Transport engineering Transport engineering Транспортное машиностроение 2782-5957 84104 10.30987/2782-5957-2024-6-31-40 Машиностроение Mechanical engineering Машиностроение STRUCTURAL SYNTHESIS OF EIGHT-BAR CLOSED KINEMATIC CHAINS OF THE FOURTH SUBFAMILY MOVING LINKS OF THE FIRST FAMILY СТРУКТУРНЫЙ СИНТЕЗ ВОСЬМИЗВЕННЫХ ЗАМКНУТЫХ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ПОДВИЖНЫХ ЗВЕНЬЕВ ЧЕТВЕРТОГО ПОДСЕМЕЙСТВА ПЕРВОГО СЕМЕЙСТВА https://orcid.org/0009-0000-7674-5082 Вовкотруб Валерий Владимирович Vovkotrub Valeriy Vladimirovich vovkotrubv@yandex.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Краснодарское высшее военное авиационное училище летчиков имени Героя Советского Союза А.К. Серова Министерства обороны Российской Федерации Краснодар Россия Krasnodar Higher Military Aviation School of Pilots named after Hero of the Soviet Union A.K. Serov of the Ministry of Defense of the Russian Federation; Krasnodar Russian Federation 28 06 2024 28 06 2024 2024 6 31 40 08 04 2024 12 04 2024 https://naukaru.ru/en/nauka/article/84104/view

Цель исследования: развитие метода структурного синтеза замкнутых кинематических цепей подвижных звеньев на четвертое подсемейство первого семейства. Задачи: на основе универсальной структурной системы замкнутых кинематических цепей подвижных звеньев первого семейства, определить состава решений, описывающих организацию замкнутых кинематических цепей подвижных звеньев четвертого подсемейства первого семейства при сложности базисного звена цепи, равной четырем, подвижности цепи равной шести и общем числе звеньев цепи, равном восьми. Произвести идентификацию виртуальных звеньев цепи и получить сочетания кинематических пар и звеньев, являющихся основой для построения структурных схем восьмизвенных замкнутых кинематических цепей подвижных звеньев четвертого подсемейства первого семейства, при сложности базисного звена цепи равной четырем. Используя полученные данные, рассмотреть на конкретном примере процесс построения структурных схем восьмизвенных замкнутых кинематических цепей подвижных звеньев первого семейства. Методы исследования: метод структурного синтеза замкнутых кинематических цепей подвижных звеньев первого семейства, теория множеств и комбинаторика, виртуализация, идентификация и кодирование, теория графов. Новизна работы: раскрыты особенности применения универсальной структурной системы для определения состава восьмизвенных замкнутых кинематических цепей подвижных звеньев четвертого подсемейства первого семейства. На конкретном примере, рассмотрен процесс построения структурных схем, восьмизвенных замкнутых кинематических цепей подвижных звеньев четвертого подсемейства первого семейства. Результаты исследования: найдены сочетания кинематических пар и звеньев, позволяющие построить все возможные структурные схемы восьмизвенных замкнутых кинематических цепей подвижных звеньев четвертого подсемейства первого семейства при заданных параметрах. Получена структурная схема восьмизвенной замкнутой кинематической цепи подвижных звеньев четвертого подсемейства первого семейства четвертого вида, из которой путем остановки одного из звеньев, могут образовываться одноподвижные восьмизвенные механизмы первого семейства. Показана структурная схема одного из таких механизмов: винто-рычажного механизма первого семейства.

The study objective is to develop a method for the structural synthesis of closed kinematic chains of moving links onto the fourth subfamily of the first family. The tasks are the following: based on the universal structural system of closed kinematic chains of the first family movable links to determine the composition of solutions describing the arrangement of closed kinematic chains of the fourth subfamily movable links of the first family with the complexity of the basic chain link equal to four, chain mobility equal to six and the total number of chain links equal to eight. To identify virtual chain links and obtain combinations of kinematic pairs and links that are the basis for constructing structural schemes of eight-bar closed kinematic chains of the fourth subfamily moving links of the first family, with the complexity of the basic chain link equal to four. Using the obtained data, to consider constructing structural schemes of eight-bar closed kinematic chains of moving links of the first family on a specific example. Research methods are the method of structural synthesis of closed kinematic chains of moving links of the first family, set theory and combinatorics, virtualization, identification and coding, graph theory. The novelty of the work: the features of applying a universal structural system for determining the composition of eight-bar closed kinematic chains of the fourth subfamily moving links of the first family are given. Using a specific example, constructing structural schemes, eight-bar closed kinematic chains of the fourth subfamily moving links of the first family is considered. The study results: combinations of kinematic pairs and links are found, which make it possible to construct all possible structural schemes of eight-bar closed kinematic chains of the fourth subfamily moving links of the first family under given parameters. A diagram of an eight-bar closed kinematic chain of the fourth subfamily movable links of the first is obtained, from which single-movable eight-bar mechanisms of the first family can be formed by stopping one of the links. A diagram of one of these mechanisms is shown: a screw and lever mechanism of the first family.

 система цепь схема подвижность кинематическая пара system chain diagram mobility kinematic pair

Grubler M. Allgemeine Eigenschaften der zwanglaufigen ebenen kinematischen Ketten // Civilingenieur. Leipzig. 1883. № 29. Р. 167-200. Grubler M. Allgemeine Eigenschaften der zwanglaufigen ebenen kinematischen Ketten. Civilingenieur. Leipzig. 1883;29:167-200. Дворников Л.Т., Жуковский Н.С. Адаптированный перевод с немецкого языка статьи: Martin Grübler «Allgemeine Eigenschaften der zwanglaüfigen ebenen kinematischen Ketten», изданной в Лейпциге в 1883 г. // Материалы девятнадцатой научно-практической конференции по проблемам механики и машиностроения. - Новокузнецк, 2009. С.73-95. Dvornikov LT, Zhukovsky NS. Adapted translation from German of the article: Martin Grübler "Allgemeine Eigenschaften der zwanglaüfigen ebenen kinematischen Ketten". Proceedings of the 19th Scientific and Practical Conference on Problems of Mechanics and Machine Building. Novokuznetsk; 2009. Пейсах Э.Е. Проблема изоморфизма структур и идентификационный структурный код для замкнутых кинематических цепей // Вестник Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна. СПб, 2008. № 15. С. 40-46. Peisakh EE. The problem of isomorphism of structures and the identification structural code for closed kinematic chains. Vestnik of St. Petersburg State University of Technologies and Design. 2008;15:40-46. Butcher E.A., Hartman C. Efficient enumeration and hierarchical classification of planar simple-jointed kinematic chains: Application to 12-and 14-bar single degree-of-freedom chains. - Mechanism and Machine Theory, Volume 40, No. 9, September 2005, p. 1030-1050. Butcher EA, Hartman C. Efficient enumeration and hierarchical classification of planar simple-jointed kinematic chains: Application to 12-and 14-bar single degree-of-freedom chains. Mechanism and Machine Theory. 2005;40(9):1030-1050. Федоров А.И., Дворников Л.Т. К вопросу о полном составе восьмизвенных плоских цепей Грюблера // МашиноСтроение. – Новокузнецк , 2010. № 20. С. 45-51. Fedorov AI, Dvornikov LT. To the problem of the full composition of eight-bar flat Grubler chains. Novo-Kuznetsk: Mashinostroenie. 2010;20:45-51. Вовкотруб В.В. Развитие методов структурного синтеза механизмов первого семейства из замкнутых кинематических цепей подвижных звеньев // Транспортное, горное и строительное машиностроение: наука и производство. СПб: НИЦ МС, 2023. № 18. С. 27-35. Vovkotrub VV. Development of methods of structural synthesis of the first family mechanisms of closed kinematic chains with moving links. Transport, Mining and Construction Engineering: Science and Production. 2023;18:27-35. Дворников Л.Т. Начала теории структуры механизмов: Учебное пособие. Новокузнецк: СибГГМА, 1994. 102 с. Dvornikov LT. The beginnings of the theory of mechanism structure: textbook. Novokuznetsk: SibGGMA; 1994. Дворников Л.Т. Универсальная структурная классификация механизмов / Л.Т. Дворников. Новокузнецк: Машиностроение, 2011. № 21. С. 4-37. Dvornikov LT. Universal structural classification of mechanisms. Novokuznetsk: Mashinostroenie. 2011;21:4-37. Степанов А.В. Виртуализация в задачах компьютерного синтеза структур механизмов // Вестник КузГТУ. 2007. № 3(61). С. 47-50. Stepanov AV. Virtualization in the tasks of computer synthesis of structures of mechanisms. Bulletin of the Kuzbass State Technical University. 2007;3(61):47-50. Степанов А.В. Развитие алгоритмов расчета состава кинематических цепей// Вестник КузГТУ. 2014. № 4(104). С. 57-60. Stepanov AV. Development of algorithms for calculating the composition of kinematic chains. Bulletin of the Kuzbass State Technical University. 2014;4(104):57-60. Домнин, Л.Н. Элементы теории графов / Л.Н. Домнин. Пенза : Изд-во ПГУ, 2004. 139 с. Domnin LN. Elements of graph theory. Penza: Publishing House of PSU; 2004. Пейсах Э.Е. Структурный синтез замкнутых кинематических цепей (цепей Грюблера). // Часть 1. Теория механизмов и машин. 2008. № 1. Т. 6. С. 4-14. Peisakh EE. Structural synthesis of closed kinematic chains (Grubler chains). Theory of Mechanisms and Machines. 2008;1(6):4-14. Андерсон Д.А. Дискретная математика и комбинаторика. Пер. с англ. Москва: Вильямс, 2004. 960 с. Anderson DA. Discrete mathematics and combinatorics. Moscow: Williams; 2004.