Розвиток теорії функціонування зубчастих планетарних інерційно-імпульсних механічних систем

Узгодження ІІМС і ДЕ на режимі змішаного хода за допомогою графіків зміни й І_прг зв'язано зі значними труднощами, тому що в цьому випадку ІІМС має два графіки зміни І_прг, що відрізняються між собою кількісно. Крім того, як показано в роботі, режим змішаного хода у чистому вигляді реалізується вкрай рідко й у вузькому діапазоні зміни передавальних відношень і . З цієї причини, узгодження ІІМС із ДЕ, з метою одержання необхідної вихідної характеристики, потрібно доповнювати чисельним моделюванням. Чисельне моделювання необхідно виконувати при різних значеннях моментів сил корисного опору М₄ і М₅ у всьому діапазоні їхньої зміни під час виконання технологічного процесу і з урахуванням характеру цієї зміни, а також при різних відношеннях і до настання сталих режимів. Перебір здійснюється на всьому діапазоні реально існуючих значень М₄ і М₅, починаючи зі значення М₅ (або М₄) = М_Д і до значень, при яких . У цьому випадку узгодження ІІМС із ДЕ і ПЕ виконується на основі середньоциклових значень вхідного і вихідного моментів ІІМС і відповідних їм швидкісних факторів, отриманих на основі чисельного моделювання математичних моделей.

Якщо не виконати узгодження елементів системи ДЕ - ІІМС - ПЕ, то це призведе до неорганізованої взаємодії між ними, що супроводжується підвищеними динамічними навантаженнями, зниженням працездатності і довговічності транспортних і технологічних машин, появою небажаних нелінійних ефектів і погіршенням протікання технологічного процесу, результатом чого буде зниження якості транспортного або технологічного процесу.

ВИСНОВКИ

У дисертації подані теоретичні узагальнення і нове рішення актуальної науково-прикладної проблеми, що має важливе науково-технічне значення і полягає в створенні методів аналізу математичних моделей і процесів функціонування інерційно-імпульсної механічної системи, розробці методики узгодження параметрів функціонування системи джерело енергії - інерційно-імпульсна механічна система - приймач енергії, що дозволило для машинобудівної галузей вирішити комплекс складних проблем проектування нових машин, які адаптивно пристосовуються до параметрів технологічних процесів і виконують їх за умовами енергозбереження.

Найбільш важливі наукові і практичні результати роботи включають.

1. Подальший розвиток теорії функціонування зубчастих планетарних ІІМС здійснено шляхом створення нових взаємоузгодженних між собою аналітичних і розрахункових методів динамічного аналізу і синтезу параметрів функціонування ІІМС.

2. У рамках сформульованого в роботі загального підходу до створення нових аналітичних і розрахункових методів аналізу і синтезу параметрів функціонування ІІМС, на єдиній науково-методологічній основі системного підходу дана загальна постановка проблеми розвитку теорії функціонування планетарної ІІМС з урахуванням зміни зв`язку між її ланками і її взаємодії з ДЕ і ПЕ в складі єдиного машинного агрегату, що є динамічною системою ДЕ - ІІМС - ПЕ.

3. Установлено, що фактично, при тих самих за складом фізичних елементах однієї і тій же первородної ІІМС, реалізуються, у залежності від зміни силових і швидкісних параметрів технологічного процесу, різні часткові ІІМС, що мають різне число ступенів свободи на режимах прямого, зворотного і змішаного ходів і власні закони функціонування на кожному з них. Процеси перетворення первородної і частинних ІІМС друг у друга здійснюються згідно принципу найменшого примуса Гауса і за допомогою позитивного і негативного зворотного зв'язку, що забезпечує систему ДЕ - ІІМС - ПЕ якостями спадковості, мінливості, добору зв'язків між її ланками, і вона виконує в будь-який момент часу енергозберігаючі технології. Ці якості системи ДЕ - ІІМС - ПЕ дозволяють їй автоматично виконувати функції транспортування, трансформації енергії джерела енергії за силовим і швидкісним факторами, здійснення контролю і керування технологічним процесом без запізнювання і вжитку спеціальних систем автоматичного регулювання.

4. Створені математичні моделі механічного руху в системі ДЕ - ІІМС - ПЕ окремо для восьми різних інерційно-імпульсних механізмів і окремо для режимів прямого, зворотного і змішаного ходів. Кожна окрема математична модель є системою нелінійних диференційних рівнянь другого порядку з перемінними коефіцієнтами, а кожне рівняння є диференційним рівнянням обертання матеріального тіла зі змінним моментом інерції.

5. Створено метод аналізу математичних моделей системи ДЕ - ІІМС - ПЕ на основі загальних принципів системного підходу, аналізу рівняння динаміки системи в незалежних варіаціях узагальнених координат аналітичної динаміки, фізичного змісту членів кожного рівняння однієї окремо узятої математичної моделі системи ДЕ - ІІМС - ПЕ, взаємодії між її елементами і на базі загальних положень зворотної задачі, закону передачі миттєвих робіт, методу динамічних робіт, теореми про зміну кінетичної енергії динаміки машин і закону збереження енергії.

6. Для потреб інженерної практики задача динамічного аналізу процесів функціонування вирішена стосовно до задачі динамічного синтезу. Цей підхід дозволяє розвинути теорію функціонування ІІМС із урахуванням зміни структури зв`язків між її ланками і її взаємодії з ДЕ й ПЕ внаслідок того, що математичні моделі системи ДЕ - ІІМС - ПЕ й метод їхнього динамічного аналізу обрані таким чином, щоб зберегти достатню спільність у постановці проблеми й у той же час отримати матеріал у формі, що допускає його застосування на стадіях динамічного синтезу системи ДЕ - ІІМС - ПЕ.

7. Установлена залежність інтегральних виразів силового фактору окремих за фізичним змістом членів, що відбивають дію сил інерції ІІМС за цикл для кожної її вхідної і вихідної ланки, від режиму роботи ІІМС у функції її передавального відношення.

8. Виявлені закономірності функціонування ІІМС на режимах прямого, зворотного і змішаного ходів: 1) у залежності від кінематичної схеми первородної ІІМС; 2) у кожній частковій ІІМС; 3) у залежності від передавального відношення ІІМС; 4) у залежності від масових, геометричних, кінематичних, динамічних і енергетичних параметрів ІІМС.

9. Встановлена закономірність виникнення нелінійних енергетичних, силових і кінематичних взаємодій ІІМС із ДЕ і ПЕ. Це дозволило розробити заходи спільного параметричного й енергетичного усунення можливості виникнення небажаних нелінійних ефектів, що знижують працездатність і довговічність нових транспортних і технологічних машин.

10. Розроблена методика узгодження параметрів функціонування ІІМС з урахуванням зміни зв'язку між її ланками і її взаємодії з ДЕ і ПЕ.

11. Теоретично обґрунтовані вимоги щодо спільного узгодження параметрів і канонічної характеристики ІІМС із характеристиками ДЕ і ПЕ на різних режимах з метою одержання необхідної для виконання технологічного процесу вихідної характеристики системи ДЕ - ІІМС - ПЕ. Ці вимоги виконуються, якщо параметри і канонічна характеристика ІІМ підібрані так, що діапазон чисельних значень інтегрального виразу силового фактора на виході ІІМС збігається з діапазоном зміни чисельних значень силового фактора технологічного процесу і при цьому діапазон чисельних значень інтегрального виразу силового фактора на вході ІІМС збігається з діапазоном зміни чисельних значень силового фактора ДЕ на стійкій гілці його механічної характеристики.

12. Результати роботи, у виді аналітичних і розрахункових методів, методики узгодження параметрів функціонування ІІМС, рекомендацій з виконаних для промисловості проектів, використовуються в практиці проектування на ряді підприємствах України: ВАТ „Новгородський машинобудівний завод” (с. м. т. Новгородське); ВАТ „Мотор-Січ” (м. Запоріжжя); ВАТ „Ново-Горлівський машинобудівний завод” (м. Горлівка) і Російської Федерації: ВАТ „Автодизель” (м. Ярославль), Науково-дослідного інституту технології автомобільної промисловості (м. Москва). Окремі результати і положення роботи використовуються в АДІ ДонНТУ (м. Горлівка) у навчальному процесі при читанні курсів „Конструкції автотранспортних засобів”, „Робочі процеси і розрахунки автотранспортних засобів” і при виконанні студентами курсових, дипломних і науково-дослідних робіт і проектів.

СПИСОК ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАННИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Куница А.В., Рязанов И.В. Математическая модель бурильной головки с ударным механизмом инерционно-импульсного типа//Теория механизмов и машин. - Харьков, 1990 . - Вып. 48.- С. 65 - 68.

Здобувачеві належить постановка фізичної задачі і створення математичної моделі.

2. Куница А.В. Анализ кинематических и силовых свойств инерционного трансформатора вращающего момента//Прогрессивные технологии и системы машиностроения. -- Донецк: ДонГТУ, 1998. - Вып. 5. - С. 82 - 91.

3. Куница А.В. Каноническая характеристика ИТВМ смешанного хода//Прогрессивные технологии и системы машиностроения. - Донецк: ДонГТУ, 1998. - Вып. 6. - С. 133 -- 137.

4. Куница А.В. Разработка и развитие теоретических основ создания объектов механотроники//Проблемы создания новых машин и технологий: Научн. труды КГПИ. - Кременчуг: КГПИ, 2000. - Вып. 1/2000(8)'. - С. 277 - 280.

5. Куница А.В., Куница А.А. Машинный технологический процесс и механический бесступенчатый трансформатор//Прогрессивные технологии и системы машиностроения. - Донецк: ДонГТУ, 2000. - Вып. 12. - С. 186 - 191.

Здобувачеві належать математичні перетворення загального рівняння динаміки системи в незалежних варіаціях узагальнених координат.

6. Куница А.В. Методика определения аналитических выражений канонических характеристик инерционно-импульсных механизмов на режиме прямого хода//Інтегровані технології та енергозбереження. - Харків: НТУ “ХПІ”, 2002. - №3. - С. 60 - 67.

7. Куница А.В. Расширение эксплуатационных возможностей инерционных трансформаторов вращающего момента/Автомобильный транспорт: Сборник научных трудов. - Харьков: ХНАДУ, 2002. - Вып. 9. - С. 79 - 81.

8. Куница А.В. Анализ канонических характеристик инерционно - импульсных механизмов, функционирующих как инерционный трансформатор вращающего момента второго рода//Прогрессивные технологии и системы машиностроения. - Донецк: ДонГТУ, 2002. - Вып. 19. - С. 111 - 119.

9. Куница А.В. Принцип наименьшего принуждения Гаусса, обратная связь и функционирование инерционно-импульсных механических систем// Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету: Наукові праці КДПУ. - Кременчук: КДПУ, 2002. - Вип. 1(12). - С. 159 - 162.

10. Куница А.В. Метод решения уравнений движения инерционно - импульсных механических систем//Системні технології. Регіональний міжвузівський збірник наукових праць. - Дніпропетровськ, 2002. . - Вип. 5(22). - С. 43 - 48.

11. Куница А.В. Анализ канонических характеристик инерционно - импульсных механизмов, функционирующих как инерционный трансформатор вращающего момента первого рода//Прогрессивные технологии и системы машиностроения. - Донецк: ДонГТУ, 2002. - Вып. 20. - С. 208 - 212.

12. Куница А.В. Методика получения выходной характеристики системы источник энергии - инерционно-импульсная механическая система - приемник энергии//Прогрессивные технологии и системы машиностроения. - Донецк: ДонГТУ, 2002. - Вып. 21. - С. 45 - 51.

13. Куница А.В. Параметрическое и энергетическое устранение нежелательных нелинейных эффектов в инерционно-импульсных механических системах// Прогрессивные технологии и системы машиностроения. - Донецк: ДонГТУ, 2002. - Вып. 22. - С. 8 - 17.

14. Куниця А.В. Теоретичне обґрунтування методики узгодження між собою характеристик і параметрів інерційно-імпульсного механізму, джерела енергії і приймача енергії//Вісник технологічного університету Поділля: Частина 1. Технічні науки. - Хмельницький: ТУП, 2002. - №6. - С. 208 - 210.

15. Куница А.В. Инерционно-импульсная механическая система как источник вибраций в технике и технологиях//Вибрации в технике и технологиях. - Вінниця: ВДАУ, 2002. - №3 (24). - С. 51 - 53.

16. Куница А.В. Методика расчета параметров инерционно-импульсных механизмов на режиме прямого хода//Вибрации в технике и технологиях. - Вінниця: ВДАУ, 2002. - №5 (26). - С. 28 - 31.

17. Куница А.В. Анализ свойств канонической характеристики инерционно-импульсных механизмов посредством аналитической геометрии// Прогрессивные технологии и системы машиностроения. - Донецк: ДонГТУ, 2003. - Вып. 23. - С. 84 - 90.

18. Куница А.В. Особенности согласования характеристик источника энергии - инерционно-импульсной механической системы - приемника энергии на режиме обратного хода//Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету: Наукові праці КДПУ. - Кременчук: КДПУ, 2003. - Вип. 2/2003 (19). - С. 116 - 119.

19. Куница А.В. Анализ качественных и количественных изменений и взаимодействий в системе источник энергии - инерционно-импульсная механическая система - приемник энергии// Прогрессивные технологии и системы машиностроения. - Донецк: ДонНТУ, 2003. - Вып. 25. - С. 192 - 198.

20. Куница А.В. Механические ступенчатый и автоматический бесступенчатый инерционно-импульсные силовые приводы автотранспортных средств//Автомобильный транспорт: Сборник научных трудов. - Харьков: ХНАДУ, 2002. - Вып. 13. - С. 197 - 199.

21. Куниця А.В. Інерційно-імпульсні механічні системи і прогресивні технологічні процеси матеріального виробництва//Збірник наукових праць Харківської державної академії залізничного транспорту. - Харків: УкрДАЗТ, 2003. - Вип. 55. - С. 96 - 100.

22. Куница А.В. Сила инерции и система материальных точек//Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету: Наукові праці КДПУ. - Кременчук: КДПУ, 2003. - Вип. 6/2003 (23). - С. 26 - 30.

23. Вращательно-ударная бурильная головка: А.с. 1434096 СССР, МКИ Е 21 С 5/06/ В.Г. Белоглазов, А.В. Куница, А.В. Касьян, И.В. Рязанов, Б.М. Шмаков (АДИ ДонНТУ). - №4182000/22-03; Заявлено 14.01.87, Опубл. 30.10.88, Бюл. № 40. - 4 с., ил.

Здобувач запропонував планетарній редуктор виконати з косозубчастою сонячною шестірнею.

24. Станок для нарезания резьб: А.с. 1484496 СССР МКИ В 23 G 1/16/В.Г. Белоглазов, А.В. Куница, В.В. Куница, В.В. Панарин (АДИ ДонНТУ). - № 4184708/31-08; Заявлено 23.01.87; Опубл. 07.06.89. - Бюл. №21. - 4 с., ил.

Здобувачу належить ідея оснастити станок запобіжним інерційно-імпульсним механізмом.

25. Транспортное средство на воздушной подушке: А.с. 1814271 СССР, МКИ В 6О V З/ОО/ В.Г. Белоглазов, А.В. Куница, А.Ф. Кульша, И. С. Немировский, А.В. Хорошун (АДИ ДонНТУ). - №4794667/11; Заявлено 26.12.89;Опубл. 07.05.93, Бюл. № 17. - 5 с., ил.

Здобувач запропонував зовнішню обойму першого механізму вільного ходу виконати з можливістю роз'єднання з повітронагнітальною установкою й кінематичним з'єднанням з рушієм.

26. Буровой станок: А.с.10004596 СССР, МКИ Е 21В 3/02/ В.Г. Белоглазов, А.В. Куница, И. В. Грицук, В. В. Куница (АДИ ДонНТУ). - № 3336780/22-03; Заявлено 09.09.81 .Опубл. 15.03.83, Бюл. №10. - 5 с., ил.

Здобувач запропонував трансмісію привода обертання шпінелем деталей виконати у вигляді імпульсатора з двома механізмами вільного ходу.

27. Станок для притирки отверстий: А.с. 1039701 СССР, МКИ В 24 В 37/02/ В.Г. Белоглазов, А.В. Куница, И.У. Малиновский, А.И. Шалимов, В.В. Куница (АДИ ДонНТУ). - № 3427181/25 -08; Заявлено 23.04.82; Опубл. 07.09.83, Бюл. №33. - 5 с., ил.

Здобувач запропонував привод обертання шпінелем деталей оснастити з'єднаним з привідним двигуном інерційно-імпульсним механізмом.

28. Инерционно - импульсная передача: А.с. 1043395 СССР, МКИ F 16 Н 33/08/ Г.Г. Васин, Э.Н. Меликов, В.Г. Белоглазов, А.В. Куница, В.В. Куница (АДИ ДонНТУ). - № 2862589/25 - 28; Заявлено 03.01.80, Опубл. 23,09.83, Бюл. №35. - 3 с., ил.

Здобувач запропонував інерційно-імпульсну передачу оснастити двома додатковими механізмами вільного ходу.

29. Сверлильная головка с автоматическим регулированием подачи: А.с. 1053387 СССР. МКИ В 23 В 39/00/ В.Г. Белоглазов, А.В. Куница, В.В. Куница (АДИ ДонНТУ). - № 3401389 /25-08; Заявлено 26.02.82; Опубл. 07.11.83. - Бюл. №41. - 11 с., ил.

Здобувач запропонував внутрішні обойми механізмів вільного ходу зв'язати з валом планетарного механізму.

30. Буровой станок: А.с. 1504322 СССР, МКИ Е 21 В 3/02/В.Г. Белоглазов, А.В. Куница, В.М. Жовтый, И.В. Рязанов, Б.М. Шмаков (АДИ ДонНТУ). - №4322334/23 - 03; Заявлено 02.11.87; Опубл. 30.08.89, Бюл. № 32. - 6 с., ил.

Здобувач запропонував оснастити станок ударним механізмом, виконаним у вигляді імпульсатора.

31. Инерционно-импульсная передача: А.с. 1739151 СССР, МКИ F 16 Н 33/14/В.Г. Белоглазов, А.В. Куница, В.В. Белоглазов (АДИ ДонНТУ). - №4769049/28; Заявлено 18.12.89; Опубл. 07.06.92, Бюл. № 21. - 5 с.

Здобувач запропонував виконати виконавчий орган у вигляді гвинта.

32. Куница А.В., Куница В.В., Севостьянов А.И. Алгоритм программы численного моделирования динамики много шпиндельного станка со знакопеременным винтовым движением шпинделей для виброотделки деталей автотранспортных средств// Оптимизация и интенсификация процессов отделочно-зачистной и упрочняющей обработки. - Ростов н/Д: Институт с.х. машиностр., 1986. - С. 69 - 76.

Здобувач запропонував зробити алгоритм програми циклічним з розвинутим блоком аналізу отримуємих результатів розрахунку.

33. Куница А.В., Севостьянов А.И. Основные направления промышленного внедрения вибрационных станков с использованием инерционно - импульсных систем с дополнительно подвижными звеньями в качестве привода// Тез. докл. 7 Всесоюзн. научн.-техн. конф. „Инерционно-импульсные механизмы, приводы и устройства” - Одесса, 1986. - С. 158 - 159.

Здобувачеві належить пропозиція використати знакозмінний гвинтовий рух реактору інерційно-імпульсного механізму для створення технологічного процесу обробки деталей зі складної формою.

34. Куница А.В., Белоглазов В.Г., Рязанов И.В., Севостьянов А.И. Экспериментальные исследования вращательно-ударной бурильной головки// Тез. докл. 4 Междунар. научн.-техн. конф. „Инерционно-импульсные механизмы, приводы и устройства” - Владимир, 1992. - С.25.

Здобувач запропонував експериментальні методи дослідження параметрів обертально-ударної бурильної головки.

35. Куница А.В. Идеальная каноническая характеристика инерционно-импульсного механизма// Прогрессивные технологии машиностроения и современность: Сб. тр. междунар. научно-техн. конф. - Донецк: ДонГТУ, 1997. - С. 140.

36. Куница А.В., Куница А.А. Анализ уравнений Лагранжа// Сб. тр. международн. научн.-техн. конф. “Машиностроение и техносфера на рубеже XXI века”. -- Севастополь, 13-18 сентября 1999 г. - Донецк, 1999. - С. 93 - 95.

Здобувач виконав аналіз рівнянь Лагранжа для механічної системи з двома ступенями свободи.

37. Куница А.В. Метод решения уравнений движения инерционно-импульсных механических систем// Друга Всеукраїнська наукова конференція „Математичні проблеми технічної механіки”/ Тези доповідей. - Дніпродзержинськ, 2002. - С. 107.

38. Куница А.В. Объективные причины существования различий в понятиях Ньютоновой и Лагранжевой механик// Машиностроение и техносфера на рубеже ХХI века// Сб. труд. Международн. научн.-техн. конф. в г. Севастополе 8-14 сентября 2003. в 4-х томах. - Донецк: ДонНТУ, 2003. - Т. 2. С. 124 - 129.

Анотації

Куниця А.В. Розвиток теорії функціонування зубчастих планетарних інерційно-імпульсних механічних систем. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.02.02 - машинознавство. - Національний технічний університет „Харківський політехнічний інститут”, Харків, 2004.

У роботі на єдиній науково-методологічній основі системного підходу створені аналітичні і розрахункові методи аналізу параметрів функціонування інерційно-імпульсної механічної системи з урахуванням зміни зв'язку між її ланками і її взаємодії з джерелом і приймачем енергії, в яких для потреб інженерної практики задача динамічного аналізу вирішена стосовно до задачі динамічного аналізу, що дозволило для промисловості вирішити комплекс проблем проектування нових технологічних процесів і машин, які адаптивно пристосовуються до параметрів транспортних і технологічних процесів. Уперше на базі зворотної задачі механіки машин і закону збереження енергії створено метод аналізу математичних моделей механічного руху в інерційно-імпульсній механічній системі, і це дозволило отримати вираження канонічних характеристик інерційно-імпульсних механізмів. Установлена нова закономірність нелінійних взаємодій інерційно-імпульсної механічної системи з джерелом і приймачем енергії і розроблено заходи сумісного параметричного та енергетичного усунення можливості виникнення таких нелінійних ефектів, які призводять до зниження працездатності і довговічності машин. Уперше розроблена методика узгодження параметрів функціонування інерційно-імпульсної механічної системи, в якій обґрунтовано вимоги щодо спільного узгодження її параметрів та канонічної характеристики з характеристиками джерела і приймача енергії.

Ключові слова: інерційно-імпульсна механічна система; працездатність і довговічність машин; метод механіки машин; метод дослідження математичної моделі; структурний, кінематичний і динамічний аналіз; зміна зв'язку; нелінійний ефект; метод аналізу і синтезу параметрів функціонування; метод узгодження; характеристика канонічна; характеристика вихідна.

Куница А.В. Развитие теории функционирования зубчатых планетарных инерционно-импульсных механических систем. - Рукопись.

Диссертация на получение научной степени доктора технических наук по специальности 05.02.02 - машиноведение. - Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", Харьков, 2004.

Впервые на единой научно-методологической основе системного подхода дана общая постановка проблемы развития теории функционирования зубчатых планетарных инерционно-импульсных механических систем (ИИМС) с учетом изменения связей между ее звеньями и ее взаимодействия с источником энергии (ИЭ) и приемником энергии (ПЭ) в составе машинного агрегата, каким является динамическая система ИЭ - ИИМС - ПЭ.

Развитие теории функционирования ИИМС выполнено путем создания новых взаимно согласованных аналитических и расчетных методов динамического анализа и синтеза ее параметров функционирования.

Установлено, что фактически, при тех же самых по составу физических элементах исходной ИИМС, реализуются, в зависимости от изменения силовых и скоростных параметров технологического процесса, различные частные ИИМС, которые имеют различное число степеней свободы на режимах прямого, обратного и смешанного ходов и собственные законы функционирования на каждом из них. Процессы преобразования исходной и частных ИИМС друг в друга осуществляются в соответствии с принципом наименьшего принуждения Гаусса и посредством положительной и отрицательной обратной связи, которая обеспечивает систему ИЭ - ИИМС - ПЭ свойствами наследственности, изменчивости, отбора связи между ее звеньями, и поэтому она выполняет в любой момент времени энергосберегающие технологии. Именно эти качества системы ИЭ - ИИМС - ПЭ позволяют ей автоматически выполнять функции транспортировки, трансформации энергии источника энергии по силовому и скоростному факторам, осуществления контроля и управления технологическим процессом без запаздывания и использования специальных систем автоматического регулирования.

Созданы математические модели механического движения в системе ИЭ - ИИМС - ПЭ отдельно для восьми различных инерционно-импульсных механизмов и отдельно для режимов прямого, обратного и смешанного ходов. Каждая отдельная математическая модель есть система нелинейных дифференциальных уравнений второго порядка с переменными коэффициентами, а каждое уравнение модели есть дифференциальное уравнение вращения материального тела с переменным моментом инерции.

Впервые создан метод анализа математических моделей системы ИЭ - ИИМС - ПЭ на основе общих принципов системного подхода, анализа общего уравнения динамики системы в независимых вариациях обобщенных координат аналитической динамики, физического содержания членов каждого уравнения одной отдельно взятой математической модели системы ИЭ - ИИМС - ПЭ, взаимодействия между ее элементами, общих положений обратной задачи, закона передачи и метода динамических работ, теоремы об изменении кинетической энергии и закона сохранения энергии.

Для нужд инженерной практики задача динамического анализа процессов и параметров функционирования ИИМС решена применительно к задаче динамического синтеза. Этот подход позволил математические модели системы ИЭ - ИИМС - ПЭ и метод их динамического анализа выбрать так, чтобы сохранить достаточную общность в постановке проблемы и в то же время получить материал в форме, позволяющей его применение на стадиях динамического синтеза системы ИЭ - ИИМС - ПЭ.

Выявлена зависимость интегральных выражений силового фактора отдельных по физическому содержанию членов, которые отражают действие сил инерции ИИМС за цикл для каждого ее входного и выходного звена, в зависимости от режима работы ИИМС в функции ее передаточного отношения. Эта зависимость называется канонической характеристикой ИИМС.

Выявлены закономерности функционирования ИИМС на режимах прямого, обратного и смешанного ходов: 1) в зависимости от кинематической схемы ИИМС; 2) в каждой частной ИИМС; 3) в зависимости от передаточного отношения ИИМС; 4) в зависимости от массовых, геометрических, кинематических, динамических и энергетических параметров ИИМС.

Установлена новая закономерность возникновения нелинейных энергетических, силовых и кинематических взаимодействий ИИМС с ИЭ и ПЭ. Это позволило разработать мероприятия совместного параметрического и энергетического устранения возможности возникновения нежелательных нелинейных эффектов, что снижают работоспособность и долговечность новых транспортных и технологических машин.

Разработана методика согласования параметров функционирования ИИМС с учетом изменения структуры связи между ее звеньями и ее взаимодействия с ИЭ и ПЭ.

Теоретически обоснованы требования относительно совместного согласования параметров и канонической характеристики ИИМС с характеристиками ИЭ и ПЭ с целью получения необходимой для выполнения технологического процесса выходной характеристики системы ИЭ - ИИМС - ПЭ.

Ключевые слова: инерционно-импульсная механическая система; работоспособность и долговечность машин; метод механики машин; метод исследования математической модели; структурный, кинематический и динамический анализ; изменение связей; нелинейный эффект; метод анализа и синтеза параметров функционирования; метод согласования; характеристика каноническая; характеристика выходная характеристика входная.

Kunitsa A.V. Development of the theory of functioning of gear planetary inertia-impulse mechanical systems. - Manuscript.

Thesis for a Doctor's degree by speciality 05.02.02 -Мachine knowledge. - National Technical University „Kharkiv Polytechnic Institute”, Kharkiv, 2004.

In work on a uniform scientific - methodological basis of the system approach analytical and settlement methods of the analysis of parameters of functioning of inertia-pulse mechanical system are created in view of changes between its parts and its interactions with a source and the receiver of energy in which for needs of engineering practice the problem of the dynamic analysis is solved concerning a problem of the dynamic analysis which allows to solve for the industry a complex of problems at designing new technological processes and machines which it is adaptive adapt to parameters of transport and technological processes. For the first time on the basis of a return problem of mechanics of machines and the law of conservation of energy are created a method of the analysis of mathematical models which display mechanical movement in inertia-pulse mechanical system, and it has allowed to receive expression of their initial characteristics. New laws of nonlinear interactions of inertia-pulse mechanical system with a source and the receiver of energy are established and actions of joint parametrical and power elimination of an opportunity of occurrence of such nonlinear effects which result in reduction of work capacity and durability of machines are developed. For the first time the technique of the coordination of parameters of functioning of inertia-pulse mechanical system in which requirements concerning the general coordination of its parameters and the initial characteristic with entrance and target characteristics of a source and the receiver of energy are proved is developed.

Key words: inertia-pulse mechanical system; serviceability and durability of machines; a method of mechanics of machines; a method of research of mathematical model; the structural, kinematical and dynamic analysis; change of communications; nonlinear effect; a method of the analysis and synthesis of parameters of functioning; method of the coordination; the characteristic initial; the characteristic o the entrance.

Размещено на Allbest.ru