Курсовая работа по теории машин и механизмов на тему Механизмы вытяжного пресса

Структурный анализ механизма заключается в исследовании его строения без учёта действующих сил и движения звеньев. Основной задачей структурного анализа является определение числа звеньев механизма, кинематических пар, степени подвижности механизма, а также выделение структурных групп.
Звеном механизма называется твёрдое тело или система тел, соединённых между собой неподвижно и участвующих в движении механизма как одно целое.
Кинематической парой называется соединение двух звеньев, допускающее их относительное движение. Кинематические пары могут быть вращательными или поступательными.
Исполнительный механизм вытяжного пресса представляет собой плоский шестизвенный рычажно-ползунный механизм, схема которого приведена на рис. 16. В качестве начального звена принят кривошип OA, совершающий вращательное движение вокруг неподвижной оси O. Выходным звеном является ползун 4, движущийся поступательно в вертикальных направляющих. Примем следующие обозначения звеньев механизма:
• звено 0 — стойка;
• звено 1 — кривошип OA;
• звено 2 — шатун AB;
• звено 3 — коромысло сложной формы BC;
• звено 4 — ползун E;
• звено 5 — шатун DE.
Таким образом, общее число звеньев вместе со стойкой n=6. В механизме имеются следующие кинематические пары V класса:
• пара O между звеньями 0 и 1 — вращательная;
• пара A между звеньями 1 и 2 — вращательная;
• пара B между звеньями 2 и 3 — вращательная;
• пара C между звеньями 3 и 0 — вращательная;
• пара D между звеньями 3 и 5 — вращательная;
• пара E между звеньями 5 и 4 — вращательная;
• направляющая ползуна между звеньями 4 и 0 — поступательная.
Общее число кинематических пар V класса p5=7. Кинематических пар IV класса в механизме нет, следовательно p4=0
Число степеней свободы плоского механизма определяем по формуле Чебышёва:
W=3(n−1) −2p5−p4
Подставляя значения, получаем:
W=3(6−1) −2⋅7−0=15−14=1
Следовательно, механизм имеет одну степень свободы, то есть положение всех его звеньев однозначно определяется положением начального звена — кривошипа OA. Структурную схему механизма удобно расчленить на первичный механизм и две структурные группы Ассура. В качестве первичного механизма принимается стойка 0 и начальное звено 1, соединённые вращательной парой в точке O.
Далее к первичному механизму присоединяется первая структурная группа, состоящая из звеньев 2 и 3. Эта группа образует двухповодковую группу Ассура второго класса, присоединённую внешними кинематическими парами в точках A и C, а внутренней парой служит шарнир B.
После этого присоединяется вторая структурная группа, состоящая из звеньев 4 и 5. Она также представляет собой группу Ассура второго класса. Внешние связи этой группы — шарнир D со звеном 3 и поступательная пара ползуна 4 со стойкой; внутренней парой является шарнир EEE. Таким образом, механизм образован последовательным присоединением к первичному механизму двух групп Ассура II класса.
Наивысший класс структурной группы, входящей в механизм, равен II. Следовательно, рассматриваемый рычажный механизм относится к механизмам II класса.
Все звенья механизма участвуют в основном движении, дополнительных независимых движений отдельных звеньев внутри кинематических пар нет. Поэтому число местных подвижностей f=0.
Плоская схема механизма не содержит избыточных связей, так как все наложенные связи необходимы для обеспечения заданного движения звеньев и не дублируют друг друга. Следовательно, q=0 . Формулу строения механизма можно записать в виде:
I(0,1) →II(2,3)→II(4,5)
или в развернутой форме:
M=I+II+II
Это означает, что механизм состоит из первичного механизма первого класса и двух последовательно присоединённых структурных групп Ассура второго класса.
В результате структурного анализа установлено, что исполнительный механизм вытяжного пресса является плоским шестизвенным рычажно-ползунным механизмом с одной степенью свободы. Механизм включает 6 звеньев, 7 кинематических пар V класса, не имеет местных подвижностей и избыточных связей. По структурному признаку он относится к механизмам II класса и состоит из первичного механизма и двух групп Ассура II класса. Схема механизма и требования к выполнению структурного анализа указаны в методичке к курсовой работе.