Филонов И.П., Анципорович П.П., Акулич В.К. Теория механизмов, машин и манипуляторов

Учебное издание. — Минск: Дизайн ПРО, 1998. — 656 с.Излагаются методы математического моделирования технологических машин и манипуляторов промышленных роботов.
В основу оценки эффективности проектируемых схем положены критерии качественной оценки их работоспособности: энергопотребление, материалоемкость, динамическая нагруженность, колебания, трение и износ.
Для студентов вузов машиностроительных специальностей, молодых специалистов и преподавателей смежных курсов, желающих ознакомиться с основными положениями и методами количественной оценки критериев работоспособности технологического оборудования, используемого в условиях автоматизированного производства.Предисловие.
Введение.
Общие сведения по теории технологических машин-автоматов.
Особенности технологических процессов изготовления деталей и проектирования схем технологического оборудования в условиях автоматизированного производства.
Структура машин-автоматов и их производительность.
Системы управления автоматическим циклом.
Взаимосвязь динамических характеристик машин с производительностью и погрешностью позиционирования.
Программы согласованности движений исполнительных механизмов машин-автоматов.
Особенности поиска оптимальной структуры автоматизированного технологического комплекса.
Особенности управления формообразованием поверхностей деталей машин и приборов.
Моделирование согласованности движений исполнительных механизмов с использованием операций алгебры логики.
Техническая реализация операций алгебры логики.
Синтез систем управления по пути.
Методики математического моделирования и исследования движения звеньев машин.
Основные положения и задачи.
Динамические и математические модели проектируемой схемы машины.
Определение динамических характеристик машины (приведение сил и масс).
Оценка силовых кинематических и энергетических характеристик машины.
Выбор и обоснование закона движения вдоль заданной траектории.
Кинематика процесса «разгон—торможение».
Анализ синтез законов движения вдоль заданной траектории.
Особенности решения уравнений движения приводного вала машины с учетом характеристики приводного двигателя.
Определение закона движения приводного вала машины с электродвигателем переменного тока.
Определение закона движения приводного вала машины с электродвигателем постоянного тока.
Оценка неравномерности установившегося движения приводного вала машины.
Методика и алгоритм численного исследования неравномерности вращения приводного вала машины.
Оценка энергопотребления и динамической нагруженности машин и механизмов.
Критерии качественной оценки работоспособности машин, механизмов, кинематических пар.
Коэффициенты энергопотребления (энергозатрат).
Коэффициент материалоемкости машины.
Взаимосвязь коэффициентов энергопотребления и материалоемкости.
Коэффициент динамичности.
Цикловой механический коэффициент полезного действия и коэффициента потерь.
Угол давления и коэффициент возрастания усилия.
Взаимосвязь силовых, массовых и энергетических характеристик машины.
Взаимосвязь силовых и массовых характеристик.
Взаимосвязь массовых и энергетических характеристик.
Взаимосвязь силовых и энергетических характеристик.
Определение постоянной составляющей приведенного момента инерции по заданному коэффициенту неравномерности скорости звена приведения.
Использование энергии маховика для транспортирования грузов с минимальными энергозатратами.
Программное управление приводами машин.
Оценка динамической нагруженности и энергопотребления машин.
Исследование энергопотребления и динамической нагруженности машин.
Постановка задачи.
Методика определения динамической нагруженности машинного агрегата при разгоне и торможении.
Моделирование механических характеристик приводов.
Моделирование движения электромеханических систем.
Характеристики электродвигателей переменного тока.
Алгоритм приближенного аналитического представления механической характеристики асинхронного электродвигателя.
Механические характеристики электродвигателей постоянного тока.
Алгоритм приближенного аналитического представления механической характеристики двигателя постоянного тока.
Примеры определения массовых и энергетических характеристик приводов.
Пример аналитического представления характеристики двигателя постоянного тока.
Пример определения энергомассовых характеристик привода компрессора с асинхронным электродвигателем переменного тока.
Пример определения энергомассовых характеристик привода штамповочного пресса с асинхронным электродвигателем переменного тока.
Механические характеристики гидравлического привода.
Моделирование движения звеньев гидропривода.
Характеристики гидравлического привода.
Последовательность расчета для аналитического представления механической характеристики гидропривода.
Параметры и количественные соотношения механических энергетических, гидравлических и пневматических явлений используемые при моделировании движения машин.
Силовые и энергетические характеристики электромеханического привода при разгоне машины.
Моделирование геометрических и кинематических связей в машинах.
Постановка задачи моделирования механизмов.
Связи, кинематические пары и степень подвижности механизмов.
Особенности моделирования кинематики механизмов машин.
Кинематика механизмов с постоянным передаточным отношением.
Кинематические характеристики рычажных механизмов с одной степенью подвижности.
Особенности выбора систем координат.
Кинематические характеристики простейших рычажных механизмов.
Кинематические характеристики некоторых шестизвенных механизмов.
Алгоритм определения кинематических характеристик рычажных механизмов с одной степенью подвижности.
Силовой анализ механизмов.
Особенности моделирования силового взаимодействия.
Классификация сил.
Условие кинетостатической определимости.
Определение реакций в подвижных соединениях звеньев.
Примеры определения зависимости реактивных сил от обобщенной координаты.
Взаимосвязь кинетической энергии механизма с распределением масс его звеньев.
Моделирование трения и износа.
Общие сведения о внешнем трении твердых тел.
Общие сведения о количественной оценке износа сопряжений.
Математическое моделирование процессов формообразования точных поверхностей деталей машин и приборов.
Методика опенки характера износа сопряжения.
Определение износе звеньев, входящих во вращательную пару.
Определение износа звеньев, входящих в поступательную пару.
Особенности количественного определения износа элементов кинематических пар рычажных механизмов.
Определение износа в кинематических парах кривошипно-ползунного механизма.
Количественная оценка сил трения.
Определение приведенного коэффициента трения скольжения в поступательной кинематической паре.
Определение приведенного коэффициента скольжения во вращательной паре.
Количественная оценка сопротивления качению.
Гипотезы, объясняющие сопротивление качению.
Приведенный коэффициент трения в прямолинейных направляющих качения.
Приведенный коэффициент трения качения в круговых направляющих.
Приведенный коэффициент трения при качении и скольжении.
Определение работы (мощности), затрачиваемой на преодоление трения и износ в кинематических парах механизмов.
Определение реакций в кинематических парах механизмов с учетом сил трения в направляющих ползуна.
Моделирование движения звеньев кулачкового механизма с учетом износа.
Постановка задачи.
Анализ силового взаимодействия кулачка и толкателя.
Моделирование движения звеньев с учетом податливости их подвижных соединений.
Причины и виды колебаний в машинах.
Моделирование внешнего возмущающего воздействия.
Параметры простейших видов колебаний.
Реакция упругой системы на внешнее возмущающее воздействие.
Основные этапы динамических расчетов.
Примеры типовых динамических моделей механических систем машин.
Особенности программного управления движением машин.
Приведение упругих и диссипативных связей.
Динамические и математические модели машин с учетом упругости звеньев передаточных механизмов.
Моделирование внешнего возмущающего воздействия в рычажных механизмах.
Особенности уравновешивания механизмов.
Уравновешивание вращающихся звеньев.
Основные положения виброзащиты и виброизоляции машин.
Моделирование геометрических кинематических связей и динамика манипуляторов.
Постановка задачи.
Особенность структурного анализа и синтеза схем манипуляторов.
Массово-геометрические характеристики звеньев манипуляторов.
Определение кинематических характеристик звеньев манипуляторов с использованием матричной формы преобразование координат векторов.
Геометрия траектории и кинематика схвата.
Моделирование движения в пространстве.
Постановка задачи.
Моделирование движения точки в пространстве с использованием матричной формы записи уравнений преобразования координат векторов.
Алгоритм определения координат радиуса-вектора точки.
Алгоритм определения составляющих вектора скорости точки.
Алгоритм определения составляющих вектора ускорения точки.
Определение скоростей, ускорений звеньев и их центров масс.
Взаимосвязь кинематики звеньев манипулятора с законом движения схвата вдоль заданной траектории.
Определение динамической нагруженности подвижных соединений звеньев манипуляторов от инерционных сил.
Определение динамической нагруженности подвижных соединений звеньев манипулятора от моментов инерционных сил.
Оценка динамической нагруженности подвижных соединений звеньев манипулятора от сил веса.
Анализ энергозатрат на движение звеньев манипулятора.
Методика оценки динамической нагруженности подвижных соединений звеньев манипуляторов.
Определение реакций в кинематических парах звеньев манипуляторов.
Кинематика и динамика манипуляторов в примерах и задачах.
Особенности структурно-кинематического синтеза схем манипуляторов.
Кинематика и динамика манипуляторов B_z0B_x2B_x3(B_z0B_y2B_y3).
Определение обобщенных координат.
Определение обобщенных скоростей и ускорений.
Определение скоростей, ускорений звеньев и их центров масс.
Определение реактивных сил и движущих моментов.
Кинематика и динамика манипуляторов ВВП.
Особенности определения обобщенных координат некоторых схем манипуляторов.
Литература.