Пространственный четырёхзвенный кривошипно-ползунный механизм

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.

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к синтезу пространственного механизма. Способ синтеза пространственного механизма определенной структуры с заданными кинематическими характеристиками звеньев и возможными движениями в кинематических парах заключается в поиске положения звеньев, при котором кинематическая цепь переходит в замкнутое состояние. Определяют функцию положения механизма, варьируют функцию положения для возможных движений в кинематических парах при постоянных кинематических характеристиках звеньев. При этом определяют алгебраическую систему уравнения для вариаций. Затем определяют необходимые ограничения для кинематических характеристик звеньев из условия равенства нулю определителя матрицы системы уравнения для вариаций. Далее уточняют кинематические характеристики звеньев с учетом определенных ограничений, осуществляя синтез пространственного механизма. Достигается снижение трудоемкости. 2 ил.

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.

Наверх