Двухподвижная кинематическая пара

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться для соединения звеньев механизмов и деталей машин. Двухподвижная кинематическая пара включает два звена - цилиндр (2) и двойной корсет (1), поверхности которых имеют разную кривизну и входят между собой в точечный контакт. Цилиндр (2) выполнен прямым эллиптическим, удерживающимся двойным корсетом (1). Радиус кривизны образующей вогнутой поверхности корсета (1) обеспечивается большим длины малой полуоси эллипса основания цилиндра (2). Кинематическая пара исполнена двухподвижной, воспроизводящей независимые поступательное и вращательное движения относительно двух из осей декартовых координат. Технический результат: создание двухподвижной кинематической пары, воспроизводящей комплекс двух независимых движений - поступательного и вращательного относительно двух из осей декартовой системы координат (движений ПВ) путем устранения вращательного движения вокруг продольной оси цилиндра. 2 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться для соединения звеньев механизмов и деталей машин.

Известно, что любая механическая система (механизм, машина) состоит из звеньев и соединений звеньев. Соединение двух соприкасающихся звеньев, допускающее их относительное движение, называется кинематической парой [1, с. 20, 5-й абзац сверху].

Известна двухподвижная цилиндрическая кинематическая пара [1, стр. 57, рис. 95], образованная связью двух звеньев - прямого кругового цилиндра [2, стр. 188, рис. 2.49] и желоба, входящих в контакт по поверхности. Такая пара позволяет воспроизводить независимые вращательное и поступательное движения (движения ВП) относительно одной общей оси декартовой системы координат.

Недостатком этой пары является невозможность воспроизведения указанных независимых движений относительно двух осей координат.

Наиболее близкой к заявляемой кинематической паре является удерживающая трехподвижная кинематическая пара [3], принимаемая за прототип. Эта пара образуется двумя звеньями - прямым круговым цилиндром и двойным корсетом, при этом поверхности звеньев имеют разную кривизну. Контакт звеньев пары обеспечивается в двух точках, при этом радиус кривизны образующей вогнутой поверхности корсета на всем возможном участке ее соприкосновения с цилиндром обеспечивается меньшим, чем удвоенный радиус цилиндра. Пара позволяет воспроизводить вращательное и поступательное движения (ВП) относительно одной общей оси и вращательное движение (В) относительно второй оси декартовых координат. Относительно третьей оси никаких движений нет. Таким образом, пара имеет комплекс движений ВПВ.

В технике могут возникать ситуации, требующие воспроизведения звеньями гарантированно двух независимых движений - поступательного и вращательного относительно разных осей декартовой системы координат (движений ПВ). В связи с этим недостатком прототипа является наличие дополнительного вращательного движения вокруг продольной оси цилиндра, соединяющей центры его оснований.

Задачей изобретения является создание двухподвижной кинематической пары, воспроизводящей комплекс двух независимых движений - поступательного и вращательного относительно двух из осей декартовой системы координат (движений ПВ) путем устранения вращательного движения вокруг продольной оси цилиндра.

Сущность заявляемого устройства заключается в том, что предлагается двухподвижная кинематическая пара, включающая два звена - цилиндр и двойной корсет, поверхности которых имеют разную кривизну и входят между собой в точечный контакт, при этом цилиндр выполнен прямым эллиптическим, удерживающимся двойным корсетом, при этом радиус кривизны образующей вогнутой поверхности корсета обеспечивается большим длины малой полуоси эллипса основания цилиндра, при этом кинематическая пара исполнена двухподвижной, воспроизводящей независимые поступательное и вращательное движения относительно двух из осей декартовых координат.

На фиг. 1 показан общий вид двухподвижной кинематической пары. На фиг. 2 изображена геометрия двухподвижной кинематической пары.

Пара включает два звена - корсет 1, выполненный двойным, и цилиндр 2, выполненный прямым эллиптическим. Корсет 1 контактирует с поверхностью цилиндра 2 в двух точках (точках А и A/ на фиг. 2). Обязательным условием в заявляемой кинематической паре является исполнение выпуклой поверхности цилиндра и вогнутой поверхности корсета с разными кривизнами. При этом радиус кривизны образующей вогнутой поверхности корсета Rk принимается во всех точках от φ=0° до φ=180° более длины малой полуоси эллипса основания цилиндра b [2, стр. 201, рис. 2.79], то есть Rk>b. При этом условии становится возможным относительный поворот звеньев пары вокруг оси z (фиг. 1).

Положение центра кривизны образующей вогнутой поверхности корсета (точки О1 и О2) зависит от величины эксцентриситета эллипса e [4] основания цилиндра, который определяет «вытянутость» эллипса в направлении его большой оси и изменяется в интервале 0≤е<1. При e=0 эллипс вырождается в окружность. Чем эксцентриситет ближе к единице, тем эллипс более «вытянут». Поэтому при меньшем эксцентриситете радиус также может быть меньшим. При большем эксцентриситете радиус Rk, как и расстояние O1O2, должен быть большим. Но при любом значении эксцентриситета е радиус Rk обязательно должен быть больше длины малой полуоси эллипса b.

Относительный поворот звеньев пары вокруг точек A(A/) и C невозможен в силу исполнения цилиндра прямым эллиптическим. Любой отрезок, соединяющий точку A(A/) с любой из точек, лежащих на дуге эллипса BA/B/(B/AB), всегда будет больше длины малой оси эллипса 2b. Только в точках А и A/ эти отрезки будут равны, то есть AA/=A/A=2b. Аналогично для точки C: любой отрезок, соединяющий точку C (центр эллипса) с любой из точек, принадлежащих эллипсу, будет всегда больше длины малой полуоси эллипса b. Только в точках А и A/ эти отрезки оказываются равными, когда CA=CA/=b. Корсет 1 выполняется с вогнутой поверхностью по дуге окружности относительно точек O1 и O2 (фиг. 2).

Двухподвижная кинематическая пара работает следующим образом. Задавая движение прямому эллиптическому цилиндру 2, удерживаемому корсетом 1, выполненным двойным, относительно оси x будет обеспечено только поступательное движение, а относительно оси z - только вращательное. Запрещенными движениями в этой паре оказываются вращательное движение вокруг оси x, оба движения (вращательное и поступательное) относительно оси y и поступательное движение вдоль оси z. Таким образом, двухподвижная кинематическая пара обеспечивает независимые поступательное и вращательное движения относительно двух из осей декартовой системы координат (движения ПВ).

Источники информации

1. Артоболевский И.И. Теория механизмов. Изд-во «Наука», Гл. ред. физ.-мат. лит., 1965, 776 с.

2. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. - 13-е изд., исправленное. Изд-во «Наука», Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986, 544 с.

3. Пат. №2502898 С1 Российская Федерация, МПК F16C 29/02, F16H 25/00, F16S 5/00. Удерживающая трехподвижная кинематическая пара / Дворников Л.Т., Фомин А.С., Живаго Э.Я.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет». - №2012122955/11,; заяв. 04.06.2012; опубл. 27.12.2013, Бюл. №36 - 5 с.; 2 ил.

4. Википедия: [Электронный ресурс]. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/Эллипс (Дата обращения: 16.01.2014).

Двухподвижная кинематическая пара, включающая два звена - цилиндр и двойной корсет, поверхности которых имеют разную кривизну и входят между собой в точечный контакт, отличающаяся тем, что цилиндр выполнен прямым эллиптическим, удерживающимся двойным корсетом, при этом радиус кривизны образующей вогнутой поверхности корсета обеспечивается большим длины малой полуоси эллипса основания цилиндра, при этом кинематическая пара исполнена двухподвижной, воспроизводящей независимые поступательное и вращательное движения относительно двух из осей декартовых координат.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению и может использоваться для соединения звеньев механизма. Поверхности геометрических элементов звеньев выполнены в виде охватываемой и охватывающей поверхностей.

Изобретение относится к машиностроению и может использоваться для соединения звеньев механизмов. Трехподвижная кинематическая пара включает в себя два звена (1 и 2) с геометрическими элементами в виде цилиндрических поверхностей, входящих в линейчатый контакт.

Изобретение относится к машиностроению и может использоваться для соединения звеньев механизмов. Удерживающая трехподвижная кинематическая пара состоит из двух звеньев - корсет (1) и цилиндр (2), и обеспечивает три относительных движения между звеньями.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к сварному соединению, и может быть использовано в автомобилестроении в виде конструкционных элементов. .

Изобретение относится к машиностроению, может быть использовано для соединения деталей машин. .

Изобретение относится к машиностроению, может быть использовано для соединения деталей машин. .

Изобретение относится к машиностроению, в частности к соединениям деталей механизмов и машин. .

Изобретение относится к способу лазерной сварки и может найти применение при изготовлении сварных узлов из двух или трех металлических элементов, в частности вентиляторов в турбореактивном двигателе.

Изобретение относится к механике и электротехнике и предназначено для крепления одних корпусов внутри других корпусов. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для соединения деталей машин. .

Устройство относится к машино- и приборостроению и может быть использовано в механизмах, преобразующих вращательное движение в возвратно-поступательное. Ходовая гайка механизма линейного перемещения содержит основную полугайку (1) и вспомогательную полугайку (2), в которых выполнены равноудаленные от центра и между собой сквозные соосные отверстия, в которые вставлены цилиндрические штифты (3), соединяющие полугайки.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в механизмах для усиления механической мощности. Механический усилитель мощности содержит основание, входной и выходной валы и механизм преобразования поступательного движения во вращательное движение выходного вала.

Изобретение относится к машиностроению и может использоваться для соединения звеньев механизмов. Удерживающая трехподвижная кинематическая пара состоит из двух звеньев - корсет (1) и цилиндр (2), и обеспечивает три относительных движения между звеньями.

Изобретение относится к устройствам для передачи и преобразования движения и сил, в частности к кулачковым реверсивным механизмам. Кулачковый реверсивный механизм содержит стойку, ведущий кулачок и ведомое коромысло, введенные со стойкой в подвижные соединения.

Изобретение относится к устройствам для передачи и преобразования движения и сил, в частности к кулачковым реверсивным механизмам. Кулачковый реверсивный механизм содержит стойку, ведущий кулачок и ведомый толкатель, введенные со стойкой в подвижные соединения.

Изобретение относится к устройствам для передачи и преобразования движения и сил, в частности к кулачковым реверсивным механизмам. Кулачковый реверсивный механизм содержит стойку, ведущий кулачок и ведомый толкатель, введенные со стойкой в подвижные соединения.

Изобретение относится к устройствам для передачи и преобразования движения и сил, в частности к реверсивным механизмам. .

Изобретение относится к устройствам для передачи и преобразования движения и сил, в частности к кулачковым реверсивным механизмам. .

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к механизмам преобразования движения. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в станках - автоматах различного назначения. .

Изобретение относится к невращающемуся универсальному шарниру, предназначенному для соединения корпусов двигателя и редуктора вертолета. Невращающийся универсальный шарнир (10) для привода вертолета имеет крестовину, определяемую кольцом (30), которое имеет четыре соединительные части (31), разнесенные на 90° друг от друга, и взаимодействующие с соответствующими вильчатыми элементами (15), образующими концы соответствующих консолей (14) двух соединительных элементов (11, 12), которые при использовании зафиксированы относительно корпуса (6) двигателя (2) и корпуса (7) редуктора (3).

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться для соединения звеньев механизмов и деталей машин. Двухподвижная кинематическая пара включает два звена - цилиндр и двойной корсет, поверхности которых имеют разную кривизну и входят между собой в точечный контакт. Цилиндр выполнен прямым эллиптическим, удерживающимся двойным корсетом. Радиус кривизны образующей вогнутой поверхности корсета обеспечивается большим длины малой полуоси эллипса основания цилиндра. Кинематическая пара исполнена двухподвижной, воспроизводящей независимые поступательное и вращательное движения относительно двух из осей декартовых координат. Технический результат: создание двухподвижной кинематической пары, воспроизводящей комплекс двух независимых движений - поступательного и вращательного относительно двух из осей декартовой системы координат путем устранения вращательного движения вокруг продольной оси цилиндра. 2 ил.

Наверх