Уравновешенный кривошипно-ползунный механизм
Изобретение относится к кривошипно-ползунным преобразователям нращателыюго движения в вознратно-поступательное и найдет применение в частности в поршневых машинах. Цель изобретения - повышение надежности и долговечности механизма путем исключения вибрации при его работе. Вращение кривошипа 3 через шатун 6 преобразуется в возвратно-поступательное движение ползуна 5 и движение по шатунным кривым стержней 9 и 10 шарнирно-рычажного уравновешивающего устройства . Угловые скорости стержней 9 и 10 всегда равны и противоположны соответственно угловым скоростям кривошипа 3 и шатуна 6. Поэтому главный вектор и главный момент сип инерции звеньев механизма равны нулю при любом законе вращения кривошипа. 2 ил. (Л с У & to vj о to
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК ()) " 16 Н 21/00, F 16 F 15/26 р >ь с (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Х - /2
Фиг. 1
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 46235 36/28 (22) 22,12.88 (46) 15.02.91. Вм>л. N 6 (71) Хабаровский ин< гибнут инженеров железнодорожного транспорт» (72) В. И. Доронин и А. 1!. П 1с пс . > в (53) 621. 837 (088. 8) (56) Аракелян В, Г. Ураннс>вс шинание масс KopoMhlc>loRo-ëoë >уHHtlx л>е>санизм<>в на основе пантограф» — И.> не с. ти я ВУЗов, У 7, !!.: Иашиностр< ен ие, 1 !87, с. 48-52. (54) УРАВНОВЕШГНН1!!! НРИВ0!!!И!180>-110?1ЗУННЪ11! 1"!ЕХАН1!3! (57) Изобретение >тноеится к кривошипно-ползунным преоб>разс>нателям вращательногоо движения в во >нратн -по„„SU„„1627769 А 1
2 ступательное и найдет применение в частности в поршневых машинах. Цель изобре тения — повышение надежности и долговечности механизма путем исклк>чения вибрации при его работе. Вращение кривошипа 3 через шатун 6 преобразуется в возвратно-поступательное движение ползуна 5 и движение по шатунным кривым стержней 9 и 10 шарнирно-рыча>кноro уравновешинашщего устройства. Угловые скорости стержней 9 и 10 всегда рlBHû и протиноп >ложны .соо тае тс твен но угловым е коро с тям к ривошипа 3 и шатуна 6. Позтому главный вектор и главный момент сил инерции зненьен механизма равны нулк> при лк>бом законе вращения кривошипа. 2 ил.
1627769
Изобретение относится к машиностроению, а именно к кривошипно-пол зунным преобразователям вращательного движения в возвратно-поступательное
5 и может быть использовано, в частности в поршневых машинах.
Цель изобретения — повышение надежности и долговечности механизма путем исключения вибрации при его ра- 10 боте.
На фиг. 1 показана кинематическая схема механизма с шарнирно-рычажным уравновешивающим устройством в виде ромбоида; на фиг. 2 - то же, с. уравновешивающим устройством в виде антипараллелограмма.
Механизм содержит стойку 1 с прямолинейной направляющей 2, установленный на стойке 1 кривошип 3, связанный с ней шарниром 4, установленный в направляющей 2 ползун 5, шатун
6, -одним концом через шарнир 7 связанный с полэуном 5, а другим концом через шарнир Ы связанный с кривоши- 25 пом 3, и шарнирно-рычажное уравновешивающее устройство в виде короткого и длинного стержней 9 и 10 соответственно, связанных между собой общим шарниром 11. Другим концом стержень 9 через шарнир 12 связан с кривошипом 3, а стержень 10 через шарнир
13 связан с шатуном 6 (фиг. 1) или другим концом стержень 9 через шарнир
13 связан с шатуном 6, а стержень 10
35 через шарнир 12 связан с кривошипом 3 (фиг. 2). При этом длина стержня 9 равна расстоянию между шарнирами 8 и
12 на кривошипе 3, а длина стержня 10 равна расстоянию между шарнирами 8 и 40
13 на шатуне 6 так, что в зависимости от расположения общего шарнира 11 стержни 9 и 10 образуют соответствующими отрезками кривошипа 3 и шатуна 6 ромбоид (фиг. 1) или антипараллелог- 45 рамм (фиг. 2)..
Длины кривошипа 3, шатуна 6 и стержней 9 и 10 выбирают такими, что отношение длины кривошипа 3 к длине шутуна 6 равно отношению длины стерж- 0 ня 9 к длине стержня 10. Геометри ческая форма кривошипа 3 и шатуна 6 позволяет сместить, шарниры 12 и 13 от продольных осей х и х этих звеньев. При этом продольйая ось х кривошипа 3 образует угол ф с прямой, соединяющей оси шарниров 8 и 12 и являющейся одной иэ сторон ромбоида или антипараллелограмма. При проектифэ у у 83 в 4 в 5
13 14 статические моменты масс соответственно кривошипа, шатуна, полэуна, короткого стержня и длинного стержня относительно по пе речных о се и э тих звеньев; моменты ин ерции масс соответственно кри" вошипа, шатуна, короткого стержня и длинного стержня относительно точек пересечения продольных и поперечных осей ровании угол ф, может быть выбран в пределах от 0 - 360
Параметры геометрии масс звеньев ме хан изма (массы звеньев, момен ты инерции масс и статические моменты масс) определены из системы алгебраических уравнений (m<+m<+m>+m4)1<+Sf(- А cosg О;
S - А sing О;
8 + m 1s+Â141 совМ О
82„+ В141 sin К = О;
81) S4r Sэx Sex
-!
Sg)+ 84 141 = О, 2 (m I++1++3+m4) ) (4
3 3
31 )21 сов (К вЂ” Т = О, m4 4
f где m,m 2,m>,m4- массы соответственно шатуна, полэуна, короткого стержня и длинно го с те ржн я;
8 (х 82кэ 8 зх э
S4>, Ss> - статические моменты масс соответственно кривошипа, шатуна, полэуна, короткого стержня и длинного стержня относительно продольных осей этих звеньев, Ачв 1 -84, В=чп41 +84 — для механизма на фиг. 1;
Аш4 1 + 84, В=чп 1э-84 - для механизма на
3 фиг. 2;
1 в 11э 1 э
25 венно кривошипа, шатуна, ползуна, короткого стержня и длинного стержня относительно продольных осех этих звеньев, 45
50 венно кривошипа, шатуна, ползуна, короткого стержня и длинного стержня относительно поперечных осех этих звеньев;
5 162 этих звеньев (шарниров 4,8,12 и 13); — длины соответственно кривошипа, шатуна, короткого стержня и длинного стержня;
Ж- угол между продольной осью кривошипа и прин адле жаще и ему стороной ромбоида или антипараллелограмма.
При проектировании механизма конструктнвно задают значение любых семи из восемнадцати параметров геометрии масс, входящих в систему уравнений.
Механизм работает следующим образом.
Вращение кривошипа 3 через шатун 6 преобразуется в возвратно-поступательное движение ползуна 5 и движение по шатунным кривым стержней 9 и
10. При этом диагонали ромбоида или антипараллелограмма совершают поступательное движение, шарниры !2 и 13 движутся относительно своей диагонали во взаимно противоположных направлениях, а равные по длине .стороны ромбоида или антипараллелограмма поворачиваются навстречу друг другу.
Вследствие этого угловая скорость стержня 9 равна и противоположна угловой скорости кривошипа 3, а угловая скорость стержня 10 равна и противоположна угловой скорости шатуна 6
Из фиг, 1 очевидно, что Q = 2 о +
+Ю-g,, P4= Н <0(-g>, а нз фиг. 2 очевидно, что .! = н +М вЂ” (P (4 =
Ei +g-(P . Дифференцируя эти зави2 симости по времени, в обоих случаях пол учают Я + +Я у 4) 4 Иге
Следовательно, в выполненном по предлагаемым схемам механизме обеспечивается равенство нуло главного вектора и главного момента сил инерции звеньев механизма при лобом законе вращения кривошипа, т.е. обеспечивается полная уравновешенность механизма при любых условиях и режэв4ах его работы.
Формула изобретения
Уравновешенный кривошипно-ползунный механизм, содержащий стойку с
7769 6 прямолинейной направляющей, установленный на стойке кривошип, установленный в направляющий ползун, шатун, шарнирно связанный своими концами с кривошипом и ползуном, и шарнирно-рычажное уравновешивающее устройство в виде двух стержней разной длины, одними концами через общий шарнир связанных между собой, а другими концами шарнирно связанных короткий — с кривошипом, а длинный — с шатуном, при этом отношение длин короткого и длинного стержней равно отношению длин кривошипа и шатуна, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности, стержни образуют с кривошипом и шатуном ромбоид или антипараллелограмм, 20 а параметры масс звеньев механизма определены уравнениями ш4)1
S $1 + ma1z+81413cosw= 0 Sg!!+ В 413 S1)= S4!!= - ЧЮ= Sg <= 0! 5 4ф 4 и 1 1!+(ш!+ша+шЗ+т4) 1> +mq1 (84 -m>1>)21< Lose, -I> = 0; г г I + m 1+m414 — I4= О, где ш!,ш1,ш5,ш4 — массы соответственно шатуна, полэуна, короткого стержня и длинного стержня: 8!!! ° Sar Вм» S Sy g — статические момен41 ты масс соответстSI3 9 Sa| S331 84  — статические моменты масс соответст1627769 > 1, Iy, Т 4 - моменты инерции масс соответственно пересечения продольных и поперечных осей этих А=тп41 +Б4 и В=ш,1, -S43— Корректор Т.Малец Тираж 394 Заказ 327 Подписное BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-Издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðoä, ул. Гагарина,101 кривошипа, шатуна, короткого сТррхНН и длинного стержня относительно точек звеньев длины соответственно кривошипа, шатуна, короткого стержня и длинного 15 с те ржня; угол между продольСоставитель В. Савицкий Редактор И. Касарда Техред lI.Îëèéíûê ной осью кривошипа и принадлежащей ему стороной ромбоида или антипараллелограмма для механизма с уравновешивающим устройством в виде ромбоида; для механизма с уравновешивающим устройством в виде антипараллелограмма.
