Vestnik of Kazan State Agrarian University

Вестник Казанского государственного аграрного университета

2073-0462

52388

10.12737/2073-0462-2022-92-98

Технические науки

SYNTHESIS OF SPATIAL FIVE- AND SIX-LINK MECHANISMS WITH ROTATIONAL PAIRS BY THE MOVEMENT OF THE OUTPUT LINK

СИНТЕЗ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ПЯТИ- И ШЕСТИЗВЕН-НЫХ МЕХАНИЗМОВ С ВРАЩАТЕЛЬНЫМИ ПАРАМИ ПО ДВИЖЕНИЮ ВЫХОДНОГО ЗВЕНА

Мудров

Александр Петрович

Mudrov

Aleksandr Petrovich

mudrov.aleks@yandex.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

Хабибуллин

Фаниль Фаргатович

Habibullin

Fanil' Fargatovich

Пикмуллин

Геннадий Васильевич

Pikmullin

Gennadiy Vasil'evich

pikmullin@mail.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

Гургенидзе

Зураб Джемалович

Gurgenidze

Zurab Джемалович

kgau@mail.ru

ФГБОУ ВО «Казанский государственный аграрный университет» Россия ФГБОУ ВО «Казанский государственный аграрный университет» Russian Federation

Казанский государственный аграрный университет Kazan State Agrarian University

19 08 2022

17 2 92 98 11 08 2022

https://zh-szf.ru/en/nauka/article/52388/view

Исследования проводили с целью выявления оптимальных струк-турных схем пространственных пяти- и шестизвенных механизмов с вращательными парами, которые воспроизводят с требуемой точ-ностью линейную функцию при колебательном и при вращательном движении выходного звена. Пространственные механизмы, которые используют в качестве передаточных и базовых, позволяют воссо-здать движение выходного или любого рабочего звена с заданной точностью и обеспечить необходимую жёсткость, надёжность и компактность конструкции. Синтез пространственных механизмов проводили по заданному закону выходного звена. Для реализации колебательного движения с рабочими участками на прямом и об-ратном ходе можно использовать кривошипно-коромысловые пя-тизвенники, у которых углы скрещивания геометрических осей шарниров смежных звеньев 4 и 5 равны . Аналогич-ным способом был проведен синтез пространственного пятизвенни-ка, у которого углы скрещивания осей шарниров выходного звена и стойки связаны зависимостью , по воспроиз-ведению колебательного движения выходного балансира с рабочим ходом на прямом участке. Выявлены оптимальные структурные схемы пространственных пяти- и шестизвенных механизмов, кото-рые воспроизводят с требуемой точностью линейную функцию при колебательном и вращательном движении выходного звена. Полу-ченные зависимости будут использованы для автоматизации опти-мизационного синтеза по целевой функции шестизвенного механиз-ма (или его пятизвенной модификации), воспроизводящего линей-ную функцию на некоторой части оборота выходного звена при его полной проворачиваемости.

The research was carried out in order to identify the optimal structural schemes of three-dimensional five- and six-link mechanisms with rotational pairs, which reproduce with the required accuracy a linear function during oscillatory and rotational motion of the output link. Spatial mechanisms, which are used as transmission and base mechanisms, make it possible to recreate the movement of the output or any working link with a given accuracy and provide the necessary rigidity, reliability and compactness of the structure. The synthesis of spatial mechanisms was carried out according to the given law of the output link. To implement oscillatory motion with working sections on the forward and reverse stroke, you can use crank-rocker five-links, in which the angles of crossing of the geometric axes of the hinges of adjacent links 4 and 5 are equal to . In a similar way, the synthesis of a spatial five-link was carried out, in which the angles of crossing the axes of the hinges of the output link α_4 and the rack α_5 are related by the dependence α_4= , by reproducing the oscillatory motion of the output balancer with the working stroke in a straight section. Optimal structural schemes of three-dimensional five- and six-link mechanisms are revealed, which reproduce with the required accuracy a linear function during the oscillatory and rotational motion of the output link. The resulting dependencies will be used to automate the optimization synthesis for the objective function of the six-link mechanism (or its five-link modification), which reproduces a linear function on a certain part of the turn of the output link with its full cranking

пространственные механизмы вращательные пары синтез целевая функция движение выходного звена

spatial mechanisms rotational pairs synthesis objective function movement of the output link

Мудров А. П., Мудров А. Г., Пикмуллин Г. В. Пространственные механизмы с вращательными парами // Научное сопровождение технологий агропромышленного комплекса: теория, практика, инновации: научные труды I-ой Международной научно-практической конференции. Казань: Казанский государственный аграрный университет, 2020. С. 65-69.

Mudrov AP, Mudrov AG, Pikmullin GV. [Spatial mechanisms with rotational pairs]. Nauchnoe soprovozhdenie tekhnologii agropromyshlennogo kompleksa: teoriya, praktika, innovatsii: nauchnye trudy I-oi Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii. Kazan': Kazanskii gosudarstvennyi agrarnyi universitet. 2020; 65-69 p.

Мудров, А. П. Проектирование пространственного 5R механизма по заданному закону движения выходного звена / А. П. Мудров, А. Г. Мудров, Г. В. Пикмуллин // Вестник Казанского государственного аграрного университета. - 2020. - Т. 15. - № 2(58). - С. 107-113.

Mudrov AP, Mudrov AG, Pikmullin GV. [Designing a spatial 5R mechanism according to a given law of motion of the output link]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2020; Vol.15. 2(58). 107-113 p.

Левицкая, О.Н., Левицкий, Н.И. Курс теории механизмов и машин. М.: Высшая школа, 1978. 270 с.

Levitskaya ON, Levitskiy NI. Kurs teorii mekhanizmov i mashin. [Course of the theory of mechanisms and machines]. Moscow: Vysshaya shkola. 1978; 270 p.

Обоснование применения рабочего органа колебательного вида для обработки почвы / И.М. Салахов, А.В. Матяшин, Н.Ф. Вафин и др. //Техника и оборудование для села. 2018. № 3. С. 21-23.

Salakhov IM, Matyashin AV, Vafin NF. [Substantiation of the use of the working unit of an oscillatory type for tillage]. Tekhnika i oborudovanie dlya sela. 2018; 3. 21-23 p.

Обоснование формы и определение конструктивных параметров ротационного рыхлителя почвы / Г. Г. Булгариев, Г. В. Пикмуллин, И. Г. Галиев [и др.] // Вестник Казанского государственного аграрного университета. - 2018. - Т. 13. - № 3(50). - С. 73-76.

Bulgariev GG, Pikmullin GV, Galiev IG. [Justification of the form and determination of the design parameters of a rotary soil cultivator]. Vestnik Kazanskogo gosudar-stvennogo agrarnogo universiteta. 2018; Vol.13. 3(50). 73-76 p.

Теоретическое обоснование оценки технического состояния двигателя внутреннего сгорания по величине суммарной ЭДС в парах трения / И. Р. Салахутдинов, А. А. Глущенко, Д. Е. Молочников [и др.] // Вестник Казанского государственного аграрного университета. - 2021. - Т. 16. - № 1(61). - С. 90-95.

Salakhutdinov IR, Glushchenko AA, Molochnikov DE. [Theoretical justification for assessing the technical condition of an internal combustion engine by the magnitude of the total EMF in friction pairs]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2021; Vol.16. 1(61). 90-95 p.

Мудров, А. Г. Исследование пространственных механизмов с особой структурой / А. Г. Мудров // Вестник Казанского государственного аграрного университета. - 2019. - Т. 14. - № 2(53). - С. 111-116.

Mudrov AG. [Study of spatial mechanisms with a special structure]. Vestnik Kazanskogo gosudar-stvennogo agrarnogo universiteta. 2019; Vol.14. 2 (53). 111-116 p.

Многопроцессорная система управления манипулятором параллельно-последовательной структуры / Н.С. Воробьева, В.В. Жога, И.А. Несмиянов и др. // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2022. № 4 (263). С. 12-19.

Vorob'eva NS, Zhoga VV, Nesmiyanov IA. [Multiprocessor control system for a parallel-serial structure manipulator]. Izvestiya Volgogradskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. 2022; 4 (263). 12-19 p.

Дяшкин-Титов В.В., Воробьева Н.С., Жога В.В. Математическая модель динамики шестимассовой системы механизма манипулятора параллельной структуры // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2021. № 9 (256). С. 32-37.

Dyashkin-Titov VV, Vorob'eva NS, Zhoga VV. [Mathematical model of the six-link mechanism system’s dynamics of parallel structure manipulator]. Izvestiya Volgogradskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. 2021; 9 (256). 32-37 p.

10.

Ибятов, Р. И. О моделировании случайных процессов в агропромышленном комплексе / Р. И. Ибятов, Б. Г. Зиганшин // Вестник Казанского государственного аграрного университета. - 2022. - Т. 17. - № 1(65). - С. 50-55.

Ibyatov RI, Ziganshin BG. [On modeling random processes in the agro-industrial complex]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2022; Vol.17. 1 (65). 50-55 p.

11.

Мудров, А. Г. Совершенствование смесителя "Турбула" / А. Г. Мудров // Вестник Казанского государственного аграрного университета. - 2019. - Т. 14. - № 3(54). - С. 108-111.

Mudrov AG. [Improving the mixer “Turbula”]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2019; Vol.14. 3 (54). 108-111 p.

12.

Воробьева Н.С., Жога В.В., Жога Л.В. Динамический синтез алгоритмов управления манипулятором параллельно-последовательной структуры // Мехатроника, автоматизация, управление. 2020. Т. 21. № 12. С. 706-715.

Vorob'eva NS, Zhoga VV, Zhoga LV. [Dynamic synthesis of control algorithms for a parallel-serial structure manipulator]. Mekhatronika, avtomatizatsiya, upravlenie. 2020; Vol.21. 12. 706-715 p.

13.

Влияние уровня эксплуатации тракторов в сельскохозяйственном производстве на показатели их надежности / И. Г. Галиев, Р. К. Хусаинов, Т. А. Хусаинова [и др.] // Вестник Казанского государственного аграрного университета. - 2018. - Т. 13. - № 3(50). - С. 77-80.

Galiev IG, Khusainov RK, Khusainova TA. [Influence of the level of operation of tractors in agricultural production on the indicators of their reliability]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2018; Vol.13. 3(50). 77-80 p.

14.

Яруллин М.Г., Мингазов М.Р. Кинематика характерных точек рабочих звеньев пространственного 4R-механизма как активатора процессов перемешивания // Вестник ИжГТУ имени М.Т. Калашникова. 2014. № 3 (63). С. 34-38.

Yarullin MG, Mingazov MR. [Kinematics of the characteristic points of the working links of the spatial 4R-mechanism as an activator of mixing processes]. Vestnik IzhGTU imeni M.T. Kalashnikova. 2014; 3 (63). 34-38 p.

15.

Яруллин М.Г., Мингазов М.Р. К синтезу сферических механизмов с вращательными парами // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. 2014. № 1. С. 75-80.

Yarullin MG, Mingazov MR. [On the synthesis of spherical mechanisms with rotational pairs]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta im. A.N.Tupoleva. 2014; 1. 75-80 p.

16.

Алейников, Ю. Г. Оптимизация движения опор шагающей машины с динамической устойчивостью / Ю. Г. Алейников // Вестник Казанского государственного аграрного университета. - 2021. - Т. 16. - № 1(61). - С. 66-70.

Aleynikov YuG. [Optimization of the supports movement of a walking machine with dynamic stability]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2021; Vol.16. 1 (61). 66-70 p.