Знание законов изменения перемещений, скоростей и ускорений рабочего звена (ползуна) кривошипно-ползунного механизма кривошипной машины необходимо для определения максимальных и текущих значений этих параметров.

  Знание величин перемещений ползуна необходимо для определения максимального хода ползуна, оценки величины штампового пространства пресса, выявления возможности изготовления конкретной детали, выполнения расчётов по определению энергетических параметров пресса.

  Значения скоростей движения ползуна необходимы для оценки возможности проведения той или иной технологической операции.

  Ускорения необходимы при выполнении силового расчёта кривошипной машины для определения и учёта инерционных сил, действующих на элементы машины.

  Определение кинематических параметров кривошипно-ползунного механизма начинается с определения радиуса кривошипа R главного вала:

                                               ,                                   (1.22)

где H – максимальный ход ползуна (H = S_max , задаётся технической характеристикой разрабатываемой машины).

  Длину шатуна L определяют по следующей формуле:

                                                 ,                                   (1.23)

где R – радиус кривошипа;

λ – коэффициент длины шатуна, зависящий от типа машины. Значения λ  представлены в табл. 1.11 ([19, с.76], [16, с.72]).

                                                                                                         Таблица 1.11

Значения λ для современных кривошипных машин

 Примечание: d₀ – диаметр опорной шейки главного вала.

  Полученное значение длины шатуна L округляют в большую сторону по одному из рядов нормальных линейных размеров по ГОСТ 6636-92 [14]. Затем уточняют значение λ (с точностью до трёх знаков после запятой):

                                                                                         (1.24)

  В случае применения дезаксиального механизма рассчитывают коэффициент дезаксиала k (который может быть положительным или отрицательным в зависимости от знака дезаксиала е):

                                                  ,                                    (1.25)

где e – величина дезаксиала (берётся со знаком «+» или «–» в зависимости от расположения ползуна относительно оси вращения кривошипа, см. раздел 1.6)

  Угловую скорость главного вала определяют по формуле:   

                                                 ω = πn _В /30,                                (1.26)

где n _В – частота вращения главного вала (об/мин), равная числу непрерывных двойных ходов ползуна в минуту. Задаётся технической характеристикой разрабатываемой машины.

  Найденные значения параметров R, L, λ и ω можно занести в таблицу (табл. 1.12).

                                                                                                          Таблица 1.12

  Полученные данные необходимы для расчёта кинематических параметров ползуна: перемещения S, скорости V и ускорения a, зависящих от изменения угла поворота кривошипа α.  Указанные параметры рассчитывают по известным зависимостям: S=S(α), V=V(α) и а=а(α), и затем строят графики этих зависимостей. Для решения инженерных задач можно использовать следующие ниже приведённые приближённые формулы для определения S, V и а (ошибка в расчётах при этом не превышает 8…10% [1]):

  Для аксиального кривошипно-ползунного механизма:

                                                (1.27)

                                                            (1.28)

                                                        (1.29)

  Для дезаксиального кривошипно-ползунного механизма:

                 (1.30)

                                            (1.31)

                                        (1.32)

  Расчёт значений S, V и а обычно проводят для углов поворота кривошипа α в пределах от 0 до 360º с шагом в 10º. Ускорению присваивается знак «–» в связи с принятым направлением отсчёта перемещения ползуна и фактическим направлением его движения (см. раздел 1.6).