Шарнирный четырехзвенник
Изобретение относится к уравновешиванию механизмов. Цель изобретения - повышение качества уравновешиваний. Шарнирный четырехзвенник состоит из кривошипа 1, шатуна 2, коромысла 3, стойки 4. Кривошип 1, шатун 2, коромысло 3 соединены между собой шарнирами 5 и 6. Кривошип 1 и коромысло 2 присоединены шарнирн.о к стойке в точках 7, 8. Для уравновешивания в четырехзвенник введено уравновешивающее устройство . механизм уравновешивания образован первым стержнем 9, соединенным с серединой коромысла 3 шарниром 13, ползуном 11 с направляющей 17, закрепленным на первом стержне 9 шарниром 14, штоком 12, перпендикулярным направляющей ползуна 17 и шарнирно соединенным со штоком 12 вторым стержнем 10, другим своим концом шарнирно связанным с шатуном 2. Линия продолжения направляющей 17 проходит через шарнир 8, расстояние между шарнирами 8 и 13 равно длине первого стержня 9, расстояние между шарнирами 15 и 6 равно длине второго стержня 10. 1 ил. С/)
СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОЦиАлистичЕских
РЕСПУБЛИК (я)5 F 16 F 15/22
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4861013/28 (22) 20.08.90 (46) 07.03.93. Бюл, N. 9 (71) Хабаровский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) В.И.Доронин и А.В.Шульга (56) Щепитильников В,А. Уравновешивание механизмов. — М,: Машиностроение. 1982.
Авторское свидетельство СССР
N. 757795, кл. F 16 F 15/26, 1979.
Авторское свидетельство СССР
N 1724969, кл. F 16 F 55/22, 1989. (54) ШАРНИРНЫЙ ЧЕТЫРЕХЗВЕННИК (57) Изобретение относится к уравновешиванию механизмов. Цель изобретения — повышение качества уравновешивания.
Шарнирный четырехзвенник состоит из кривошипа 1, шатуна 2. коромысла 3, стойки
4. Кривошип 1, шатун 2, коромысло 3 соеди„„Я „„1800170 А1 нены между собой шарнирами 5 и 6, Кривошип 1 и коромысло 2 присоединены шарнирно к стойке в точках 7, 8. Для уравновешивания в четырехзвенник введено уравновешивающее устройетво, механизм уравновешивания образован первым стержнем 9, соединенным с серединой коромысла 3 шарниром 13, ползуном 11 с направляющей 17, закрепленным на первом стержне 9 шарниром 14, штоком 12, перпендикулярным направляющей ползуна 17 и шарнирно соединенным со штоком 12 вторым стержнем 10, другим своим концом шарнирно связанным с шатуном 2. Линия продолжения направляющей 17 проходит через шарнир 8, расстояние между шарнирами 8 и 13 равно длине первого стержня 9, расстояние между шарнирами 19 и 6 равно длине второго стержня 10. 1 ил.
1800170
Изобретение относится к уравновешиванию механизмов и может быть использовано для исключения вибраций, передающихся на фундамент машинного агрегата от механизма шарнирного четырехзвенника.
Целью изобретения является повышение качества уравновешивания.
Для достижения поставленной цели в шарнирном четырехзвеннике, содержащем кривошип, шатун, коромысло, стойку и механизм уравновешивания, механизм уравновешивания образован первым стержнем, шарнирно соединенным с серединой коромысла, ползуном с направляющей, шарнирно закрепленным на первом стержне, штоком, перпендикулярным направляющей ползуна, и шарнирно соединенным со штоком вторым стержнем, другим своим концом шарнирно связанным с шатуном, линия продолжения направляющей полэуна гроходит через шарнир "коромысло-стойка", расстояние между шарнирами "коромыслостойка" и "коромысло-первый стержень" равно длине первого стержня, расстояние между шарнирами "второй стержень-ша тун" и "шатун-коромысло" равно длине второго стержня, а параметры механизма
on ределены зависимостями !
1 t1Sy1 = О, Sx2+ dsinQ(m3+ m5) = О
Sx1= О;
SхЗ=О, Ях4=0; Sx)=0 Sx6=0; Ях7=0, Sy2 !2(п11 + Sy1I 1) (!2 осо$Я )(гпЗ +
+m5) = О; (1)
Sy3 + l3(m1 + Sy1l 1) + IÇ(1/2m2 + m3 +
+1/2m4+ m5) = О;
Sy4 + 1/2!Згл4 = О; Sy5+ l4m5 = О; Sye = О;
Sy7=0;
I) (!2 d )(m3+ m5) — !2 (mi + Syil 1) !
5 i 4015=0;
ls + l s(mi + Szil 1! + 1 з(1/4m + пауз +
+1/4m4+ m5) !4 1/4! 3m4 =. О; где !1, !2, 13, I4 — длины кривошипа, шатуна, коромысла, второго стержня соответствен.но;
Sx1, Sx2, 5хЗ Sx4, Sx5 Яхб Ях7 Статичв ские моменты масс кривошипа, шатуна, коромысла, первого и второго стержней, ползуна и штока относительно продольных осей этих звеньев соответственно;
Зу1, Яуг, - уз, Зу4. Зуб, Зуб, Зу7 †.статические моменты масс кривошипа, шатуна, коромысла, первого и второго стержней, полэуна и штока относительно поперечных осей этих звеньев соответственно; !
1. J2, J3, J5, .!б, .!7 — моменты инерции масс кривошипа, шатуна коромысла, первого и второго стержней относительно точек пересечения продольных и поперечных осей этих звеньев соответственно; п11, m2, m3, гл4, m5 — массы шатуна, первого и второго стержней, ползуна и штока
5 соответственно;
d — расстояние между шарнирами кривошип — шатун и шатун — второй стержень;
a — угол между прямой, проходящей через центры шарниров кривошип — шатун, шатун — коромысло, и прямой, проходящей через центры шарниров кривошип — шатун и шатун — второй стержень.
На чертеже приведена схема шарнирного четырехзвенника с предлагаемым
"5 уравновешивающим приспособлением.
Шарнирный четырехзвенник состоит из кривошипа 1, шатуна 2, коромысла 3, стойки
4. Кривошип 1, шатун 2, коромысло 3 соединены между собой шарнирами 5 и 6. Кривошип 1 и коромысло 2 присоединены шарнирно к стойке в точках 7, 8.
Для уравновешивания в четырехзвенник введено уравновешивающее устройство, механизм уравновешивания образован первым стержнем 9, соединенным с серединой коромысла 3 шарниром 13, полэуном 11 с направляющей 17, закрепленнь(м на первом стержне 9 шарниром 14, штоком 12, перпендикулярным направляющей полэуна
30 17, и шарнирно соединенным со штоком 12 вторым стержнем 10, другим своим концом шарнирно связанным с шатуном 2, линия продолжения направляющей 17 проходит через шарнир 8. расстояние между шарнирами 8 и 13 равно длине первого стержня 9, расстояние между шарнирами 15 и 6 равно длине второго стержня 10, а параметры механизма определены зависимостями
I1 !13у1 = О; Sx2+ dsin a(m3+ m5) = 0;
40 S 1=0;
Sx3=0 Sx4= 0; Sx5= 0; Бхб = 0; Sx7 = 0:
Sy2 !2(л11 + Sy1! 1) (!2 dcosQ)(m3 +
+ m5)=Î;
$уЗ + IÇ(m1 + Syil 1) + !3(1 2m2 + m3 +
+1/2m4+ m5) = О, Sy4 + 1/2I3m4 = О; Sy5 + l4m5 = 0; Зуб = О;
Sy7 = О; !
2 (!2 d )((т13+ гл5) — !2 (m1 + у1! 1)—
-I5 — 4m5= 0;
50 !3 + 3(m1+ Sy1! 1) + I з(1/4п12 + m3 +
+1/4m4+ m5) — !4 — 1/4! Зп14 = О; где !1, l2, !3, !4 — длины кривошипа 1, шатуна
2, коромысла 3, второго стержней 10 соответственно;
Sx1 Sx2, Sx3, Sx4 Sx5, хб, Sx7 статические моменты масс кривошипа 1, шатуна 2, коромысла 3, первого 9 и второго 10 стержней, полэуна 11 и штока 12 относительно продольных осей этих звеньев;
1800170
Sy1, Sy2, Sy3, Sy4, Sy5, Sy6, Sy7 — статические моменты масс кривошипа 1, шатуна 2, коромысла 3, первого 9 и второго 10 стержней, ползуна 11 и штока 12 относительно поперечных осей этих звеньев;
J1, А, Лз. J5 J6. J7 — моменты инерции масс кривошипа 1, шатуна 2, коромысла 3, первого 9 и второго 10 стержней относительно точек пересечения продольных и поперечных осей этих звеньев;
m1, m2, m3, m4, m5 — массы шатуна 2, первого 9 и второго 10 стержней, ползуна 11 и штока 12; б — расстояние между шарнирами 5 и
15; а — угол между прямой, проходящей через центры шарниров 5 и 6, и прямой, проходящей через центры шарниров 5, 15.
Кривошип 1 приводится во вращение двигателем, расположенным на общей с механизмом стойке 4 (двигатель не изображен на схеме). Движение через шатун 2 передается на коромысло 3, совершающее вращательное движение вокруг шарнира 8.
Посредством шарнирной связи 13 движение от коромысла 3 передается на первый стержень 9, другой конец которого скользит по стойке 4 вдоль направляющей
17 вместе с ползуном 11, Принятое в заявке равенство длин уравновешивающего стержня 9 и расстояния между шарнирами 8, 13 позволяет обеспечить следующую кинематическую зависимость между угловыми ускорениями звеньев
РЗ= p21 где р2, рз — угловые ускорения соответственно коромысла 3 и первого уравновешивающего стержня 9, Посредством шарнирной связи 15 движение от шатуна 2 передается на второй уравновешивающий стержень 10, другой конец которого шарнирно соединен со штоком 12. Принятое в заявке расположение шарнира 13, равенство расстояния между шарнирами 8, 13 и длины первого уравновешивающего стержня 9, а также перпендикулярность штока направляющей ползуна обеспечивают следующее свойство уравновешивающего устройства: линия продолжения штока проходит через шарнир 6. Это свойство, а также принятое в заявке равенство длины второго уравновешивающего стержня 10 расстоянию между шарнирами
15 и 16 позволяет обеспечить следующую кинематическую зависимость между угловыми ускорениями
P4 = Р1 где р1, p4 — угловые ускорения соответственно шатуна 2 и второго стержня 10.
Наличие подобных зависимостей между угловыми ускорениями звеньев и соотношений масс, моментов инерций, длин, описываемых системой уравнений (1), обеспечит равенство нулю главного вектора и главноого момента сил инерции, Следовательно, на стойку машинного агрегата не будут передаваться вибрации от механизма шарнирного четырехзвенника.
Формула изобретения
Шарнирный четырехзвенник, содержащий кривошип. шатун, коромысло, стойку и механизм уравновешивания, о"т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения качества уравновешивания, механизм уравновешивания образован первым стержнем, шарнирно соединенным с серединой коромысла, ползуном с направляющей, шарнирно закрепленным на первом стержне, штоком, перпендикулярным направляющей ползуна, и шарнирно соединенным со штоком вторым стержнем, другим своим концом шарнирно связанным с шатуном, линия продолжения направляющей ползуна проходит через шарнир "коромысло — стойка", расстояние между шарнирами коромысло —. стойка и коромысло — первый стержень равно длине первого стержня, расстояние между шарнирами второй стержень — шатун и шатун — коромысло равно длине второго стержня, а параметры механизма определены зависимостями
31 — I1Sy1 = 0; Sx2 + с1з пй (пауз + m5) = 0;
Sx1=0; Яхз=0; Sx4=0 Sx5=0; Sx6=0;
Sx7 =- 0;
Sy2 l2(fTl1 + Syl 1) (2 осоз Q )(m3 +
+m5)=0;
Sy3 + I3(Al1 + Sy1I 1) + 1з(1/2m2 + тз +
+1/2гл4+ п15) = 0;
Sy4 + «IQ m4 = 0; Sy5 + I4m5 = 0; Зуб = 0;
S 7=0;
1 2 (t2 d.)(ma + m5) l2 (гп1 + Syll 1)
15 I 4m5=0, з + I з(п11 + Syll 1) + I з(1/4m2 + п1з +
+1/4m4+ m5) t4l 3 /4m4 0; где 11, 12, 1З, 14 — Длины СООтвЕтетвеннО кРивошипа, шатуна. коромысла, второго уравновешивающего стержня;
Sx1, Sx2 Sx3 Sx4, $х5, ->хб, Sx7 статиче ские моменты масс соответственно кривошипа, шатуна, коромысла, первого и второго стержней, ползуна и штока относительно продольных осей этих звеньев;
Sy1, Яу2, Яуз, Яу4, Sy5, Яуб, Sy7 — статические моменты масс соответственно кривошипа, шатуна, коромысла, первого и второго стержней ползуна и штока относительно поперечных осей этих звеньев;
1800170
Составитель А, Шул ьга
Техред М,Моргентал
Корректор М.Ткач
Редактор
Заказ 1151 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101
1, 1г, 1з, l4. 1 — моменты инерции масс соответственно кривошипа, шатуна, коромысла, первого и второго стержней относительно точек пересечения продольных и поперечных осей этих звеньев; . 5 пц, т2, тз, та ав- массы соответственно шатуна, первого и второго стержней, ползуна и штока;
d — расстояние между шарнирами кривошип — шатун и шатун — второй стержень; а — угол между прямой, проходящей через центры шарниров кривошип — шатун, шатун — коромысло, и прямой, проходящей через центры шарниров кривошип — шатун и шатун — второй стержень.
