автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Синтез адаптивного автовариатора для механических приводов технологических и транспортных машин

„ На правах рукописи

«1®ВР

ЗГОННИК ИРИНА ПАВЛОВНА

СИНТЕЗ АДАПТИВНОГО АВТОВАРИАТОРА ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИВОДОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН

Специальность 05.02.13 - Машины, агрегаты и процессы (промышленность).

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 1 ОКТ 2009

Омск-2009

На правах рукописи

ЗГОННИК ИРИНА ПАВЛОВНА

СИНТЕЗ АДАПТИВНОГО АВТОВАРИАТОРА ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИВОДОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН

Специальность 05.02.13 -Машины, агрегаты и процессы (промышленность).

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Омск - 2009

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Омский государственный технический университет»

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор Балакин П.Д.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Хомченко В.Г.; доктор технических наук, доцент Сыркин В.В.

Ведущее предприятие: Конструкторское бюро транспортного

машиностроения (г. Омск).

Защита диссертации состоится 29 октября 2009 года в 14-00 часов на заседании диссертационного совета Д212.178.10 при ГОУ ВПО Омский государственный технический университет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Омского государственного технического университета.

Отзывы в двух экземплярах с подписью составителя, заверенные печатью организации, просим направлять по адресу: 644050, г. Омск, пр. Мира, И, диссертационный совет Д 212.178.10 Ученому секретарю.

Автореферат разослан «Ш> слмтл.2009 года.

Ученый секретарь диссертационного совета Д212.178.10

к.ф.-м.н., профессор В.И. Суриков

-

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Машиностроение в странах с развитой технологией имеет тенденцию на создание машин автоматического действия, эксплуатация которых требует минимального участия человека.

Как правило, система автоматического управления (САУ) или регулирования (САР) является важнейшей составной частью современной технологической и транспортной машины. В исполнительных органах САУ и САР часто используются гидравлические и пневматические звенья, что делает конструкцию современной машины насыщенной разнородными средами, совместная работа которых порождает много проблем при эксплуатации.

В тоже время, резервы самоорганизации сложных технических систем далеко не исчерпаны, причем многие перспективные решения не обязательно должны создаваться с использованием электронных или иных САУ и САР. Гораздо рациональнее будут, например, механические системы, самоорганизация которых осуществляется на использовании законов механики, что технологически проще и экономически состоятельно.

В работе объектом исследования и проектирования является автоматизированный привод технологической или транспортной машины, в состав которого входят механические передачи, построенные в реализации принципа конструирования систем путем наделения последних свойством адаптации к реальным условиям их изготовления и эксплуатации.

Передачи с адаптивными свойствами способны на автоизменение внутренних характеристик, например, передаточной функции скорости -основной целевой функции механической передачи, тем самым подобный привод приобретает роль автоматического регулятора движением.

Предлагаемые схемы таких передач - автовариаторов, имеют принципиальную техническую новизну, но с позиций аналитической механики синтезируются путем придания новых свойств связям между звеньями передач. Схемы автовариаторов, как правило, содержат в своём строении дополнительную степень свободы и скрытую цепь управления передаточной

функцией скорости, причём эта цепь управления может быть построена исключительно на механических элементах, реализующих законы механики.

В таком случае, актуальной становится задача синтеза автовариатора для технологической или транспортной машины при сохранении стационарной работы двигателя в условиях переменного внешнего нагружения, решению которой и посвящена настоящая диссертация.

Цель диссертационной работы:

Создание автоматического привода машины путем разработки оригинальных схем адаптивного автовариатора со встроенной цепью управления передаточной функцией.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- Создание динамической модели движения технологической или транспортной машины с автовариатором, обеспечивающей стабильный режим работы двигателя в условиях переменного внешнего нагружения.

- Разработка рационального схемного и технического решения конструкции автовариатора.

- Анализ геометрических, кинематических и силовых соотношений в механическом адаптивном плоскоременном автовариаторе.

- Исследование поведения плоского ремня на криволинейном шкиве изменяемой геометрии.

- Разработка анимационной модели и макетного образца шкива для проверки правильности принятых решений.

Методы исследования:

Создание математических моделей механического привода технологических или транспортных машин с неголономной связью между основными звеньями основано на приложениях математики, аналитической механики, теории механизмов и машин к областям кинематики, кинетостатики, динамики механических систем. Разработка алгоритма автоуправления

передаточной функцией механического автовариатора проведена с помощью программы Excel.

Научная новизна работы:

- Разработана математическая модель механического привода с неголономной связью между основными звеньями и встроенной цепью управления передаточной функцией по условию стационарности работы энергетической установки технологической или транспортной машины.

- Установлены геометрические, кинематические и силовые соотношения в адаптивном плоскоременном автовариаторе, обеспечивающим проектный режим работы машины.

Практическая значимость:

- Разработаны оригинальные схемы автоматических вариаторов, построенные на шкивах изменяемой геометрии, в которых исключено собственное вращение стержней относительно их осей. Это достигается за счет того, что с обеих сторон несущих стержней размещен двухподвижный шарнир Гука или шаровая опора, состоящая из шарнира с жестко установленным на нем стержнем, снабженная, по меньшей мере, одним пальцем цилиндрической формы, установленным в шарнир стержня неподвижно. Оба решения защищены патентами.

- Предложена схема конструкции фрикционного планетарного редуктора, в котором автоматически поддерживается симметричный натяг во фрикционных контактах, адекватный внешнему нагружению. Предложенная конструкция редуктора содержит упругий корпус с косым разрезом, размер которого зависит от трансформируемого силового потока. На это техническое решение получен патент.

- Разработан алгоритм синтеза цепи управления и определения геометрических, кинематических и силовых соотношений в плоскоременном адаптивном автовариаторе.

Апробация работы:

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на кафедре теории механизмов и машин ОмГТУ; на межкафедральном семинаре ОмГТУ; на Всероссийской научно-технической конференции "Роль механики в создании эффективных материалов, конструкций и машин XXI века", посвященной 90-летию со дня рождения доктора технических наук, профессора В. Д. Белого в 2006г.; на международной конференции «Динамика систем, механизмов и машин» в 2007г.

Публикации:

По направлению исследования опубликовано 13 работ, из них непосредственно по теме диссертации 10 публикаций, 3 патента на полезные модели, 3 статьи в издании, рекомендуемом ВАК для публикации материалов диссертации.

Личный вклад:

- отработка технических решений рассматриваемых автовариаторов и фрикционного планетарного редуктора;

- разработка динамической модели движения технологической или транспортной машины с автовариатором, обеспечивающей стабильный режим работы двигателя в условиях переменного внешнего нагружения;

- разработка алгоритма синтеза цепи управления и определения геометрических, кинематических и силовых соотношений в плоскоременном адаптивном автовариаторе.

Структура и объем работы:

Диссертация состоит из оглавления, введения, четырех разделов основного текста, заключения, выводов, списка использованных источников, включающего 114 наименований. Содержит 129 страниц основного текста, 48 рисунков и поясняющих схем. Общий объем работы 140 страниц.

В первой главе представлен аналитический обзор фрикционных передач, выделены их достоинства и недостатки, показан мировой уровень развития данной области техники.

Особое внимание уделено вариаторам. Анализ схем их конструкций с операторным управлением передаточной функцией показал, что в большинстве из них управляющее действие формируется и передается через трение, фрикционный контакт, что является недостатком, так как при этом неизбежны энергетические потери и значительные силовые характеристики управляющего импульса.

Известны схемы вариаторов, созданные с элементами автоматического изменения передаточного отношения в зависимости от нагрузки или скорости на ведомом валу. Большинство таких схем работоспособны и перспективны, но не лишены недостатков. Помимо формирования и передачи управляющего воздействия через фрикционный контакт, можно отметить сложность известных конструкций в целом и систем регулирования. В результате - недостаточная надежность в работе, повышенные масса и габариты^ ограничения по применению. Среди других недостатков наиболее часто встречаются: невозможность обеспечения бесступенчатого регулирования во всем диапазоне, малый диапазон регулирования передаточного отношения, большие нагрузки на определенные узлы передач.

В диссертации по вопросам теории и инженерных методов расчета фрикционных передач и вариаторов цитируются работы отечественных ученых в области теории передач в машинах: Есипенко Я.И., Пронина Б.А., Артоболевского И.И., Ревкова A.A., Заблонского К.И., Зиновьева В.А., Умнова Н.В., Дровникова А.Н., Шустера А.Е., Бессонова А.П., Коловского М.З., Кухтенко А.И., Лобусова В.М., Решетова Л.Н., Солодовникова В.В., Плотникова В.Н., Яковлева А.В и др., а также приведен анализ изобретений, патентов отечественных и зарубежных фирм, заключения и опыт проектных организаций: ИМАШ РАН, ЦНИИТМАШ, ЭНИМС, НАМИ, ВНИИМЕТМАШ, ВНИИРедуктор. Рассмотрены конструкции вариаторов отечественных комбайнов, вариаторов автомобилей, бумагоделательных машин, приводов станков, и также вариаторов зарубежных производителей: США — General motors, Reeves, RCM; Японии — Mitsubishi, Simomoto, Honda;

Германии — Blockung und Vanpel, Wallwork, Simplabelt, Webo, SEW , а также фирм Италии, Швейцарии, Франции.

На основании проведенного анализа сформулированы цели и задачи исследования.

Во второй главе приведены основные положения принципа конструирования механических систем путем наделения систем свойством адаптации. Показано, что средствами адаптации для чисто механических систем являются правильное строение и дополнительное к основному движение звеньев, в частности, для автоизменения передаточной функции в строение механической передачи должна входить специальная цепь управления, в форме параллельной структуры, надежно обеспечивающая целевое дополнительное к основному движение звеньев, приводящее к изменению кинематической характеристики передачи.

Структура и свойства связей адаптивной механической передачи должны позволять совершать целевые значительные управляющие движения звеньев, при этом такая механическая система в целом наделяется признаками системы автоматического регулирования (САР), поэтому представляет интерес процесс идентификации звеньев адаптивных механических систем с типовыми звеньями САР, что позволило формализовать процедуру синтеза подобных систем.

Автоматическое регулирование рассматривается как базовый метод управления с целью обеспечения заданного значения управляемой величины на выходе объекта управления. В нашем случае целевой функцией управления могут быть параметры силовой цепи: самоустановка звеньев, натяги во фрикционных контактах, изменение передаточной функции, изменение жесткости элементов конструкции и др.

Если в качестве объекта избрать механическую передачу со встроенной цепью управления внутренними характеристиками, такими, например, как натяги во фрикционных контактах, жесткость элементов передачи или передаточная функция в зависимости от уровня трансформируемого силового

потока, то цепь управления, не имеющая дополнительного источника движения, представляется составной параллельной частью механической системы, и также исполняется материальными телами - звеньями с геометрическими, стационарными связями, в том числе исполняющими основное движение и трансформирующими основной силовой поток.

Рассмотрены схемные решения автовариаторов, а также представлено и исследовано техническое решение на уровне патента фрикционного планетарного редуктора, в котором обеспечивается автоматическое управление двухсторонним симметричным натягом тел качения в зависимости от уровня передаваемого силового потока, тем самым редуктор наделен свойством адаптации к переменному внешнему нагружению, обеспечивая энергетически совершенную его эксплуатацию (рис. 1).

X

Рис. 1. Фрикционный планетарный редуктор: (-приводной вал; 2-коленчатый вал;

3-центральное колесо; 4-упругие пластины; 5-ось ролика; 6-ролики водила; 7-втулка;

8-водило; 9-неподвижное колесо; 10-упругие кольца; 11-упругий корпус с косым разрезом;

12-оолики натяга.

В третьей главе изложены вопросы динамики механического привода с автовариатором, когда традиционные методы составления динамических моделей непригодны из-за наличия в системе неголономной связи.

При наличии в системе неголономной связи количество обобщенных координат оказывается больше числа уравнений связей, которые удается

составить, поэтому задача об определении движения становится неинтегрируемой. Вследствие этого операцию приведения сил и масс целесообразно производить к двум звеньям вариатора раздельно, по обе стороны от неголономной связи, а не к одному, как это обычно имеет место в одноподвижных системах. После раздельного приведения составляются дифференциальные уравнения движения звеньев, при этом заданный закон изменения передаточного отношения и=и(1) рассматривается уже как самостоятельное уравнение связи, накладываемое на их движение. Из-за наличия неголономной связи нельзя, в частности, воспользоваться второй формой уравнения Лагранжа, приходится применять иные математические формы аналитической механики.

Корректно учесть особенности неголономной связи и решить динамическую задачу можно на базе уравнений Ж. Лагранжа с неопределенными множителями. Общий вид уравнения:

Ш а<р,

где А, - неопределенные множители (коэффициенты - инерционные моменты),

А - коэффициенты при скоростях из уравнений неголономных связей, по сути, передаточные функции.

Подставив в (1) дифференциальное уравнение связи между входным и выходным движением и, записав уравнения Лагранжа для ведущего и ведомого звеньев, составляющих неголономную связь, вместе с уравнением неголономной связи, получим систему трех уравнений, решение которой будет таким:

для вала 1 (/, +-12^2,1^ 2,\Ф\ + И2ЛМ"2Р, (2)

для вала 2 (/2 + 7,[/,22)р2 + JiUl2Ul2ф2 = М"ри12 + М2Р. (3)

В диссертации показано, что уравнения (2) и (3) можно получить и на базе уравнений Аппеля, в которых используется функция Гиббса - энергия

ускорений, частная производная от которой по ускорению есть инерционная силовая компонента динамической модели.

функция Гиббса, энергия ускорений системы.

Составляя выражение энергии ускорения системы, имея и виду два звена

уравнением неголономной связи, получим конечные уравнения в форме

Дополнительно показано, что уравнения (2) и (3) могут быть получены и при прямом использовании общего уравнения динамики и его модификаций, а также при использовании общего кинетостатического принципа составления уравнений движения. Применение тех или иных форм для составления динамической модели механической системы с неголономными связями обуславливается лишь вопросами вычислительных удобств для каждой конкретной задачи.

Динамическая модель с неголономной связью универсальна и может применяться для различных схем вариаторов, она уточняется только с учетом конкретных структурных, геометрических и кинематических особенностей схемы и характера неголономной связи.

Рассмотрена динамическая модель движения машины по условию стационарности режима работы двигателя в условиях переменного внешнего нагружения, когда Мг = const и (р^ = ш1 = canst; тогда фг = 0 и выражение (2) упрощается до вида:

(4)

приведения: S =

J,^.2 Згф\

-' 1 + z L и, решая уравнение Аппеля совместно с

(2) и (3).

'2,1

и7и +».

ИЛИ

и'ул =

(5)

Поскольку передаточная функция 1/21 оказалась линейной относительно М2, её можно представить как i/2.i = кМ2 и в (5) единственной переменной остаётся М2 и, если закон изменения М2 известен по времени, то выражение (5) интегрируется, тем самым задача о движении вариатора трансмиссии, например, транспортных машин становится разрешимой в квадратурах.

Закономерность изменения L/21 = i/2,i (М2) является исходной для проектирования цепи управления автовариатором.

В числителе (5) знак «+» означает алгебраическое сложение разнонаправленных моментов Мг и М2 и при обращении числителя в ноль, что соответствует окончанию переходного процесса, значение передаточной функции станет ¿/2Д = const.

Исследование модели показывает, что на её поведете оказывает влияние не только передаточная функция, но и скорость её изменения. Причём это влияние носит демпфирующий характер для трансмиссии, т.е. чем резче изменяется передаточная функция, тем менее послушно будет изменяться скорость движения системы.

Поскольку в (5) числитель представляет собой разность силовой характеристики до и после неголономной связи, т.е., по сути, эта разность является избыточным моментом, который при М1 = const, полностью

определяется M2(t) или "V{/2 г + (О = МИзбС0 (6)

Избыточный момент можно представить известной интегрируемой функцией времени и тогда У2Д по (13) будет иметь конечное аналитическое определение.

Исследование движения механического автовариатора математически моделировалось на базе программ Excel. Были рассмотрены несколько вариантов законов изменения избыточного силового момента, когда MH36(t) = const, Миз6(0 = kt и МКзб = М0 + 1 * sin(wt) . Результаты исследования приведены на рис. 2,3 ,4 ,5, 6. Модель разрешима в конечном

виде при внешнем нагружении, зависимом от времени; во всех других случаях имеет численное решение задачи о движении.

Рис.2 - Изменение 1 (') при

= сопа1 =5Нм в зависимости

от

Рис.3 - Изменение V2 при

= сопя! =10Нм в зависимости

от

Рис.4 - Изменение С/2 1 (0 при Рис. 5 - Изменение 1/21 (/) при

Мизд (/) = Ъ в зависимости от • ^изб (') = в зависимости от к.

1.20 1.00 ОД}

...................................

а.ла 0.20

Рис. 6 - Изменение £/ 21(/)при Л/ш5 = Л/д + \*!т(С01) в зависимости от ^.

Анализ приведенных результатов исследования показывает, что увеличение инерционности ведомой ветви ведет к уменьшению темпа

изменения передаточного отношения, а увеличение крутизны к линейной характеристики = & увеличивает темп изменения и2\, причем

зависимость и2,1 (0 становится квадратичной, что, в целом, свидетельствует о

физически верном функционировании динамической модели механического автовариатора.

В четвертой главе рассмотрен вариант технического решения плоскоременного автовариатора, геометрическая форма шкива одного или обоих звеньев математически представляет собой однополостный гиперболоид вращения, принципиальное техническое исполнение предлагаемого варианта эскизного проекта показано на рис. 7.

Рис. 7 - Шкив - гиперболоид с изменяемой геометрией: 1 - фланец; 2 - ведомый вал; 3 - двухподвижный фланец; 4 - подшипник с ходовой посадкой на валу 2; 5 - несущие стержни; 6 - шарнир стержня; 7 - пружина растяжения; Б2 - холостая ветвь передачи; Б! - тянущая ветвь.

В исходном положении фланцы 1 и 3 находятся на минимальном расстоянии друг от друга, при этом однополостный гиперболоид вращения, образуемый несущими прямолинейными стержнями 5, имеет минимальный размер диаметра в горловом сечении, при этом фланец 3 образует с валом 2 двухподвижную связь 4.

При увеличении нагрузки на ведомом валу 2 фланец 3 поворачивается и ■ смещается относительно ведомого вала 2, растягивая пружину 7, тем самым

диаметральный размер гиперболоида в горловом сечении изменяется в большую сторону, что приводит к автоматическому увеличению передаточного отношения автовариатора так, что обеспечивает однорежимную стационарную работу двигателя в условиях переменного внешнего нагружения.

Для исключения вращения стержней относительно их собственных осей вращения нами, на уровне патентов, было предложено два оригинальных технических решения автовариаторных схем, кинематические размеры звеньев которых автоматически изменяются в зависимости от уровня трансформируемого силового потока, обеспечивая стационарный, энергетически совершенный режим работы двигателя (рис. 8, 9), при этом исключено собственное вращение несущих стержней 5.

В диссертации приведены геометрические, кинематические и силовые соотношения звена с изменяемой геометрией, которые могут быть использованы для проектирования реального объекта.

Рис. 8 - соединение при помощи шарнира Гука.

1 или 3 - фланец, 5 - прямолинейный несущий стержень, 6 - шарнир Гука.

Рис. 9 - шаровая опора -1 - фланец,

5 - несущий стержень, 6 - шарнир стержня; 8 - палец.

У

Рис. 10 — система отсчета и основные геометрические характеристики гиперболоида вращения.

Приняв систему отсчета и обозначения по рис. 10, расчет силовых соотношений в шкиве с изменяемой геометрией проводится по следующему алгоритму.

1. Принимаем значения а 0 и с0, полностью определяющие начальную геометрию гиперболоида. Задавая начальное значение радиуса г0 горлового сечения гиперболоида, находим начальный осевой размер шкива

2. Определяем начальное значение угла скрещивания образующих с осью гиперболоида по формуле: tg {?0 = — и вычисляем длину

3. Вычисляем полную осевую деформацию Лгтах = I — 2г0

4. Задаем радиус базирования опор образующих на торцах полушкивов Д.

5. Рассчитываем начальную и конечную величину осевой силы, зависимую от переменного момента сил сопротивления, начального и

прямолинейной образующей I = •

конечного радиуса горлового сечения гиперболоида и угла Р: а ИЛИ

rQ*tgp о

р _ Me коя

ос

6. Определяем постоянное значение жесткости линейного упругого

АР

элемента к ———, где ЛРаг - Роскоя — Росн„ - изменение осевой силы

упругого элемента при начальном и конечном значении момента;

и

7. Находим текущую осевую деформацию Zi —-^^-.

8. Рассчитываем текущий угол перекрещивания (?г прямолинейных образующих с осью z шкива по формуле: COS д£ = —-—.

9. Определяем угол относительного разворота полушкивов

, . а/ i*sln/3(

воспользовавшись формулой: > sm — =-.

2 2*й

10. Рассчитываем кинематический размер горлового сечения ?'i = К * cos —, который является основным параметром при синтезе автовариатора.

Задавая закон изменения передаточного отношения автовариатора, из условия стационарного режима работы двигателя, была определена требуемая закономерность изменения размера горлового сечения и жесткости упругого элемента, обеспечивающего этот закон, тем самым решена задача синтеза цепи управления автовариатора.

По алгоритму были просчитаны варианты изменения передаточного отношения в зависимости от внешнего нагружения, которое принимали изменяющимся по линейному закону при различных значениях жесткости упругого элемента. Результаты приведены на рис. 11, 12 ,13, из которых следует, что в первом приближении необходимую закономерность передаточного отношения можно обеспечить при постоянной жесткости упругого элемента в цепи управления.

Рис. 11. Зависимость передаточного отношения от величины переменного нагружения при 11=4,8 ед. и различных вариантах изменения жесткости упругого элемента.

4,000 ;

Рис.12.3ависимость передаточного отношения от величины переменного нагружения при Я=4,б ед. и различных вариантах изменения жесткости упругого элемента.

Рис. 13. Зависимость передаточного отношения от величины переменного нагружения при 11= 5 ед. и различных вариантах изменения жесткости упругого элемента.

Установлены рекомендуемые значения необходимой жесткости упругого элемента цепи управления по требуемой зависимости изменения передаточного отношения, адекватно зависимого от переменного внешнего нагружения.

Определена потребная жесткость упругого элемента по заданной закономерности изменения передаточного отношения, зависимого от переменного внешнего нагружения в определенном диапазоне. Проведено сравнение результатов расчета жесткости по прямому и обратному алгоритму. Результаты приведены на рис. 14,15,16.

-К=4.6ад.

_¡г* —Е-К«4,8ед.

0,00 Г1

0 2

Мс

,2.50

Рис.14. Изменение жесткости упругого элемента в зависимости от переменного внешнего нагружения при с0= 0,6 ед. и изменяющемся радиусе базирования несущих элементов.

Рис.15. Изменение жесткости упругого элемента в зависимости от переменного внешнего нагружения при с0=0,7 ед. и изменяющемся радиусе базирования несущих элементов.

Ю Мс

Рис. 15. Изменение жесткости упругого элемента в зависимости от переменного внешнего нагружения при с0= 0,8 ед. и изменяющемся радиусе базирования несущнх элементов.

Таким образом, автовариатор предлагаемой схемы, содержащий шкив с изменяемой геометрией и встроенным упругим элементом, вполне способен обеспечить стационарную работу двигателя в определенном диапазоне изменения внешнего силового нагружения.

Более широкими возможностями, как по точности автовариации передаточного отношения, так и по диапазону регулирования, обладает техническое решение автовариатора, построенного с использованием двух шкивов изменяемой геометрии.

В этом случае передаточная функция скорости, при линейном законе изменения внешнего нагружения, может изменяться, как показано на рис. 16:

и

г

б

4

2 +

0 I

0 2 4 6 8 Мс

Рис. 16 - Изменение передаточного отношения в зависимости от переменного внешнего нагружения при одновременной работе двух шкивов изменяемой геометрии.

Одновременная работа двух шкивов изменяемой геометрии способна обеспечить адекватное изменение передаточного отношения в широком диапазоне в зависимости от переменного внешнего нагружения.

В диссертации разработана анимационная модель гиперболоида и макетный образец, на которых проверены результаты проведенных исследований.

Основные результаты работы:

1. Для механических систем, функционирующих исключительно по законам механики, средствами адаптации являются правильное строение и дополнительное к основному движение звеньев, способное изменить передаточную функцию скорости механического привода. Такое движение можно реализовать с помощью встроенной в конструкцию цепи управления, которая исполняет функцию типовых звеньев САР. При этом перспективными техническими решениями автовариаторов являются схемные решения, в которых автоизменение кинематических размеров основных звеньев реализуется вне зоны силового фрикционного контакта.

2. Составлена математическая модель движения механической системы по условию стационарности работы двигателя технологических или транспортных машин при переменном внешнем нагружении, зависимом от времени. Модель разрешима в конечном виде. При сравнении известных форм динамических

моделей, учитывающих особенности неголономной связи показано, что инерционный коэффициент, содержащий производную передаточной функции скорости, может в этих моделях различаться кратно, и его влияние на движение линейно, а крутизна линеаризованной характеристики внешнего силового нагружения вызывает квадратичное изменение передаточной функции автовариатора.

3. Увеличение инерционности ведомой ветви привода исполнительного органа машины ведет к замедлению реакции автовариатора и уменьшению скорости изменения передаточного отношения вариатора, а кратное увеличение крутизны силовой характеристики внешнего нагружения, напротив, увеличивает темп его изменения.

4. Разработаны на уровне патентов два оригинальных технических решения плоскоременного автовариатора, у которого геометрическая форма шкива одного или обоих основных звеньев математически представляет собой однополостный гиперболоид вращения, при этом кинематические размеры звеньев способны автоматически изменяться в зависимости от уровня трансформируемого силового потока, обеспечивая стационарный, энергетически совершенный режим работы двигателя.

5. Разработан алгоритм расчета сил в шкиве с изменяемой геометрией, позволяющий провести синтез цепи управления автовариатора и выбрать значение необходимой жесткости упругого элемента по требуемой зависимости изменения передаточного отношения, адекватно зависимого от переменного внешнего нагружения. При изменении момента нагрузки в семь раз и выбранной исходной геометрии гиперболоида, для обеспечения требуемой зависимости изменения передаточного отношения, расчетная жесткость упругого элемента сохраняется практически постоянной. Нелинейность величины жесткости, до достижения ею постоянного значения, можно технически компенсировать пружиной без межвитковых зазоров. Установлено, что одновременная работа двух шкивов с изменяемой геометрией способна

обеспечить изменение передаточного отношения в широком диапазоне, адекватное внешнему нагружению.

6. Проведен расчет переменной длины ремня и устройства по регулированию сил его натяжения. Разработаны анимационная модель шкива с изменяемой геометрией и его макетный образец, на которых проверены результаты проведенного исследования.

Основные научные результаты диссертации представлены в следующих работах:

]. Балакин П.Д., Згонник И.П., Инженерные решения геометрических связей механизмов с адаптивными свойствами / Анализ и синтез механических систем: Сб. науч. тр. / Под ред. В.В. Евстифеева,- Омск: Изд-во ОмГТУ, 2005. -с. 24-27.

2. Балакин П.Д., Згонник И.П., Варианты технических решений цепей управления механического автовариатора / Материалы Всерос. науч. - техн. конф. «Роль механики в создании эффективных материалов, конструкций и машин XXI века» - Омск: СибАДИ, 2006. - с. 26-28.

3. Балакин, П.Д., Згонник И.П., Дегтярев А.А, Олькова С.Н., Синтез оптимальной структуры уголковой передачи общего вида / Омский научный вестник. Вып. 2 (35). Омск: Изд-во ОмГТУ, 2006, с. 100- 103.

4. Балакин, П.Д., Згонник И.П., Задача синтеза схемы цепи управления механического автовариатора и пути ее решения / Анализ и синтез механических систем: Сб. науч. тр. / Под ред. В.В. Евстифеева.- Омск: Изд-во ОмГТУ, 2006.-с. 123- 125.

5. Балакин, П.Д., Згонник И.П., Механические автовариаторы в приводах транспортных машин / Актуальные проблемы развития техники и экономики в условиях крайнего Севера / Под ред. В.Е. Щербы. - Омск: Изд - во ОмГТУ, 2007. с. 15-25.

6. Балакин, П.Д., Згонник И.П., Михайлик О.С., Динамическая модель движения механического привода вариаторного типа/ Омский научный вестник. Вып. 2 (56). Омск: Изд - во ОмГТУ, 2007, с. 74 - 76.

7. Балакин, П.Д., Згонник И.П., Михайлик О.С., Типовые структурные схемы и динамические модели движения механических автовариаторов / Омский научный вестник. Вып. 2 (56). Омск: Изд - во ОмГТУ, 2007, с. 72-73.

8. Балакин, П.Д., Згонник И.П., Звенья адаптивных механических систем как типовые звенья САР / Омский научный вестник. Вып. 2 (56). Омск: Изд - во ОмГТУ, 2007, с. 70-71.

9. Балакин, П.Д., Згонник И.П., Механические автовариаторы в приводах транспортных машин / Омский научный вестник. Вып. 4 (73). Омск: Изд — во ОмГТУ, 2008, с. 39-43.

10. Балакин, П.Д., Згонник И.П., Геометро-кинематические и силовые соотношения в механическом плоскоременном автовариаторе / Омский научный вестник. Вып. 2 (80). Омск: Изд - во ОмГТУ, 2009, с. 75 - 78.

11. Балакин, П.Д., Згонник И.П., Михайлик О.С., Фрикционный планетарный редуктор/ Патент 1Ш № 62191, МПК Р 16 Н 13/08. Бюл. 9. 2007.

12. Балакин, П.Д., Згонник И.П., Шкив / Патент Я11 № 73425, Россия, МПК Р 16 Н 55/52. Бюл. 14.2008.

13. Балакин, П.Д., Згонник И.П., Шкив / Патент Я и № 73426, Россия, МПК Р 16 Н 55/52. Бюл. 14. 2008.

Публикации 3, 9, 10 отнесены, а 11, 12, 13 приравнены к изданиям из Перечня ВАК, рекомендуемых для публикаций содержания диссертаций.

Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Оперативный способ печати. Усл. печ. л. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ 55.

Отпечатано на дупликаторе в полиграфической лаборатории кафедры "Дизайн, реклама и технология полиграфического производства" Омского государственного технического университета 644050, г. Омск, пр. Мира, 11, тел.: 65-33-14

ОГЛАВЛЕНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. КОНСТРУКЦИИ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ МЕХАНИЧЕСКИХ ВАРИАТОРОВ.

1.1. ФРИКЦИОННЫЕ ПЕРЕДАЧИ. ИХ ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ, СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ.

1.2. ВАРИАТОРЫ. ИХ ОСНОВНЫЕ СХЕМЫ. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ.

1.3. ЗАДАЧИ, ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИК:А РАБОТЫ.

ГЛАВА 2. ПРИНЦИПЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ. АВТОВАРИАТОРЫ И ИХ СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ.

2.1. АВТОВАРИАТОРЫ. ИХ ТИПОВЫЕ СХЕМЫ.

2.2. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.

ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ МЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ С НЕГОЛОНОМНЫМИ СВЯЗЯМИ.

3.1. МЕХАНИЧЕСКИЙ ВАРИАТОР КАК МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ С НЕГОЛОНОМНЫМИ СВЯЗЯМИ.

3.2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВАРИАТОРА НА БАЗЕ УРАВНЕНИЙ ЛАГРАНЖА С НЕОПРЕДЕЛЕННЫМИ МНОЖИТЕЛЯМИ

3.3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДВИЖЕНИЯ СИСТЕМЫ С НЕГОЛОНОМНОЙ СВЯЗЬЮ НА БАЗЕ УРАВНЕНИЙ АППЕЛЯ.

3.4. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДВИЖЕНИЯ СИСТЕМЫ С НЕГОЛОНОМНОЙ СВЯЗЬЮ НА БАЗЕ ОБЩЕГО УРАВНЕНИЯ ДИНАМИКИ И ЕГО МОДИФИКАЦИЙ.

3.5. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ДВИЖЕНИЯ СИСТЕМЫ ОБЩЕГО ВИДА, СОСТАВЛЕННЫЕ НА ОСНОВЕ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ПРИНЦИПОВ КИНЕТОСТАТИКИ.

3.6. ДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДВИЖЕНИЯ МАШИНЫ ПРИ СТАЦИОНАРНОМ РЕЖИМЕ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ.

3.7. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.

ГЛАВА 4. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ, КИНЕМАТИЧЕСКИЕ И СИЛОВЫЕ СООТНОШЕНИЯ В МЕХАНИЧЕСКОМ АВТОВАРИАТОРЕ.

4.1. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ И КИНЕМАТИЧЕСКИЕ СООТНОШЕНИЯ В ШКИВЕ С ИЗМЕНЯЕМОЙ ГЕОМЕТРИЕЙ.

4.2. СИЛОВЫЕ СООТНОШЕНИЯ ШКИВА С ИЗМЕНЯЕМОЙ ГЕОМЕТРИЕЙ.

4.3. РЕАЛЬНОЕ ПОВЕДЕНИЕ ПЛОСКОГО РЕМНЯ НА КРИВОЛИНЕЙНОМ ШКИВЕ.

4.4. ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

Машиностроение в странах с развитой технологией имеет тенденцию на создание машин автоматического действия, эксплуатация которых требует минимального участия человека.

Как правило, система автоматического управления (САУ) или регулирования (САР) является важнейшей составной частью современной технологической и транспортной машины. В исполнительных органах САУ и САР часто используются гидравлические и пневматические звенья, что делает конструкцию современной машины насыщенной разнородными средами, совместная работа которых порождает много проблем при эксплуатации [111].

В тоже время, резервы самоорганизации сложных технических систем далеко не исчерпаны, причем многие перспективные решения не обязательно должны создаваться с использованием электронных или иных САУ и САР. Гораздо рациональнее будут, например, механические системы, самоорганизация которых осуществляется на использовании законов механики, что технологически и экономически состоятельно.

В работе объектом исследования и проектирования является автоматизированный привод технологической или транспортной машины, в состав которого входят механические передачи, построенные в реализации принципа конструирования систем путем наделения последних свойством адаптации к реальным условиям их изготовления и эксплуатации.

Передачи с адаптивными свойствами способны на автоизменение внутренних характеристик, например, передаточной функции скорости — основной целевой функции механической передачи, тем самым подобный привод приобретает роль автоматического регулятора движением.

Предлагаемые схемы таких передач — автовариаторов, имеют принципиальную техническую новизну, но с позиций аналитической механики синтезируются путем придания новых свойств связям между звеньями передач. Схемы автовариаторов, как правило, содержат в своём строении дополнительную степень свободы и скрытую цепь управления передаточной функцией скорости, причём эта цепь управления может быть построена исключительно на механических элементах, реализующих законы механики.

В таком случае, актуальной становится задача синтеза автовариатора для технологической или транспортной машины при сохранении стационарной работы двигателя в условиях переменного внешнего нагружения, решению которой и посвящена настоящая диссертация.

Работа выполнена в соответствии с планами гос. бюджетных научно-исследовательских работ ОмГТУ.

Диссертация изложена на 140 стр. машинописного текста, содержит введение, четыре основные главы, заключение, библиографический список, содержащий 114 источников.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ:

1. Для механических систем, функционирующих исключительно по законам механики, средствами адаптации являются правильное строение и дополнительное к основному движение звеньев, способное изменить передаточную функцию скорости механического привода. Такое движение можно реализовать с помощью встроенной в конструкцию цепи управления, которая исполняет функцию типовых звеньев САР. При этом перспективными техническими решениями автовариаторов являются схемные решения, в которых автоизменение кинематических размеров основных звеньев реализуется вне зоны силового фрикционного контакта.

2. Составлена математическая модель движения механической системы по условию стационарности работы двигателя технологических или транспортных машин при переменном внешнем нагружении, зависимом от времени. Модель разрешима в конечном виде. При сравнении известных форм динамических моделей, учитывающих особенности неголономной связи показано, что инерционный коэффициент, содержащий производную передаточной функции скорости, может в этих моделях различаться кратно, и его влияние на движение линейно, а крутизна линеаризованной характеристики внешнего силового нагружения вызывает квадратичное изменение передаточной функции автовариатора.

3. Увеличение инерционности ведомой ветви привода исполнительного органа машины ведет к замедлению реакции автовариатора и уменьшению скорости изменения передаточного отношения вариатора, а кратное увеличение крутизны силовой характеристики внешнего нагружения, напротив, увеличивает темп его изменения.

4. Разработаны на уровне патентов два оригинальных технических решения плоскоременного автовариатора, у которого геометрическая форма шкива одного или обоих основных звеньев математически представляет собой однополостный гиперболоид вращения, при этом кинематические размеры звеньев способны автоматически изменяться в зависимости от уровня трансформируемого силового потока, обеспечивая стационарный, энергетически совершенный режим работы двигателя.

5. Разработан алгоритм расчета сил в шкиве с изменяемой геометрией, позволяющий провести синтез цепи управления автовариатора и выбрать значение необходимой жесткости упругого элемента по требуемой зависимости изменения передаточного отношения, адекватно зависимого от переменного внешнего нагружения. При изменении момента нагрузки в семь раз и выбранной исходной геометрии гиперболоида, для обеспечения требуемой зависимости изменения передаточного отношения, расчетная жесткость упругого элемента сохраняется практически постоянной. Нелинейность величины жесткости, до достижения ею постоянного значения, можно технически компенсировать пружиной без межвитковых зазоров. Установлено, что одновременная работа двух шкивов с изменяемой геометрией способна обеспечить изменение передаточного отношения в широком диапазоне, адекватное внешнему нагружению.

6. Проведен расчет переменной длины ремня и устройства по регулированию сил его натяжения. Разработаны анимационная модель шкива с изменяемой геометрией и его макетный образец, на которых проверены результаты проведенного исследования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящей диссертационной работе в качестве объекта исследования выбран автовариатор со встроенной адаптивной цепью управления передаточной функцией. Показана возможность реализации прогрессивного принципа конструирования механических систем путем наделения их на стадии проектирования свойством адаптации к реальным условиям изготовления и эксплуатации, что позволило создать оригинальные конструкции плоскоременных автовариаторов с автоматическим изменением кинематических размеров основных звеньев в зависимости от уровня силового потока, подтвержденных соответствующими патентами на изобретения.

Схемы созданных приводов имеют принципиальную механическую новизну, они получены путем придания новых свойств связям между звеньями передачи, применением автоматического управления жесткостью элементов плоскоременной передачи, а также оригинальной конструкции автовариатора для автоматического изменения передаточного отношения, что обеспечивает стационарный режим работы двигателя.

Еще раз отметим, что использованный принцип конструирования в создании автоматических механических приводов на базе плоскоременных передач, открывает широкие возможности для дальнейшей работы в выбранном направлении по созданию новых перспективных схем, расширению области применения и внедрению технических решений в реальные механические приводы современных машин.

1. Адаптивные системы автоматического управления / Под ред. В. Б. Яковлева. Изд- во Ленингр. ун-та , 1984. -204 с.

2. Адаптивные системы и их приложения / Под. ред. Медведева А. В. — Новосибирск: Наука, 1978. 183 с.

3. Александров, А. Г. Оптимальные и адаптивные системы. М.: Высшая школа, 1989. - 293 с.

4. Артоболевский, И. И., Зиновьев, В. А., Умнов, Н. В. Некоторые задачи синтеза механических систем с вариатором // Механика машин. Вып. 19-20. Наука, 1966, с. 54-60.

5. Артоболевский, И. И, Зиновьев, В. А., Умнов, Н. В. Уравнение движения машинного агрегата с вариатором. // Механика машин. Вып. 15-16. Наука, 1969, с. 54-60.

6. А. с. 1245785 СССР, Мкл.4 F 16 Н 15/38. Автоматический торовый вариатор / В. А. Светозаров (СССР) // Бюл. изобретения. 1986. № 27.

7. А. с. 1441116 СССР, МКИ5 F 16 Н 13/08. Фрикционный планетарный редуктор / П. Д. Балакин, А. В. Бородин, О. М. Троян (СССР) // Открытия. Изобретения. 1988. № 44.

8. А. с. 1541405 СССР, Мкл.5 F 04 В 1/16. Механизм привода преимущественно поршневой машины / А. В. Бородин, Н. X. Хамитов, П. Д. Балакин, С. А. Макеев (СССР) // Открытия. Изобретения. 1990. № 5.

9. А. с. 1698540 СССР, Мкл.5 F 16 Н 13/08. Фрикционный планетарный редуктор / П. Д. Балакин, О. М. Троян (СССР) // Открытия. Изобретения.1991. №46.

10. А. с. 1772480 СССР, Мкл.5 F 16 Н 15/03. Фрикционный планетарный редуктор / П. Д. Балакин, О. М. Троян (СССР) // Открытия. Изобретения.1992. № 40.

11. А. с. 1772479 СССР, Мкл.5 F 16 Н 9/10. Плоскоременный вариатор / М. А. Богдявичус, Б. П. Спруогис, Ю. И. Юревич, А. Ю. Шатас (СССР) // Открытия. Изобретения. 1992. № 40.

12. А. с. 177249 СССР, Кл.5 F 47 Н 14. Фрикционная бесступенчатая передача / В. А. Светозаров (СССР) // Бюл. изобретения. 1966. № 24.

13. А. с. 1796820 СССР, Мкл.5 F 16 Н 13/06. Фрикционный планетарный редуктор / П. Д. Балакин, А. В. Бородин, О. М. Троян (СССР) // Открытия. Изобретения. 1993. № 7.

14. А. с. 2101584 (Россия), Мкл.6 F 16 Н 15/50. Автоматический фрикционный вариатор / П. Д. Балакин, В. В. Биенко (Россия) // Открытия. Изобретения. 1995. № 1.

15. А. с. 27335, Кл. F 16 Н 15/50. Автоматический фрикционный вариатор / П. Д. Балакин, Ю. О. Филлипов, О. С. Михайлик (Россия) //Открытия. Изобретения. 2003. № 2

16. А. с. 284547 СССР, Кл 47 h. 14. Торовый вариатор скорости с автоматическим регулированием передаточного отношения / В. И. Токарев (СССР) // Бюл. изобр. 1971. № 32.

17. А. с. 45491, МПК7 F 16 Н 13/08. Фрикционный планетарный редуктор / П. Д. Балакин, О. С. Михайлик, А. М. Кропачев (Россия) // Открытия. Изобретения.

18. А. с. 516858 СССР, Мкл.2 F 16 Н 15/02. Фрикционная бесступенчатая передача с автоматическим регулированием передаточного отношения в зависимости от величины нагрузки / И. JI. Глущенко, В. И. Токарев (СССР) // Бюл. изобр. 1976. № 21.

19. А. с. 679751 СССР, Мкл.2 F 16 Н 15/38. Саморегулирующийся торовый вариатор / JI. А. Данилов, Б. И. Рабников (СССР) // Бюл. изобр. 1986. №27.

20. А. с. 844862, МПК7 F 16 Н 13/08. Плоскоременный вариатор скорости / Я. А. Бойко, Э. М. Казанский (Россия) // Открытия. Изобретения. 1981. №25.

21. Балакин П. Д. Влияние цепи управления на динамику механических передач с адаптивными свойствами // Прикладные задачи механики: Межвуз. сб. науч. тр. Омск, 1997. Кн. 1 с. 14-17

22. Балакин П. Д. Влияние цепи управления на поведение механического привода с автовариатором. // Омский научный вестник. Омск: ОмГТУ, 1999.-Вып. 6. с. 32-33

23. Балакин П. Д. Динамика машин: Учебное пособие. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2006.-320 с.

24. Балакин П. Д. Динамическая модель механического привода с автовариатором на базе уравнений Аппеля. // Анализ и синтез механических систем: Сборник научных трудов. / Под ред. В.В. Евстифеева Омск: ОмГТУ, 1998. - с. 29 - 33

25. Балакин П. Д. Механика взаимодействия активных поверхностей звеньев фрикционных передач // Омский научный вестник. Омск: ОмГТУ, 2002. -Вып. 19. с. 95-98

26. Балакин П. Д. Механические автовариаторы: Учеб. пособие.- Омск: Изд-во ОмГТУ, 1998. -146 с.

27. Балакин П. Д. Механические передачи с адаптивными свойствами.: Науч. издание.- Омск: Изд-во ОмГТУ, 1996. -144 с.

28. Балакин П. Д. Оптимизация схемы и расширение кинематических возможностей адаптивных фрикционных редукторов // Механика процессов и машин: Межвуз. сб. науч. тр. Омск, 1996. Кн. 1. с. 53 57

29. Балакин П. Д. Особенности строения и статика механического привода, наделенного свойством адаптации // Механика процессов и машин / Омский государственный технический университет. — Омск, 1994. — с. 4 — 11

30. Балакин П. Д. Принцип конструирования механических систем // Бесступенчатые передачи, приводы машин и промысловое оборудование: Тез. докл. первой междунар. конф. Калининград: КГТУ, 1997. с. 6

31. Балакин П. Д. Принципиальные схемы и режимы работы автовариаторных трансмиссий. // Омский научный вестник. — Омск: ОмГТУ, 2001.- Вып. 15. с. 65 68

32. Балакин П. Д. Синтез механических передач с адаптивными свойствами: Дис. . докт. техн. наук. Новосибирск: НЭИ, 1993. - 300с.

33. Балакин П. Д. Синтез схем фрикционных адаптивных передач с автоуправляемым натягом // Механика процессов и машин: Межвуз. сб. науч. тр. Омск, 1996. Кн. 1. с. 53 -57

34. Балакин П. Д. Систематика и особенности строения механических приводов, наделенных свойством адаптации // Проблемы машиностроения и металлообработки / Омский политехнический институт. Омск, 1992. — с. 10-15

35. Балакин П. Д. Технические решения механических приводов, наделенным свойством адаптации // Проблемы анализа и синтеза механизмов и машин: Межвуз. сб. науч. тр. Новосибирск, 1997. с. 41 -47

36. Балакин П. Д. Цели создания и особенности строения фрикционных механических передач с адаптивными свойствами // Проблемы анализа и синтеза механизмов и машин: Межвуз. сб. науч. тр. Новосибирск, 1997. с. 47 54

37. Балакин П. Д., Биенко В. В. Базовая схема и расчетные модели фрикционного автовариатора // Бесступенчатые передачи, приводы машини промысловое оборудование: Тез. докл. первой междунар. конф. Калининград: КГТУ, 1997. с. 11

38. Балакин П. Д., Биенко В. В. Модель механического привода с автовариатором // Теория реальных передач зацеплением: Информ. мат. шестого междунар. симп. Курган, 1997. Ч. 2. с. 101-104

39. Балакин П. Д., Биенко В. В. Принцип конструирования и перспективные схемы современных автовариаторов. // Динамика систем, механизмов и машин: Материалы III Международной научно технической конференции. - Омск, 1999. с. 35

40. Балакин П. Д., Биенко В. В. Эволюция гиперболоида вращения в роли звена механической автовариаторной передачи // Анализ и синтез механических систем: Сборник научных трудов. / Под ред. В. В. Евстифеева Омск: ОмГТУ, 2001. - с. 110 - 115.

41. Балакин П. Д., Биенко В. В., Михайлик О. С., Автовариаторные механические трансмиссии // Развитие оборонно — промышленного комплекса на современном этапе: Материалы научно-технической конференции, Омск, 2003, с. 72 73

42. Балакин П. Д., Бородин А. В., Троян О. М. Опыт применения планетарного редуктора в малогабаритных машинах без смазки // Теория реальных передач зацеплением: Тез. докл. Курган, 1983. - т. 2. — с. 81

43. Балакин П. Д., Гололобов Г. И. Динамическое поведение механического привода с автовариатором. // Анализ и синтез механических систем: Сборник научных трудов. / Под ред. В. В. Евстифеева — Омск: ОмГТУ, 1998.-с. 33-37

44. Балакин П. Д., Гололобов Г. И., Биенко В. В. Динамика и элементы синтеза электромеханического привода с автовариатором. Омский научный вестник, № 2, март, 1998, с. 59 63

45. Балакин П. Д., Гололобов Г. И, Михайлик О. С. Моделирование цепи управления механического автовариатора. Омский научный вестник, № 1, март, 2003, с. 48-50

46. Балакин П. Д., Жуков А. В. Силовая статика однополостного гиперболоида как звена плоскоременного автовариатора. Омский научный вестник. Омск: ОмГТУ. 2001.- Вып. 18. - С. 92-94.

47. Балакин П. Д., Згонник И. П. Типовые структурные схемы и динамические модели движения механических автовариаторов // Омский научный вестник. Омск: ОмГТУ. 2007.- Вып. 2(56). - с. 72-73.

48. Балакин П. Д., Згонник И. П. Инженерные решения геометрических связей механизмов с адаптивными свойствами // Анализ и синтез механических систем: Сборник научных трудов. / Под ред. В. В. Евстифеева Омск: ОмГТУ, 2005. - с. 24 - 27.

49. Балакин П. Д., Згонник И. П. Задача синтеза схемы цепи управления механического автовариатора и пути ее решения // Анализ и синтез механических систем: Сборник научных трудов. / Под ред. В. В. Евстифеева Омск: ОмГТУ, 2006. - с. 123 - 125.

50. Балакин П. Д., Згонник И. П. Механические автовариаторы в приводах транспортных машин // Актуальные проблемы развития техники иэкономики в условиях крайнего севера / Омский государственный технический университет. — Омск, 2007. С. 15 — 25.

51. Балакин П.Д., Михайлик О. С., Згонник И. П. Динамическая модель движения механического привода вариаторного типа // Омский научный вестник. Омск: ОмГТУ. 2007.- Вып. 2(56). - С. 74-76.

52. Балакин П. Д., Михайлик О. С., Згонник И. П. Звенья адаптивных механических систем как типовые звенья САР // Омский научный вестник. Омск: ОмГТУ. 2007.- Вып. 2(56). - С. 70-71.

53. Балакин, П.Д., Згонник И.П., Механические автовариаторы в приводах транспортных машин / Омский научный вестник. Вып. 4 (73). Омск: Изд — во ОмГТУ, 2008, с. 39-43.

54. Балакин, П.Д., Згонник И.П., Геометро-кинематические и силовые соотношения в механическом плоскоременном автовариаторе / Омский научный вестник. Вып. 2 (80). Омск: Изд — во ОмГТУ, 2009, с. 75 78.

55. Васильев, А. В. Excel 2007 на примерах. — С- Пб., изд-во «БХВ Петербург», 2007.

56. Вульфсон И. И., Коловский М. 3. Нелинейные задачи динамики машин. — Ленинград, изд-во «Машиностроение», 1968, 284 с.

57. Геронимус Я. Л. Теоретическая механика. М.: Наука, 1973. - 511 с.

58. Дворников Л. Т. Начала теории структуры механизмов Новокузнецк: Сиб. гос. горно — металлург, акад., 1994. - 101 с.

59. Дровников А. Н. Адаптивные структуры механизмов и машин. Ростов — на-Дону: Изд-во Рост, ун-та, 1984. 128 с.

60. Ерофеев Н. И., Ерофеев В. Н. Обобщенная математическая модель динамических систем с несколькими степенями свободы // Динамика машин / М.: изд-во «Наука», 1974. С. 42-47

61. Есипенко Я. И. Механические вариаторы скорости. Гостехиздат. Киев, 1961.-220 с.

62. За рулем: информ. журн. — 1998, № 1

63. За рулем: информ. журн. 1999, № 12, стр. 55, 62 - 63.

64. За рулем: информ. журн. 1999, № 2, стр. 26 - 27.

65. За рулем: информ. журн. 1999, № 3, стр. 59.

66. За рулем: информ. журн. 1999, № 4, стр. 49.

67. За рулем: информ. журн. 1999, №11, стр. 48-51.

68. За рулем: информ. журн. 2002 , №10.

69. За рулем: информ. журн. 2007 , №9.

70. Заблонский К. И., Шустер А. Е. Плавнорегулируемые передачи.- Киев.: «Техниса», 1975, 272 с.

71. Зиновьев В. А., Бессонов А. П. Основы динамики машинных агрегатов. М.: изд-во «Машиностроение», 1964, 238 с.

72. Иосилевич Г. Б. Детали машин: учебник для студентов машиностроит. спец. вузов. М.: Машиностроение, 1988. - 368 е.: ил. - ISBN 5-21700217-4

73. Камке Э. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям. М., 1976, 576 с.

74. Кожевников С. Н. Основания структурного синтеза механизмов — Киев: Наук. Думка, 1979. 232 с.

75. Кожевников С. Н., Есипенко Я. И., Раскин Я. М. Механизмы. Справочник.; 4-е изд., перераб. и доп. / Под ред. С. Н. Кожевникова. М.,: Машиностоение. 1976, 786 с.

76. Коловский М. 3. Динамика машин. Д.: Машиностроение, 1989. — 263 е., ил. ISBN 5-217-00599-8

77. Кухтенко А. И. Об одном классе механизмов с неголономными связями. Труды ИМАШРАН. Семинар по ТММ. Том XV. Вып. 58. 1955 г.

78. Лобусов В. М. Динамика автоматического вариатора. Теория механизмов и машин, вып. 105-106, М.: Наука, 1984, с.88-102.

79. Лурье А. И. Аналитическая механика. М.: ГИФМЛ, 1961. - 824 с.

80. Макеев А. С., Балакин П. Д., Бородин А. В. Расчет фрикционной передачи малогабаритной криогенной машины. В.кн.: Исследование и разработка микрокриогенных систем и их элементов. Сб. научных трудов / Под ред.

81. A. К. Грезина, JL Г. Абакумова. М., 1990. - с. 68 -71.

82. Неймарк Ю. И., Фуфаев Н. А. Динамика неголономных систем. М.: Наука, 1967, с. 520.

83. Озол О. Г. Теория механизмов и машин. М.,: Наука, 1984. - 432 с.

84. Павлов Б. В., Соловьев И. Г. Системы прямого адаптивного управления. — М.: Наука, 1989. 129 с.

85. Пат. 2023917 Российская Федерация, Кл. F 16 Н 15/00. Автоматический фрикционный вариатор / Балакин П. Д., Троян О. М. // Бюл. № 22. 1994.

86. Пат. 2120070 Российская Федерация, Кл. 6 F 16 Н 15/10. Автоматический фрикционный вариатор / Балакин П. Д., Биенко В. В. // Бюл. № 28. 1998.

87. Пат. 2122669 Российская Федерация, Кл. 6 F 16 Н 7/08. Натяжное устройство для передачи гибкой связью / Балакин П. Д., Биенко В. В. // Бюл. №33. 1998.

88. Пат. 2122670 Российская Федерация, Кл 6 F 16 Н 9/18, 55/56.

89. Автоматический клиноременный вариатор / Балакин П. Д., Биенко1. B. В.//Бюл. №33. 1998.

90. Пат. 2127841Российская Федерация, Кл 6 F 16 Н 9/00. Шкив / Балакин П. Д., Биенко В. В. // Бюл. №8. 1999.

91. Пат. 2224936 Российская Федерация, Кл 7 F 16 55/52. Шкив / Балакин П. Д., Биенко В. В., Жуков А. В. // Бюл. №6. 2004.

92. Пат. 2242652 Российская Федерация, МНИ6 F 16 Н15/36. Автоматический фрикционный вариатор / П. Д. Балакин // Бюл. №55. 2004.

93. Пат. 2801584 Российская Федерация, Кл. F 16 Н 15/50. Автоматический фрикционный вариатор / Балакин П. Д., Биенко В. В. // Бюл. № 1. 1995

94. Пат. 62191 Российская Федерация, МНИ6 F 16 Н 13/08. Фрикционный планетарный редуктор / П. Д. Балакин, И. П. Згонник, О. С. Михайлик // Бюл. №9. 2007.

95. Пат. 73425 Российская Федерация, МПК F 16 Н 55/52. Шкив / Балакин П. Д., Згонник И. П. // Бюл. №14. 2008.

96. Пат. 73426 Российская Федерация, МПК F 16 Н 559/52. Шкив / Балакин П. Д., Згонник И. П. // Бюл. №14. 2008.

97. Перистальтический механизм на основе модели гиперболоида Электронный ресурс.- Режим доступа: http://technomag.edu.ru/db/msg/71904.html

98. Пронин Б. А., Ревков Г. А. Бесступенчатые клиноременные и фрикционные передачи (вариаторы) изд. 3-е, перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1980. - 320 с.

99. Ревков Г. А. Отечественные вариаторы

100. Решетов JI. Н. Конструирование рациональных механизмов. М., Машиностроение, 1967. - 208 с.

101. Решетов JI. Н. Самоустанавливающиеся механизмы: Справочник. -М.: Машиностроение, 1991 -288 с.

102. Солодовников В. В., Плотников В. Н., Яковлев А. В. Основы теории и элементы систем автоматического регулирования. Учебное пособие для ВУЗов. М.: Машиностроение, 1985. - 536 е., ил.

103. Справочник конструктора точного приборостроения / Г. А. Веркович, Е.Н. Головенкин, В.А. Голубков и др.; Под общ. ред. К. Н. Явленского, Б. П. Тимофеева, Е. Е. Чаадаевой. — Л.: Машиностроение. Ленингр. Отд ние, 1989. - 792 е.: ил. ISBN 5-217-00416-9

104. Теория механизмов и машин / Под ред. К.В. Фролова. М.: Высшая школа, 1987.-495 с.

105. Умнов Н. В. Графический метод решения задач динамики механизмов с вариатором. М.: Машиноведение, № 9, 1967.

106. Фомин В. Н., Фрадков A. JI, Якубович В. А. Адаптивное управление динамическими объектами. М.: Наука, 1981. — 448 с.

107. Фрадков A. JI. Адаптивное управление в сложных системах. Беспоисковые методы. М.: Наука, 1990. - 292 с.

108. Челомей В. Н. Вибрации в технике: Справочник. В 6-ти т. Т. 3. Колебания машин, конструкций и их элементов / Ф. М. Диментберга. -М.: Машиностроение, 1980. 544 с, ил.

109. Чернавский С. А., Ицкович Г. М., Киселев В. А. Боков К. И. Н. Проектирование механических передач. Учебно-справочное пособие. М.: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы. 1959, 737 с.

110. Sumann R. Traction Fluids. Kraft echltissige. Kraft ubertgagung dureh Fliissing keiten mit hohem Reiwert. Antriebtechnik, 1974, 13, № 11, c. 629 -635.

111. Yeaple F. Metal to - metal traction drive new have nevlese of live. — Product Engineering (USA), 1971,42, № 15, 33-37 (англ.)

112. Irwin G. R. Structural Mechanics. — New York: Pergamon Press, 1960.

113. Burdekin F. M., Stone D. E. // J. Strain analysis. 1966. - 1. - №2. -p. 145.4/