автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.02, диссертация на тему:Реечные передаточные механизмы поступательных приводов автоматизированных машин

004607362 На правах рукописи

Лимаренко Герольд Николаевич

РЕЕЧНЫЕ ПЕРЕДАТОЧНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ПОСТУПАТЕЛЬНЫХ ПРИВОДОВ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ МАШИН

Специальность

05.02.02 — Машиноведение, системы приводов и детали машин

АВТОРЕФЕРАТ Диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

26 АВГгото

Красноярск - 2010

004607362

Работа выполнена в Федеральном государственном автономном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирский федеральный университет»

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Усаков Владимир Иосифович

Официальные оппоненты: доктор физ.- мат. наук, профессор

Еркаев Николай Васильевич доктор технических наук, профессор Двирный Валерий Васильевич доктор технических наук, профессор Долотов Алексей Митрофанович

Ведущая организация: Московский государственный технологический

университет «СТАНКИН», г. Москва

Защита состоится «10» сентября в 13-00 часов на заседании диссертационного совета ДМ212.099.13 ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет» по адресу. 660074, г. Красноярск, ул. ак. Киренского 26, ауд. Г 2-50

Тел./факс: (391) 249-82-09, E-mail: DM21209913@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирского федерального университета.

автореферат разослан « 09 » августа 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, доцент ^ <

Э.А.Петровский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований.

Поступательные приводы широко применяются в металлорежущих станках, промышленных роботах, различных видах технологического оборудования, транспортных и других автоматизированных машинах.

В качестве преобразователей вращательного движения в поступательное преимущественно используются шариковые винтовые передачи (ШВП), либо передачи винт-гайка скольжения или червяк-рейка скольжения. В тяжелых многоцелевых станках, рабочие органы (РО) которых перемещаются на величину более 3-х метров, где шариковые винтовые передачи (ШВП) неэффективны, а линейные электроприводы экономически не оправданы, альтернативы применения реечных передач (РП) не существует.

Технические параметры РП, их надежность существенно влияют на характеристики качества приводов. Особо высокие требования предъявляются к механизмам следящих приводов, используемых в оборудовании с автоматизированным приводом, эксплуатируемого по схеме «безлюдной технологии». Приводы машин с РП должны отвечать современным требованиям по тяговому усилию, быстроходности, точности, отсутствию люфтов, долговечности, жесткости, виброустойчивости, высокого к.п.д. и др.

Имеющаяся ограниченная информация по РП не дает возможности конструкторам и эксплуатационникам квалифицированно разрабатывать поступательные приводы, в короткие сроки создавать конкурентоспособное технологическое оборудование. Возникает необходимость систематического изложения информационного, методического и справочного материала, а также создания программных продуктов по расчету и конструированию приводов с РП, предназначенных для использования в современном металлообрабатывающем и другом оборудовании тяжелого машиностроения, а также в проектируемых мехатронных станочных системах.

Решение проблем проектирования зубчатых реечных преобразователей движения, червячно-реечных передач с гидростатической смазкой и волновых реечных передаточных механизмов и приводов подач РО на их основе, направленное на совершенствование разрабатываемых конструкций и их методов расчета, ускорение процессов подготовки производства машин, на восполнение имеющихся пробелов по научно-методическим рекомендациям, касающихся проектирования реечных передач для тяжелых и других машин с автоматизированным приводом, является актуальной задачей.

Объектом исследования являются реечные передачи, осуществляющие рабочий процесс при поступательном перемещении рабочих органов машин с автоматизированным приводом.

Предмет исследования - процесс проектирования приводов с реечными передачами и реечных передаточных механизмов, их параметрического синтеза в соответствии с функциональными требованиями технологических модулей.

Цель диссертационной работы - разработка теории и методов проектирования реечных передаточных механизмов поступательных приводов автоматизированных машин.

Задачи исследования:

- определение основных требований и параметров технических характеристик, предъявляемых к реечным передаточным механизмам (ПМ) в составе следящих приводов проектируемых крупных многоцелевых технологических модулей;

- разработка теории расчета реечных передач: геометрических, кинематических и прочностных характеристик косозубого ортогонального и неортогонального реечных зацеплений, к.п.д., жесткости зубчато-реечных приводов с устройством выбора зазора и создания предварительного натяга в кинематической цепи, статических и динамических характеристик приводов при установившемся движении, учитывающих действие вектора сил в разомкнутом реечном зацеплении, уточняющей и дополняющей известные методы расчета цилиндрических зубчатых передач;

- теоретический и экспериментальный анализ впервые создаваемого образца червячно-реечной передачи с гидростатической смазкой для использования в приводе подачи опытно-промышленного образца тяжелого станка с контурной системой ЧПУ;

- теоретические и экспериментальные исследования впервые создаваемых волновых реечных передач и разработка рекомендаций по проектированию на их основе автономных электромеханических модулей линейного перемещения;

разработка рекомендаций по управлению проектированием поступательных механизмов следящих реечных приводов с автоматизированным приводом на основе использования в средах САБ/САМ/САЕ разработанных программных модулей, позволяющих сократить сроки конструкторско-технологической подготовки производства, оптимизировать параметры машин на стадии конструирования и моделирования.

Методы исследований:

При решении поставленных в работе задач применялись:

- известные положения теоретической механики, сопротивления материалов, деталей машин, теории колебаний, технологии машиностроения, методов численного и конечно-элементного анализа в программных комплексах Ашув, СозтозХУогкз, МаШСас!, 8оНс1\¥огк8 - при разработке математических моделей реечных передаточных механизмов;

- экспериментальные исследования реечных передаточных механизмов и приводов на специально спроектированных и изготовленных стендах;

- производственные и экспериментальные исследования опытно-промышленных образцов реечных передач и следящих реечных приводов при производственных испытаниях станков с автоматизированным электроприводом с использованием современного измерительного оборудования;

Новые научные результаты

1. Впервые систематизированы и уточнены базовые технические показатели исполнительного механизма реечного поступательного следящего привода на основе анализа взаимодействия в рабочем процессе подсистем технологических обрабатывающих модулей (ТОМ) многоцелевых тяжелых станков.

2. Разработаны математические модели зубчатых механизмов, обеспечивающие выбор параметров зубчатого реечного зацепления и формирование программных комплексов для автоматизированного расчета зубчатых реечных и волновых реечных передач поступательного перемещения рабочих органов (РО) технологических модулей, отличающихся от параметров цилиндрических зубчатых передач.

3. Разработаны программы расчета на ЭВМ, защищенные свидетельствами Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам №2008612284 «Программный комплекс для проектирования, профилирования и создания твердотельной ЗБ модели кулачка для волнового реечного механизма с кулачковым приводом», №2007610858 «Программный комплекс для проектирования и анализа волнового реечного механизма с эксцентриковым приводом», №2008615056 «Программный комплекс для проектирования ортогональных и неортогональных реечных передач с возможностью создания прямозубой и косозубой шестерни реечного привода», № 2009613278 «Программный модуль по расчету динамики привода к программе Яаск&Сеаг».

4. Впервые выведены аналитические зависимости для определения к.п.д. реечных передач на основе учета действия сил в разомкнутом зацеплении ведущего звена с рейкой и анализа системы коэффициентов потерь в зацеплении, подшипниковых опорах приводной шестерни (червяка) и направляющих поступательно перемещаемого РО.

4. Разработаны математическая модель и методика расчета устройства выбора зазоров в реечном приводе, учитывающие, в отличие от известных моделей замкнутых зубчатых механизмов, упругую связь в реечном зацеплении и упругость натяжного устройства, позволяющие при проектировании определять требуемую суммарную жесткость привода по заданным внешнем воздействии и допустимом смещении РО, минимальную и максимальную величину силы предварительного натяжения в зацеплении.

5. Разработана математическая модель контактного многопарного взаимодействия в зацеплении консольной шестерни и рейки, учитывающая поперечную и крутильную жесткость шестерни и позволяющие выявлять характер распределения и величину контактных напряжений от действия сил, приложенных к рейке, уточнять на их основе величину расчетного коэффициента нагрузки в зубчатом реечном зацеплении по ГОСТ 21354-87.

6. Впервые в отечественной практике создана совместно с НПО ЭНИМС конструкция безызносной червячно-реечной передачи с гидростатической смазкой (ЧРПГС) и системой подвода смазки через вращающийся червяк и рейками с полимерным покрытием рабочих профилей, примененная в приводе

подачи стола многоцелевого станка с ЧПУ, и отработана технология ее производства, позволившие организовать опытно-промышленный выпуск тяжелых станков с ЧПУ и их успешную эксплуатацию в оборонной промышленности, получившая рекомендацию к централизованному производству для станкостроения.

7. Впервые научно обоснована и создана волновая реечная передача (ВРП), преобразующая возвратно-поступательное перемещение дискретных толкателей, взаимодействующих с кулачковым валом, в равномерное поступательное перемещение рейки, предназначенная для создания на ее основе автономных электромеханических мехатронных линейных вводов движения, включая ввод в герметичное пространство.

Положения, выносимые на защиту:

1. Система базовых технических показателей исполнительного механизма реечного поступательного следящего привода, полученная на основе анализа взаимодействия в рабочем процессе подсистем технологических обрабатывающих модулей многоцелевых тяжелых станков.

2. Математические модели механизмов поступательного перемещения, обеспечивающие, выбор параметров зубчатого реечного зацепления, отличающиеся от параметров цилиндрических зубчатых передач, и позволяющие формировать программные комплексы для автоматизированного расчета зубчатых реечных передач.

3. Расчетные зависимости для определения к.п.д. реечных передач на основе анализа системы коэффициентов потерь в зацеплении, подшипниковых опорах приводной шестерни (червяка) и направляющих, учитывающих действие сил в разомкнутом зацеплении ведущего звена с рейкой.

4. Методика расчета устройства выбора зазоров и создания натягов в реечном приводе, учитывающая упругую связь в реечном зацеплении и упругость натяжного устройства, позволяющая определять требуемую суммарную жесткость привода, по заданным внешней нагрузке и допустимой деформации, минимальную и максимальную величину силы предварительного натяжения в зацеплении.

5. Конечно-элементная модель контактного многопарного взаимодействия в зацеплении консольной шестерни и рейки, учитывающие поперечную и крутильную жесткость шестерни, позволяющая выявлять характер распределения и величину контактных напряжений от действия сил, приложенных к рейке и уточнять на их основе величину расчетного коэффициента нагрузки в зубчатом реечном зацеплении по ГОСТ 21354-87.

6. Конструкция червячно-реечной передачи с гидростатической смазкой (ЧРПГС) с системой подвода смазки через вращающийся червяк и рейками с полимерным покрытием рабочих профилей, примененная в приводе подачи стола многоцелевого станка с ЧПУ.

7. Созданная волновая реечная передача (ВРП), преобразующая возвратно-поступательное перемещение дискретных толкателей, взаимодействующих с кулачковым валом, в равномерное поступательное перемещение рейки. Разработана конструкция и выполнены теоретические и

экспериментальные исследования по созданию нового типа реечного механизма с промежуточными звеньями, предназначенного для автономного электромеханического мехатронного линейного ввода, включая ввод в герметичное пространство.

Реализация и практическая значимость работы.

1. Разработаны методики проектирования механических систем следящего привода поступательного движения РО с зубчатым реечным преобразователем, а также с ЧРПГС, включающие разработку технического задания (ТЗ), подготовку исходных данных на основе ТЗ, кинематический расчет привода с подбором широкорегулируемого электропривода, синтезом кинематической и конструктивной схемы механической системы с устройствами выбора зазоров.

2. Разработаны рекомендации по управлению проектированием поступательных механизмов следящих реечных приводов рабочих органов машин с автоматизированным электроприводом на основе использования разработанных программных модулей САПР Каск&веаг в средах САБ/САМ/САЕ, позволяющих оптимизировать параметры конечного звена зубчатого реечного привода по критерию максимального значения парциальной частоты его колебаний, сократить сроки конструкторско-технологической подготовки производства.

3. Разработанная и освоенная в производстве конструкция и технология производства ЧРПГС, защищенная охраноспособными документами, внедрена на Минском предприятии «МЗОР» (станки моделей 6М610ФЗ,6М612ФЗ, 6М616ФЗ), Ульяновском предприятии «УЗТС» (станок модели 6620МФ4) и рекомендована НТС отрасли станкостроения к организации серийного производства, с учетом доработки конструкции для повышения ее быстродействия и жесткости. Станки «МЗОР» с ЧРПГС в приводах РО уже около 30 лет успешно эксплуатируются, обеспечивая паспортную точность, на предприятии ЗАО «АВИАСТАР-СП» г. Ульяновск.

4. Разработанные методики расчетов динамических характеристик приводов при установившемся движении РО тяжелых станков, приводимых в движение зубчатой реечной передачей с выбором зазоров в зацеплении и безлюфтовой червячно-реечной передачей с гидростатической смазкой, позволяют определить амплитудно-частотные характеристики системы при переменном положении центра масс и расчетных инерционно-массовых, упругих и демпфирующих параметрах на стадии проектирования;

5. Разработанная методика расчета и синтеза ВРП, защищенная охраноспособными документами, позволила выполнить проектирование и изготовление для предприятия п/я Г-4147 и некоторых других конструкцию манипулятора- перегрузчика.

Апробация работы. Основные результаты теоретических и экспериментальных исследований докладывались на IV Всесоюзном совещании по робототехническим системам (Киев, 1987); Краевой научно-технической конференции «Устройства и системы автоматики автономных объектов» (Красноярск, 1987); Краевой научно-технической конференции «Молодежь и наука-третье тысячелетие» (Красноярск, 1999); IV международном конгрессе

«Конструкторско-технологическая информатика - 2000» (Москва, 2000); 7-й международной конференции «Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта, (CAD/CAM/PDM-2007)» (Москва,2007); 5-й Российской научно-технической конференции «Математическое моделирование и компьютерный инженерный анализ» (Екатеринбург, 2008); научно-практической конференции «Российское инновационное станкостроение. Комплексные технологии. Наука. Производство» и 10-й Международной выставке "Металлообработка 2008" (Москва,2008г.); XXIX Российской школе, посвященной 85-летию со дня рождения академика В.П.Макеева «Наука и технологии» (Миасс, 2009); на заседаниях технических советов предприятий станкостроения и семинарах кафедры ПиЭММ СФУ.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 61 научная работа, включая 9 работ по списку ВАК, 13 патентов и авторских свидетельств на изобретения, 11 свидетельств о регистрации программ для ЭВМ.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, шести разделов, заключения, списка библиографических источников, приложений.

Объем работы 387 страниц, в том числе 365 страниц основного текста, 198 рисунков, 34 таблицы, 237 библиографических источников.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана общая характеристика работы, обоснована актуальность проблемы, поставлена цель и определены задачи исследования.

В первом разделе приведены краткие сведения по технологическим машинам с поступательно перемещаемыми РО и автоматизированным электроприводом, выполнен обзор работ, связанных с исследованием и проектированием РП.

Исследованию и проектированию механических систем следящих приводов подач станков посвящены работы Ю.А. Сабинина, А.Н. Боброва, Ю.Г. Перченка, О.П. Михайлова, B.JI. Вейца, A.M. Лебедева, И.А. Гидаспова и др. Исследования геометрии зубчатых реечных ортогональных и неортогональных передач, как разновидности цилиндрических передач, выполнены в трудах Ф.Л. Литвина, Е.Г. Гинзбурга, Г.И. Жевелева и др. Методика расчета прочностной надежности зубчатых реечных передач отражена в работах Д.Н. Решетова, О.П. Леликова, С.А.Чернавского, Н.С. Ачеркана, в трудах коллектива кафедры РК-3 МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Исследованию и проектированию червячно-реечных передач с гидростатической смазкой посвящены работы Г. Опитца, В.В. Бушуева, И.Н. Чурина, В.Э. Пуша, А.Д. Герасимова, Г.А. Левита, Б.Г. Лурье, Е.С. Артюхова и др. Исследованию упругих статических и динамических характеристик приводов подач станков посвящены работы A.C. Проникова, В.Э. Пуша, В.А. Кудинова, З.М. Левиной, Д.Н. Решетова, B.C. Хомякова, С.И. Досько, H.A. Козловского, М.П. Зайкина, Б.В. Никитина, A.A. Гаврюшина и др.

Методологические аспекты проектирования и конструирования машин и их приводов, управления проектированием рассматривались в трудах К.В. Фролова, П. Хилла, В.В. Бушуева, Н.И. Галибея, Л.И. Волчкевича, В.И. Усакова, А.П. Вараксы и др. К основным аспектам они относят: рассмотрение исследуемого (проектируемого) объекта, как некоторой системы, состоящей из взаимодействующих подсистем, а процесса проектирования - как последовательности этапов синтеза и анализа с необходимыми цепочками повторений, с информационной поддержкой этапов, базирующихся на научных и практических данных, с поиском оптимальных решений.

В многоцелевых обрабатывающих комплексах подача РО должна осуществляться с помощью следящих приводов с обратной связью по скорости и по положению, к механическим системам которых предъявляются специальные требования. Эти требования могут быть выявлены при системном подходе к проектированию механических приводов подач тяжелых станков, при рассмотрении совокупности элементов (подсистем), и самой, более широкой системы (надсистемы). в качестве которой может выступать система станков автоматизированного участка, а системой - технологический обрабатывающий модуль (ТОМ). В качестве элементов системы (подсистем) здесь можно рассматривать (рис.1):

2-инструмент, 3- передвижная фрезерно-расточная бабка, 4- передвижная стойка.

непосредственный процесс обработки заготовки инструментами различного типа;

- несущую систему станка, как совокупность заготовки (обрабатываемой детали), приспособления для крепления заготовки и корпусных деталей, определяющих положение рабочих органов и заготовки в рабочем пространстве;

- систему главного движения - вращения инструмента, установленного на шпинделе фрезерно-расточной бабки;

- систему привода подачи - инструмента (заготовки), включающую редуктор, реечный передаточный механизм и электропривод;

- систему управления программным движением рабочих органов станка, обеспечивающую выполнение заданного процесса обработки.

Привод 9 поступательного перемещения инструмента 2 взаимодействует через упруго-демпфированные связи (для упрощения изображены в виде

пружин) со всеми инерционными массами системы и с процессами: резания (связь 6), трения в направляющих (связь 8), в электроприводах (связи 7,10). В системе управления приводом 9 в качестве датчика обратной связи по положению инструмента (координата X) используется линейный оптико-электронный преобразователь, шкала которого располагается на основании 0, а его измерительная часть - на подвижной стойке вблизи редуктора 9.

Определяющим параметром конструкции ТОМ, влияющим на параметры всех его подсистем является мощность главного привода. Анализ технологических режимов механической обработки на станках фрезерно-расточной группы показывает, что величина мощности, расходуемой при резании различных материалов твердосплавными и быстрорежущими инструментами, колеблется в пределах от 1 до 60 кВт при частоте вращения шпинделя от 1,5 до 16000 об/мин. При максимальном диаметре торцевой фрезы в тяжелых многоцелевых станках D = 400 мм наибольшая мощность достигается при скорости резания V = 251 м/мин (частота вращения шпинделя 200 об/мин). Скорость перемещения РО Vh в процессе резания при торцевом фрезеровании связана со скоростью резания V известной зависимостью:

Vh = szzV/(nD),

где sz- подача на один зуб фрезы, z- число зубьев фрезы. Для значения D = 400 мм, z =36 при фрезеровании чугунной заготовки с sz = 0,18 мм/зуб Vh = 1,29 м/мин. Максимальное усилие подачи при торцевом фрезеровании такими фрезами по нормативам составляет 29,2 кН, а при фрезеровании концевой фрезой с z =7 и D = 80 мм - 50 кН. Значения эффективной мощности привода подачи при фрезеровании не превышают Ws =0,6 кВт. В тяжелых многоцелевых станках значительную долю в тяговом усилии подачи составляют силы трения и силы инерции при разгоне и торможении РО.

С помощью введенной характеристики - коэффициента относительной скорости подачи:

(1)

можно по диапазону скоростей резания определить диапазон скоростей подач, требуемых при обработке различных материалов, в том числе при режимах высокоскоростной обработки.

В результате анализа взаимодействия подсистем ТОМ в рабочем процессе установлены требуемые базовые параметры технических характеристик реечных передач для перемещения РО, включающие:

- величину тягового усилия на уровне 65-80 кН;

- диапазон скоростей рабочих подач в пределах 1-5000 мм/мин;

- величину скорости ускоренного перемещения > 10000 мм/мин;

- диапазон ускорений при разгоне а > 1,47 — 4,4 м/с2 (0,15 — 0,45 g).

Автоматизированный привод, реализуемый по схеме следящего привода с замкнутым контуром регулирования, накладывает особые требования к его исполнительному механизму (ИМ). При наличии зазоров в механических передачах в следящем приводе возникают возмущения по нагрузке, а также переменные моменты инерции, что может вызвать автоколебания в системе. Частота собственных колебаний ИМ должна быть не менее 60 Гц. Приведенный момент инерции вращающихся деталей механизма подач должен быть предельно минимальным.

Из известных восьми основных типов реечных преобразователей вращательного движения в поступательное в тяжелых станках с автоматизированным приводом подачи РО на длину более 3-х метров указанным выше требованиям соответствуют лишь два типа: ортогональные зубчатые реечные передачи (ОЗРП) с устройствами выбора зазоров и создания натяга в зацеплении и впервые создаваемые безлюфтовые червячно-реечные передачи с гидростатической смазкой (ЧРПГС). Для автономных линейных приводов с тяговым усилием до 5 кН могут быть использованы схемы на основе впервые создаваемых волновых реечных передач (ВРП).

Анализ отечественных публикаций по механизмам, преобразующим вращательное движение в поступательное, в курсах деталей машин, по проектированию приводов подач металлорежущих станков показывает, что зубчатые реечные передачи в них рассматриваются, в основном, как разновидность зубчатых цилиндрических передач, в которой одно из звеньев -колесо, зацепляющееся с шестерней, выполнено с бесконечным количеством зубьев. Подразумевается, что многие зависимости по расчету геометрических, кинематических и прочностных характеристик, к.п.д., выведенные для цилиндрических зубчатых передач, можно распространить и на зубчатые реечные передачи, хотя это не очевидно. РП имеют особенности в геометрии зацепления, в кинематике, в расчетах на прочностную надежность. Приведенные в справочной и технической литературе рекомендации по проектированию РП весьма приближенные. Уровень точности, установленный ГОСТ 10242-81 на реечные передачи, и соответствующий уровень технологии производства элементов реечных передач, уступают зарубежным.

Для проектирования приводов подач на основе зубчатых РП, как альтернативе приводов подач с ШВП, выдвигаются особые требования к точности реек и жесткости реечной шестерни и ее опор, к характеристикам динамических систем приводов с РП. Впервые создаваемые червячно-реечные передачи с гидростатической смазкой, так же как и ВРП, требуют всесторонних теоретических и экспериментальных исследований и разработки рекомендаций к проектированию преобразователя и привода с его использованием.

Решение этих и других задач является целью данной диссертационной работы.

Во втором разделе представлены результаты теоретических исследований зубчатых РП с ортогональным и неортогональным расположением оси вала шестерни к направлению движения рейки.

На основе рассмотрения картины зацепления косозубого колеса с рейкой (рис.2) получены математические выражения, позволяющие рассчитать: минимальное число зубьев реечной шестерни (по условию отсутствия подрезания при нарезании):

2 COS/Hl-Xt)

Zmin - ■ 1_СсоSKf)2 '

коэффициент перекрытия в реечном зацеплении:

_ tg«ai-tgocmo b-sin р

Erv ~ •>-/- ^--'

2 n/z

(2)

(3)

где z,m,b,p - число зубьев, модуль, ширина и угол наклона зуба шестерни oct= arctg(tg ос/ cos /?),оса1= arc cos _ угол зацепления и угол

профиля при вершине зубьев, ocm0= arctg sinoct a:i)/s"1'>:tj _ уГ0Л Пр0филя

в точке контакта шестерни с внешней кромкой зуба рейки, r,rj,,Xi - радиусы делительной и основной окружности шестерни, коэффициент смещения шестерни.

к

Рис.2 - Картина зацепления косозубой шестерни с рейкой

Для подбора коэффициента смещения предложено использовать трансцендентную зависимость, полученную из условия равенства коэффициентов удельных скольжений зубьев в реечном зацеплении:

Об «{)2 - «то) ' «ах) = 0. (4)

Разработана программа расчета суммарной длины контактных линий, находящихся в поле реечного косозубого зацепления, количество которых определяется суммарным коэффициентом перекрытия передачи.

В качестве передаточного отношения в РП гм следует считать отношение скоростей входного звена а)мех к линейной поступательной скорости Уп выходного звена. Для ОЗРП (М1 и ЧРПГС ¿М2 , соответственно, получены, рад/м:

где t - шаг витков червяка. РП, в отличие от передач винт-гайка, являются открытыми (не замкнутыми) механизмами. В зацеплении ведущего и ведомого звеньев при создании тягового усилия возникают силы, нагружающие приводное звено и РО. При работе передачи на РО действуют боковая РБ и распорная Рг составляющие сил, определяемые по зависимостям:

?Б = ра = Рг' ^ Рр + Рп 1 /Р " со Б /?р, ^ = /V, ■ зт(ос£+ р),

=--—-, (6)

1 собо^-СОБ/Г '

где р = - угол трения в зацеплении.

Жесткость конечного звена вдоль рейки {ось X) и поперек рейки (ось У) можно выразить зависимостями:

С =_й_

ХХ (5! + 52) СОБ <р+В3 вт <р'

С —_О*__п)

Ух (51+<52) бш <р —83 С05 <р' у '

_ Р($т(р-(0М)г с. ^ 5|п <р „ „ /1 , 1 N _

где д1 =---, ¿2 = ——, <53 = ^соэф ■( — + —), Ск~ приведенная

крутильная жесткость, Спк - жесткость радиальных подшипников, С0- осевая жесткость упорного подшипника, Соп - жесткость промежуточных стыков и деталей.

К.п.д. зубчатой РП может быть оценен по сумме потерь на трение в зацеплении 1р3, в подшипниковых опорах ведущего звена хрП и в направляющих ведомого звена грн. Потери на перемешивание масла можно не учитывать из-за малой частоты вращения ведущего звена, а также из-за отсутствия в ряде конструкций РП масляной ванны (смазка - струйная) г] = 1 — тр3 — грп — \ри.

Расчет по известной методике В.Н.Кудрявцева, Ю.Н. Кирдяшева, Е.Г Гинзбурга показал, что коэффициент потерь в зацеплении ортогональных РП изменяется при перемещении РО в широком диапазоне скоростей (0,3-10000мм/мин) незначительно. Также мало изменяется коэффициент потерь в подшипниковых опорах ведущего звена. Основные потери происходят в направляющих, которые при установившемся поступательном движении РО можно определить по соотношению:

где FH = Nz ■ fH - силы трения в направляющих РО, возникающих от действия усилий в зацеплении ведущего звена с рейкой, Ns - сумма модулей сил нормального давления на гранях направляющих, fH- коэффициент трения в направляющих. Величина силы трения в направляющих зависит от их конструктивного исполнения (направляющие скольжения, качения, комбинированные, гидростатические), от форм направляющих, от материалов контактирующих пар, от характера смазки и марки смазочного материала. Для определения сил нормального давления на направляющих, РО можно представить в виде упругого подвеса твердого недеформируемого тела, из уравнений равновесия которого определяются реакции на гранях направляющих, как функции сил Ft,Fr,FE и параметров конструкции xF, yF,zF,L,B. В работе приведены расчетные значения к.п.д. для некоторых типов РП и направляющих.

Приведена методика и программа автоматического построения твердотельных моделей косозубых шестерни и рейки с формированием точной геометрии впадин зубьев путем расчета уравнений огибающих профиля, применяемых для волновых передач. Построение модели выдавливанием впадин по винтовой линии реализовано через SolidWorks Application Programming Interface (API). Программа входит в разработанный модуль САПР Rack&Gear.

В развитие теории анализа контактного взаимодействия звеньев в зубчатых зацеплениях, предложенного В.И. Усаковым, выполнено конечно-элементное исследование многопарного контактного взаимодействия косозубых шестерни и рейки в программном комплексе ANSYS (рис.3).

Рис. 3 - Конечно-элементная модель вал-шестерни, используемая при моделировании

На рис.4 приведена общая картина расположения коктактактных линий на шестернях в трехпарном и четырехпарном зацеплении, а на рис.5 приведены результаты измерения распределения напряжений, давлений и неравномерности контактных давлений по линиям в двухпарном зацеплении.

Рис. 4 - Расположение контактных линий на приводных шестернях при трехпарном и четырехпарном зацеплении

Гззлрадел^е ю^тнсгс дзвл=м>« ?<е№злй«тзы. нэлрчу^т'! ^ 'зктз^лсгз дзэлвлчз !■ гэгв;<еаяентну. «зпрзче*™ вдоль ««жтадта Пэ ■ -........

Рис. 5- Распределение напряжений вдоль линии контакта в косозубой передаче в двух ,39°) шестерни при двупарж пары; б) - для второй пары

угловых положениях (1,06°, 4,39°) шестерни при двупарном зацеплении: а) - для первой

Исследования показали необходимость внесения уточнений в ГОСТ 21354-87 по определению расчетного значения коэффициента нагрузки для многопарного зацепления (распределение нагрузки между зубьями и длине контактных линий).

Выполнен анализ жесткости одного потока цилиндрического двухпоточного двухступенчатого редуктора привода подачи тяжелого станка с консольными реечными шестернями, взаимодействующими с разноименными сторонами профилей зубьев рейки. Анализ показал, что в суммарной податливости элементов потока, приведенной к линейному перемещению рейки, податливость его крутильной системы составляет 79 %, главными составляющими которой являются податливости консольного вала с реечной шестерней (85%) и промежуточного вала (12,5%).

Разработана расчетная модель устройства выбора зазоров для зубчатого редуктора, представленная в виде схемы на рис.б-а и диаграмма усилий и деформаций в реечном зацеплении при создании предварительного натяга - в виде схемы на рис. 6-6, подобной схеме для затянутого резьбового соединения.

При относительном перемещении звеньев 1 и 2 упругие элементы Срг1 и Срг2 деформируются, создавая тангенциальные усилия на ведущей I и ведомой II шестернях. Создание предварительного натяга в ветвях редуктора обеспечивает повышение жесткости, приведенной к рейке, и улучшение динамических характеристик привода, но достигается дополнительной нагрузкой на зубья ведущей шестерни.

Рвн

а)

б)

Рис.6 - Модель устройства выбора зазора (а) и диаграмма усилий и деформаций (б) в реечном зацеплении при выборе зазоров

Полное тангенциальное усилие на ведущей шестерне:

Рп = Рн+ХвРвн, (Ю)

гДе Хв = ——• Величина усилия натяга в реечном зацеплении выбирается в Срг 1+Ср22

пределах Рн = (0,55 — 0,85)^н. Получены математические зависимости для расчета жесткости пружины С^ и ее деформации в редукторе при создании

требуемого натяга в зацеплении, расчета к.п.д. редуктора. Даны рекомендации по выбору усилия натяга.

В третьем разделе изложены разработанные рекомендации по управлению проектированием ИМ следящих реечных приводов РО машин с автоматизированным электроприводом, методика и алгоритмы проектирования конечного звена и привода с ОЗРП.

В системе управления проектированием объекта рассмотрена структура требований технического задания, методы действий на этапе предпроектных НИОКР, подготовки исходных данных на основе требуемых параметров РО, технологического процесса, эксплуатационных требований и характеристик системы управления электроприводом, исходные данные для проектирования передаточного механизма — конечного звена привода и ИМ следящего привода.

Разработана методика определения исходных данных: максимальной внешней продольной силы на рейке; силы предварительного натяга в реечном зацеплении; силы на рейке при ускоренном движении РО; требуемого уровня жесткости системы привода, приведенного к рейке.

При расчете на прочность реечное зацепление, используемое в приводах РО тяжелых станков, отнесено к передачам закрытого типа. Режим нагружения передачи - переменный как по передаваемой нагрузке, так и по частоте вращения шестерни, отнесен к типовому среднему равновероятному по ГОСТ 21354-87. При расчете передачи на выносливость по контактным и изгибным напряжениям эквивалентное суммарное число циклов нагружения определяется с использованием расчетной частоты вращения шестерни по зависимости:

1000^^

р1 3-тЫ0 ' У '

где £>, УзРмт- диапазон регулирования и минимальная скорость РО, й0 = 72 + 0,001137 • - ориентировочный делительный диаметр шестерни. Учитывая, что максимальные контактные напряжения и удельные скольжения в реечном зацеплении действуют в точках контакта по линии зацепления, соответствующих вершинам зубьев рейки, эти точки выбраны в качестве расчетных.

Предложена формула и соответствующие коэффициенты для проектировочного расчета делительного диаметра реечной шестерни:

где - Кйр = • Яцр ■ ZE - коэффициент упругих свойств материала,

= 2*> = ^о,9.^0,038-^ " коэффициенты формы

зуба и длины контактных линий, трьа - коэффициент ширины шестерни, принимаемый в пределах 0,5-0,7 от йр, Кн- коэффициент нагрузки, оНР-допускаемое контактное напряжение, расчетное тяговое усилие.

В предложенном алгоритме проектирования зубчатой реечной передачи используется последовательность процедур, общепринятая для зубчатых цилиндрических передач. Алгоритмом предусмотрено в проектировочном расчете определение геометрических размеров шестерни и рейки, модуля зацепления, числа зубьев шестерни, качественных характеристик передачи, количества и суммарной длины контактных линий.

Для оптимизации значений параметров конструкции конечного звена была разработана программа многопараметрического поиска по расчетной модели в виде двухопорного вала-шестерни, взаимодействующего с массой рабочего органа. Для генерации параметров оптимальной передачи была принята составная целевая функция:

+ (13) 2500 0,7 135 1,5 v '

где в числителях: /0 - парциальная частота, кЕ - коэффициент среднего изменения длины контактных линий, г// - делительный диаметр, Кн -коэффициент нагрузки. Числа в знаменателях - средние ожидаемые значения, уравновешивающие размерности параметров составляющих оценочную функцию. При поиске глобального максимума целевой функции использовался метод покоординатного спуска. Варьируемыми параметрами являлись: модуль, число зубьев, угол наклона зуба, коэффициент смещения, ширина венца шестерни при выбранных значениях жесткости опор /1,/2, крутильной жесткости привода/3 , массе рабочего органа тр и размерах вала.

В соответствии с предложенными алгоритмами разработан программный модуль Иаск&Оеаг проектирования приводного поступательного модуля -шестерни и рейки.

В четвертом разделе приведены результаты исследовательских, проектно-конструкторских и технологических работ по впервые создаваемому опытно-промышленному образцу червячно-реечной передачи с гидростатической смазкой (ЧРПГС) для привода стола продольного фрезерно-расточного станка с контурной системой ЧПУ (модель 6М610ФЗ). Винтовые элементы ЧРПГС с целью обеспечения требований высокой несущей способности и жесткости слоя смазки в зацеплении, минимизации распорного и тангенциального усилий, возникающих в передаче, а также технологичности при обработке, выполнены со специальным профилем. В соответствии с рекомендациями, разработанными Е.С.Артюховым в сотрудничестве с НПО ЭНИМС, угол профиля принят равным 15°, высота профиля резьбы составляет 0,8 от шага Р, осевой расчетный зазор между витками червяка и рейки - 0,05 мм, внешний диаметр червяка й = 200 мм, шаг резьбы Р = 30 мм. На рабочих поверхностях витков резьбы червяка выполнены углубления - карманы, которые с помощью радиальных отверстий соединяются с продольными отверстиями в теле червяка, подводящим смазку под давлением в зону зацепления. На рабочих поверхностях витков резьбы чугунной рейки нанесен слой полимерной композиции, обеспечивающий при формовке мастер-

червяком эквидистантность винтовых профилей. Подача смазки в продольные отверстия червяка по системе насос-карман осуществляется с помощью распределителей, установленных с двух торцевых сторон червяка. В этих же распределителях выполнены карманы для гидростатических упорных подшипников (рис.7). Для обеспечения эквидистантности винтовых поверхностей червяка и рейки на всей длине перемещения РО направляющие стола были выполнены в замкнутом гидростатическом исполнении.

По известным зависимостям были определены расчетные значения характеристик на червяке и упорных подшипниках: тягового усилия, давления смазки на рабочих поверхностях, жесткости, а для передачи - кинематические и силовые характеристики, ожидаемый нагрев смазки, к.п.д.

На основе известной зависимости для коэффициента демпфирования в упорных подшипниках предложена аналитическое выражение для расчета коэффициента демпфирования в слое смазки червячно-реечного зацепления:

4

г4 - г4 4- г4 г-4 (Г*-гз+Г2-г?) '4 г3 +Г2 ~Г1--. гг.-г2\-

Кгзп/

■п, (14)

где Л -толщина слоя смазки, ос0- угол опорного сектора, г - количество витков, п - количество карманов на витке червяка.

6 3 '' 5

Рис.7 - Конструкция ЧРПГС с системой питания «насос - карман»: 1 - корпус с отъемными крышками, 2 - червяк с гидростатическими карманами, 3 - высокоточные роликовые подшипники, 4,5 - смазкораспределители в сочетании с гидростатическими упорными подшипниками, 6 -рейка с полимерным профилем витков

В принятой конструкции ЧРПГС из-за ограниченности размеров эффективная площадь подпятника на « 30% меньше эффективной площади

червячного зацепления вследствие чего замкнутый гидростатический упорный подшипник может воспринимать осевую нагрузку лишь до Ft = 60 кН.

Предложена зависимость для определения боковой составляющей силы в зацеплении, возникающей от разности давлений на нагруженной и разгруженной сторонах профилей ЧРПГС, как открытой передачи:

Рб = 2 С/2 FXK • sin g) ■ d g) = 2 ■ Fe ■ tgA • (Pkl - pk2) • eos g) , (15)

где FTK = Fe • tg A ■ (pkl — pk2) - тангенциальная составляющая силы в реечном зацеплении.

Введена характеристика конечного звена привода подачи - приведенное к ведущему валу значение момента инерции для 1000 кг поступательно перемещаемой массы РО:

/„^000) = 10 00(16)

Для ЧРПГС;„Кюоо) = 0,025 кгм2.

Расчетом установлено, что несущая способность передачи в данном конструктивном исполнении зависит от величины скорости РО. При повороте червяка вокруг оси и выходе карманов червяка из зоны зацепления с рейкой продольные и радиальные отверстия (каналы) выходят из сектора распределителя смазки и входят в его сектор, где давление смазки должно быть равно атмосферному. Однако, масса смазки под действием центробежных сил создает в продольных и наклонных радиальных отверстиях избыточное давление, под действием которого оно выдавливается из червяка. При подходе порожних каналов к зоне зацепления требуется время для их заполнения смазкой и создания давления, что ограничивает быстродействие передачи.

Расчетные характеристики ЧРПГС, как конечного звена привода подачи, приведены в табл. 1

Расчетные характеристики опытной ЧРПГС Таблица 1

Характеристика Размерность Значение

Усилие тяговое кН 80 (60)

Усилие распорное кН 21,48

Усилие боковое кН 5,68

Момент крутящий на валу червяка Нм 403

Частота вращения при Ууск = 10 м/мин (ь>тах) мин"' (с-1) 312,5 (32,72)

Скорость скольжения в зацеплении м/с 2,8

Передаваемая мощность Вт 6600

Передаточное отношение Рад/м 196,3

КПД % 99

Жесткость продольная Н/мкм 435 (580)

Жесткость поперечная Н/мкм 2060

Приведена методика проектирования механического привода для перемещения рабочего органа с ЧРПГС, включающая: подбор регулируемого электродвигателя подачи, подбор передаточного числа редуктора и синтез его кинематической схемы.

В пятом разделе приведены результаты расчетных исследований динамических систем стационарно установленного привода стола с ЧРПГС, подвижного привода с зубчатыми РП и устройством выбора зазоров, установленного на РО, а также результаты экспериментальных исследований впервые созданного опытно-промышленного образца ЧРПГС, установленного в приводе подач стола станка с ЧПУ мод. 6М610ФЗ.

Динамическая система стола станка на гидростатических направляющих с приводом от стационарно установленной ЧРПГС построена в результате анализа парциальных частот стола, как твердого тела призматической формы, имеющего 6 степеней свободы. При расчете частот использовались экспериментальные данные по жесткости направляющих станка и осевой жесткости ЧРПГС. На основании полученного спектра парциальных частот

(ГЦ):

ГРХ = 47,3 - 54,5, /ру = 92, /р2 = 179,8; [рфх 113,5, [-рфу 179,2, /р(рг 88,

разработана плоская расчетная схема динамики привода стола (рис.8)

Центр масс стола (точка С) в данном случае совпадает с центром его жесткости. Точка Р взаимодействия конечного звена привода с рейкой стола отстоит от центра жесткости на расстояние I. В этой точке действует сила (}х пропорциональная силе трения в направляющих, и боковая сила у, как составляющая силы ()х. Боковая сила (}у вызывает не только смещение стола по оси у но и его поворот вокруг центра жесткости по координате (р. Уравнения вынужденных колебаний стола без установленного на нем изделия представляют собой систему из трех не связанных друг с другом дифференциальных уравнений, на которые воздействуют составляющие сил в зацеплении по обобщенным координатам. Амплитудные значения установившихся колебаний стола по координате X определим по известной методике, используя выражение

А =

/о

Ла)хг-рг)г+4-гхг-рг

где /о = — - вынуждающее ускорение, а)*- собственная круговая частота тх

системы по координате х, тх, кг - масса стола, £х = (х/(2 • тх) -коэффициент затухания, ^. — —коэффициент эквивалентного демпфирования

М

ЧРПГС, р- возбуждающая круговая частота. На рис.9 приведен график амплитуды колебаний стола при изменении значения возбуждающей частоты в диапазоне 0-235 Гц. При амплитудном значении усилия гармонического воздействия = 48 Н (трение) устанавливается амплитуда вынужденных колебаний 8 мкм на частоте 50,6 Гц. Амплитуда колебаний очень чувствительна к изменению коэффициента демпфирования по координате: при уменьшении коэффициента демпфирования в 2 раза амплитуда вынужденных колебаний возрастает более чем в 2 раза.

1x10" 1x10"'

А, м бхиг' 4хКГ' 2x1 (Г'

)

0 500 1x10* 15x105

р,1/с

Рис.9 - Амплитудно-частотная характеристика продольных колебаний стола

Рис.10 - Двухмассовая динамическая модель механической системы привода стойки

Для оценки динамики подвижного зубчатого реечного привода с устройством выбора зазора в зацеплении при перемещении РО, выполненного в виде колонны, несущей фрезерно-расточную бабку, предложена динамическая модель, состоящая из плоской подсистемы с двумя поступательно движущимися массами по координате X (рис.10), в которой вторая масса колеблется также и по угловой координате <р. Масса тд моделирует приведенную массу ротора двигателя и массу кинематической цепи между ротором и рейкой. Жесткости Сг и С2, моделируют упругость кинематической цепи между ротором двигателя и рейкой (заделкой). Модель учитывает устройство выбора зазора в реечном зацеплении. Одновременно масса тпд связана с основной массой рабочего органа тр через жесткость С3, моделирующей электромагнитную связь ротора со статором двигателя.

Угловые колебания стойки (с моментом инерции /р) в вертикальной плоскости при ее перемещении по направляющим моделируются жесткостью С^ и угловой координатой ср.

Уравнения движения системы при вынужденных колебаниях имеют вид:

Шд 0

0 тр

0 -тр1са

-тр1с, 1Р1С02

+1Р

"I" С2 "Ь с3 —с 2 -С3 с3 о о

0 1Х1) 0

0 *2 = -р

Ч>) Р ■ е

(17)

Параметры динамической системы определены приближенно в соответствии с каталожными данными фрезерно-расточного станка мод. НС231Ф4.

По данным расчетов собственная частота продольных колебаний РО, при всех положениях шпиндельной бабки на стойке, устанавливается на уровне «40-45 Гц, что является удовлетворительным результатом. Эта частота зависит, в основном, от передаточного отношения привода, влияющего на приведенную к реечной шестерне массу ротора двигателя тпд. В реечном зацеплении частота колеблется на уровне 81 - 140 Гц. Собственная частота колебаний стойки при принятом значении поворотной жесткости гидростатических направляющих почти не зависит от положения бабки на стойке и устанавливается на низком уровне (« 11Гц.).

Экспериментальные исследования ЧРПГС выполнялись непосредственно на опытном образце станка мод. 6М610ФЗ, где передача была встроена в приводе подачи стола.

Экспериментальные исследования показали:

- точность обработки соответствует нормативным требованиям -отклонения некруглости окружностей при контурной обработке фрезой комплексного контрольного образца составили 0,05 мм при допуске 0,06 мм, а неконцентричности четырех окружностей - 0,02 мм при допуске 0,03 мм; точность образцов, обработанных на фрезерно-расточном станке мод 6М610ФЗ, оказалась на 16... 20% выше аналогичных образцов, обработанных на многоцелевом станке мод 6М610МФ4, в приводе стола которого использовалась передача винт-гайка качения;

виброустойчивость станка при подаче столом от ЧРПГС удовлетворительная - при фрезеровании чугунных болванок торцевыми и концевыми фрезами при резании с расчетной силой от 0,5 до 50 кН амплитуды колебаний стола составили 6-21 мкм, что в 1,6 - 2,5 раза ниже амплитуд колебаний при фрезеровании подачей бабкой с приводом от ШВП;

- при движении стола на холостом ходу в диапазоне скоростей от 22 до 3000 мм/мин (0,73... 100 об/мин червяка) амплитуды продольных колебаний стола не превышают 8 мкм;

- значение к.п.д, ЧРПГС соответствует теоретическому значению 77 =

0,99;

- жесткость гидростатического зацепления червяк-рейка составила )чр = 2750 ... 3750 НУмкм, что превышает расчетное значение;

- жесткость привода подачи стола в целом для осевой силы 30 кН соответствует расчетному значению - /30 = 375...667 Н/мкм, (435...580 Н/мкм); однако этот уровень жесткости для передачи низок: в гидростатическом упорном подшипнике расчетный зазор выбирается при усилии 20 - 38 кН и в рабочем режиме передачи при достижении осевой силы 60 - 65 кН возникает режим смешанного трения;

- в отличие от приводов с передачей винт-гайка качения, жесткость привода с ЧРПГС с увеличением нагрузки, приложенной к столу, снижается на 17-20% от первоначального значения;

- несущая способность ЧРПГС в данном конструктивном исполнении (подвод смазки через червяк) оказалась зависимой от частоты вращения червяка. При частотах вращения червяка более 100 мин"1 , что соответствует скорости перемещения стола 3000 мм/мин, наблюдалось падение давления смазки в гидростатических карманах передачи, существенно снижающее ее несущую способность;

- при работе станка без нагрузки и с нагрузкой наблюдается повышение температуры смазочного масла в реечном зацеплении и гидростатических направляющих стола (рис.11), оказывающее существенное влияние на эксплуатационные характеристики передачи, точность станка и качество обрабатываемых деталей. В процессе испытания и отладки конструкции станка в систему смазки была встроена холодильная установка ХМ СОЖ-4, с помощью которой удалось стабилизировать температуру на уровне 21,8°С, и обеспечить требуемые параметры точности станка и обрабатываемых деталей.

Рис.11- Рост температуры смазочного масла при непрерывной работе станка вхолостую: а) -исходное состояние; б) - с холодильной установкой ХМ СОЖ-4 1 - окружающая среда; 2,3- основная и промежуточная станции смазки; 4- зона ЧРПГС; 5- магнитный фильтр

В процессе испытания и отладки конструкции станка было найдено решение по существенному повышению осевой жесткости конечного звена,

путем введения упорных роликовых подшипники, работающих параллельно с гидростатическими подшипниками.

В соответствии с решением НТС отрасли станкостроения для организации централизованного производства ЧРПГС требуется разработка методик проектирования и технологии производства передачи, доработка конструкции, учитывающих опытную и промышленную эксплуатацию опытных образцов, теоретические и экспериментальные разработки по повышению жесткости и быстроходности механизма.

В шестом разделе приведена методология синтеза впервые созданной волновой реечной передачи (ВРП) и создания на ее основе устройства линейного перемещения рабочих органов (УЛП), в том числе для ввода движения в герметичное пространство.

Отличительной особенностью ВРП являются:

- фазовый сдвиг взаимодействующих с рейкой толкателей друг относительно друга на угол пропорциональный числу толкателей Z, т.е. ф0 = 2tt/Z;- установка в корпусе механизма толкателей с шагом Рт, отличающемся от шага клиновых зубьев рейки Рр на величину ДТ = Рт — Рр = Рр(Кт ± i), где Кт = 1,2,... - целое число;

- каждый из толкателей перемещается в корпусе движителя в соответствии с диаграммой, представленной на рис.12, на которой можно выделить три участка на фазе подъема и три - на фазе опускания.

Контакт толкателей с рейкой осуществляется лишь на прямолинейных -активных участках хода толкателя ha: 1-2 (фаза подъема) и 4-5. (фаза опускания). За счет фазового сдвига толкателей осуществляется перекрытие: при Z = 6 в зацеплении постоянно находятся два толкателя.

Рис. 12 - Диаграмма движения толкателя Рабочая часть толкателя, взаимодействующая с рейкой, может быть выполнена либо в виде ролика, либо в виде зубчатой гребенки. В последнем случае резко увеличивается коэффициент перекрытия, плавность движения рейки и тяговое усилие.

Составлена классификационная схема исполнений ВРП. Получены базовые математические зависимости для геометрического синтеза, параметров ВРП и диаграммы движения ее толкателей, силового расчета, оценки к.п.д. и ресурса.

ВРП с зубчатыми толкателями обладают лучшими характеристиками по тяговому усилию на рейке, передаточному числу, жесткости. Но имеют меньшую (на 5-15%) величину к.п.д. Контактные напряжения и жесткость изменяются в них циклически пропорционально площади контакта взаимодействующих зубьев.

Изготовлены опытные образцы ВРП с роликовыми толкателями и трехкоординатный транспортный манипулятор с их использованием (рис.13), на которых выполнены исследования кинематики, жесткости, к.п.д., тяговой способности.

Рис. 13 - Экспериментальный волновой реечный механизм и транспортный манипулятор с волновыми реечными механизмами.

Исследования геометрических и кинематических характеристик выполнялись на измерительной машине фирмы Карл Цейсс и координатно-измерительной машине KMZ-W фирмы Маузер. На рис.14 приведен график полученной при этом внутришаговой погрешности выходного звена опытного образца механизма. Накопленная внутришаговая погрешность выходного звена составила 250 мкм, что несколько ниже ожидаемой по составляющим погрешностей элементов кинематической цепи механизма (погрешности фазовой установки кулачков, направляющих толкателей, шагов зубьев рейки), изготовленного в примитивных условиях.

По результатам испытаний роликового ВРП на стендах получены характеристики тягового усилия (125 Н), жесткости на РО (1,7 НУмкм), к.п.д. при максимальной нагрузке (0,75-0,8).

Теоретические и экспериментальные исследования позволили разработать методику проектирования ВРП и устройства линейного перемещения на его основе с устройством выбора зазора в реечном зацеплении и установкой разделительной мембраны между толкателями и корпусом модуля для герметизированного исполнения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ В диссертационной работе получены следующие основные результаты.

1. Впервые систематизированы и уточнены на основе анализа взаимодействия в рабочем процессе рассматриваемых подсистем ТОМ многоцелевых тяжелых станков базовые технические показатели исполнительного механизма реечного поступательного следящего привода, включающие:

- величину тягового усилия на уровне 65-80 кН;

- диапазон скоростей рабочих подач в пределах 1-5000 мм/мин;

- величину скорости ускоренного перемещения > 10000 мм/мин;

- диапазон ускорений при разгоне а > 1,47 - 4,4 м/с2 (0,15 - 0,45 g).

2. Определены новые методы и математические зависимости для геометрического, кинематического и силового анализа ортогональной реечной передачи в составе следящего привода подачи РО тяжелого станка, позволяющие рассчитывать базовые характеристики передачи при проектировании, в том числе с применением разработанных программных модулей, а также новых моделей конечно-элементного моделирования контактного взаимодействия косозубой консольной вал-шестерни с рейкой в программном комплексе А^УБ, позволившие установить необходимость уточнения расчетного коэффициента нагрузки по ГОСТ 21354-87 в многопарном зацеплении по распределению нагрузки между зубьями и длине контактных линий.

3. Создана математическая модель и метод расчета устройства выбора зазоров и создания натягов в реечном приводе, учитывающих упругую связь в реечном зацеплении и упругость натяжного устройства, позволяющие при проектировании определять требуемую суммарную жесткость привода по заданным допустимом смещении РО и внешнем воздействии, минимальную и максимальную величину предварительного натяга в зацеплении.

4. Созданы математическая модель многопараметрической оптимизации конструкции конечного звена реечного привода - консольной косозубой вал-шестерни, установленной на подшипниковых опорах, по составной целевой функции, максимизирующей значение парциальной частоты системы и коэффициент среднего изменения длины контактных линий, а также минимизирующей делительный диаметр и коэффициент нагрузки.

5. Разработаны модели и методы исследования динамических процессов установившегося движения РО технологических обрабатывающих модулей с приводами от зубчатых реечных передач с устройствами выбора зазоров и создания предварительного натяга в зацеплении и безлюфтовых червячно-реечных передач с гидростатической смазкой, позволяющие с использованием разработанных программ обеспечивать подбор параметров динамических систем (положение центра масс, расчетные инерционно-массовые, упругие и демпфирующие параметры) и достижение требуемых амплитудно-частотных характеристики ТОМ на стадии проектирования.

6. Впервые в отечественной практике совместно с НПО ЭНИМС создана червячно-реечная передача с гидростатической смазкой (ЧРПГС), защищенная охраноспособными документами, позволившая на ее основе разработать и освоить конструкции тяжелых многоцелевых станков с контурной системой ЧПУ. Станок мод. 6М610ФЗ со встроенной ЧРПГС показал хорошие результаты при обработке стандартных образцов деталей, при исследовании нагрузочной способности и жесткости, экспонировался на ВДНХ СССР, и отмечен серебряными медалями. Три модели станка с приводом от ЧРПГС уже около 30 лет успешно эксплуатируются в авиапромышленности (ОАО АВИАСТАР, г. Ульяновск), сохраняя паспортную точность.

7. Впервые создана конструкция волновой реечной передачи (ВРП) с дискретным ортогональным взаимодействием промежуточных роликовых и зубчатых звеньев- толкателей с зубьями рейки для линейного привода рабочего органа, защищенная охраноспособными документами, теоретические и экспериментальные исследования которой на специальных стендах с использованием точного контрольно-измерительного и универсальных электроизмерительных приборов и оборудования позволили сделать вывод о работоспособности принятой схемы ВРП и возможности создания на ее основе герметичных вводов линейного перемещения. Созданные методика расчета и синтеза ВРП позволили выполнить проектирование и изготовление манипулятора - перегрузчика.

8. Разработан программный модуль Rack&Gear автоматизированного проектирования ортогональной косозубой зубчатой реечной передачи по критерию прочностной надежности и жесткости контактного взаимодействия звеньев с учетом действующих скоростей и ускорений поступательных перемещений выходного звена, построения твердотельных моделей косозубой шестерни и рейки с точным профилем рабочих поверхностей зубьев, защищенный свидетельствами РФ на программы ЭВМ, обеспечивающий достижение требуемых параметров проектных решений и сокращение сроков конструкторской подготовки производства приводов.

9. Результаты исследования позволяют:

- разработать рекомендации по проектированию с применением полученных зависимостей, реализованных в модуле САПР Яаск&Оеаг, механические системы с зубчатыми реечными передачами для приводов подачи РО тяжелых машин с тяговым усилием на уровне 65-80 кН и рекомендуемым расчетным ресурсом «14600 часов при диапазоне скоростей перемещения 110000 мм/мин;

- определить для привода с зубчатыми реечными передачами с выбором зазоров в зацеплении требуемый уровень жесткости механической системы при расчете амплитудно-частотных характеристик проектируемого привода;

- откорректировать в сторону ужесточения требования к уровню точности, установленному ГОСТ 10242-81, и соответствующему уровню технологии производства элементов реечных передач;

- повысить технические характеристики ЧРПГС по быстродействию и тяговой способности путем устранения выявленных в процессе опытно-промышленной эксплуатации конструктивных и технологических недоработок и организовать централизованное производство передачи;

- разработать конструкции вводов линейного перемещения (в том числе герметичных) для использования в машинах для раскроя материалов и автоматизации различных вспомогательных работ.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЕ

В изданиях по списку ВАК:

1. Лимаренко, Г. Н. Проектирование механических приводов и моделирование их динамики./ М.П. Головин, Г.Н. Лимаренко, А.Н. Щепин // СТИН. № 10,2002, С.-7-11.

2. Лимаренко, Г.Н. Геометрия зацепления в ортогональной зубчатой реечной передач / Г.Н. Лимаренко, С.И. Мальковский // Вестник машиностроения. 2009, №1, С.-11-15.

3. Лимаренко, Г.Н. Программный комплекс для синтеза ортогональной зубчато-реечной передачи./ Г.Н. Лимаренко, С.И. Мальковский // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2010, №4, С.-16-22.

4. Лимаренко, Г.Н. Некоторые особенности синтеза зубчатых реечных передач для поступательных приводов станков./ Г.Н.Лимаренко // СТИН. 2010,№4, с.-10-13.

5. Лимаренко, Г.Н. Стенд для исследования устойчивости движения стола продольного строгально-фрезерного станка / Г.Н.Лимаренко //Станки и инструмент, №7 1967, с.-24-26-

6. Лимаренко, Г.Н. Червячно-реечная передача с гидростатической смазкой в продольном фрезерно-расточном станке с ЧПУ/ Е.С. Артюхов, А.Д.Герасимов, Г.Н.Лимаренко // Станки и инструмент. 1979, №10, С.-27.

7. Лимаренко, Г.Н. Гидростатические направляющие стола тяжелого продольно-фрезерно-расточного станка с ЧПУ/ Е.С. Артюхов, Г.И. Айзеншток,

И.И. Вовнейко, Г.Н. Лимаренко, М.М. Лаптик, В.А. Яковлев // Вестник машиностроения. 1980, №11 с.26-28.

8. Лимаренко, Г.Н. Исследование некоторых характеристик волнового реечного механизма / Г.Н. Лимаренко, Н.В. Василенко // Вестник машиностроения. 1984. №3, с. 28-32.

9. Лимаренко, Г.Н. Синтез геометрических параметров зацепления реечного механизма с волновым характером взаимодействия звеньев / Г.Н. Лимаренко, Н.В. Василенко. //Известия вузов. Машиностроение. 1986, №2, с. 67-71.

В других центральных и региональных изданиях:

10. Лимаренко, Г.Н. Устойчивость движения столов тяжелых станков. В кн. Расчет и конструирование металлорежущих станков./ A.C. Проников // М.: Высшая школа. 1968. C.-226-230.

11. Лимаренко, Г.Н. Реечная передача, работающая по принципу бегущей волны /Т.Н. Лимаренко. // Межвузовский сб. Теория машин металлургического и горного оборудования. Вып.9. - Свердловск, 1985, с. 94-99.

12. Лимаренко, Г.Н Высокоточный транспортный автоматический манипулятор с электрическим приводом модели ОЛП 15 / Н.В.Василенко, Г.Н.Лимаренко, Н.И.Щелок // Информационный листок № 50-86. Серия Р 55.29.35 - Красноярск: ЦНТИ, 1986. -3 с.

13. Лимаренко, Г.Н. Волновые поступательные механизмы для приводов транспортных роботов ГАП /Г.Н. Лимаренко, И.Э. Лепп., А.Н. Новиков // IV Всесоюзное совещание по робототехническим системам: (Мат-лы совещания, Киев 27-29 октябрь, 1987 г.). - Киев, 1987.-Ч.1. С.-223-224.

14. Лимаренко, Г.Н. К выбору оптимальных параметров герметичного волнового поступательного привода неограниченного перемещения / Г.Н. Лимаренко.//Устройства и системы автоматики автономных объектов.-Материалы краевой научно-технической конференции, Красноярск. 1987. - с.-132.

15. Лимаренко, Г.Н. Разработка методов расчета и проектирования волновых реечных механизмов для поступательных приводов робототехники: дис. ...канд. техн. наук: 05.02.18: защищена 14.04.1988: утв. 10.08.1988 / Лимаренко Герольд Николаевич.- Красноярск.,1988.- 218 е.- Библиогр.: С.203 -215.

16. Лимаренко, Г.Н. Рычажно-реечный волновой механизм / Г.Н.Лимаренко, М.П.Яроцкий, A.A. Соломкин и др. // Мат-лы межвухзовской научно-методической конференции с международным участием : «Проблемы техники и технологии XXI века». 1990.

17. Лимаренко, Г.Н. Параметрический синтез герметичной волновой реечной передачи / Г.Н. Лимаренко, А.П. Баран, М.П. Яроцкий М.П.и др. // Мат-лы научно-методической конференции: «Материалы, технологии и конструкции». Красноярск, CAA, 1995.

18. Лимаренко, Г.Н. Циклическое изменение параметров упругой системы волнового реечного механизма / Г.Н. Лимаренко, A.A. Соломкин, А.А Васин

//Вестник Красноярского государственного технического университета, КГТУ. Вып.7. Сер. «Машиностроение, транспорт». Красноярск, 1997, с.-116-120.

19. Лимаренко, Г.Н. Динамика машин и приводов: Учеб. пособие / Г.Н.Лимаренко.//Красноярск: Изд-во КГТУ, 1997.- 219 с.

20. Лимаренко, Г.Н. Уравновешивание генератора волн волнового реечного механизма./Г.Н. Лимаренко, A.A. Соломкин. //Вестник КГТУ, Вып. 15 - Отв. ред. Е.Г.Синенко. Красноярск: КГТУ, 1999, С.-105-110.

21. Лимаренко, Г.Н. К расчетному определению динамических характеристик экспериментального стенда волнового реечного механизма/ A.A. Соломкин, Г.Н. Лимаренко. // Мат-лы краевой научно-технической конференции: «Молодежь и наука - третье тысячелетие», Красноярск, 1999.

22. Лимаренко, Г.Н. Автоматизированное проектирование и моделирование динамики механических приводов / М.П. Головин, Г.Н. Лимаренко// Конструкторско-технологическая информатика - 2000: Труды конгресса. В 2-х томах, T.I: IV международный конгресс. М.: Изд-во «Станкин», 2000 - с. 145148.

23. Лимаренко, Г.Н. Функция положения волнового реечного механизма с эксцентриковым генератором волн / Г.Н. Лимаренко, A.A. Соломкин.// Вестник КГТУ Вып. 22: Отв. ред. Е.Г.Синенко. Красноярск: КГТУ, 2001, С.-31-35.

24. Лимаренко, Г.Н. Динамический анализ транспортного манипулятора с волновым реечным приводом / Г.Н. Лимаренко, A.A. Соломкин, H.A. Колбасина, И.В. Кудрявцев // Транспортные средства Сибири: сб. научных трудов с международным участием под общей редакцией С.П. Ереско. -Красноярск: ИПЦ КГТУ, Вып.8,2002, с.-319-326.

25. Лимаренко, Г.Н. Геометрический синтез волновой реечной передачи с эксцентриковым генератором / Г.Н.Лимаренко, А.А.Соломкин, М.В.Шевчугов // В сб.: Проблемы машиностроения и новые материалы (Борисовские чтения): материалы Всероссийской научно-технической конференции с международным участием, 14-16 сентября 2006 г., Красноярск. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2006, е.-109-14.

26. Лимаренко, Г.Н. Динамика машин. Анализ динамического качества механических приводов при проектировании: Учебное пособие / Г.Н. Лимаренко, А.Н. Щепин, М.П. Головин, H.A. Колбасина, М.В. Шевчугов. -Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2006. -124 с.

27. Лимаренко, Г.Н. Проектирование волнового реечного механизма с кулачковым приводом./Г.Н. Лимаренко, М.В. Шевчугов// В материалах 7-й международной конференции «Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта (CAD/CAM/PDM - 2007)»/ Под ред. E.H. Артамонова.- М.: Институт проблем управления РАН, 2007, с.-178-181.

28. Лимаренко, Г.Н. Расчет контактных напряжений в зацеплении реечной передачи с эксцентриковым приводом / М.В. Шевчугов, B.C. Скачков, Г.Н. Лимаренко // Машиностроение: сб. науч. тр.- отв. ред. Е.Г.Синенко,-Красноярск; Сиб. федер. ун-т; Политехи, ин-т, 2007, с.-147-150.

29. Лимаренко, Г.Н. Анализ кинематических погрешностей реечного механизма с эксцентриковым приводом / Г.Н. Лимаренко, М.В. Шевчугов // Машиностроение: сб. науч. тр.- отв. ред. Е.Г.Синенко.- Красноярск; Сиб. федер. ун-т; Политехи, ин-т, 2007, С.-76-80.

30. Лимаренко, Г.Н. Методика расчетного определения к.п.д. реечных передач для приводов машин / Г.Н.Лимаренко // Машиностроение: сб. науч. ст./ отв. ред. Е.Г.Синенко.- Красноярск: ИПК СФУ, 2008,- 196 с.

31. Лимаренко, Г.Н. Волновой герметичный поступательный ввод / Г.Н.Лимаренко, Ю.В. Фонарева // В сб.: Наука и технологии. Доклады XXIX Российской школы, посвященной 85-летию со дня рождения академика В.П.Макеева. Миасс: МСНТ, 2009. - с.-52.

32 Лимаренко, Г.Н. Волновой герметичный поступательный ввод / Г.Н.Лимаренко, Ю.В.Фонарева // В сб.: Наука и технологии. Доклады XXIX Российской школы, посвященной 85-летию со дня рождения академика В.П.Макеева. Екатеринбург: УрОРАН, 2009. - с. 134-136.

33. Лимаренко, Г.Н. Расчет длины контактных линий в косозубом зацеплении шестерня-рейка / Г.Н. Лимаренко, М.С. Богорад // Машиностроение: сб. научн. ст./отв. ред. Е.Г.Синенко. - Красноярск, 2009 с.69-72.

34. Ганенко, К.Е. Комбинированный продольно-строгальный станок модели 7225 / К.Е. Ганенко, A.A. Наумов, Б.Х. Рубинович, Г.И. Жевелев, Г.Н. Лимаренко и др. // Извещение Госкомитета по делам изобретений и открытий СССР о регистрации работы в Государственном реестре научно-исследовательских и проектно-конструкторских работ за № 53434.

35. Василенко, Н.В. Высокоточный транспортный автоматический манипулятор с электрическим приводом модели ОЛП 15 / Н.В. Василенко, Г.Н. Лимаренко, Н.И. Щелок // Информационный листок № 50-86. Серия Р 55.29.35 -Красноярск: ЦНТИ, 1986. -3 с.

36. Василенко, Н.В. Высокоточный электромеханический модуль линейного перемещения/Н.В.Василенко,Г.Н. Лимаренко, Н.И. Щелок// Информационный листок №14-86, Серия Р 55.29.35.- Красноярск, ЦНТИ, 1986. -3 с.

Патенты и авторские свидетельства:

37. A.c. 150340 СССР, МКИ3 Кл.49с,106, Кл.49Ь,406 Привод подъема траверсы металлообрабатывающего станка портального типа / Г.Н. Лимаренко, 1962.-Бюл.№18.

38. A.c. 216409 СССР, МКИ3 Кл.47Ь,22, Кл.47а,20 F06h, F06f. Устройство для гашения продольных колебаний стола станка портального типа / Г.Н. Лимаренко, 1968.-Бюл. № 14.

39. Свидетельство СССР на промышленный образец № 5175. Двухстоечный продольный фрезерно-расточной станок с программным управлением. / И.Я. Полетило, A.B. Скляров, Г.Н. Лимаренко, А.Ф. Елисеев, Л.Н. Стельман. 2.04. 1975.

40. A.c. 563527 СССР, МКИ3 Кл.2 F16H 25/20. Гидростатическая червячно-реечная передача/ И.Н.Чурин, А.Д. Герасимов, Е.С. Артюхов, Г.Н. Лимаренко, Э.П. Ледовской, 1977,- Бюл. №24.

41. A.c. 706618 СССР, МКИ3 Кл.2 F16H 1/16. Червячно-реечная передача с гидростатической смазкой./ Е.С.Артюхов, Г.Н. Лимаренко, И.Н. Чурин, А.Д. Герасимов, 1979.-Бюл.№48.

42. A.c. 659351 СССР, МКИ3, Кл.2 В 23Р 19/04. Устройство для монтажа и демонтажа стола тяжелого металлорежущего станка / Е.С. Артюхов, Г.Н. Лимаренко, И.Н. Чурин, А.Д. Герасимов, H.H. Гаев, A.A. Шмаков. 1979, Бюл,-№16.

43. A.c. 715858 СССР, МКИ3 Кл.2 F16H 1/16. Червячно-реечная передача с гидростатической смазкой./ Е.С. Артюхов, И.С. Цитович, Г.Н. Лимаренко, 1980.- Бюл. №6.

44. A.c. 1043392 СССР, МКИ3 A F 16Н 19/04. Волновая реечная передача с промежуточными звеньями в виде клиньев / Г.Н. Лимаренко, В.А. Турышев, В.И. Сенькин, Н.В. Василенко, Е.С. Артюхов, 1983.- Бюл. № 35.

45. A.c. 1237835 СССР, МКИ3 AI Кл. F16H 25/20. Червячно-реечная передача с гидростатической смазкой./ Е.С. Артюхов, А.Д. Герасимов, Г.Н. Лимаренко, 1986,- Бюл. №22.

46. A.c. 1244415 СССР, МКИ3 А2 F 16Н 19/04. Волновая реечная передача с промежуточными звеньями в виде клиньев / Г.Н. Лимаренко, Н.В. Василенко, Е.С. Артюхов, 1986.- Бюл. № 26.

47. A.c. 1298454 СССР, МКИ3 А2 F 16Н 19/04. Волновая реечная передача с промежуточными звеньями в виде клиньев / Г.Н. Лимаренко, Н.В. Василенко, П.Н. Сильченко, И.Э. Лепп, Л.К. Ковалев, 1987.- Бюл. №11.

48. A.c. 168269 СССР, МКИ3 А2 F 16Н 19/04. Волновая реечная передача с промежуточными звеньями в виде клиньев / Г.Н. Лимаренко, Н.В. Василенко, И.Э. Лепп, В.Н. Кундель, Ю.П. Колесников, Е.Л. Михайлова, 1991.- Бюл. № 37.

49. Патент РФ на изобретение №2230245 CI F16H 19/04. Волновая реечная передача с промежуточными звеньями в виде клиньев / Г.Н. Лимаренко, A.A. Соломкин, 2004.-Бюл. №16.

50. Патент РФ на изобретение №2309310 CI F16H 21/16. Волновая реечная передача с промежуточными звеньями в виде клиньев / Г.Н. Лимаренко, М.В. Шевчугов, A.B. Рагимханов, 2007.- Бюл. № 30.

51. Кинематический и динамический синтез волнового рычажно-реечного механизма / Д.Б. Елисеев, Г.Н. Лимаренко, A.A. Соломкин // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2006611274.

52. Разработка программного комплекса для проектирования и анализа механических передач / Д.И. Морозов, М.П. Головин, Н.В. Атрохова, Г.Н. Лимаренко // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2006612310.

53. Программный комплекс для проектирования и анализа волнового реечного механизма с эксцентриковым приводом / B.C. Скачков, М.В. Шевчугов, A.B. Рагимханов, Г.Н. Лимаренко // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2007610858.

54. Программа расчета динамических параметров валов на упругих опорах / Д.Б. Елисеев, Г.Н. Лимаренко, А.Н. Щепин // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2007610166.

55. Расчет собственных значений и частотных характеристик многомерной системы механического привода / Г.Н. Лимаренко, А.Н. Щепин, Н.В. Атрохова, н,а, Колбасина // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2007612948.

56. Автоматизированный расчет кинематических возмущающих воздействий в динамической системе механического привода / Г.Н. Лимаренко, А.Н. Щепин, Е.В. Карасев // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2007613060.

57. Автоматизированный расчет динамических параметров механических передач / Г.Н. Лимаренко, А.Н. Щепин, Е.В. Карасев // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2007613061.

58. Программный комплекс для проектирования ортогональных и неортогональных реечных передач с возможностью создания твердотельной 30

модели прямозубой и косозубой шестерни реечного привода / С.И. Мальковский, Г.Н. Лимаренко // Г.Н. Лимаренко, А.Н. Щепин, Е.В. Карасев // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2008615056.

59. Программный комплекс для проектирования, профилирования геометрии и создания твердотельной 30 модели кулачка для волнового реечного механизма с кулачковым приводом / С.Ж. Галиахметов, М.В. Шевчугов, Г.Н. Лимаренко // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2008612284.

60. Программный модуль по расчету динамики привода к программе Яаск&Оеаг / А.П. Смирнов, Г.Н. Лимаренко, Ю.В. Фонарева // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2009613278.

61. Программный комплекс имитационного моделирования и анализа плоских рычажных механизмов / М.П. Головин, Г.Н. Лимаренко, С.Н. Скорняков, Д.В. Филатов, Д.С.Сидоренко // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2005611656.

Соискатель

Подписано в печать 12.07.2010 Формат 60x84/16. Усл.-изд. л. 1,9 Тираж 120 экз. Заказ № 2122

Отпечатано в типографии БИК СФУ 660041, Красноярск, пр. Свободный, 82а

ВВЕДЕНИЕ.

Раздел 1. МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРИВОДОВ МАШИН

С РЕЕЧНЫМИ ПЕРЕДАТОЧНЫМИ МЕХАНИЗМАМИ.

1.1. Технологические машины с поступательно перемещаемыми рабочими органами и основы проектирования их приводов.

1.1.1. Основные типы технологических машин с поступательными РО.

1.1.2. Методология проектирования привода РО технологического обрабатывающего модуля.

1.2. Обзор конструкций и методик проектирования реечных передаточных механизмов.

1.2.1. Конструкции реечных ПМ.

1.2.2. Расчеты и исследования реечных ПМ.

1.3. Методы проектирования исполнительных механизмов автоматизированных электроприводов для поступательных перемещений РО.

1.3.1. Приводы поступательных перемещений.

1.3.2. Взаимодействие привода перемещения РО с несущей системой.

1.4. Проблемы создания приводов подач с реечными механизмами.

Выводы по разделу 1.

Раздел 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ЗУБЧАТЫХ

РЕЕЧНЫХ ПЕРЕДАТОЧНЫХ МЕХАНИЗМОВ.

2.1. Геометрические и кинематические характеристики.

2.1.1. Геометрия ортогональных реечных передач.

2.1.2. Кинематика ортогональных реечных передач.

2.2. Силовой анализ реечных передаточных механизмов.

2.2.1. Силовое взаимодействие звеньев.

2.2.2. Коэффициент полезного действия.

2.3. Характеристики упругой системы в реечном приводе РО.

2.3.1. Модели упругих систем приводов.

2.3.2. Синтез устройств выбора зазоров в приводах.

2.4. Моделирование контактного взаимодействия шестерни с рейкой в ортогональном зацеплении.

2.4.1. Формирование твердотельных моделей элементов передачи.

2.4.2. Расчетная модель передачи в программном комплексе ANS YS

Выводы по разделу 2.

Раздел 3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ МЕХАНИЗМОВ

ПРИВОДОВ С ЗУБЧАТЫМИ РЕЕЧНЫМИ ПЕРЕДАЧАМИ.

3.1. Проектирование механического привода для перемещения РО.

3.1.1. Управление проектированием привода.

3.1.2. Подготовка исходных данных к проектированию привода.

3.2. Методика проектирования зубчатого реечного механизма.

3.2.1. Критерии работоспособности зубчатых реечных передач.

3.2.2. Методика расчета на контактную выносливость.

3.2.3. Методика расчета на изгибную выносливость.

3.2.4. Методика расчета на прочность при максимальной нагрузке.

3.3. Алгоритм проектирования конечного звена привода.

3.3.1. Выбор материалов, термической и другой обработки, шероховатости рабочих поверхностей зубьев.

3.3.2. Расчет допускаемых напряжений контактной и изгибной прочности и выносливости.

3.3.3. Проектировочный расчет размеров шестерни и рейки.

3.3.4. Поиск оптимальных значений параметров конструкции конечного звена.

3.3.5. Проверочный расчет передачи на выносливость и прочность

3.4. Проектирование исполнительного механизма привода.

3.4.1. Кинематический расчет привода подач.

3.4.2. Синтез кинематической схемы привода.

3.5. Программный модуль для синтеза зубчатой реечной передачи.

Выводы по разделу 3.

Раздел 4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ

ХАРАКТЕРИСТИК ЧЕРВЯЧНО-РЕЕЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ

С ГИДРОСТАТИЧЕСКОЙ СМАЗКОЙ.

4.1. Методология проектирования механического привода с ЧРПГС.

4.1.1. Основы проектирования опор и передач с гидростатической смазкой.

4.1.2. Конструкция и геометрия ЧРПГС.

4.2. Исследование технических характеристик ЧРПГС.

4.2.1. Расчет технических характеристик.

4.2.2. ЧРПГС как конечное звено привода.

4.2.3. Критерии работоспособности передачи.

4.2.4. Особенности технологии производства элементов передачи, обеспечивающей ее работоспособность.

4.3. Проектирование механического привода с ЧРПГС.

4.3.1. Выбор конструктивной схемы привода.

4.3.2. Кинематический расчет привода подач.

Выводы по разделу 4.

Раздел 5. РАСЧЕТНЫЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРИВОДОВ С РЕЕЧНЫМИ

ПЕРЕДАЧАМИ.

5.1. Расчетные исследования динамической системы стационарно установленного привода стола.

5.1.1. Динамическая система привода стола.

5.1.2. Расчет вынужденных колебаний стола на холостом ходу.

5.2. Расчетные исследования подвижного привода, установленного на рабочем органе.

5.2.1. Динамическая система привода, установленного на подвижной стойке.

5.2.2. Исследование динамической системы привода.

5.3. Экспериментальные исследования гидростатической червячнореечной передачи в приводе стола станка модели 6М61 ОФЗ.

5.3.1. Эффективность передачи при контурном фрезеровании.

5.3.2. Экспериментальная оценка технических характеристик привода.

5.4. Разработка рекомендаций по совершенствованию и применению ЧРПГС в тяжелых станках.

Выводы по разделу 5.

Раздел 6. СИНТЕЗ РЕЕЧНЫХ ПЕРЕДАТОЧНЫХ МЕХАНИЗМОВ

С ПРОМЕЖУТОЧНЫМИ ЗВЕНЬЯМИ.

6.1. Устройства линейного перемещения на базе волновой реечной передачи (ВРП).

6.1.1. Области применения и требуемые характеристики УЛП.

6.1.2. Классификация УЛП на основе ВРП.

6.2. Геометрический и кинематический синтез зацепления роликового толкателя с зубьями рейки.

6.2.1. Синтез зацепления роликовых толкателей с зубьями рейки.

6.2.2. Синтез закона перемещения толкателя.;.

6.3. Силовой анализ ВРП.

6.3.1. Силовой анализ ВРП с роликовыми толкателями.

6.3.2. ВРП с зубчатыми толкателями.

6.3.3. Выбор зазора и создание натяга в зацеплении.

6.4. Экспериментальные исследования опытных образцов ВРП с промежуточными звеньями.

6.4.1. Экспериментальный стенд и методика исследований.

6.4.2. Экспериментальные исследования ВРП с роликовыми толкателями.

6.4.3. Экспериментальные и теоретические исследования приводных модулей на основе ВРП.

Выводы по разделу 6.

Актуальность исследований. Отрасль станкостроения в настоящее время слабо решает задачи по обновлению парка технологического оборудования для обеспечения выпуска конкурентоспособной продукции. По данным Ассоциации «Станкоинструмент» парк механообрабатывающего оборудования, состоящий преимущественно из отечественных станков, за последние 15 лет практически не обновлялся, сократился на 1 миллион единиц и составляет сегодня около полутора миллиона единиц. Более 70 % станочного парка эксплуатируется свыше 15-20 лет и находится награни полного физического износа. По производству станков в мире Россия занимает 22-е место из 34 стран, а во времена СССР занимала 3-е место. Из-за низкой платежеспособности по потреблению станков Россия также находится во второй половине списка. Из наиболее сложных высокопроизводительных и точных станков (многоцелевых обрабатывающих центров) страна закупает лишь 4 % от общего объема закупок станков. Зарубежные производители стремятся обеспечить свою технологическую безопасность и конкурентоспособность, выполняя действующие международные соглашения о контроле за экспортом товаров и технологий двойного назначения.

В конце прошлого века в металлообработке за рубежом произошла технологическая революция: благодаря развитию режущего инструмента и систем электронного управления и приводов в производство все более внедряются высокоскоростное фрезерование (используются скорости подач до 40-60 м/мин, ускоренного перемещения рабочих органов (РО) - до 90 м/с2), обработка без применения СОЖ, обработка закаленных материалов и др.

В поступательных приводах металлообрабатывающих комплексов, где требуются перемещение РО на величину от 3 до 15 и более метров, нашли применение точные реечные зубчатые передачи с устройствами выбора зазоров и создания натягов, винтовые и червячные безлюфтовые передачи с гидростатической смазкой, линейные электродвигатели. Перемещаемые РО указанных машин, выполненные на направляющих с гидростатической смазкой, отличающиеся значительными геометрическими размерами и массой (несколько десятков тонн), переменным значением (по модулю и направлению) и положением вектора силовых воздействий относительно направляющих и ведущего звена, обеспечивают точность перемещения до нескольких микрометров, устойчивость и высокую плавность движения, отсутствие резонансных и самовозбуждающихся колебаний.

Отличительной конструктивной особенностью реечных передаточных механизмов (ПМ) от других типов передач (зубчатых, червячных и др.) является то, что относительное перемещение звена рейки осуществляется в направляющих, связанных с осью вращения зубчатого колеса (червяка) сложной размерной цепью. Взаимодействующие звенья передачи устанавливаются в разных 1 корпусных деталях. Практическое выполнение направляющих подвижного узла с закрепленной рейкой или с приводным звеном и установка ведущего звена или рейки требуют для сборки реечного зацепления использования методов пригонки или регулировки. В других типах передач взаимное положение ведущего и ведомого звеньев определяется обработкой базовых поверхностей в одном корпусе. Реечные передачи являются передачами незамкнутого типа. Долгое время зубчатые реечные передачи считались вообще не пригодными для точных перемещений РО станков.

Подготовка производства многоцелевых тяжелых станков является весьма сложной, трудоемкой и затратной операцией, требующей привлечения к ней высококвалифицированных специалистов: конструкторов, технологов, электронщиков, производственников, а также использования современной информационной поддержки, научно-методических разработок и материалов. Все это относится и к проектированию, и к освоению в производстве реечных приводов поступательных перемещений РО станков.

В научно-технической и справочной литературе приводятся краткие описания конструкций новых типов реечных ПМ, содержатся некоторые расчетные зависимости, позволяющие дать приближенную оценку их эксплуатационным характеристикам, технологичности и экономической эффективности. Реечные передачи рассматриваются как разновидность зубчатых цилиндрических передач. В ГОСТ 16531-83 (Передачи зубчатые цилиндрические. Термины, определения и обозначения) рейку рассматривают как «сектор цилиндрического зубчатого колеса, диаметры делительной и однотипных соосных поверхностей которого бесконечно велики, вследствие чего эти поверхности являются параллельными плоскостями, а концентрические окружности - параллельными прямыми». Геометрические и кинематические особенности реечных передач слабо исследованы. Стандарты на другие типы реечных ПМ (червячно-реечные с осевым расположением червяка, с гидростатической смазкой) отсутствуют. На реечных ПМ с промежуточными звеньями, с угловым расположением оси ведущей шестерни, с устройствами выбора зазоров в зацеплении, с волновыми реечными передачами нет методических рекомендаций по проектированию.

Имеющаяся ограниченная информация по реечным ПМ не дает возможности конструкторам и эксплуатационникам квалифицированно разрабатывать реечные приводы. Есть необходимость в систематическом изложении информационного, методического и справочного материала, а также в создании программных продуктов по расчету и конструированию приводов с реечными передачами, предназначенных для использования в современном металлообрабатывающем и другом оборудовании тяжелого машиностроения, в проектируемых мехатронных станочных системах. Технические параметры реечных ПМ, их надежность существенно влияют на характеристики качества приводов. Особо высокие требования предъявляются к механизмам следящих приводов, используемых в оборудовании с автоматическим управлением, эксплуатируемого по схеме «безлюдной технологии». Приводы станков с реечными ПМ должны отвечать современным требованиям по тяговому усилию, быстроходности, точности, безлюфтовости, долговечности, жесткости, виброустойчивости, высокого КПД и др. Вопросы проектирования и конструирования реечных приводов в механических системах следящих приводов тяжелых машин с автоматизированным электроприводом являются достаточно актуальными.

В диссертационной работе представлены результаты исследований и проектирования косозубых реечных преобразователей движения с выбором зазоров в зацеплении и кинематической цепи, червячно-реечных передач с гидростатической смазкой, волновых реечных передаточных механизмов и приводов подач РО на их основе, направленные на совершенствование методов расчета и анализа разрабатываемых конструкций, ускорению процессов подготовки производства тяжелых многоцелевых станков, на восполнение имеющихся пробелов по научно-методическим рекомендациям, касающихся проектирования реечных передач и приводов для тяжелых и других машин с автоматизированным электроприводом.

Объектом исследования являются реечные передачи, осуществляющие рабочий процесс при поступательном перемещении рабочих органов машин с автоматизированным приводом.

Предмет исследования - процесс проектирования приводов с реечными передачами и реечных передаточных механизмов, их параметрического синтеза в соответствии с функциональными требованиями технологических модулей.

Цель диссертационной работы - разработка теории и методов проектирования реечных передаточных механизмов поступательных приводов автоматизированных машин.

Задачи исследования:

- определение основных требований и параметров технических характеристик, предъявляемых к реечным передаточным механизмам (ПМ) в составе следящих приводов проектируемых крупных многоцелевых технологических модулей;

- разработка теории расчета реечных передач: геометрических, кинематических и прочностных характеристик косозубого ортогонального и неортогонального реечных зацеплений, КПД, жесткости зубчато-реечных приводов с устройством выбора зазора и создания предварительного натяга в кинематической цепи, статических и динамических характеристик приводов при установившемся движении, учитывающих действие вектора сил в разомкнутом реечном зацеплении, уточняющей и дополняющей известные методы расчета цилиндрических зубчатых передач;

- теоретический и экспериментальный анализ впервые создаваемого образца червячно-реечной передачи с гидростатической смазкой для использования в приводе подачи опытно-промышленного образца тяжелого станка с контурной системой числового программного управления;

- теоретические и экспериментальные исследования впервые создаваемых волновых реечных передач и разработка рекомендаций по проектированию на их основе автономных электромеханических модулей линейного перемещения;

- разработка рекомендаций по управлению проектированием поступательных механизмов следящих реечных приводов с автоматизированным приводом на основе использования в средах САБ/САМ/САЕ, разработанных программных модулей, позволяющих сократить сроки конструкторско-технологи-ческой подготовки производства, оптимизировать параметры машин на стадии конструирования и моделирования.

Методы исследования. При решении поставленных в работе задач использованы:

- разработки теоретических моделей объектов, в том числе твердотельных компьютерных, их расчет и анализ с использованием известных положений теоретической механики, сопротивления материалов, теории колебаний, технологии машиностроения, методов численного и конечно-элементного анализа в программных комплексах МаЛСас!, Апзуэ, Соэтоз^^огкз;

- экспериментальные исследований реечных передаточных механизмов и приводов с их использованием на специально спроектированных и изготовленных стендах с применением измерительных приборов и оборудования;

- производственные и экспериментальные исследования опытно-промышленных образцов реечных передач и следящих реечных приводов при производственных испытаниях станков с автоматическим управлением с использованием современного прецизионного измерительного оборудования и вибродиагностических приборов.

Достоверность научных результатов обеспечена:

- методологической базой исследования, основанной на фундаментальных теориях и математическом анализе в качестве основного инструмента исследования;

- экспериментальной проверкой адекватности теоретических исследований;

- подтвержденными безупречными результатами почти 30-летней промышленной эксплуатации металлорежущих станков с гидростатическими чер-вячно-реечными приводами подач рабочих органов и контурной системой ЧПУ на предприятиях оборонной промышленности.

Научная новизна исследований и теоретическое значение заключается в следующем.

1. Сформирована система основных требуемых параметров привода подач РО технологических обрабатывающих модулей (ТОМ), позволяющая определять базовые технические показатели механической части реечного поступательного следящего привода тяжелых машин.

2. Показана необходимость и разработаны методы расчета:

- базовых геометрических и кинематических параметров ортогональной и неортогональной зубчатых реечных передач, используемых при проектировании механических систем следящих приводов подач;

- КПД реечных передач на основе анализа системы коэффициентов потерь в зацеплении, подшипниковых опорах приводной шестерни (червяка) и направляющих поступательно перемещаемого РО, учитывающих действие сил в зацеплении ведущего звена с рейкой;

- оптимальных параметров конструкции конечного звена реечного привода, учитывающих приведенную к зацеплению жесткость консольной вал-шестерни, ее подшипниковых опор и системы привода, а также суммарную длину контактных линий и коэффициент нагрузки;

- устройства выбора зазоров и создания натягов в реечном приводе, учитывающих упругую связь в реечном зацеплении и упругость натяжного устройства, позволяющие при проектировании определять требуемую суммарную жесткость привода по заданным внешнем воздействии и допустимом смещении РО, минимальную и максимальную величину предварительного натяжения в зацеплении.

3. Определены путем конечно-элементного моделирования в программном комплексе А^УБ характер распределения и величины контактных напряжений в многопарном косозубом реечном зацеплении от действия сил, приложенных к рейке, позволивший выявить необходимость уточнения расчетного коэффициента нагрузки в зацеплении по ГОСТ 21354-87.

4. На основе теоретических и экспериментальных исследований совместно с НПО ЭНИМС впервые в отечественной практике создана червячно-реечная передача с гидростатической смазкой (ЧРПГС), защищенная охраноспособными документами, позволившая на ее основе разработать и освоить конструкции и производство тяжелых многоцелевых станков с контурной системой ЧПУ, внедренных на Минском и Ульяновском предприятиях станкостроения и успешно эксплуатируемых в оборонной промышленности.

5. Экспериментально подтверждена возможность создания автономных электромеханических линейных приводов, в том числе для ввода движения в изолированное пространство, на базе впервые созданных волновых реечных передач (ВРП) — механизмов с роликовыми и зубчатыми промежуточными звеньями и с многокулачковым приводом, защищенных охраноспособными документами.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Система базовых технических показателей исполнительного механизма реечного поступательного следящего привода, полученная на основе анализа взаимодействия в рабочем процессе подсистем технологических обрабатывающих модулей многоцелевых тяжелых станков.

2. Математические модели механизмов поступательного перемещения, обеспечивающие выбор параметров зубчатого реечного зацепления, отличающиеся от параметров цилиндрических зубчатых передач, и позволяющие формировать программные комплексы для автоматизированного расчета зубчатых реечных передач.

3. Расчетные зависимости для определения КПД реечных передач на основе анализа системы коэффициентов потерь в зацеплении, подшипниковых опорах приводной шестерни (червяка) и направляющих, учитывающих действие сил в разомкнутом зацеплении ведущего звена с рейкой.

4. Методика расчета устройства выбора зазоров и создания натягов в реечном приводе, учитывающая упругую связь в реечном зацеплении и упругость натяжного устройства, позволяющая определять требуемую суммарную жесткость привода, по заданным внешней нагрузке и допустимой деформации, минимальную и максимальную величину силы предварительного натяжения в зацеплении.

5. Конечно-элементная модель контактного многопарного взаимодействия в зацеплении консольной шестерни и рейки, учитывающие поперечную и крутильную жесткость шестерни, позволяющая выявлять характер распределения и величину контактных напряжений от действия сил, приложенных к рейке, и уточнять на их основе величину расчетного коэффициента нагрузки в зубчатом реечном зацеплении по ГОСТ 21354-87.

6.Конструкция червячно-реечной передачи с гидростатической смазкой (ЧРПГС) с системой подвода смазки через вращающийся червяк и рейками с полимерным покрытием рабочих профилей, примененная в приводе подачи стола многоцелевого станка с ЧПУ.

7. Созданная волновая реечная передача (ВРП), преобразующая возвратно-поступательное перемещения дискретных толкателей, взаимодействующих с кулачковым валом, в равномерное поступательное перемещение рейки. Разработана конструкция и выполнены теоретические и экспериментальные исследования по созданию нового типа реечного механизма с промежуточными звеньями, предназначенного для автономного электромеханического мехатронно-го линейного ввода, включая ввод в герметичное пространство. :

Практическая ценность результатов:

1. Разработана методика проектирования механической системы следящего привода поступательного движения РО с зубчатым реечным преобразователем, а также с ЧРПГС, включающая разработку технического задания (ТЗ), подготовку исходных данных на основе ТЗ, кинематический расчет привода с подбором широкорегулируемого электропривода, синтезом кинематической и конструктивной схемы механической системы с устройствами выбора зазоров, оптимизационного синтеза конструктивных параметров конечного звена привода по критерию максимального значения частоты его собственных колебаний.

2.Разработаны рекомендации по управлению проектированием поступательных механизмов следящих реечных приводов рабочих органов машин с автоматизированным электроприводом на основе использования разработанных программных модулей САПР Ыаск&Оеаг в средах САО/САМ/САЕ, позволяющих оптимизировать параметры конечного звена зубчатого реечного привода по критерию максимального значения парциальной частоты его колебаний, сократить сроки конструкторско-технологической подготовки производства.

3. Разработана и освоена в производстве конструкция и технология производства ЧРГЕГС, внедрена на Минском предприятии «МЗОР» (станки моделей 6М61 ОФЗ,6М612ФЗ, 6М616ФЗ), Ульяновском предприятии «УЗТС» (станок модели 6620МФ4) и рекомендована НТС отрасли станкостроения к организации серийного производства, с учетом доработки конструкции для повышения ее быстродействия и жесткости. Станки «МЗОР» с ЧРПГС в приводах РО уже около 30 лет успешно эксплуатируются, обеспечивая паспортную точность, на предприятии ЗАО «АВИАСТАР-СП», г. Ульяновск.

4. Разработаны методики расчетов динамических характеристик приводов при установившемся движении РО тяжелых станков, приводимых в движение зубчатой реечной передачей с выбором зазоров в зацеплении и червячно-реечной передачей с гидростатической смазкой, с подвижным и стационарно установленным конечным звеном, позволяют оценить частоты и формы колебаний системы при различном положении центра масс и расчетных инерционно-массовых параметрах на стадии проектирования;

5. Разработана методика расчета и синтеза ВРП позволила выполнить проектирование и изготовление для предприятия п/я Г-4147 и некоторых других конструкцию манипулятора-перегрузчика.

Область применения результатов:

- конструкторско-технологические бюро предприятий (фирм), занимающиеся разработкой конструкций и исследованием приводов тяжелых станков и других систем с автоматизированным электроприводом;

- высшие профессиональные образовательные учреждения, занимающиеся подготовкой специалистов, магистров, бакалавров, осуществляющие также подготовку аспирантов в области конструкторской и технологической подготовки производств в машиностроении.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 61 научная работа, включая 9 работ по списку ВАК, 13 патентов и авторских свидетельств на изобретения, 11 свидетельств о регистрации программ для ЭВМ.

Апробация работы. Основные результаты теоретических и экспериментальных исследований докладывались на IV Всесоюзном совещании по робото-техническим системам (Киев, 1987); Краевой научно-технической конференции «Устройства и системы автоматики автономных объектов» (Красноярск, 1987); Краевой научно-технической конференции «Молодежь и наука - третье тысячелетие» (Красноярск, 1999); IV международном конгрессе «Конструктор-ско-технологическая информатика - 2000» (Москва, 2000); 7-й международной конференции «Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта, (CAD/CAM/PDM-2007)» (Москва, 2007); 5-й Российской научно-технической конференции «Математическое моделирование и компьютерный инженерный анализ» (Екатеринбург, 2008); научно-практической конференции «Российское инновационное станкостроение. Комплексные технологии. Наука. Производство» и 10-й Международной выставке «Металлообработка 2008» (Москва, 2008); XXIX Российской школе, посвященной 85-летию со дня рождения академика В. П. Макеева «Наука и технологии» (Миасс, 2009); на заседаниях технических советов предприятий станкостроения и семинарах кафедры ПиЭММ СФУ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, шести разделов, заключения, списка библиографических источников, приложений.

9. Результаты исследования позволяют:

- разработать рекомендации по проектированию с применением полученных зависимостей, реализованных в модуле САПР Каск&веаг, механические системы с зубчатыми реечными передачами для приводов подачи РО тяжелых машин с тяговым усилием на уровне 65-80 кН и рекомендуемым расчетным ресурсом -14 600 часов при диапазоне скоростей перемещения 1-10 ООО мм/мин;

- определить для привода с зубчатыми реечными передачами с выбором зазоров в зацеплении требуемый уровень жесткости механической системы при расчете амплитудно-частотных характеристик проектируемого привода;

- откорректировать в сторону ужесточения требования к уровню точности, установленному ГОСТ 10242-81, и соответствующему уровню технологии производства элементов реечных передач;

- повысить технические характеристики ЧРПГС по быстродействию и тяговой способности путем устранения выявленных в процессе опытно-промышленной эксплуатации конструктивных и технологических недоработок и организовать централизованное производство передачи;

- разработать конструкции вводов линейного перемещения (в том числе герметичных) для использования в машинах для раскроя материалов и автоматизации различных вспомогательных работ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе получены следующие основные результаты.

1. Впервые систематизированы и уточнены на основе анализа взаимодействия в рабочем процессе рассматриваемых подсистем ТОМ многоцелевых тяжелых станков базовые технические показатели исполнительного механизма реечного поступательного следящего привода, включающие:

- величину тягового усилия на уровне 65-80 кН;

- диапазон скоростей рабочих подач в пределах 1-5 ООО мм/мин;

- величину скорости ускоренного перемещения >10 ООО мм/мин;

- диапазон ускорений при разгоне > 1,47-4,4 м/с2 (0,15-0,45 g).

2. Определены новые методы и математические зависимости для геометрического, кинематического и силового анализа ортогональной реечной передачи в составе следящего привода подачи РО тяжелого станка, позволяющие рассчитывать базовые характеристики передачи при проектировании, в том числе с применением разработанных программных модулей, а также новых моделей конечно-элементного моделирования контактного взаимодействия косо-зубой консольной вал-шестерни с рейкой в программном комплексе ANS YS, позволившие установить необходимость уточнения расчетного коэффициента нагрузки по ГОСТ 21354-87 в многопарном зацеплении по распределению нагрузки между зубьями и длине контактных линий.

3. Созданы математическая модель и метод расчета устройства выбора зазоров и создания натягов в реечном приводе, учитывающих упругую связь в реечном зацеплении и упругость натяжного устройства, позволяющие при проектировании определять требуемую суммарную жесткость привода по заданным допустимом смещении РО и внешнем воздействии, минимальную и максимальную величину предварительного натяга в зацеплении.

4. Созданы математическая модель многопараметрической оптимизации конструкции конечного звена реечного привода - консольной косозубой вал-шестерни, установленной на подшипниковых опорах, по составной целевой функции, максимизирующей значение парциальной частоты системы и коэффициент среднего изменения длины контактных линий, а также минимизирующей делительный диаметр и коэффициент нагрузки.

5. Разработаны модели и методы исследования динамических процессов установившегося движения РО технологических обрабатывающих модулей с приводами от зубчатых реечных передач с устройствами выбора зазоров и создания предварительного натяга в зацеплении и безлюфтовых червячно-реечных передач с гидростатической смазкой, позволяющие с использованием разработанных программ обеспечивать подбор параметров динамических систем (положение центра масс, расчетные инерционно-массовые, упругие и демпфирующие параметры) и достижение требуемых амплитудно-частотных характеристики ТОМ на стадии проектирования.

6. Впервые в отечественной практике совместно с НПО ЭНИМС создана червячно-реечная передача с гидростатической смазкой (ЧРПГС), защищенная охраноспособными документами, позволившая на ее основе разработать и освоить конструкции тяжелых многоцелевых станков с контурной системой ЧПУ. Станок модели 6М610ФЗ со встроенной ЧРПГС показал хорошие результаты при обработке стандартных образцов деталей, при исследовании нагрузочной способности и жесткости, экспонировался на ВДНХ СССР и был отмечен серебряными медалями. Три модели станка с приводом от ЧРПГС уже около 30 лет успешно эксплуатируются в авиапромышленности (ОАО АВИАСТАР, г. Ульяновск), сохраняя паспортную точность.

7. Впервые создана конструкция волновой реечной передачи (ВРП) с дискретным ортогональным взаимодействием промежуточных роликовых и зубчатых звеньев-толкателей с зубьями рейки для линейного привода рабочего органа, защищенная охраноспособными документами, теоретические и экспериментальные исследования которой на специальных стендах с использованием точного контрольно-измерительного оборудования и универсальных электроизмерительных приборов позволили сделать вывод о работоспособности принятой схемы ВРП и возможности создания на ее основе герметичных вводов линейного перемещения. Созданные методика расчета и синтеза ВРП позволили выполнить проектирование и изготовление манипулятора-перегрузчика.

8. Разработан программный модуль Яаск&Оеаг автоматизированного проектирования ортогональной косозубой зубчатой реечной передачи по критерию прочностной надежности и жесткости контактного взаимодействия звеньев с учетом действующих скоростей и ускорений поступательных перемещений выходного звена, построения твердотельных моделей косозубой шестерни и рейки с точным профилем рабочих поверхностей зубьев, защищенный свидетельствами РФ на программы ЭВМ, обеспечивающий достижение требуемых параметров проектных решений и сокращение сроков конструкторской подготовки производства приводов.

1. Агамиров, В. Л. Справочник проектировщика промышленных, жилых ïï общественных зданий и сооружений. Расчетно-теоретический : в 2 кн. Кн. 1 /

2. Л. Агамиров ; под ред. А. А. Уманского. М.: Стройиздат, 1972. - 600 с.

3. Амосов, И. С. Осциллографическое исследование вибрации при резании металлов / И. С. Амосов // Точность механической обработки и пути ее по-^ьнпения. -М.-Л.: Машгиз, 1956.

4. Анурьев, В. И. Справочник конструктора-машиностроителя : в 3 т. Т. 1 / ЗВ. И. Анурьев. М.: Машиностроение, 2001. - 864 с.

5. Антифрикционное покрытие для опор ТПКЗМ-ЗО-1. ТУ АДИ 559-2005. *3>ГУП ЦНИИМ.Санкт-Петербург. Электронный ресурс.

6. Артоболевский, И. И. Теория механизмов и машин : учебник для втузов / И. И. Артоболевский. М. : Наука, 1988. - 640 с.

7. Артоболевский, И. И. Синтез плоских механизмов / И. И. Артоболевский, Н. И. Левитский, С. А. Черкунов. М. : Физматгиз, 1959. - 1084 с.

8. Артюхов, Е. С. Исследование червячно-реечной передачи с гидростатической смазкой приводов подач тяжелых металлорежущих станков : дис. . канд. техн. наук : 05.03.01 / Е. С. Артюхов. Минск, 1981. - 185 с. Библиогр. : 162—172. (Полное описание.)

9. Гидростатические направляющие стола тяжелого продольно-фрезерного станка с ЧПУ / Е. С. Артюхов, Г. И. Айзеншток, Г. Н. Лимаренко и др. // Вестник машиностроения. 1980. - № 11. - С. 26-28.

10. Артюхов, Е. С. Червячно-реечная передача с гидростатической смазкой в продольном фрезерно-расточном станке с ЧПУ / Е. С. Артюхов, А. Д. Герасимов, Г. Н. Лимаренко. — Станки и инструмент. 1979. - № 10. - С. 27.

11. А. с. 563527 СССР, МКИ3 Кл.2 F16H 25/20. Гидростатическая червячно-реечная передача / И. Н. Чурин, А. Д. Герасимов, Е. С. Артюхов, Г. Н. Лимаренко, Э. П. Ледовской. 1977. - Бюл. № 24.

12. А. с. 706618 СССР, МКИ3 Кл.2 F16H 1/16. Червячно-реечная передача с гидростатической смазкой / Е. С. Артюхов, Г. Н. Лимаренко, И. Н. Чурин, А. Д. Герасимов. 1979. - Бюл. № 48.

13. А. с. 715858 СССР, МКИ3 Кл.2 F16H 1/16. Червячно-реечная передача с гидростатической смазкой / Е. С. Артюхов, И. С. Цитович, Г. Н. Лимаренко. -1980.-Бюл. №6.

14. А. с. 659351 СССР, МКИ3 Кл.2 В 23Р 19/04. Устройство для монтажа и демонтажа стола тяжелого металлорежущего станка / Е. С. Артюхов, Г. Н. Лимарен-ко, И. Н. Чурин, А. Д. Герасимов, Н. Н. Гаев, А. А. Шмаков. 1979. -Бюл. № 16.

15. А. с. 1244415 СССР, МКИ3 А2 Б 16Н 19/04. Волновая реечная передача с промежуточными звеньями в виде клиньев / Г. Н. Лимаренко, Н. В. Василенко, Е. С. Артюхов. — 1986. Бюл. № 26.

16. А. с. 1298454 СССР, МКИ3 А2 Б 16Н 19/04. Волновая реечная передача с промежуточными звеньями в виде клиньев / Г. Н. Лимаренко, Н. В. Василенко, П. Н. Сильченко, И. Э. Лепп, Л. К. Ковалев. 1987. - Бюл. № 11.

17. А. с. 168269 СССР, МКИ3 А2 Р 16Н 19/04. Волновая реечная передача с промежуточными звеньями в виде клиньев / Г. Н. Лимаренко, Н. В. Василенко, И. Э. Лепп, В. Н. Кундель, Ю. П. Колесников, Е. Л. Михайлова. 1991. — Бюл. № 37.

18. А. с. 1237835 СССР, МКИ3 А1 Кл. Р16Н 25/20. Червячно-реечная передача с гидростатической смазкой / Е. С. Артюхов, А. Д. Герасимов, Г. Н. Лимаренко. 1986. - Бюл. № 22.

19. А. с. 1043392 СССР, МКИ3 А Р 16Н 19/04. Волновая реечная передача с промежуточными звеньями в виде клиньев / Г. Н. Лимаренко, В. А. Турышев, В. И. Сенькин, Н. В. Василенко, Е. С. Артюхов, 1983. Бюл. № 35.

20. А. с. 150340 СССР, МКИ3 Кл.49с,106, Кл.49Ь,406. Привод подъема траверсы металлообрабатывающего станка портального типа / Г. Н. Лимаренко. — 1962.-Бюл. № 18.

21. А. с. 216409 СССР, МКИ3 Кл.4711,22, Кл.47а,20 БОбИ, Б06£ Устройство для гашения продольных колебаний стола станка портального типа / Г. Н. Лимаренко. 1968. - Бюл. № 14.

22. А. с. 263344 СССР МКИ3 / В. Э. Пуш, А. А. Какойло, С. Н. Шатохин. -1970.-Бюл. № 7.

23. Проектирование механических приводов и моделирование их динамики / М. П. Головин, Г. Н. Лимаренко, А. Н. Щепкин // СГИН. 2002. - № 10. - С. 7-11.

24. А. с. 523646 СССР. Гидростатическая червячно-реечная передача. Иностранец X. Нойгебауэр (ФРГ). 1976. - Бюл. № 28э.

25. Ачеркан, Н. С. Расчет и конструирование металлорежущих станков / Н. С. Ачеркан. М.: Машгиз, 1952. - 745 с.

26. Асташев, В. К. Вибрации в технике : справочник. В 6 т. / ред. совет : В. Н. Челомей. М.: Машиностроение, 1981. - Т. 6. - 456 с.

27. Асташев, В. К. Динамика машин и управление машинами : справочник / В. К. Асташев, В. И. Бабицкий, И. И. Вульфсон и др. ; под ред. Г. В. Крейни-на. -М. : Машиностроение, 1988. 240 с.

28. Аугустайтис, В.-К. В. Автоматизированный расчет колебаний машин / В.-К. В. Аугустайтис, Г.-П. К. Мозура, К. Ф. Славинскас и др. ; под ред. К. М. Рагульскиса. Л.: Машиностроение, 1988. - 104 с.

29. Бабаков, Н. А. Теория автоматического управления : в 2 ч. Ч. 1. Теория линейных систем автоматического управления / Н. А. Бабаков, А. А. Воронов, А. А. Воронова и др.; под ред. А. А. Воронова. М.: Высш. шк., 1986. — 367 с.

30. Байзельман, Р. Д. Подшипники качения: справочник / Р. Д. Байзель-ман, Б. В. Цыпкин, Л. Я. Перель. М.: Машиностроение, 1975. - 572 с.

31. Бернацкий, И. П. Механические системы вакуумно-космических роботов и манипуляторов : учеб. пособие. В 2 т. Т. 1 / И. П. Бернацкий, Н. В. Василенко, Е. Н. Головенкин и др.; под ред. Н. В. Василенко, К. Н. Явленского. — Томск : МГП «Раско», 1998. 465 с.

32. Бидерман, В. Л. Теория механических колебаний / В. Л. Бидерман. — М.: Высш. шк., 1980. 408 с.

33. Биргер, И. А. Расчет на прочность деталей машин: справочник / И. А. Биргер, Б. Ф. Шорр, Г. Б. Иосилевич. -М.: Машиностроение, 1979. 702 с.

34. Бобров, А. Н. Автоматизированные фрезерные станки для объемной обработки / А. Н. Бобров, Ю. Г. Перченок. Л.: Машиностроение, 1979. - 231 с.

35. Борисов, В. И. Общая методология конструирования машин / В. И. Борисов. -М.: Машиностроение, 1978. 120 с.

36. Бушуев, В. В. Гидростатическая смазка в станках / В. В. Бушуев. М.: Машиностроение, 1989. - 176 с.

37. Бушуев, В. В. Практика конструирования машин: справочник / В. В. Бушуев. М.: Машиностроение, 2006. - 448 с.

38. Валькова, Т. А. Теория механических колебаний: сб. заданий для курсовых работ / Т. А. Валькова, Н. В. Еркаев, В. Ф. Терентьев. Красноярск : ИПКСФУ, 2008.-213 с.

39. Варакса, А. П. Разработка и исследование частотно-регулируемого электропривода для механизмов главного движения тяжелых фрезерных станков : дисс. . канд. техн. наук : 05.09.03 / А. П. Варакса. Минск, 1980 (описание гл. 1 с. 13-42).

40. Василенко, Н. В. Высокоточный электромеханический модуль линейного перемещения / Н. В. Василенко, Г. Н. Лимаренко, Н. И. Щелок // Информационный листок № 14-86, Серия Р 55.29.35. Красноярск: ЦНТИ, 1986. - 3 с.

41. Василенко, Н. В. Высокоточный транспортный автоматический манипулятор с электрическим приводом модели ОЛП 15 / Н. В. Василенко, Г. Н. Лимаренко, Н. И. Щелок // Информационный листок № 50-86. Серия Р 55.29.35. -Красноярск: ЦНТИ, 1986. 3 с.

42. Вейц, В. Л. Вынужденные колебания в металлорежущих станках / В. Л. Вейц, В. К. Дондошанский, В. И. Чиряев. М., Л.: Машгиз, 1959.

43. Вейц, В. Л. Динамика машинных агрегатов / В. Л. Вейц. Л. : Машиностроение, 1969. - 370 с.

44. Вейц, В. Л. Динамика приводов с замкнутыми кинематическими цепями / В. Л. Вейц, И. А. Гидаспов, Г. В. Царев. Саранск: Изд-во Мордовского ун-та, 1991.-180 с.

45. Волохин, А. И. Доклад на Всероссийской научно-технической конференции «Высокотехнологичное металлообрабатывающее оборудование для решения инновационных задач машиностроительных предприятий / А. И. Волохин. Ижевск, 2007.

46. Вульфсон, И. И. Динамические расчеты цикловых механизмов / И. И. Вульфсон. Л.: Машиностроение, 1976. - 328 с.

47. Вульфсон, И. И. Механика машин : учеб. пособие для втузов / И. И. Вульфсон, М. Л. Ерихов, М. 3. Коловский и др. ; под ред. Г. А. Смирнова. М.: Высш. шк., 1996. - 511 с.

48. Возможные имитационные модели износа силовой открытой зубчатой передачи с большим передаточным отношением. Наука в образовании: электронный журнал. 2008. — № 8.

49. Волков, Д. П. Волновые зубчатые передачи / Д. П. Волков, А. Ф. Крайнев. Киев: Техника, 1976. - 224 с.

50. Волчкевич, Л. И. Автоматизация производственных процессов : учеб. пособие / Л. И. Волчкевич. М.: Машиностроение, 2007. - 380 с.

51. Высокоскоростная механическая обработка. www.ritm-magazine.ru. 16.04.2009.

52. Герасимов, А. Д. Гидростатические червячно-реечные передачи / А. Д. Герасимов, И. Н. Чурин // Металлорежущие станки и автоматические линии. -№ 7. 1974 - С. 13-18.

53. Герасимов, А. Д. Динамические характеристики гидростатической передачи червяк-рейка / А. Д. Герасимов, И. Н. Чурин // Станки и инструмент. -1977.-№ 11.-С. 24-26.

54. Галибей, Н. И. САПР электромеханических приводов / Н. И. Галибей // Механика современных специальных систем : монография. В 3 т. Т. 3 / под общ. ред. Н. В. Василенко, Н. И. Галибея. Красноярск: ООО «Печатные технологии», 2004. - С. 482-554.

55. Герасимов, А. Д. Разработка и исследование гидростатических элементов с несущими поверхностями сложной формы (эвольвентными и винтовыми) для металлорежущих станков: автореф. дисс. . канд. техн. наук. М. : ЭНИМС, 1976.-25 с.

56. Гидаспов, И. А. Исследование следящего привода подачи металлорежущих станков с замкнутым исполнительным механизмом : атореф. дисс. . канд. техн. наук. Д.: СЗПИ, 1975. — 23 с.

57. Гинзбург, Е. Г. Волновые зубчатые передачи / Е. Г. Гинзбург. JI.: Машиностроение, 1969. - 158 с.

58. Гинзбург, Е. Г. Зубчатые передачи : справочник / Е. Г. Гинзбург, Н. Ф. Голованов, Н. Б. Фирун и др. ; под общ. ред. Е. Г. Гинзбурга. Д.: Машиностроение, 1980. - 416 с.

59. Головин, М. П. Автоматизация проектирования приводов общего назначения / М. П. Головин, В. О. Титовская, Г. Н. Лимаренко, А. П. Баран, Л. Ф. Москвичева. Вестник КГТУ. Вып. 4. Информатизация в образовании. — Красноярск, 1996.-С. 101-109.

60. Головин, М. П. Учебное пособие к курсу лекций по дисциплине Автоматизация управления жизненным циклом продукции : учеб. пособие / М. П. Головин, Л. Н. Головина. Красноярск: ПИ СФУ, 2008. - 138 с.

61. ГОСТ 10242-81. Основные нормы взаимозаменяемости. Передачи зубчатые реечные. Допуски. М.: Издательство стандартов, 1981.

62. ГОСТ 21354—87. Передачи зубчатые цилиндрические эвольвентные внешнего зацепления. Расчет на прочность. М.: ГК СССР по стандартам, 1988.

63. ГОСТ 4543-71 Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия. -М.: Издательство стандартов, 2008.

64. ГОСТ 21098-82 Цепи кинематические. Методы расчета точности. — М.: Издательство стандартов, 1982.

65. ГОСТ 10007-80*. Фторопласт-4. Технические условия. М.: Издательство стандартов, 1980.

66. ГОСТ Р50369-92. Электроприводы. М.: Госстандарт России, 2005.

67. Гришкевич, А. И. Проектирование трансмиссий автомобилей : справочник / А. И. Гришкевич ; под общ. ред. А. И. Гришкевича. М.: Машиностроение, 1984. - 272 с.

68. Гузеев, В. И. Режимы резания для токарных и сверлильно-фрезерно-расточных станков с числовым программным управлением: справочник / В. И. Гузеев, В. А. Батуев, И. В. Сурков ; под ред. В. И. Гузеева. М!: Машиностроение, 2005. - 368 с.

69. Дальский, А. М. Справочник технолога-машиностроителя: в 2 т. Т. 2 / А. М. Дальский / под ред. А. М. Дальского, А. Г. Суслова, А. Г. Косиловой и др.. -М. : Машиностроение-1, 2003. 944 с.

70. Демидов, С. В. Электромеханические системы управления тяжелых металлорежущих станков / С. В. Демидов; под ред. С. В. Демидова. Л. : Машиностроение, 1986. -236 с.

71. Дунаев, П. Ф. Конструирование узлов и деталей машин / П. Ф. Дунаев, О. П. Леликов. М.: Академия. 2006. - 496 с.

72. Дунаевский, Б. И. Расчет сплошных балок, простых пружин (рессор) переменного поперечного сечения / Б. И. Дунаевский // Вестник машиностроения. 1981. - № 4. - С. 36-38.

73. Ермичев, В. А. Износ и трибоусталость зубчатых колес. Интернет-сайт БГИТА / В. А. Ермичев, П. В. Тихомиров. Брянск, 2009.

74. Жевелев, Г. И. Тяжелые горизонтально-расточные и продольно-строгальные станки / Г. И. Жевелев, Б. X. Рубинович, А. М. Тув. М.: Машиностроение. 1969. - 239 с.

75. Жемочкин, Б. Н. Практические методы расчета фундаментных балок и плит на упругом основании без гипотезы Винклера / Б. Н. Жемочкин, А. П. Си-ницын. М.: Госстройиздат, 1962. - 239 с.

76. ЗАО «Сервотехника» г. Москва, 2006. www.servotechnica.ru

77. Иванов, М. Н. Детали машин : учеб. для студентов вузов / М. Н. Иванов. М.: Высш. шк., 1991.-383с.

78. Ильин, М. М. Теория колебаний : учеб. для вузов / М. М. Ильин, К. С. Колесников, Ю. С. Саратов ; под общ. ред. К.С. Колесникова. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2003. - 272 с.

79. Ильницкий, И. И. Колебания в металлорежущих станках и пути их устранения / И. И. Ильницкий. М. - Свердловск: Машгиз, 1958.

80. INA. LinearfEhrungen. Katalog 601-INA Walzlager-Schaeffler KG, Postfach, 1983.

81. Ингерт, Г. X. Динамические характеристики гидростатических опор / Г. X. Ингерт, Б. Г. Лурье // Станки и инструмент. 1972. - № 9. - С. 5-7.

82. Инжиниринг электроприводов и систем автоматизации / М. П. Белов, О. И. Зементов, А. Е. Козярук и др.; под ред. В. А. Новикова, Л. М. Чернигова. М.: Издат. центр «Академия», 2006. - 368 с.

83. Иосилевич, Г. Б. Детали машин / Г. Б. Иосилевич. М.: Машиностроение, 1988.-368 с.

84. Каминская, В. В. Автоматизированный расчет несущих систем металлорежущих станков : метод, рекомендации / сост. : В. В. Каминская, Э. Ф. Кушнир. М.: ЭНИМС, 1990. - 59 с.

85. Каминская, В. В. Станины и корпусные детали станков. Расчет и конструирование / В. В. Каминская, 3. М. Левина, Д. Н. Решетов. М.: Машгиз, 1960.-365 с.

86. Карнаухов, Н. Ф. Электромеханические и мехатронные системы / Н. Ф. Карнаухов. Ростов н/Д: Феникс, 2006. - 320 с.

87. Каширин, А. И. Исследование вибраций при резании металлов / А. И. Каширин. М. - Л.: Изд-во АН СССР, 1944.

88. Кириллин, Ю. В. Совершенствование несущих систем фрезерных станков на основе их моделирования и расчета динамических характеристик: автореф. дисс. . докт. техн. наук / Ю. В. Кириллин. Ульяновск, 2006. - 32 с.

89. Кириллин, Ю. В. Устройство технического диагностирования тяжелых фрезерных станков / Ю. В. Кириллин // Станки и инструмент. 1988. — № 4. -С. 13-14.

90. Ковалев, Н. А. Передачи гибкими колесами // Н. А. Ковалев. — М.: Машиностроение, 1979. — 200 с.

91. Комплексная автоматизированная система управления проектами для инжиниринговых компаний. Сеть Проект, 2005.

92. Ковчин, С. А. Теория электропривода / С. А. Ковчин, Ю. А. Сабинин. СПб.: Атомэнергоиздат, 1994. - 496 с.

93. Козловский, Н. А. Жесткость и виброустойчивость тяжелых фрезерных станков / Н. А. Козловский, М. П. Зайкин; под ред. П. И. Ящерицына. -Мн.: Наука и техника, 1986. — 135 с.

94. Козловский, Н. А. Программа расчета на ЭВМ виброустойчивости фрезерно-расточных станков / сост. Н. А. Козловский и др.. М.: ВНИИТЭМР, 1988.

95. Колбасина, Н. А. Способ получения функций, описывающих профили зубьев, нарезаемых стандартным инструментом на типовом оборудовании /

96. Н. А. Колбасина // Транспортные средства Сибири : сб. науч. трудов с между-нар. участием под общ. ред. С. П. Ереско. 2002. - № 8. - С. 577-588.

97. Коловский, М. 3. Динамика машин / М. 3. Коловский. Л.: Машиностроение, 1989. -263 с.

98. Копылов, И. П. Справочник по электрическим машинам: в 2 т / И. П. Копылов; под ред. И. П. Копылова, Б. К. Клокова. Т. 1. - М.: Энерго-атомиздат, 1988. - 456 е.; Т. 2. - М. : Энергоатомиздат, 1989. - 688 с.

99. Крайнев, А. Ф. Словарь-справочник по механизмам / А. Ф. Крайнев. — М.: Машиностроение, 1987. 560 с.

100. Крагельский, И. В. Трение, изнашивание и смазка: справочник. В 2 кн. Кн. 2 / И. В. Крагельский ; под ред. И. В. Крагельского и В. В. Алисина. — М.: Машиностроение, 1979. 358 с.

101. Krauser, М. Besondere Merkmale der Konstruktion numerisch gesteuer Werkzeugmaschinenbau / M. Krauser // Die Maschine und Werkzeug. 1973. — № 11. -p. 465.

102. Ксеневич, И. П. Тракторы. Проектирование, конструирование и расчет : учебник для студентов машиностроительных вузов / И. П. Ксеневич, В. В. Гуськов, Н. Ф. Бочаров и др. ; под общ. ред. И. П. Ксеневича. — М.: Машиностроение. 1991. — 544 с.

103. Кудинов, В. А. Динамика станков / В. А. Кудинов. М.: Машиностроение, 1967. - 359 с.

104. Кудинов, В. А. Основные факторы, влияющие на равномерность перемещений столов и суппортов при смешанном трении / В. А. Кудинов, Н. М. Лисицын // Станки и инструмент. 1962. - № 2.

105. Кудинов, В. А. Типовые методики и программы испытаний металлорежущих станков / В. А. Кудинов. М.: НИИмаш., 1984. -172 с.

106. Кудрявцев, В. Н. Детали машин / В. Н. Кудрявцев. Л.: Машиностроение, 1981.-462 с.

107. Кудрявцев, В. Н. Планетарные передачи : справочник / В. Н. Кудрявцев, Ю. Н. Кирдяшев, Е. Г. Гинзбург и др.. Л.: Машиностроение, 1977. - 536 с.

108. Кудрявцев, В. Н. Справочник металлиста: в 5 т. Т. 2 / В. Н. Кудрявцев. -М. : Машгиз, 1953. 974 с.

109. Курков, С. В. Метод конечных элементов в задачах динамики механизмов и приводов / С. В. Курков. СПб. : Политехника, 1991. - 224 с.

110. Лебедев, А. М. Следящие электроприводы станков с ЧПУ / А. М. Лебедев и др.. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 223 с.

111. Левина, 3. М. Исследование роликовых опор для направляющих станков / 3. М. Левина, А. Г. Бойм // Станки и инструмент. 1976. - № 10. - С. 20-23.

112. Левина, 3. М. Контактная жесткость машин / 3. М. Левина, Д. Н. Реглетов. М.: Машиностроение, 1971. - 264 с.

113. Левит, Г. А. Гидростатическая передача винт-гайка / Г. А. Левит // Детали и механизмы металлорежущих станков. В 2 т. Т. 2. -М.: Машиностроение, 1972.-С. 305-313.

114. Левитский, Н. И. Колебания в механизмах : учеб. пособие для втузов / Н. И. Левитский. М. : Наука, гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. - 336 с.

115. Левитский, Н. И. Кулачковые механизмы / Н. И. Левитский. М.: Машиностроение, 1964. - 287 с.

116. Левитский, Н. И. Теория механизмов и машин : учеб. пособие для вузов / Н. И. Левитский. М. : Наука, гл. ред. физ.-мат. лит., 1990. - 592 с.

117. Леликов, О. П. Основы расчета и проектирования деталей и узлов машин: конспект лекций по курсу «Детали машин» / О. П. Леликов. — М.: Машиностроение, 2004. 440 с.

118. Леликов, О. П. Прогнозирование ресурса передаточных механизмов по критерию износа / О. П. Леликов, Б. П. Нажесткин // Инженерный журнал. Справочник. 1999. -№ 5. - С. 24-31.

119. Лимаренко, Г. Н. Расчет длины контактных линий в косозубом зацеплении шестерня-рейка. Машиностроение: сб. научн. ст. / Г. Н. Лимаренко, М. С. Богорад ; отв. ред. Е. Г. Синенко. Красноярск, 2009. - С. 69-72.

120. Лимаренко, Г. Н. Реечная передача, работающая по принципу бегущей волны / Г. Н. Лимаренко // Теория машин металлургического и горного оборудования: межвуз. сб. Вып. 9. - Свердловск, 1985. - С. 94-99.

121. Лимаренко, Г. Н. Геометрия зацепления в ортогональной зубчатой реечной передаче / Г. Н. Лимаренко, С. И. Мальковский // Вестник машиностроения. 2009. - № 1. - С. 11-15.

122. Лимаренко, Г. Н. Динамика машин. Анализ динамического качества механических приводов при проектировании : учеб. пособие / Г. Н. Лимаренко, А. Н. Щепин, М. П. Головин, Н. А. Колбасина, М. В. Шевчугов. Красноярск : ИПЦ КГТУ, 2006. - 124 с.

123. Лимаренко, Г. Н. Динамика машин и приводов .* учеб. пособие / Г. Н. Лимаренко. -Красноярск: Изд-во КГТУ, 1997. 219 с.

124. Лимаренко, Г. Н. Разработка методов расчета и проектирования волновых реечных механизмов для поступательных приводов робототехники: дис. . канд. техн. наук: 05.02.18 / Г. Н. Лимаренко. Красноярск, 1988.-218 с. — Библиогр. С. 203-215.

125. Лимаренко, Г. Н. Стенд для исследования устойчивости движения стола продольного строгально-фрезерного станка / Г. Н. Лимаренко // Станки и инструмент. № 7. - 1967. - С. 24—26.

126. Лимаренко, Г. Н. Циклическое изменение параметров упругой системы волнового реечного механизма / Г. Н. Лимаренко, А. А. Соломкин, А. В. Васин // Вестник КГТУ. Вып. 7. Сер. «Машиностроение, транспорт». - Красноярск, 1997.-С. 116-120.

127. Лимаренко, Г. Н. К расчетному определению динамических характеристик экспериментального стенда волнового реечного механизма / Г. Н. Лимаренко, А. А. Соломкин // Молодежь и наука третье тысячелетие: сб. тезисов. — Красноярск, 1999.

128. Лимаренко, Г. Н. Уравновешивание генератора волн волнового реечного механизма / Г. Н. Лимаренко, A.A. Соломкин // Вестник КГТУ. Вып. 15. — Красноярск: КГТУ, 1999.-С. 105-110.

129. Лимаренко, Г. Н. Функция положения волнового реечного механизма с эксцентриковым генератором волн / Г. Н. Лимаренко, A.A. Соломкин // Вестник КГТУ. Вып. 22. - Красноярск : КГТУ, 2001. - С. 31-35.

130. Лимаренко, Г. Н. Анализ кинематических погрешностей реечного механизма с эксцентриковым приводом / Г. Н. Лимаренко, М. В. Шевчугов // Машиностроение: сб. науч. тр. ; отв. ред. Е. Г. Синенко. — Красноярск: ИПК СФУ, 2007.-С. 76-80.

131. Лимаренко, Г. Н. Расчет контактных напряжений в зацеплении реечной передачи с эксцентриковым приводом / Г. Н. Лимаренко, М. В. Шевчугов, В. С. Скачков // Машиностроение: сб. науч. тр.; отв. ред. Е. Г. Синенко. Красноярск: ИПК СФУ, 2007. - С. 147-150.

132. Лимаренко, Г. Н. Рычажно-реечный волновой механизм / Г. Н. Лимаренко, М. П. Яроцкий, А. А. Соломкин, И. Э. Лепп // Проблемы техники и технологии XXI века : сб. тезисов межвухз. науч.-метод. конф. с междунар. участием, 1990.

133. Лимаренко, Г. Н. Параметрический синтез герметичной волновой реечной передачи / Г. Н. Лимаренко, А. П. Баран, М. П. Яроцкий, А. А. Соломкин, И. Э. Лепп // Материалы, технологии и конструкции : сб. тезисов науч.-метод. конф. Красноярск, CAA, 1995.

134. Лимаренко, Г. Н. Волновой герметичный поступательный ввод / Г. Н. Лимаренко, Ю. В. Фонарева // Наука и технологии: тезисы докладов XXIX Российской школы, посвященной 85-летию со дня рождения акад. В. П. Макеева. Миасс: МСНТ, 2009. - С. 52.

135. Норенков, И. П. Информационная поддержка наукоемких изделий. CALS-технологии / И. П. Норенков, П. К. Кузьмик. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. - 320 с.

136. Лимаренко, Г. Н. Методика расчетного определения КПД реечных передач для приводов машин. Машиностроение: сб. науч. ст. / Г. Н. Лимаренко ; отв. ред. Е. Г. Синенко. Красноярск: ИПК СФУ, 2008. - С. 45-51.

137. Лимаренко, Г. Н. Программный комплекс для синтеза ортогональной зубчато-реечной передачи / Г. Н. Лимаренко, С. И. Мальковский // Вестник компьютерных и информационных технологий. № 4. - С. 16-22.

138. Лимаренко, Г. Н. Некоторые особенности синтеза зубчатых реечных передач для поступательных приводов станков / Г. Н. Лимаренко // СТИН. 2010.-№4.-С. 10-13.

139. Лимаренко, Г. Н. Устойчивость движения столов тяжелых станков / Г. Н. Лимаренко // Расчет и конструирование металлорежущих станков. — М.: Высш. шк., 1968. С. 226-230.

140. Лисицын, Н. М. Влияние параметров механической системы на устойчивость движения при смещанном трении / Н. М. Лисицын // Исследования в области металлорежущих станков. Вып. 4. -М.: Машгиз, 1961.

141. Лисицын, Н. М. Об амплитудах и частотах автоколебаний при смешанном трении / Н. М. Лисицын // Вестник машиностроения. 1961. - № 10.

142. Литвин, Ф. Л. Теория зубчатых зацеплений / Ф. Л. Литвин. М. : Гос. изд-во физ-мат. лит., 1960. - 444 с.

143. Милевская, Т. В. Возможные имитационные модели износа силовой открытой зубчатой передачи с большим передаточным отношением / Т. В. Милевская // Наука в образовании: электронный журнал. 2008. - № 8.

144. Михайлов, О. П. Динамика электромеханического привода металлорежущих станков / О. П. Михайлов. М. : Машиностроение, 1989. - 224 с.

145. Мупггаев, А. Ф. Механизмы для устранения зазоров в элементах привода столов станков / А. Ф. Мупггаев // Станки и инструмент. 1960. - № 1. - С. 11-14.

146. Nexen Group Inc., has announced their new Precision Roller Pinion System (RPS). Vadnais Height, Minn. February 14, 2005.

147. Никитин, Б. В. Расчет динамических характеристик металлорежущих станков / Б. В. Никитин. М. Машгиз, 1962. - 111 с.

148. Новиков, А. М. Методология / А. М. Новиков, Д. А. Новиков. М. : Синтег, 2007. - 668 с.

149. Новиков, Д. А. Управление проектами: организационные механизмы / Д. А. Новиков. -М.: МПСОФТ, 2007. 140 с.

150. Типовые методики и программы испытаний металлорежущих станков : метод, рекомендации. — М.: НИИМАШ, 1984. 172 с.

151. Оконный портал ty bet.ru. APRIFIRE, APRILINE ARE реечные привода разработки «GISSE» (Италия). ООО «Брандмастер». Н. Новгород. -www.smokevent.ru.

152. ООО «Билдинг Групп Сервис» Привод для гаражных ворот САМЕ VER 900. Электронный ресурс. — www.global.ru.

153. Опитц, Г. Современная техника производства (состояние и тенденции) / Г. Опитц; сокр. пер. с нем. Ю. В. Найдина и И. Н. Чурина ; под ред. В. С. Васильева. -М.: Машиностроение, 1975. 280 с.

154. Основы конструирования и детали машин : лекционный курс. МГТУ им. Н. Э. Баумана. Кафедра РК-3, 2003. Электронный ресурс.

155. Пат. 2230245 РФ на изобретение МКИ3 C1 F16H 19/04. Волновая реечная передача с промежуточными звеньями в виде клиньев / Г. Н. Лимаренко, А. А. Соломкин, 2004. Бюл. № 16.

156. Пат. 2309310 РФ, на изобретение МКИ3 C1 F16H 21/16 Волновая реечная передача с промежуточными звеньями в виде клиньев / Г. Н. Лимаренко, М. В. Шевчугов, А. В. Рагимханов, 2007. Бюл. № 30.

157. Пат. 2117491 ФРГ. Schneke und Schneken-Zahnstange mit hydrostatischer Schmierung. E.Liebau, G. Liebau, 1972.

158. Подураев, В. H. Автоматически регулируемые и комбинированные процессы резания / В. Н. Подураев. М.: Машиностроение, 1977. - 304 с.

159. Подураев, Ю. В. Мехатроника: основы, методы, применение : учеб. пособие для студентов вузов / Ю. В. Подураев. М.: Машиностроение, 2007. -256 с.

160. Политехнический словарь / редкол. : А. Ю. Ишлинский (гл. ред.) и др. -М.: Большая Российская энциклопедия, 2000. 656 с.

161. Попов, Н. Н. Расчет и проектирование кулачковых механизмов / Н. Н. Попов. М.: Машиностроение, 1980 - 214 с.

162. Привод SuproMatic для гаражных ворот HORMANN.OOO «Херманн Руссия». Новосибирск. Электронный ресурс. www.hormann.ru.

163. Проников, А. С. Проектирование металлорежущих станков и станочных систем: справочник-учебник. В 3 т. Т. 1 / А. С. Проников ; под общ. ред. А. С. Проникова. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана: Машиностроение, 1994.-444 с.

164. Проников, А. С. Проектирование металлорежущих станков и станочных систем: справочник-учебник. В 3 т. Т. 2. Ч. 1 / под общ. ред. А. С. Проникова. -М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана: Машиностроение, 1995. — 371 с.

165. Пуш, В. Э. Автоматические станочные системы / В. Э. Пуш, 3. Пи-герт, В. JI. Сосонкин ; под ред. В. Э. Пуша. М.: Машиностроение, 1982. - 319 с.

166. Пуш, В. Э. Конструирование металлорежущих станков / В. Э. Пуш. -М.: Машиностроение, 1977. 390 с.

167. Расчет и проектирование гидростатической передачи червяк-червячная рейка: рекомендации. М.: ЭНИМС, 1974. - 27 с.

168. Ратмиров, В. А. Повышение точности и производительности станков с программным управлением / В. А. Ратмиров, И. Н. Чурин, С. JI. Шмутер. М.: Машиностроение, 1970. -343 с.

169. Решетов, Д. Н. Демпфирование колебаний в соединениях деталей машин / Д. Н. Решетов, 3. М. Левина // Вестник машиностроения. 1956. -№ 12.

170. Решетов, Д. Н. Детали и механизмы металлорежущих станков: в 2 т. Т.1 / Д. Н. Решетов. М. : Машиностроение, 1972. - 664 с.

171. Решетов, Д. Н. Детали и механизмы металлорежущих станков / Д. Н. Решетов; под ред. Д. Н. Решетова. Т. 2. М.: Машиностроение, 1972. -520 с.

172. Решетов, Д. Н. Работоспособность и надежность деталей машин / Д. Н. Решетов. М.: Высш. шк., 1974. - 206 с.

173. Решетов, Д. Н. Расчет деталей машин на ЭВМ / Д. Н. Решетов, С. А. Шувалов, В. Д. Дудко и др.; под ред. Д. Н. Решетова и С. А. Шувалова. -М.: Высш. шк., 1985.-368 с.

174. Ривин, Е. И. Динамика привода станков / Е. И. Ривин. М.: Машгиз, 1966.-204 с.

175. Ротбарт, Е. А. Кулачковые механизмы / Е. А. Ротбарт. JI.: Судо-строениепромгиз, 1960. - 508 с.

176. Румянцев, А. В. Технология изготовления кулачков / А. В. Румянцев. М.: Машиностроение, 1969. — 208 с.

177. Сабинин, Ю. А. Позиционные и следящие электромеханические системы : учеб. пособие для вузов / Ю. А. Сабинин. СПб. : Энергоатомиздат, 2001.-208 с.

178. Свидетельство СССР на промышленный образец № 5175. Двухсто-ечный продольный фрезерно-расточной станок с программным управлением / Г. Н. Лимаренко, А. Ф. Елисеев, И. Я. Полетило, А. В. Скляров, Л. Н. Стельман. — 2.04.1975.

179. SIMOTION, SINAMICS S120 und MOTOREN for Produktionsmaschinen. Katalog PM 21.2008. www.siemens.com/motioncontrol.

180. Смелягин, А. И. Теория механизмов и машин. Курсовое проектирование : учеб. пособие / А. И. Смелягин. М.: ИНФРА-М ; Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2003.-263 с.

181. Смирнов, А. Ф. Строительная механика. Динамика и устойчивость сооружений : учеб. для вузов / А. Ф. Смирнов, А. В. Александров, Б. Я. Лаще-ников и др. ; под ред. А. Ф. Смирнова. М.: Стройиздат, 1984. - 416 с.

182. Станки продольные фрезерно-расточные. Модели 6612У, 6616У, 6620У, 6625У: руководство по эксплуатации. М.: Станкоимпорт СССР, 1980.

183. Скляров, А. В. Продольный фрезерно-расточной станок с контурным числовым программным управлением. Модель 6М610ФЗ. Технический проект / А. В. Скляров, Г. Н. Лимаренко, Е. С. Артюхов, М. М. Лаптик, В. В. Железняков и др.. Минск: МСПО, 1977. - 200 с.

184. Станкоимпекс групп. Электронный ресурс. www.strana-ru.ru.

185. Солонин, И. С. Расчет сборочных и технологических размерных цепей / И. С. Солонин, С. И. Солонин. М.: Машиностроение, 1980. - 110 с.

186. Тимошенко, С. П. Колебания в инженерном деле / С. П. Тимошенко, Д. X. Янг, У. Уивер ; под ред. Э. И. Григолюка. М.: Машиностроение, 1985. — 472 с.

187. Тлусты, И. Автоколебания в металлорежущих станках / И. Тлусты. — М.: Машгиз, 1956.

188. Сосонкин, В. JI. Программное управление станками / В. JI. Сосон-кин, О. П. Михайлов, Ю. А. Павлов и др. ; под ред. В. JI. Сосонкина. М.: Машиностроение, 1981. — 398 с.

189. Твёрдосмазочный антифрикционный композит № 403 (сурм-АСК). Электронный ресурс. www.surm.ru.

190. Тимофеев, С. И. Детали машин / С. И. Тимофеев. Ростов н/Д: Феникс, 2005.-416 с.

191. Трение, изнашивание и смазка : справочник. В 2 кн. Кн. 2 / под ред. И. В. Крагельского. М.: Машиностроение, 1979. - 358 с.

192. Уманский, А. А. Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений. Расчетно-теоретический / А. А. Уманский; под ред. А. А. Уманского. В 2 кн. Кн. 2. — М.: Госстройиздат, 1973.-415 с.

193. Усаков, В. И. Геометрия выкружки зуба колеса волновой передачи, нарезаемой реечным инструментом / В. И. Усаков, А. К. Шлепкин, С. Н. Ефимов // СТИН. 1995. - № 7. - С. 13-14.

194. УП «МЗОР», Республика Беларусь. Станки с ЧПУ. www.mzor.com.

195. Фельдман, С. Я. Тяжелый продольно-фрезерный станок с ЧПУ и автоматической сменой инструмента / С .Я. Фельдман // Станки и инструмент. — 1981.-№ 12.-С. 22.217. Fertigung N. 3/4. 2004.

196. Form + Werkzeug. 2006. - № 3.

197. Фрезерный станок с ЧПУ. European Tool and Mould making. — 2007. — Vol. 9. - № 7 (сентябрь).

198. Фролов, К. В. Теория механизмов и механика машин : учеб. для вузов / К. В. Фролов, С. А. Попов, А. К. Мусатов и др. ; под ред. К. В. Фролова. -М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004. 664 с.

199. Фролов, К. В. Формирование задачи и общие принципы конструирования // Конструирование машин : справочно-метод. пособие. В 2 т. Т. 1 / К. Ф. Фролов, А. Ф. Крайнев, Г. В. Крейнин и др. ; под общ. ред. К. Ф. Фролова. М.: Машиностроение, 1994. - С. 5-9.

200. Хилл, П. Наука и искусство проектирования / П. Хилл ; пер. с англ. — М.: Мир, 1973.-263 с.

201. Ходаковский, Н. С. Сокращение вспомогательного времени в тяжелом машиностроении / Н. С. Ходаковский. М.: Машиностроение, 1964. - 96 с.

202. Хомяков, В. С. Автоматизированная система расчета статических и динамических характеристик крутильных систем приводов «DYNAR». Программное обеспечение / В. С. Хомяков, С. И. Досько, И. В. Брадис. М.: Мос-станкин, 1990.-28 с.

203. Хомяков, В. С. Автоматизированная система расчета статических и динамических характеристик станков (комплекс программ ESW). Программное обеспечение / В. С. Хомяков, С. И. Досько, И. В. Брадис. М.: Мосстанкин, 1990.-30 с.

204. Хомяков, В. С. Идентификация упругих систем станков на основе модального анализа / В. С. Хомяков, С. И. Досько, Цзои Лю // Станки и инструмент. 1988. - № 7. - С. 11-14.

205. Хомяков, В. С. Об учете демпфирования при динамических расчетах станков / В. С. Хомяков, С. И. Досько // Станки и инслумент. -1990. № 11. - С. 4-7.

206. Часовников, Л. Д. Передачи зацеплением (зубчатые и червячные) / Л. Д. Часовников. -М.: Машиностроение, 1969. 486 с.

207. Козырев, В. В. Анализ и синтез ролико-винтовых передач как исполнительных механизмов электромеханических приводов: дисс. . канд. техн. наук / В. В. Козырев. Владимир ; ВлГУ, 1995. - 413 с.

208. Чернавский, С. А. Курсовое проектирование деталей машин / С. А. Чернавский. М.: ООО ТИД «Альянс», 2005. - 416 с.

209. Чурин, И. Н. Передача червяк-рейка качения с предварительным натягом / И. Н. Чурин, В. Ф. Саломатин // Вестник машиностроения. 1976. — №2.-С. 32-36.

210. Чурин, И. Н. Гидростатическая передача червяк-рейка / И. Н. Чурин, А. Д. Герасимов // Станки и инструмент. 1976. - № 9. - С. 10-13.

211. Шаламов, А. В. Динамическая модель шариковинтовой пары. НПФ Электропривод / А. В. Шаламов, П. Г. Мазеин. www.electroprivod.ru/shvp dynamic.htm.

212. Шатохин, С. Н. Проектирование металлорежущих станков : метод, указания к курсовому проектированию / сост. С. Н. Шатохин. Красноярск: ИПЦКГТУ, 2003.-32 с.

213. Юдин, В. А. Теория механизмов и машин / В. А. Юдин, Л. В. Петро-кас. М.: Высш. шк., 1977. - 527 с.

214. Лимаренко, Г. Н. Программный комплекс для синтеза ортогональной зубчато-реечной передачи / Г. Н. Лимаренко, С. И. Мальковский // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2010. - № 4. - С. 16-22.

215. Свидетельства об официальной регистрации программы для ЭВМ

216. Кинематический и динамический синтез волнового рычажно-реечного механизма / Д. Б. Елисеев, Г. Н. Лимаренко, А. А. Соломкин // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2006611274.

217. Разработка программного комплекса для проектирования и анализа механических передач / Д. И. Морозов, М. П. Головин, Н. В. Атрохова, Г. Н. Лимаренко // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2006612310.

218. Программный комплекс для проектирования и анализа волнового реечного механизма с эксцентриковым приводом / В. С. Скачков, М. В. Шевчугов,

219. А. В. Рагимханов, Г. Н. Лимаренко // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2007610858.

220. Программа расчета динамических параметров валов на упругих опорах / Д. Б. Елисеев, Г. Н. Лимаренко, А. Н. Щепин // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2007610166.

221. Расчет собственных значений и частотных характеристик многомерной системы механического привода / Г. Н. Лимаренко, А. Н. Щепин, Н. В. Атрохо-ва, Н. А. Колбасина // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2007612948.

222. Автоматизированный расчет кинематических возмущающих воздействий в динамической системе механического привода / Г. Н. Лимаренко, А. Н. Щепин, Е. В. Карасев // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2007613060.

223. Автоматизированный расчет динамических параметров механических передач / Г. Н. Лимаренко, А. Н. Щепин, Е. В. Карасев // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2007613061.

224. Программный модуль по расчету динамики привода к программе Ыаск&Сеаг / А. П. Смирнов, Г. Н. Лимаренко, Ю. В. Фонарева // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2009613278.

225. Программный комплекс имитационного моделирования и анализа плоских рычажных механизмов / М. П. Головин, Г. Н. Лимаренко, С. Н. Скорняков, Д. В. Филатов, Д. С. Сидоренко // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2005611656.