Анализ расчетов четырехзвенного сферического механизма для пространственного тренажера

DOI: 10.34759/vst-2020-2-196-206

Авторы

Фаизов М. Р.^*, Хабибуллин Ф. Ф.^**

Казанский национальный исследовательский технический университет имени А.Н. Туполева – КАИ, ул. Карла Маркса, 10, Казань, 420111, Россия

*e-mail: faizovmarat92@gmail.com
**e-mail: fanil_arsk@mail.ru

Аннотация

Представлена математическая модель кинематики сферического механизма. На основе полученной модели произведены расчеты момента инерции, углов, применяющихся при создании математической модели, и определен момент мгновенного вращения механизма в программе Maple. Также проведен расчет движения с моментом инерции самого механизма с заданной массой. Результаты математического моделирования сравниваются с результатами анализа 3D-модели в программе SolidWorks. Построены графики, описывающие движение шатуна (капсулы тренажера), и проведен сравнительный анализ данных, полученных в программах Maple 17 и SolidWorks.

Ключевые слова:

четырехзвенный сферический механизм, сферический кривошипно-коромысловый механизм, момент мгновенного вращения, момент инерции шатуна

Библиографический список

1. Мудров А.П., Фаизов М.Р. Исследование движения сферического тренажера // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26. № 1. С. 182-191.

2. Пронин М.А., Рябкина Р.В., Смыслов В.И. Экспериментальное исследование вынужденных колебаний самолета при отрыве лопатки двигателя // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26. № 2. С. 51-60.

3. Крылов А.А., Москаев В.А. Методика проведения рентгеноскопического контроля и анализа технического состояния элементов конструкции воздушного судна с сотовым заполнителем // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26. № 2. С. 139-146.

4. Семенова А.С., Зубко А.И. Исследование технического состояния межроторного подшипника на вибродиагностическом стенде СП-180М после прохождения ресурсных испытаний // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26. № 2. С. 126-138.

5. Маленков А.А. Выбор проектных решений при проектировании системы беспилотных летательных аппаратов в условиях многоцелевой неопределенности // Вестник Московского авиационного института. 2018. Т. 25. № 2. С. 7-15.

6. Петухов В.Г., Чжоу Ж. Расчет возмущенной импульсной траектории перелета между околоземной и окололунной орбитами методом продолжения по параметру // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26. № 2. С. 155-165.

7. Легаев В.П., Генералов Л.К., Галковский О.А. Аналитический обзор существующих гипотез о природе трения // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26. № 1. С. 174-181.

8. Николаева Е.А., Старинова О.Л. Использование тяжелого космического аппарата с двигателями малой тяги для отклонения астероида от опасной траектории // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26. № 2. С. 166-174.

9. Артамонов Б.Л., Шайдаков В.И. Алгоритм выполнения конвертопланом переходных режимов полета // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26. № 1. С. 27-40.

10. Гапоненко О.В., Гаврин Д.С., Свиридова Е.С. Анализ структуры стратегических планов развития ракетно-космической промышленности методом классификации НИОКР космических функциональных и промышленных технологий // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26. № 1. С. 64-81.

11. 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.

12. 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.

13. Яруллин М.Г., Фаизов М.Р. Синтез сферических четырехзвенников с вращательными парами в программе SolidWorks // Современное машиностроение. Наука и образование: Материалы 6-й Международной научно-практической конференции. — СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2017. № 6. С. 250-261.

14. Zarkandi S. Isotropy analysis of spherical mechanisms using an instantaneous-pole based method // Engineering Science and Technology, an International Journal. 2017. Vol. 20. No. 1, pp. 240-246. DOI: 10.1016/j.jestch.2016.08

15. Kong X. Geometric construction and kinematic analysis of a 6R single-loop overconstrained spatial mechanism that has three pairs of revolute joints with intersecting joint axes // Mechanism and Machine Theory. 2016. Vol. 102, pp. 196-202. DOI: 10.1016/j.mechmachtheory.2016.04.002

16. Chen G., Yu W., Wang H., Jiepeng W. Design and kinematic analysis of a spherical parallel manipulator using concurrent planar parallelogram linkages // Proccedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Jornal of Mechanical Engineering Science. 2019. Vol. 233. No. 7. DOI: 10.1177/0954406218786978

17. Vardi I., Rubbert L., Bitterli R., Ferrier N., Kahrobaiyan M., Nussbaumer B., Henein S. Theory and design of spherical oscillator mechanisms // Precision Engineering. 2018. Vol. 51, pp. 499-513. DOI: 10.1016/j.precisioneng. 2017.10.005

18. Khoshnood H., Hanzaki A.R., Talebi H.A. Kinematics, Singularity Study and Optimization of an Innovative Spherical Parallel Manipulator with Large Workspace // Journal of Intelligent and Robotic Systems. 2018. Vol. 92, pp. 309-321. DOI: 10.1007/s10846-017-0752-x

19. Mazare M., Taghizadeh M., Najafi M.R. Kinematic analysis and design of a 3-DOF translational parallel robot // International journal of Automation and Computing. 2017. Vol. 14. No. 4, pp. 432-441.

20. Petrescu F.I.T. Structural Analysis of Spatial Mechanisms // American Journal of Engineering and Applied Sciences. 2018. Vol. 11. No. 2, pp. 852-869. DOI: 10.3844/ajeassp.2018.852.869