Рычажно-зубчатый механизм

 

РЫЧАЖНО-ЗУБЧАТЫЙ МЕХАНИЗМ, содержащий движущееся прямолинейноаоступательноезвено , двойной шарнирный параллелограмм, взаимодействую- . щую с ним через рычажную систему зубчатую передачу и связанный со звеном крйвошипно-шатунный привод, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и повышения точности, кривошип и шатун привода выполнены с одинаковой длиной, длины поворотных звеньев параллелограмма выбраны из соотношения Ь а 1 - cos Чд ид 1 - COS- 1/6 где и g максимальные углы 6тклонения соответствующих звеньев от среднего положения, а механизм снабжен зубчато-кулачковым устройством согласования движения, включающим зубчатый дифференциал, в котором одно центральное колесо через зубчатую передачу и рычажную систему взаимодействует с параллелограммом, коро (/ мысло, ЁГзаимодействующее с другим центральным колесом дифференциала, С кулачок и зубчатую йередачу, связывающую кулачок с водилом дифференциала .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1188415 (51)4 F 16 Н 2) 20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;"

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ,il - :.Ц МЪД 4 Р "ъ ( (21) 3782993/25-28 (22) 29.04.84 (46) 30.10.85.Бюл. Ф 40 (72) Л.А.Булатов, В.С.Кутепов, Л.П.Полосатов, Л.А.Жучков, Л.Ф.Тетерина и М.М.Шейнина (71) Тульский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (53) 621. 833 (088, 8) (56) Артоболевский И.И. Механизмы в современной технике. М.: Наука, 1979, т.З, с.80, рис.)682. (54) (57) РЫЧАЖНО-ЗУБЧАТЫЙ МЕХАНИЗМ, содержащий движущееся прямолинейнопоступательное звено, двойной шарнирный параллелограмм, взаимодействующую с ним через рычажную систему зубчатую передачу и связанный со звеном кривошипно-шатунный привод, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и повышения точности, кривошип и шатун привода выполнены с одинаковой длиной, 1 длины поворотных звеньев .параллелограмма выбраны из соотношения в 1 - сов Чя где Чд и Ч вЂ” максимальные углы бтклонения соответствующих звеньев от среднего положения, а механизм снабжен зубчато-кулачковым устройством согласования движения, включающим зубчатый дифференциал, в котором одно центральное колесо через зубчатую передачу и рычажную систему взаимо,цействует с параллелограммом, коромысло, взаимодействующее с другим центральным колесом дифференциала, кулачок и зубчатую йередачу, связывающую кулачок с водилом дифференциала.

1 188415

Звено 1 через кривошип 29 и шатун 30 одинаковой длины связано с электродвигателем 31.

Размеры звеньев механизма определяются следующими зависимостями.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к направляющим механизмам прямолинейного движения, в частности к крупногабаритным маятниковым стендам для испытаний àïïà- 5 ратуры, и может быть использовано в любой области техники.

Бель изобретения — уменьшение габаритов и повышение точности прямолинейно-поступательного движения пла 10 формы испытательного стенда. Это позволяет снизить вес и металлоемкость стенда, устраняет потребность в специальных производственных помещениях и повышает качество испытаний. 15

На фиг. 1 показана схема механизма, примененного в маятниковом испытательном стенде; на фиг. 2 — сечение по продольной оси.

Механизм содержит прямолинейно-по-20 ступательно движущееся звено 1, на котором размещен испытуемый объект

2. Звено 1 подвешено к основанию (не показано ) на четырех стержнях 3 и четырех стержнях 4, образующих двойной шарнирный параллелограмм

ABCD-BCEP . Стержни 3 и 4 попарно связаны между собой двумя валами. 5 через шарниры В и С. Концы А и D стержней 4 попарно жестко связаны 30 валами 6. Валы 5 соединены между собой тягами 7.

С концом одного из валов 5 жестко связаны рычаги 8 и 9 устройства согласования движения стержней 3 и 4. Рычаг 8 шарнирно связан с кривошипам 10 шатуном 11, а рычаг 9 — с кривошипом 12 через шатун 13. Криво— шипы 10 и 12 жестко закреплены на валу 14, соосным с, валом 6. На ва- 40 лу 6 жестко закреплено водило 15 зубчатого дифференциала, состоящего из центральных колес 16, 17 и сателлитов 18. С центральным колесом 16 жестко связано коромысло 19 45 с роликом 20, взаимодействующим с кулачком 21. Кулачок 21 через зубчатые колеса 22, 23 и вал 6 кинематически связан с водилом 15 дифференциала, а его центральное колесо 17 50 через зубчатые колеса 24, 25,26,27, 28 и вал 14 — с кривошипами 10 и 12.

Длины стержней 3 и 4 удовлетворяют соотношению

1 — co s 4,4

LÌ -сов ЧВ где L> — длина стержня 3;

L  — длина стержня 4; и — углы максимального отклод В нения стержней 3 и 4 от среднего положения (например, от вертикали при горизонтальном расположении звена 1).

Углы и Ys удовлетворяют соотношению /д = 1, где i — передаточное отношение в схеме от стержня 4 к центральному колесу 17 при остановленном центральном колесе 16.

Профиль кулачка 21 описывается в центральной системе координат радиусом-вектором

2 2 e<(cos Р 1)+05 й= Е Е -2ЕЕ „,, -,хгссоБ 4

0 0

5

23 28 о +e2 122 112 х t с гс cos

Z2Ì гЬ 2.Е Е и полярным углом

2 R +Р -Р2 яг .ягдг

9с + arcros -мсссОБ

«и 25 о о D

22 2RÎe0 и, 1 где Ко - минимальный радиус с теоретического профиля кулачка; — длина коромысла 19; — расстояние между осями вала 6 и кулачка 21; — угол поворота стержней 4;

k5 u eg — длина стержней 3 и 4;

22В Z2 Z2g Z2<, Z28 — соответственно число зубьев колес

22 — 26 и 28.

Для обеспечения прямолинейности движения звена 1 по всей заданной длине перемещения значения углов

Ю и У поворота стержней 3 и 4 от среднего положения должны соответствовать условию

Eg(cos % -1)+ в

arccos

Механизм работает следующим образом.

При включении электродвигателя 31 кривошип 29 и шатун 30 сообщают звену 1 движение по синусоидальному закону

Я = 2 ь28 ° $)п

Рие. 2

Pui.1

ВНИИПИ Заказ 6725/35 Тираж 897 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Проектная, 4 з 1188 где S — перемещение звена 1 от среднего положения;

32в- длина кривошипа 29;

Т вЂ” период вращения кривошипа

29.

Звено 1 приводит в движение шарнирно связанные с ней стержни 3 и 4 и сидящие на одном из валов 5 рычаги

8 и 9 механизма согласования движения стержней 3 и 4. Через шатуны ll и 13 движение от рычагов 8, 9 передается кривошипами 10, 12 валу 14 и жестко закрепленному на нем зубчатому колесу 28 механизма согласования движения стержней 3 и 4. Колесо

28 кинематически .связано с центральным колесом 17 дифференциала зубчатыми колесами 24-27. Зубчатые колеса

24 и 28 вращаются с одинаковой угловой скоростью, но в противоположных 2О направлениях. Стержни 4 поворачиваются вместе с валом 6, водилам 15 дифференциала и зубчатым колесом 23. Через пару зубчатых колес 22 и 23 движение передается кулачку 21, по которому обкатывается ролик 20. Кула415 4 чок 21 сообщает колебательное движение коромыслу 19 и жестко связанному с ним центральному колесу 16 дифференциала. В дифференциале движения колеса 16 и водила 15 складываются, в результате чего кинематически связанное с центральным колесом 17 зубчатое колесо 24 сообщает через зубчатые колеса 25"28, вал 14 и зак- . репленные на нем кривошипы 10 и 12, через шатуны 11 и 13, рычаги 8 и 9 валу 5 и стержню 3 угловое движение, закон которого описывается указанным выражением

У = — arccos

3 2

При заданных соотношениях длин стержней 3 и 4 и профиле кулачка 21 точки звена 1 движутся теоретически по прямым линиям.

Изобретение ограничивает ra6aриты испытательного стенда.размерами шарнирного параллелограмма. Например, при амплитуде колебаний 2 м высота стенда составляет 3 м.