Одноконтактная четырехподвижная кинематическая пара

Изобретение относится к машиностроению, в частности к шарнирным соединениям деталей машин. Одноконтактная четырехподвижная кинематическая пара состоит из соединения опорного звена и воздействующего звена. Опорное звено выполнено в виде лунки постоянной отрицательной гауссовой кривизны. Воздействующее звено выполнено в виде круговой бочки, образующая которой является дугой окружности с радиусом, по абсолютной величине равным радиусу кривизны опорного звена. Технический результат: реализация возможности при трех относительных вращательных движениях обеспечить одно относительное поступательное движение звеньев. 1 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к шарнирным соединениям деталей машин.

Из теории механизмов и машин известно, что любая механическая система (механизм, машина) состоит из звеньев и соединений звеньев - кинематических пар, а кинематической парой называют «соединение двух соприкасающихся звеньев, допускающее их относительное движение». (Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. Учебник для втузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М., Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988 - 640 с. 20).

Известна пятиподвижная кинематическая пара (шар-плоскость), которая образована двумя звеньями - шаром и плоскостью. Назовем плоскость опорным звеном, на которое опирается шар, а сам шар - воздействующим звеном, т.е. эта пара есть подвижное соединение воздействующего звена с опорным звеном (Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. Учебник для втузов. - 4-е изд., перераб. и доп.- М., Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988 - 64, с. 24, рис. 1.4в).

Это соединение обеспечивает пять относительных движений воздействующего звена, а именно, три вращательных относительно осей x, y, z и два поступательных движения вдоль осей x и y, а. поступательное движение вдоль оси z невозможно, так как в этом случае звенья теряют контакт между собой и кинематическая пара как таковая исчезает.

Известна также кинематическая пара в виде сферической пары, которая позволяет осуществить лишь три вращательных движения воздействующего звена относительно трех осей декартовой системы координат (Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. Учебник для втузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М., Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988 - 64, с. 31, табл. 1)

Техническае проблема, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в обеспечении между подвижными звеньями четырех относительных движений, а именно, трех вращательных и одного поступательного.

Данная техническая проблема решается тем, что в кинематической паре, состоящей из соединения опорного звена и воздействующего звена, согласно изобретению, опорное звено выполнено в виде лунки постоянной отрицательной гауссовой кривизны, а воздействующее звено выполнено в виде круговой бочки, образующая которой является дугой окружности с радиусом по абсолютной величине равным радиусу кривизны опорного звена.

В предлагаемой кинематической паре опорное звено выполнено в виде лунки постоянной отрицательной гауссовой кривизны, а воздействующее звено представляет собой круговую бочку, образующая которой является дугой окружности с радиусом по абсолютной величине равным радиусу кривизны опорного звена - лунки. Воздействующее звено без вращения относительно собственной геометрической оси имеет возможность поступательного перемещения вдоль опорного звена по оси «у». (Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся вузов. - 13-е изд., исправленное. - М.: Наука. Гл. ред. Физ.-мат. лит. 1986 - 544 с.; с. 189, рис. 2.63; с. 415).

Технический результат, получаемый при реализации предложенной одноконтактной четырехподвижной кинематической пары, заключается в реализации возможности при трех относительных вращательных движениях обеспечить одно относительное поступательное движение звеньев.

На чертеже изображена предлагаемая кинематическая пара.

Одноконтактная четырехподвижная кинаматическая пара содержит опорное звено 1 в виде лунки постоянной отрицательной гауссовой кривизны R₁ и воздействующее звено 2 в виде круговой бочки, образующая которой является дугой окружности с радиусом R₂, и соприкасающиеся между собой по линии радиуса R₂, равным по абсолютной величине радиусу лунки R₁.

Положительный эффект предлагаемой кинематической пары заключается в том, что по одной из трех осей декартовой системы координат в ней может осуществляться относительное поступательное движение.

Одноконтактная четырехподвижная кинематическая пара, состоящая из соединения опорного звена и воздействующего звена, отличающаяся тем, что опорное звено выполнено в виде лунки постоянной отрицательной гауссовой кривизны, а воздействующее звено выполнено в виде круговой бочки, образующая которой является дугой окружности с радиусом, по абсолютной величине равным радиусу кривизны опорного звена.