Расчет механизма долбёжного станка

Кинематическая пара F(F’) является разнесённой, и поэтому считаем её как одну кинематическую пару F.

2.3. Классифицируем кинематические пары механизма (табл.2.1).

Классификация кинематических пар

Таблица 2.1

Исследуемый механизм состоит только из одноподвижных кинематических пар ,где число одноподвижных кинематических пар в механизме, - общее число кинематических пар в механизме.

2.4. Классифицируем звенья механизма (табл.2.2).

Классификация звеньев

Таблица 2.2

Механизм имеет четыре  двухвершинных (t=2) линейных звена 1,2,4,5; одно  трехвершинное (t=3) звено 3, которое является базовым (T=3); пять (n=5) подвижных звеньев.

2.5. Находим число присоединений к стойке. Механизм долбёжного станка имеет три (S=3) присоединений к стойке.

2.6. Выделяем в станке простые, элементарные и с разомкнутыми цепями механизмы. В исследуемом сложном механизме можно выделить один элементарный механизм (рис.2.2)

Рис 2.2. Элементарный механизм

и два простых, один из которых является кулисным (рис 2.3),

Рис. 2.3. Кулисный механизм

а второй - коромыслово-ползунным (рис. 2.4).

Рис 2.4. Коромыслово-ползунный механизм

Механизмов с разомкнутыми кинематическими цепями в исследуемом станке нет.

          2.7. Выявляем простые стационарные и подвижные механизмы. Механизм долбёжного станка имеет в своем составе только простые стационарные механизмы.

          2.8. Находим звенья закрепления и присоединения. В исследуемом сложном механизме станка звеньев закрепления нет. У него одно звено присоединения- звено 3 (коромысло). Звено 3 одновременно входит в два простых механизма - кулисный и коромыслово-ползунный. Значит для этого звена .

          2.9. Классифицируем механизм станка. Исследуемый механизм имеет постоянную структуру, является сложным и однотипным. Он состоит из одного элементарного механизма и двух стационарных простых, которые имеют в своем составе только замкнутые кинематические цепи.

          2.10. Определяем подвижность простых механизмов. Анализ движений звеньев механизма и элементов кинематических пар показывает, что и исследуемые простые механизмы, и сам сложный механизм существуют  в трехподвижном  пространстве, в котором разрешены следующие простейшие независимые движения: два поступательных x и yвдоль соответствующих осей; одно вращательное  вокруг оси Z. Подвижность элементарных механизмов может быть определена по одной из следующих формул:

(2.1)

Формулы для определения подвижности этих механизмов примут вид соответственно:

 (2.2)

где W – подвижность механизма; n– число подвижных звеньев механизма; i– целочисленный индекс; – число кинематических пар i-той подвижности;– число независимых контуров;  – общее число кинематических пар в механизме.

Определим подвижность кулисного механизма. Этот механизм имеет: три  подвижных звена 1, 2, 3; четыре  одноподвижные кинематические пары A, В, C, G. Тогда его подвижность определиться:

Найдем подвижность коромыслово-ползунного механизма. Механизм имеет: три  подвижных звена 3, 4, 5 и четыре кинематические пары B, C, D, F. Так как этот  механизм по количественному и качественному составу кинематических пар и звеньев ничем не отличается от кулисного, то его подвижность определяется по тем же формулам и также равна единице.

          2.11. Подвижность механизмов с незамкнутыми кинематическими цепями. Так как в механизме станка нет механизмов с незамкнутыми кинематическими цепями, то нет необходимости определять их подвижность.

2.12. Определяем подвижность сложного механизма. Подвижность сложного механизма станка определяется по формуле:

 (2.3)

где  j-индекс (порядковый номер) общего звена; m-число звеньев присоедине-

ния в механизме; n-число простых механизмов; i-индекс (порядковый номер) простого механизма.

Так как исследуемый сложный механизм является однотипным, его подвижность также можно определять по формулам .Подставив в эти

формулы исходные данные , найдем подвижность этого сложного механизма:

Видно, что полученные результаты совпадают.

2.13. Проводим анализ структурной модели механизма. Проверяем, соответствует ли исследуемый механизм структурной математической модели. Механизм имеет: семь одноподвижных  кинематических  пар; пять  подвижных звеньев, из которых одно  базовое  трехвершинное  и четыре двухвершинных ; три присоединения к стойке  и нет звеньев закрепления .

Математическая структурная модель:

 (2.4)

где – число подвижных t-вершинных звеньев; z – число закреплений (число, определяющее количество присоединений нестационарных механизмов к стационарным).

Подставив исходные данные в математическую структурную модель, получим:

Так как уравнения превратились в тождества, то исследуемое устройство имеет правильную структуру и является механизмом.

2.14. Выделяем в исследуемом устройстве механизм I класса. В соответствии с классификацией И.И. Артоболевского механизм I класса для исследуемого механизма совпадает с элементарным механизмом.

          2.15.

Рис.2.5. Структурные группы Ассура

Видно, что выделенные структурные группы полностью подобны по видовому и количественному составу звеньев и кинематических пар. Каждая из структурных групп имеет: два подвижных звена (п’ = n’₂ = 2), причем все звенья двухвершинные (t = 2) и, значит, базовое звено также имеет две вершины (Т = 2); три (р = 3) одноподвижные (р₁ = 3) кинематические пары, из которых две внешние (S’ = 2).

          2.16. Проверим, соответствуют ли выделенные структурные группы их математическим моделям. Так как группы структурно подобны, то проверку ведем только по одной группе, например