«Тағам инженериясы және биотехнология», «Химиялық технология», "Техникалық физика және Жылу энергетикасы" және «Автоматтандыру және ақпараттық технологиялар» бағыттары бойынша үшінші нөмірге жарияланымдар қабылдау жабылды!

Прием публикаций на третий номер по направлениям «Пищевая инженерия и биотехнология», «Химическая технология», «Техническая физика и теплоэнергетика» и «Автоматизация и информационные технологии» закрыт!

Submissions for the third issue in the fields of “Food Engineering and Biotechnology”, “Chemical Technology”, "Technical physics and thermal power engineering" and “Automation and Information Technologies” are closed!

Preview

Вестник Университета Шакарима. Серия технические науки

Расширенный поиск

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЗАЗОРОВ В МЕХАНИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧАХ НА ТОЧНОСТЬ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ПРИВОДА

https://doi.org/10.53360/2788-7995-2026-1(21)-30

Аннотация

В работе исследовано влияние зазоров в механических передачах на точность позиционирования привода. Актуальность исследования обусловлена тем, что наличие люфта в зубчатых, червячных и винотовых передачах является конструктивно неизбежным следствием технологических допусков, условий сборки и эксплуатационного износа и оказывает существенное влияние на кинематические и динамические характеристики приводных систем.
Разработана математическая модель электромеханического привода с учетом нелинейного кинематического элемента типа «люфт». Модель реализована в среде MATLAB/Simulink и включает пропорциональный регулятор положения, инерционную механическую подсистему с учетом демпфирования, а также блок моделирования зазора с заданной шириной мертвой зоны. Проведено численное параметрическое исследование при различных значениях величины зазора.
В ходе моделирования получены переходные характеристики, временные зависимости ошибки позиционирования и гистерезисные диаграммы. Установлено, что увеличение величины зазора приводит к росту максимальной динамической ошибки привода, особенно выраженной в режимах реверса движения. Показано, что в исследуемом диапазоне зависимость максимальной ошибки от параметра ∆ носит монотонный характер и близка к линейной. Построенная гистерезисная характеристика подтверждает нелинейную природу рассматривается явления и демонстрирует формирование зоны нечувствительности шириной 2∆.
Научная новизна работы заключается в количественной оценке зависимости максимальной динамической ошибки позиционирования от величины зазора на основе единой нелинейной динамической модели привода, а также в комплексном анализе влияния люфта с использованием переходных характеристик и гистерезисных диаграмм.
Полученные результаты позволяют количественно оценивать допустимую величину зазора при проектировании приводов высокоточных механизмов и могут служить основой для разработки алгоритмических или конструктивных методов компенсации люфта.

Об авторах

Т. С. Жылқыбаев
Шәкәрім университет
Казахстан

Тұрсынхан Саятұлы Жылқыбаев – магистр технических наук, преподаватель, кафедра «Автоматизация и информационные технологии» 

г. Семей, ул. Глинки, 20 А



Р. А. Советбаев
Шәкәрім университет
Казахстан

Раил Аянович Советбаев – PhD, заведующий кафедрой «Автоматизация и информационные технологии» 

г. Семей, ул. Глинки, 20 А



Г. М. Кудайбергенова
Шәкәрім университет
Казахстан

Гульнур Муратовна Кудайбергенова – магистр технических наук, старший преподаватель, кафедра «Автоматизация и информационные технологии» 

г. Семей, ул. Глинки, 20 А



Е. Р. Советбаев
Шәкәрім университет
Казахстан

Ералы Рауанұлы Советбаев – магистр технических наук, преподаватель, кафедра «Автоматизация и информационные технологии» 

г. Семей, ул. Глинки, 20 А



К. Ожмегов
Ченстоховский политехнический университет
Польша

Кирилл Ожмегов – PhD, кафедра производственного менеджмента 

42-201, г. Ченстохова, ул. Х. Домбровского 69 



Список литературы

1. Norton R.L. Design of machinery: an introduction to the synthesis and analysis of mechanisms and machines / R.L. Norton. – 5th ed. – New York: McGraw-Hill, 2012. – 857 p.

2. Shigley J.E. Mechanical engineering design / J.E. Shigley, C.R. Mischke, R.G. Budynas. – 10th ed. – New York: McGraw-Hill, 2015. – 1100 p.

3. Altintas Y. Manufacturing automation: metal cutting mechanics, machine tool vibrations, and CNC design / Y. Altintas. – 2nd ed. – Cambridge: Cambridge University Press, 2012. – 366 p.

4. Verl A. Modeling and compensation of nonlinear effects in feed drives / A. Verl, S. Frey // CIRP Annals – Manufacturing Technology. – 2010. – Vol. 59, № 1. – P. 353-356. https://doi.org/10.1016/j.cirp.2010.03.118.

5. Khalil W. Modeling, identification and control of robots / W. Khalil, E. Dombre // Oxford: Butterworth-Heinemann, 2002. – 522 p.

6. ISO 1328-1:2013. Cylindrical gears – ISO system of flank tolerance classification. Part 1: Definitions and allowable values of deviations relevant to flanks of gear teeth. – Geneva: International Organization for Standardization, 2013. – 38 p.

7. Flodin A. Simulation of mild wear in helical gears / A. Flodin, S. Andersson // Wear. – 2000. – Vol. 241, Issue 2. – P. 123-128. https://doi.org/10.1016/S0043-1648(00)00384-7.

8. Nordin M. Controlling mechanical systems with backlash — a survey / M. Nordin, P.О. Gutman // Automatica. – 2002. – Vol. 38, № 10. – P. 1633-1649. https://doi.org/10.1016/S0005-1098(02)00047-X.

9. Eritenel T. Nonlinear vibration of gear systems including tooth separation and backlash / T. Eritenel, R.G. Parker // Mechanical Systems and Signal Processing. – 2009. – Vol. 23, № 2. – P. 260-273. https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2008.06.006.

10. Kahraman, A. Non-linear dynamics of gear systems with backlash / A. Kahraman // Journal of Sound and Vibration. – 1991. – Vol. 146, № 3. – P. 469-506. https://doi.org/10.1016/0022-460X(91)90727-7.

11. Amabili M. Dynamic analysis of spur gear pairs with backlash / M. Amabili, A. Rivola // Nonlinear Dynamics. – 1997. – Vol. 14, № 1. – P. 17-33. https://doi.org/10.1023/A:1008297218488.

12. Shigley J.E. Mechanical engineering design / J.E. Shigley, R.G. Budynas. – 10th ed. – New York: McGraw-Hill, 2015. – 1100 p.

13. Norton R.L. Design of machinery: an introduction to the synthesis and analysis of mechanisms and machines / R.L. Norton. – 5th ed. – New York: McGraw-Hill, 2012. – 857 p.

14. MathWorks. Simulink documentation: modeling nonlinearities and backlash block [Electronic resource] – Available at: https://www.mathworks.com/help/simulink/slref/backlash.html.


Рецензия

Для цитирования:


Жылқыбаев Т.С., Советбаев Р.А., Кудайбергенова Г.М., Советбаев Е.Р., Ожмегов К. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЗАЗОРОВ В МЕХАНИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧАХ НА ТОЧНОСТЬ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ПРИВОДА. Вестник Университета Шакарима. Серия технические науки. 2026;1(1(21)):276-284. https://doi.org/10.53360/2788-7995-2026-1(21)-30

For citation:


Zhylkybayev T., Sovetbayev R., Kudaybergenova G., Sovetbayev Y., Ozhmegov K. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЗАЗОРОВ В МЕХАНИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧАХ НА ТОЧНОСТЬ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ПРИВОДА. Bulletin of Shakarim University. Technical Sciences. 2026;1(1(21)):276-284. (In Russ.) https://doi.org/10.53360/2788-7995-2026-1(21)-30

Просмотров: 114

JATS XML


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2788-7995 (Print)
ISSN 3006-0524 (Online)
X