Evaluation of the accuracy of the graphical method of kinematic analysis using animation modeling in the CAD system Kompas
Keywords:
kinematic analysis, graphical method, CAD system, accuracy assessment, analytical method, mechanismAbstract
There are three main methods of kinematic analysis of mechanisms – the analytical method, the graph-analytical method (the method of plans) and the graphical method (the method of kinematic diagrams). The analytical method is considered the most accurate, the plan method - less accurate, while the graphical method - the most inaccurate. Therefore, in the study of mechanisms, the latter method is used less often. The high error of the method is caused, first of all, by the low accuracy of plotting. Low accuracy usually results from drawing graphs manually. However, in modern conditions, when using computer-aided design systems, the accuracy of the method can be increased. In this article, an attempt is made to assess the accuracy of the graphical method by analyzing the kinematics of two flat lever mechanisms. The study of the mechanisms was carried out with the construction of their simplified parameterized kinematic schemes in the environment of the CAD system Kompas and with the setting in motion (animation) of the simplified parameterized kinematic schemes using a special software product - CAD–Animator. As a result, the coordinates of the points of the moving links were obtained, then the velocities and accelerations of the links were calculated. The same parameters (coordinates, velocities and accelerations) were obtained using the analytical method. After that, the parameters obtained by graphical and analytical methods were compared. As a result, it turned out that in most cases the graphical method gives quite satisfactory accuracy. However, in some cases, the error in determining the parameters was significant – about 50%. In this regard, some recommendations are given, for example, reducing the step of movement of the initial link.
References
Беляев А.Н., Шередекин В.В., Василенко С.В. Оценка точности и достоверности результатов в курсовом проекте по «Теория механизмов и машин» // Актуальные направления научных исследований для эффективного развития АПК : ма-териалы междунар. науч.-практ. конф. Воронеж, 2020. Ч. II. С. 229–232.
Никифоров Н.В. Сравнение точности различных методов кинематического анализа механизмов с применением ЭВМ // Традиции и инновации в развитии АПК : междунар. науч.-практ. конф. Великие Луки, 2019. С. 468–471.
Эльяш Н.Н., Незамаева Н.О. Проектирование механизма шагового транспортера // Научно-технический вест-ник: Технические системы в АПК. 2021. № 1 (9). С. 54–58.
Кинематический анализ кулисного механизма / Ж.Ш. Токтакунов, К.Ж. Зиялиев, Д.К. Аканов и др. // Изв. Кыргызск. гос. техн. ун-та им. И. Раззакова. 2020. № 3 (55). С. 152–158.
Хадашов М.Л., Несмиянов Л.И., Карева Н.В. Кинематический анализ механизма поворота стрелы погрузочного манипулятора // Современные научные исследования и инновации. 2020. № 7 (111). URL : https://www.elibrary.ru/download/elibrary_43924300_95958077.pdf (Дата обращения 19.09.2024).
Определение кинематических параметров шарнирно-четырехзвенного механизма / К.Ж. Зиялиев, А.Б. Такыр-башев, О.К. Чинбаев и др. // Современные проблемы теории машин. 2020. № 9. С. 17–21.
Zhauyt A., Azilkiyasheva M. The kinematic analysis of the mechanisms of sewing machine // Вестн. Алматин. ун-та энергетики и связи. 2020. № 4 (51). P. 155–163.
Кинематический и силовой анализ механизма привода двухстанной очистки зерноуборочного комбайна / Д.А. Дубовик, В.И. Прибыльский, А.А. Новиков и др. // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2019. № 6. С. 78–90.
Кутеева Г.А. Лабораторный практикум «Кинематический анализ механизмов» на примере исторических моделей из коллекций СПбГУ // Вторая межрегион. науч.-практ. конф. преподавателей математики и физики под девизом «Математика – это просто!» : материалы конф. СПб., 2019. С. 122–137.
Капшунов В.В., Коростелева М.В. Параметризованные планы скоростей плоских рычажных механизмов // Транспорт-ная инфраструктура Сибирского региона : материалы IX Междунар. науч.-практ. конф. Иркутск, 2018. Т. 1. С. 446–449.
Дворников Л.Т., Иванов М.С. К вопросу о применении в технике сложных, многозвенных групп Ассура // Современ-ные проблемы теории машин. 2020. № 9. С. 22–25.
Дворников Л.Т., Мажарин А.В., Худжаев У.О. Кинематический анализ кривошипно-ползунного механизма пресса // Современные проблемы теории машин. 2019. № 7. С. 19–22.
Шматкова А.В., Умаров А.Р., Хамитов Ф.Р. Кинематический анализ плоских рычажных механизмов с гидро- и пневмоприводом // Молодежный вестник ИрГТУ. 2017. № 1. URL : https://www.elibrary.ru/item.asp?id=29411808 (Дата обращения 19.09.2024).
Жукова Е.В., Жуков И.А., Кеплина К.В. Автоматизированные компьютерные технологии решения прикладных задач теории механизмов и машин // Автоматизированное проектирование в машиностроении. 2015. № 3. С. 59–68.
Просеков А.Е. Применение математических методов в кинематическом анализе механизмов двигателей автомобилей // Техника и технологии строительства. 2016. № 3 (7). С. 35–41.
Киреев С.О., Кадеров Х.К., Заикин В.П. Автоматизированное построение диаграмм кинематических параметров шатунно-крейцкопфного механизма // Прогрессивные технологии и системы машиностроения. 2018. № 3 (62). С. 41–46.
Киреев С.О., Кадеров Х.К., Заикин В.П. Автоматизированное построение диаграмм кинематических параметров центра масс шатуна привода плунжерного насоса // Прогрессивные технологии и системы машиностроения. 2019. № 1 (64). С. 29–36.
Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. М. : Наука, 1988. 640 с.
Капшунов В.В. Упрощенные параметризованные кинематические схемы в учебном процессе // Профессиональное образование в России и за рубежом. 2022. № 1 (45). С. 95–102.
Капшунов В.В. Программная система анимации кинематических схем механизмов // Образование – наука – производство : материалы III Всерос. науч.-практ. конф. Чита, 2019. Т. 2. С. 177–181.
Свидетельство № 2021610231 Российская Федерация. CAD-Animator (версия 2.0) / В.В. Капшунов ; заявитель и правообладатель ИрГУПС. № 2020666576 ; заявл. 14.12.2020 ; опубл. 12.01.2021. 1 с.
Горшков А.Д., Примостка В.Е. Применение аналитического метода в кинематическом анализе плоских многозвенных механизмов // European Research. 2015. № 8 (9). С. 6–17.
