Науковий вісник НГУ

Аналіз механізму третього классу методом моделювання у програмному середовищі Mathcad

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №5 2024

Останнє оновлення: 29 жовтня 2024

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 300

Authors:

С. О. Кошель, orcid.org/0000-0001-7481-0186, Київський національний університет технологій та дизайну, м. Київ, Україна, е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

В. М. Дворжак, orcid.org/0000-0002-1693-9106, Київський національний університет технологій та дизайну, м. Київ, Україна,  е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Г. В. Кошель*, orcid.org/0000-0003-1862-1553, Відкритий міжнародний університет розвитку людини «Україна», м. Київ, Україна, е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

М. Г. Залюбовський, orcid.org/0000-0002-9183-2771, Відкритий міжнародний університет розвитку людини «Україна», м. Київ, Україна, е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

І. В. Панасюк, orcid.org/0000-0001-6671-4266, Київський національний університет технологій та дизайну, м. Київ, Україна, е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2024, (5): 051 - 058

https://doi.org/10.33271/nvngu/2024-5/051

Abstract:

Мета. Виконати кінематичний аналіз складного плоского дванадцятиланкового шарнірного механізму із трьома ведучими ланками, основою якого є структурна група ланок третього класу четвертого порядку з обертальними кінематичними парами, що застосовується в технологічному обладнанні.

Методика. Кінематичне дослідження плоского складного механізму третього класу із трьома ведучими ланками виконано з використанням методу математичного моделювання у програмному середовищі Mathcad.

Результати. За допомогою методу математичного моделювання механізм було представлено у вигляді вільних векторів, що побудовані на його ланках, для яких, з урахуванням наявності трьох ведучих ланок, було виділено три векторні контури, що дозволило скласти системи векторних рівнянь їх замкнутості з подальшим розв’язуванням чисельним методом у програмному середовищі Mathcad. Отримані функції кутів повороту ланок механізму, їх кутових швидкостей і прискорень в аналітичному та графічному вигляді в залежності від кута повороту першого ведучого кривошипа механізму, виконано розрахунок кутових швидкостей і прискорень усіх ведених ланок механізму.

Наукова новизна. Розроблена послідовність і виконане кінематичне дослідження складного плоского механізму третього класу із трьома ведучими ланками, основою якого є структурна група ланок третього класу четвертого порядку. Виконане схемотехнічне моделювання механізму із трьома ведучими ланками, побудовано графік візуалізації його кінематичної схеми та отримано дійсний її варіант складання із багатьох можливих, для якого визначені величини кінематичних параметрів усіх його ланок.

Практична значимість. Проведено аналіз впливу кінематичних параметрів трьох ведучих ланок механізму третього класу на рух робочого органу технологічного обладнання. З аналізу отриманих результатів дослідження за цикл роботи механізму виявлена причина не повної технологічної зупинки ланки, що повинна забезпечувати робочому органу машини вистій у необхідний за вимогами період часу. Надані рекомендації щодо усунення виявленого недоліку та пропозиції про необхідність проведення удосконалення приводу даного обладнання.

Ключові слова: механізм третього класу, кінематичний аналіз механізму, комп’ютерне моделювання Mathсad, кінематичне дослідження

References.

1. Morlin, F. V., Carboni, A. P., & Marti, D. (2023). Synthesis of Assur groups via group and matroid theory. Mechanism and Machine Theory, 184. https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2023.105279.

2. Diwan, N. (2020). Kinematic analysis of a new designed eight-link riveter mechanism. International Journal of Advanced Research in Engineering and Technolog, 11(9), 380-386. https://doi.org/10.34218/IJARET.11.9.2020.039.

3. Kemper, D., Fimbinger, E., Antretter, T., Egger, M., & Flachberger, H. (2023). The dynamics of an impact swing mechanism as an analytical mathematical model. Results in Engineering, 21, 101694. https://doi.org/10.1016/j.rineng.2023.101694.

4. Roussev, R., & Paleva-Kadiyska, B. (2015). Determination of the kinematic features of the feed dog of mechanisms for transportation of material of the sewing machines. Journal of Textiles and clothing, 3, 58-63.

5. Saxena, T., & Singh, V. P. (2017). Structural Analysis of Twelve Link Kinematic Chain using Graph Theory. International Journal for Scientific Research & Development, 5(10). ISSN (online): 2321-0613.

6. Jia, G., Li, B., Huang, H., & Zhang, D. (2020). Type synthesis of metamorphic mechanisms with scissor-like linkage based on different kinds of connecting pairs. Mechanism and Machine Theory, 151, 103848. https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2020.103848.

7. Duta, A., Popescu, I., Cretu, S.-M., Corzanu, A., Corzanu, V., & Popa, D.-L. (2022). The Manufacture of Curved Crease Surfaces Starting from Kinematic Analysis of Planar Mechanisms. Processes, 10, 2344. https://doi.org/10.3390/pr10112344.

8. Huang, P., Liu, T., Ding, H., & Zhao, Y. (2022). Computer-aided synthesis of planar mechanisms with one multiple-joint. Mechanism and Machine Theory, 177, 105044. https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2022.105044.

9. Ding, H., Huang, P., Yang, W., & Kecskeméthy, A. (2016). Automatic generation of the complete set of planar kinematic chains with up to six independent loops and up to 19 links. Mechanism and Machine Theory, 96(part 1), 75-93. https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2015.09.00.

10. Yanga, W., Dinga, H., & Kecskeméthy, A. (2022). Structural synthesis towards intelligent design of plane mechanisms: Current status and future research trend. Mechanism and Machine Theory, 171, 104715. https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2021.104715.

11. Han, J., & Shi, S. (2020). A novel methodology for determining the singularities of planar linkages based on Assur groups. Mechanism and Machine Theory, 147, 103751. https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2019.103751.

12. Petrescu, R. V. V., Aversa, R., Akash, B., Abu-Lebdeh, T., Apicella, A., Ion, F., & Petrescu, T. (2018). Some Aspects of the Structure of Planar Mechanisms. American Journal of Engineering and Applied Sciences, 11(1), 245.259. https://doi.org/10.3844/ajeassp.2018.245.259.

13. Zhauyt, A., Zhahanova, I., Smailova, G., Murzakhmetova, U., Kurmangalieva, L., & Kurenbay, A. (2017). The kinematic analysis of the third class mechanism. Vibroengineering Procedia, 12, 208-212. https://doi.org/10.21595/vp.2017.18678.

14. Aversa, R., Petrescu, R. V. V., Akash, B., Bucinell, R., Corchado, J., Chen, G., Li, S., …, & Petrescu, T. (2017). Kinematics and Forces to a New Model Forging Manipulator. American Journal of Applied Sciences, 14(1), 60-80. https://doi.org/10.3844/ajassp.2017.60.80.

15. Zalyubovs’kyi, M. G., Panasyuk, I. V., Koshel’, S. O., & Koshel’, G. V. (2021). Synthesis and analysis of redundant-free seven-link spatial mechanisms of part processing machine. International Applied Mechanics, 57(4), 466-476. https://doi.org/10.1007/s10778-021-01098-y.

16. Zalyubovsky, M. G., Panasyuk, I. V., Koshel’, S. O., & Lychov, D. O. (2022). Design Parameters of the Four-Link Hinged Mechanism of Barreling Machine Drive. International Applied Mechanics, 58(6), 725-731. https://doi.org/10.1007/s10778-023-01196-z.

17. Pramanika, S., & Thipsec, S. S. (2020). Kinematic synthesis of central-lever steering mechanism for four wheel vehicles. Acta Polytechnica, 60(3), 252-258. https://doi.org/10.14311/AP.2020.60.0252.

18. Teutan, E., Stan, S., Oarcea, A., & Cobilean, V. (2022). Kinematic Analysis of the Cyclo-Variator Transmission Mechanism. Mechanika, 28(2), 139-144. ISSN 1392-1207.

19. Bogdanof, G. C., Moise,V., Visan, A. L., & Ciobanu, G. V. (2017). Kinematic analysis of soil drilling mechanism used in afforestation. Latvia University of Agriculture, 131, 653-658. https://doi.org/10.22616/ERDev2017.16.N131.

20. Koshel’, S. O., Dvorzhak, V. M., Koshel’, G. V., & Zalyubov­skyi, M. G. (2022). Kinematic Analysis of Complex Planar Mechanisms of Higher Classes. International Applied Mechanics, 58(1), 111-122. https://doi.org/10.1007/s10778-022-01138-1.

• < Попередня
• Наступна >