ЛЕКЦИЯ 9
Тема 9. Методы оптимизации в синтезе механизмов (2 часа)
Краткое содержание. Постановка и содержание задачи проектирования схем механизмов. Понятие об оптимальном проектировании, методы оптимизации в синтезе. Критерии оптимизации, ограничения.
Постановка и содержание задачи проектирования схем механизмов
Инженерное проектирование - это процесс, в котором научная и техническая информация используется для создания новой системы, устройства или машины, приносящих обществу определенную пользу [ 7 ].
Проектирование (по ГОСТ 22487-77) - это процесс составления описания, необходимого для создания еще несуществующего объекта (алгоритма его функционирования или алгоритма процесса), путем преобразования первичного описания, оптимизации заданных характеристик объекта (или алгоритма его функционирования), устранения некорректности первичного описания и последовательного представления (при необходимости) описаний на различных языках.
Проект (от латинского projectus - брошенный вперед) - совокупность документов и описаний на различных языках (графическом - чертежи, схемы, диаграммы и графики; математическом - формулы и расчеты; инженерных терминов и понятий - тексты описаний, пояснительные записки), необходимая для создания какого-либо сооружения или изделия.
Проектирование любого механизма начинается с проектирования его схемы. Последующие расчеты на прочность, конструктивное оформление звеньев и кинематических пар, выбор материалов и другие этапы проектирования, как правило, уже не могут существенно изменить основные свойства механизма. Проектирование схемы механизма по заданным его свойствам называется синтезом механизма.
При проектировании механизма поэтапно решаются следующие задачи. 1. Выбор структурной схемы механизма - выполняется на основании структурного синтеза, с использованием справочных данных по отдельным видам механизмов.
2. Определение постоянных параметров выбранной схемы механизма по заданным его свойствам. Этот этап обычно начинается с кинематического синтеза, под которым понимается проектирование кинематической схемы механизма, т. е. определение постоянных параметров кинематической схемы механизма по заданным его кинематическим свойствам. Если требуется учесть и динамические свойства механизма, то решается задача динамического синтеза, под которым понимается проектирование кинематической схемы механизма с определением параметров, характеризующих распределение масс звеньев.
Для выполнения второго этапа синтеза механизма надо установить, какие постоянные параметры определяют схему механизма. К этим параметрам относятся длины звеньев, положения точек, описывающих заданные траектории или имеющие заданные значения скоростей и ускорений, массы звеньев, моменты инерции и т. п. Часть этих параметров может быть задана, а другая часть определяется в процессе его синтеза. Независимые между собой постоянные параметры схемы механизма называются параметрами синтеза механизма. Различают входные и выходные параметры синтеза. Входные ( внутренние параметры) - устанавливаются заданием на синтез механизма, а выходные (качественные показатели) определяются в процессе его синтеза.