Cтраница 3
Здесь рассмотрим методику получения передаточных отношений наиболее часто применяемых рычажных узлов, а также их особенности, графические представления и те свойства, которые используются затем при решении задач синтеза механизмов. [31]
В первую очередь надо отметить, что начавшееся внедрение цифровых электронных машин в практику научно-исследовательских институтов и конструкторских бюро не только позволило значительно ускорить процесс создания справочных материалов по проектированию механизмов, но и привело к разработке новых методов решения задач синтеза механизмов, учитывающих возможности применения этих машин. Несомненно, что дальнейшее развитие методов анализа и синтеза механизмов будет связано с разработкой программ для решения основных задач синтеза механизмов на электронных цифровых машинах. [32]
Следует отметить, что оценка качества приближения по критерию ( 6) в аналитических методах расчета очень затруднена в связи с появляющейся ярко выраженной нелинейностью в системе уравнений. Трудности в решении этой системы уравнений существенно ограничивает область использования наилучшего ( равномерного) приближения по критерию ( 6), что и объясняет широкое распространение критерия ( 5) в аналитических методах решения задач синтеза механизмов. Одним из преимуществ предлагаемой методики являтся тот факт, что для решения подобных задач можно с одинаковой легкостью использовать различные функции качества. [33]
Несмотря на то, что современные ЭЦВМ позволяют сравнивать десятки и сотни тысяч вариантов механизма, все же следует стремиться к уменьшению трудоемкости вычислений с целью удешевления процесса проектирования механизма. Многочисленные методы направленного поиска отличаются между собой способами выбора направления, по которому следует переходить от одних значений параметров к другим. При решении задачи синтеза механизмов иногда достаточно применить самый простейший способ, который дает следующую последовательность вычислений. [34]
Изучить построение шарнирных механизмов оказалось возможным благодаря тому, что были установлены зависимости между различными положениями подвижной плоскости; при этом подвижную плоскость следует связать с движущимся звеном механизма, для которого на основе практических требований задается ряд характерных положений. Указанные положения связаны геометрическими характеристиками, и поэтому для определения размеров звеньев механизма следует обратиться к геометрии. При решении задач синтеза механизмов обычно, за немногими исключениями, применяются графические методы. [35]
В зависимости от типа механизма и комбинации основных и дополнительных условий синтеза имеется большое количество возможных вариантов задачи синтеза по положениям звеньев. Все варианты этой задачи решаются путем несложных графических построений или применения расчетных формул, получаемых из этих построений методами аналитической геометрии. Применения методов оптимизации или приближения функций при решении задач синтеза механизмов по положениям звеньев обычно не требуется. [36]
Интерполирование следует применять при задании параметров механизма в отдельных его положениях. Количество поставленных при этом условии ограничений не должно превышать количество определяемых параметров схемы механизма. Интерполирование может рассматриваться как вспомогательное средство для получения первого приближения при решении задач синтеза механизмов по методу квадратического или наилучшего приближения. [37]
Этот этап совпадает с рассмотренным ранее выбором целевой функции и ограничений. Отличие состоит лишь в том, что при оптимизации с применением ЭВМ значения целевой функции последовательно рассчитывают по отдельным формулам и соотношениям, включая и системы уравнений, а при решении задач синтеза механизмов по методу приближения функций обязательно надо иметь аналитическое выражение отклонения от заданной функции в явном или в неявном виде. [38]
При описании комплексной целевой функции нелинейными зависимостями от внутренних параметров задача оптимизации решается методами линейного программирования; если же целевая функция является линейной функцией от внутренних параметров, то имеет место задача линейного программирования. В общем случае целевая функция может иметь несколько экстремумов, отличающихся по абсолютной величине. В зависимости от типа экстремума, в котором заканчивается поиск оптимального решения, различают методы поиска локального и глобального экстремума. Если на значение определяемых параметров наложены некоторые ограничения, то решение задачи синтеза механизмов осуществляется методами условной оптимизации. В противном случае ( при отсутствии ограничений) при синтезе механизмов для поиска значений определяемых параметров используют методы безусловной оптимизации. [39]
Применение этих методов позволило выявить новые свойства механизмов, ранее не используемые. Например, выяснилась возможность создания механизмов, которые позволяют получать самонастраивающиеся механические системы. Иначе обстоит дело с динамическим синтезом механизмов с низшими парами. Несмотря на то, что в ряде случаев с помощью ЭВМ были получены решения задач синтеза механизмов по быстродействию, а также синтеза механизмов с учетом влияния упругих колебаний и соударений, все же многие задачи, относящиеся к проектированию тяжелонагруженных и быстроходных механизмов, еще не имеют достаточно четкого алгоритма вычислений, позволяющего находить искомые решения на ЭВМ. Трудности, возникающие при решении задач динамического синтеза, относятся не только к необходимости учета многих основных и дополнительных условий, но и к недостаточной изученности физических процессов, влияющих на распределение сил в механизме и изменение его параметров. [40]