Уравновешенный кривошипно-ползунный механизм



Уравновешенный кривошипно-ползунный механизм
Уравновешенный кривошипно-ползунный механизм

 


Владельцы патента RU 2583329:

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

Изобретение относится к машиностроению, а именно к кривошипно-ползунным механизмам. Уравновешенный кривошипно-ползунный механизм содержит четыре кинематически подвижных звена, в том числе кривошип, шатун и ползун. Шатун соединен с ползуном через четвёртое звено, образующее сферическую пару с шатуном и вращательную кинематическую пару с ползуном, а геометрическая ось шатуна проходит через центр сферического шарнира. При этом обеспечивается движение входного и выходного звеньев в одной плоскости. Достигается создание уравновешенного кривошипно-ползунного механизма. 1 ил.

 

Настоящее изобретение относится к машиностроению, а именно к кривошипно-ползунным механизмам.

Известен кривошипно-ползунный механизм, который включает в себя подвижные звенья - кривошип, шатун и ползун [1, стр. 124, рисунок 5.5]. Звенья такого механизма соединены между собой и с неподвижным звеном - стойкой в одноподвижные кинематические пары - плоские шарниры. Недостатком такого механизма является то обстоятельство, что в нем присутствуют избыточные связи, которые приводят к изнашиванию шарниров, т.к. при сборке механизма возникает необходимость деформирования звеньев между геометрическими их осями, являющимися не строго параллельными. Для установления числа избыточных связей используется известная формула Н.И. Колчина [2, стр. 88]

q=m(∑р-n),

где q - число избыточных связей, m - число общих связей, наложенных на весь механизм, ∑p - общее число кинематических пар, n - число подвижных звеньев. В кривошипно-ползунном механизме, показанном в [1], m=3 (плоский механизм), ∑p=4, n=3, откуда следует, что число избыточных связей в нем по приведенной формуле q=3.

Наиболее близким к заявляемому механизму по технической сущности является самоустанавливающийся кривошипно-ползунный механизм Л.Н. Решетова [3, стр. 71], в котором решается проблема избыточности за счет замены кинематических пар пятого класса (p5) на кинематические пары более высоких классов, а именно двухподвижные p4, трехподвижные p3.

Однако реализовать такое предложение для плоского механизма оказывается практически невозможным, т.к. механизм при этом становится пространственным, а входное и выходное звенья оказываются движущимися в разных плоскостях.

Задачей настоящего изобретения является полное исключение избыточных связей в плоском кривошипно-ползунном механизме с обеспечением движения входного (кривошипа) и выходного (ползуна) звеньев в одной плоскости [4, стр. 12].

Сущность изобретения заключается в том, что предлагается уравновешенный кривошипно-ползунный механизм, включающий в свой состав кривошип, шатун и ползун, при этом шатун соединяется с ползуном через дополнительное звено, образующее сферическую кинематическую пару с шатуном и вращательную кинематическую пару с ползуном так, что геометрическая ось плоского шарнира, соединяющего дополнительное звено с ползуном, проходит через центр сферического шарнира, соединяющего шатун с дополнительным звеном.

На чертеже показан уравновешенный кривошипно-ползунный механизм. Он состоит из кривошипа 1, шатуна 2, дополнительного звена 3 и ползуна 4. Шатун 2 соединяется с ползуном 4 через дополнительное звено, образующее сферическую пару с шатуном 2 (сферический шарнир) и вращательную кинематическую пару с ползуном 4, геометрическая ось шатуна 2 (плоского шарнира) проходит через центр сферического шарнира.

Работает механизм следующим образом. При задании кривошипу вращательного движения относительно стойки А он через шатун, с которым соединен в точке В, и вспомогательное звено 3 передает движение ползуну 4. А так как геометрическая ось шатуна 2 проходит через центр сферического шарнира - кинематическая пара p3 (точка С) дополнительного звена 3, соединяющегося через вращательную кинематическую пару с ползуном 4 (точка D), то благодаря этому механизм становится уравновешенным, т.е. не имеющим избыточных связей. Это доказывается тем, что его подвижность по универсальной формуле Малышева А.П. при числе звеньев n=4, числах кинематических пар пятого p5=4 и третьего p3=1 классов

W=6n-5p5-4p4-3p3-2p2-p1=6·4-5·4-3·1=1,

т.е. механизм оказывается вполне работоспособным.

Источники информации

1. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. Учебник для ВТУЗов, 3-е изд., перераб. М., 1975. 638 с.

2. Колчин Н.И. Анализ и синтез механизмов. Сборник статей. / Н.И. Колчин // Труды второго всесоюзного совещания по основным проблемам теории машин и механизмов. М., 1960. С. 85-99.

3. Решетов Л.Н. Самоустанавливающися механизмы: Справочник. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение. 1985. 272 с.

4. Дворников Л.Т. К проблеме синтеза многоподвижных соединений звеньев механических систем. / Л.Т. Дворников // Материалы одиннадцатой научно-практической конференции по проблемам механики и машиностроения. Новокузнецк. СибГИУ. - 2001. - С. 9-21.

Уравновешенный кривошипно-ползунный механизм, включающий в свой состав кривошип, шатун и ползун, отличающийся тем, что шатун соединен с ползуном через дополнительное звено, образующее сферическую пару с шатуном и вращательную кинематическую пару с ползуном, при этом геометрическая ось шатуна проходит через центр сферического шарнира.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к механическим системам приводов. Дифференциальные механизмы представляют собой бесшестеренчатые дифференциальные механизмы, содержащие выполненный с возможностью вращения корпус (1), полуоси (2, 3, 10), и могут содержать коленчатые валы передачи вращения (4), шатуны (5), коромысла (6), крестовины (7), эксцентрики (8), ползуны (9), с высоким коэффициентом полезного действия.

Изобретение относится к преобразователям вращения ведущего звена в поступательное движение шатуна. Механизм содержит основание с кривошипом и направляющую с ползуном, первый шатун, равный двум длинам кривошипа и связанный с ним серединой, а одним концом - с ползуном.

Изобретение относится к кривошипно-ползунным прямолинейно-направляющим механизмам и используется, в частности, в рабочих органах строительных, сельскохозяйственных, мелиоративных и других машинах с цепным приводом и переменной шириной захвата.

Изобретение относится к деталям машин и механизмов и предназначено для поворота различных объектов на угол больше 180 градусов. В первом варианте механизма на оси поворота детали или на параллельной ей оси находится рычаг или тяга, которые соединены одним линейным приводом с основой, а вторым линейным приводом - с пластиной.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к преобразователям вращения ведущего звена в поступательное движение шатуна, и найдет применение в различных областях техники.

Изобретение относится к машиностроению, а конкретно к механизмам с подвижными гидроприводами. Механизм состоит из двух кривошипов (1 и 3), шатуна (2) и подвижного линейного гидропривода.

Изобретение относится к области машиностроения и может найти применение в таких отраслях, как автомобилестроение, судостроение, сельскохозяйственное машиностроение.

Изобретение относится к устройствам для передачи и преобразования движения. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в текстильной промышленности, роботах-манипуляторах, в передачах роторных конвейерных линий, а также в поршневых машинах.

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