Теория и методы исследования и проектирования модификаций приводов дезинтегратора на базе пространственных 4R механизмов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.02, кандидат наук Хабибуллин Фаниль Фаргатович

• Хабибуллин Фаниль Фаргатович
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Хабибуллин Фаниль Фаргатович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ ПРИВОДОВ ДРОБИЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ НА БАЗЕ ПРОСТРАНСТВЕННОГО 4Я МЕХАНИЗМА

1.1. Обзор приводов дробильных устройств

1.2. Обзор исследований пространственного 4R механизма

1.3. Методы синтеза приводов на базе пространственного 4R механизма

1.4. Обзор устройств с применением пространственного 4R механизма

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕОМЕТРИИ МОДИФИКАЦИЙ ПРОСТРАНСТВЕННОГО 4R МЕХАНИЗМА

2.1. Теоретические и практические условия работоспособности пространственного 4R механизма

2.2. Конструктивные особенности нулевых и ненулевых звеньев пространственного 4R механизма

2.3. Условия собираемости кинематической цепи пространственного 4Я механизма

2.4. Определение зависимости конструктивных параметров ненулевого звена от структурных параметров нулевого звена

2.5. Синтез пространственного 4R механизма

ГЛАВА 3. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ СИНТЕЗА ПРОСТРАНСТВЕННОГО 4R МЕХАНИЗМА

3.1. Определение матриц перехода между шарнирами в модификациях пространственного 4Я механизма

3.1.1. Параллелограмм Беннетта

3.1.2. Антипараллелограмм Беннетта

3.2. Определение зависимости вращения ведомого кривошипа от вращения ведущего кривошипа

3.3. Исследование линейной скорости рабочей камеры дезинтегратора

3.4. Подтверждение зависимости ведомого кривошипа от ведущего с

помощью экспериментальной установки и программы Solid Works

ГЛАВА 4. ДИНАМИКА ПРОСТРАНСТВЕННОГО 4R МЕХАНИЗМА

4.1. Определение уравновешивающего момента в пространственном 4R механизме

4.2. Силовой анализ пространственного 4R механизма

4.3. Определение уравновешивающего момента дезинтегратора

ГЛАВА 5. ОПИСАНИЕ НОВЫХ ПРИВОДОВ, ПОСТРОЕННЫХ НА БАЗЕ ПРОСТРАНСТВЕННОГО 4R МЕХАНИЗМА И ЕГО МОДИФИКАЦИЙ

5.1. Дезинтегратор с приводами на базе параллелограмма и антипараллелограмма Беннетта

5.2. Пространственный дифференциальный механизм с четырьмя

кривошипами и одним шатуном

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Теория и методы исследования и проектирования модификаций приводов дезинтегратора на базе пространственных 4R механизмов»

Актуальность темы диссертации

Строительная индустрия, включающая производство строительных материалов и изделий, играет одну из главных ролей как в российской, так и в мировой экономике. При производстве строительных материалов широкое использование материалов тонкого и сверхтонкого помола привело к созданию большого числа измельчителей различных видов.

Проведенный анализ современных технологий и конструкции измельчителей показал необходимость повышения однородности измельченного материала, эффективности процесса измельчения и возможность регулирования режима работы под технологические требования материала.

Следовательно, для развития точности, надежности и функциональности привода необходимо соответствие механизма привода следующим требованиям:

1. Механизм должен обеспечивать передачу повышенной мощности с высокой точностью;

2. Обеспечения возможности синтеза по степени неравномерности вращения ведомого звена (рабочего органа устройства) по положениям звеньев в стартовом положении и по рабочему пространству механизма.

3. В механизме должно быть минимально возможное количество звеньев для обеспечения надежности и безопасности механизма.

Основываясь на выявленных требованиях, ведущих к точности, надежности и безопасности устройств, были определены объект и цель диссертации, исходя из которых сформулированы задачи исследования.

Объектом исследования в данной работе являются новые модификации привода дезинтегратора, разработанные на базе пространственного 4Я механизма.

Целью диссертационной работы является создание научных основ проектирования привода дезинтегратора на базе пространственного 4R механизма и разработка математической модели его кинематики и динамики.

Задачи исследований

1. Провести аналитический обзор существующих исследований совершенствования и создать новые приводы на основе пространственного 4R механизма.

2. Определить геометрические особенности собираемости и работоспособности двух видов пространственного 4R механизма на основе компьютерного моделирования.

3. Определить зависимость конструктивных параметров ненулевого звена и механизма в зависимости от структурных параметров нулевого звена.

4. Составить математическую модель кинематики дезинтегратора и определить благоприятный режим работы дезинтегратора.

5. Составить математическую модель динамики пространственного 4R механизма и определить зависимости параметров, влияющих на производительность и надежность дезинтегратора.

6. Разработать действующие модели и экспериментальную установку с приводами на базе пространственного 4R механизма, провести экспериментальные измерения.

7. Разработать пространственный дифференциальный механизм с четырьмя кривошипами и одним шатуном методом объединения двух видов пространственного 4R механизма.

Положения, выносимые на защиту

1. Метод геометрического анализа двух видов пространственного 4R механизма (параллелограмма и антипараллелограмма Беннетта).

2. Метод определения зависимости конструктивных параметров ненулевого звена и механизма в зависимости от структурных параметров нулевого звена.

3. Математическая модель кинематики дезинтегратора и результаты их исследования.

4. Математическая модель динамики пространственного 4R механизма, определение необходимой мощности дезинтегратора и результаты их исследования.

5. Метод создания пространственного механизма с четырьмя кривошипами и одним шатуном на основе объединения двух видов пространственного 4R механизма.

Достоверность исследований подтверждается:

-изготовлением экспериментальной установки «Дезинтегратор» с приводами на базе параллелограмма и антипараллелограмма Беннетта;

- изготовлением 3 действующих моделей;

- актом испытаний и фотографиями проведенных экспериментов;

- 2 актами внедрений и использованием результатов диссертационной работы в учебном процессе в Вузах Казани.

Апробация результатов

Основные результаты научно-исследовательских работ были представлены и обсуждены на конференциях:

1. XXI Международная молодежная научная конференция «Туполевские чтения (школа молодых ученых)» (2013, Казань, КНИТУ-КАИ им А.Н. Туполева)

2. XI международная научно-техническая конференция «Вибрация-2014», (2014, Курск, Юго-Западный государственный университет);

3. Международная молодежная научная конференция «XXII ТУПОЛЕВСКИЕ ЧТЕНИЯ (школа молодых ученых)» (2015, Казань, КНИТУ-КАИ им А.Н. Туполева).

4. X международная научно-техническая конференция «Автоматизация и энергосбережение Машиностроительного и металлургического производств, технология и надежность машин, приборов и оборудования» (2015, Вологда, Вологод. гос. ун-т).

5. Международная конференция «Vibroengineermg-2016 / Special Topic: Dynamics of Strong Nonlinear Systems » (2016, Москва, ИМАШ РАН).

6. Международная научно-практическая конференция «Поиск эффективных решений в процессе создания и реализации научных разработок в российской авиационной и ракетно-космической промышленности» (2016, Казань, КНИТУ-КАИ им А.Н. Туполева).

7. 6-ая международная научно-практическая конференция «Современное машиностроение: Наука и образование» (2017, Санкт-Петербург, СПбГПУ).

8. Международная молодежная научная конференция "XXIII ТУПОЛЕВСКИЕ ЧТЕНИЯ (школа молодых ученых)" (2017, Казань, КНИТУ-КАИ им А.Н. Туполева).

9. 7-ая международная научно-практическая конференция «Современное машиностроение: Наука и образование» (2018, Санкт-Петербург, СПбГПУ).

За результаты проведенных исследований автор был награжден дипломами победителя Всероссийского форума молодых ученых (г. Екатеринбург, 2017), VIII Национально научно-технической конференции (Союз Машиностроителей России), VII Международного молодежного промышленного форума «Инженеры будущего - 2018» (г. Ульяновск, 2018), стал призером молодежного форума Приволжского федерального округа «аВолга 2018» (Самарская область, 2018) и Западно-Уральского конкурса-акселератора «Большая разведка 2018».

Исследования проводились при поддержке грантов Инвестиционно-венчурного фонда Республики Татарстан «Молодежный инновационный проект» (договор 17-14р/01 от 02.09.2014), «СТАРТ-1» (догово𠹫13/42/2018 от 12.03.2018) и Фонда содействия инноваций «УМНИК» (договор №1613ГУ1/2014 от 05.03.2014) и «СТАРТ-1» (С1-53279 от 02.09.2018).

Публикации

По результатам научно-исследовательских работ опубликовано 23 работы, в том числе 3 статьи в журналах, входящих в перечень, рецензируемых журналов ВАК, 3 статьи в журналах, входящих в базу SCOPUS, 2 патента на изобретение.

Объем и структура диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 144 наименований. Объем диссертации составляет 139 страниц, включая 64 рисунков, 4 таблицы и приложения на 1 5 страницах.

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ ПРИВОДОВ ДРОБИЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ НА БАЗЕ ПРОСТРАНСТВЕННОГО 4R МЕХАНИЗМА

1.1. Обзор приводов дробильных устройств

Развитие технологических требований к измельченным материалам в измельчительных и дробильных установках способствуют активной разработке и внедрению современных оборудований. Как обычно, конструкции современных измельчительных и дробильных устройств можно разделить на две составляющие:

- рабочие органы (бункер, рабочая камера, ротор и т.п.);

- механический привод (электродвигатель, ведущие, промежуточные и ведомые детали).

По типу рабочих органов существуют шесть основных типов измельчительных и дробильных устройств: щековая, конусная крупного дробления, конусная среднего и мелкого дробления, валковая, валковая зубчатая, молотковая, роторная.

В конструкциях измельчительных и дробильных устройств в качестве привода используются зубчатая передача и передача с гибкими элементами. В большинстве случаев зубчатые передачи применяются с параллельными осями (рис. 1.1. а), с пересекающимися осями (рис. 1.1. б) и только в редких случаях с перекрестными осями.

а) б)

Рисунок 1.1. Фотографии дробильных устройств с зубчатой передачей с а) параллельными; б) пересекающимися осями

В конструкциях измельчителей приводы на основе зубчатых передач дают следующие преимущества: компактность, возможность передавать большие мощности (до 1000 квт), наибольшие скорости вращения (до 30 м/с) и постоянство передаточного отношения.

Передача с гибкими элементами используется для передачи движения между сравнительно далеко расположенными друг от друга валами, в которых усилие от ведущего звена к ведомому передается с помощью гибких элементов. В конструкциях измельчительных устройств в качестве гибких звеньев применяются ремни (рис. 1.2. а) и цепи (рис. 1.2. б) различных конструкций. Передачи с гибкими звеньями обеспечивают постоянное и переменное передаточное отношения со ступенчатым или плавным изменением его величины.

Приводы на основе передачи с гибкими элементами в конструкциях измельчительных устройств дают следующие преимущества: возможность передачи движения на значительные расстояния, плавность и бесшумность работы, защита механизмов от колебаний нагрузки вследствие упругости ремня, защита механизмов от перегрузки за счет возможного проскальзывания ремня и простота конструкции, эксплуатации.

а) б)

Рисунок 1.2. Фотографии дробильных устройств с а) ременной; б) цепной передачей

Анализ конструкций измельчителей с применением зубчатой передачи показал существование следующих недостатков: сложность передачи движения на

значительные расстояния, жесткость передачи, шум во время работы, необходимость в смазывании. Аналогичный анализ для передач с гибкими элементами показал следующие недостатки: повышенные габариты (при равных условиях диаметры шкивов в 5 раз больше диаметров зубчатых колес); непостоянство передаточного отношения вследствие проскальзывания ремня; повышенная нагрузка на валы и их опоры, связанное с большим предварительным натяжением ремня (в 2-3 раза больше, чем у зубчатых передач); низкая долговечность ремней (1000-5000 часов).

Таким образом, резюмируя обзор используемых приводов в конструкциях измельчительных устройств можно сделать несколько выводов:

- сложность передачи движения на значительные расстояния при постоянном передаточном отношении;

- сложность передачи движения между скрещивающимися валами;

- отсутствие возможности программирования закона передачи движения в геометрию привода.

Однако как показывает обзор исследований отечественных ученых: П.Г. Мудрова [52], А.Г. Мудрова [48, 49], А.П. Мудрова [50, 51], А.А Хростицкого [65], Ш.Р. Галиуллина [12], Б.К. Хуснутдинова [66], М.Г. Яруллина [72], И.М. Киямова [36], В.А. Глазунова [14-22], А.Н. Евграфова [30-32], и зарубежных С.В. Хейла [64], К. Вольхарта [139-142], Т.Л. Ян и А.Х. Лю [143], Ж.С. Карвалью и Т.Р. Сильвестр [94, 95], Х. Чайн и К. Ли [96], Х. Фен и Р. Кан [101], Р. Хант [107], С.Х. Лю и Ю.А. Яо [114] в качестве привода устройств можно использовать пространственные пЯ механизмы.

1.2. Обзор исследований пространственного 4R механизма

Общей формой пространственного механизма с цилиндрическими шарнирами является семизвенный механизм. Как известно, такой семизвенный механизм может обладать как любым расположением осей шарниров друг относительно друга, так и любым соотношением звеньев, которое доказал

Т. Риттерсхаус в статье «К сегодняшней школе кинематики» в 1875 году. В своей статье Т. Риттерсхаус представил переход к частным случаям пространственных механизмов с цилиндрическими шарнирами, в результате которого получил шестизвенный механизм с одной степенью свободы лишь при соблюдении некоторых частных условий.

В 1903 году английский математик Г.Т. Беннетт опубликовал статью «A new mechanism» [88], где в одном частном случае установил возможность существования четырехзвенного пространственного механизма с цилиндрическими шарнирами (пространственный 4R механизм), оси которых не параллельны [47] и не сходятся в одной точке (рис. 1.3. а). Однако Г.Т. Беннетт отметил, что механизм может быть одноподвижным и работоспособным только при соблюдении согласованностей размеров звеньев цепи. В 1914 году Г.Т. Беннетт публикует статью [89], где показывает возможность существования второго вида пространственного четырехзвенного механизма (рис. 1.3. б).

Рисунок 1.3. Пространственный четырехзвенный механизм: а) параллелограмм; б) антипараллелограмм

В 1923 году профессор А. П. Малышев опубликовал статью [45] «Анализ и синтез механизмов с точки зрения структуры» в журнале «Известия», где он

параллельно исследовал два типа: механизм, все оси которого параллельны между собой; механизм, оси которого пересекаются в одной точке. По итогам статьи можно сказать, что, если произвести подсчет условий связи для этих двух механизмов по системе профессора Малышева, то в этих механизмах в силу некоторых частных условий, эти лишние связи обращаются в тождество, так как иначе эти механизмы не могли бы обладать подвижностью.

В 1925 году инженер-механик А.В. Верховский опубликовал статью [8] «Четырехзвенный пространственный механизм с цилиндрическими шарнирами, оси которых не параллельны и не пересекаются в одной точке, и его исследование» (рис. 1.4.) в журнале «Известия» Томского Технологического Института.

/

Рисунок 1.4. Схема четырехзвенного пространственного механизма с цилиндрическими шарнирами из статьи А.В. Верховского

В статье А.В. Верховский, основываясь на труды Т. Риттерсхауса и А. П. Малышева, привел результаты исследования по рассмотрению вопроса: является ли механизм, все оси которого параллельны между собой и четырехзвенный механизм, оси которого пересекаются в одной точке, единственными возможными или могут ли существовать еще другие четырехзвенные пространственные механизмы с цилиндрическими шарнирами.

После исследований А.В. Верховский получил шесть уравнений, связывающих восемь элементов механизма [9]. Анализ данных механизмов показывает, что в общем случае возможно задаться произвольно только двумя элементами.

А.В. Верховский делает выводы, что в изучаемом механизме точно так же, как и в шарнире Гука, будет отсутствовать равномерность передачи. При равномерном вращении ведущего звена ведомое звено будет вращаться неравномерно. А.В. Верховский отмечает, что механизм будет иметь два вида, первый - параллелограмм (рис. 1.4. а), второй - антипараллелограмм (рис. 1.4. б), вид обусловливается выбором знаков в шести приведенных уравнениях.

В 1931 г. французский учёный Ф. Миар [121-123] исследовал и вывел аналитическую зависимость между углами и показал возможность получения пространственного шарнирного пятизвенника из двух механизмов Беннетта частного вида. Немецкий учёный Х. Эггер в 1936 г. публикует статью [99], где дополняет работы Ф. Миара. В 1937 г. академик Н.Г. Бруевич [6] выводит удобные формулы для исследования кинематики механизма. В 1939 году С.С. Бюшгенс опубликовал статью «Механизм Беннетта-Верховского» [7], где он с помощью векторного метода показал условие, характеризующее движение механизма и всех зависимостей между его основными элементами (рис. 1.5.).

/

/

Рисунок 1.5. Схема механизма Беннетта, приведенная С.С. Бюшгенсеном

В этой же статье С.С. Бюшгенс доказывает, что пространственный четырехзвенный механизм, в котором концы кратчайших расстояний смеженных звеньев не совпадают (кратчайшее расстояние звена - это отрезок наименьшей длины между скрещивающимися осями шарниров звена), не может быть работоспособным.

Таким образом, проведенный обзор исследований пространственных 4Я механизмов позволяет сделать следующие выводы:

Во-первых, в начале развития исследований пространственных 4Я механизмов сыграли важнейшую роль труды английского математика Беннетта. Необходимо отметить, что Г.Т. Беннетт теоретически обосновал возможность существования параллелограмма и антипараллелограмма пространственного 4Я механизма.

Во-вторых, до 1957 г. велись только теоретические работы, в которых доказывалась подвижность пространственного 4Я механизма. В результате которых были получены следующие четыре условия подвижности пространственного 4Я механизма:

1) кратчайшие расстояния между осями шарниров противоположных звеньев одинаковы:

1Х = /3, /2 = /4; (1.1)

2) установочные углы противоположных звеньев равны между собой:

а1=аъ ,а2=а4; (12)

3) концы кратчайших соседних звеньев совпадают;

4) кратчайшие расстояния звена пропорциональны синусам соответствующих установочных углов звена:

^ / бш^ = /2 / эта2. (1.3)

В-третьих, доказательство существования пространственного 4Я механизма открыло «новые горизонты» в исследованиях пространственных механизмов, т.к.

появилась возможность синтеза пространственных 5R и 6R механизмов. В результате исследований было выявлено три метода образования пространственных 5R и 6R механизмов:

- объединением двух и более пространственных 4R механизмов;

- объединением плоского и пространственного 4R механизма;

- объединением сферического механизма и пространственного 4R механизма.

1.3. Методы синтеза приводов на базе пространственного 4R механизма

Как было рассмотрено ранее, модификации пространственного 4R механизма используется только в конструкциях новых устройств, иначе говоря, в большинстве случаев проектируют новые устройства под конструктивные параметры существующих модификаций пространственного 4R механизма. Необходимо отметить, что данный подход обходится экономически дороже, из-за чего уменьшает возможность использования пространственных 4R механизмов на практике. В связи с этим были исследованы основные методы синтеза пространственного 4R механизма [34-35].

Синтез по положениям ведущего и ведомого звеньев

Рассмотрим метод синтеза пространственного 4R механизма по положениям ведущего и ведомого звеньев, который необходим при проектировании конструкций в ограниченном рабочем пространстве. Например, пусть задано звено (станина) с кратчайшим расстоянием (/4) и углом скрещивания осей шарниров (а4) , а также известны положения ведущего и ведомого кривошипов (у), при этом необходимо найти параметры кривошипа (а, /\) учитывая, что 1Х / /2 = sin а / sin а при 1Х = /3,а=а, h = /*а2 = а ■ П.Г. Мудров в работе [52] выводит уравнение с помощью уравнения взвешенной разности [5]:

Ад — (Хв -Хс)2 + (Ув -¥с)2 + (Zв -Zc)2 -/22 = 0, (1.4)

в котором с учетом направляющих косинусов:

Хв — Ав уА • КХА —-/^шр; Х АО

Хв - = лв • А КуА — /1 собр; 1 АО (1.5)

Z в — лв • КХлв — 0-К 0; Z АО

Хс у О у О — Хло • КХА° + Хос • кхв<с - л АО л АО ~-/х СОБа Б1пу;

Хс - - х • 1 АО ОО , К Х? + х • К хвс —/ КХА ^ 1 Ос Ку° / 2 1 АО 1 АО + ^ собу; (1.6)

Zc — Z Z АО ОО • К? + Z ос • К\вс- Z АО Z АО ~/х Бта2 бш у.

получает уравнение для определения установочного угла соответствующего звена:

(собр + собу)• Бта7

ах — агсБт-1---—-2-, (1.7)

1 - бш рсоБа2 бш у - соб рсоб у

где с учетом условий подвижности пространственного 4R механизма (уравнения 1.1 - 1.3) определяются остальные параметры механизма (/х, /2, /3, /4 и а3, а4).

Синтез по степени неравномерности вращения ведомого кривошипа

Рассмотрим метод синтеза пространственного 4R механизма по степени неравномерности вращения ведомого кривошипа, который необходим при проектировании механизмов для передачи крутящего момента к рабочему органу. Пусть с помощью пространственного 4R механизма требуется передать вращение с заданной степенью неравномерности (8) с вала электродвигателя к рабочему органу, геометрические оси которых пересекаются под углом (а2) и отстоят друг от друга на расстоянии (/2), где необходимо найти параметры ах и /х, учитывая,

что ^ = 13,ах=а3 и /2 = /4,а2=а4 [78-79]. П.Г. Мудров в работе [52] выводит уравнение методом преобразования уравнения по определению степени неравномерности (8) вращения ведомого кривошипа по сравнению с ведущим кривошипом. В результате получает следующее уравнение:

8 ео8а ± 2 • 81П а0у/4 + 8

ео8а1 =-^--г—2-, (18)

8 + 4з1п а

2

где 8 определяется как разница между значениями наибольшей и наименьшей угловой скорости, разделенной на среднее значение наибольшей и наименьшей угловой скорости:

сс — сс

^ т ^ п

8 _ _ шах_ пш1__(1 9)

(С +С )/2

Синтез по заданному закону движения звена

Рассмотрим метод синтеза пространственного 4R механизма по заданному закону движения звена, который необходим при использовании шатуна в качестве носителя емкости, копирования траектории некоторых движений. П.Г. Мудров в работе [52] выводит уравнение методом использования уравнений относительного к сферическим механизмам:

11/

Р 81п~(а1 — а2)

_ 1-' (110)

^У вш^а +а2)

• * а _ е, (1.11)

'га • _ е. (1.12)

Таким образом, формулы (1.10), (1.11) и (1.12) позволяют найти параметры пространственного 4R механизма, заменяющего эллиптические колеса с заданным эксцентриситетом е.

Таким образом, проведенный обзор методов синтеза пространственных 4Я механизмов позволяет сделать несколько выводов:

Во-первых, метод синтеза по положениям ведущего и ведомого звеньев ориентирован на проектирование модификаций пространственных 4Я механизмов в целях использования шатуна в качестве носителя, например, емкости в пространственных смесителях, кабины в тренажерах.

Во-вторых, при синтезе модификаций пространственных 4Я механизмов по степени неравномерности вращения ведомого кривошипа необходимо учитывать, что степень неравномерности перекрёстного механизма (антипараллелограмма) будет сравнительно больше по сравнению с показателями степени неравномерности прямого механизма (параллелограмма).

В-третьих, существующие методы синтеза пространственного 4Я механизма не дают полную информацию о параметрах геометрического тела звеньев проектируемого механизма, в связи с этим данные методы мало используются при разработке конструкций устройств.

1.4. Обзор устройств с применением пространственного 4Я механизма

Работу над изготовлением работоспособных моделей механизма в 1957 г. начинает профессор Казанского сельскохозяйственного института Б.В. Шитиков, после изучения статьи Г.Т. Беннетта, опубликованной в 1903 г. [46]. В результате исследований Б.В. Шитиковым была разработана оригинальная технология изготовления моделей пространственных шарнирных механизмов, основываясь на которую им впервые была изготовлена работоспособная модель механизма Беннетта (рис. 1.6.).

Основные результаты научно-исследовательских работ он излагает в отчётах [70, 71]. В 1963 году исследованием модификаций механизма Беннетта и других

пространственных шарнирных механизмов продолжает ученик Б.В. Шитикова д. т. н., проф. П.Г. Мудров.

Рисунок 1.6. Модель механизма Беннетта, изготовленная Б.В. Шишковым

На основе пространственных плоских шарнирно-рычажных механизмов он создаёт серию пятизвенных, шестизвенных, семизвенных, многозвенных и дифференциальных пространственных механизмов с одними вращательными шарнирами [52-54]. В это время на базе кафедры теории механизмов и машин Казанского государственного аграрного университета формируется Казанская школа механиков, где активно занимаются исследованием механизмов, созданием на их базе различных устройств, а также внедрением результатов исследований в производство.

Первое внедрение в производство механизма Беннетта совершил А.Г. Мудров в 1974 г., механизм использовался в качестве привода режущего аппарата применительно к толстостебельным культурам [48]. В данном устройстве был использован закон движения ведомого кривошипа для уменьшения момента, действующего на станину и отрицательно влияющего на работу режущего аппарата. В дальнейшем начали использовать в качестве приводов различных устройств, таких как пространственные смесители, галтователи и другой техники

Впервые полноценные исследования кинематики, динамики механизма и производственные испытания смесителя в 1976 г. провел А.П. Жарковский [33]. В 1978 году Р.Ш. Марданов применяет механизм Беннетта в приводе барабанного протравливателя зерна и изготавливает действующую модель установки и проводит испытания в лабораторных условиях [13].

А. П. Мудров исследует способ интенсификации работы барабанных смесителей [50], заключающийся в придании барабану сложного пространственного винтового движения и разрабатывает конструкцию пространственного смесителя, создает теоретические основы создания пространственного смесителя, включающие в себя определение кинематических и динамических характеристик, а также разрабатывает барабанный смеситель с оптимальными структурными и конструктивными параметрами (рис. 1.7.).

Рисунок 1.7. Барабанный смеситель, разработанный А. П. Мудровым

Основываясь на результатах исследований в 1988 году А. П. Мудров защищает кандидатскую диссертацию на тему «Теоретические основы анализа и проектирования пространственного винтового смесителя» [52]. В 1988 году И. М. Киямов защищает кандидатскую диссертацию на тему «Разработка и обоснование параметров пространственного планетарного смесителя кормовых компонентов» [36, 47]. В 1989 году М. Г. Яруллин защищает кандидатскую диссертацию на тему

«Обоснование параметров и режимов работы погружной моечной машины с пространственным движением платформы» [72]. Проводит исследования по разработке математической модели механического воздействия моющего раствора на загрязненные поверхности объекта, очистки при его сложном пространственном движении с учетом гидродинамических сил и моментов инерционного типа присоединенной массы жидкости. В результате исследований разрабатывает моечную машину для трехмерной гидродинамической очистки (рис. 1.8.).

Рисунок 1.8. Моечная машина для трехмерной гидродинамической очистки,

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Хабибуллин Фаниль Фаргатович, 2019 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Артоболевский И. И., Левитский Н. И., Черкудинов С. А. Синтез плоских механизмов. - М.: Физматгиз, 1959. - 184 с.

2. Ассур Л. В. Две теоремы механики твердого тела в применении к изучению движения плоских механизмов / Бюллетень политехнического общества, состоявшего при Императорском техническом училище, 1907. - № 6. - С. 301-306.

3. Ассур Л. В. Исследование плоских стержневых механизмов с низшими парами с точки зрения их структуры и классификации. - М.: Изд-во АН СССР, 1952. - 600 с.

4. Бармин Ю.И. К вопросу о механизме Беннета-Верховского. - Тр. ин-т инж. ж.-д. трансп., 1961. - Вып. 12. - С. 46-55.

5. Бруевич Н. Г. Кинетостатика пространственных механизмов / Тр. Т Военно-возд. акад. им. Н.Е. Жуковского, 1937. - Вып. 22. - С. 3-85.

6. Бруевич Н.Г. Кинетостатика пространственных механизмов / Тр. Военно-возд. акад. им. Н.Е. Жуковского, 1937. - Вып. 22. - С. 3-85.

7. Бюшгенс С.С. Механизм Беннетта - Верховского /Прикладная математика и механика, 1939.- Т.11.- №4. - С. 513 - 518.

8. Верховский А. В. Четырехзвенный пространственный механизм с цилиндрическими шарнирами, оси которых не параллельны и не пересекаются в одной точке и его исследования / Известия Томского технологического института, 1925. - Т. 46. - Вып. 2. - С. 24-30.

9. Верховский А. В. Шестизвенные пространственные шарнирные механизмы / Известия Томского технологического института, 1947. - Т. 61. - Вып. 1. - С. 47-52.

10. Воробьев Е. И., Диментберг Ф. М. Теория пространственных шарнирных механизмов. - М.: Наука, 1991. - 262 с.

11. Галиуллин И.А., Мигназов М.Р. Программа структурного синтеза пространственных механизмов / Проблемы механики современных машин:

материалы У-й Международной конференции. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГУТУ, 2012. - Т. 1 - С. 93-96.

12. Галиуллин Ш. Р. Разработка ресурсо-энергосберегающих технологий и технических средств для промышленной подработки семян сахарной свеклы: дис. ... д-ра техн. наук: 05.20.01. - Казань, 2004. - 414 с.117

13. Галиуллин Ш.Р., Марданов Р. Ш. О структуре и кинематике пространственного пятизвенного механизма с вращательными парами / Теория механизмов и машин, 2011. - Т. 9. - № 2. - С. 30-37.

14. Глазунов В. А. Об особом положении пространственного пятизвенника, образованного из двух механизмов Беннетта / Машиноведение, 1984. - № 5. - С. 75-82.

15. Глазунов В. А. Структура пространственных механизмов. Группы винтов и структурные группы / Инженерный журнал. Справочник, 2010. - № 3. -С. 1-24.

16. Глазунов В.А. Методологические проблемы теоретической робототехники: дис. ... д-ра фил. наук: 09.00.08. - Москва, 2003. - 425 с.

17. Глазунов В.А. Моделирование кристаллических структур с помощью механизмов с избыточными связями. / ИМАШ РАН, 6 краткий отчет об основных результатах научно-исследовательских работ за 2003-2004 гг. Приложение к журналу «Качество: теория и практика», изд. РДК-ПРЕСС, 2005, с. 66-70.

18. Глазунов В.А. Об особом положении пространственного пятизвенника, образованного из двух механизмов Беннетта / Машиноведение, 1984. - № 5. - С. 75-82.

19. Глазунов В.А. Пространственные механизмы параллельной структуры / В.А. Глазунов, А.Ш. Колискор, А.Ф. Крайнев - М.: Наука, 1991. - 95 с.

20. Глазунов В.А. Структура пространственных механизмов. Группы винтов и структурные группы / Инженерный журнал. Справочник, 2010.- № 3.- С. 1-24

21. Дворников Л. Т. В доказательство состоятельности опыта структурного синтеза механизмов / Теория механизмов и машин, 2006. - № 1. - Т. 4. - С. 44-48.

22. Дворников Л. Т. К вопросу о классификации механизмов / Известия Томского политехнического университета, 2009. - № 2. - Т. 314. - С. 31-34.

23. Дворников Л. Т. Начала теории структуры механизмов / Учебное пособие. Новокузнецк, СибГТМА, 1994. - 102 с.

24. Дворников Л. Т. Нетрадиционные рассуждения о существовании механизма Беннетта / Теория механизмов и машин, 2009. - №2 1. - Т. 7. - С. 5-10.118

25. Дворников Л. Т. Опыт структурного синтеза механизмов / Теория механизмов и машин, 2004. - № 2. - С. 3-17.

26. Демидович Б.П., Марон И.А. Основы вычислительной математики: Уч. пособие. - 3-е изд., испр. - М.: Наука. Гл. ред. Физ.- мат. Лит-ры, 1966. - 664с.

27. Диментберг Ф. М. Об особенных положениях пространственных механизмов. Машиноведение, 1977. - № 5. - С. 53-58.

28. Диментберг Ф. М. Теория пространственных шарнирных механизмов. - М.: Наука, 1982. - 336 с.

29. Диментберг Ф. М., Саркисян Ю. Л., Усков М. К. Пространственные механизмы: (Обзор современных исследований). М.: Наука, 1983. - 93 с.

30. Евграфов А. Н., Петров Г. Н. Геометрия и кинематика механизма турбулентного смесителя / Современное машиностроение. Наука и образование: материалы 3-й Международной научно-практической конференции. / под ред. М.М. Радкевича и А.Н. Евграфова. - СПб.: Изд-во Политехн. Ун-та, 2013. - № 3. -С. 701-708.

31. Евграфов А. Н., Петров Г. Н. Расчет геометрических и кинематических параметров пространственного рычажного механизма с избыточной связью / Проблемы машиностроения и надежности машин, 2013. - № 3. - С. 3-8. 119

32. Евграфов А. Н., Хростицкий А. А. Терёшин В. А. Особенности задачи исследования геометрии механизма с избыточными связями / Научно- технические ведомости СПбГПУ, 2011. - № 135. - С. 122-126.

33. Жарковский А.П. Исследование базового пятизвенного механизма пространственного смесителя комбикормов и минеральных удобрений: Автореферат дисс. канд. техн. наук: 05.20.01. - Казань, КСХИ,1976. - 21 с.

34. Зиновьев В. А. Курс теории механизмов и машин. - М.: Наука, 1972. -384 с.

35. Кетов Х. Ф., Колчин, Н. И. Теория механизмов и машин. Структура, классификация, кинематика и динамика механизмов. Л.-М.: Машгиз, 1939. - 608 с.

36. Киямов И. М. Разработка и обоснование параметров пространственного планетарного смесителя кормовых компонентов: дис. ... канд. техн. наук: 05.02.18. - Казань, 1998. - 222 с.

37. Коловский М. З. О некоторых направлениях модернизации курса ТММ / Теория механизмов и машин, 2003. - № 1. - С. 3-29.

38. Коловский М. З. Об одном критерии качества многоподвижных рычажных механизмов / Проблемы машиностроения и надежности машин, 1997. -№ 2. - С. 92-95.

39. Колчин Н. И. Механика машин. Ч.1: Графическая кинематика механизмов машин. М.-Л.: Машгиз, 1948. - 232 с.

40. Колчин Н. И. Механика машин. Ч.2: Кинетостатика и динамика машин. М.-Л.: Машгиз, 1948. - 170 с.

41. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров: Перевод с англ. Под общ. Ред. И.Г. Араманоича.- М.: Наука. Гл. ред. Физ.-мат. Лит-ры, 1970. - 720 с.

42. Крайнев А. Ф. Словарь-справочник по механизмам. - М. Машиностроение, 1987. - 560 с.

43. Крайнев А. Ф. Функциональная классификация механизмов / Проблемы машиностроения и надежности машин, 1993. - № 5. - С. 10-20.

44. Лебедев П. А. Кинематика пространственных механизмов. - М.: Машиностроение, 1987. - 280 с.

45. Левитский Н. И. Теория механизмов и машин: учеб. пособие для. -2-е изд., перераб. и доп. - М.: Наука, 1990. - 592 с.

46. Малышев А. П. Анализ и синтез механизмов с точки зрения их структуры / Изв. Томского технолог. ин-та, 1923. - № 4. - С. 30-39. 120

47. Мингазов М. Р. Синтез и кинематический анализ двухподвижного пространственного 5R механизма: Дисс. канд. техн. наук: 05.02.18 / М. Р. Мингазов.

- Санкт-Петербург: ФГАОУ ВО "СПбПУ", 2015. - 136 с.

48. Мудров А.Г. Динамика скоростного режущего аппарата применительно к толстостебельным культурам: Дисс. канд. техн. наук: 05.20.01 / А.Г. Мудров. - Казань: КСХИ, 1974. - 191 с.

49. Мудров А. Г. Разработка пространственных перемешивающих устройств нового поколения, применяемых в сельском хозяйстве и промышленности: дис. ... д-ра техн. наук: 05.20.01. - Казань, 1999. - 493 с. 121

50. Мудров А. П. Использование пространственных пяти- и шестизвенного дифференциальных механизмов в смесительной технике / 100 лет механизму Беннетта. Материалы международной конференции по теории механизмов и машин. - Казань: РИЦ «Школа», 2004. - С. 117-124.

51. Мудров А.П. Теоретические основы анализа и проектирования пространственного винтового смесителя: Автореферат дисс. канд. техн. наук: 05.02.18 / А.П. Мудров. - Казань: КХТИ, 1989. - 18 с.

52. Мудров П. Г. Пространственные механизмы с вращательными парами.

- Казань: Казанский сельскохозяйственный институт им. М. Горького, 1976. - 265 с.

53. Мудров П.Г. Исследование структуры и кинематики пространственных шарнирных механизмов: Автореферат дисс. канд. техн. наук: 05.02.18, 1965. - 19 с.

54. Мудров П.Г. Исследование пространственных шарнирных механизмов с особой структурой и их внедрение в машиностроении: Автореферат дисс. докт. техн. наук: 05.02.18 / П.Г. Мудров. - М.: ИМАШ, 1979. - 44 с.

55. Минуллин С.М. Графо-аналитическое исследование пространственных четырехзвенных двухкривошипных механизмов с вращательными парами: Автореферат дисс. канд. техн. наук: 05.02.18, 1970. -21 с.

56. Решетов Л. Н. Модели механизмов. Рукописный альбом. МВТУ им. Н.Э. Баумана, кафедра ТММ. - М.: Машиностроение, 1974. - 115 с.

57. Решетов Л. Н. Самоустанавливающиеся механизмы. Справочник. - М.: Машиностроение, 1979. -334 с.

58. Сиденко П.М., Химическая промышленность, технологии.-Издательство: Химия Год, 1977- 368 с.

59. Сомов П. О. О некоторых приложениях кинематики изменяемых тел к шарнирным механизмам / Изв. Варш. Политехн. Инст, 1900.

60. Тавхелидзе Д.С. К вопросу синтеза и кинематики пространственных четырехзвенных механизмов/С.Д. Тавхелидзе. -Тбилиси: «Цодна», 1960.

61. Фролов К. В., Попов С. А., Мусатов А. К., Лукичев Д. М. и др. Теория механизмов и машин: Учеб. для втузов / Под ред. К.В. Фролова. - М.: Высш. шк., 1987. - 496 с.

62. Хабибуллин Ф.Ф. Выбор и обоснование подвижных систем координат для анализа параллелограмма Беннетта / В сборнике: XXIII Туполевские чтения (школа молодых ученых) Международная молодёжная научная конференция: Материалы конференции. 2017. - Т. 3. - С. 263-268.

63. Хабибуллин Ф.Ф., Мудров А.П., Яруллин М.Г. Исследование методов синтеза модификаций механизма Беннетта / Теория механизмов и машин. 2018. -Т. 16. - № 2 (38). - С. 56-65.

64. Хейло С. В. Разработка научных основ создания манипуляционных механизмов параллельной структуры для робототехнических систем 122 предприятий текстильной и легкой промышленности: дис. ... д-ра техн. наук: 05.02.13. - Москва, 2014. - 292 с.

65. Хростицкий А.А. Кинематический и силовой анализ рычажного механизма смесителя с избыточной связью. Дис. Санкт-Петербург, СПГПУ, 2012. - 146 с.

66. Хуснутдинов Б. К. Кинематика, динамика и кинетика смесителя с базовым пространственным шарнирным семизвенником: дис. ... канд. техн. наук: 05.02.18. - Казань, 1994. - 153 с.

67. Чебышев П. Л. О параллелограммах. Полное собрание сочинений / Теория механизмов, Издательство АН СССР, Москва-Ленинград, 1948. - Т. 4. - С. 16-36.

68. Чебышев П. Л. Теория механизмов, известных под названием параллелограммов / УМН, 1946. - Т. 1. - Вып. 2. - С. 12-37.

69. Чебышев П. Л. Теория механизмов, известных под названием параллелограммов / П. Л. Чебышев. - М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1949. - 80 с.

70. Шитиков Б.В. Исследование пространственных шарнирных механизмов, Рукопись. Отчет о НИР. -Казань: КХТИ, 1957. - 28 с.

71. Шитиков Б.В. Исследование пространственных шарнирных механизмов, Рукопись. Отчет о НИР. -Казань: КХТИ, 1958. - 30 с.

72. Яруллин М. Г. Интенсификация очистки изделий в погружных моечных машинах на базе пространственных механизмов: дис. ... д-ра техн. наук: 05.20.03. - Казань, 2002. - 487 с.

73. Яруллин М.Г., Мингазов М.Р., Галиуллин И.А. Разработка двухподвижных управляемых механизмов с вращательными парами для мехатронных устройств, Рукопись. Отчет о НИОКТР 115020430030. - Казань: КНИТУ-КАИ, 2017. - 76 с.

74. Яруллин М.Г. Обоснование параметров и режимов работы погружной моечной машины с пространственным движением платформы: Диссертация канд. техн. наук: 05.20.03 / М.Г. Яруллин. - Ульяновск: УСХИ, 1989. - 141 с.

75. Яруллин М.Г., Хабибуллин Ф.Ф. Геометрия кинематической цепи и звеньев механизма Беннетта / Современное машиностроение. Наука и образование. 2017. № 6. С. 262-274.

76. Яруллин М.Г., Хабибуллин Ф.Ф. Кинематика ведомого кривошипа параллелограмма Беннетта / Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. 2017. - Т. 73. - № 3. - С. 105-111.

77. Яруллин М.Г., Хабибуллин Ф.Ф. Кинематика двухподвижного дезинтегратора с приводом на базе пространственных 4к-механизмов / Вестник

Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. 2015. - Т. 71. - № 1. - С. 108-111.

78. Яруллин М.Г., Хабибуллин Ф.Ф. Конструктивные особенности ненулевых звеньев механизма Беннетта / Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. 2018. - Т. 74. - № 1. - С. 113-118.

79. Яруллин М.Г., Хабибуллин Ф.Ф., Мудров А.П. К вопросу о синтезе модификаций механизма Беннетта / Современное машиностроение. Наука и образование. 2018. - № 7. - С. 230-244.

80. Хабибуллин Ф.Ф., Хабибуллин И.Р. исследование линейной скорости рабочего органа дезинтегратора / WORLD SCIENCE: PROBLEMS AND INNOVATIONS. 2017. - Ч.1. - С.46-49.

81. Alizade, R.I., Kiper, G., Dede, M.i.C., Uzunoglu, E. Derivation of input/output relationships for the bennett 6R linkages based on the method of decomposition Mechanisms and Machine Science, 2014. -V. 17. - P. 225-231.

82. Altmann P. G. Link Mechanisms in Modern Kinematics / Proc. Inst. Mech. Eng, 1954. - V. 168. - P. 889-896.

83. Baker J. E. A comparative survey of the Bennett-based, 6-revolute kinematic loops / Mechanism and Machine Theory, 1993. - V. 28. - P. 83-96.

84. Baker J. E. A curious new family of overconstrained six-bars / Journal of Mechanical Design, 2005. - T. 127. - N. 4. - P. 602-606.

85. Baker J. E. On 5-Revolute Linkages with Parallel Adjacent Joint Access / Mechanisms and Machine Theory, 1984. - V. 19. - N. 6. - P. 467-475. 123

86. Baker J. E. The Bennett, Goldberg and Myard linkage - in perspective / Mechanism and Machine Theory, 1979. - V. 14. - P. 239-253.

87. Baker J. E. The single screw reciprocal to the general plane-symmetric sixscrew linkage / Journal for Geometry and Graphics, 1997. - V. 1. - N. 1. - P. 5-12.

88. Baker J.E. A collapsible network of similar pairs of nested Bennett linkages / Mechanism and Machine Theory, 2013. -V. 59. - P. 119-124.

89. Bennett G. T. A new Mechanism / Engineering. - London, 1903. - P. 778783.

90. Bennett G. T. Deformable octahedral / Proceedings of the London Mathematical Society - London, 2nd Series 10, 1911. - P. 309-343.

91. Bennett G. T. The parallel motion of Sarrus and some allied mechanisms / Philosophy Magazine, 6th Series 9, 1905. - P. 803-810.

92. Bennett G. T. The Skew Isogram Mechanism / Proceedings of the London Mathematical Society, 1914. - V. 13. - N. 2. - P. 151-173.

93. Bil, T. Analysis of the Bennett linkage in the geometry of tori / Mechanism and Machine Theory, 2012. -V. 53. - P. 122-127.

94. Carvalho J.C., Silvestre T.R. Motion analysis of a six-legged robot using Bennett's linkage as leg / Mechanics Based Design of Structures and Machines, 2016. -V. 44(1-2). - P. 86-95.

95. Carvalho J.C.M., Silvestre T.R. Motion analysis of a six-legged robot using the bennett's linkage as leg / Mechanisms and Machine Science, 2015. -V. 25. - P. 349358.

96. Chai, X., Li, Q. Analytical Mobility Analysis of Bennett Linkage Using Geometric Algebra / Advances in Applied Clifford Algebras, 2017. -V. 27(3). - P. 20832095.

97. Chen Y., Song C. Y. A spatial 6R linkage derived from subtractive Goldberg 5R linkages / Mech. Mach. Theory, 2011. - V. 46. - P. 1097-1106.

98. Chen Y., You Z. Network of Bennett mechanism / Department Report OUEL 2230/00, Department of Engineering Science, University of Oxford, 2000. - 14 p.

99. Chen Y., You Z. On mobile assemblies of Bennett linkages / Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 2009. -464(2093). - P. 1275-1293.

100. Egger, H. Das Raumqetriebe von Bennett.-Maschinenbau, 1936, - №1, P. 42-43.

101. Fen H., Kang R., Chen Y. Workspace analysis of a reconfigurable mechanism generated from the network of bennett linkages / Mechanisms and Machine Science, 2016. -V. 36. - P. 153-163.

102. Figliolini G., Rea P., Angeles J. The synthesis of the axodes of spatial four-bar linkages / Proceedings of the ASME Design Engineering Technical Conference, 2014. -V. 4. - P. 1597-1605.

103. Goldberg M. New Five-Bar and Six-Bar Linkages in Three Dimensions / Transactions of the ASME, 1943. - V. 46. - N. 6. - P. 649-661.

104. Goldberg M. Polyhedral linkages / National Mathematics Magazine, 1942.

- V. 16. - P. 323-332.

105. Goldberg M. Unstable polyhedral structures / Mathematics Magazine, 1978.- P. 165-170.

106. Guo H., Song X., Li L., Deng Z., Liu R., Geng J. Type synthesis of deployable single-loop overconstrained linkages based on Bennett linkages/ Mechanism and Machine Theory, 2018, V. 120, P. 1-29.

107. Hunt P. Prismatic Pairs in Spatial Linkages / Journal of Mechanisms, 1967.

- V. 2. - P. 213-230.

108. Kiper G. Design methods for planar and spatial deployable structures: dissertation. Middle East Technical University, 2011. - 146 p.

109. Kiper G. Fulleroid-like linkages / proceedings of EUCOMES 08, Dordrecht, 2008. - P. 423-430.

110. Kiper G., Soylemez E. Regular polygonal and regular spherical polyhedral linkages comprising Bennett loops / Computational linematics, Dordrecht, 2009. - P. 249-256.

111. Kutzbach K. Mechanische Leitungsverzweigung / Maschinenbau, der Betrieb, 1929. - V. 8. - P. 710-716.

112. Larochelle P., Murray A. P. A classification scheme for planar 4R, spherical 4R, and spatial RCCC linkages to facilitate computer animation / Proceedings of the 1998 ASME Design Engineering Technical Conferences, 1998. - P. 13-16.

113. Lee C.-C., Hervé J.M. The metamorphic Bennett linkages / 2015 IFToMM World Congress Proceedings, IFToMM 2015.

114. Liu C.H., Yao Y.A., Li R.M., Tian, Y.B., Zhang N., Ji Y.Y., Kong F.Z. Rolling 4R linkages / Mechanism and Machine Theory, 2012. -V. 48(1). - P. 1-14.

115. Mavroidis C., Beddows M. A spatial overconstrained mechanism that can be used in practical application / Proceedings of the 5th Applied Mechanisms and Robotics Conference. Cincinnati, USA, 1997. - V. 117. - P. 75-82.

116. Mavroidis C., Roth B. Analysis and Synthesis of Overconstrained Mechanisms / Proceedings of the 1994 ASME Design Technical Conferences, 1994. - V. 70. - P. 115-133.

117. Mavroidis C., Roth B. Analysis of Overconstrained Mechanisms / Transactions of the ASME, Journal of Mech. Design, 1995. - V. 117. - P. 69-74.

118. Mavroidis C., Roth B. New and revised overconstrained mechanisms / Transactions of the ASME, Journal of Mech. Design, 1995. - V. 117. - P. 75-82.

119. Mavroidis C., Roth B. structural parameters which reduce the number of manipulator configurations / Proceedings of the ASME 22nd Biennial Mechanisms Conference, 1992. - P. 359-366. 125

120. McCarthy J. M., Su H. Classification of RRSS linkages / Mechanism and Machine Theory, 2002. - V. 37. - N. 11. - P. 1413-1433.

121. Melin N. O. B. Application of Bennett mechanisms to long-span shelters: dissertation. University of Oxford, 2004. - 182 p.

122. Myard F. E. "Sur les Chaînes Fermées à Quatre Couples Rotoïdes nonconcourants, Deformables au Premier Degré de Liberté. Isogramme Torique/ Compterendus de l'Acadèmie de Science. Paris, 1931. - V. 192. - P. 1194-1196.

123. Myard F. E. Contribution à la Géométrie des Systèmes Articulés / Bulletin de la Société Mathématique de France, 1931. - V. 59. - P. 183-210.

124. Nastase, A., Bocioaca, R. Utilisarea Programului AutoCAD Pentru Generarea Configuratiilor mechanismului Bennett / Simposionul national cu participare international PRoieectarea ASIstata de Calculator, 2002.- P. 237-240.

125. Oliveira Jr A.A., Carvalho, J.C.M. Modeling of the Bennett's linkage as leg of a mobile robot / 12 th IFToMM World Congress, Besancon, 2007. - P.1-6.

126. Perez, A., McCarthy, J.M. Dimensional Synthesis of Bennett Linkages, Transactions of the ASME, 2003. - V. 125. - P. 98-104.

127. Selvi O. Robotization of hand woven carpet technology process / dissertation. Izmir Institute of Technology, 2008. - 96 p.

128. Song C.Y., Feng H., Chen Y., Chen I.M., Kang R. Reconfigurable mechanism generated from the network of Bennett linkages / Mechanism and Machine Theory, 2015. -V. 88. - P. 49-62.

129. Song X., Deng Z., Guo H., Liu R., Li L., Liu R. Networking of Bennett linkages and its application on deployable parabolic cylindrical antenna / Mechanism and Machine Theory, 2017. -V. 109. - P. 95-125.

130. Song, X., Guo, H., Liu, S., Meng, F., Chen, Q., Liu, R., Deng, Z. Cable-truss hybrid double-layer deployable mechanical network constructed of bennett linkages and planar symmetric four-bar linkages/ Mechanism and Machine Theory, 2019, V. 133.-P. 459-480.

131. Soru M. A spatial kinetic structure applied to an active acoustic ceiling for a multi-purpose theatre / dis. - TU Delft University of Technology, 2014. - 213 p.

132. Szykiedans K., Baska G., Nowakowski P. The analysis of Bennett's linkage as a part of deployabl mechanism / Advances in Intelligent Systems and Computing, 2016. -V. 393. - P. 291-296.

133. Van der Wijk V. Inherently balanced double bennett linkage / Mechanisms and Machine Science, 2018, - V.50.- P. 3-10.

134. Waldron K. J. A Family of Overconstrained Linkages / Journal of Mechanisms, 1967. - V. 2. - N. 2. - P. 201-211.

135. Waldron K. J. A study of overconstrained linkage geometry by solution of closure equation. Pt I. Method of Study / Mechanisms and Machine Theory, 1973. - V. 8. - N. 1. - P. 95-104.

136. Waldron K. J. Hybrid Overconstrained Linkages / Journal of Mechanisms,1968. - V. 3. - P. 73-78.

137. Waldron K. J. Overconstrained Linkages / Environment and Planning B, 1979. - V. 6. - P. 393-402.

138. Waldron K. J. Symmetric Overconstrained Linkages / Transactions of the ASME. Journal of Engineering for Industry, 1969. - V. 91. - P. 158-162.

139. Wohlhart K. Irregular Polyhedral Linkages / Pr. of the XI World Congress in Mechanism and Machine Science. Tianjin, China, 2004. - P. 1083-1087.

140. Wohlhart K. New Overconstrained Spheroidal Linkages / Proceedings of the 9th World Congress of the Theory of Machine and Mechanisms (IFToMM), Milano, Italy, 1995. - P. 149-154. 127

141. Wohlhart K. On isomeric overconstrained space mechanisms / In Proc. 8th World Congress IFToMM, Prague, Czechoslovakia, 1991. - P. 153-158.

142. Wohlhart K. Regular polyhedral linkages / 2nd workshop on computational kinematics, Sophia, Antipolis, France, 2001. - P. 4-6.

143. Yang T.L., Liu A.X., Luo Y.F., Zhang L.P., Yun J. Comparative study of two methods for type synthesis of robot mechanisms / Proceedings of the 2009 ASME/IFToMM International Conference on Reconfigurable Mechanisms and Robots, 2009. - 5173832. - P. 205-214.

144. Zhi C., Wang S., Li J., Peng Q. The configuration design and kinematic analysis of the deployable mechanism based on bennett linkage / Lecture Notes in Electrical Engineering, 2017. - V. 408. - P. 773-785.

ПРИЛОЖЕНИЯ

П1. Патент на изобретение № КО 2581487

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

(19)

>ги

(II)

2 581 487"3) С1

о

00

00 ю гм

а:

(51) МПК

В02С 2/10 (2006.01)

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

(21X22) Заявка: 2014153937/13, 29.12.2014

(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 29.12.2014

Приоритетны):

(22) Дата подачи заявки: 29.12.2014

(45) Опубликовано: 20.04.2016 Бюл. № 11

(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: ЬШ 2013125888 А, 10.12.2014.1Ш 2193447 С2, 27.11.2002. 1Ш 2475304 С2, 20.02.2013. 1Ш 2238798 С2, 27.10.2004.

Адрес для переписки:

420111, г. Казань, ул. К. Маркса, 10, ФГБОУ ВПО Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ, отдел интеллектуальной собственности

(72) Автор(ы):

Яруллин Мунир Гумерович (1Ш), Мингазов Марат Ринатович (1Ш), Исянов Илнур Рафаилевич (1Ш), Хабибуллин Фаниль Фаргатович (К.Ц)

(73) Патентообладатель(и): Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" (КНИТУ-КАИ) (1Ш)

(54) ДЕЗИНТЕГРАТОР НЕРАВНОМЕРНОГО ДРОБЛЕНИЯ

(57) Реферат:

Дезинтегратор предназначен для дробления, тонкого измельчения, смешивания,

механоактивациии, поверхностной

механомодификации материалов в строительстве, металлургии и других отраслях промышленност и. Дезинтегратор содержит корпус с верхним загрузочным (15) и нижним разфузочным (16) отверстиями и рабочими органами в виде вертикальных встречно вращающихся конусов. Конусы установлены соосно на двух опорах каждый (7,8, 13, 14). Рабочая камера образована зазором между внутренним (6) и внешним (12) конусом с зубчатыми ребрами на образующих их боковых поверхностей. Внутренний конус выполнен в виде усеченного конуса. Внешний конус выполнен в виде конического углубления. Шаговый электродвигатель (2) установлен на корпусе (1) конусов. Вал шагового электродвигателя каждой из сторон соединен с ведущими пространственными кривошипами через пространственные шатуны с ведомыми пространственными кривошипами. Оси шарниров

ведущих и ведомых кривошипов выполнены скрещивающимися с возможностью вст речного вращения в противоположных направлениях конусов. Внутренний и внешний конусы соединены с правым и левым концами вала шагового электродвигателя посредством верхнего параллелограммного и нижнего

антииараллелограммного механизма

соответственно. Параллелограммные механизмы образованы путем последовательного шарнирного соединения правого (3) и левого (9) ведущих кривошипов через правый (5) и левый (II) шатуны с правым (4) и левым (10) ведомыми кривошипами с положительным и отрицательным углами скрещивания осей шарниров соответственно. Материал от водят через желоб (20) иод углом к горизонту для обеспечения разгрузки в многорежимном процессе работы. Угол наклона превышает угол трения обрабатываемого материала на 5-15°. Изобретение повышает эффективность и надежность дезинтгератора. 2 з.н. ф-лы, 4 ил.

7) С

м 01

00

00 О

П2. Матрицы перехода между системами координат

Таблица 1

Матрицы перехода между системами координат параллелограмма Беннетта

Переход

Обозначение

Значение

1

2

3

у А уА у А _ у О у О у О

Х АО 1 АО 7 АО ^ Х АО 1 АО 7 АО

ХО

кХ°О

ХАО

уО

кАО

ХАО

7о

кАО

хА

ХО

к °О

уаао уо

к1АА УАО

7о

кАО

УАО

ХО

кХ°О

7А 7АО

УО

кУАО 7

7 О

7О

к7 О 7

7 О

еояа^ 0 - ягпа^

0 1 0

ята^ 0 еояа2

уОуОуО уО уО у О

Х АО 1 АО 7 АО ' Х СО УСО 7 СО

К СО

кХО

Х АО

УО

кУСО кХО

Х АО

7О к7СО кХО

Х АО

кХСО

кУО

1АО

УО

К СО

кУО

1 АО 7О

к7СО кУО

1 АО

кХСО 7 О

УО

К СО 7 О 7О

к7СО

7 О

- еояу яту 0

- яту - еояу 0

0 0 1

У О УО гуО _ УС УС 7С

Х СО 1 СО 7 СО ^ Х СО 1 СО 7 СО

ХС

кХСО кХО

ХСО

УС

К СО

кХО

ХСО

7С к7СО кХО

ХСО

ХС

кХСО

кУО

УСО

УС

К СО

кУО

УСО

7С к7СО кУО

УСО

ХС

кХСО 7СО

УС

К СО 7СО

7С К7СО

7СО

еояа^ 0 Б1па1

0 1 0

- ята^ 0 еояа1

уС уС ГУС _V УС УС 7С

Х СО 1 СО 7 СО ^ Х СВ УСВ 7 СВ

КХСв

к С

ХСО

К1СВ к С ХСО

К7СВ

к С

ХСО

КХСВ 1СО

К1СВ 1СО

К7СВ 1СО

КХСВ 7СО

К1СВ 7СО

К7СВ 7СО

- еояр 0

- ятр -еояр 0

0 0 1

Продолжение таблицы 1

2

ув ^гВ гуВ _ ~уС уС 7с

Х ВС 1 ВС г ВС * Х ВС 1 ВС г ВС

4е

хвс

1е

квс

кХв

хвс

1С квс кхв хвс

ф

1вс

1с квс к1в 1вс

гс

квс к1в 1вс

кХс

гвс

1с квс к1в 1вс

кгвс кгв гвс

соза2 0 Б1иа2 0 1 0 - Бта^ 0 соБа 2

V А VЛ У Л _^ У А V А 7 А

Х АЭ 1 АЭ г АЭ ^ х вА 1 вА г вА

ХА кХв/

ХАЭ уА

квА

ХАЭ

гА кгв

ХАЭ

ХА кх в

УАВ

уА

к1в

УАВ

гА

кУ

ХА

кХГ

гА уА

к1в

гА

гА кгв

- соБ р Бтр 0

- Бтр -соБр 0

0 0 1

уА УА 7А _^ VВ VВ 7В

Х в А 1 вА г в А * Х в А 1вА г в А

хв кХвА

ХвА 1в

квА

ХвА

гв

к вА

ХвА

хв

кХвА

1вА

к1в

ГМ

гв

кгвв

1вА

хв

гвА

к1в

гвА

гв

КУ

гвА

соБа1 0 Б1па1

0 1 0

- Бта1 0 собСС1

VВ VВ 7В _^ VВ VВ 7В

Х вА 1 вА г вА * Х вС 1 ВС г ВС

кХвс кХв

ХвА 1в квс

кХв

ХвА

гв

кгвс

кХв

ХвА

кхВвс к1в

¥в квс

к1в гв

кгвс

к1в

кХвс

кгв 1в

квс

кгв гв

кгвс

кгв

- соБу Бту 0

- Бту - соБу 0

0 0 1

1