Четырехзвенный шарнирный кривошипно-коромысловый механизм яримова
Авторы патента:
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания и пневматических устройствах с неравномерным движением рабочих органов. Техническим результатом изобретения является повышение КПД. Для достижения этого результата длина шатуна 3 и коромысла 4 меньше в 9,0 раз длины кривошипа 2, а расстояние между осями соединения кривошипа 2 и коромысла 4 к стойке 1 меньше в 6,0 раз длины кривошипа 2. 2 ил.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания и пневматических устройствах с неравномерным движением рабочих органов, в механизмах для передачи усилий на вращательное движение, преимущественно в мускульных приводах.
Известен четырехзвенный шарнирный кривошипно-коромысловый механизм, содержащий стойку и размещенные на ней кривошип, шатун и коромысло. Недостатком известного механизма является низкий КПД (эффективность) передачи сил на вращательное движение по причине не выполнения механизма с определенными параметрами. Техническим результатом изобретения является повышение КПД. Это достигается тем, что четырехзвенный шарнирный кривошипно-коромысловый механизм выполнен с длиной шатуна и коромысла меньше 9,0 длин кривошипа и расстоянием между осями соединения кривошипа и коромысла к стойке меньше 6,0 длин кривошипа. Увеличение КПД (эффективности) четырехзвенного шарнирного кривошипно-коромыслового механизма при передаче сил F на вращательное движение характеризуется моментом М на оси кривошипа и определяется углом давления по фиг.1. Посредством углов давления определяется сумма моментов сил на оси А; Mi=Frcos n1= 1, 2, 3; где Mi сумма моментов на оси; F сила действующая вдоль шатуна; r длина кривошипа; угол давления; Механизм содержит стойку 1, кривошип 2, шатун 3 и коромысло 4. Поставленная задача, повышения КПД (эффективности) решается определением зависимостей величин моментов на оси А от длин звеньев четырехзвенного шарнирного кривошипно-коромыслового механизма, стойки 1, кривошипа 2, шатуна 3, коромысла 4. Принимается угол независимый параметр, - функция. Задача сводится () функция положения. По теореме косинусов из АВД и ДВС после преобразований определяем 1 и 2 1 arccos a; 2= arccos K где a K после введения безразмерных относительных величин P возможны два случая 1. 1+2= + 2. 1+2= arccosak-Для упрощения анализа моментов принимается F 1, r 1,
тогда M sin()d
При условии l R или р обеспечивается равномерное перемещение точек В и С в соответствующих прямом и обратном направлениях, а также достигается максимальный результат по моменту, где
arccos 1-cos-sin
Расчетами получены величины суммарных моментов в зависимости от параметров (относительных величин звеньев) четырехзвенников). Данные расчетов приведены на графике (фиг.2) зависимостей М ( ,P,) при условии p в области существования, проворачиваемого кривошипа. Расчеты единичных моментов произведены с точностью до четвертого знака. Предельные значения углов положения 1 и 2 определены, как
1= arccos m;
2 arccos n; где m
n для каждого значения параметров. Для сравнения приведен единичный момент кривошипного, кривошипно-ползунного, известного шарнирного кривошипно-коромыслового четырехзвенного механизма и др. который равен 114,588. Момент вышеназванных механизмов не зависит от величин звеньев и равен константе при действии силы, равной единице, и кривошипе, равном единице. Значение М 114,588 получено с достаточной степенью точности для практического примечания. В доступной литературе (по механике, физике и др.) не приходилось встречать вышеназванную постоянную. Константа 114,588 имеет размерность произведения длины на силу и характеризует вращательный эффект силы при силе, равной единице, и (плече) кривошипе, равном единице, для механизмов, содержащих кривошип. На фиг. 1 изображена кинематическая схема четырехзвенного шарнирного кривошипно-коромыслового механизма. Он содержит стойку 1, размещенные на ней кривошип 2, шатун 3 и коромысло 4 в трех положениях. В начальном положении Cl 1, в произвольном положении С1 , и в конечном положении С2, 2. На фиг.2 изображены значения суммарных единичных моментов в зависимости от параметров четырехзвенных шарнирных кривошипно-коромысловых механизмов. Кривая = 1,0 является наибольшей по суммарному моменту. Кривая 6,0 является наименьшей по суммарному моменту, т.е. она близко прилегает к горизонтальной прямой М( ,p,) 114,588, которая отображает суммарный единичный момент известных механизм (кривошипного, кривошипно-ползунного и известного четырехзвенника и др.). Механизм работает следующим образом. Под действием силы F (фиг.1) происходит перемещение точек С1 и В1 механизма в положение С2 и В2 против часовой стрелки. Соответственно при перемещении кривошипа из первоначального положения 1 в конечное положение 2, происходит рабочий ход или максимальная передача силы F для образования суммарного момента на оси А кривошипа при определенных параметрах механизма. Затем из положения 2 в положение 1 кривошипа происходит обратный ход, также против часовой стрелки, сила F не действует, т.е. точка С2 механизма возвращается в первоначальное положение. Затем этот цикл повторяется.
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2
Похожие патенты:
Изобретение относится к машиностроению, а именно к рычажному устройству с подвижной опорой и к прессу, в котором оно используется
Кулисно-рычажный механизм с приближенно-равномерным перемещением выходного звена мамырина // 2036359
Изобретение относится к машиностроению, а именно к кулисно-рычажным механизмам
Кривошипно-кулисный механизм // 2031282
Изобретение относится к машиностроению, а именно к кулисным механизмам, и может быть использовано в работах и манипуляторах
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для преобразования движения в механизмах приводов поршней насосов, например, плунжерных
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в устройствах преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное
Механизм для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное и наоборот // 2020333
Изобретение относится к области зубчатых передач
Шарнирно-рычажный механизм с выстоями // 2019767
Изобретение относится к машиностроению, а именно к шарнирно-рычажным механизмам для преобразования непрерывного вращательного движения с остановкой
Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания
Кривошипно-ползунный механизм // 2017038
Изобретение относится к машиностроению, а именно к рычажно-зубчатым преобразователям движения, и может найти применение в различных устройствах, где требуется преобразование вращательного движения в колебательное с перемещающейся траекторией и во вращательно-возвратно-поступательное
Поршневая машина // 2100616
Изобретение относится к машинам объемного вытеснения газа или жидкости, содержащим исполнительный механизм встречного или расходящего движения поршней в цилиндрах, и может быть использовано в насосах, компрессорах и двигателях разного назначения
Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройству для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное и наоборот
Изобретение относится к средствам передачи движения и может быть использовано для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное
Механизм для преобразования движения // 2102642
Изобретение относится к области машиностроения и может найти применение в поршневых машинах
Механизм рычажно-кривошипного привода // 2106552
Изобретение относится к машиностроению, в частности к механизмам для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное или наоборот, и может быть использовано в транспорте и поршневых машинах
Изобретение относится к поршневым машинам
Изобретение относится к механизмам для передачи вращательного движения из одной полости в другую через герметичную оболочку и может быть применено в машиностроении, в частности в машинах, работающих по циклу Стирлинга, для удержания высокого давления рабочего тела
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в устройствах, осуществляющих соединение монтажных проводов со штырем путем накрутки, в устройствах для финишной обработки (притирки, полировки) отверстий, валов и т