Кинематика 5R-механизма Беннетта, отрицательная угловая скорость

T A Mustafaev; F F Khabibullin; M R Faizov

doi:10.22213/2413-1172-2022-2-34-39

Authors

T. A. Mustafaev Kazan National Research Technical University named after A.N. Tupolev - KAI
F. F. Khabibullin Kazan National Research Technical University named after A.N. Tupolev - KAI
M. R. Faizov Kazan National Research Technical University named after A.N. Tupolev - KAI

DOI:

https://doi.org/10.22213/2413-1172-2022-2-34-39

Keywords:

five-link Bennett mechanism, ghost angle, double crank, driving crank, driven crank

Abstract

This article provides reasoning and research of spatial mechanisms. The creation of the first simple Bennett mechanism obtained through the pyramid of its base and sides is described. In the pyramid, the angles of inclination and heights of the sides are determined to obtain standard equalities. Thanks to all the parameters, the theoretical link lengths that have practical values are determined. All parameters of length and angles are presented on the structural diagram for each received mechanism. On the basis of two identical, but mirrored mechanisms, a five-bar Bennett mechanism is synthesized. The five-link mechanism is obtained by mutual integration of two identical links, for which the calculation method is described. The article contains a calculation to determine the length and angle of the frame. The frame is obtained by the specified parameters of the ghost angle, the parameters of the two mirrored links derived into one expression. The specified inequality is used for a five-link mechanism in which it is obtained by a driving and a driven full-turn link. The text defines the main kinematic parameters of the links that make a complete turn around its axis without contact. All parameters of the mechanism are metered intuitively. Principle kinematic parameters of the mechanism: angular displacement, angular velocity and angular acceleration are determined. The kinematics is determined with respect to the driving and driven link, taking into account the angular displacement, speed and acceleration. For a more accurate calculation, the dependence of the additional ghost angle of the mechanism on the kinematic parameters is considered. The obtained data are visualized using diagrams of relationships of the rotation of the input link to the output using the Maple application. In trigonometric functions, there is a negative and a positive value determined by the quadrants on the sectors of the circle. Diagrams of angular displacement and angular velocity according to the calculations show negative numerical values. The angular acceleration of the driven link during the rotation of a full turn of the driving link of the mechanism changes its acceleration 4 times. The analysis of the data obtained allows us to conclude that the driven link will rotate jerkily, at these moments there is a possibility of destruction of the mechanism and an increase in the load on the driven link and imbalance of the mechanism.

Author Biographies

T. A. Mustafaev, Kazan National Research Technical University named after A.N. Tupolev - KAI

Post-graduate

F. F. Khabibullin, Kazan National Research Technical University named after A.N. Tupolev - KAI

PhD in Engineering, Associate Professor

M. R. Faizov, Kazan National Research Technical University named after A.N. Tupolev - KAI

Post-graduate

References

Кесель Л. Г. Влияние деформации плоского зеркала коаксиального лазера на характеристики выходного излучения // Вестник Казанского технического университета им. А. Н. Туполева. 2021. Т. 77, № 1. С. 15-20.

Батищева К. А., Вымпина Ю. Н. Влияние способа обработки алюминиево-магниевого сплава на структуру кольцевых осадков, формирующихся при испарении капель коллоидных растворов // Вестник Казанского технического университета им. А. Н. Туполева. 2021. Т. 77, № 1. С. 31-33.

Ефремова Е. С., Мифтахов Б. И., Солдаткина К. В. Имитационное моделирование неподвижного приемника вихревой системы воздушных сигналов // Вестник Казанского технического университета им. А. Н. Туполева 2021. Т. 77, № 1. С. 102-108.

Иванов В. К. К задаче аналитического проектирования мехатронных систем // Вестник Казанского технического университета им. А. Н. Туполева 202. Т. 77, № 1. С. 67-70.

Валиуллина Д. М., Козлов В. К., Садыков Э. М. Исследование корреляций между характеристиками трансформаторного масла // Вестник Казанского технического университета им. А. Н. Туполева. 2021. Т. 77, № 1. С. 62-66.

Валиев А. И., Курылев Д. В. Экспериментальная установка для исследования процесса электрохимической обработки кромок профиля пера лопаток газотурбинного двигателя // Вестник Казанского технического университета им. А. Н. Туполева. 2021. Т. 77, № 1. С. 57-61.

Кесель Б. А., Кесель Л. Г. Энергоэффективность мобильной газотурбинной электростанции малой мощности для электроснабжения буровой // Вестник казанского технического университета им. А. Н. Туполева. 2021. Т. 77, № 1. С. 71-75.

Муратаев Ф. И., Евлампьев А. В., Муратаев Т. А. Анализ причин развития стресс коррозии аустенитных сталей и сварных соединений // Вестник казанского технического университета им. А. Н. Туполева. 2021. Т. 77, № 1. С. 76-81.

Физическое моделирование теплогидравлических характеристик каналов с овально-траншейными вихрегенераторами / А. А. Миронов, С. А. Исаев, А. Н. Скрыпник, И. А. Попов, Ю. Ф. Гортышев // Тепловые процессы в технике. 2020. Т. 12, № 9. С. 386-402.

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

Skrypnik A.N., Shcelchkov A.V., Gortyshov Yu.F., Popov I.A. Artifician neural networks application on friction factor and heat transfer coefficients prediction in tubes with inner helical-finning. Applied Thermal Engineering, 2022, vol. 206, p. 118049.

Рощин В. В., Хабибуллин Ф. Ф., Ерахмадов С. Н. К оценке температурного состояния шарикоподшипников опор гтд повышенной теплонапряженности // Вестник Казанского государственного технического университета им. А. Н. Туполева. 2019. Т. 75, № 3. С. 66-69.

Моделирование динамики двухфазного потока в сепараторе / И. М. Баянов, Ю. Ф. Гортышов, В. Г. Тонконог, М. И. Тонконог // Вестник Казанского государственного технического университета им. А. Н. Туполева. 2013. № 4. С. 34-42.

Lustin A.D., Egorov S.V. Defining relation of vibration of vehicle suspension with the mass and rigidity design deviations.International Journal of Applied Engineering Research, 2015, vol. 10, no. 24, pp. 44629-44635.

Мудров П. Г. Пространственные механизмы с вращательными парами / Казанский сельскохозяйственный институт имени М. Горького, 1976.

Конструктивное моделирование процессов синтеза : монография В. А. Райхлин, И. С. Вершинин, Р. К. Классен, Р. Ф. Гибадуллин, С. В. Пыстогов. Казань : Фэн, 2020. 248 с.

Вершинин И. С. Конструктивное моделирование систем ассоциативной стеганографии // Математические методы в технике и технологиях - ММТТ. 2020. Т. 12-3. С. 137-144.

Snegurenko A.P., Zaydullin S.S., Novikova S.V., Valitova N.L., Kremleva E.S. Technology of multilevel interuniversity indicators as a factor for increasing academic mobility. Experience based on russian federal educational standards.Integration of Education, 2022, vol. 26, no. 1 (106), pp. 55-71.

Ассоциативная стеганография текстовых сообщений / И. С. Вешинин, Р. Ф. Гибадуллин, С. В. Пыстогов, В. А. Райхлин // Вестник московского университета. Серия 15: Вычислительная математика и кибернетика. 2021. № 1. С. 3-14.

Gibadullin R.F., Vershinin I.S., Volkova M.M. Software Development for Placing Tiles in Two-Dimensional Space.International Multi-Conference on Industrial Engineering and Modern Technologies - 2020 (FarEastCon 2020), p. 9271369.