Анализ и синтез механизмов формовочной машины

2.  Структурный  анализ механизма формовочной машины

2.1. Структурная схема машины

2.2. Выявление сложных и разнесенных кинематических пар

В механизме формовочной машины сложных и кинематических пар нет.

2.3. Классификация кинематических пар механизма

Таблица 2.1

№ п/п	Номера звеньев, образую-щих пару	Условное обозначение	Название	Подвиж- ность	Высшая/ Низшая	Замыкание (Геометри-ческое/ Силовое)	Открытая/ Закрытая
1	0 – 1		Вращатель-ная	1	Н	Г	З
2	1 – 2		Вращатель-ная	1	Н	Г	З
3	2 – 3		Поступа- тельная	1	Н	Г	З
4	3 – 0		Вращатель-ная	1	Н	Г	З
5	3 – 4		Вращатель-ная	1	Н	Г	З
6	4 – 5		Вращатель-ная	1	Н	Г	З
7	5 – 0		Поступа- тельная	1	Н	Г	З

Исследуемый механизм состоит  только  из  одноподвижных  кинематических пар (р₁ = 7, р = 7), где р₁ – число  одноподвижных  кинематических  пар  в   механизме, р - общее число  кинематических пар в механизме.

2.4. Классификация звеньев механизма

Звеном называется деталь или несколько неподвижно соединенных между собой деталей, движущихся как единое целое.

Механизм имеет: четыре (n₂ = 4) двухвершинных (t = 2) линейных звена 1, 2, 4, 5; одно (n₃ = 1) трехвершинное (t= 3) звено 3, которое  является базовым  (T = 3);   пять (n = 5) подвижных звеньев.

Таблица 2.2

№ п/п	Номер звена	Условное обозначение	Название	Движение	Число вершин (t)
1	0		Стойка	-	-
2	1		Кривошип	Враща-тельное	2
3	2		Камень (2)	Сложное	2
4	3		Кулиса (3) (коромыс-ло)	Враща-тельное	3
5	4		Шатун (4)	Сложное	2
6	5		Ползун	Поступа-тельное	2

2.5. Нахождение числа присоединений к стойке

Механизм формовочной машины имеет три  (S = 3) присоединения к стойке.

2.6. Выделение в машине простых, элементарных и с разомкнутыми цепями механизмов

В исследуемом сложном механизме можно выделить один элементарный механизм

и два простых, один из которых является  кулисным,

а второй кривошипно – ползунным

Механизмов с разомкнутыми кинематическими цепями в исследуемой формовочной машине нет.

2.7. Выявление простых стационарных и подвижных механизмов

Машина имеет в своем составе только простые стационарные механизмы.

2.8. Выявление звеньев закрепления и присоединения

В исследуемом сложном механизме формовочной машины звеньев закрепления нет. У него есть только одно звено присоединения – звено 3 (кулиса). Звено 3 одновременно входит в два простых механизма – кулисный и кривошипно-ползунный. Значит, для этого звена К₃ = 2.

2.9. Классификация механизма машины

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. Определение подвижности простых механизмов машины

Анализ движений звеньев механизма и элементов кинематических  пар показывает, что исследуемые простые механизмы, да и сам сложный механизм существуют в трехподвижном (П = 3) пространстве, в котором разрешены следующие простейшие независимые движения: два поступательных xи y вдоль соответствующих осей; одно вращательное  j_z вокруг оси Z.

 ;          , (2.1)

где W – подвижность механизма; П – подвижность пространства, в котором существует исследуемый механизм; n – число подвижных звеньев механизма; i – целочисленный индекс; p_i – число кинематических пар i-й подвижности; k = p – n – число независимых контуров; - общее число кинематических пар в механизме.

Формулы для определения подвижности этих механизмов примут вид соответственно:

W = 3n – 2p₁ – p₂;

W = p₁ – 2p₂ – 3k;

k = p – n.

Определим подвижность кулисного механизма. Этот механизм имеет: три (n = 3) подвижных звена 1, 2, 3 и четыре (p = p₁ = 4)  кинематические пары O₁, A, A’, O₂. Тогда его подвижность определится:

W_к = 3×3 – 2×4 = 1;

k = 4 – 3 = 1;

W_к = 4 – 3×1 = 1.

Найдем подвижность кривошипно-ползунного механизма. Кривошипно – ползунный механизм имеет: три (n = 3) подвижных звена 3, 4, 5 и четыре (p = p₁ = 4) кинематические пары O₂, B, C, C’. Так как кривошипно – ползунный  механизм по количественному и качественному составу кинематических пар и звеньев ничем не отличается от кулисного механизма, то его подвижность определится по тем же формулам и также равна единице (W_кп = 1).

2.11. Подвижность механизмов с незамкнутыми кинематическими цепями

Так как в станке нет механизмов с незамкнутыми кинематическими цепями, то нет и необходимости определять их подвижность.

2.12. Определение подвижности сложного механизма

Подвижность любого сложного механизма определяется по выражению

,   (2.2)

где W_см – подвижность сложного механизма; i – индекс, порядковый номер простого механизма; W_i – подвижность i-го простого механизма; n – общее число простых механизмов, входящих в состав сложного; j – индекс общего звена; m – суммарное число общих звеньев; K – число присоединений к j-му общему звену простых механизмов.

Подвижность сложного механизма долбежного станка определится