакция Яа в кинематической паре ползун-шатун направлена не в точку О2 - центра наружного кольца, а в точку Р , реакция Л05 стойки на ползун в механизме с ЗЭП в несколько раз меньше чем в обычном кривошипно-ползунном механизме стой же длиной шатуна.

Методика силового расчёта ЗЭП предполагает последовательное решение уравнений, приведенных таблице 1.

Таблица 1 - Методика силового расчета ЗЭП

№ п/п Параметр Расчётная формула

1. 0,£ -2-е, siní> +J(2 e, -sinp)2 — 4-(е„г -1шг) 0,Е 2

2. ОЛ 1)

3. PwE P„E = Jo,Pj +2-0,Р„ ■ 0,Е-sin р +О,Е2

4. О _ (р„Ег + 0,Е2-0,рА 0- arceos —--1- 2РлЕО.Е \

5. V . dm •('*» + l) sin V = arcsin *" v -—

6. Р • í/„„ +l)-sin(j-,) p = arcsin - ~ -

7. h ft = 0,£-sinÉ>

8. Л,5 3! eos 6

9. «05 RK=PtgO

10. Л0> •''oí =

11. ^ „0) -cose- R¡" • sin(;r- v+«>) ií(3 —-

12. R., -cosO-ctg{p+<p)- R., -sinO-cosp/eos?)

COS(7T - С + p) + sin(^-V + <p)-c/g(p + tp)

13. M„ = ЛЯ-Л

Аналогичным образом решена задача и составлена инженерная методика силового анализа для ЗЭПп (рис.7), имеющая ряд особенностей.

С использованием предложенных методик исследовано изменение значений сил реакции в кинематических парах механизмов, содержащих ЗЭП и ЗЭПн, в различных фазах их движения.

В седьмой главе рассмотрены вопросы нагруженности и прочности ЗЭП, установлены рациональные параметрические соотношения их элементов, приведены результаты испытаний работоспособности и выявлены перспективные области применения ЗЭП.

Нагрузочная способность ЗЭП, как и любой конструкции зависит от характера действующих нагрузок и прочности элементов. В работе сравнивались расчётные величины наибольшей радиальной силы, которую способны выдержать дорожки качения и окружной силы, которую может выдержать зубчатое

зацепление. Расчёт проводился по стандартным методикам на контактную и из-гибную прочность зубьев и контактную прочность дорожек качения для мягких (30 НЛс) и закалённых (60 НЯс) сталей.

Расчёты показали, что допускаемая погонная нагрузка по дорожкам качения в 3 4 раза выше, чем нагрузка дс по зубчатому зацеплению. Поэтому при равных значениях радиальной и окружной силы Рг и Рт (что возможно только для ЗЭПц) беговые дорожки целесообразно делать уже, чем зубчатые венцы. Дня ЗЭП, по условию невыпадения сателлита, радиальная нагрузка Рг всегда больше окружной нагрузки Рг (тоже в 3-4 раза), поэтому, в ЗЭП суммарная ширина дорожек качения будет примерно равна ширине зубчатых венцов. Абсолютная величина нагрузочной способности зубчатого эксцентрикового подшипника соизмерима с нагрузочной способностью подшипника качения, имеющего наружное кольцо тех же размеров.

Условия работы ЗЭП в зависимости от характера действующей внешней нагрузки можно систематизировать следующим образом:

1) постоянная сила Р, действующая на ведомое звено (рис.19а) (насосы, задвижки, дозаторы);

2) сила Р имеет выраженный максимум (рис.196) (двигатели внутреннего сгорания, компрессоры, ковочные машины;

3) сила Р имеет инерционную природу(рис.19в) (виброприводы, миксеры, мельницы для сыпучих материалов).

В первом режиме нагружения возможно использовать как ЗЭП, так и ЗЭПН. Во втором режиме — ЗЭП и ЗЭПн-редукгор, в котором т.ш<гн11, то есть

> 1. В третьем режиме лучше всего подходит ЗЭПн-мультипликатор, в котором > гц /2, то есть | | < 1.

Рис. 19. Характерные зависимости внешней силы Р от угла <р поворота кривошипа

Работоспособность ЗЭП экспериментально проверена на опытных образцах, в одном из которых (рис.20а) зубчатые венцы расположены по краям, а дорожка качения в центре, а в другом (рис.206) зубчатый венец - в центре, а дорожки качения выполнены на насадных кольцах и расположены по краям подшипника. Испытания проводились в составе простого рычажного механизма

при числе оборотов ведущей шестерни П] = 20 -¡- 3000 об/мин. Обе модели ЗЭП подтвердили свою работоспособность.

б

Рис. 20. Экспериментальные модели ЗЭП

Самым простым применением ЗЭП является его использование в приводах с целью преобразования вращательного движения в колебательное совместно с редукцией. Это могут быть насосы, толкатели заготовок, задвижки дозаторов и т.д.

Наиболее перспективно применение ЗЭП в механизмах, в которых востребовано его свойство складывать две гармоники. Так, например, согласно исследованиям, проведённым специалистами в области переработки зерна в виброприводах ситовых сепараторов значение имеют не только частота и амплитуда колебаний, но и их форма, то есть закон движения. Эту задачу решают ЗЭП с дополнительным эксцентриситетом на ведущем валу. Подобное применение ЗЭП и ЗЭПН могут получить также в мельницах, предназначенных для различных сыпучих продуктов. Сложение гармоник полезно в компрессорах, где желательно обеспечить выстой поршня в нижней мёртвой точке и других поршневых машинах.

Помимо ЗЭП, на основе использования центроидной пары предложены схемы других механизмов, приведенные в диссертации.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Впервые поставлена задача и выполнено комплексное исследование зубчатых эксцентриковых подшипников.

2.Выполнен анализ возможных вариантов центроидной пары, на основе которого предпочтение отдано совместному использованию зубчатых венцов и дорожек качения, начальные поверхности которых совпадают друг с другом.

3. Изучены закономерности строения зубчатых замкнутых систем тел качения (ЗЗСТК), разработан алгоритм их структурного синтеза.

4. Разработан ряд новых конструкций ЗЭП и передаточных механизмов, построенных на их базе, которые можно разделить на 3 вида: ЗЭП с положи-

тельным передаточным отношением, ЗЭГ1 с отрицательным передаточным отношением (ЗЭПН), ЗЭП с увеличенным эксцентриситетом (ЗЭПу).

5. Выведены математические выражения, соответствующие геометрическим условиям существования ЗЭП, отличные от аналогичных условий для соосных планетарных передач. Разработана методика инженерного геометрического расчёта ЗЭП.

6. Решена задача кинематического анализа и разработана методика кинематического расчета рычажных механизмов построенных на базе ЗЭП.

7. Найден простой и эффективный способ модификации закона движения ведомого звена рычажного механизма по принципу сложения двух гармоник. При передаточном отношении равном целому числу, сложение гармоник обеспечивает циклически повторяющийся закон движения ведомого звена, который соответствует движению с выстоями, ускоренному обратному ходу и иным модификациям.

8. Сформулирована теорема о полюсе заменяющего механизма ЗЭП, являющаяся аналогом теоремы Виллиса для плоского зубчатого зацепления, с использованием которой решена задача силового анализа ЗЭП. Разработана методика силового расчёта ЗЭП и ЗЭПц

9. Исследованы вопросы нагруженности и выявлены рациональные параметрические соотношения элементов ЗЭП.

10. Изготовлены и испытаны модели зубчатых эксцентриковых подшипников, подтвердившие свою работоспособность.

11. Определены области возможного применения ЗЭП: поршневые машины, виброприводы ситовых сепараторов зерна, приводы мельниц (миксеры), насосы, толкатели заготовок, задвижки дозаторов, компрессоры, двигатели внутреннего сгорания.

12. Результаты работы приняты к внедрению на предприятиях ЗАО «Курганский машиностроительный завод конвейерного оборудования» и ОАО «СКБМ».

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Волков Г.Ю., Курасов Д.А. Модификация закона движения ползуна кри-вошипно-ползунного механизма за счёт применения зубчатого эксцентрикового подшипника // Вестник машиностроения - Москва: Изд-во Машиностроение. -2008. - Вып. 5. - С. 6-7.

2. Волков Г.Ю., Ратманов Э.В., Курасов Д.А. Условие сборки зубчатого эксцентрикового подшипника // Сборка в приборостроении и машиностроении -Москва: Изд-во Машиностроение. - 2008. - Вып. 8. - С. 3-4.

3. Курасов Д.А. Исследование границ существования эвольвентного зубчатого зацепления с полюсом, находящимся за пределами зуба // Сборник научных трудов аспирантов и соискателей Курганского государственного университета - Курган: Изд-во КГУ, 2006. - С. 23-24.

4. Курасов Д.А. Исследование возможностей увеличения угла давления во внешнем эвольвентном зацеплении // Сборник научных трудов аспирантов и соискателей Курганского государственного университета - Курган: Изд-во КГУ, 2007.-С. 89-90.

п

5. Курасов Д.А. Кинематика кривошипно-ползунного механизма с зубчатым эксцентриковым подшипником // Сборник научных трудов аспирантов и соискателей Курганского государственного университета - Курган: Изд-во КГУ, 2008. - С. 12-14.

6. Волков Г.Ю., Курасов Д.А. О нагрузочной способности центроидных пар, сочетающих зубчатые венцы с опорными дорожками качения // Вестник Курганского государственного университета. -2007. - Вып. 3. - №1 (09). - С. 6-7.

7. Волков Г.Ю., Курасов Д.А. Кинематические возможности механизмов, построенных на базе зубчатых эксцентриковых подшипников (ЗЭП) // Вестник Курганского государственного университета. - 2008. - Вып. 4. - №3 (13). - С. 5-8.

8. Курасов Д.А. Зубчатый эксцентриковый подшипник // XIX Международная интернет-ориентированная конференция по проблемам машиностроения -МИКМУС-2007. Материалы конференции 5-12 декабря. - Москва: Изд-во ИМА1Л РАН, 2007. - С. 60.

9. Пат. 63476 РФ МПК F 16 С 27/00. Эксцентриковый подшипник качения / Волков Г.Ю., Курасов. Д.А; Курганский государственный университет. -2006145094; заявл. 18.12.2006; опубл. 27.05.2007, Бюл. № 15.

10. Пат. 69J78 РФ МПК F 16 Н 21/18. Зубчато-рычажный преобразователь вращательного движения в возвратное / Волков Г.Ю., Курасов. Д.А; Курганский государственный университет.-2007127190; заявл. 16.07.2007; опубл. 10.12.2007, Бюл. № 34.

11. Пат. 59174 РФ МПК F 16 С 27/00. Эксцентриковый подшипник качения / Волков Г.Ю., Курасов. Д.А; Курганский государственный университет. -2006124199; заявл. 05.07.2006; опубл. 10.12.2006, Бюл. № 34.

12. Паг. 2315212 РФ МПК F 16 С 27/00. Эксцентриковый подшипник качения / Волков Г.Ю., Курасов. Д.А; Курганский государственный университет. -2006122189; заявл. 21.06.2006; опубл. 20.01.2008, Бюл. № 2.

13. Пат. N° 73045 РФ, МПК F 16 С 19/22. Эксцентриковый подшипник качения / Волков Г.Ю., Курасов. Д.А; Курганский государственный университет. -2007126220; заявл. 07.09.2007; опубл. 05.10.2008, Бюл. № 13.

14. Пат. № 2331000 РФ, МПК F 16 С 19/22. Бессепараторный роликовый подшипник качения / Волков Г.Ю., Курасов. Д.А; Курганский государственный университет; заявл. 18.12.2006; опубл. 10.08.2008, Бюл. № 10.

15. Заявка № 2007113442 РФ, МПК F 16 С 27/00. Зубчатый подшипник / Волков Г.Ю., Курасов. Д.А; Курганский государственный университет; заявл. 10.04.2007; опубл. 27.10.2008. Бюл. № 30.

Подписано в печать 10.11.2008 г. Формат 60x84 1/16 Усл.печ.л 1,5 Тираж 100 Заказ {£ Редакционно-издательский центр КГУ. 640069, г.Курган, Гоголя 25. Курганский государственный университет.

ВВЕДЕНИЕ.

1. МЕХАНИЗМЫ, СОВМЕЩАЮЩИЕ ФУНКЦИИ РЕДУКЦИИ И ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ В КОЛЕБАТЕЛЬНОЕ, И ДРУГИЕ АНАЛОГИ ЗЭП СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1. Зубчато-рычажные механизмы и методы их исследования.

1.2. Фрикционные эксцентриковые подшипники.

1.3. Фрикционные механизмы с замкнутыми системами тел качения (ЗСТК).

1.4. Зубчатые подшипники.

1.5. Выводы по главе.

2. ВОЗМОЖНЫЕ ВАРИАНТЫ РЕАЛИЗАЦИИ ЦЕНТРОИДНОЙ ПАРЫ.

2.1. Беззарное прямозубое эвольвентное зацепление.

2.2. Зацепление Новикова.

2.3. Сочетание зубчатых зацеплений и дорожек качения.

2.4. Выводы по главе.

3. СТРУКТУРА И КОСТРУКЦИИ ЗЭП.

3.1. Закономерности строения и структурный синтез ЗЭП.

3.2. Выбор структурных схем и разработка принципиальных конструкций ЗЭП.

3.3. Выводы по главе.

4. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ СУЩЕСТВОВАНИЯ ЗЭП.

4.1. Условие невыпадения сателлитов.

4.2. Условие сборки ЗЭП.

4.3. Условие соответствия начальных диаметров колёс их расположению.

4.4. Примерный алгоритм геометрического расчёта ЗЭП по условиям сборки.

4.5. Выводы по главе.

5. КИНЕМАТИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ЗЭП И МЕХАНИЗМОВ, ПОСТРОЕННЫХ НА ИХ БАЗЕ.

5.1. Кинематические возможности ЗЭП и ЗЭПН.

5.2. Кинематика кривошипно-ползунного механизма с зубчатым эксцентриковым подшипником.

5.3. Модификация закона движения ползуна по принципу сложения двух гармоник.

5.4. Выводы по главе.

6. СИЛОВОЙ АНАЛИЗ ЗЭП.

6.1. Заменяющий механизм.

6.2. Метод решения задачи силового анализа ЗЭП.

6.3 Определение углов для схемы ЗЭП.

6.4. Метод решения задачи силового анализа для ЗЭПН.

6.5. Алгоритмы и примеры силового расчёта ЗЭП и ЗЭПН.

6.6. Выводы по главе.

7. ВОПРОСЫ ПРОЧНОСТИ, РАЦИОНАЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ СООТНОШЕНИЯ, ИСПЫТАНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ЗЭП.

7.1. Прочность элементов ЗЭП.

7.2. Характерные режимы нагружения и рациональные параметрические соотношения ЗЭП.

7.3. Испытания ЗЭП.

7.4. Перспективы применения ЗЭП.

7.5. Выводы по главе.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

Одним из направлений уменьшения стоимости, упрощения конструкции, снижения металлоёмкости машин является использование элементов, совмещающих в себе несколько функций.

В машиностроении широко распространены механизмы, преобразующие вращательное движение в колебательное (возвратно-поступательное или возвратно-вращательное). Как правило, они используются в сочетании с редуктором. Обычно это рычажные механизмы, содержащие кривошип или эксцентрик, совмещённые с зубчатой или ремённой передачей. Совершенствование таких конструкций может быть достигнуто путём применения одного механизма, соединяющего в себе функции преобразователя и редуктора.

Подобную задачу решают зубчато-рычажные механизмы, но они сложны и громоздки. Более простое конструктивное решение - это фрикционные эксцентриковые подшипники. Однако они имеют серьёзные недостатки: износ сепаратора, ограниченная величина эксцентриситета, обусловленная коэффициентом трения, непостоянство передаточного отношения.

Указанные недостатки эксцентрикового подшипника могут быть устранены заменой фрикционных связей тел качения и колец зубчатыми зацеплениями. Такой механизм будем называть «зубчатый эксцентриковый подшипник» (ЗЭП). Подобный подшипник до настоящего времени не нашёл применения в машиностроении и не был предметом научного изучения. В силу сказанного, исследование структурных, геометрических, кинематических и силовых характеристик этого механизма является актуальной задачей, решение которой позволит существенно упростить конструкцию и удешевить изготовление приводов многих машин, а также расширить их кинематические и функциональные возможности.

Целью диссертации является улучшение кинематических и нагрузочных характеристик эксцентриковых подшипников и изучение технических возможностей механизмов, построенных на их базе.

Исходя из этого, решаются следующие основные задачи:

1) сравнить возможные варианты реализации центроидной пары;

2) исследовать закономерности строения и выполнить синтез рациональных структур ЗЭП;

3) исследовать геометрические условия существования ЗЭП;

4) решить задачу кинематического анализа и изучить кинематические возможности рычажных механизмов, построенных на основе ЗЭП;

5) решить задачу силового анализа ЗЭП;

6) исследовать нагруженность элементов ЗЭП и выявить рациональные параметрические соотношения;

7) произвести экспериментальную проверку работоспособности ЗЭП;

8) определить области возможного применения механизмов, выполненных на базе ЗЭП.

Объект исследования - это зубчатый эксцентриковый подшипник и механизмы, построенные на его базе.

Предмет исследования — геометро-кинематические и нагрузочные характеристики зубчатых эксцентриковых подшипников и механизмов, построенных на их базе.

В ходе выполнения работы применялись следующие методы исследований. Синтез структур ЗЭП производился с использованием комбинаторных методов перечисления графов. В работе использовались аналитические методы кинематического исследования зубчато-рычажных механизмов, классические методы силового анализа рычажных механизмов. Расчёты и решение систем уравнений, полученных в результате исследования, осуществлены с помощью системы компьютерной математики MATHCAD. Достоверность и обоснованность теоретических положений работы подтверждается изготовлением и испытанием работоспособных образцов зубчатых эксцентриковых подшипников.

Научная новизна работы:

- впервые поставлена задача и выполнено комплексное исследование зубчатых эксцентриковых подшипников;

- изучены закономерности строения зубчатой замкнутой системы тел качения (ЗЗСТК), разработана методика структурного синтеза кинематических цепей ЗЭП;

- выведены геометрические условия существования ЗЭП, отличные от аналогичных условий для соосных планетарных передач;

- найден простой и эффективный способ модификации закона движения ведомого звена рычажного механизма по принципу сложения двух гармоник;

- сформулирована теорема о полюсе заменяющего механизма, с использованием которой решена задача силового анализа ЗЭП.

Практическая ценность:

- разработан ряд новых конструкций ЗЭП и передаточных механизмов, построенных на их базе.

- разработана методика инженерного геометрического расчёта ЗЭП.

- разработана методика кинематического расчета рычажных механизмов, построенных на базе ЗЭП.

- разработана методика силового расчёта ЗЭП и выявлены рациональные параметрические соотношения элементов ЗЭП.

Основные положения диссертационной работы обсуждались на научных семинарах кафедры «Детали машин» Курганского государственного университета, на 19-ой Международной Интернет-ориентированной конференции молодых учёных и студентов по современным проблемам машиноведения (МИКМУС пробмаш 2007) (Москва, Институт машиноведения РАН им. А.А. Благонравова — 2007 г.), на Всероссийской научно-технической конференции с участием зарубежных представителей «Машиноведение и детали машин» (Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана - 2008 г.), на научно-технической конференции с участием зарубежных представителей «Теория и практика зубчатых передач и редукторостроения» (Ижевск, ИжГТУ - 2008 г.).

По теме диссертации опубликовано 8 научных работ, в том числе 2 статьи в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ. Подано 13 заявок на изобретения и полезные модели. По состоянию на октябрь 2008 г. на 6 из них получены патенты, на 6 положительные решения.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Методы и результаты структурного синтеза ЗЭП.

2. Расчётные зависимости геометрических условий существования и методика геометрического расчёта ЗЭП.

3. Результаты анализа кинематических возможностей рычажных механизмов, построенных на базе ЗЭП.

4. Методика и результаты силового расчёта ЗЭП.

12. Результаты работы приняты к внедрению на предприятиях ЗАО «Курганский машиностроительный завод конвейерного оборудования» и ОАО «СКБМ».

1. Карелин B.C. Проектирование рычажных и зубчато-рычажных механизмов Текст. -М.: Машиностроение, 1985. 184 с. : ил.

2. Шашкин А.С. Зубчато-рычажные механизмы Текст.: справочник. — М.: Машиностроение, 1971. 191 с.: ил.

3. Шашкин А.С. Регулируемые зубчато-рычажные и волновые механизмы Текст. Воронеж.: Изд.-во Воронежского университета, 1987. -249 с. : ил.

4. Синенко Е.Г., Абазин Д.Д., Конищева О.В. Кинематика и динамика зубчатого эксцентричного дифференциала Текст. : Технология машиностроения; вып. 9.- М.: Машиностроение, 2008. С. 64-66. - ISNN 1562 - 322Х.

5. Артоболевский И.И. Механизмы в современной технике Текст.: справочное пособие для инженеров, конструкторов и изобретателей ; т. 4: Зубчатые механизмы. 2-е изд., перераб. - М: Наука, 1980. - 592с.

6. Пат. 5.261.364 США, МПК5 F 02 В 75/32. Приспособление для регулирования двухтактного двигателя Текст. / Ландо Балдассини (Италия). № 907,712 ; заявл. 02.07.92 ; опубл. 16.11.93 ; приоритет 04.07.91 ; № F191A0164 (Италия) ;- 4 е., ил.

7. Пат. 5.170.757 США, МКИ5 F 16 Н 21/30. Регулирование мощности выходного вала для поршневого двигателя Текст. / Дамьен Гамаш (Канада). -№ 812,999; заявл. 24.12.91; опубл. 15.12.92 ; 27 е., ил.

8. Пат. 898.373 Германия, МПК F16H21/36; F16H21/00. Кривошипный механизм для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное и наоборот Текст. / Апель Герард Бергедорф (Германия). -заявл. 15.01.49 ; опубл. 30.11.53 ; 4 е., ил.

9. Пат. 799682 Франция, МПК3 F02B41/04; F16H21/30; F02B41/00; F16H21/00. Преобразователь движения Текст. / Э. Маршу (Франция). заявл. 20.03.35 ; опубл. 17.06.36 ; - 8 е., ил.

10. Пат. 4.073.196 США, МПК2 F 16 Н 37/12. Коленчатый вал переменного радиуса Текст. / Дэлл Бэйзил (США). № 714,190 ; заявл. 13.08.76 ; опубл. 14.02.78 ; - 6 е., ил.

11. А. с. 717441 СССР, МКИ5 F 16 Н 1/46. Блочная планетарная передача Текст. / В.Г. Небогин (СССР). № 2653315/25-28 ; заявл. 09.08.78 ; опубл. 25.02.80, Бюл. № 7. - 2 с. : ил.

12. А. с. 629448 СССР, МКИ3 F 16 С 19/22. Радиальный эксцентриковый ролико-подшипник Текст. / М.Ф. Ким Даров.

13. А. с. 314048 СССР, МКИ6 F 16 Н 21/16, F 25 В 9/00. Механизм привода газовой холодильной машины Текст. / И.Х. Карагусов, В.П. Тепляков, Р.В. Карасташевский (СССР). № 1368365/24-6 ; заявл. 17.09.69 ; опубл. 07.09.71, Бюл. № 27. -2с.: ил.

14. А. с. 1237833 СССР, МКИ4 F 16 Н 21/18. Эксцентриковый подшипниковый механизм Текст. / Г.Ю. Волков, А.Ф. Мухин (СССР). № 3838392/25-28 ; заявл. 03.01.85 ; опубл. 15.06.86, Бюл. № 22. - 3 с. : ил.

15. Пат. 1.461.104 Англия, МКИ2 F 16 Н 13/00, F 16 Н 13/04. Роликовая передача Текст. / Е. Краус (США). № 367,194 ; заявл. 05.06.73 ; опубл. 13.01.77 ; приоритет 08.04.74 ; № 15,389/74 (Англия).

16. Пат. 4.481.842 США, МКИ3 F 16 Н 13/06, F 16 Н 13/02. Устройство предельного крутящего момента для передачи Текст. / Бертель С. Нельсон (США).-№ 552,863 ; заявл. 17.11.83 ; опубл. 13.11.84.

17. Пат. 3.945.270 США, МКИ2 F 16 Н 13/14. Фрикционная передача Текст. / Бертель С. Нельсон, Вудроу Д. Нельсон (США). № 550,545 ; заявл. 18.02.75 ; опубл. 23.03.76 ;

18. Пат. 1.093.922 Германия, МКИ2 F 16 С 19/22. Роликоподшипник Текст. / Людвиг М. Дитрих (Германия). № 625,626 ; заявл. 06.05.11 ; опубл. 21.04.14.

19. Пат. 3.380.312 США, МКИ6 F 16 Н 13/00. Фрикционная передача Текст. / Ульрих Макс Вили Барске (ФРГ). № 489,217 ; заявл. 22.09.64 ; опубл. 30.04.68 ; приоритет 24.09.64 ; № 39,030/64 (Англия); НКИ 74-206 ; - 13 е., ил.

20. Пат. 3365254 (США). МКИ3 F16C19/55; F16C19/00. Бессепараторный подшипник качения Текст. / А. Насвитис (США). № 475,780 ; заявл. 29.07.65 ; опубл. 23.01.68.

21. Cageless bearings technology, the standard for the 1980'S. E. Traut. Sample Journal, V 17, № 2.

22. А. с. 846836 СССР, МКИ5 F 16 С 19/20, F 16 С 33/51. Подшипник качения Текст. / A.M. Селезнев (СССР). № 2858192/25-27 ; заявл. 26.12.79 ; опубл. 15.07.81, Бюл. №26.-2 с. : ил.

23. А. с. 846836 СССР, МКИ6 F 16 С 33/38. Пластмассовый сепаратор подшипника Текст. / Р.Н. Подшивалов, А.Ф. Вакжа, С.В. Худеев (СССР). № 871504/25-27 ; заявл. 19.12.63 ; опубл. 11.10.66, Бюл. № 20. - 2 с.: ил.

24. Пат. 4053191 США, МКИ2 F16C19/24; F16C19/40; F16C19/50. Упругие роликоподшипники Текст. / Э. Траут (США). № 308,177 ; заявл. 03.08.75 ; опубл. 11.06.77.

25. А. с. 1581896 СССР, МКИ5 F 16 С 19/20. Подшипник качения / Г. Ю. Волков, Н. Н. Крохмаль, А.В. Бородин (СССР) № 4290776 / 31-27. заявл. 27.07.87 ; опубл. 30.07.90, Бюл. № 28. 3 с. : ил.

26. А. с. 1432297 СССР, МКИ4 F 16 Н 13/08. Фрикционная многопоточная передача Текст. / Г. Ю. Волков, Н. Н. Крохмаль, M.JI. Ерихов, А.В. Бородин, М.Ю. Степанов (СССР). № 4191453/25-28 ; заявл. 04.02.87 ; опубл. 23.10.88, Бюл. № 39. -4с.: ил.

27. А. с. 1610156 СССР, МКИ5 F 16 Н 37/12. Механизм для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное/ Г. Ю. Волков, Н. Н. Крохмаль (СССР). -№ 4455637/25-28; заявл. 05.07.88 ; опубл. 30.11.90, Бюл. № 44. -2с.: ил.

28. Волков Г.Ю., Крохмаль Н.Н. Закономерности строения фрикционных механизмов, представляющих собой замкнутую систему тел качения Текст. : Известия Вузов ; № 10-12. М.: Машиностроение, 1992 г. - С.52 - 57.

29. Пат. 149302 Германия, МКИ2 F 16 С 19/22. Роликоподшипник Текст. / Стилсон, Бредфорд (США), опубл. 28.11.1902.

30. Артоболевский И.И., Левитский Н.И., Черкудинов С.А. Синтез плоских механизмов, М: Гос. изд-во физ.-мат. литературы, 1959 г. 1084 с. : ил.

31. А. с. 8620 СССР, МКИ6 F 16 С 19/22, F 16 С 33/34, F 16 С 33/58. Роликовый подшипник Текст. / Г.С. Долгоруков (СССР). № 19056 ; заявл. 29.08.27 ; опубл. 30.03.29, Бюл. № .-1с.: ил.

32. А.с. 125979 СССР, МКИ6 F 16 С 33/36, F 16 С 33/58. Подшипник качения Текст. / М.Л. Новиков. № 587701/25 ; заявл. 29.08.27 ; опубл. 12.12.1957. Бюл. №3.-2 с.: ил.

33. А.с. 188231 СССР, МКИ6 F 16 С 19/22, F 16 С 33/36, F 16 С 33/58. Роликоподшипник Текст. / Р.В. Федякин, В.А. Чесноков. № 935258/25-27 ; заявл. 15.12.64 ; опубл. 20.10.1966. Бюл. № 21. - 2 с. : ил.

34. А.с. 1548545 СССР, МКИ5 F 16 С 19/22. Роликоподшипник Текст. / В.П. Любимов, А.Н. Митяев, И.-У.В. Рискин, М.М. Бондаренко, В.А. Чесноков. № 4225390/25-27 ; заявл. 08.04.90 ; опубл. 07.03.90. Бюл. № 9. - 3 с. : ил.

35. Курасов Д.А. Зубчатый эксцентриковый подшипник Текст. : тезисы докладов XIX Международной интернет-ориентированной конференции по проблемам машиностроения МИКМУС-2007. (Москва, 5-12 декабря 2007 г.) -Москва: Изд-во ИМАШ РАН, 2007. - С. 60.

36. Пат. 4.485.898 США, МКИ4 В 24 В 23/04. Плоско-шлифовальная машина Текст. / Эрих Прейс (ФРГ). № 92,597 ; заявл. 03.09.87 ; опубл. 11.07.89 ; приоритет 04.09.86 ; № 3630155 (ФРГ); - 5 е., ил.

37. Болотовский И.А. Справочник по геометрическому расчёту эвольвентных зубчатых и червячных передач Текст. М.: Машиностроение, 1986. - 447 с.

38. Заявка № 2007113442 РФ, МПК F 16 С 27/00. Зубчатый подшипник Текст. / Волков Г.Ю., Курасов. Д.А; Курганский государственный университет; заявл. 10.04.2007 ; опубл. 27.10.2008. Бюл. № с. : ил.

39. Заявка № 2007126151 РФ, МПК F 16 С 19/22. Эксцентриковый подшипник качения Текст. / Волков Г.Ю., Курасов. Д.А; Курганский государственный университет; заявл. 09.07.2007, положительное решение от 06.05.2008.

40. Пат. № 73045 РФ, МПК F 16 С 19/22. Эксцентриковый подшипник качения Текст. / Волков Г.Ю., Курасов. Д.А; Курганский государственный университет. 2007126220; заявл. 07.09.2007; опубл. 10.05.2008, Бюл. №13.-1 с. : ил.

41. Заявка № 2007126152 РФ, МПК F 16 С 19/22. Эксцентриковый подшипник качения Текст. / Волков Г.Ю., Курасов. Д.А; Курганский государственный университет; заявл. 09.07.2007 ; положительное решение от 27.06.2008.

42. Заявка № 2007126150 РФ, МПК F 16 С 19/22. Эксцентриковый подшипник качения Текст. / Волков Г.Ю., Курасов. Д.А; Курганский государственный университет; заявл. 09.07.200712, положительное решение от 06.05.2008.

43. Крайнев А. Ф. Словарь-справочник по механизмам. М.Машиностроение, 1981.-438 с.

44. Волков Г.Ю., Ратманов Э.В., Курасов Д.А. Условие сборки зубчатого эксцентрикового подшипника Текст. : Сборка в приборостроении и машиностроении подшипника; вып. 8. М.: Машиностроение, 2008. - С 3-4.

45. Кирьянов Д.В. Самоучитель Mathcad 12 Текст. СПб.: БХВ-Петербург, 2004.-576 е.: ил.

46. Кудрявцев В.Н. Планетарные передачи Текст. : изд. 2-е. JL: Машиностроение, 1966. - 308 с. : ил.

47. Волков Г.Ю., Курасов Д.А. Кинематические возможности механизмов, построенных на базе зубчатых эксцентриковых подшипников (ЗЭП) // Вестник Курганского государственного университета. 2008. - Вып. 4. - №3 (13). - С. 58.

48. Волков Г.Ю., Курасов Д.А. Модификация закона движения ползуна кривошипно-ползунного механизма за счёт применения зубчатого эксцентрикового подшипника Текст. : Вестник машиностроения; вып. 5. — М.: Машиностроение, 2008. С. 6-8. - ISNN 0042 - 4633.

49. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин Текст. М.: Наука, 1967.-719 с. : ил.

50. Выготский М.Я. Справочник по высшей математике Текст. М.: ACT, 2005.-991 с. : л.

51. Колчин Н.И. Механика машин. Структура и кинематика механизмов. Геометрический и кинематический анализ и синтез механизмов Текст.; т.1, изд. 2-е перераб. Л.: Машгиз, 1962. - 549с. : ил.

52. Тарг С.М. Краткий курс теретической механики Текст. М.: Высш. Школа, 2006. - 416 с. : ил.

53. Решетов Д.Н. Детали машин Текст. М.: Машиностроение, 1964. - 723 с. : ил.

54. Березовский Ю. Н., Чернилевский Д.В., Петров М.С. Детали машин Текст. М.: Машиностроение, 1983. - 384 с.

55. Машиностроение: энциклопедический справочник ; т. 2. Раздел первый. Инженерные расчёты в машиностроении Текст. / под. ред. А.С. Акопов, И.И. Артоболевский, Н.С. Ачеркан и др. М.: Машгиз, 1948. — 892 с.

56. Беляев А.Е., Оразов К.О., Старухин С.В., Тубольцева С.С. Цилиндрические зубчато-роликовые передачи Текст. Новоуральск: НГТИ, 2002. - 196 с.

57. Подшипники качения. Справочник-каталог / под. ред. В.Н. Нарышкина, Р.В. Коросташевского. М.: Машиностроение, 1984. - 280с., ил.

58. В.В. Гортинский, А.Б. Демский, М.А. Борискин Процессы сепарирования на зерно-перерабатывающих предприятиях Текст. -М.: Колос, 1973, 304 с.

59. Баландин С.С. Бесшатунные поршневые двигатели внутреннего сгорания Текст. -М.: Машиностроение, 1968. 151 с.

60. Пат. 69178 РФ МПК F 16 Н 21/18. Зубчато-рычажный преобразователь вращательного движения в возвратное / Волков Г.Ю., Курасов. Д.А; Курганский государственный университет. 2007127190; заявл. 16.07.2007; опубл. 10.12.2007, Бюл. № 48. -1с.: ил.

61. Заявка № 2007127128 РФ, МПК F 16 Н 21/18. Зубчато-рычажный преобразователь вращательного движения в возвратное Текст. / Волков Г.Ю., Курасов. Д.А; Курганский государственный университет; заявл. 16.07.2007.