omnaОмский научный вестникOmsk Scientific Bulletin1813-82252541-7541Омский государственный технический университет10.25206/1813-8225-2026-198-5-12YLDVPGomna-402Research ArticleМАШИНОСТРОЕНИЕMECHANICAL ENGINEERINGКинематический синтез, анализ и условия передачи движения в кривошипных безмуфтовых прессах в холостом режиме работыKinematic synthesis, analysis and conditions of the motion transmission in clutch-free presses at the idle modehttps://orcid.org/0000-0003-3151-7937ХомченкоВ. Г.KhomchenkoV. G.

Хомченко Василий Герасимович, доктор тех­нических наук, профессор, профессор кафедры «Автоматизация и робототехника»

644050, г. Омск, пр. Мира, 11

AuthorID (SCOPUS): 6603880234

ResearcherID: P-8539-2015

Khomchenko Vasiliy Gerasimovich, Doctor of Technical Sciences, Professor, Professor of the Automation and Robotics Department

Mira Ave., 11, Omsk, 644050

AuthorID (SCOPUS): 6603880234

ResearcherID: P-8539-2015

v_khomchenko@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6681-3237ХолкинЕ. Г.KholkinE. G.

Холкин Евгений Геннадьевич, кандидат техни­ ческих наук, доцент кафедры «Машиноведение»

644050, г. Омск, пр. Мира, 11

AuthorID (SCOPUS): 56503973800

ResearcherID: Y-1112-2019

Kholkin Evgeniy Gennad’yevich, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Mechanical Engineering Department

Mira Ave., 11, Omsk, 644050

AuthorID (SCOPUS): 56503973800

ResearcherID: Y-1112-2019

holkin555@mail.ruОмский государственный технический университетРоссияOmsk State Technical UniversityRussian Federation20260707202602512Copyright © Хомченко В.Г., Холкин Е.Г., 20262026Хомченко В.Г., Холкин Е.Г.Khomchenko V.G., Kholkin E.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://onv.omgtu.ru/jour/article/view/402

В статье предложен уточненный двухэтапный метод синтеза рычажного механизма третьего класса для реализации холостого режима работы безмуфтового механического пресса, гарантирующий сборку этого механизма при полном угле поворота входного кривошипа.

На первом этапе с использованием условного четырехзвенника и вспомогательной системы координат определяется верхнее предельное положение ползуна, занимаемое им в холостом режиме работы пресса, а также находятся расположения направляющей ползуна и оси ординат основной системы координат. Второй этап синтеза ведется в соответствии с методами проектирования механизмов с приближенным выстоем на основе использования их предельных положений. Для оценки величины малых перемещений (колебаний) ползуна в холостом режиме работы пресса и условий передачи движений получены аналитические зависимости, позволяющие численными методами рассчитывать функции положения механизма и угла давления в нем.

Приведен пример, подтвердивший возможность реализации холостого режима работы механического безмуфтового пресса рычажным механизмом третьего класса при тех же параметрах, что приняты при его синтезе для рабочего режима. Подтверждена возможность получения незначительных колебаний рабочего ползуна в холостом режиме работы пресса и приемлемых для этого режимов углов давления.

The article proposes a refined two-stage method for synthesizing a third-class lever mechanism for the implementation of the idle operation of a clutch-free mechanical press, which guarantees the assembly of this mechanism at full angle of rotation of the input crank.

The first stage determines the upper extreme position of the slider occupied during the press idle stroke, using a conditional four-bar linkage and an auxiliary coordinate system and also locations of the slider guide and the ordinate axes of the main coordinate system are found. The second stage of synthesis is conducted in accordance with design methods for mechanisms with an approximate dwell, based on the utilization of their extreme positions. The authors derive analytical relations to evaluate the magnitude of small displacements (oscillations) of the slider during the press idle stroke and the conditions of motion transmission.

Moreover, the authors demonstrate the example that confirms the possibility of implementing the idle mode of operation of a mechanical non-clutch press with a third-class lever mechanism of the same parameters assuming ts synthesis for the operating mode. The research demonstrates the possibility of obtaining minor fluctuations of the working slider in the idle mode of the press and also presents acceptable pressure angle modes.

безмуфтовый механический прессрычажный механизм третьего классахолостой режим работы прессакинематический синтез и анализ механизмафункция перемещенияугол давленияclutch-free mechanical presslever mechanism of the third classidle mode of operation of the presskinematic synthesis and analysis of the mechanismdisplacement functionpressure angleReferencesАлмаматов М. З., Толошов Ч. О., Байгазиев М. История развития механизмов переменной структуры прессов // Вестник Кыргызского государственного университета строительства, транспорта и архитектуры им. Н. Исанова. 2013. № 2. С. 130–133. EDN: TQKBXZ.Almamatov M. Z., Toloshov Ch. O., Baygaziyev M. Istoriya razvitiya mekhanizmov peremennoy struktury pressov. Vestnik Kyrgyzskogo Gosudarstvennogo Universiteta Stroitelʹstva, Transporta i Arhitektury im. N. Isanova. 2013;2:130–133. EDN: TQKBXZ. (In Russ.).Аскаров Е. С., Жанкелди А. Ж., Муртазина Б. Т. Кривошипный пресс — проблемы эксплуатации и пути их решения // Вестник Казахской академии транспорта и коммуникаций им. М. Тынышпаева. 2016. № 4 (99). С. 48–53.Askarov Ye. S., Zhankeldi A. Zh., Murtazina B. T. Crank press — operating problems and their solutions. The Bulletin of Kazakh Academy of Transport and Communications named after M. Tynyshpaev. 2016;4(99):48–53. (In Russ.).Новокщенов С. Л., Куц В. В., Смоленцев Е. В. Состояние современного уровня развития технологических процессов и оборудования кузнечно-штамповочного производства // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2025. Т. 21, № 1. С. 134–147. https://doi.org/10.36622/1729-6501.2025.21.1.020. EDN: UYNXLH.Novokshchenov S. L., Kutz V. V., Smolentsev E. V. Current state of development of technological processes and equipment for forging and stamping production. Bulletin of Voronezh State Technical University. 2025;21(1):134–147. https://doi.org/10.36622/1729-6501.2025.21.1.020. EDN: UYNXLH. (In Russ.).Иванов Ю. В., Коган М. С. Анализ шумообразования при работе механических прессов и опыт снижения акустической активности пневмомеханизма системы управления // Вестник Ижевского государственного технического университета. 2006. № 2 (30). С. 49–52. EDN: KASMNV.Ivanov Yu. V., Kogan M. S. Analiz shchmoobrazovaniya pri rabote mekhanicheskikh pressov i opyt snizheniya akusticheskoy aktivnosti pnevmomekhanizma sistemy upravleniya. Vestnik IzhGTU imeni M. T. Kalashnikova. 2006;2(30):49–52. EDN: KASMNV. (In Russ.).Зыков А. С. К вопросу совершенствования конструкций исполнительных механизмов кривошипно-шатунных прессов // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. 2010. № 2-3 (280). С. 40–43.Zykov A. S. K voprosu sovershenstvovaniya konstruktsiy ispolnitel’nykh mekhanizmov krivoshipno-shatunnykh pressov. Fundamental’nyye i prikladnyye Problemy Tekhniki i Tekhnologii. 2010;2-3(280):40–43. (In Russ.).Хохлова О. А., Пономарева Е. В. Структурная классификация механизмов переменной структуры // Вестник Астраханского государственного технического университета. 2012. № 2 (54). С. 57–62.Khokhlova O. A., Ponomareva E. V. Strukturnaya klassifikatsiya mekhanizmov peremennoy struktury. Vestnik of Astrakhan State Technical University. 2012;2(54):57–62. (In Russ.).Середа Н. А. Семейства кривошипно-коромысловых механизмов: монография. Москва: Изд-во «Спутник+», 2019. 96 с. ISBN 978-5-9973-5191-5.Sereda N. A. Semeystva krivoshipno-koromyslovykh mekhanizmov. Moscow, 2019. 96 p. ISBN 978-5-9973-5191-5. (In Russ.).Chang C. H., Liao B. J., Kuo C. C. Structural design for open gap stamping press. International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2024;134:853–870. https://doi.org/10.1007/s00170-024-14146-x.Chang C. H., Liao B. J., Kuo C. C. Structural design for open gap stamping press. International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2024;134:853–870. https://doi.org/10.1007/s00170-024-14146-x.Akay O. E., Catalkaya M. Synthesis of a four-bar mechanism using nonlinear regression analysis. Journal of Mechanical Science and Technology. 2025;39:1427–1434. https://doi.org/10.1007/s12206-025-0234-1.Akay O. E., Catalkaya M. Synthesis of a four-bar mechanism using nonlinear regression analysis. Journal of Mechanical Science and Technology. 2025;39:1427–1434. https://doi.org/10.1007/s12206-025-0234-1.Gohil D., Guha A., Kulkarni M. Machine learning-based joint clearance prediction from coupler curve deviations in planar four bar mechanism. Journal of Mechanical Science and Technology. 2026;14:169. https://doi.org/10.1007/s40435-026-02100-6.Gohil D., Guha A., Kulkarni M. Machine learning-based joint clearance prediction from coupler curve deviations in planar four bar mechanism. Journal of Mechanical Science and Technology. 2026;14:169. https://doi.org/10.1007/s40435-026-02100-6.Etesami G., Felezi M. E., Nariman-Zadeh N. Optimal transmission angle and dynamic balancing of slider-crank mechanism with joint clearance using Pareto Bi-objective Genetic Algorithm. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering. 2021;43:185. https://doi.org/10.1007/s40430-021-02834-8.Etesami G., Felezi M. E., Nariman-Zadeh N. Optimal transmission angle and dynamic balancing of slider-crank mechanism with joint clearance using Pareto Bi-objective Genetic Algorithm. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering. 2021;43:185. https://doi.org/10.1007/s40430-021-02834-8.Анцифиров А. А., Кривошеин В. А. Способы штамповки и перспективы модернизации коленных прессов // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н. Э. Баумана. 2014. № 11. С. 126–136. https://doi.org/10.7463/1114.0733635. EDN: TDVPBF.Antsifirov A. A., Krivoshein V. A. Sposoby shtampovki i perspektivy modernizatsii kolennykh pressov. Nauka i Obrazovaniye: Nauchnoye Izdaniye MGTU im. N. E. Baumana. 2014;11:126–136. https://doi.org/10.7463/1114.0733635 . EDN: TDVPBF. (In Russ.).Olguner S., Bozdana A. T. Design, construction, and demonstration of a novel die system for deep drawing applications with utilization of ultrasonic vibrations. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering. 2024;46:124. https://doi.org/10.1007/s40430-024-04689-1.Olguner S., Bozdana A. T. Design, construction, and demonstration of a novel die system for deep drawing applications with utilization of ultrasonic vibrations. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering. 2024;46:124. https://doi.org/10.1007/s40430-024-04689-1.Хомченко В. Г. Кинематический синтез безмуфтового механического пресса на основе рычажного механизма третьего класса // Омский научный вестник. 2022. № 1 (181). С. 7–12. https://doi.org/10.25206/1813-8225-2022-181-7-12. EDN: UWZJDM.Khomchenko V. G. Kinematic synthesis of non-clutch mechanical press based on lever mechanism of the third class. Omsk Scientific Bulletin. 2022;1(181):7–12. https://doi.org/10.25206/1813-8225-2022-181-7-12. EDN: UWZJDM. (In Russ.).Хомченко В. Г. Проектирование плоских рычажных механизмов цикловых машин-автоматов и манипуляторов. Омск: Изд-во ОмГТУ, 1995. 152 с. ISBN 5-230-13864-5.Khomchenko V. G. Proyektirovaniye ploskikh rychazhnykh mekhanizmov tsiklovykh mashin-avtomatov i manipulyatorov. Omsk, 1995. 152 p. ISBN 5-230-13864-5. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.