Уравновешенный кривошипно-ползунный механизм

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. .

Изобретение относится к машиностроению, а более конкретно к кривошипно-ползунным механизмам. Самоустанавливающийся шатун содержит верхнюю и нижнюю головки, соединяющий стержень. В головках шатуна установлены шарнирные подшипники, наружные кольца которых помещены в цилиндрические расточки головок, а во внутренних кольцах шарнирных подшипников размещены до трех подшипников качения. Подшипники зафиксированы в осевом направлении концентричными кольцами, при этом возможность поворота наружных колец шарнирных подшипников в головках шатуна устранена ввернутыми в головки стопорными болтами. Между наружным и внутренним кольцами шарнирного подшипника нижней головки шатуна по оси, перпендикулярной оси стержня, установлены по диаметру колец шарнирного подшипника осевые болты с возможностью поворота внутреннего кольца шарнирного подшипника относительно оси болтов. Достигается повышение КПД при высоких нагрузках. 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а более конкретно к пространственным механизмам с четырехподвижным приводом. Пространственный механизм с четырехподвижным приводом состоит из ведущего звена, соединенного со стойкой через сферический поршень, помещенный в гидро- или в пневмоцилиндр. Между сферическим поршнем и корпусом цилиндра установлен упругий элемент. Сферический поршень, выполненный за одно целое с уголковым рычагом, взаимодействует с кривошипом через цилиндрическую кинематическую пару, а кривошип образует со стойкой вращательную кинематическую пару. Достигается упрощение конструкции. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к механическим передачам, преобразующим вращательное движение в поступательное. В многозвенной рычажной системе синхронно с равномерным вращением ведущего колеса (3) ускоренно-замедленно вращаются ведомые колеса (20) и (21). Их периферийные отверстия (22) и (23) вращаются, оставаясь в плоскости, вращающейся вокруг осевой линии второго конца (32) трехколенного вала (8). Конец Г-образной штанги (31) приводит маховик (33) во вращение. Таким образом, маховик (33) вращается то ускоренно, то замедленно. Достигается расширение технологических возможностей. 1 ил.

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к раскладываемым аэродинамическим поверхностям летательных аппаратов. Раскладываемая аэродинамическая поверхность содержит соединенные корневую и раскладываемую части. Корневая часть закреплена на поворотной оси раскладываемой аэродинамической поверхности и содержит установленные и соединенные осью шатун и поршень. Шатун установлен с возможностью поворота относительно оси. Поршень установлен с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль поворотной оси. Корневая и раскладываемая части соединены кулисами, одна из которых является центральной и соединяется с шатуном осью, а другие расположены по обе стороны от нее. Кулисы установлены с возможностью поворота на осях, расположенных перпендикулярно поворотной оси и параллельно хорде аэродинамической поверхности. Обеспечивает раскладывание при повышенных аэродинамических нагрузках за минимальное время при минимальных компоновочных характеристиках. 6 ил.

Изобретение относится к подъемно-транспортным устройствам для перемещения подвешенных грузов в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Механизм для прямолинейного перемещения подвешенного груза содержит основание, преобразующее устройство и подвесное устройство шарнирного присоединения переносимого груза. Преобразующее устройство выполнено в виде установленного на основании ходового винта, кинематически связанного с подвесным устройством. Подвесное устройство шарнирного присоединения переносимого груза выполнено в виде взаимодействующего с ходовым винтом маятникового балансира, представляющего собой маятниковый одноплечий рычаг, на одном конце которого выполнено резьбовое отверстие винтовой кинематической пары для установки в него ходового винта, на другом конце маятникового одноплечего рычага расположено отверстие для шарнирного присоединения переносимого груза. Достигается упрощение конструкции, снижение габаритов и веса привода, обеспечение точного перемещения груза по горизонтали с малыми скоростями без применения понижающего редуктора с большим передаточным отношением, а также надежное удержание переносимого груза на заданной высоте без применения сложных тормозных устройств. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к кривошипно-ползунным механизмам. Кривошипно-ползунный механизм со звеном, движущимся прямолинейно-поступательно, содержит основание, ползун, кривошип, две пары рычагов и восемь шатунов. Свободный конец одного рычага шарнирно связан с одним концом шестого шатуна, другой конец которого связан с промежуточным шарниром пятого шатуна так, что рычаг, шестой шатун, участок пятого шатуна с частью кривошипа образуют параллелограмм. Свободный конец одного рычага из другой пары рычагов шарнирно связан с одним концом восьмого шатуна, другой конец которого шарнирно связан с одним концом четвертого шатуна, другой конец которого связан с шарниром, размещенным в промежуточном шарнире первого шатуна так, что рычаг из другой пары рычагов, восьмой и четвертый шатуны и с частью первого шатуна образуют параллелограмм. Достигается компактность механизма. 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к кривошипно-ползунным механизмам. Кривошипно-ползунный механизм со звеном, движущимся прямолинейно-поступательно, содержит основание, ползун, кривошип и шесть шатунов. На шестом шатуне на расстоянии, равном расстоянию между промежуточными шарнирами связи шестого и четвертого шатунов с первым шатуном, размещен шарнир, с которым связана одним концом консоль четвертого шатуна, а другим концом консоль скользит в полом четвертом шатуне и удерживает четвертый шатун в горизонтальном положении, кроме этого, третий шатун равен длине участка первого шатуна от шарнирного соединения его с четвертым шатуном до шарнирного соединения его со вторым шатуном, которые вместе образуют параллелограмм. Достигается компактность механизма. 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к кривошипно-ползунным механизмам. Кривошипно-ползунный механизм со звеном, движущимся прямолинейно-поступательно, содержит основание, ползун, кривошип и шесть шатунов. Кривошип снабжен промежуточным шарниром, с которым шарнирно связан одним концом пятый шатун, который другим концом шарнирно связан с ползуном. Пятый шатун снабжен консолью, жестко связанной с ним, а с консолью связан шарнирно одним концом шестой шатун. Шестой шатун своим другим концом связан с дополнительно установленным на первом шатуне промежуточным шарниром. Консоль пятого шатуна, шестой шатун, участок первого шатуна от его промежуточного шарнира до шарнирного соединения его с кривошипом и участок кривошипа от его промежуточного шарнира до шарнирного соединения его с первым шатуном образуют параллелограмм. Достигается компактность механизма. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к кривошипно-ползунным механизмам. Симметричный кривошипно-ползунный механизм содержит основание, направляющую с ползуном, два кривошипа, два рычага и пять пар шатунов. Механизм несет два вертикальных консольных стержня, жестко связанных каждый с шарниром шатуна из пятой пары, а также две пары равной длины звеньев, связанных одними концами шарнирами, через которые проходят стержни и скользят в них, а другими концами связанных шарнирами с соответствующими кривошипами и шатунами первой пары. Достигается расширение функциональных возможностей. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к механизмам преобразования вращательного движения в поступательное или колебательное. Кривошипно-шатунный механизм состоит из кривошипа (1), шарнирно соединенного с ведомым звеном (2), которое может быть ползуном или коромыслом, шатунов (3) и (4) и коромысла-шатуна (5). Шатуны (3, 4) и коромысло-шатун (5) образуют шарнирный трехзвенник. Коромысло-шатун (5) имеет подвижную опору (7) в направляющей (6). Достигается увеличение функциональных возможностей. 5 з.п. ф-лы, 14 ил.
Наверх