автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.02, диссертация на тему:Создание и исследование моноблочных модулей поступательного перемещения с высокими динамическими характеристиками, долговечностью, надежностью

На правах рукописи

ДУЕРИ Хайдар Бадых

СОЗДАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ МОНОБЛОЧНЫХ МОДУЛЕЙ ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ С ВЫСОКИМИ ДИНАМИЧЕСКИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ, ДОЛГОВЕЧНОСТЬЮ, НАДЕЖНОСТЬЮ

Специальность 05.02.02 - Машиноведение, системы приводов

и детали машин

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Владимир 2003

Работа выполнена на кафедре «Технология машиностроения» Владимирского государственного университета

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор В.В Морозов

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор В В Козырев

- кандидат технических наук, В.А. Шабаев

Ведущее предприятие - ФГУП НПО «Аврора»,

г. Санкт-Петербург

Защита состоится «_»_2003 г. в_час. в ауд. 211-1 на

заседании диссертационного совета Д.212.025.05 Владимирского государственного университета по адресу: 600000, г. Владимир, ул. Горького, 87.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Владимирского государственного университета.

Автореферат разослан «_»_2003 г

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просьба направлять по вышеуказанному адресу ученому секретарю диссертационного совета (тел. (0922) 27-98-21, факс (0922) 23-3342)

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук, профессор

Р А Тихомиров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Широкое использование электромеханических приводов (ЭМП) поступательного перемещения в различных сферах промышленности, техники и технологии часто сдерживается недостаточными показателями надежности, долговечности и эксплуатационными характеристиками этих устройств, а также невозможностью обеспечения требуемых динамических характеристик, поскольку подобные требования зачастую являются взаимоисключающими. Появление модульной схемы построения ЭМП на базе вентильных двигателей постоянного тока и планетарных передач, непосредственно встраиваемых в ротор двигателя, позволило значительно сократить габариты, уменьшить массу, повысить точность перемещения и позиционирования привода. Примерами приводов, выполненных по такой схеме, могут быть приводы управления подвижными, объектами (рулевые приводы), медицинских устройств (протезов и искусственных органов), роботов, технологических машин и т.д. Обеспечение технических требований к этим устройствам невозможно без повышения долговечности и надежности приводов, входящих в их состав. Поэтому весьма актуальной является задача по созданию методов проектирования этих устройств с заданными динамическими характеристиками, надежностью и долг овечностью.

Цель работы. Целью работы является разработка методов проектирования электромеханических модулей поступательного перемещения с заданными динамическими характеристиками, долговечностью и надежностью.

Для достижения згой цели необходимо решить следующие основные

1. Разработать математическую модель электромеханическою модуля с учетом условий эксплуатации и конструктивных особенностей.

2. Провес!и анализ динамических характеристик электромеханического модуля в зависимости от возмущений в системе Разработать методику синтеза модуля с высокими динамическими характерисшками.

3 Определить параметры контакта с учетом искажения пятна контакта и скорректировать критерии долговечности самотормозящихся РВМ для электромеханических модулей поступательного перемещения.

4 Разработать зависимости для расчета надежности и долговечности электромеханических модулей.

5. Разработать методику расчета и автоматизированного проектирования электромеханических модулей с высокими динамическими характеристиками, долговечностью и надежностью

задачи:

РОС. НАЦИОНАЛЬНА* I БИБЛИОТЕКА }

¡ИБЛИОТЕКА }

Научную новизну работы составляют:

- математическая модель долговечности и параметрической надежности моноблочного модуля поступательною перемещения;

- вывод аналитических зависимостей для определения параметров контакта РВМ с учетом смещения пятна контакта по витку вследствие изменения угла подъема резьбы;

- методики автоматизированного проектирования и расчета моноблочных электромеханических приводов различного назначения с заданными динамическими характеристиками, надежностью и долговечностью

Практическая ценность работы заключается в следующем:

- разработанные математические модели надежности и долговечности моноблочного электромеханического привода выявили резервы повышения указанных характеристик;

- разработанные инженерные методики расчета и проектирования моноблочных электромеханических приводов позволяют проектировать устройства с заданными динамическими характеристиками, долговечностью и надежностью.

Реализация результатов. Полученные результаты использовались при разработке ряда электромеханических приводов различного назначения: приводы сисгем управления легкого многоцелевого самолета Ту-34 для ОАО «Туполев» (г. Москва), рулевые приводы катера для НПО «Аврора» (г. С.Петербург), мехатронные приводы авиационного кресла У1Р-салона пассажирского самолета для ООО «Фирма АККО» (г Москва).

Результаты работ использованы при выполнении 1 хоздоговорной НИР №2721/02 «Разработка мехатронных приводов кресла авиационного пассажирского» с ООО «Фирма АККО» (г. Москва) и 2 госбюджетных НИР: ГБ-285 «Разработка и проектирование моноблочных мехатронных рулевых приводов летательных аппаратов с высокими динамическими характеристиками» по МНТП «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» (подпрограмма 205 «Транспорт»); ГБ-304 «Разработка перспективной системы регулирования теплоснабжением образовательных учреждений с использованием мехатронных приводов арматуры» по МНТП «Научное, научно-методическое, материально-техническое и информационное обеспечение системы образования»

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 111 Международной конференции по автоматизированному электроприводу (11-Новгород, 2001 г), научно-техническои конференции научной школы молодых ученых и специалистов

«Прикладные задачи механики и тепломассообмена в авиастроении» (Воронеж, 2001 г.); I и 11 Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы машиностроения» (Владимир, 2001,2002 гг ).

Публикации. По материалам, изложенным в диссертации, опубликовано 5 работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и приложения. Общий объем 151 страницы машинописного текста, включая 7? рисунков и графиков на 51 странице, П таблиц. Список использованной литературы содержит ¡Л'1 наименований. Приложение состоит из 1и страниц, содержит два акта внедрения результатов работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована научная новизна работы, изложены положения, выносимые на защиту.

В первой главе рассмотрены особенности существующих схем построения электромеханических приводов поступательного перемещения (ЭМП ПП), показана перспективность моноблочной схемы построения приводов Рассмотрены требования по динамическим характеристикам, надежности и долговечности ЭМП ПП, используемых в авиационной и медицинской технике, технологическом оборудовании, а также к их исполнительным механизмам (ИМ). Показано, что невыполнение указанных требований приводит к потере работоспособности вследствие износа или выкрашивания рабочих поверхностей ИМ, а также к отказу вследствие среза витков и разрушения смазочного слоя. Роликовинтовые механизмы (РВМ), применяемые в ЭМП поступательного перемещения, в ряде случаев не отвечают жестким эксплуатационным требованиям, предъявляемым, например, к приводам медицинской техники, систем управления летательных аппаратов В данных случаях необходимы ЭМП ПП с высокими динамическими характеристиками, имеющие высокую надежность и долговечность.

Выполнен обзор литературы по исследованиям нагрузочной способности, долговечности и надежности ЭМП на базе РВМ, проведенным Д В Бушениным, Л В Марголиным, В В Козыревым, В.В. Морозовым, А.В Киричеком, Б Б Гоголевым, ЕВ Зуевой, А В Ждановым и другими. В известных работах полагалось, что пятно контакта в процессе работы РВМ остается постоянным и не искажается. Кроме юго, полагалось, долговечность определяется только усталостным выкрашиванием. При этом не учитываются особенности геомефии в элементарном контакте и искажение пятна контакта для различных групп РВМ Проведенный анализ литературных ис-

точников позволил сформулировать цель работы и поставить задачи дальнейших исследований.

Во второй г шве исследуются динамические характеристики электромеханического моноблочного привода. Для этого предложена двухмассовая математическая. модель, первая масса (входное звено РВМ) встроена в полый ротор двигателя и вращается вместе с ним, вторая масса (выходное звено РВМ) поступательно перемещает нагрузку. В модели учитываются позиционная и скоростная нагрузка; возмущение по напряжению, вызванное помехами датчиков обратной связи, пульсациями управляющего напряжения или момента двигателя; возмущение от нагрузки, вызванное колебаниями нагрузки или действием внешней среды на выходное звено Привод замкнут по положению с помощью линейной обратной связи, образуя следящую систему.

Система уравнений динамики замкнутого привода имеет вид:

Ф,=Ц;

И-'ро. Й. = и-кхх2)-- -!-£>,;

Прим Лм С)

т2\>2 = Ь\2-кРх2 -кцУ2 - А/-', где фь П] - угол поворота и угловая скорость 1-го (ведущего) звена; .х-2, 1'2 -перемещение и скорость 2-го звена; Jvai - момент инерции ротора; ц - коэффициент утяжеления ротора; км -- коэффициент электромагнитной связи; I! -управляющее напряжение; ДII - возмущение по напряжению; Л'д - кинематическая передаточная функция (КПФ) РВМ; т|тм - КПД РВМ; Нп = с(Л' х ф! - х7)+ Ь (.V - \>г) - сила упругости; ка - коэффициент электромеханической связи; к¡> - коэффициент позиционной нагрузки; -коэффициент вязкого трения; Д/-'- возмущение по нагрузке.

Системе уравнений (1) соответствует структурная схема рис 1

Рис 1 Структурная схеча \юнп^ ючно.'п примх)и

Передаточные функции для каждого возмущения имеют вид.

- передаточная функция по напряжению:

_км__ТьР +1 «ч

'' и(р) А' + кмк.х Ар4 + Вр5 + Ср2 +Ор+1'

- передаточная функция по возмущению от нагрузки:

IV {р) = =_'Уа + + 1

" Л'.А' + кикх Арл + Яр3 + Ср2 +Ор + \ '

Необходимой характеристикой качества системы является устойчивость ее установившихся режимов. Устойчивость определим по критерию Гурвица: Аа=ВС0-А02-В2> 0.

Если в системе присутствуют демпфирование Ь иди вязкое трение к^, то система всегда устойчива. Однако коэффициенты демпфирования и вязкого трения практически не управляемы. Поэтому при проектировании устойчивой системы следует выбирать наихудший вариант, когда Ь=к$ = 0. В этом случае критерий устойчивости примет вид

с-кХ1кл >0.

Система теряет устойчивость с ростом обратной связи по положению или с уменьшением КПФ. Увеличение коэффициентов демпфирования, скоростной нагрузки или массы нагрузки увеличивает устойчивость привода, а с ростом жесткости механической характеристики двигателя или позиционного момента система приближается к границе устойчивости. Утяжеление первой массы в системе без демпфирования не влияет на устойчивость. Таким образом, условие устойчивости определяет ограничение на глубину обратной связи по положению.

По передаточным функциям (2) и (3) построены амплитудно-частотные (АЧХ) и фазо-частотные характеристики (ФЧХ) привода, позволяющие судить о динамических свойствах исследуемого привода В работе построены АФЧХ в зависимости от всех значимых параметров системы. На рис. 2 представлены АФЧХ по напряжению в зависимости от кинематической передаточной функции

Система является низкочастотным фильтром (не пропускает высокочастотные сигналы), так как степень знаменателя передаточной функции больше степени числителя. На графиках видно, что предельная частота пропускания лежит в районе 1...10 Гц, сдвигаясь вправо при увеличении первого резонанса, и влево - при его исчезновении

Знаменатель передаточных функций разлагается на два колебательных звена второго порядка Первая резонансная частота имеет порядок 0... 10 Гц Первый резонанс возможен только в следящей системе и обусловлен качеством регулирования. Его наличие свидетельствует о перерегулировании в сис-

теме Перерегулирование в системе возникает с увеличением таких параметров, как жесткость механической характеристики двигателя, момент инерции 1-й массы, КПФ, коэффициент позиционной нагрузки, коэффициенты обратной связи по положению Напротив, рост демпфирования и коэффициента обратной связи по скорости ведет к уменьшению перерегулирования в системе. Масса нагрузки, коэффициент скоростной нагрузки и жесткость практически не влияют на первый резонанс

Рис 2 АФЧХпо напряжению а зависимости от КПФ:

1 мм/об;--- 3 ч.ч'Ьб: 10 мм/об

Вторая резонансная частота имеет порядок 100. .500 Гц и соответствует собственной частоте механизма. Второй резонанс существует всегда, имеет узкополосный спектр околорезонансных частот и ярко выраженный максимум амплитуды. Частота второго резонанса растет с увеличением жесткости передачи и падает с увеличением массы нагрузки; амплитуда этого резонанса определяется, прежде всего, коэффициентами демпфирования передачи и скоростной нагрузки.

По виду АФЧХ можно судить о влиянии параметров системы на динамику. Момент инерции входного звена передачи и масса нагрузки тг определяют инерционные свойства привода утяжеление ротора управляет первым резонансом, масса нагрузки - вторым Демпфирующие свойства привода зависят от жесткости механической характеристики двигателя кш, демпфирования передачи Ь и коэффициента вязкого трения Лу I, кГ1 демпфирует первый резонанс, а Ь и - второй Коэффициенты позиционной нагрузки А> и обратной связи по положению влияют на качество управления, их рост ведет к перерегулированию и снижению коэффициента усиления системы Влияние КПФ в основном сводится к «масштабированию» влияния того или иного параметра

На рис. 3 представлены АФЧХ для возмущения по нагрузке в зависимо-

Рис 3 АФЧХпо нагрузке в зависимости от КПФ: I мч /об: — 3 мм/об: 10 мм/об

В отличие от передаточной функции (2) по напряжению передаточная функция (3) по возмущению от нагрузки содержит в числителе многочлен 2-го порядка (антиколебательное звено). Поэтому частотный спектр условно можно разбить на три участка: низкочастотный с первым резонансом, сред-нечастотный - с антирезонансом, высокочастотный - с собственным резонансом механизма. Из-за высокой степени многочлена в числителе передаточной функции (3) система слабо фильтрует высокочастотные возмущения. Поэтому амплитудная характеристика на второй резонансной частоте имеет тот же порядок, что и АЧХ на иизких частотах.

Частота колебаний нагрузки может меняться в широких пределах в зависимости от условий эксплуатации привода: низкочастотные колебания могут создаваться ветровым моментом, конвективными потоками в приводах задвижек, высокочастотные - вибрацией нагрузки или основания. Наиболее эффективным мероприятием подавления влияния колебаний нагрузки на точность выходного перемещения (когда невозможно устранить источник колебаний) представляется синтез параметров привода так, чтобы частота антирезонанса совпадала с частотой главной гармоники возмущения, причем последнюю следует отстраивать от собственной частоты механизма.

Синтез параметров системы по качеству переходного процесса позволяет обеспечить точность позиционирования привода при сохранении требуемого быстродействия Существует ряд систем, для которых переходный режим является основным режимом работы. По качеству переходного процесса можно оценить влияние движущихся масс на выходное перемещение

Переходный процесс следящего привода описывается системой дифференциальных уравнений (1). Для оценки качества переходного процесса воспользуемся упрощенной одномассовой моделью:

Т?х + гС,{1\х+х=Х0, (4)

... р^рот Л",, 1 + Х{) , ,

где 1, = I----- , =-— — - постоянная времени и коэффи-

V мп 2о,хх7', Л\

циент демпфирования; Х{) ■■

к^ ^ 1с ^ к ^

- положение, в которое переи-

дет выходной шток после окончания переходного процесса; М = ц н---

"'рот

суммарное утяжеление ротора.

Для обеспечения высокого качества переходного процесса необходимо массу привода подбирать так, чтобы система находилась в граничной точке режима перерегулирования = \/л/2 ) Такая масса, во-первых, не вызывает первого резонанса, а, во-вторых, обеспечивает максимально возможную инерционность, требуемую гашения вредных колебаний нагрузки Критическое значение относительной массы привода М вычисляется по формуле

___(5)

2 Я V ^т Jpor{Sxkl, +кикх)

Оптимизация по быстродействию 1\ < '1 приводит к ограничению

М<М; = Т1 Ъ^ЬЬг (6)

•^рот

Из требования утяжеления массы для компенсации колебаний нагрузки, с учетом ограничения (5) и (6), получаем оптимальное значение суммарной массы привода:

Л^опт = тт(М0,М г).

В третьей главе проводились исследования параметрической надежности МЭМП Показано, что для рассматриваемых приводов долговечность определяется системой уравнений:

к^)>[кк>] Ки{г)>[К„\ кс({)>[кЛ

где К^ (/), [кИ ], Ки (г), [Ки], [К, ] - текущие и допускаемые коэф-

фициенты запаса для контактной усталости, износа и смазки

В главе предложены выражения для нахождения составляющих для первых двух факторов Коэффициент запаса долговечности по усталостному выкрашиванию имеет следующий вид:

К М- [ст//1 _4ааа1»2

чДЬс,„(»)" ю-7«?' «/'(О '

где [а//] - допускаемые контактные напряжения для выбранного материала ИМ, МПа; Оц(() - рабочие контактные напряжения, возникающие в наиболее нагруженных точках сопряжения, МПа; а, Ь - большая и малая полуоси пятна контакта (эллипса), аа - коэффициент зависящий от вероятности безотказной работы а; а1у а2, а, - коэффициенты, учитывающие соответственно материал смазки, состояние поверхности контактирующих тел и температуру окружающей среды; п - число оборотов ведущего звена; Р({) - нагрузка.

Коэффициент запаса долговечности по износу определяется как

К и,«)"

1-

Р;

/ '

где и{() - линейный износ в сопряжениях РВМ; р„ - нормальное давление на пятне контакта, л„.г - ширина витка на среднем диаметре; к\, кг - коэффициенты износа 1-го и 2-го тела; Л', - количество рабочих циклов (ходов); р;„ - радиус кривизны 7-го тела в нормальном сечении; р, - радиус кривизны /-го тела

Анализ полученных зависимостей показал, что наиболее существенными параметрами, влияющими на усталостное выкрашивание и износ, являются величина площадки контакта и контактные напряжения На рис. 4 показаны графики зависимости коэффициентов запаса по усталостным напряжениям и износу для различных значений контактных напряжений. При увеличении контактных напряжений на 25% коэффициенты запаса по усталостным напряжениям уменьшаются в 2,2 раза, а коэффициент запаса по износу почти в 3 раза

Для уточнения параметров пятна контакта предложены зависимости, которые учишвают поворот пятна относительно центральной точки:

Ьв^' "\В V2 в

■V2

где г| = У-- упругая постоянная контактирующих тел; V, - коэффици-

,=| Е,

ент Пуассона /-го [ела; ¿, модуль упругости I-го тела, Р - сжимающая сила в элементарном контакте, у - угол поворота пятна контакта (отклонения

главных кривизн) вследствие разных углов подъема контактирующих резьб, град; А, В, п„,/>ь> а„, а/, - коэффициенты, зависящие от главных кривизн взаимодействующих тел.

- При 200 МП»

При 250 МПа ----ПряЗООМП»

— При Ь=! .25 мм При Ь=2,5 км

— ПриЬ=3,75 ми

Рис. 4 Зависимости коэффициентов атаса по усталостным напряжения-» и износу для ра зычных контактных напряжений и размеров площадки контакта

На графике рис. 5 показана зависимость изменения максимальных контактных напряжений в пятне контакта от изменения угла ч/, а в таблице -форма и размеры пятна контакта по предлагаемой и существующим методикам. Анализ показывает, что только зависимости (7) учитывают поворот пятиа, который вызван отклонением главных кривизн контакта в сопряжении, определяемого углом С увеличением угла у контактные напряжения уменьшаются. Это объясняется увеличением площадки контакта на 10 .. 14% по сравнению с существующими методиками

-О 10'

30

0 Л 30

<Н

упщ поворота пяла, град

Рис 5 Зависимость изменения иаксииа/ьных контактных напряж-етт в пятне контакта отугча у: — по форму <е (7); - - по методике Э .7 Айрапетона

Таблица

Форма и размеры пятна контакта по пред шгаемой и существующим методикам

Соотношение углов подъема Пятно по методике 1 Пя г но по методике С В Пинегина | ЭЛ Айрапетова Пятно, рассчитанное по зависимостям (7)

X, = Х2 = 0 4 З''! 'У /Г .у

Х!>Аа ' г-}'

• -¿¿в -г

— 100 Н; — 200 Н; - - 300 Н;---400Н

Форма и размеры площадки контакта, рассчитанные по методикам С В. Пинегина и Э Л. Айрапетова, даюг удовлетворительный результат только при = Х2 - 0 В этом случае формулы (7) совпадают с зависимостями Э Л Айрапетова Во всех других случаях (при > %2 или Х| < Х2) при расчетах РВМ необходимо пользоваться зависимостями (7).

На рис 6,о показаны графики зависимости контактной деформации (КД) от угла профиля резьбы. С увеличением угла профиля с 5° до 45° контактная деформация уменьшается примерно на 35% Уменьшение угла профиля резьбы ниже 5° и увеличение выше 45° нецелесообразно из-за трудностей сборки передачи. С увеличением шага резьбы с 2 до 4 мм контактные напряжения (КН) уменьшатся на 43% (рис 6,6) Увеличение шага резьбы может привести к потере жесткости передачи

Inte*

% 3.3 ÍG"*

I b¡

.......Í ...... ........ _ 1 ' :...........

!В 33 ЗЭ ÍC Угм temía, "-ри

f 311

на' по»

V

Ч, " • -ч- - „.

_1_L.

3

ЕШГММ

Рис 6 Зависимости контактной деформации и контактных напряжений от геометрии: а зависимость К/( от угла профит; б iакисимость КН от шага резьбы

(— ¡00 Н;---200 Н; 300 Н; 400 Н)

С целью проверки правильности полученных аналитических зависимостей проведен конечно-элементный анализ контактного взаимодействия витков РВМ в пакете Pro/MECHANICA 2001. Для этого создавались твердотельные модели витков РВМ с различными углами подъема резьбы, далее они собирались с первоначальным касанием в точке, и к ним прикладывалась нагрузка. Результаты полученных вычислений показаны на рис. 7.

/

/

/

\

\

"V

X

/ч

Ч -. '

i \

• • х к-—

V

ч

\

а)

ч

у . /

с

У

''Г б)

Рис 7 Конечно-j /ементныи ана пи контактного hшимодейстаия витков РИМ а-'/,- 4.3°, '/.i - 6.4°: v - 0.42 мм. Ц) - 3°; (>-',, - 4.3°. ) 2 - 16.8o- \ - 1.066 мм. Ц) - 30°

С увеличением угла подъема резьбы винта контактные напряжения увеличиваются Так увеличение ^ с 5° до 15° приводит к увеличению контактных напряжений с 545 до 638 МПа. Сравнение аналитических и численного решений показало, чю расхождение между численным решением и методикой C.B. Пинегина составляет 14,8%, с методикой Э Л Айрапетова - 10,1%, а с зависимостями (7) - 4,3% (рис. 8).

1 0 200 400 600 Нагрузка на пятне, H

Рис 8 Сравните птое определение контактных напряж ений

В четвертой главе описаны результаты экспериментальных исследований долговечности элекфомеханических модулей, которые подтвердили правильность разработанных моделей. В качестве объекта испытаний были выбраны приводы с РВМ 2-й группы Экспериментальные исследования проводились на специально разработанном стенде. Результаты испытаний показали, что наиболее слабым звеном в электромеханическом модуле является РВМ, эксплуатационный износ является преобладающим видом отказа данного типа РВМ. Все передачи вышли из строя вследствие износа из-за недопустимого изменения характерных размеров резьбы Расхождение между теоретическими и экспериментальными результатами не превышает 10% На рис. 9 показаны зависимости линейного износа роликов и винтов для передач исследуемых приводов.

В пятой главе разработана методика автоматизированного расчета и проектирования моноблочных ЭМП с высокими динамическими характеристиками, надежностью и долговечностью. Расчетная методика и алгоритмы программно реализованы в системе Рго/Е1*ГС1ЫЕЬК 2001 В главе приводятся примеры реализации предложенных методик в промышленности. Методики использовались в научно-исследовательских работах кафедры ТМС ВлГУ, при разработке приводов системы управления легкою многоцелевого самолет Ту-34 (ОАО «1\полев», г Москва), при разработке привода регулирую-

щей арматуры (НПО «Аврора», г. С.-Петербург) Применение моноблочных ЭМП в перечисленных устройствах обеспечивает высокие технико-эксплуатационные характеристики

В закиочеиж сформулированы основные выводы по работе

15 12 15 1 15 08 15 06 15 04 15 02 15 14 98 14 96 14 94 14 92

\

- * -

-♦—Образец 1 -88~- Образец 2 Образец 3 . . Образец 4 «ж—Образец 5 -в—Образец 6 —Образец 7 ——Образец 8 - Образец 9

10000 20000 30000 40000 число циклов

б)

50000 60000

Ки

25 •

05

» Образец 1 г Образец 2 Образец 3 — Теоретическая кривая

П

ь июли аюоо -толп 41ПШ 500ЛП Т. часов

Ресурс

Рис 9 Зависимости //шейного и'моса ро шкоо и пинтоь д ш РИМ а пленение средне,Аштетра ре н,бы ро шьоь. б коэффициент запаса нчде ж ноет»

по и!носу

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

В результате теоретических и экспериментальных исследований, проведенных в диссертационной работе, получены следующие основные результаты:

1. Предложена математическая модель динамики моноблочного привода поступательного перемещения, учитывающая конструктивные особенности исполнительного механизма, позиционную нагрузку и возмущения, действующие на привод Получено аналитическое условие устойчивости замкнутого привода

2. Анализ динамики привода при гармонических возмущениях позволил получить аналитические оценки резонансных частот. Показано, что частота пропускания управляющего сигнала лежит в районе 5 ..20 Гц, но высокочастотные составляющие возмущения по нагрузке оказывают существенное влияние на точность выходного перемещения, особенно в области второго резонанса Частота второго резонанса растет с увеличением жесткости передачи и падает с увеличением массы нагрузки или КПФ. Перерегулирование увеличивается в 1,5 раза при увеличении жесткости механической характеристики двигателя в 1,6 раза, момента инерции 1-й массы (в 2,5 раза), КПФ (в 2,1 раза), позиционной нагрузки (в 10,4 раза), коэффициента обратной связи по положению (в 2,8 раза).

3. Предложена методика синтеза привода по качеству переходного процесса, позволяющая определить оптимальное значение массы привода для обеспечения заданного быстродействия без перерегулирования.

4. Разработана математическая модель параметрической надежности РВМ в составе электромеханического модуля, учитывающая запасы по долговечности для контактно-усталостных разрушений, эксплуатационного износа и качества смазочного слоя. Разработанная модель позволяет снизить расхождение экспериментальных и теоретических зависимостей для РВМ 1-ой и 2-ой групп с 25% до 7%

5. Проведено численное решение контактной задачи для РВМ различных групп на основе конечно-элементной модели. Показано, что с увеличением разности углов подъема резьб, смещение пятна контакта от ми ¡¡еицмв и угол поворота пятна увеличиваются. Так при - 0°, Х2 = 0° смещение пятна и угол поворота равны 0; при А.1 = 4,3°, Х2 - 6,4°' смещение пятна л = 0,42 мм, у 5°; при - 4,3° и Х2 = 16,8°. л = 1,066 мм, V - 30° при постоянной нагрузке 500 Н

6. Предложены аналитические зависимости для расчета параметров контакта РВМ, учитывающие искажение пятна контакта из-за разницы углов

подъема контактирующих элементов во время работы. Это позволяет снизить расхождение между аналитическим и численным решением с 15% до 4,3%.

7 Проведены экспериментальные исследования долговечности электромеханических модулей поступательного перемещения с самотормозящимися РВМ Полученные данные подтверждают правильность разработанных методик расчета и адекватность предложенных моделей Расхождение теоретических и экспериментальных результатов не превышает 10%

8. Разработана методика автоматизированного проектирования электромеханических модулей с высокими динамическими характеристиками, заданной надежностью и долговечностью, реализованная в системе сквозного проектирования Pro/ENGINEER 2001.

Основные положения диссертации отражены в следующих работах:

1 Дуери X., Жданов А.В Порядок проектирования моноблочных приводов систем управления технологическим оборудованием // Актуальные проблемы машиностроения: Материалы I Междунар науч.-техн конф. /Владим. гос. ун-т - Владимир, 2001. - С. 227-229.

2 Морозов В В., Дуери X Рулевые мехатронные приводы летательных аппаратов // Материалы III Междунар. (XIV Всеросс ) конф по автоматизированному электроприводу (АЭП-2001). - Н.-Новгород. НГТУ, 2001.

3 Жданов.А В.,.* Дуери X Автоматизированное проектирование меха-тронных приводов систем управления полетом в CAD/CAM/CAE-системах // Прикладные задачи механики и тепломассообмена в авиастроении' Материалы науч,-техн. конф. научной школы молодых ученых и специалистов - Воронеж ВорГТУ, 2001.

4. Дуери X, Жданов А.В Определение напряженно-деформированного состояния самотормозящихся роликовинтовых механизмов // Актуальные проблемы машиностроения. Материалы 11 Междунар. электронной науч.-техн конф. / Владим. гос. ун-i. - Владимир, 2002. - С. 144 146

5 Морозов В.В , Новикова И А, Жданов A.B., Елкин А.И.. КостеринАБ. Дуери X Разработка перспективной системы регулирования теплоснабжением образовательных учреждений с использованием мехатронных приводов арматуры // Отчет о НИР по теме ГБ-304 / Владим. гос. ун-т Владимир, 2003 76 с - Pei. №01.200 116549

ЛР № 020275. Подписано в печать 19.08.03 Формат 60x84/16. Бумага для множит, техники Гарнитура Тайме. Печать офсетная. Усл. печ л0 93 Уч.-изд л.1 04Гираж 100 экз.

Заказ ' '

Редакционно-издательский комплекс Владимирского государственного университета 600000, Владимир, ул Горького, 87.

ТзТ^

0 13 796

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Требования к техническим характеристикам моноблочных электромеханических приводов.

1.2. Современное состояние исследований динамики, надежности и долговечности модульных электромеханических приводов поступательного перемещения.

1.2.1. Исследование динамических характеристик модульных электромеханических приводов поступательного перемещения.

1.2.2. Исследования по долговечности и надежности модульных электромеханических приводов поступательного перемещения.

1.2.3. Современное состояние работ по автоматизированному проектированию моноблочных электромеханических приводов.

1.3. Постановка задачи исследования.

Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МОНОБЛОЧНОГО ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ПРИВОДА ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ.

2.1. Математическая модель моноблочного привода поступательного перемещения.

2.2. Анализ динамических характеристик привода.

2.2.1. Анализ устойчивости системы.

2.2.2. Анализ характеристик переходного процесса.

2.2.3. Определение амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик при различных возмущениях.

2.3. Синтез привода по качеству переходного процесса.

2.4. Выводы по главе.

Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ И НАДЕЖНОСТИ МОНОБЛОЧНЫХ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРИВОДОВ.

3.1. Модель надежности ИМ моноблочных электромеханических приводов.

3.1.1. Определение зависимостей для коэффициентов запаса надежности по контактной усталости.

3.1.2. Определение зависимостей для коэффициентов запаса надежности по износу.

3.1.3. Определение зависимостей для коэффициентов запаса надежности по деградации смазки.

3.2. Влияние параметров исполнительного механизма на надежность и долговечность моноблочного электромеханического привода.

3.3. Решение контактной задачи для винтовых звеньев исполнительных механизмов моноблочных приводов.

3.3.1. Аналитическое решение контактной задачи для криволинейных профилей ИМ.

3.3.2. Численный эксперимент по решению контактной задачи для винтовых звеньев ИМ в среде Pro/MECHANICA.

3.4. Выводы по главе.

Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК МОНОБЛОЧНЫХ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ

ПРИВОДОВ.

• 4.1. Объект исследований. Методика испытаний и аппаратура.

4.2. Анализ результатов испытаний.

4.3. Выводы по главе.

Глава 5. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО

ПРОЕКТИРОВАНИЯ МОНОБЛОЧНЫХ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРИВОДОВ С ВЫСОКИМИ ДИНАМИЧЕСКИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ, НАДЕЖНОСТЬЮ И ДОЛГОВЕЧНОСТЬЮ. 121 5.1. Описание технологии автоматизированного проектирования высоко динамичных МЭМП с высокими показателями по надежности и долговечности.

5.1.1. Основные этапы автоматизированного проектирования МЭМП в CAD/CAM/CAE-системах.

5.1.2. Твердотельное моделирование и создание конструкторской документации МЭМП.

5.2. Описание разработанных конструкций моноблочных электромеханических приводов.

Широкое использование электромеханических приводов (ЭМП) поступательного перемещения в различных сферах промышленности, техники и технологии часто сдерживается недостаточными показателями надежности, долговечности и эксплуатационными характеристиками этих устройств, а также невозможностью обеспечения требуемых динамических характеристик, поскольку подобные требования зачастую являются взаимоисключающими.

Анализ технических характеристик ЭМП показывает, что нагрузочная способность этих устройств должна приближаться к гидравлическим и достигать 10 кН при сравнительно малых габаритах; они должны обеспечивать с одной стороны высокие динамические характеристики (быстродействие, скорости и ускорения выходных звеньев), а с другой - иметь высокие статические характеристики (нагрузочную способность, жесткость, надежность и долговечность при гарантированном самоторможении). То есть необходимо совмещение целого комплекса взаимно исключающих друг друга требований. Для их обеспечения недостаточно использовать ЭМП с традиционными схемами исполнения, поскольку технические показатели входящих в привод элементов имеют ограниченные значения параметров. В ряде случаев обязательно постоянное взаимодействие между электрической и механической частями: подстраивание под направление меняющейся во времени нагрузки, компенсация накопленных погрешностей ИМ, генерирование закона движения в реальном времени с помощью систем управления. Поэтому необходимо использовать ЭМП, выполненных по новым схемам, объединяющие механическую и электрическую части в одном узле.

Появление модульной схемы построения ЭМП на базе вентильных двигателей постоянного тока и роликовинтовых механизмов (РВМ), непосредственно встраиваемых в ротор двигателя, позволило значительно сократить габариты, уменьшить массу, повысить точность перемещения и позиционирования привода. Примерами приводов, выполненных по такой схеме, могут быть приводы управления подвижными объектами (рулевые приводы), медицинских устройств (протезов и искусственных органов), роботов, технологических машин и т.д. Обеспечение технических требований к этим устройствам невозможно без повышения долговечности и надежности приводов, входящих в их состав. Поэтому весьма актуальной является задача по созданию методов проектирования этих устройств с заданными динамическими характеристиками, надежностью и долговечностью.

Исследования нагрузочной способности, долговечности и надежности ЭМП на базе РВМ проводились Д.В. Бушениным [13-15],

Л.В. Марголиным [54], В.В. Козыревым [43, 44], В.В. Морозовым [58-64], А.В. Киричеком [38, 39], Б.Б.Гоголевым [20, 21], Е.В.Зуевой [32], А.В. Ждановым [29] и другими. В известных работах полагалось, что пятно контакта в процессе работы РВМ остается постоянным и не искажается. Кроме того, полагалось, долговечность определяется только усталостным выкрашиванием. При этом не учитываются особенности геометрии в элементарном контакте и искажение пятна контакта для различных групп РВМ. Проведенный анализ литературных источников позволил сформулировать цель работы и поставить задачи дальнейших исследований.

Таким образом, исследование и создание методов проектирования моноблочных электромеханических приводов поступательного перемещения с заданными динамическими характеристиками, надежностью и долговечностью является важной и актуальной задачей.

Работа состоит из пяти глав, введения и заключения.

В первой главе рассмотрены особенности существующих схем построения электромеханических приводов поступательного перемещения, показана перспективность моноблочной схемы построения приводов. Рассмотрены требования по динамическим характеристикам, надежности и долговечности ЭМП, используемых в авиационной и медицинской технике, технологическом оборудовании, а также к их исполнительным механизмам (ИМ). Показано, что невыполнение указанных требований приводит к потере работоспособности вследствие износа или выкрашивания рабочих поверхностей ИМ, а также к отказу вследствие среза витков и разрушения смазочного слоя. Роликовинтовые механизмы, применяемые в ЭМП поступательного перемещения, в ряде случаев не отвечают жестким эксплуатационным требованиям, предъявляемым, например, к приводам медицинской техники, систем управления летательных аппаратов. В данных случаях необходимы ЭМП ПП с высокими динамическими характеристиками, имеющие высокую надежность и долговечность.

Во второй главе исследуются динамические характеристики электромеханического моноблочного привода. Для этого предложена двухмассо-вая математическая модель. В модели учитываются позиционная и скоростная нагрузка; возмущение по напряжению, вызванное помехами датчиков обратной связи, пульсациями управляющего напряжения или момента двигателя; возмущение от нагрузки, вызванное колебаниями нагрузки или действием внешней среды на выходное звено. По передаточным функциям построены амплитудно-частотные и фазо-частотные характеристики, позволяющие судить о динамических свойствах исследуемого привода.

По результатам исследования динамики модуля предложена методика синтеза привода по качеству переходного процесса, позволяющая определить оптимальное значение массы привода для обеспечения заданного быстродействия без перерегулирования.

В третьей главе проводились исследования параметрической надежности МЭМП. В главе предложены выражения для нахождения составляющих для контактной усталости и износа.

Анализ показал, что наиболее существенными параметрами, влияющими на усталостное выкрашивание и износ, являются величина площадки контакта и контактные напряжения. Для уточнения параметров пятна контакта предложены зависимости, которые учитывают поворот пятна относительно центральной точки.

В четвертой главе описаны результаты экспериментальных исследований долговечности электромеханических модулей, которые подтвердили правильность разработанных моделей. В качестве объекта испытаний были выбраны приводы с РВМ 2-й группы. Экспериментальные исследования проводились на специально разработанном стенде. Результаты испытаний показали, что наиболее слабым звеном в электромеханическом модуле является РВМ, эксплуатационный износ является преобладающим видом отказа данного типа РВМ.

В пятой главе разработана методика автоматизированного расчета и проектирования моноблочных ЭМП с высокими динамическими характеристиками, надежностью и долговечностью. Расчетная методика и алгоритмы программно реализованы в системе Pro/ENGINEER 2001. В главе приводятся примеры реализации предложенных методик в промышленности. Методики использовались в научно-исследовательских работах кафедры ТМС ВлГУ, при разработке приводов системы управления легкого многоцелевого самолета Ту-34 (ОАО «Туполев», г. Москва), при разработке привода регулирующей арматуры (НПО «Аврора», г. С.-Петербург). Применение моноблочных ЭМП в перечисленных устройствах обеспечивает высокие технико-эксплуатационные характеристики.

В заключении сформулированы основные выводы по работе. На защиту автором выносятся следующие основные положения:

- математическая модель динамики электромеханического модуля с учетом условий эксплуатации и конструктивных особенностей;

- методика синтеза модуля с высокими динамическими характеристиками;

- математическая модель долговечности и параметрической надежности моноблочного модуля поступательного перемещения;

- аналитические зависимости для определения параметров контакта РВМ с учетом смещения пятна контакта по витку вследствие изменения угла подъема резьбы;

- методики автоматизированного проектирования и расчета моноблочных электромеханических приводов различного назначения с заданными динамическими характеристиками, надежностью и долговечностью.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

В результате теоретических и экспериментальных исследований, проведенных в диссертационной работе, получены следующие основные результаты:

1. Предложена математическая модель динамики моноблочного привода поступательного перемещения, учитывающая конструктивные особенности исполнительного механизма, позиционную нагрузку и возмущения, действующие на привод. Получено аналитическое условие устойчивости замкнутого привода.

2. Анализ динамики привода при гармонических возмущениях позволил получить аналитические оценки резонансных частот. Показано, что частота пропускания управляющего сигнала лежит в районе 5.20 Гц, но высокочастотные составляющие возмущения по нагрузке оказывают существенное влияние на точность выходного перемещения, особенно в области второго резонанса. Частота второго резонанса растет с увеличением жесткости передачи и падает с увеличением массы нагрузки или КПФ. Перерегулирование увеличивается в 1,5 раза при увеличении жесткости механической характеристики двигателя в 1,6 раза, момента инерции 1-й массы (в 2,5 раза), КПФ (в 2,1 раза), позиционной нагрузки (в 10,4 раза), коэффициента обратной связи по положению (в 2,8 раза).

3. Предложена методика синтеза привода по качеству переходного процесса, позволяющая определить оптимальное значение массы привода для обеспечения заданного быстродействия без перерегулирования.

4. Разработана математическая модель параметрической надежности РВМ в составе электромеханического модуля, учитывающая запасы по долговечности для контактно-усталостных разрушений, эксплуатационного износа и качества смазочного слоя. Разработанная модель позволяет снизить расхождение экспериментальных и теоретических зависимостей для РВМ 1-ой и 2-ой групп с 25% до 7%.

5. Проведено численное решение контактной задачи для РВМ различных групп на основе конечно-элементной модели. Показано, что с увеличением разности углов подъема резьб, смещение пятна контакта от оси центров и угол поворота пятна увеличиваются. Так при А,, = 0°, = 0° смещение пятна и угол поворота равны 0; при Xj = 4,3°, Х2 = 6,4°: смещение пятна s = 0,42 мм, vj/ = 5°; при = 4,3° и Х2 ~ 16,8°: s = 1,066 мм, у = 30° при постоянной нагрузке 500 Н.

6. Предложены аналитические зависимости для расчета параметров контакта РВМ, учитывающие искажение пятна контакта из-за разницы углов подъема контактирующих элементов во время работы. Это позволяет снизить расхождение между аналитическим и численным решением с 15% до 4,3%.

7. Проведены экспериментальные исследования долговечности электромеханических модулей поступательного перемещения с самотормозящимися РВМ. Полученные данные подтверждают правильность разработанных методик расчета и адекватность предложенных моделей. Расхождение теоретических и экспериментальных результатов не превышает 10%.

8. Разработана методика автоматизированного проектирования электромеханических модулей с высокими динамическими характеристиками, заданной надежностью и долговечностью, реализованная в системе сквозного проектирования Pro/ENGINEER 2001.

1. Айрапетов Э.Л., Генкин М.Д. Статика планетарных механизмов.— М.: Наука, 1976.

2. Александров В.М., Ромалис Б.Л. Контактные задачи в машиностроении. — М.: Машиностроение, 1986. — 176 с.

3. Афанасьев В.Н., Колмановский В.Б., Носов В.Р. Математическая теория конструирования систем управления. — М.: Высш. шк., 1989. — 447 с.

4. Баринов Ю.В. Исследование долговечности шариковых винтовых пар авиационных приводов: Дис. канд. техн. наук. Рига. 1977. — 149 с.

5. Барковский В.В., Захаров В.Н., Шаталов А.С. Методы синтеза систем управления. М.: Машиностроение. 1969. — 327 с.

6. Баутин Н.Н., Леонтович Е.А. Методы и приемы качественного исследования динамических систем на плоскости. М.: Наука, 1990. — 488 с.

7. Башарин А.В., Постников Ю.В. Примеры расчета автоматизированного привода на ЭВМ. — Л.: Энергоатомиздат, 1990. 512 с.

8. Беленький Ю.М., Зеленков Г.С., Микеров А.Г. Опыт разработки и применения бесконтактных моментных приводов. Л.: ЛДНТП, 1987. — 28 с.

9. Беленький Ю.М., Микеров А.Г. Выбор и программирование параметров бесконтактного моментного привода. Л.: ЛДНТП, 1990. - 24 с.

10. Беляев В.Г., Бушенин Д.В., Козырев В.В., Ряховский О.А. Современные винтовые механизмы // Приводная техника. — 1998. № 7. - С. 2-5.

11. Бесекерский В.А. Динамический синтез систем автоматического регулирования. М.: Наука, 1970. — 576 с.

12. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. — М.: Наука, 1975. — 768 с.

13. Бушенин Д.В. Несоосные винтовые механизмы. — М.: Машиностроение, 1985. 112 с.

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

15. Бушенин Д.В., Морозов В.В., Носатов С.П., Попов Б.К. Проектирование винтовых механизмов. Владимир: ВСНТО, 1982. - 52 с.

16. Бушуев В.В. Мехатронные системы в станках // Мехатроника. — 1999.-№2.

17. Воробьев Ю.В. Критерии долговечности механизмов с высшими кинематическими парами, полученные на основе решения контактной задачи // Проблемы машиностроения и надежности машин. 1995. - № 1. -С. 45-52.

18. Галин Л.А. Контактные задачи теории упругости и вязкоупруго-сти. М.: Наука. ГРФМЛ, 1980. - 304 с.

19. ГмурманВ.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Высш. шк., 1998. - 479 с.

20. Гоголев Б.Б. Разработка методов расчета и проектирования несо-осных винтовых механизмов: Дис. канд. техн. наук / Владим. политехи, ин-т. Владимир, 1985.

21. Джонсон К. Механика контактного взаимодействия. — М.: Мир, 1989.-509 с.

22. Добромыслов Н.Н. Применение моделей накопления повреждений для оценки показателей надежности опор качения машин // Машиноведение. 1987. -№ 6. - С. 32-38.

23. Дрозд Ю.А. и др. Расчет упругопластической деформации в контакте. -М.: Высш. шк., 1984. 154 с.

24. Дроздов Ю.Н. К расчету на износ передачи винт-гайка с трением скольжения // Вестник машиностроения. 1984. - № 5. - С. 16-18.

25. Дуери X., Жданов А.В. Порядок проектирования моноблочных приводов систем управления технологическим оборудованием // Актуальные проблемы машиностроения: Материалы I Междунар. науч.-техн. конф. / Владим. гос. ун-т. Владимир, 2001. - С. 227-229.

26. Ефремова Г.Л. Исследование прочностных и эксплуатационных характеристик роликовых винтовых механизмов: Автореф. дис. канд. техн. наук. — Рига, 1967. — 15 с.

27. Жданов А.В. Повышение надежности и долговечности роликовинтовых механизмов: Дис. канд. техн. наук / Владим. гос. ун-т. — Владимир, 1998.-163 с.

28. Жеков К. CAE-системы в XXI веке // САПР и графика. 2000. -№2.-С. 75-79.

29. Зуева Е.В. Разработка методики расчета и проектирования роли-ковинтовых передач с заданными точностью, жесткостью и стабильностью кинематических передаточных функций: Дис. канд. техн. наук / Владим. политехи, ин-т. Владимир, 1993.

30. Иосилевич Г.Б. Концентрация напряжения и деформаций в деталях машин. М.: Машиностроение, 1981. - 224 с.

31. Исследование законов распределения нагрузок и напряжений в элементах планетарных винтовых передач // Отчет о НИР. — Л., 1990. — 74 с.

32. Каган В.Г. Электроприводы с предельным быстродействием для систем воспроизведения движений. — М.: Энергия, 1975. — 240 с.

33. Карташев А.П., Рождественский Б.Л. Обыкновенные дифференциальные уравнения и основы вариационного исчисления. М.: Наука, 1980.-288 с.

34. Каталог роликовинтовых и шариковинтовых передач, изготовляемых фирмой "La Technique Integral е" (Rollengewindetriebe sind Erzeugnisse. — Baureihe RGT. Schweiz. INA. 1988. 165 p.).

35. Киричек А.В. Комплексное обеспечение качества несоосных винтовых механизмов и тяжелонагруженных резьбовых деталей. — М.: ИЦ МГТУ СТАНКИН, 2002. 242 с.

36. Киричек А.В., Лодыгина Н.Д. Напряженное состояние витков деталей НВМ // Теория и практика зубчатых передач: Труды Междунар. конф.-Ижевск: ИжГТУ, 1998.-С. 108-113.

37. Ковалев М.П., Народецкий М.З. Расчет высокоточных шарикоподшипников. М.: Машиностроение. 1975. - 280 с.

38. Когаев В.П., Дроздов Ю.Н. Прочность и износостойкость деталей машин. М.: Высш. шк., 1991. -319 с.

39. Козлов В.Н., Куприянов В.Е., Заборовский B.C. Вычислительные методы синтеза систем автоматического управления. — Л.: Изд-во ЛГУ, 1989.-224 с.

40. Козырев В.В. Анализ и синтез роликовинтовых передач как исполнительных механизмов электромеханических приводов: Дисс. докт. техн. наук / Владим. гос. ун-т. Владимир, 1995. - 413 с.

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

42. Коллинз Дж. Повреждение материалов в конструкциях. Анализ, предсказания, предотвращение. М.: Мир, 1984. - 624 с.

43. Коловский М.З. Динамика машин. Л.: Машиностроение, 1989. — 263 с.

44. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1982. - 832 с.

45. Коровчинский М.В. Распределение напряжений в окрестности локального контакта при одновременном действии нормальных и касательных усилий в контакте // Машиноведение. — 1967. № 5. — С. 85-96.

46. Кочергин В.В. Следящие системы с двигателем постоянного тока. —Л.: Энергоатомиздат, 1988. 168 с.

47. Крагельский И.В. Трение и износ. М.: Машиностроение, 1968. — 480 с.

48. Кудрявцев В.Н., ДержавецЮ.А. Прочность и надежность механического привода. Л.: Машиностроение, 1977. - 240 с.

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

50. Лойцянский Л.Г., Лурье А.И. Курс теоретической механики. В 2-х тт. М.: Наука, 1982; Т. 2: Динамика. - 514 с.

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

52. Метод конечных элементов в механике твердых тел / Под общ. ред. А.С. Сахарова, И. Альтенбаха. Киев: Выща школа. — 1982. - 480 с.

53. Михалев И.А., Окоемов Б.Н., Чикулаев М.С. Системы автоматического управления самолетом. — М.: Машиностроение. 1987. — 240 с.

54. Михалев А.С., Миловзоров В.П. Следящие системы с бесконтактными двигателями постоянного тока. М.: Энергия, 1979. - 160 с.

55. Морозов В.В. Планетарные исполнительные механизмы с винтовыми звеньями и моноблочные приводы на их основе // Теория и практика зубчатых передач: Труды Междунар. конф. Ижевск: ИжГТУ, 1998. -С. 331-336.

56. Морозов В.В., Дуери X. Рулевые мехатронные приводы летательных аппаратов // Материалы III Междунар. (XIV Всеросс.) конф. по автоматизированному электроприводу (АЭП-2001). Н.-Новгород: НГТУ, 2001.

57. Морозов В.В., Костерин А.Б., Новикова Е.А. Плавность динамических звеньев электромеханических приводов. — Владимир: ВлГУ, 1999. — 158 с.

58. Морозов В.В., Новикова Е.А., Костерин А.Б. Механотронные модули поступательного и вращательного движений // Экстремальная робототехника: Материалы 9-й науч.-техн. конф. СПб.: СПбГТУ-ЦНИИ РТК, 1998.-С. 387-391.

59. Морозов В.В., Панюхин В.И., Панюхин В.В. Зубчато-винтовые передачи для преобразования вращательного движения в поступательное / Владим. гос. ун-т. Владимир, 2000. - 160 с.

60. Морозов В.В., Панюхин В.И., Панюхин В.В. Механические передачи: КПД и самоторможение / Владим. гос. ун-т. Владимир, 2002. -164 с.

61. Надежность в машиностроении: Справ. / Под общ. ред.

62. B.В. Шашкина, Г.П. Карзова. СПб.: Политехника, 1992. - 719 с.

63. Назаров А. Обзор современных программ конечно-элементного анализа // САПР и графика. 2000. - №2. - С. 52-55.

64. Новикова Е.А. Разработка и исследование моноблочных электромеханических приводов с высокой плавностью выходного перемещения: Автореф. дис. . канд. техн. наук / Владим. гос. ун-т. Владимир, 1999. — 16 с.

65. Новикова Е.А., Морозов В.В. Модульная технология автоматизированного проектирования и исследования мехатронных моноблочных приводов // Мехатроника. 2001. - № 5. - С. 24-28.

66. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. — JL: Энергоатомиздат, 1985.

67. Основы проектирования и расчета несоосных винтовых механизмов: Учебн. пособие в 2-х ч. / Под ред. Д.В. Бушенина / Владим. гос. ун-т. -Владимир,Ч. 1:1996.-60е.;Ч. 2: 1998.-116с.

68. Панюхин В.И. Самотормозящиеся механизмы. — Владимир. ВСНТО, 1981.-57 с.

69. Панюхин В.И., Морозов В.В. КПД и условия самоторможения роликовинтовых передач // Изв. вузов. Машиностроение. 1989. - № 2. —1. C. 38-42.

70. Панюхин В.И., Морозов В.В. Передаточные функции роликовых планетарных передач винт-гайка // Изв. вузов. Машиностроение. — 1988. — №5.-С. 31-36.

71. Пинегин С.В. Контактная прочность в машинах. М.: Машиностроение, 1965. -192 с.

72. Пинегин С.В. Трение качения в машинах и приборах. М.: Машиностроение, 1976. — 264 с.

73. Пинегин С.В., Орлов А.В. Остаточные деформации при контактном нагружении // Машиноведение. — 1970. № 2. - С. 80-97.

74. Планетарные передачи. Справ. / Под ред. В.Н. Кудрявцева, Ю.Н. Кирдяшева. J1: Машиностроение, 1977. — 536 с.

75. Полковников В.А., Сергеев А.В. Расчет основных параметров исполнительных механизмов следящих приводов летательных аппаратов. -М.: Машиностроение, 1987. 192 с.

76. Понтрягин JI.C. Обыкновенные дифференциальные уравнения. — М.: Наука, 1982.-332 с.

77. Попов Б.К. Разработка методов проектирования планетарных ро-лико-винтовых механизмов по требованиям к выходному коэффициенту полезного действия: Дис. канд. техн. наук / Владим. политехи, ин-т. — Владимир, 1987.- 185 с.

78. Проектирование следящих систем / Под ред. Л.В. Рабиновича. -М.: Машиностроение, 1969. — 500 с.

79. Проектирование следящих систем малой мощности / Под ред. В.А. Бесекерского. М.: Машиностроение, 1958. — 508 с.

80. Проектирование следящих систем с помощью ЭВМ / Под общ. ред. Е.П. Попова. М.: Машиностроение, 1979. - 367 с.

81. Проников А.С. Надежность машин. — М.: Машиностроение, 1978. -592 с.

82. Расчет на прочность деталей машин. Справ. / Под ред. И.А. Биргера, Б.Ф. Шорра, Г.Б. Иосилевича. М.: Машиностроение, 1979. -702 с.

83. Расчеты деталей машин на прочность и долговечность. Справ. / Под ред. В.П. Когаева, М.А. Махуртова, А.П. Гусенкова. — М.: Машиностроение, 1985. 224 с.

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

85. Роликовинтовые передачи (область применения, унификация конструкций, вопросы теории и САПР) // Тез. докл. МПК под ред. В.В. Козырева. Владимир: ВСНТО, 1988. - С. 54.

86. Следящие приводы / Под ред. Б.К. Чемоданова. В 2-х кн. М.: Энергия, 1976. - Кн. 1: 480 е.; Кн. 2: 384 с.

87. Справочник по теории автоматического управления / Под ред. А.А. Красовского. -М.: Наука, 1987. 712 с.

88. Старосельский А.А., Гаркунов Д.Н. Долговечность трущихся деталей машин. — М.: Машиностроение, 1967. 395 с.

89. Стенг Г., Фикс Дж. Теория метода конечных элементов. — М.: Мир, 1977.-350 с.

90. Теория автоматического управления / Под ред. А.А. Воронова. — М.: Высш. шк., 1986. 504 с.

91. Турпаев А.И. Самотормотормозящие механизмы. — М.: Машиностроение, 1976. 208 с.

92. Филипенко A.JI. Расчет планетарных передач на прочность и долговечность // Детали машин: Сб. науч. трудов. — 1991. Вып. 52. — С. 80-87.

93. Хохлов В.М. Выбор рабочих напряжений контактирующих тел // Изв. вузов. Машиностроение. — 1993. — № 2. — С. 27-30.

94. Черная JI.A. Метод синтеза геометрических параметров ролико-винтовой планетарной передачи по контактной прочности: Автореф. дис. . канд. техн. наук. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1996.

95. Черная JI.A. Моделирование контакта винт-ролик в роликовинто-вой планетарной передаче // Изв. вузов. Машиностроение. 1979. — № 7. — С. 38-40.

96. Чиликин М.Г., Ключев В.И., Сандлер А.С. Теория автоматизированного электропривода. -М.: Энергия, 1979. 616 с.

97. Шелофаст В.В. Распределение зазоров в реальной шариковой винтовой паре (ШВП) // Изв. вузов. Машиностроение. — 1986. № 2. -С. 61-66.

98. Шкапенюк М.Б. Жесткость и долговечность шариковых винтовых передач // Станки и инструменты. 1992. - № 5. - С. 11-13.

99. Шкапенюк М.Б. Пути улучшения основных эксплуатационных характеристик шариковых винтовых передач // Станки и инструменты, 1990. № 4. с.9-11.

100. Электропривод летательных аппаратов / Под ред. В.А. Полков-никова. М.: Машиностроение, 1990. - 352 с.

101. ANSYS Theory reference. Release 5.6 / Ed. by P. Kohnke. Canons-burg, 1994.-1286 p.

102. Archibald M. Mechanical Engineering Design with Pro/ENGINEER. SDC Publications, 2002. - 400 p.

103. Bolluyt J. Design Modeling with Pro/ENGINEER. SDC Publications. 2002. - 209 p.

104. CondoorS. Modeling Using Pro/ENGINEER WILDFIRE. SDC Publications, 2003. - 209 p.

105. Gagnon Y. Pro/MECHANICA Structure WILDFIRE: Elements and Applications. SDC Publications, 2003. - 188 p.

106. Hamlin B.H., Sorby S.A. Solid Modeling with Pro/ENGINEER. -Prentice Hall, 2000. 288 p.

107. LawrenceK.L. ANSYS Tutorial. SDC Publications, 2002. - 174 p.

108. Shih R. Parametric Modeling with Pro/ENGINEER WILDFIRE. -SDC Publications, 2003. 366 p.

109. Toogood R. Pro/MECHANICA Structure Tutorial. SDC Publications, 2003.-212 p.

110. Математическое ПО на сервере компании СофтЛайн — http://science.softline.ru

111. MathSoft Home Page http://www.mathsoft.com

112. Math Works Home Page http://www.mathworks.com

113. Parametric Technology Corporation http://www.ptc.com

114. Pro/USER Home Page http://www.prouser.org

115. Rand Worldwide Home Page in Russia http://www.rand.ru

116. Solver Engineering Company http://www.solver-net.com