Экспериментальное исследование функции положения планетарного механизма неравномерного движения с некруглыми зубчатыми колесами
Автор: Приходько А.А., Поливода Н.А., Щетинин М.М.
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Информатика, вычислительная техника и управление
Статья в выпуске: 3 т.26, 2024 года.
Бесплатный доступ
Передачи некруглыми зубчатыми колесами широко используются для реализации неравномерного вращательного движения выходного звена. Одно из наиболее перспективных практических применений - привод перемешивающего устройства, в котором рабочий орган совершает неравномерное вращение с целью интенсификации тепло и массообмена при перемешивании жидких сред. В настоящей работе проводится исследование планетарного механизма с внешним и внутренним зубчатым зацеплением, при этом одна пара колес выполнена в виде эллиптических зубчатых колес. Кинематический анализ проведен в соответствии с построенным планом скоростей, на базе которого определены и построены функции положений для четырех вариантов планетарного механизма с различными размерами зубчатых колес. Разработан экспериментальный прототип и исследованы функции положений для исследуемых вариантов, анализ которых показал адекватность построенной кинематической модели реальным механизмам. В результате статистической обработки результатов эксперимента определены неопределенность полученных измерений и доверительные интервалы.
Планетарный механизм, неравномерное движение, эллиптические зубчатые колеса, кинематический анализ, функция положения, неопределенность измерения
Короткий адрес: https://sciup.org/148329373
IDR: 148329373 | УДК: 621.833.5 | DOI: 10.37313/1990-5378-2024-26-3-164-171
Experimental study of the position function of a planetary irregular motion mechanism with non-circular gears
Transmissions with non-circular gears are widely used to realize irregular rotational motion of the output link. One of the most promising practical applications is the drive of a stirred tank, in which the impeller performs irregular rotation in order to intensify heat and mass transfer when mixing liquids. In this work, we study a planetary mechanism with external and internal gearing, with one pair of wheels made in the form of elliptical gears. Kinematic analysis was carried out in accordance with the constructed velocity plan, on the basis of which position functions were determined and constructed for four variants of the planetary mechanism with different gear sizes. An experimental prototype was developed and the position functions for the studied variants were studied, the analysis of which showed the adequacy of the constructed kinematic model to real mechanisms. As a result of statistical processing of the experimental results, the uncertainty of the obtained measurements and confidence intervals were determined.
Список литературы Экспериментальное исследование функции положения планетарного механизма неравномерного движения с некруглыми зубчатыми колесами
- Пожбелко, В.И. Новый способ регулирования угла выстоя и классификация регулируемых зубчаторычажных механизмов периодического поворота/ В.И. Пожбелко, А.И. Шагиахметов, Н.И. Ахметшин // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение. – 2005. – № 1(41). – С. 181–184.
- Тарабарин, В.Б. Модели зубчатых передач с переменным передаточным отношением в коллекции МГТУ им. НЭ Баумана / В.Б. Тарабарин, З.И. Тарабарина // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. – 2014. – № 12(657). – С. 84–91.
- Synthesis of indexing mechanisms with non-circular gears / F. Zheng, L. Hua, X. Han, B. Li, D. Chen // Mechanism and Machine Theory. 2016. Vol. 105. P. 108–128.
- Figliolini G., Angeles J. Synthesis of the base curves for N-lobed elliptical gears // Journal of Mechanical Design. 2005. Vol. 127, no. 5. P. 997–1005.
- Numerical and experimental analysis of noncircular gears and cam-follower systems as function generators / E. Ottaviano, D. Mundo, G.A. Danieli, M. Ceccarelli // Mechanism and Machine Theory. 2008. Vol. 43, no. 8. P. 996–1008.
- Design of geometrical parameters and kinematical characteristics of a non-circular gear transmission for given parameters / S. Maláková, M. Urbanský, G. Fedorko, V. Molnár, S. Sivak // Applied Sciences. 2021. Vol. 11, no. 3.
- Study on Design of Non-Circular Gears for Speed Control of the Squid Belly Opening and Gutting Machine (SBOGM) / H.S. Jang, C.H. Lee, G.Y. Park, C. Kim // Applied Sciences. 2021. Vol. 11, no. 7.
- Mundo D. Geometric design of a planetary gear train with non-circular gears // Mechanism and Machine Theory. 2006. Vol. 41, no. 4. P. 456–472.
- Приходько, А.А., Кинематика планетарной передачи эллиптическими зубчатыми колесами с внутренним зацеплением / А.А. Приходько, А.И. Смелягин // Проблемы машиностроения и надежности машин. – 2021. – № 5. – С. 41–48.
- Linkage model and interpolation analysis of helical non-circular gear hobbing / J. Han, D. Li, X. Tian, L. Xia // Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering. 2020. Vol. 42, no. 11.
- Design and hot forging manufacturing of noncircular spur bevel gear / W. Zhuang, L. Hua, X. Han, F. Zheng // International Journal of Mechanical Sciences. 2017. Vol. 133. P. 129–146.
- Mathematic model and tooth contact analysis of a new spiral non-circular bevel gear / X.H. Han, X.C. Zhang, F.Y. Zheng, M. Xu, J. Tian // Journal of Central South University. 2022. Vol. 29, no. 1. P. 157–172.
- Приходько, А.А. Кинематический анализ и исследование неравномерности вращения рабочего органа перемешивающего устройства с планетарным исполнительным механизмом / А.А. Приходько, Г.В. Курапов // Химическое и нефтегазовое машиностроение. – 2023. – № 1. – С. 11–14.
- Litvin F.L., Fuentes A. Gear geometry and applied theory. Cambridge University Press, 2004. 800 p.
- Бараш В.Я. Неопределенность и погрешность в современной метрологии / В.Я. Бараш // Законодательная и прикладная метрология. – 2009. – № 5. – С. 15–20.
- Hall B.D., White D.R. An introduction to measurement uncertainty. Lower Hutt, Measurement Standards Laboratory of New Zealand, 2020. 50 p.
- Possolo A., Meija J. Measurement uncertainty: a reintroduction. Montevideo, Sistema Interamericano de Metrologia, 2022. 107 p.
