Структурный и кинематический анализ механизма зубострогального 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.

1.10.  Определяем подвижность простых механизмов  станка.

Анализ движений звеньев механизма и элементов кинематических пар показывает, что исследуемый сложный механизм, как и простые  механизмы, существует в трех подвижном пространстве, в котором разрешены следующие простые независимые движения: два поступательных х и у вдоль соответствуещих осей; одно вращательное

вокруг оси Z.

Подвижность элементарных механизмов определяется по формуле:

                   , где

W-подвижность механизма;

П- подвижность пространства, в котором существует исследуемый механизм;

п- число подвижных звеньев механизма;

i- целочисленный индекс;

p_i- число кинематических пар i-ой подвижности;

k- число независимых замкнутых контуров

Формулы для определения подвижности этих механизмов примут вид соответственно:

W=3n-2p₁-p₂         (1)                (2)  W=p₁₊2p₂-3k  ,     где k=р-n

Определим подвижность шарнирного четырех- звеника. Этот механизм имеет: три подвижных звена(n=3) 1,2,3; четыре (р=р₁=4) одноподвижные кинематические пары A,B,C,O. Подвижность определяем по формуле (1)

W_ш=3*3-2*4=1    и  по формуле (2)  k=4-3=1            W_ш=4-3*1=1

Найдем подвижность кривошипно-ползунного механизма. Этот механизм имеет (n=3) подвижных звена 3,4,5 и четыре (р=р₁=4) кинематические пары. Подвижность определяем по формуле(1)

W_к=3*3-2*4=1   и по ф-ле (2) k=4-3=1          W_к=4-3*1=1

1.11.  Подвижность механизмов с незамкнутыми кинематическими цепями.

  Т.к. в конвейере нет механизмов с незамкнутыми кинематическими цепями, то нет и необходимости определять их подвижность.

1.12.  Определяем подвижность сложного механизма.

Подвижность комбинированного механизма определяется по формуле:

  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;

т- суммарное число общих звеньев;

к –число присоединенных к j-му общему звену,  простых механизмов. Подвижного  сложного механизма строгального станка определяем по формуле(3)

W_см=W_ш+W_к-(к₃-1)=1+1-(2-1)=1  ,где к₃ определим в пункте 1.8.

Так как исследуемый сложный механизм является однотипным, его подвижность  можно определить по формуле (1),(2) . Подставив в эти формулы исходные данные (n=5, p=p₁=7) из пунктов 1.3. и 1.4 найдем подвижность этого сложного механизма

W_см=3*5-2*7=1         k=7-5=2      W=7-2*3=1

Видно, что полученные результаты совпадают.

1.13.  Проводим анализ структурный модели механизма станка. Проверяем, соответствует ли исследуемый механизм структурной математической модели.

  Две равнозначные структурные, модели выглядят следующим образом:

                                                                                       где S-число присоединений стойке;

      Z- число закреплении;

      n_t- число подвижных t-вершинных звеньев.

Исследуемый механизм имеет: семь (p=7)одноподвижных (p₁=7) кинематических пар;

Пять(n=5)подвижных звеньев, из которых одно (n₃=1), базовые (Т=3), трех вершинное(t=3) и четыре(n₂=4)двухвершинных(t=2) три присоединения к стойке(S=3)и нет звеньев закрепления (Z=0).Подставив эти исходные данные в математическую структурную модель, получим:   

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

1.14.  Выделяем механизм первого класс.

В соответствии с классификацией механизм 1класса для исследуемого механизма совпадает с элементарным механизмом.

1.15.  Выделяем структурную группу Ассура.

В механизме станка можно выделить следующие структурные группы:

Видно, что структурные группы полностью подобны по видовому и  составу звеньев и кинематических пар. Каждая из структурных групп имеет: два подвижных звена (n^/=n^/₂=2), все звенья двухвершинные (t=2), базовое звено имеет две вершины(Т=2);три (р=3) одноподвижные (р₁=3) кинематические пары, из которых две внешние (S^/=2).

1.16.  Проверяем, соответствует ли выделенные  структурные группы