Пространственный четырёхзвенный кривошипно-ползунный механизм


 


Владельцы патента RU 2557322:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" (RU)

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при создании пространственных четырехзвенных механизмов, воспроизведения пространственных кривых или обеспечения движения различных инструментов. Пространственный четырехзвенный кривошипно-ползунный механизм включает кривошип, шатун и ползун. При этом кривошип, образующий вращательную кинематическую пару со стойкой, снабжен сквозным криволинейным пазом. Шатун, входящий в сферическую кинематическую пару с ползуном, снабжен эллиптическим цилиндром. При этом сквозной криволинейный паз и эллиптический цилиндр образуют между собой двухподвижную кинематическую пару. Достигается упрощение конструкции. 1 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при создании пространственных четырехзвенных механизмов для воспроизведения пространственных кривых или обеспечения движения различных инструментов.

Известен шарнирный механизм с четырьмя вращательными кинематическими парами (p5) [1, стр.88, рис.156]. В этом механизме всего три подвижных звена: кривошип, ползун и шатун, но этот механизм не может относиться к пространственным, все его звенья совершают движения в одной плоскости.

Наиболее близким к предлагаемому механизму является пространственный стержневой механизм [2, с.94, рис.30]. Однако в этом механизме используются две кинематические пары пятого класса, которые образуются между входным звеном и стойкой, а также между выходным звеном и стойкой, остальные две выполнены кинематической парой третьего класса - сферической, и кинематической парой четвертого класса - сферической с пальцем. Недостатком такого механизма является сложность реального выполнения сферической с пальцем кинематической пары.

Задачей изобретения является создание такой схемы пространственного чегырехзвенного механизма, в которой будет использоваться более простая в изготовлении кинематическая пара четвертого класса.

Сущность изобретения заключается в том, что предлагается пространственный четырехзвенный кривошипно-ползунный механизм, включающий кривошип, шатун и ползун, при этом кривошип, образующий вращательную кинематическую пару со стойкой, снабжен сквозным криволинейным пазом, а шатун, входящий в сферическую кинематическую пару с ползуном, снабжен эллиптическим цилиндром, при этом сквозной криволинейный паз и эллиптический цилиндр образуют между собой двухподвижную кинематическую пару.

Схема предлагаемого механизма показана на чертеже.

Механизм состоит из неподвижного звена - стойки 1, относительно которой рассматривается движение, и трех подвижных звеньев: кривошипа 2, шатуна 3, и ползуна 4. Кривошип 2, образующий со стойкой 1 вращательную кинематическую пару пятого класса (p5), снабжен сквозным криволинейным пазом 5, а шатун 3, входящий в сферическую кинематическую пару (p3) с ползуном 4, снабжен эллиптическим цилиндром 6, при этом сквозной криволинейный паз 5 и эллиптический цилиндр 6 образуют между собой двухподвижную кинематическую пару (p4). Ползун 4, в свою очередь, входит со стойкой 1 в одноподвижную поступательную кинематическую пару пятого класса (p5).

Известно, что подвижность пространственных механизмов определяется формулой Малышева А.П. [1, стр.67, формула (2.8.)], имеющей вид:

W=6n-5p5-4р4-3p3-2p2-p1,

где W - подвижность механизма,

n - число подвижных звеньев,

р5 р4 р3 р2 p1 - числа КП пятого, четвертого, третьего, второго и первого классов соответственно.

В предлагаемом четырехзвеннике, где три подвижных звена (n=3), две пары пятого класса (p5=2), одна пара четвертого класса (p4=1) и одна пара третьего класса (р3=1), получаем

W=6·3-5·2-4·1-3·1=1,

таким образом, если задать движение кривошипу 1, все остальные звенья будут двигаться вполне определенно.

Работает механизм следующим образом: при воздействии на кривошип 2 он начнет вращаться в определенной плоскости. При вращении кривошип 2, перемещаясь по окружности, воздействует сквозным криволинейным пазом 5 на эллиптический цилиндр 6, приводя в движение шатун 3, который, в свою очередь, начинает воздействовать через сферическую кинематическую пару (p3) на ползун 4, заставляя его двигаться поступательно по прямой. Все точки шатуна 3 описывают сложные пространственные кривые, которые могут быть использованы для различных целей, например для воспроизведения пространственных кривых или обеспечения движения различных инструментов.

Использованные источники

1. Артоболевский И.И. Теория механизмов. Изд-во «Наука», 1965.

2. Левитский Н.И. Теория механизмов и машин. Изд-во «Наука», 1990.

Пространственный четырехзвенный кривошипно-ползунный механизм, включающий кривошип, шатун и ползун, отличающийся тем, что кривошип, образующий вращательную кинематическую пару со стойкой, снабжен сквозным криволинейным пазом, а шатун, входящий в сферическую кинематическую пару с ползуном, снабжен эллиптическим цилиндром, при этом сквозной криволинейный паз и эллиптический цилиндр образуют между собой двухподвижную кинематическую пару.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к механизмам, применяемым в технике для получения заданного движения ведомого звена. Предложен пространственный четырехзвенный механизм, включающий ведущее звено, шатун, коромысло и стойку, отличающийся тем, что на стойке жестко установлен гидроцилиндр возвратно-поступательного действия, входящий с ведущим звеном в поступательную пару, а кинематические пары, соединяющие шатун с ведущим звеном и коромыслом, выполнены вращательными, при этом пара, соединяющая коромысло со стойкой, выполнена двухподвижной.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при создании пространственных четырехзвенных механизмов. .

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к направляющим механизмам для воспроизведения нескольких кривых определенного вида. .

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к шестизвенным шарнирным механизмам, осуществляющим в машинных агрегатах преобразование вращательного движения ведущего звена в прямолинейное движение ведомой чертящей точки.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к направляющим механизмам для воспроизведения нескольких кривых определенного вида, и может использоваться в качестве привода нескольких инструментов при обработке поверхностей и в качестве скелетной основы для объектов типа машущего крыла, изменяющих свою форму при движении.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к преобразователям колебательного движения в двуполупериодное вращательное. .

Изобретение относится к пространственным рычажным регулируемым механизмам и может быть использовано в машиностроении, роботах и манипуляторах. .

Изобретение относится к области машиностроения и приборостроения. .

Изобретение относится к машиностроению и приборостроению и может быть использовано в различных системах и устройствах. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в роботах и манипуляторах. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для синтеза пространственного шестизвенного механизма с трехмерным движением. Способ синтеза шестизвенного механизма заключается в том, что в одной или в трех кинематических парах сопряжение звеньев осуществляют в обратной ориентации по отношению к ориентации звеньев в остальных кинематических парах, или три звена выполнены в виде зеркальной копии остальных звеньев, а звенья в кинематических парах сопрягают между собой в одинаковой ориентации. Пространственный шестизвенный механизм с вращательными кинематическими парами, состоящий из звеньев стержней (1) с внутренними элементами шарниров (2) и наружных элементов шарниров (3), в котором в одной или в трех кинематических парах звенья (1) сопряжены между собой в ориентации, обратной по отношению к ориентации звеньев в других кинематических парах; или одно или три звена выполнены в виде зеркальной копии остальных звеньев; или звенья могут изменять ориентацию. Достигается снижение трудоемкости способа синтеза и обеспечения подвижности. 5 н.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к пространственным шестизвенным механизмам. Пространственный шестизвенный механизм с вращательными кинематическими парами состоит из шести звеньев (1), соединенных между собой с помощью шести шарниров (4). Одно звено составное и состоит из двух частей (2) и (3), которые образуют подвижное цилиндрическое соединение с возможностью взаимного перемещения частей в продольном направлении и вращения в поперечном направлении с последующей фиксацией относительно друг друга. Достигается способность механизма складываться в плоскую и линейную конструкцию. 3 ил.
Наверх