Науковий вісник НГУ

Визначення швидкостей точок механізму третього класу із трьома ведучими ланками графоаналітичним методом

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №2 2025

Останнє оновлення: 28 квітня 2025

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 1600

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. 2025, (2): 137 - 146

https://doi.org/10.33271/nvngu/2025-2/137

Abstract:

Мета. Розробка послідовностей дій і проведення кінематичного дослідження складного плаского механізму третього класу із трьома ведучими ланками графоаналітичним методом, визначення дійсних величин кутових швидкостей окремих ланок механізму та лінійних швидкостей усіх точок, що співпадають із центрами кінематичних пар механізму.

Методика. Кінематичне дослідження дванадцятиланкового механізму виконане з використанням положень курсу теорії механізмів і машин про теорію структурної будови механічних систем і кінематичного аналізу важільних механізмів графоаналітичним методом. Графічні побудови зроблені в системі автоматизованого проєктування та креслення Autocad, що дозволило точність графічних побудов вивести на загальноприйнятий рівень проведення інженерних розрахунків.

Результати. Із використанням положень теорії будови механізмів вищих класів курсу теорії механізмів і машин, механізм із трьома ступенями рухомості було розглянуто у вигляді трьох механізмів, в яких послідовно досліджувався вплив руху однієї ведучої ланки з наперед заданими кінематичними параметрами на рух ланок механізму, для яких складали системи кінематичних рівнянь із подальшим їх розв’язуванням у вигляді графічних побудов. Отримано розрахунок дійсних кутових швидкостей тих ланок, абсолютний рух яких обумовлений їх кінематичним приєднанням до нерухомого стояка механізму. Виконано розрахунок лінійних швидкостей точок, що співпадають із геометричними центрами обертальних кінематичних пар ведених ланок механізму третього класу із трьома ведучими кривошипами.

Наукова новизна. Розроблено план і реалізована послідовність дій, яка дозволила виконати кінематичні дослідження й визначити лінійні швидкості точок, що співпадають із геометричними центрами обертальних кінематичних пар ланок складного дванадцятиланкового механізму третього класу із трьома ведучими ланками. Спеціально розроблена для такого плаского механізму із трьома кривошипами послідовність досліджень дозволила визначити дійсні значення кутових швидкостей ланок, абсолютний рух яких обумовлений їх кінематичним приєднанням до нерухомого корпусу. Це дозволило скласти системи векторних кінематичних рівнянь для визначення лінійних швидкостей точок механізму третього класу із трьома ведучими ланками та розв’язати їх у графічний спосіб.

Практична значимість. Отримані чисельні значення кінематичних параметрів і виконано їх порівняльний аналіз із параметрами цього ж механізму, що були розраховані за допомогою методу математичного моделювання у програмному середовищі Mathcad. Підтверджено збіг результатів досліджень, які виконані двома різними методами, із 95-ти відсотковою ймовірністю, що є одночасним підтвердженням достовірності результатів, отриманих такими методами аналізу. Рекомендовано проводити експертні дослідження складних механічних систем за допомогою графоаналітичного методу, якщо інженерні розрахунки отримані з використанням технологій математичного моделювання.

Ключові слова: механізм третього класу, кінематичний аналіз, графоаналітичний метод, кінематичне дослідження

References.

1. Morlin, F., Carboni, A., & 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. Bai, S. (2024). Kinematics of computationally efficient mechanisms. Mechanism and Machine Theory, 203. https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2024.105782

3. Deepak, B., & Bahubalendruni, M. (2017). Numerical analysis for force distribution along the swing jaw plate of a single toggle jaw crusher. World Journal of Engineering, 14(3), 255-260. https://doi.org/10.1108/WJE-07-2016-0025

4. Pramanika, S., & Thipsec, 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

5. Murithi, M., Keraita, J. N., Obiko, J. O., Mwema, F. M., Wambua, J. M., & Jen, T. C. (2022). Optimisation of the swinging jaw design for a single toggle jaw crusher using finite element analysis. International Journal on Interactive Design and Manufacturing (IJIDeM), 1-8. https://doi.org/10.1007/s12008-022-01044-3

6. Han, B., Zhou, Y., Han, M., Hu, X., Xu, Y., & Yao, J. (2024). Kinematics and dynamics characteristics of a double-ring truss deployable antenna mechanism based on triangular prism deployable unit. Thin-walled structures, 206, Part A. https://doi.org/10.1016/j.tws.2024.112608

7. Delyová, I., Hroncová, D., & Frankovský, P. (2021). Kinematic analysis of the industrial robot effector. International Scientific Journal about Mechatronics, 6(2), 25-28. https://doi.org/10.22306/am.v6i2.76

8. Murai, E., Simoni, R., & Martins, D. (2018). Influence map: Determining the actuators’ influence in kinematic chains for mechanism design. Journal of Mechanical Engineering Science, 223(10), 1-10. https://doi.org/10.31891/2307-5732-2023-329-6-380-385

9. Kharzhevskyi, V., Marchenko, M., Tkachuk, V., & Bereziuk, O. (2023). Synthesis Ofadjustable mechanism ofsewing machine and its kinematic analysis using solidworks. Visnyk Khmelnytskyi national university, 6, 380-385. https://doi.org/10.31891/2307-5732-2023-329-6-380-385

10.      Zalyubovskii, M., Panasyuk, I., Koshel, S., Koshel, O., & Akimova, L, (2024). Synthesis and research of the spatial eight-link mechanism of the barreling machine. Natsionalnyi Hirnychyi University. Naukovyi visnyk, (3), 42-49. https://doi.org/10.33271/nvngu/2024-3/042

11.      Koshel, S., Dvorzhak, V., Koshel, H., Zalyubovs’kyi, M., & Panasyuk, I. (2024). Analysis of the third class mechanism using the modeling method in the Mathcad software environment. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (5), 51-58. https://doi.org/10.33271/nvngu/2024-5/051

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

13.      Imamović, M., Hadžikadunić, F., Talić-Čikmiš, A., & Bošnjak, A. (2019). Examples of kinematic analysis of complex mechanism using modern software applications. Materials Science and Engineering, 659(012019), 1-6. https://doi.org/10.1088/1757-899X/659/1/012019

14.      Zalyubovs’kyi, M., Panasyuk, I., Koshel’, S., & Koshel’, G. (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

15.      Pasika, V., Korunyak, P., Nosko, P., Bashta, O., & Tsybrii, Yu. (2018). Kinematic synthesis and power analysis of conveyor belt form regulation mechanism. Visnyk National Technical University “KhPI”, 45, 47-58. https://doi.org/10.34218/IJARET.11.9.2020.039

16.      Matsiuk, I., Fedoskina, O., & Sokolov, I. (2024). Substantiation of rational design parameters of a crusher with two movable jaws. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (5), 45-50. https://doi.org/10.33271/nvngu/2024-5/045

17.      Choudhari, R., Jawale, H., & Thorat, H. (2017). Kinematic analysis of two degree of freedom closed chain mechanism. International Journal of Engineering & Technology Research, 5, 15-25. Retrieved from https://www.academia.edu/51465283/Kinematic_Analysis_of_Two_Degree_of_Freedom_Closed_Chain_Mechanism

18.      Koshel’, S., Dvorzhak, V., Koshel’, G., & Zalyubovskyi, M. (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

19.      Jiang, J., Wu, D., He, T., Zhang, Y., Li, C., & Sun, H. (2022). Kinematic analysis and energy saving optimization design of parallel lifting mechanism for stereoscopic parking robot. Energy Reports, 8, 2163-2178. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2022.01.133

20.      Simas, H., Simoni, R., & Martins, D. (2017). Design and analysis of a self-aligning parallel mechanism with asymmetrical kinematic structure. Meccanica, 52, 2991-3002. https://doi.org/10.1007/s11012-017-0615-3

21.      Campa, F., Diez, M., Corral, J., Macho, E., Herrero, S., & Pinto, C. (2024). Mechatronic design of a 3 degrees of freedom parallel kinematics manipulator with integrated force plate for human balance evaluation and rehabilitation. Mechatronics, 105. https://doi.org/10.1016/j.mechatronics.2024.103278

• < Попередня
• Наступна >