(olios'-fmt3

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕЬШОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

КУРГАНСКР1Й ГОСУДАРСТВЕЬШЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ТЮТРИНА Лариса Николаевна

АНАЛИЗ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ИМПУЛЬСНЫХ РЫЧАЖНОРЕЕЧНЫХ МЕХАНИЗМОВ ДЛЯ МУСКУЛЬНЫХ ПРИВОДОВ

Специальность 05.02.02. - Машиноведение, системы приводов и детали машин Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель кандидат технических наук, доцент ВОЛКОВ Г.Ю.

Курган -

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ И КЛАССИФИКАЦИЯ МЕХАНИЗМОВ,

ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИЛИ ПРИГОДНЫХ К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ В

МУСКУЛЬНОМ ПРИВОДЕ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

1.1. Понятия циклового и импульсного механизмов привода 1.2. Цикловой привод '• 1.2.1. Модификация траектории ведущего элемента 1.2.2. Дополнительные приводы входного элемента 1.2.3. Передаточный механизм 1.2.4. Устройства модификации закона движения 1.2.5. Механизмы изменения передаточного отношения 1.3. Импульсный привод 1.3.1. Входной элемент. 1,5г.

Результаты исследования оказалось удобным представить в системе координат, в которой по оси абсцисс расположены значения углов поворота кривошипа Д а по оси ординат — отношение размеров ведущего и ведомого звеньев механизма —. На рисунке 3.6 изображена диаграмма, полученная г при варьировании /; и фиксации параметров г, -^==5, о = 35°, внешнем заце­ г плении (рис. 3.1а) собачки 4 с храповиком 2. Кривые 1, 2 - это изолинии уг­ лов давления а^ = 45° и а^ = 30° соответственно; 3 - конструктивное огра­ ничение, связанное с приближением рейки к оси В; 4 - граница значений ра­ диус - вектора р = 1,5г.

б) Рис. 3.5. К расчету угла давления а D в шарнире крепления рейки Влияние изменения угла давления в паре «собачка - храповик» в пре­ делах а = 3 5 ± 5 ° н а упомянутые ограничения 1-4 оказалось незначитель­ ным.

При переходе от внешнего касания собачки с храповиком к внутреннему (рис. 3.5 б) значения угла давления а D (т.е. положение кривых 1, 2) не меня­ ется, а ограничение, отобралсенное кривой 3, исчезает.

Влияние параметров г и /; с достаточной для проектных расчетов точг ностыо удалось учесть путем перехода к критерию - вторая ось ордиcm нат на рисунке 3.6.

Практические выводы выполненного исследования состоят в следую­ щем. Для использования механизма при постоянных длинах звеньев (т.е.

фиксированном отношении /; /г) оптимальными являются значения параметг ра -— = 0,6...0,7. При этом, в пределах принятых ограничений, обеспечиваcm ется максимальный размах коромысла Ау9 =100°.

Требуемый размах коромысла Afi =60° обеспечивается в широком диапа­ зоне варьирования длин коромысла /;, что позволяет использовать схему в вариаторах.

Диапазон рабочих параметров в рассматриваемой передаче с внутрен­ ним зацеплением несколько шире, чем при внешнем зацеплении (за счет от­ сутствия конструктивного ограничения, связанного с приближением рейки к оси В - кривая 3 на рисунке 3.6). Амплитуда изменения угла давления ап практически определяется изменением угла j3 поворота коромысла. Так, при допускаемой величине ав=30° размах коромысла Aj3= 60°, а при а в = 45° - Ар = 90°...100°, то есть различие практически постоянно и равно двухкратному (рис. 3.6).

В схеме в (рис. 3.1) ограничение ав /; данная схема без дополни­ тельных устройств в приводе велосипеда применяться не может. Схемы бив (рис. 3.1), напротив, являются благоприятными в этом отношении.

Рассмотрим условия функционирования схемы а (рис. 3.1) в случае, ко­ гда /; > 1ст- Такой механизм показан на рисунке 3.7. Результаты определения Рис. 3.7. Четырехзвенный механизм привода (схема 3.1 сг) при /; > угла входа О в зацепление в зависимости от угла ф поворота коромысла пред­ ставлены на рисунке 3.8. Кривые 1-3 получены при 1ст/г='^, а величина /; /г соответственно равна 4; 4,5 и 5. Для кривых 4 - 6 1ст /f = ^, ^ h^f составляет 8; 8,5 и 9 соответственно. Положительный угол S соответствует направлению входа в зацепление, сонаправленному движению зубьев колеса. Отрицатель­ ный угол д соответствует встречному двилсению зубьев рейки и колеса в мо­ мент контакта.

Из рисунка 3.8 видно, что благоприятному диапазону углов | 01 < 45° со­ ответствует довольно узкий диапазон рабочих углов коромысла. Последний -4Z -70 / Рис. 3.8. Изменение угла входа в зацепление 3 в четырехзвенном механизме при /;>/с уменьшается при сближении величин /у и lent и увеличивается с возрастаниcm По результатам анализа кривых и(ф) (рис.3.3 б) использоваться может только участок ф, начиная с ф= 10°. При этом по углу S условия благоприят­ ны только при входе, далее - на пределе работоспособности.

Таким образом, четырехзвенные механизмы импульсного рычажнозубчатого привода могут быть применены в велосипеде при следующих ус­ ловиях:

- схема Ъ.\ а (внутреннее зацепление) при /; > 1ст - для постоянных передаточных чисел;

- схема ЪЛ б (внешнее зацепление) при li< Icm - в широком диапазоне параметров, в том числе в вариаторе (/;= var);

- схема 3.1 б (внутреннее зацепление) удачна по всем параметрам, но она не компонуется в заднеприводном велосипеде. Ее применение целесооб­ разно в сочетании с дополнительными звеньями, то есть в шестизвенных ме­ ханизмах (см. раздел 5).

Шестизвенные механизмы, как указано выше, получены путем добав­ ления промежуточного звена и поддерживающего коромысла к конструкции четырехзвенного механизма. Для анализа выбраны схемы г, д, е, сне рисунка 3.1, наиболее удобные для применения на двухколесном велосипеде с ножным приводом на заднее колесо и для изменения передаточного отношения, то есть для «переключения скоростей».

3.3.1. Механизм с нижним расположением поддерживающего коромысла Рассмотрим механизм привода велосипеда, имеющий схему, представ­ ленную на рисунке 3.1 г. В этом механизме (рис. 3.9) шарниры В, К, А креп­ ления звеньев не меняют своего положения на стойке (раме велосипеда). В шарнире С к ведущему звену крепится педаль. Неизменными в механизме являются длины L = ВС; m = CD; р = DDi; с = KDi; h = YA; b = Хд.

поддерживающего коромысла и изменяемой длиной ведущего Шарнир D снабжен направляющим и фиксирующим устройствами, ко­ торые позволяют ему занимать положения О, 1,...5 с целыо изменения пере­ даточной функции механизма. Угол р между прямыми ВС и DBi равен 70°, а длина ВВ] = 20 мм.

Координаты точки D в положениях п = О, 1, 2,...5 (рис. 3.9) определяются через ее расстояние до шарнира В:

где BDo и шаг kd задаются.

Положение шарнира К задается расстоянием КА и расстоянием KQ от точки К до прямой ВА.

Определение передаточной функции выполнено по методике, изложен­ ной в п. 2.3.2.

В качестве примера на рисунке 3.10 Й приведены результаты расчетов для следующих параметров механизма (мм): г = 37, b = 400, h = 40, BBi = 20, L = 400, С = 130, p = 280, m = 380, KQ = 40, KA= 170, BDo = 60, kd = 25. Угол спирали a = 35°. Кривые соответствуют различным положениям шарнира D механизма. Координаты шарнира определяются при помощи выражения (3.1) через величину п, которая указана для каждой кривой. Из рисунка видно, что для такого механизм рабочий диапазон углов ф1 наклона педали может быть выбран от 50° до 110°, в этом случае механизм обеспечивает трехкратное из­ менение передаточной функции. При этом за период цикла педалирования передаточное отношение в целом падает (в пределах рабочего хода педали от 50° до 110° отношение максимального передаточного числа к минимальному составляет 1,27), хотя имеет явно выраженный максимум при опускании пе­ дали на угол около 60° от вертикального положения.

С целью обеспечения лучшей работы механизма (рис. 3.9) в переход­ ных режимах, подтормаживающее устройство установлено не в шарнире, об­ разуемом коромыслом 4 и рейкой 3, а в шарнире между поводком 5 и рейкой 3. Таким образом, до вхождения в зацепление рейка 3 силами трения Рис. 3.10. Передаточное число / {а) и угол входа в зацепление в {б) ъ шестизвенном механизме привода с нижним расположением поддерживающего коромысла и изменяемой длиной объединена (представляет единое звено) с поводком 5. В этом случае значеП Я угла ^ входа в зацепление в течение цикла становятся более благоприят­ ными, чем при подтормаживающем устройстве в шарнире рейка 3 - коро­ Результаты расчета приведены на рисунке 3.10 б. Для каждой кривой указана величина п, определяющая через выражение (3.1) положение шарни­ ра D механизма. Полученные значения угла О не являются оптимальными,,^ тем не менее, данная схема была вынесена на экспериментальную проверку 3.3.2. Механизм с верхним расположением поддерживающего Рассмотрим механизм, представленный на схеме д (рис. 3.1). В нем из­ менение передаточного отношения предложено производить за счет варьирования расстояния между шарнирами, принадлежащими коромыслу 4. Расчет­ ная схема механизма представлена на рисунке 3.11, где поддерживающее ко­ ромысло представлено в виде двуплечего рычага DEDi. Задавая длины DE и ED2, а также величину и знак угла DED^, можно моделировать «переключе­ ние скоростей» в механизме. При этом относительная траектория перемеще­ ния шарнира D2 по коромыслу может быть не только прямой, но и криволинейной.

щ. Определение передаточной функции данного механизма проведено по методике, изложенной в п. 2.3.2. Параметры механизма и диапазон их изме­ нения выбирались, исходя из возможности его применения на двухколесном заднеприводном велосипеде для взрослых. Неизменными были следующие величины (рис. 3.11): координаты шарниров В (0;0), А (404; 70) и Е (81,3;

280); длины звеньев ВС = 100 мм и ED = 325 мм; радиус начальной окружно­ сти колеса г = 31 мм, угол логарифмической спирали а = 35°.

(P[j2 =(Р[)+Const Рис. 3.11. Шестизвенный механизм привода с верхним На рисунке 3.12 а, б, в показаны зависимости передаточного отношения механизма от угла поворота ф1 ведущего коромысла ВС для случая, когда шарнир D2 лежит на прямой ED. Длина ED2 составляет: ПО мм - кривая 1;

140 мм - кривая 2; 170 мм - кривая 3; 200 мм- кривая 4; 230 мм - кривая 5 и 260 мм - кривая 6. Случай а полз^ен для CDi = 200 мм, слзд1ай б - для CD2 = 190 мм и случай в - для CD2 = 180 мм.

На рисунке 3.13 а, б, в показаны передаточные функции при тех же па­ раметрах механизма, отличающегося лишь тем, что шарнир D2 дополнитель­ но смещался от линии ED на величину:

- 15 мм - кривые 1 и 2; О - кривая 3;

+15 мм - кривая 4 и +30 мм - кривые 5 и 6. (Положительное смещение пока­ зано на рисунке 3.11).

Рис. 3.12. Передаточная функция шестизвенного механизма привода с верхним расположением Рис. 3.13. Передаточная функция шестизвенного механизма привода с верхним расположением а- CD2= 200 мм; б- CD2= 190 мм; в- CD2= 180 мм; вел1яины смещения шарнира D для кривых 1...6 соответственно (мм):

-15; -15; 0; +15; +30; + Анализируя графики рисунков 3.12 и 3.13, мояшо сделать вывод, что влияние на передаточную функцию длины поводка СВг, а также искривле­ ния траектории относительно точки D2 в исследуемом диапазоне является несущественным. В качестве рабочего диапазона углов поворота ведущего коромысла можно назначить углы от 80° до 140°.

Заметим, что изменение среднего передаточного числа и при различных положениях шарнира D2 происходит, главным образом, за счет второй поло­ вины рабочего хода ведущего звена. При малых передаточных числах харак­ тер /(ф) падающий, при больших - возрастающий. Последнее более благо­ приятно для велосипеда.

Другая версия использования схемы д (рис. 3.1) с верхним расположе­ нием поддерживающего коромысла 4 (крепление к стойке в шарнире К') предусматривает варьирование / за счет длины коромысла L.

Расчет проведен при следующих параметрах (рис. 3.9): координаты шар­ ниров В (0;0), А (400; 40) и К' (200; 360); длины звеньев DDj = 200 мм и KDi = 250 мм; радиус начальной окружности колеса г = 31 мм, угол лога­ рифмической спирали а= 35°. Полученные зависимости представлены кри­ выми (рис.3.14). Достоинство схемы - благоприятные значения угла входа в зацепление О. Неудачными являются габариты ведущих коромысел.

Рис. 3.14. Изменение передаточного числа / в шестизвенном механизме привода с верхним распололсением поддерживающего 3.3.3. Механизм с верхним расположением поддерживающего коромысла Принцип варьирования передаточного отношения привода за счет изме­ нения параметра стойки сформулирован нами в заявке на патент [23].

На рисунке 3.15 представлена схема механизма, в котором реализована идея схемы е (рис. 3.1) с закреплением промежуточного звена 5 к педальному рычагу при помощи шарнира, соосного с осью педали. Поддерживающее ко­ ромысло может иметь три шарнира, то есть шарнир крепления промежуточ­ ного звена может не совпадать с шарниром крепления рейки 3. Причем шарниры Е, D и D2 поддерживающего коромысла могут не лежать на одной пря­ мой линии, а образовывать угол Et)D^ = т. Все это резко увеличивает число варьируемых параметров механизма при неизменном количестве его звеньев.

Рис. 3.15. Шестизвенный механизм с верхним расположением поддерживающего коромысла при варьировании Конкретный вариант исполнения данного механизма (рис. 3.15) задается через угол т поддерживающего коромысла, длины звеньев L = СВ, m = CD, DD2, р = ED, координаты ХЕ И YE шарнира Е крепления коромысла, коорди­ наты ХА = b и YA = h оси колеса, радиус колеса г и угол спирали а. Опреде­ ление передаточного отношения проведено по методике, описанной в п.

2.3.2.

Особенностью рассматриваемого механизма является то, что шарнир Е крепится к стойке (раме велосипеда) через рычаг ОЕ с координатами непод­ вижной точки Хо и Yo (рис. 3.15). Это позволяет путем поворота рычага ОЕ менять положение шарнира Е и, тем самым, менять передаточную функцию механизма привода.

Расчет был проведен для неизменных значений следующих параметров (мм): L = 300; h = 40; b = 400; DD2 = 160; г = 37; угол спирали а = 35°. Варьи­ руемые параметры рассмотренных вариантов механизма указаны в таблице 3.1. При этом для каждого механизма вычисления проводились для семи по­ ложений шарнира Е: при углах подъема рычага ОЕ, равных 0; 8; 16; 24; 32;

40; 48 градусов.

Параметрами синтеза являются длина звена ED, положение точки D относительно звена 3 и координаты точки Е. При анализе вариантов следует иметь в виду, что близкое располоясение точки D2 к точке А предпочтитель­ нее, так как это ведет к укорочению и облегчению рейки 3. Анализируя ре­ зультаты расчета передаточного числа, можно сделать выводы, что точка Е должна находиться правее оси Y, а перемещ;ать ее желательно по наклонной траектории. Этим достигается большая симметрия кривых передаточной функции. Смещение точки D2 вниз увеличивает передаточное число для всех режимов.

Характерное, соответствующее варианту 4 таблицы 3.1, семейство кри­ вых зависимости передаточного отношения / от угла фо поворота коромысла 1 показано на рисунке 3.16. В отличие от кривых (рис. 3.3), они имеют вогну­ тый характер. Семь кривых соответствуют семи пололсениям рычага ОЕ: с перемещением точки Е вверх повышается значение передаточного числа.

Угол фо должен находиться в пределах от 30° до 90°, то есть размах коро­ мысла 1 составляет. 60°.

При этом диапазон изменения передаточного числа достаточно боль­ шой: от 1,5 до 4,5 по минимуму, то есть коэффициент варьирования для Варианты параметров шестизвенного механизма с верхним расположением поддерживающего коромысла при варьировании параметра стойки данной схемы - Ку= 3. Погрешность передаточного числа по отношению к среднему значению составила не более 10%.

Рассмотрим механизм, представленный на схеме е (рис.3.1). В нем из­ менение передаточного отношения предполагается производить за счет варь­ ирования расстояния между шарнирами Е и В, принадлежащими стойке.

Данная схема является частным сл)^аем рассмотренного механизма (рис.

3.15), в котором DD2 = О, а шарниры крепления промежуточного звена 5 и рейки 3 объединены в один. Это несколько упрощает конструкцию, но сни­ жает число вариантов исполнения.

Рис. 3.16. Передаточная функция шестизвенного механизма с верхним расположением поддерживающего коромысла при варьировании параметра стойки (вариант №4 по таблице 3.1) Расчет механизма проведен по излолсенной в п. 3.3.2 последовательно­ сти по схеме (рис. 3.17), в которой DDi = О при следующих неизменных па­ раметрах (мм): L = 350; h = 40; b = 200; XQ = 0; Yo= 300; OE = 160. Радиус ко­ леса г = 37; угол спирали а = 35°. Варьируемыми параметрами были длины m и р (таблица 3.2). При этом в каждом рассмотренном варианте шарнир Е за­ нимал семь положений, которые обеспечивались подъемом рычага гг, на угол 0; 7,5; 15; 22,5; 30; 37,5; 45 градусов к горизонту.

На рисунке 3.17 приведены результаты вычисления передаточной функ­ ции по варианту 7 таблицы 3.2. Из рисунка видно, что и в данной схеме Варианты параметров шестизвенного механизма с верхним расположением подцерлшвающего коромысла при варьировании удается получить достаточно пологие кривые i((p), отклонения которых от среднего значения находится в пределах 10% (для диапазона угла наклона педального рычага 30°...90° от вертикали). Коэффициент вариации при подъеме рычага гг от 0° до 45° также не менее 3.

Основное параметрическое соотношение данной схемы - нахождение среднего положения точки D на прямой BE, что обеспечивает симметричную форму кривых передаточного отношения между поддерживающим коромыс­ лом 4 и ведущим педальным рычагом 1.

20 30 40 50 60 70 80 Рис. 3.17. Передаточная функция шестизвенного механизма с верхним расположением поддерживающего коромысла при варьировании параметра стойки (вариант №7 по таблице 3.2) 3.3.4. Механизм с нижним расположением поддерживающего трехшарнирного коромысла при варьировании параметров стойки Анализируя кривые передаточной функции, полученные для шестизвенных механизмов с нижним (рис. 3.10 йг) и с верхним (рис. 3.12, 3.13, 3.16, 3.17) расположением поддерживающего коромысла, замечаем, что вид функ­ ции передаточного отношения в течение цикла педалирования обусловлива­ ется взаимным расположением ведущего и поддерживающего коромысла. А можно ли ползд1ить оба вида передаточной функции?

20 30 40 50 60 70 80 90 ЮОЩграа Рис. 3.18. Схема {а) и передаточная функция (б) шестизвенного механизма с нижним распололсением поддерл^)«(|»>ичЗ-г 1р*>и«^ст i/ ipcMKtWlA ^ Рис. 4.15. Карта напряжений (рейка, внутреннее зацепление) результаты приведены в таблице 4.3, где в числителе указаны величины мак­ симальных напряжений в МПа (действующая сила была равна Р= ЮООН), в знаменателе - величины теоретического коэффициента концентрации напря­ жений.

Для наглядности полученные величины теоретического коэффициента концентрации напряжений представлены также на графике (рис. 4.16). На нем сплошными линиями указаны результаты, полученные для внутреннего зацепления рейки со звездочкой, пунктирными - для внешнего зацепления.

Числа, указанные на линиях, обозначают высоту поперечного сечения рейки Результаты расчета спиральной рейки для внешнего и внутреннего Рис, 4.16. Теоретический коэффициент концентрации напряжений в зубчатой рейке: — в - внутреннее зацепление;

4.5. Коэффициент формы зубчатой рейки и расчет на прочность Рассмотренный в разделах 4.1- 4.4 порядок расчета наибольших напря­ жений является затруднительным применительно к зубчатой рейке, выпол­ ненной по логарифмической спирали, поскольку в этом случае необходимо знать номинальные напряжения, а следовательно, - величину эксцентрисите­ та для опасного сечения. Величина эксцентриситета вычисляется через коор­ динаты логарифмической спирали.

С целью упрощения расчетов на прочность зубчатой рейки, выполнен­ ной по логарифмической спирали, воспользуемся подходом, принятым в на­ стоящее время для расчета на изгибную прочность зубьев зубчатых колес [8].

Представим формулу для определения максимальных напряжений в опасном сечении исследуемой рейки в следующем виде:

где Р - сила, действующая на зубчатую рейку;

Yp - коэффициент формы зубчатой рейки, равный максимальному местному напряжению, возникающему на дне выкрулжи рейки единичной толщины под действием единичной силы;

b - фактическая толщина рейки.

Входящий в выражение (4.3) коэффициент формы получен делением на 1000 значений максимальных напрял^ений таблицы 4.3. Для определения ве­ личин Yp зубчатой рейки, выполненной по логарифмической спирали с указанными выше параметрами выкружек, построены графики (рис. 4.17).

Так же как на рисунке 4.16, здесь сплошными линиями указаны результаты, полученные для внутреннего зацепления рейки со звездочкой, пунктирными - для внешнего зацепления, а указанные на линиях числа обозначают высоту поперечного сечения рейки h.

Рис. 4.17. Коэффициент формы рейки: — в- внутреннее зацепление;

Для проведения расчета на прочность зубчатой рейки необходимо, как обычно, составить условие прочности и сравнить получаемые по формуле (4.3) напряжения с допускаемым напряжением.

Следует отметить, что расчетная модель, использованная в пунктах 4.4.

и 4.5, более точно учитывает особенности геометрии зубчатой рейки, но дан­ ные получены только для радиуса выкружки, равного Го= 3,9 мм с шагом t= 12,7 мм.

Расчетная модель, используемая в.п. 4.3, является более грубой, однако охватывает довольно большой диапазон изменения параметров.

Сравним результаты, получаемые из этих двух моделей. Например, для рейки длиной 400 мм, высотой сечения 15 мм (внутреннее зацепление) ко­ эффициент концентрации напряжений к = 1,62 (табл. 4.3 и график рис. 4.16).

Для того, чтобы воспользоваться графиками (рис. 4.11 и 4.12), необходимо знать радиус кривизны. Его определим по формуле, приведенной в п.4.1:

гм= 291,4658 мм. Тогда для схемы 4.8 имеем г = Гл/ = 291,4658 мм; h =15 мм;

A = 0;R = r+h = 306,4658 мм; R/h = 20,431; Го/h = 3,9/15 = 0,26. Из рисунка 4.11 (при Го /h = 0,2) имеем А = 1,77. Из рисунка 4.12 (при Го /h = 0,3) имеем к = 1,4475. Применяя линейную интерполяцию, для рассматриваемого слу­ чая Го/h - 0,26, получаем к= 1,58. Таким образом, в рассмотренном примере отклонение результата, полученного для более грубой модели, составляет 2,5% по сравнению с результатом, полученным для более точной модели (рейки).

1. Методом конечных элементов на основе расчетной модели в виде кри­ вого бруса постоянной кривизны с выкружкой, испытывающего внецентренное растялсение или сжатие, получены графики для определения теоретиче­ ского коэффициента концентрации напряжений в широком диапазоне изме­ нения параметров зубчатой рейки.

2. Методом конечных элементов получены графики для определения теоретического коэффициента концентрации напряжений для рейки, выпол­ ненной по логарифмической спирали, с рядом односторонних выкружек, ис­ пытывающей внецентренное растяжение или сжатие, при варьировании раз­ меров поперечного сечения рейки и ее длины.

3. Предложен метод расчета на прочность зубчатой рейки при помощи коэффициента формы рейки.

5. КОНСТРУИРОВАНИЕ, ИЗГОТОВЛЕНИЕ И ИСПЫТАНИЕ

ИМПУЛЬСНЫХ МЕХАНИЗМОВ ПРИВОДА

Работоспособность основных схем предложенных рычажно-реечных механизмов привода проверялась в процессе испытания их действующих моделей и опытных образцов.

5.1. Модель четырехзвенного рычажно-реечного механизма Модель механизма показана на рисунках 5.1 (схема) и 5.2 (фото). Она содержит ведущее коромысло 1 и ведомое зубчатое колесо 2 с маховиком 5, шарнирно закрепленные на стойке, а таклсе промежуточное звено - рейку 3.

В качестве ведомого колеса 2 использована стандартная звездочка цепной передачи велосипеда. Рейка 3 имела зубья, выполненные в виде цевок - ро­ ликов от велосипедной цепи, надетых на оси. Поворачивая рейку 3 относи­ тельно кронштейна 4, можно было изменить плечо h, а также характер каса­ ния рейки с колесом с внутреннего (а) на внешнее (б). Угол давления а в за­ цеплении зависел от плеча h и фазы зацепления.

В процессе испытания модели оценивалась общая работоспособность передачи, эффективность функционирования подтормаживающего устройст­ ва в шарнире 1 - 3 (крепления коромысла 1 и рейки 3) в зависимости от про­ филя зубьев колеса 2. Для испытаний зацепления использовались звездочки цепной передачи с шагом t - 12,7 мм и числом зубьев z = 18 двух вариантов исполнения (рис. 5.3):

I - полного профиля;

II - с укороченными зубьями (высота зуба 3,5 мм).

Регистрировался факт установления зацепления рейки 3 с колесом 2 или его отсутствие и вычислялась вероятность этого события при различных уг­ лах давления а. Результаты эксперимента представлены на рисунке 5.4.

Рис. 5.1. Схема четырехзвенного рычажно-реечного механизма Рис. 5.2. Модель четырехзвенного рычажно-реечного механизма с прямолинейной рейкой Для звездочки полного профиля I зацепление с вероятностью 100% на­ ступало уже при угле давления а = 25°. Для звездочки II с укороченными зубьями а= 50° - 55°.

Характер касания рейки и колеса (внешнее или внутреннее) на вероятность зацепления влияния не оказал.

Для дальнейших работ был принят расчетный угол давления а= 35° при полнопрофильном зубе I.

Рис. 5.4. Вероятность установления зацепления Р в зависимости от угла давления а для вариантов исполнения звездочек 5.2. Четырехзвенный механизм привода велосипеда Данный механизм соответствует схеме б рисунка 3.1. Его кинематиче­ ские характеристики показаны на рисунке 3.3 б и являются достаточно бла­ гоприятными. Конструкция велосипеда показана на рисунках 5.5 и 5.6.

Рис. 5.5. Конструкция велосипеда с четырехзвенным механизмом привода (внешнее зацепление рейки с колесом) Ведущие коромысла 1 шарнирно закреплены на раме по обе стороны от заднего колеса на расстоянии 1ст= 190 мм от его оси.

Ведомые колеса 2, закрепленные на оси заднего колеса велосипеда, име­ ли цевочные зубья, z = 18.

В данной конструкции цевки были надеты на оси, стягивающие диски и установленные поверх серийной задней втулки дорожного велосипеда.

Рейки 3 имели зубья, расположенные по внешней стороне логарифмиче­ ской спирали.

Рис. 5.6. Велосипед с четырехз венным механизмом привода (внешнее зацепление рейки с колесом) Шарнир 4, связывающий рейку 3 с коромыслом 1, расположен на коро­ мысле ниже оси шарнира, связывающего коромысло со стойкой, причем рас­ стояние между осями указанных шарниров может изменяться. Шарнир снабжен простейшим подтормаживающим устройством (рис. 2.21). Ограни­ чительный ролик 5 закреплен на раме с помощью кронштейна 6.

Устройство синхронизации движения педалей включает коромысло 7 и тяги 8. Был испытан также вариант использования блока 9 с гибким метал­ лическим тросом, от которого отказались из-за износа троса.

В процессе испытаний конструкция показала свою принципиальную ра­ ботоспособность. Фрикционное устройство включения и отключения рееч­ ного зацепления работало надежно. Возникающий при этом шум был незна­ чительным.

Обнаруженные недостатки схемы состояли в следующем.

Коромысло, расположенное внизу от точки его подвеса к раме, неблагопри­ ятно сказывается на общей компоновке велосипеда. Та длина коромысла, ко­ торая является приемлемой по соображениям компоновки, оказывается не­ достаточной для обеспечения требуемого передаточного числа и привода на принятом шаге звездочки t = 12,7 мм. В перспективе данное противоречие, возможно, будет разрешено путем уменьшения шага t (модуля) зубьев. Од­ нако до проведения соответствующих исследований в области нагрузочной способности цевочного зацепления такое конструктивное решение являлось бы преждевременным.

Размещение двух шарниров подвеса коромысел к раме по сторонам от колеса требует увеличения жесткости рамы и вызывает ее утяжеление.

Выявлен недостаток жесткости и устойчивости пространственной сис­ темы «коромысло - рейка», работающей на сжатие. При максимальной на­ грузке шарнир 4 в результате поперечной деформации системы подходит к спицам колеса. С этим недостатком также проще было бы справиться при общем уменьшении габаритов механизма, обусловливаемым уменьшением шага (модуля) зацепления.

5.3. Шестизвенный механизм привода с регулируемой длиной Соответствующий экспериментальный велосипед (рис. 5.7, 5.8) был Рис. 5.7. Конструкция велосипеда с шестизвенным механизмом привода с регулируемой длиной ведущего коромысла (внутреннее зацепление рейки с колесом) сконструирован так, что после небольшой переналадки позволял испытать как схему г рисунка 3.1 с нижним расположением поддерживающего коро­ мысла, так и схему д (рис. 3.1) с верхним расположением коромысла. На его раме предусмотрены два положения оси коромысла.

Испытания привода с нижним расположением поддерживающего коро­ мысла не дали устойчивого функционирования системы включения - выклю­ чения реечного зацепления и были прекращены.

Испытания механизма с верхним расположением поддерживающего ко­ ромысла показали надежную работу системы включения зацепления. Недос­ татками данной конструкции являются:

- громоздкое ведущее коромысло 1, направленное вверх;

Рис. 5.8. Велосипед с шестизвенным механизмом привода с регулируемой длиной ведущего коромысла (внутреннее зацепление рейки с колесом) - громоздкое синхронизирующее коромысло;

- близость к земле рейки в крайних положениях;

- неблагоприятный характер передаточной функции: ощущается "проваливание" педали в конце хода (см. раздел 3.3.2).

В целом после доработки данная схема представляется перспективной.

5.4. Шестизвенный механизм привода велосипеда с верхним двуплечим поддерживающим коромыслом переменной длины Конструкция устройства показана на рисунках 5.9- 5.10. На рисунке 5. представлена зубчатая рейка механизма привода. В данной конструкции бы­ ли учтены недостатки предыдущих решений. Уменьшены габариты меха­ низма синхронизации педалей; уменьшена длина ведущего коромысла. Най­ дены удачные точки подвеса поддерживающего коромысла, что обеспечиват Рис. 5.9. Конструкция велосипеда с шестизвенным механизмом привода с верхним двуплечим поддерживающим коромыслом переменной длины (внутреннее зацепление рейки с колесом) ет хорошие значения угла входа в зацепление и надежное зацепление рейки в •' целом горизонтального движения рейки во всех фазах зацепления.

Имеется возможность за счет перемещения шарнира крепления тяги по поддерживающему коромыслу варьировать передаточное отношение меха­ низма в необходимом диапазоне.

Испытания этого образца велосипеда дали наиболее хорошие результа­ ты. Тем не менее, выявились и некоторые его недостатки:

- поддерживающее коромысло работает на изгиб и поэтому должно быть достаточно массивным;

- система имеет много шарниров, нагруженных большими силами, что неблагоприятно с точки зрения к.п.д. и прочности.

Работы по усовершенствованию данных схем продолжаются в направ­ лении обеспечения оптимальных запасов прочности элементов, а также раз­ работки технологических решений и устройств, обеспечивающих регулиров­ ку передаточного числа привода в процессе движения велосипеда.

Рис. 5.10. Велосипед с шестизвенным механизмом привода с верхним двуплечим поддерживающим коромыслом переменной длины (внутреннее зацепление рейки с колесом) Рис. 5.11. Зубчатая рейка механизма привода 5.5. Шестизвенные механизмы с регулированием длины стойки По данной схеме (рис. 3.1е) опытные образцы механизмов пока не изго­ товлены, но имеются конструктивные решения, нашедшие отражение в заяв­ ке на патент [23]. В частности, имеются предложения по организации варьи­ рования параметра 4« в процессе движения велосипеда.

На основе результатов исследования данного механизма нами был пред­ ложен мускульный привод транспортного средства [23], содержащий два двухкоромысловых механизма, включающих общую стойку (раму), ведущее и ведомое коромысла и шатун, на ведущих коромыслах которых закреплены педали, а к ведомым коромыслам присоединены тяги, связывающие их с ме­ ханизмами свободного хода, установленными на ведомом валу, причем ось подвеса обоих ведомых коромысел является общей и зафиксирована на раме с возможностью установочного перемещения (т.е. регулирования длины стойки).

Отличительными свойствами привода является следующее:

- длина шатуна равна длине ведущего коромысла (или отличается не бо­ лее, чем на 10%);

- соотношение параметров звеньев таково, что в среднем положении ве­ домого коромысла оси обоих его шарниров и ось качаний ведущего коро­ мысла расположены на одной прямой;

- устройство изменения длины стойки выполнено обеспечивающим ре­ гулирование этой длины в процессе движения транспортного средства.

Двухкоромысловый механизм с верхним расположением ведомого ко­ ромысла, схема которого показана на рисунке 5.12, содержит стойку 1, веду­ щее коромысло 2, шатун 3, ведомое коромысло 4, тягу 5, механизм свободно­ го хода (МСХ) 6.

Работа этого механизма происходит следующим образом. Коромысло совершает возвратно-вращательные движения постоянной амплитуды, а его точка А переходит из положения Ai в положение Ai. При этом принадлежа­ щая ведомому коромыслу 4 точка В перемещается из положения Bi в поло­ жение Вг, расстояние между которыми соответствует данному положению точки С на стойке. Смещение точки С в положение С приводит к из­ менению длины хорды В1В2 - Bi'Bi'. Соответственно изменяется и ход тяги 5, приводящей в двиясение МСХ 6, а следовательно, и угол поворота ведомо­ го вала. Отношение угловых скоростей ведущего и ведомого звеньев i в зави­ симости от угла ф поворота звена 2 при различных положениях точки С по­ казано на рисунке 5.13. Чем ниже опускается точка С, тем меньше 126- Огово­ ренные в формуле изобретения соотношения длин звеньев LQA- LAB И распо­ ложение точек СВО на одной прямой в середине цикла педалирования обес­ печивают симметричную форму кривых /^^(ф). Коэффициент Kj варьирования средних за цикл значений /^б даже превышает требующуюся для велосипеда Рис. 5.12. Схема двухкоромыслового механизма с верхним расположением ведомого коромысла Рис. 5.13. Передаточная функция двухкоромыслового механизма с верхним расположением ведомого коромысла величину Ki = 3. Отклонения мгновенного значения 12б((р) от среднего в рабо­ чем диапазоне угла ф в 60° не превышают ±10°.

Пример конструктивного оформления схемы с верхним расположением ведомого коромысла в приводе велосипеда показан на рисунке 5.14. Помимо звеньев 1 - 6, упомянутых выше, устройство содержит пружину 7, образую­ щую вместе с (МСХ 6 и тягой 5, которая на данных рисунках является це­ пью, известную систему «цепь Гали», и обеспечивающую постоянное натя­ жение цепи. Для синхронизации движения и возврата педалей в исходное по­ ложение служит трос 8, перекинутый через блок 9.

Рис. 5.14. Схема привода велосипеда (верхнее расположение Устройство изменения длины стойки во время движения содержит регу­ лировочное звено - ползун 10, пружину 11, фиксатор 12, гибкий трос 13, свя­ зывающий фиксатор с рычагом на руле (на рисунке не показан) и пружину фиксатора. Ползун 10 несет ось ведомых коромысел 4 и охватывает раму 1 с целью предотвращения проворота.

Устройство изменения длины стойки работает следующим образом. Для уменьшения передаточного отношения в активной фазе работы МСХ велоси­ педист с усилием нажимает на ту педаль, которая в данный момент находит­ ся ниже, и освоболодает фиксатор 12 (с помощью троса 13). Преодолевая уси­ лие пружины 11, ползун 10 опускается вниз, уменьшая тем самым длину стойки. Велосипедист ослабляет трос 13, под действием пружины 14 фикса­ тор 12 возвращается на место и фиксирует ползун 10 в новом положении.

Для увеличения передаточного отношения велосипедист освобождает фиксатор 12, не нажимая на педали. Под действием пружины 11 ползун поднимается вверх, увеличивая длину стойки.

На рисунке 5.15 показано более простое устройство изменения длины стойки. В нем регулировочное звено выполнено в виде коромысла 15. Вело­ сипедист рукой нажимает на фиксатор 12 и переводит коромысло 15 в нуж­ ное положение, не нажимая на педали.

В устройстве (рис. 5.16) регулировочное коромысло 15 выполнено в виде эксцентрика и установлено между упорами стойки 1, разнесенными между Рис. 5.15. Устройство изменения длины стойки Рис. 5.16. Устройство изменения длины стойки фрикционного типа собой по внешней окружности эксцентрика на угол 180° - (15°...35°), обеспе­ чивающий самоторможение этого соединения под действием сил, приложен­ ных к регулировочному коромыслу 15 со стороны ведомого коромысла 4.

Ось подвеса ведомого коромысла 4 смещена относительно центра указанной окружности на расстояние, меньшее ее радиуса, что дополнительно усилива­ ет эффект самоторможения. Это устройство обеспечивает бесступенчатое изменение длины стойки.

Для изменения передаточного отношения привода достаточно, не нажи­ мая на педали, перевести регулировочное коромысло 15 в нужнее положение.

На рисунке 5.17 показан пример выполнения привода с нилшим распо­ ложением точки подвеса ведомого коромысла 4. Регулировочное звеноа Рис. 5.17. Конструкция привода с нижним расположением ползун 10 имеет свободу вертикального установочного перемещения относи­ тельно рамы 1. Работа устройства происходит аналогично устройству, изо­ браженному на рисунке 5.14.

5.6. Возможности применения импульсной рычажно-реечной Как и любая механическая передача, предложенный рычажно-реечный механизм может иметь весьма широкую область применения [24, 52, 53].

Это, помимо мускульных приводов транспортных средств, механизмы малой механизации, маломощные энергоустановки, в том числе ветряные и волно­ вые.

На рисунке 5.18 изображена схема шлифовального станка (наждака) с повышающей рычажно-реечной передачей.

Рис. 5.18. Устройство заточного станка с нолшым Конструкция содержит корпус 1, на валу 2 которого закреплен шлифоваль­ ный круг 3, педаль 4, шарнирно соединенную со спиральной зубчатой рей­ кой 5 (шарнир 6 снабжен подтормаживающим устройством). Рейка входит в зацепление со звездочкой 7, вал 8 которой связан ременной передачей с ва­ лом 2.

Конструкция работает следующим образом. Нажатием ногой на педаль с частотой около 60 мин", обеспечивается вращение вала 8 с частотой при­ мерно 300 об/мин. При этом рейка 5, благодаря наличию ограничительного ролика 9, автоматически входит в зацепление со звездочкой 7 и выходит из него. Возврат педали 4 осуществляется пружиной 10. Наличие ременной пе­ редачи между валами 8 и 2 с передаточным отношением около 10, обеспечи­ вает вращение шлифовального круга 3 с частотой примерно 3000 об/мин.

1. Изготовлена и испытана модель четырехзвенного рычажно-реечного механизма с прямолинейной рейкой. Установлено, что для обеспечения на­ дежного зацепления угол давления должен быть не менее 25°.

2. Изготовлен и испытан велосипед с четырехзвенным рычажно-реечным механизмом привода с внешним зацеплением рейки с колесом. В процессе испытаний подтверждена принципиальная работоспособность конструкции.

3. Изготовлены и испытаны конструкции велосипедов с шестизвенными механизмами привода с регулируемой длиной ведущего коромысла и с верх­ ним двуплечим поддерживающим коромыслом переменной длины. Отмечена перспективность работ по данным схемам.

4. Предложены конструкции шестизвенного механизма привода велоси­ педа с регулированием длины стойки, позволяющие варьировать передаточ­ ное отношение в процессе движения. На данные конструкции получено по­ ложительное решение о выдаче патента на изобретение.

5. Предложена схема привода шлифовального станка (наждака), осно­ ванная на использовании повышающей рычажно-реечной передачи.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Выполнен анализ и предложена классификация существующих технических решений в области механизмов приводов транспортных средств, использующих мускульную силу человека, согласно которой все механизмы привода разделены на две группы: цикловые и импульсные. Предложены обобщенные структуры привода.

2. По результатам рыполненного анализа для дальнейшего исследования выбрана перспективная схема импульсной рычажно-реечной повышающей передачи, совмещающей функции МСХ, допускающая изменение передаточного числа.

3. Предложено в качестве начальной кривой рейки использовать логарифмическую спираль, что осуществляет постоянство угла давления в зацеплении. Получен патент РФ на изобретение. Проанализирована возможность аппроксимации логарифмической спирали дугой окружности.

4. Предложен принцип и разработана конструкция устройства, обеспечивающего надежную работу механизма в переходных режимах и отсутствие шума на холостом ходу. Получен патент РФ на изобретение.

5. Разработан метод и выполнено кинематическое исследование рычажно-центроидной схемы механизма. Получены зависимости передаточных функций, углов входа в зацепление, углов давления в рычажной части механизмов от геометрических параметров для различных схем рычалшо-реечных механизмов.

6. Оценено влияние на передаточную функцию механизма Несопряженности цевочного варианта реечного зацепления. Сделан вывод о допустимости использования последнего в условиях малых скоростей мускульных приводов.

7. Для расчета на прочность зубчатой рейки применен метод конечных элементов. Получены теоретические коэффициенты концентрации напряжений кривого бруса постоянной кривизны с выкружкой и для рейки, выполненной по логарифмической спирали, с рядом односторонних выкружек. Предложен метод расчета на прочность зубчатой рейки при помощи коэффициента формы рейки.

8. Разработаны структурные схемы четырех-, шести- и восьмизвенных рычажно-реечных механизмов привода двухколесного велосипеда, у'* допускающие регулирование передаточного отношения в процессе движения. В том числе - схемы с варьируемым параметром стойки. Получено решение о выдаче патента на изобретение.

9. Разработаны конструкции велосипедов с импульсным педальным приводом, содержащие рычажно-реечную передачу, подтвердившие свою работоспособность в процессе испытаний.

10.Предложена схема привода заточного станка, основанная на использовании импульсной повышающей рычажно-реечной передачи.

1. Александров М.П. Подъемно-транспортные машины: Учебник для ву­ зов.- М.: Высш. шк., 1979.- 558 с.

2. Артоболевский И.И. Теория механизмов.- М.: Наука, 1967.- 720 с.

3. А. с. 1130709 СССР, МКИ F 16 Н 19/04. Устройство для преобразова­ ния возвратно-поступательного движения в прерывистое вращательное/ В.Д.Прокофьев, А.П.Кузин, Г.Н.Беляков, А.С.Якушев, В.И.Власов (СССР).Заявлено 24.07.80; Опубл. 23.12.84, Бюл. №47 // Открытия.

Изобретения.- 1984.-№47.-С. 109-110.

4. А. С.1281787 СССР, МКИ F 16 Н 19/04. Реечная передача/ В.А.Вакуленко (СССР).-№3856395/25-28; Заявлено 18.12.84; Опубл. 07.01.87, 5. А. с. 1326822 СССР, МКИ F 16 Н 19/02. Зубчатый мехнизм/ В.П.Прохоров, Н.И.Прохорова (СССР).-№3904135/25-28; Заявлено 03.06.86;

Опубл. 30.07.87, Бюл. №28// Открытия. Изобретения.-1987.- №28.- С. 126.

6. А. с. 1733029 СССР, МКИ А 63 Н 29/20. Привод для транспортной иг­ рушки /В.М.Алютин (СССР).-№4779851/12; Заявлено 08.01.90; Опубл.

15.05.92, Бюл. №18// Открытия. Изобретения.- 1992.- №18.- С. 31.

7. Балжи М.Ф., Леонов А.И. К анализу некоторых схем планетарных им­ пульсных механизмов// Сборник статей «Конструирование и расчет гусенич­ ных машин».- Челябинск: Изд - во ЧПИ, 1967.Вып. 44, - С. 49-50.

8. Биргер И.А., Шорр Б.Ф., Иосилевич Г.Б. Расчет на прочность деталей машин: Справочник.- М.: Машиностроение, 1979.- 702 с.

9. Благонравов А.А. Механические бесступенчатые передачи нефрикци­ онного типа.- М.: Машиностроение, 1977.-143 с.

10. Благонравов А.А. Пзо'и развития механических бесступенчатых пе­ редач// Механика и процессы управления моторно-трансмиссионных систем транспортных машин: Сб. кратких научных сообщений Всероссийской научно-технической конференции. Отв. ред. А.В.Юркевич.- Курган, Изд-во Кур­ ганского гос. ун-та, 2003.- С. 3- 12.

11. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для ин­ женеров и учащихся втузов.- М.: Гос. изд-во физико-математической литера­ туры, 1962.- 608 с.

12. ГОСТ 6693-83* Велосипеды. Основные параметры и размеры.- М.:

Изд-во стандартов, 1988.- 4 с.

13. Волков Г.Ю. Исследование червячных передач с фиксированными шариками: Дис....канд. техн. наук.- Курган, 1982.- 234 с.

14. Волков Г.Ю. О построении универсального языка описания меха­ низмов// Теория механизмов, прочность машин и аппаратов: Сб. науч. тр.

Вып. 2.- Курган: Изд-во Курганского гос. университета, 1997.-С. 49-58.

15. Волков Г.Ю. Структура и метрика механизмов: Учебное пособие.Курган: Изд-во Курганского гос. университета, 1998.-35 с.

16. Волков Г.Ю., Тютрина Л.Н. Обобщенные структуры циклового и импульсного биоприводов транспортных средств // Механика и процессы управления моторно-трансмиссионных систем транспортных машин: Сб.

кратких научных сообщений Всероссийской научно-технической конферен­ ции. Отв. ред. А.В.Юркевич.- Кзфган, Изд-во Кзфганского гос. ун-та, 2003.С. 74- 77.

17. Волков Г.Ю., Тютрина Л.Н. Основания выбора начальной кривой рейки храпового мультипликатора// Механика и процессы управления мо­ торно-трансмиссионных систем транспортных машин: Сб. кратких научных сообщений Всероссийской научно-технической конференции. Отв. ред.

А.В.Юркевич.- Курган, Изд-во Курганского гос. ун-та, 2003.- С. 122- 124.

18. Довиденас В.И. Веломобили.- Д.: Машиностроение. Ленингр. отдние, 1986.-112С.

19. Долматовский Ю.А. Автомобиль за 100 лет.- М.: Знание, 1986.- 240 с.

20. Дьяконов В.П. Mathcad 2000: учебный курс- СПб: Питер,2000.- 592с.

21. Заявка 2001133594 РФ, МКИ F 16 Н 19/04. Механизм для преобра­ зования возвратного движения во вращательное / Волков Г. Ю. (РФ), Тютрина Л.Н. (РФ); Курганский государственный университет.-Заявлено 10.12.2001; Опубл. 10.09.2003, Бюл. № 25 (ч.П) // Изобретения. Полезные мо­ дели.- 2003.- №25 (ч.11).-С.212.

22. Заявка 2003105536 (005758) РФ, МКИ F 16 Н 19/04; В 62 М1/04. Ре­ ечная передача / Волков Г. Ю. (РФ), Тютрина Л.Н. (РФ); Курганский госу­ дарственный университет.-Заявлено25,02.2003; Опубл.2004, Бюл. № 27(ч.1).С.146.

23. Заявка 2003110561 (011223) РФ, МКИ В 62 М1/04. Мускульный при­ вод транспортного средства / Волков Г. Ю. (РФ), Тютрина Л.Н. (РФ); Кур­ ганский государственный университет.-Заявлено 14.04.2003.

24. Карелин B.C. Проектирование рычажных и зубчато-рычажных меха­ низмов: Справочник.- М.: Машиностроение, 1986.- 180 с.

25. Крайнев А.Ф. Механика машин.: Фундаментальный справочник.- М.:

Машиностроение, 2000.- 904 с.

26. Леонов А.И, Инерционные автоматические трансформаторы вра­ щающего момента.- М.: Машиностроение, 1978.- 223 с.

27. Леонов А.И. Микрохраповые механизмы свободного хода.- М.: Ма­ шиностроение, 1982.- 219 с.

28. Леонов А.И., Дубровский А.Ф. Механические бесступенчатые нефрикционные передачи непрерывного действия.- М.: Машиностроение, 1984.- 192 с.

29. Леонов А.И., Ефимов Н.П. Бесступенчатые рычажно-фрикционные передачи.- М.: Машиностроение, 1987.-135 с.

30. Литвин Ф.Л. Теория зубчатых зацеплений.- М.: Наука, 1968.- 584 с.

31. Любовицкий В.П. Гоночные велосипеды.- Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1989.- 319 с.

32. Мальцев В.Ф. Механические импульсные передачи.- М.: Машино­ строение, 1978.- 367 с.

33. Норенков И.П., Маничев В.Б. Основы теории и проектирования САПР.- М.: Высш. шк., 1990.- 335 с.

34. Пат. 2141909 РФ, МКИ В 62 М 1/16. Мускульный привод транспорт­ ного средства /А.К.Исмаилов (РФ).-№98112945/28; Заявлено 08.07.98;Опубл.

27.11.99, Бюл. №33 (ч. II) // Изобретения.-1999.-№33 (ч.11).-С.148.

35. Пат. 2223430 РФ, МПК F 16 Н 19/04. Механизм для преобразования возвратного движения во вращательное / Волков Г. Ю., Тютрина Л.Н. (РФ);

Курганский государственный университет.-№2001133594; Заявлено 10.12.2001; Опубл. 10.02.2004, Бюл. № 4 //Изобретения. Полезные модели.ч.111).-С.586-587.

36. Пат. 2230244 РФ, МПК F 16 Н 19/04. Реечная передача / Волков Г.

Ю., Тютрина Л.Н. (РФ); Курганский государственный университет.Заявлено 25.02.2003; Опубл. 10.06.2004, Бюл. № 16 // Изобретения. Полезные модели.- 2004.- №16 (ч.11).-С.395.

37. Петерсон Р. Коэффициенты концентрации напряжений: Графики и формулы для расчета конструктивных элементов на прочность.- М.: Мир, 1977.-304 с.

38. Пожбелко В.И.Инерционно-импульсные приводы машин с динами­ ческими связями.- М.: Машиностроение, 1989.-132 с.

39. Поляков B.C., Барбаш И.Д. Муфты. Конструкции и расчет.- Л.: Ма­ шиностроение, 1973.- 336 с.

40. Савелов А.А. Плоские кривые. Систематика, свойства, применение:

Справочное руководство.- М.: Гос. изд-во физико-математической литерату­ ры, I960.- 296 с.

41. Савин Г.Н., Тульчий В.И. Справочник по концентрации напрялсений.- Киев: Вища школа, 1976.- 412 с.

42. Сопротивление материалов/ Под общ. ред. Писаренко Г.С.-Киев:

Вища школа, 1973.- 672 с.

43. Таурок В.Г. Механические бесступенчатые передачи.- М.: Машгиз, 1947.- 154 с.

44. Теория механизмов и механика машин: Учеб. для втузов/ К.В.Фролов, С.А.Попов, А.К.Мусатов и др.; Под ред К.В.Фролова.- М.:

Высш. шк., 1998.-496 с.

45. Тютрина Л.Н. Влияние параметров начальной кривой рейки на сило­ вую работоспособность храпового мультипликатора// Сборник научных тру­ дов аспирантов и соискателей Курганского государственного университета (естественные, технические и экономические науки) - Курган: Изд - во КГУ, 2003.-С. 87-91.

46. Тютрина Л.Н. Исследование реечной передачи с промежуточными телами на основе кривошипно - ползунного механизма// Сборник научных трудов аспирантов и соискателей Курганского государственного университе­ та (технические и педагогические науки). Вып. III. - Курган: Изд - во Кур­ ганского гос. ун-та, 2001. - С. 45-48.

47. Тютрина Л.Н. Математическая модель и кинематический синтез зубчато - рычажного механизма привода велосипеда// Сборник научных трудов аспирантов и соискателей Курганского государственного университета (естественные, технические и экономические науки) - Курган:

Изд - во КГУ, 2003. - С. 83-87.

48. Тютрина Л.Н. Параметрический анализ механизмов варьирования амплитуды импульсов привода велосипеда// Механика и процессы управле­ ния моторно-трансмиссионных систем транспортных машин: Сб. кратких на­ учных сообщений Всероссийской научно-технической конференции. Отв.

ред. А.В.Юркевич.- Курган, Изд-во Курганского гос. ун-та, 2003.- С. 77-79.

49. Тютрина Л.Н. Параметрическое исследование зубчато - храпового механизма// Сборник научных трудов аспирантов и соскателей Курганского государственного университета (экономические, педагогические и техниче­ ские науки). Вып. IV.- Курган: изд-во Курганского гос. ун-та, 2002.- С. 133Умняшкин В.А., Филькин Н.М. Проблемы и направления развития инерционных трансформаторов вращающего момента// Бесступенчатые нередачи и механизмы свободного хода: Межвузовский сборник научных тру­ дов. - Калининград: изд - во Калининградского гос. технического ун-та, 2001.-С. 273-279.

51. Умняшкин В.А., Филькин Н.М., Набиев И.С. Инерционные передачи транспортных средств// Механика и процессы управления моторнотрансмиссионных систем транспортных машин: Сб. кратких научных сооб­ щений Всероссийской научно-технической конференции. Отв. ред.

А.В.Юркевич.- Курган, Изд-во Курганского гос. ун-та, 2003.- С. 74- 77.

52. Шашкин А.С. Зубчато-рычажные механизмы.- М.: Машиностроение, 1971.-192 с.

53. Шашкин А.С. Регулируемые зубчато-рычажные и волновые механизмы.-Воронеж: Изд-во Воронеж, ун-та, 1987.- 248 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ

МНННСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ И СОЦИАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия»

• РНЦ-ВТО"

УТВЕРЖДАЮ

о внедрении результатов научно-исследовательской работы Результаты научных исследований, проведенных Тютриной Л.Н. на тему:

«Анализ и совершенствование импульсных рычажно-реечных механизмов для мускульных приводов» апробированы и внедрены в РЬЩ «ВТО» в практическую деятельность отделения ЛФК.

Разработанный тренажёр с использованием механизма для преобразования возвратного движения во вращательное обеспечивающее использование их людьми с ограниченными физическими возможностями (имеющими одну здоровую ногу, имеющими ноги неодинаковой длины). Данный тренажёр позволяет дозировать нагрузку, обеспечивать разные по величине усилия на одну и вторую педали, варьировать амплитуду входного звена.

Разработанный тренажёр позволяет повысить эффективность проведения больных с нарушением опорно-двигательного аппарата.