CC BY
13
16. Новосельцев В.П. Влияние изменения силы натяжения на динамическую устойчивость рамных и ленточных пил / В.П. Новосельцев, А.Ф. Селезнев // Лесной журнал : Известия ВУЗов России. - 1974. - № 6. - С. 75-78.
17. Санев В.И. О температурном перепаде по длине ленточных пил при распиловке древесины / В.И. Санев, В.Н. Плюснин // Лесной журнал : Известия ВУЗов России. - 1970. - № 2. - С. 59-64.
ПилипьякА.Б., ДзюбаЛ.Ф., РебезнюкИ.Т. Направления повышения работоспособности узких пил ленточнопильных станков
Выполнен анализ работ, в которых исследованы составляющие и факторы, сказывающиеся на работоспособности ленточных пил. Определены направления исследования по повышению работоспособности узких пил ленточнопильных станков.
Ключевые слова: ленточная пила, работоспособность, факторы, прочность полотна пилы, напряжения в пиле.
Pylypyak A. B., Dzyuba L.F., Rebeznyuk I.T. Direction of increasing the availability of narrow saw band saws
An analysis of studies in which the components are investigated and the factors affecting the performance band saw. The directions of research to improve the performance of narrow band saws.
Keywords: band saw, hard work, the factors, the strength of the saw blade, tension in the saw.
УДК 515 Доц. Й.Л. Ацбергер1; доц. 1.1. Шщенко2, канд. фгз.-мат. наук;
доц. 1.О. Шщенко3, канд. ф1з.-мат. наук; доц. В.В. Виходець3, канд. техн. наук; асист 1.Г. Стукалець3
ВИЗНАЧЕННЯ КОНСТРУКТИВНИХ ТА К1НЕМАТИЧНИХ ПАРАМЕТР1В МЕХАН1ЗМУ ГАЗОРОЗПОД1ЛУ ДВИГУН1В ВНУТР1ШНЬОГО ЗГОРАННЯ
Проведено анал™чне дослщження мехашзму газорозподшу двигуна внут-ршнього згорання, визначено конструктивш та кшематичш параметри його ланок, знайдено залежност мiж ланками у процес роботи мехашзму.
Ключовг слова: системи регулювання, анал™чш методи, параметри, просторо-вi ланки, обертальш та сферичш пари, математичш залежносп, кривошип, коромис-ло, координати точок, конструктивш та кшематичш параметри.
Постановка проблеми. В процеш проектування та конструювання машин 1 мехашзм1в поряд з визначенням кшематичних параметр1в розв'язу-ють задач! на отримання конструктивних параметр1в окремих ланок та мехашзму загалом.
Синтез машин 1 мехашзм1в зводиться до визначення структурно! схе-ми, кшькосп ланок та !х геометричних параметр1в, дослщження взаемодп ланок в процеш виконання технолопчних операцш [4-6]. Щд час анал1зу та синтезу просторових мехашзм1в виникають складш задач! кшетостатичного роз-рахунку на визначення сил, корисного опору та тиску в кшематичних парах, як виконують складний рух у певному обмеженому простор^
1 НЛТУ Украши, м. Львiв;
2 НТУ Украши "Кшвський поттехшчний шститут";
3 Львiвський нацюнальний аграрний ушверситет
Для кшетостатичних розрахунюв та визначення конструктивних пара-метрiв ланок просторових механiзмiв широкого застосування набули графiч-нi та графоаналиичш методи, якi унеможливлюють отримання достовiрних результата, пов'язаних з неточнютю графiчних побудов.
Аналiз останнiх дослщжень i публiкацiй. У публiкацiях багатьох ав-торiв задачi синтезу просторових мехашзмiв, а саме визначення конструктивних параметрiв ланок, розв'язують графiчними та графоаналiтичними методами [3, 4]. У небагатьох роботах наведено динамiчнi розрахунки просторових механiзмiв з урахуванням пружностi 1х ланок, а також розв'язок задач регу-лювання швидкостi та зрiвноваження мас механiзмiв.
У деяких роботах розглянуто задачi на визначення кiнематичних пара-метрiв за заданими конструктивними параметрами ланок, а також задач^ в яких за заданою схемою та вщомими конструктивними параметрами ланок визначають положення ланок мехашзму [3-5]. Розв'язок задач здшснюють методами векторно1 алгебри та методом перетворення координат. Застосування аналггичних методiв дослiдження просторових механiзмiв дае змогу оптимiзувати задачi 1х синтезу, забезпечити достатню точнiсть визначення конструктивних i кiнематичних параметрiв i прискорить процес 1х проекту-вання та конструювання.
Постановка завдання. Метою роботи е дослщження кривошипно-ко-ромислового просторового механiзму газорозподшу двигуна внутрiшнього зго-рання, визначення конструктивних i кiнематичних параметрiв ланок, отримання числових залежностей параметрiв ланок у процесi роботи мехашзму [1, 2].
Виклад основного матерiалу. Чотириланковий кривошипно-коро-мисловий просторовий мехашзм (рис. 1) мiстить двi обертальш пари 01 та 02 п'ятого класу та двi сферичнi пари К та М третього класу.
Розглянемо рух чотириланкового мехашзму. Кривошип O1M довжи-ною r здшснюе обертальний рух у площинi YOZ навколо точки Oi, яка мае координати Xq = 0 , Yq = a, Zq = b.
Шатун MK довжиною d приводить у рух коромисло O2K довжиною c. Коромисло здшснюе коливний рух навколо точки O2 у площиш а, яка прохо-
Рис. I, Ктематична схема
нот ириланнового кривошипа о-коромисл ового просторового .иехатзму
дить через вюь OZ i утворюе двогранний кут в з площиною YOZ. Координати точки O2 (центра хитань коромисла) XO2 = l • sin p; YOl = l • cos p; ZO2 = 0 .
Пiд час руху механiзму у довiльний момент часу координата точки M кривошипа:
XM = 0; YM = a + r • cosp; ZM = b + r • sinp, 0 <p< 2n, (1)
а точка K коромисла у цей же час мае координати:
XK = (l -c• siny) • sinP; YK = (l -c • siny)• cosP;
(2)
ZK = c • cosy, y < у < Ц2, де: уь Ц2 - вiдповiдно кути, що вiдповiдають крайньому лiвому i крайньому правому положенням коромисла. Причому у2 = у -y, де у - заданий кут роз-маху коливань коромисла.
Щд час руху мехашзму вiддаль мiж точками M i K е незмшною i до-рiвнюе довжиш шатуна, а тому справджуеться рiвнiсть:
(м - Xk)2 + (YM - Yk)2 + (ZM - ZK )2 = d2 (3)
Щдставимо у рiвнiсть (3) вирази (1) i (2). Пюля розкриття дужок i де-яких спрощень рiвнiсть (3) матиме такий вигляд:
a • r • cos p -1 • c • sin у + a • c • cos p sin у -1 • r • cos p • cos p + +r • c • cos p • sin у • cos p + b • r • sin p - b • c • cosy - r • c • sin p • cos у = Я
де Я = -2 (d 2 -12 - b 2 - a2 - r2 - c2 + 2^ a^l • cos p).
Якщо кривошип обертаеться з кутовою швидкiстю т = d-, то, взявши
похщну за часом вщ спiввiдношення (4), отримаемо формулу для обчислення кутово! швидкост коромисла у довiльний момент часу:
dy sinp((l - c^ siny^ cos p-a) + cosp-(b - c^ cosy) rm (5)
df cosy(l-(a + r^ cosp)cosp)-siny(b + r^ sinp) c
Якщо коромисло досягае одного з крайшх положень (у = ц або
У = у2 = Ц - Y), то кутова швидюсть коромисла дорiвнюе нулю. Прирiвнявши
до нуля чисельник формули (5), отримаемо:
±(c-cosy-b)
smp = ^-2W ---2;
J(c- cosy- b) + ((( - c- siny)-cosp- a)
±((( - c ■ sin y) • cos p - a) cos p = —1-—-----.
J(c- cosy- b ) + ((( - c- siny)-cos p- a)
У формулах (6) знак "+" вибирають при у = ц , i знак "-" при у = у2. Поставивши у рiвнiсть (4) вирази (6), отримаемо систему рiвнянь: Я - r • B (у2)= D (у2); Я + r • B (yi)= D (у);
d = 712 + b2 + r2 + c2 + a2 - 2 • a • l • cos p + 2Я,
(8)
де функцп B (щ) i D (щ) мають вигляд:
B (щ) = tj(c • cos^ - b )2 + ((/ - c • sin^) • cos в - a)2;
D (щ) = c • sin^(a • cose-1)- b • c • cos^.
Надалi вважаемо, що вiдомi положення точок O1 i O2, а також довжина коромисла, тобто вiдомi значення I, a, b, c, р. Щодо шших величин (d, r, у), то двi з них потрiбно задавати, а двi iншi знаходити з системи рiвнянь (7).
Визначаемо довжину кривошипа r та довжину d шатуна, як забезпе-чують нормальну роботу механiзму за заданих щ - кута найбiльшого вщхи-лення коромисла вiд вертикалi влiво, а також у -кута розмаху коливань коромисла (щ2 = щ1 - у ). З перших двох рiвнянь системи (7) знаходимо
r = D (щ)-D Щ). H = D Щ )• B (щ )+ D ЩB Щ) Г B (щ)+ B (щ)' B (щ) + B (Щ2) '
а з останнього рiвняння системи (7) визначаемо довжину d шатуна.
Оскшьки мае бути r>0, то параметри мехашзму потрiбно задати так, щоб виконувалась нерiвнiсть:
(a • cosр -1) • (sin^r1 - sk^2)- b • (cos^i - ) > 0. (9)
Розглянемо конкретний приклад визначення конструктивних парамет-рiв кривошипа i шатуна. Нехай параметри мехашзму мають таю значення: a=80 см, b=40 см, 1=30 см, с=20 см, Р=45°, у=80°. Надаючи щ рiзнi значення, знаходимо вщповщно розмiри кривошипа i шатуна, а саме:
• щ1=60°; r=7,356 см; d=70,327 см;
• щ1=90°; r=8,307 см; d=75,204 см;
• щ1=120°; r=7,112 см; d=80,257 см.
Отриманi числовi залежностi кута повороту коромисла та передатного числа ю1/ю (ю1 - кутова швидюсть коромисла, ю - кутова швидюсть кривошипа) вiд характеристик руху кривошипа при параметрах механiзму а=60 см, b=70 см, 1=80 см, с=60 см, р=45°, щ1=135°, у=60°, r=24,74 см, d=96,29 см. наведено в таблищ.
Табл. Залежностi мж кшематичними параметрами коромисла та кривошипа
Ф, град. щ, град. ю1/ю Ф, град. Щ, град. ю1/ю
0 84,3731 -0,3905 180 112,5465 0,4471
18 78,7383 -0,2375 198 120,4251 0,4219
36 75,7268 -0,1000 216 127,4641 0,3515
54 75,0322 0,0201 234 132,7172 0,2209
72 76,3583 0,1248 252 134,9862 0,0191
90 79,4434 0,2158 270 133,0404 -0,2418
108 84,0489 0,2938 288 126,2930 -0,4991
126 89,9396 0,3584 306 115,7009 -0,6535
144 96,8633 0,4082 324 103,7077 -0,6548
162 104,5242 0,4396 342 92,8060 -0,5440
Пiд час дослщження кривошипно-коромислового просторового мехашзму газорозподiлу двигуна внутрiшнього згорання за заданими конструк-тивними параметрами ланок знайдено залежносп:
1. Залежшсть рад1уса кривошипа г та довжини шатуна ( вщ величини роз-маху у коромисла за параметр1в мехашзму а=60 см, 6=70 см, с=60 см, Р=45°, у1=135°, /=80 см (рис. 2).
2. Залежшсть г \ ( вщ довжини коромисла за а=60 см, 6=70 см, /=80 см, Р=45°, у1=135 у=80° (рис. 3).
3. Залежшсть змши кутово! швидкост ю1/ю (крива 1) та кутового пришвид-шення ек/ю2 (крива 2) кривошипа за а=60 см, 6=70 см, /=80 см, с=60 см,
Р=45°, у1=135°, у=80°, г=33,23 см, (=88,16 см (рис. 4).
Рис. 2. Залежнкть радiуса кривошипа Рис. 3. Залежшсть г i й вид довжини г та довжини шатуна й вид величини коромисла
розмаху укоромисла
О 50 /ОО >50 200 250 ЗОС. 400
град
Рис. 4. Залежшсть змши кутовоТ швидкост1 а1/а (крива 1) та кутового пришвидшення е/а? (крива 2)
Висновки. Отже, у робот проведено аналггичне дослщження чотири-ланкового кривошипно-коромислового мехашзму газорозпод^ двигуна внутршнього згорання, визначено конструктивш та кшематичш параметри його ланок, отримано числовi залежност радiуса кулачка г i довжини шатуна ( вiд величини розмаху у коромисла, а також залежшсть г i ( вщ довжини ко-ромисла.
Л1тература
1. Босой Е.С. Теория конструкций и расчет сельскохозяйственных машин / Е.С. Босой и др. - М. : Изд-во "Машиностроение", 1977. - 568 с.
2. Тракторы и автомобили / под ред. В.А. Скотникова. - М. : Агропромиздат, 1985. -
439 с.
3. Токарев Г.А. К вопросу о синтезе пространственных механизмов методом геометрического преобразования пространства. / Г.А. Токарев // Труды Московского авиационного института. - М. - 1968. - Вып. 1. - С. 125-130.
4. Кореняко О.С. Теор1я мехашзм1в i машин / О.С. Кореняко. - К. : Вид-во "Вища шк.", 1987. - 206 с.
5. Зиновьев В.А. Курс теории механизмов и машин / В.А. Зиновьев. - М. : Изд-во "Наука", 1975. - 384 с.
6. Юницький Я.Т. Теор1я мехашзм1в i машин / Я.Т. Юницький. - К. : Вид-во "Наук. думка", 2002. - 656 с.
Ацбергер И.Л., Нищенко И.И., Нищенко И.О., Выходец В.В., Стука-лец И.Г. Определение конструктивных и кинематических параметров механизма газораспределения двигателей внутреннего сгорания
Проведено аналитическое исследование механизма газораспределения двигателя внутреннего сгорания, определены конструктивные и кинематические параметры его звеньев, найдены зависимости между звеньями в процессе работы механизма.
Ключевые слова: системы регулирования, аналитические методы, параметры, пространственные звенья, вращательные и сферические пары, математические зависимости, кривошип, коромысло, координаты точек, конструктивные и кинематические параметры.
Atsberger Yo.L., NishchenkoI.I., Nishchenko I.O., Vykhodets' V.V., Stu-kalets' I.G. Determination of design and kinematic parameters of the timing mechanism of the internal combustion engines
The paper contains an analytical study of the timing mechanism of the internal combustion engine, identified structural and kinematic parameters of its parts, showing the relationship between links in the process mechanism.
Keywords: control systems, analytical methods, parameters, spatial level, rotational and spherical pairs, mathematical dependence, crank, rocker, the coordinates of points, structural and kinematic parameters.
УДК 534.111 Ст. викл. I.I. Верхола1, канд. техн. наук; асист. М.Б. Сокгл2, канд. техн. наук; викл. O.I. Хитряк; доц. А.П. Сеник2, канд. ф1з.-мат. наук
ВПЛИВ ЗМ1ННО1 ШВИДКОСТ1 РУХУ ГНУЧКИХ ЕЛЕМЕНТ1В ПРИВ1ДНИХ СИСТЕМ НА ЧАСТОТНУ ХАРАКТЕРИСТИКУ
КОЛИВАНЬ
Дослщжено вплив змшно! в чаш швидкосп поздовжнього руху гнучких еле-менпв привщних систем на частотну характеристику коливань. В основу дослщжень покладено методи Бубнова-Гальоркша та WBKJ (Wentzel, Brillown, Kramers, Jeffrey's). Отримано розрахунковi формули для рiзних режимiв перехщних процешв (розгону i гальмування).
Ключовг слова: змшна швидюсть, методи Бубнова-Гальоркша та WBKJ.
1 Академ1я сухопутних вшськ ¡м. гетьмана П. Сагайдачного;
2 НУ "Льв1вська поттехшка"
