Етакловчи ва етакланувчи тишли ғилдиракларининг айланиш марказлари симметрик ҳаракатланувчи тишли-ричагли дифференциал узатиш механизмининг кинематик таҳлили Текст научной статьи по специальности «Техника и технологии»

УДК. 621.01

ЕТАКЛОВЧИ ВА ЕТАКЛАНУВЧИ ТИШЛИ ГИЛДИРАКЛАРИНИНГ АЙЛАНИШ

МАРКАЗЛАРИ СИММЕТРИК ^АРАКАТЛАНУВЧИ ТИШЛИ-РИЧАГЛИ ДИФФЕРЕНЦИАЛ УЗАТИШ МЕХАНИЗМИНИНГ КИНЕМАТИК ТА^ЛИЛИ

Мадаминов Санжарбек Махмуджон угли УзР ФА М.Т. Урозбоев номидаги механика ва иншоотлар сейсмик мустахкамлиги институти,

таянч докторант. [email protected] тел: +99897 158 68 00

Аннотация: Машинасозлик сохасини ривожлантиришнинг асосий йуналишларидан бири ресурстежамкор валикли технологик машиналар механизмлари ва курилмаларини такомиллаштириш ва янгиларини яратишдир. Иккита ишчи валдан ташкил топган валикли технологик машинанинг ишчи валларини уклараро масофаси узгарган вактда ишчи валларининг синхрон айланиши (ишчи валлар орасидан ишлов берилаётган материал утказилган вактда, масалан, терини сикиш) мухим хисобланади. Маколада ишчи валларининг айланиш марказлари симметрик харакатланувчи валикли машиналарнинг тишли-ричагли дифференциал узатиш механизмининг характерли нукталарининг чизикли, бурчак тезликлари ва тезланишларини аниклаш учун кинематик тахлил натижалари келтирилган.

Аннотация: Одним из основных направлений развития машиностроительной отрасли является совершенствование и создание новых ресурсосберегающих механизмов, и устройств технологических валковых машин. Технологические машины содержащих пару рабочих валов, синхронность вращения которых при изменении межосевого расстояния этих рабочих валов (при пропускании между рабочих валов обрабатываемого материала, например кожу для отжима) очень важна. В статье представлены результаты кинематического анализа для определения линейных, угловых скоростей и ускорений характерных точек зубчато-рычажного дифференциального механизма с симметричным движением центров, вращение ведущих, и ведомых зубчатых колес.

Abstract: One of the main directions of development of the machine-building industry is the improvement and creation of new resource-saving mechanisms and devices for technological roller machines. Technological machines containing a pair of working shafts, the synchronism of rotation of which, when the center distance of these working shafts changes (when the processed material is passed between the working shafts, for example, leather for wringing), is very important. The article presents the results of a kinematic analysis to determine the linear, angular velocities and accelerations of the characteristic points of a gear-lever differential mechanism with a symmetrical movement of the centers of rotation of the driving and driven gears.

Калит сузлар: механизм, валикли машина, дифференциал, уклараро масофа, тишли гилдираклар, чизикли тезлик, бурчак тезлик, тезланиш.

Ключевые слова: Механизм, валковые машины, дифференциал, межосевое растояние, зубчатое колесо, линейноя скорость, угловая скорость, ускорение.

Keywords: Mechanism, roller machines, differential, center distance, gear wheels, linear speed, angular speed, acceleration.

Кириш: Машинасозлик сохдсини ривожлантиришнинг асосий йуналишларидан бири ресурстежамкор валикли технологик машиналар механизмлари ва курилмаларини такомиллаштириш ва янгиларини яратишдир [1]. Валикли машиналарда кулланиладиган тишли, занжирли ва бир катор тишли-ричагли узатиш механизмлари, валикли машиналарига куйилган технологик ва агротехник талабларга жавоб бермайди [2].

Масалан, Пахта териш машиналарининг пахта териш аппарати ва валикли курилиш машиналарида тошларни майдалашда кулланиладиган валлараро узатиш механизмлари ишчи валларнинг уклараро масофаси узгарган вактда валларнинг синхрон айланишини таьминлаб бера олмайди, бу эса технологик жараён бажарилиши ва ишлов берилаётган мах,сулот сифатининг ёмонлашишига олиб келади.

Сунги вактларда халкаро микёсда приборсозлик ва машинасозлик сохдсидаги мутахассислар тишли-ричагли механизмларнинг ишлаб чикариш сохдларида кулланилишига назарий ва амалий кизикишларини каратмокдалар. Бу эса тишли-ричагли механизмлар ёрдамида звеноларнинг х,ар хил ва мураккаб хдракатларини х,осил килиш мумкинлиги билан изох,ланади. Тишли гилдираклардан тузилган ва ричагли кинематик занжирларнинг куплаб комбинациялари, чикиш звеносининг хдракатланиш конуниятининг х,ар хил ва кенг спектрда куллаш имконини беради. Сунги вактларда тишли-ричагли механизмларнинг баъзи ажойиб хусусиятлари замонавий машиналар ва приборларни яратиш учун энг истикболлиларидан бири деб хисоблаш мумкин [3-5].

УзР ФА М.Т. Урозбоев номидаги механика ва иншоотлар сейсмик мустах,камлиги институти "Механизмлар ва машиналар назарияси" лабораториясида уклараро масофаси узгарувчан булган валикли машиналар [6,7] учун тишли-ричагли дифференциал валлараро узатиш механизмларини [8-14], конструкциялари ва хусусиятларига караб яратиш, ишлаб чикиш ва ишлаб чикаришга тадбик этиш буйича куплаб ишлар килинган. Аввал айтиб утканимиздек, валикли машиналарнинг бир нечта принципиал схемалари х,ар хил валикли модулларга эга [15,16]. Ушбу валикли модулларни валикли модулларнинг олтита синфидан аник биттасига киритиш мумкин [16].

Валикли машиналарда кулланиладиган тишли, занжирли ва бир катор тишли-ричагли узатиш механизмлари, валикли машиналарига куйилган технологик ва агротехник талабларга жавоб бермайди [2]. Масалан, Пахта териш машиналарининг пахта териш аппарати ва валикли курилиш машиналарида тошларни майдалашда кулланиладиган валлараро узатиш механизмлари ишчи валларнинг уклараро масофаси узгарган вактда валларнинг синхрон айланишини таьминлаб бера олмайди, бу эса технологик жараён бажарилиши ва ишлов берилаётган мах,сулот сифатининг ёмонлашишига олиб келади.

Узатиш механизмларини кинематик тах,лил килишдан максад механизм звеноларининг тезлик ва тезланишларини, узатишлар сонини аниклаш, шунингдек валикли машиналар ишчи валларнинг уклараро масофаси узгарганда синхрон айланишини аниклашдан иборат[17-19].

Асосий кием: Механизмнинг кинематикасини хисоблашдан олдин куйидаги кийматларни маълум деб кабул киламиз, = = й3 = ^, АВ = ВС = СБ, а, УА = Ув. 1. Тишли ричагли дифференциал узатиш механизмининг кинематикаси хисоблашимиз учун биринчи навбатда тишли-ричагли дифференциал узатиш механизми ричагли контурининг хдрактерли нукталарининг тезликларини аниклаб олишимиз керак.

куйидаги схемадан куриниб турибдики А ва Б нукталарнинг УА ва Ув чизикли тезликларини ишлов берилаётган материал калинлигининг узгаришидан маълум деб кабул киламиз. 2 - ва 4 - звеноларнинг бурчак тезликларини аниклаб олишимиз учун, 2 - ва 4 -звеноларнинг оний айланиш марказларини аниклашимиз керак.

1-расм. Етакловчи ва етакланувчи тишли гилдиракларининг айланиш марказлари симметрик х,аракатланувчи тишли-ричагли дифференциал узатиш механизми ричагли контури

Назарий механика курсидан маълумки каттик жисмнинг иккита нуктасининг тезлик векторлари маълум ва биттасининг киймати маълум булса унинг исталган нуктасининг тезликларини аниклаб олишимиз мумкин. 2 - ва 4 - звеноларнинг оний айланиш марказларини аниклаб олганимиздан кейин уларнинг бурчак тезликларини аниклаб оламиз.

V

со2 = (1)

2 р2л и

^4= — (2)

4 рб

Бундан, рл, рв, рС ва рв кесмаларнинг узунликлари рЛВ ва рСБ учбурчакларга синуслар теоремасини куллаш оркали аниклаб оламиз.

у = 180 -а (3)

лв рл рв

- 2 - 2 (4)

8т 90 8т а sin( 90 - а)

БС рлБ рлС

sin 90 sin а sin( 90 - а) рЛ = ЛВ sin а (6)

рВ = ЛВ cosа (7)

Р4Б = БС sin а (8)

Р4С = БС ^а (9)

2 - ва 4 - звеноларнинг бурчак тезликларини аниклаб олганимиздан кейин, В ва С нукталарнинг чизикли тезликларини у ва Ус аниклаб оламиз.

Ув =®2 Р 2 В (10)

Ус = а4Р 4 С (11)

Ричагли контурнинг хдрактерли нукталарининг чизикли ва бурчак тезликларини аниклаб олганимиздан кейин, тишли-ричагли дифференциал узатиш механизмининг кинематикасини икки х,олатда куриб чикамиз.

1 - х,олатда ишлов берилаётган материалнинг калинлигини узгармас деб кабул киламиз. Бунда УА = УБ = 0, яни ишчи валларнинг уклараро масофаси узгармайдиган х,олатда 6 - звенонинг Н нкутасининг чизикли тезлиги куйидагича аникланади.

Ун = ®у АН (12)

Бу ерда Шу - двигателдан узатилаётган бурчак тезлик

2 - х,олатда ишлов берилаётган материалнинг калинлигини узгарувчан деб кабул киламиз. Бундай х,олатда эса VА = УБ ф 0, яни ишчи валларнинг уклараро масофаси узгарувчан булган х,олатда 6 - звенонинг Н нуктасининг ва 9 - звенонинг I нуктасининг чизикли тезликларини Ун ва У куйидагича аникланади.

Ун = ауАН + Уа (13)

У = ауБ1 + У0 (14)

Бу ерда, а - двигателдан узатилаётган бурчак тезлик, АН = г6 - 6 - тишли гилдиракнинг радиуси, Б1 = г9 - 9 - тишли гилдиракнинг радиуси.

Н ва I нукталарнинг чизикли тезликларини Ун ва У аниклаб олганимиздан кейин 6 - ва 9 - звеноларнинг оний айланиш марказларини аниклаб олишимиз керак. Бунинг учун 6 - звенонинг А ва Н нукталарининг чизикли тезлик векторлари Ун ва У а параллеллиги сабабли, тезлик векторлари учидан тугри чизик утказамиз ва уларнинг куйилиш нуктасига нисбатан перпендикуляр чизик утказиб уларни бирлаштирамиз ва чизиклар кесишган нуктасини Рб билан белгилаймиз ва бу 6 - звенонинг оний айланиш маркази хисобланади. Худди шундай усул ёрдамида 9 - звенонинг х,ам оний айланиш марказини аниклаб оламиз.

2 - расм. Етакловчи ва етакланувчи тишли гилдиракларини нг айланиш марказлари симметрик х,аракатланувчи тишли-ричагли дифференциал узатиш механизми кинематикасининг хисобий схемаси.

-6=ррн (15)

»9= ^ (16)

р91

Бу ердан, рн ва р1 кесмаларнинг узунликларини аниклаб олишимиз учун ух,шаш учбурчаклар теоремасидан фойдаланиб топиб оламиз.

(17)

рбн

1ап^ = ^ (18)

рбл

1ап^ = % (19)

= (20) Р91

Юкоридаги формулалардан (17) ва (18) фойдаланиб Р6Н кесманинг узунлигини аниклаб олишимиз мумкин.

У У

(17)

РбН РбА

У У

Ун - Уа (18)

РА + АН РА

РА = ^^ (19)

6 Ун - Уа ( )

Р6Н = РА + АН (20)

Юкоридаги формулалардан (19) ва (20) фойдаланиб Р91 кесманинг узунлигини аниклаб олишимиз мумкин.

У У

У Б _ У А

Р9Б Р9 А

У У

У I _ УБ

РБ + Б1 РБ

(21) (22)

У Б1

РБ = УБ- (23)

9 У - Уб у '

Р1 = РБ + Б1 (24)

6 - ва 7 - звеноларнинг илашмада булган нуктасининг Е чизикли тезлигининг Уе хдмда 8 - ва 9 - звеноларнинг илашмада булган К нуктасининг У к чизикли тезликларининг кийматларини аниклаб оламиз.

Уе = ®б Рб Е (25)

Ук = а 9 Р9 К (26)

Бундан РЕ ва Р9К кесмаларнинг узунлигини ААР6Е ва АБР9К учбурчакларга косинуслар теоремасини куллаш оркали аниклаб оламиз.

(Р6Е)2 = (АЕ)2 + (Р6А)2 - 2(АЕ)(Р6А) ^(90 + а) (27)

(PK)2 = (DK)2 + (P9D)2 - 2(DK)(P9D) cos(90 + а) (2B)

7 - ва 8 - звеноларнинг оний айланиш марказларини аниклаб олганимиздан кейин, yларнинг бyрчак тезликларини а7 ва а% аниклаймиз.

®7= — (29)

7 EP

®s = — (30)

8 Щ v 7

EP кесманинг узунлигини аниклаб олишимиз учун, AAP6E yчбyрчакнинг ички бyрчакларининг кийматларини аниклаб оламиз.

P6A _ P6E _ AE (31)

sin щ sin( 90 + а) sin щ AE sin(90 + а)

sin щ =--(32)

2 PE

AE sin(90 + а)

sin щ =--(33)

3 P E

AAP6E учбурчакнинг ички бурчакларининг кийматларини аниклаб олганимиздан

кейин, ABPE учбурчакка синуслар теоремасини куллаш оркали унинг томонларини аниклаб оламиз.

EP7 _ EB _ BP (34)

sin а sin щ sin щ щ =180 — а — щ (35)

Bp=EBsi" щ (36)

sin щ

P = EB sin а (37)

sin щ

KPS кесманинг узунлигини аниклаб олишимиз учун, àKP9D учбурчакнинг ички бурчакларининг кийматларини синуслар теоремасидан фойдаланиб аниклаб оламиз.

P9D _ P9K _ KD (38)

sin щ sin( 90 + а) sin щ

P9 D sin(90 + а) —^- (39)

P9K

КБ sin(90 + а)

Р9 К

(40)

АКР9Б учбурчакнинг ички бурчакларининг кийматларини аниклаб олганимиздан кейин, АСрК учбурчакка синуслар теоремасини куллаш оркали унинг томонларини аниклаб оламиз.

Р8К _ Р8С

КС

sin а sin щ sin щ

(41)

щ = 180 — а — щ

(42)

Р 8 К =

Р8 С =

КС sin а sin щ

КС sin щ sin щ

(43)

(44)

Тишли-ричагли дифференциал узатиш механизмининг характерли нукталарининг чизикли ва бурчак тезликларини аниклаб олганимиздан кейин уларнинг чизикли ва бурчак тезланишларининг кийматларини куйидаги формулалар оркали аниклаб оламиз.

а^ = Аа

аА = аБ = УА = УБ ■

(45)

(46)

. . Vг,sin а — Уп аcosа А^ = А^ = Аа = -—

< + <9 1sin2 а

(47)

Уп Аа

ав = аС = Ув = Ус = УБс%а--:

sin2 а

(48)

Тишли гилдиракларнинг булувчи айлана диаметрлари <7 = < ф <9 = <6 булган х,олат учун куйидагича аникланади,

ак, = ак2 = У к, = Ук2 =

Уд < + (< + <9 )2 sin2 а)— Ад

22 sin а

(49)

а£ = атк = Укт= Укт =—Аа^

к1 к2 к1 к2 < + <

+ (< + <9 )2 • sin 4 а

+ (<8 + <9 ) • si

2-2 -2 sin а • sin а

(50)

ак = ак = У • Б = У • Б

к к2 к2 < к1 <

У04 (<92 + (<8 + <9 )2 sin 2 а)— а6У0<

Сда Б!

9 <6 (< + <9 )sin

< )2sin2 а <9

(51)

2

„А* - nD2T _ VD

UK = = Л Л

d92 + (

7 \ 2 -4

+ d9) • sin а

i

a2 +(

+ d9)2 • sin2а • sin2а

Di

a

(52)

Тишли гилдиракларнинг булувчи айлана диаметрлари d = d = d4 = d2 = d булган х,олат учун куйидагича аникланади.

VD (l + 4sin 2 а) - VDctga 2sin ал/1 + 4sin2 а

akl = ak2 = vkl =■

(53)

a* = al2 = -~A®6 • VD

1 + 4sin а

sin2 а

■л/ 1 + 4 sin2

а

aD1 = aD2 = V

D T> D _ VD (1 + 4 sin 2 а) - D

d

а)-

2sin ал/1 + 4sin 2 а

6' D___

2 ~ ^ d

aD* = aD2* 1

= — •^6 • Vd

1 + 4sin4 а

sin а

2~ л/1 + 4 sin2

а

D d

(54)

(55)

(56)

Хулоса: Юкорида келтирилган кинематик тах,лил натижалари етакчи ва етакланувчи ишчи валларнинг ишлов берилаётган материал билан контакт нукталаридаги чизикли тезликларининг тенглиги курсатади, бу эса уз навбатида ишлов берилаётган материал билан ишчи валлар орасидаги геометрик сирпаниш булмаслигини ва бунинг окибатида, ишлов берилаётган материалнинг сифатининг сакланишига ва валикли технологик машина кисмларнинг ишлаш умрбокийлиги узайишига олиб келади.

АДАБИЁТЛАР

1. Абдукаримов А. и др. Отчет о научно-исследовательской работе по теме: «Разработка методов расчета, проектирования новой конструкции джина и исполнительных механизмов кожевенных валичных отжимных, разводных машин» Институт механики и сейсмостойкости сооружений им. М.Т. Уразбаева АН РУз (шифр: А3-ФА-Ф056). Ташкент, 2012.

2. Абдукаримов А. Проблемы теории и практики создания современных валковых машин// Проблемы механики. Тошкент-2011.-№3-4. С. 40-43.

3. Фатеев Н.А. Определение условных скоростей и угловых скоростей звеньев плоских зубчато-рычажных механизмов. Материалы XXXVIII научно-технической конференции по итогам работы профессорско-преподавательского состава СевКавГТУ за 2008 год. Том первый. Естественные и точные науки. Технические и прикладные науки. Ставрополь: СевКавГТУ, 2009. 218 с. © Северо-Кавказский государственный технический университет, www.ncstu.ru

4. Шашкин А.С. Регулируемые зубчато-рычажные и валковые механизмы. Воронеж, издательство Воронежского университета, 1987, 248с.

8

8

2

2

5. Левитский Н.И. Современные задачи проектирования зубчато-рычажных механизмов. // В кн.: Теория и применение зубчато-рычажных механизмов. М. : Наука, 1974. - 140 с.

6. Бурмистров А.Г. Машины и аппараты производства кожи и меха. - М.: КолосС, 2006. - 384 с.

7. Бахадиров Г.А. Механика отжимной валковый пары. Ташкент: Фан. 2010. -

155 с.

8. А.С. 1633820. Передаточный механизм валичных машин/ Аманов Т.Ю., Абдукаримов А. // Б.И. - 1990.

9. А.С. 1632047. Передаточный механизм валичных машин/ Абдукаримов А., Аманов Т.Ю., Бахадиров Г.А. // Б.И. - 1990.

10. А.С. 1832721. Передаточный механизм валичных машин/ Аманов Т.Ю., Абдукаримов А. // Б.И. - 1992.

11. Патент РУз №1330. Передаточный механизм валичных машин/ Абдукаримов А., Аманов Т.Ю., Бахадиров Г.А. // - 1994.

12. Патент на изобретение РУз №IAP 04934. Зубчато-рычажный передаточный механизм валичных машин (варианты) Вариант 1/ Абдукаримов А., Бахадиров Г.А., Набиев А.М., Сайдахметова Н.Б., Сайдокулов И.Х., Абдукаримов А.А. // Официальный бюллетень. - 2014. - №8.

13. Патент на изобретение РУз. №IAP 04934 от 15.07.2014. Зубчато-рычажный передаточный механизм валичных машин (варианты) Вариант 2/ Абдукаримов А., Бахадиров Г.А., Набиев А.М., Сайдахметова Н.Б., Сайдокулов И.Х., Абдукаримов А.А. // Официальный бюллетень. - 2014. - №8.

14. Патент на изобретение РУз. №IAP 04934 от 15.07.2014. Зубчато-рычажный передаточный механизм валичных машин (варианты) Вариант 3/ Абдукаримов А., Бахадиров Г.А., Набиев А.М., Сайдахметова Н.Б., Сайдокулов И.Х., Абдукаримов А.А. // Официальный бюллетень. - 2014. - №8.

15. Абдукаримов А. Проблемы теории и практики создания современных валковых машин// Проблемы механики. - Ташкент, 2011. - № 3 4. - С. 40-43.

16. Абдукаримов А. Классификация двухвалковых модулей применяемых в валковых машинах с переменным межосевым расстоянием рабочих валов// Док. АН РУз. - Ташкент, 2014. - № 5. - 100 с. - С. 34-36.

17. Bahadirov G.A., Sultanov T.Z. and Abdukarimov A. Kinematic analysis of tooth-lever differential transmission mechanisms// 1st International Conference on Energetics, Civil and Agricultural Engineering 2020 14-16 October 2020, Tashkent, Uzbekistan. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 614 (2020) 012102 IOP Publishing doi:10.1088/1755-1315/614/1/012102.

18. Bahadirov G.A., Sultanov T.Z. and Abdukarimov A. Comparative analysis of two gear-lever differential inter-roller transmission mechanisms// 1st International Conference on Energetics, Civil and Agricultural Engineering 2020 14-16 October 2020, Tashkent, Uzbekistan.

IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 614 (2020) 012101 IOP Publishing doi:10.1088/1755-1315/614/1/012101.

19. Bahadirov G.A., Ravutov Sh.T., Abdukarimov A. And Toshmatov E. Development of the methods of kinematic analysis of elliptic drum of vertical-spindle cotton harvester// 1st International Conference on Energetics, Civil and Agricultural Engineering 2021 14 January 2021, Tashkent, Uzbekistan. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 1030 (2021) 012160 IOP Publishing doi:10.1088/1755-899X/1030/1/012160.