Досліджено автоматизоване визначення параметрів та формування спряжених лінійчатих поверхонь вищих кінематичних пар із лінійним дотиком. Запропоновано геометричний спосіб визначення діапазонів зміни параметрів складних рухів. Зазначений спосіб дозволяє здійснити оптимізацію параметрів спряжених лінійчатих поверхонь. За допомогою геометричного способу розроблено автоматизоване визначення параметрів спряжених поверхонь на базі діаграм кінематичного гвинта. Знайдені параметри використовуються з метою автоматизованого формування спряжених поверхонь. Апробовано автоматизований метод визначення параметрів характеристики та формування спряжених поверхонь. Наведено підсистему моделювання спряжених поверхонь вищих кінематичних пар, яка включає в себе визначення необхідних параметрів та формування даних поверхонь. Підсистему реалізовано у вигляді додатка до САПР AutoCAD R14.

  Скачати повний текст

Сформульовано нову постановку задачі дослідження процесу автоматичного балансування рідиною роторів з вертикальною віссю обертання, що відрізняється від існуючих урахуванням гідромеханічних властивостей рідини та демпфування системи. Удосконалено методику розв'язання даної задачі на підставі системного підходу щодо вивчення роботи рідинного автобалансувального пристрою (АБП). З урахуванням одержаних результатів розроблено рекомендації щодо використання АБП з рідинними робочими тілами. Вперше встановлено аналітичну залежність ефективності автоматичного балансування від параметрів системи ротор - АБП - рідина, з використанням якої розроблено науково-методичний апарат розрахунку АБП з рідинними робочими тілами. Запропоновано нове технічне рішення щодо підвищення ефективності балансування за рахунок зменшення впливу сили ваги баластної рідини, наведено його теоретичний опис. Створено конструкцію АБП з параболічними боковими стінками. Удосконалено методи та засоби вивчення швидкоплинних динамічних процесів руху робочих тіл у камері АБП, зокрема, запропоновано використовувати високошвидкісну відеозйомку та динамічну фотозйомку камерою, що обертається, з наступним уповільненим переглядом і розкадровкою цифрових записів, що надає можливість послідовно порівнювати динаміку поведінки системи та рідини в АБП, наочно спостерігати за поведінкою рідини та перевірити достовірність теоретичного обгрунтування роботи рідинного АБП.

  Скачати повний текст

Сформульовано нову постановку задачі дослідження процесу автоматичного балансування рідиною роторів з вертикальною віссю обертання, що відрізняється від існуючих урахуванням гідромеханічних властивостей рідини та демпфування системи. Удосконалено методику розв'язання даної задачі на підставі системного підходу щодо вивчення роботи рідинного автобалансувального пристрою (АБП). З урахуванням одержаних результатів розроблено рекомендації щодо використання АБП з рідинними робочими тілами. Вперше встановлено аналітичну залежність ефективності автоматичного балансування від параметрів системи ротор - АБП - рідина, з використанням якої розроблено науково-методичний апарат розрахунку АБП з рідинними робочими тілами. Запропоновано нове технічне рішення щодо підвищення ефективності балансування за рахунок зменшення впливу сили ваги баластної рідини, наведено його теоретичний опис. Створено конструкцію АБП з параболічними боковими стінками. Удосконалено методи та засоби вивчення швидкоплинних динамічних процесів руху робочих тіл у камері АБП, зокрема, запропоновано використовувати високошвидкісну відеозйомку та динамічну фотозйомку камерою, що обертається, з наступним уповільненим переглядом і розкадровкою цифрових записів, що надає можливість послідовно порівнювати динаміку поведінки системи та рідини в АБП, наочно спостерігати за поведінкою рідини та перевірити достовірність теоретичного обгрунтування роботи рідинного АБП.

  Скачати повний текст

Застосування зубчатих передач Новікова замість аналогічних евольвентних передач покращує експлуатаційні характеристики редукторів. Широке впровадження прогресивного зачеплення стримується невирішеністю проблем, серед яких - проблеми оптимальності початкового контура та оптимальної точності виготовлення. Роботу присвячено заповненню прогалин у вирішенні згаданих оптимізаційних проблем. Критерії оптимізації - якісні показники, прийняті з метою оцінки несучої здібності, ресурсу, третя, зносу, ККД, умов утворення масляного клину і сприйнятливості передач до похибок виготовлення та монтажу. Побудовано математичну модель багатокритеріальної оптимізації циліндричних передач Новікова. Синтезовано нові початкові контури, що забезпечують передачам менші на 20 - 25% напруження у корені зуба та в 2 - 3 рази меншу сприйнятливість до похибок за відомі початкові контури. Досліджено сприйнятливість передач Новікова до похибок, розроблено методики розрахунку і розраховано оптимальні допуски на точність виготовлення коліс, передач та черв'ячних фрез із новими початковими контурами.

  Скачати повний текст

Викладено розв'язання науково-технічної проблеми створення машин і механізмів із заданими технічними характеристиками шляхом розробки методу багатопараметричного скіченно-елементного синтезу машинобудівних конструкцій при статичному та вібраційному їх навантаженні. Наведено висновок основних рівнянь скінченно-елементного синтезу в пружно-лінійній постановці, а також методики пошуку раціональних параметрів стрижневих, пластинчастих, комбінованих та осесиметричних конструкцій у детермінованій і стохастичній постановках за умови забезпечення необхідної їх міцності, жорсткості, стійкості, власних частот і форм коливань, мінімальної маси. На прикладах розрахункових та експериментальних досліджень реальних об'єктів розглянуто питання модифікації деталей і вузлів машин і механізмів з урахуванням особливостей їх структури, характеру навантаження та деформування.

  Скачати повний текст

Розглядаються питання зниження вібрацій машин і теорії та практики автоматичного балансування. Складена математична модель машин із вертикальною віссю обертання та в ході її аналізу розроблені вимоги до конструкцій із низькою віброактивністю. Виявлено протиріччя між теорією і практикою автоматичного балансування. Отримані за допомогою комп'ютерної і відеотехніки кадри розташування робочих тіл показали, що робочі тіла врівноважують ротор як за резонансом, так і до резонансу і на резонансі. Запропоновано нове пояснення поведінки рідини в балансирі, яке враховує її гідравлічні властивості. На підставі проведених досліджень для машини "Волга-11" розроблені конструктивні рішення, що знижують її вібрації не менше, ніж у 2,5 рази.

  Скачати повний текст

Подано нове вирішення проблеми розробки ефективного методологічного та математичного апарата дослідження та установлення закономірностей вільних і вимушених коливань неоднорідних механічних систем із пружних несучих елементів у вигляді тросів, балок, валів, пластин та оболонок, що з'єднані в'язкопружним заповнювачем, під дією стаціонарних і рухомих навантажень, зосереджених і розподільних сил. Запропоновано загальний методологічний підхід до розв'язання задач динаміки неоднорідних в'язкопружних механічних систем (НВМС), що створює можливість на основі фундаментальної матриці розв'язків задач динаміки лінійних механічних систем аналізувати за допомогою згорток Коші та Дюамеля перехідні процеси руху механічних систем за різних видів зовнішнього динамічного впливу. Розроблено математичні моделі неоднорідних дисипативних механічних систем із залученням гіпотез Бернуллі - Ейлера, Кірхгофа - Лява, моделі типу Тимошенка та урахування внутрішнього тертя у несучих елементах і в'язкопружного демпфуючого заповнювача на основі моделі Фойхта - Кельвіна. Розглянуто пакет прикладних програм ефективного розрахунку вільних і вимушених коливань НВМС, що дозволяє у процесі інтерактивного режиму на етапі проектування конструктивних елементів швидко та надійно вибирати раціональні коефіцієнти в'язкості, геометричні, фізико-механічні параметри реальних конструктивних елементів інженерних споруд і складних виробів сучасної техніки за різних видів динамічного впливу. Наведено прикладні задачі динаміки НВМС під дією нерухомих і рухомих зосереджених сил і розподілених навантажень.

  Скачати повний текст

Побудовано математичні моделі для нелінійно-пружних систем, які характеризуються поздовжнім (для поперечних коливань) або обертальним (для крутильних коливань) рухом. Запропоновано залежності, з використанням яких є можливим визначення впливу кінематичних параметрів руху та нелінійних характеристик середовища на амплітудно-фазові характеристики широкого спектра динамічних систем. Одержано розрахункові формули, які дозволяють визначити вплив кінематичних і фізико-механічних параметрів на амплітудно-частотні характеристики середовища, шляхом узагальнення асимптотичного методу Кирилова - Боголюбова - Митропольського щодо нового класу диференціальних рівнянь. За допомогою програмного забезпечення вперше одержано залежності амплітуди та частоти коливання від кінематичних і фізико-механічних параметрів. Побудовано математичну модель для реально існуючої установки та проведено порівняльний аналіз теоретичних і практичних результатів. Проаналізовано одержані результати для різних швидкостей і натягів дроту за резонансного та нерезонансного випадків. Підібрано оптимальний режим перемотування дроту.

  Скачати повний текст

Встановлено, що пружні характеристики більшості елементів мають чітко виражений нелінійний характер. Асимптотичні розв'язки одержаних рівнянь побудовано на ідеї застосування періодичних Ateb-функцій для знаходження розв'язків звичайних диференціальних рівнянь зі степеневою нелінійністю. Одержано двопараметричну множину розв'язків, які визначають закони зміни амплітуди та частоти коливань для нерезонансного та резонансного випадків. На підставі аналізу доведено, що формальна "лінеаризація" нелінійних пружних характеристик гнучких елементів систем приводу та нехтування швидкістю поздовжнього руху призводить до значних відхилень амплітуди та частоти коливань від реальних значень.

  Скачати повний текст

Досліджено динаміку механічних систем, що містять основну лінійну підсистему, коливання якої необхідно загасити, та нелінійний гаситель з відносно малою масою. Виділено нелокальні форми коливань, коли амплітуди коливань лінійної підсистеми та нелінійного гасителя порівнянні, локалізовані форми коливань, коли амплітуда коливань гасителя значно більше, ніж амплітуда коливань лінійної підсистеми. Одержано області параметрів систем, сприятливі для гасіння коливань, коли нелокальна форма є нестійкою, а локалізована форма - стійкою. Розв'язано задачу гасіння вимушених коливань з використанням нелінійних гасителів. Розглянуто гасіння хвильових процесів істотно нелінійними гасителями. Показано, що значна частина енергії хвилі може утримуватися у гастелі коливань. Розв'язано задачу про гасіння крутильних коливань силової передачі двигуна внутрішнього згоряння за допомогою нелінійної муфти з кусково-лінійною пружною характеристикою. Показано, що резонансну частоту коливань можна вивести за межі робочого діапазону частот. Розглянуто задачу нелінійної динаміки зубчастої пари зі змінною у часі жорсткістю зачеплення. Визначено області параметрів системи пари, де відбуваються небезпечні резонансні режими коливань.

  Скачати повний текст

Розроблено теоретичну базу для графоаналітичного методу розрахунку профілів роторів і корпусів, а також робочих поверхонь роторно-планетарних машин трохоїдного типу з використанням комбінованих кривих у вигляді фрагментів гіпотрохоїди й епітрохоїди. Вперше запропоновано спосіб аналітичного опису епігіпотрохоїдних кривих, що складаються з періодичних фрагментів гіпотрохоїди й епітрохоїди. Надано спосіб визначення взаємоспряжених кривих за їх взаємного переміщення за законом руху планетарного механізму, коли криві є комбіновані з фрагментами гіпотрохоїди й епітрохоїди. Розглянуто спосіб геометричного моделювання взаємоспряжених поверхонь з нормальними перетинами у вигляді епігіпотрохоїдних кривих, орієнтованих на використання у насосах лінії Муано.

  Скачати повний текст

Запропоновано новий варіант розв'язання задачі геометричного моделювання, унаочнено у часі взаємне положення ланок у процесі коливань багатоланкових маятникових механічних систем на основі розв'язання системи рівнянь Лагранжа другого роду. Залежно від вхідних параметрів побудовано множину фазових портретів коливальних систем з метою виявлення особливостей даних систем. Розроблено метод автоматичного визначення системи диференціальних рівнянь Лагранжа другого роду для опису процесу коливань багатоланкових маятників, розроблених з застосуванням математичного процесора Maple. Складено програму розв'язання системи рівнянь Лагранжа другого роду за заданими початковими умовами. На підставі знайдених розв'язків запропоновано метод унаочнення коливального процесу різновидів маятникових коливальних систем. З застосуванням торової системи координат проаналізовано взаємне положення ланок маятникової системи в обраний момент часу, де кількість обертів ланки дорівнює кількості витків лінії на поверхні тора у фазовому просторі. Побудовано множину фазових портретів коливальних систем маятникового типу у середовищі пакету WinSet, що дозволило проаналізувати коливальний процес.

  Скачати повний текст

Запропоновано новий спосіб розв'язання задачі геометричного моделювання та унаочнення у часі розв'язків рівняння Дуффінга як математичного апарату дослідження процесу проклацування конструкцій типу ферми Мезеса. Розроблено метод розрахунку механічних систем з перескоками на прикладі конструкцій типу ферми Мезеса. Удосконалено спосіб побудови на площині розв'язків рівняння Дуффінга суміщених з полем ізоклін, методи дослідження розв'язків рівняння Дуффінга залежно від початкових умов і в околі точки нестійкої рівноваги та визначення періодичних орбіт аттрактора Дуффінга. Розроблено різновиди анімації зображень формоутворення аттрактора Дуффінга. Запропоновано методику моделювання механічних систем з проклацуванням, що дозволить вивчати цілий клас механізмів коливальної дії шляхом візуалізації фазових портретів диференціального рівняння Дуффінга. Здійснено апробацію практичних розробок під час проектування системи захисту від вібрацій в механізмах поліграфічних машин та для віброізоляції кабіни керування. Теоретичні розробки впроваджено у навчальний процес Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут".

  Скачати повний текст

Обгрунтовано новий метод віброзахисту роторів, заснований на одночасному зрівноважуванні ротора та демпфіруванні його кутових вібрацій. Створено пасивні автобалансири-демпфери (АБД), досліджено динаміку ротора й АБД. Запропоновано конструкції пристроїв, в яких використовуються корегувальні вантажі певної форми з нерухомою точкою на поздовжній осі ротора. Визначено габаритні розміри, балансувальну ємність та інші технічні характеристики нових пристроїв. Динаміку ротора й АБД досліджено теоретично й експериментально. За допомогою теорії стійкості усталених рухів нелінійних автономних систем і методу розкладання коренів поліному за степенями малого параметру встановлено працездатність пристроїв на зарезонансних швидкостях обертання ротора. Вивчено ефективність зрівноваження ротора та вплив сил сухого тертя на величину залишкового дисбалансу. Досліджено роботу АБД за різних режимів руху ротора та за умов зрівноваження різних дисбалансів. Підтверджено працездатність пристроїв на зарезонасних швидкостях обертання ротора.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розроблено теоретичні принципи конструювання нових некласичних автобалансуючих пристроїв (АБП) нечутливими до сил ваги, зокрема вперше усунено чутливість коригувальних вантажів (КВ) до сил ваги в некласичних АБП, шляхом встановлення другого КВ і накладання на їх рухи кінематичних в'язей, виділено ознаки, комбінаціями яких створюються АБП. Визначено технічні характеристики запропонованих АБП і КВ, що в них застосовуються, розроблено таблиці масо-інерційних характеристик КВ. На підставі розробленої математичної моделі ротора і АБП доведено працездатність пристроїв на зарезонансних швидкостях обертання у практично важливих випадках - якщо маса КВ набагато менше маси ротора, та ротора, що швидко обертається. Експериментально встановлено працездатність нових АБП за різних умов експлуатації ротора під час дії збурень різного походження. Встановлено, що на відміну від АБП прототипу, на зарезонансних швидкостях якість балансування ротора новим АБП не залежить від швидкості обертання ротора і не погіршується за умови зменшення швидкості.

  Скачати повний текст

Розроблено новий метод розв'язування просторових задач зв'язаної термопружності, заснований на методі Ф-розв'язків - ефективного методу дослідження зв'язаних термопружних полів в елементах просторових конструкцій, які подано плитами, послабленими наскрізним отвором, а також скінченними циліндрами. Встановлено, що метод зводить просторову задачу зв'язаної термопружності до добре вивчених систем сингулярних інтегральних рівнянь другого роду. Створено числові алгоритми та програмне забезпечення, які розв'язують нові задачі дослідження зв'язаних хвильових термопружних полів і виявляють вплив зв'язаності полів на амплітудно-частотні характеристики скінченних циліндрів і динамічну концентрацію напружень у плитах, послаблених наскрізним отвором. Показано необхідність використання узагальненої моделі зв'язаної термопружності для розрахунку на міцність конструкцій, створених з сучасних полімерних матеріалів з великими значеннями коефіцієнта зв'язаності полів.

  Скачати повний текст

Створено єдину теорію зрівноваження та віброзахисту роторів пасивними автобалансирами (АБП), зокрема: теорію твердих коригувальних вантажів (КВ) (умови, за виконання яких тверді КВ певної форми можуть зрівноважити ротор у певній площині корекції; приклади КВ, їх геометричні та масо-інерційні характеристики; кінематику руху КВ відносно ротора, відповідні схеми та методи зрівноваження та віброзахисту роторів; класифікацію АБП); наближений метод визначення умов настання автобалансування (критичних швидкостей, у разі переходу за яких втрачається чи настає автобалансування), одержані завдяки використанню методу умови зрівноваження пасивними АБП гнучких і жорстких роторів за різного закріплення. Розроблено єдиний методологічний підхід до поглибленого дослідження процесу зрівноваження та віброзахисту роторів пасивними АБП з твердими КВ, який містить два нових етапа: дослідження усталених рухів системи ротор - АБК, у яких КВ не припиняють рух відносно ротора; уточнення кількості та величини критичних швидкостей системи. Запропонований підхід застосовано для теоретичного й експериментального дослідження динаміки класичних (багатокультових і багатомаятникових) і нового розробленого некласичного АБП, з використанням якого досліджено: явища квазіперіодичних рухів системи ротор - АБП; залежність кількості та величини критичних швидкостей від положення КВ відносно ротора, дисбалансу, сил опору.

  Скачати повний текст

Розроблено аналітично-числові методи синтезу кривошипно-кулісних механізмів з вистоєм вихідної ланки в одному та двох крайніх положеннях, які грунтуються на теоретичних положеннях кінематичної геометрії. З використанням розроблених методів у площині даного механізму встановлено положення особливих точок (точок Болла, Бурместра та точок розпрямлення четвертого порядку), шатунні криві яких на певних ділянках з великою точністю наближаються до прямої чи дуги кола. Запропоновано метод синтезу механізмів з двома вистоями, який передбачає знаходження точки самоперетину кривих особливих точок, яка відповідатиме шатунній кривій з двома ділянками розпрямлення. На підставі аналізу геометричних, кінематичних і кінетестатичних параметрів синтезованих механізмів установлено область їх існування. Розв'язано задачу оптимізаційного синтезу шляхом мінімізації цільової функції, до складу якої входять критерії виконання різних умов синтезу. Змодельовано роботу механізмів і підтверджено вірогідність теоретичних досліджень і працездатність синтезованих механізмів.

  Скачати повний текст

Розроблено метод кінематичного синтезу шестиланкових механізмів четвертого класу, які забезпечують заданий наближений вистій вихідної ланки в одному з крайніх положень. Показано можливість інтерпретації важільних механізмів з групами другого порядку як кулісних механізмів з криволінійним пазом. Запропоновано ефективні алгоритми кінематичного аналізу та синтезу шестиланкових механізмів четвертого класу, встановлено їх граничні можливості. Розроблено комплексну математичну модель, алгоритми, числові моделі, програмне забезпечення кінематичного синтезу, стратегію вибору раціональних параметрів шестиланкових механізмів, встановлено критерії їх якості. Розроблено рекомендації щодо практичного застосування методу кінематичного синтезу. Наведено результати досліджень для шестиланкових механізмів четвертого класу з вихідною ланкою повзуном та коромислом для різних кутів вистою. Обгрунтовано шляхи розв'язання практичної задачі удосконалення циклограми роботи верстату ІВ23А, призначеного для виготовлення та укладки пазових коробів у пази сердечників статорів електродвигунів. Показано можливість застосування нового методу кінематичного синтезу для розв'язання задачі забезпечення циклограми роботи машини та точності вистою, необхідної для виконання певного технологічного процесу.

  Скачати повний текст