Одноконтактная двухподвижная кинематическая пара
Владельцы патента RU 2681467:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ" (RU)
Изобретение относится к машиностроению, в частности к шарнирным соединениям деталей машин. Одноконтактная двухподвижная кинематическая пара состоит из соединения опорного звена и воздействующего звена. Опорное звено выполнено в виде круговой параболической лунки. Воздействующее звено выполнено в виде параболической бочки, образующая которой конгруэнтна параболической лунке. Технический результат: реализация возможности двух относительных вращательных движений звеньев относительно двух взаимно перпендикулярных осей. 3 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, у, z и два поступательных движения вдоль осей х и у, 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 «шар-лунка», позволяющая осуществить вращательные движения звеньев 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). В этом случае опорное звено - лунка выполнена постоянной отрицательной гауссовой кривизны, а воздействующее звено в виде шара постоянной положительной гауссовой кривизны (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).
Практика машиностроения часто требует осуществления лишь двух относительных вращательных движений звеньев относительно двух взаимно перпендикулярных осей. Описанные выше пятиподвижная и трехподвижная пары этому требованию не удовлетворяют.
Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в обеспечении между подвижными звеньями двух относительных вращательных движений относительно двух взаимно перпендикулярных осей.
Данная техническая проблема решается тем, что в кинематической паре, состоящей из соединения опорного звена и воздействующего звена, согласно изобретению, опорное звено выполнено в виде круговой параболической лунки, а воздействующее звено выполнено в виде параболической бочки, образующая которой конгруэнтна параболической лунке.
Технический результат, получаемый при реализации предложенной одноконтактной двухподвижной кинематической пары, заключается в реализации возможности двух относительных вращательных движений звеньев относительно двух взаимно перпендикулярных осей.
В предлагаемой кинематической паре поверхности и лунки и бочки выполнены параболическими конгруэнтными - совпадающими друг с другом, что позволяет осуществлять два вращательных движения во взаимно перпендикулярных плоскостях.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 изображена одноконтактная двухподвижная кинематическая пара, на фиг. 2 - разрез в плоскости «Z-Х», на фиг. 3 - разрез в плоскости «Z-Y».
Одноконтактная двухподвижная кинематическая пара содержит опорное звено 1 в виде круговой параболической лунки и воздействующее звено 2 в виде параболической бочки, образующая которой конгруэнтна параболической лунке.
Работает кинематическая пара следующим образом: если опорное звено - лунку принять за неподвижное, то воздействующее звено - параболическая бочка, может беспрепятственно вращаться относительно оси «z» и поворачиваться относительно геометрической оси бочки, оси «х».
Положительный эффект предлагаемой кинематической пары заключается в том, что возможно осуществление двух вращательных движений относительной осей «z» и «х».
Одноконтактная двухподвижная кинематическая пара, состоящая из соединения опорного звена и воздействующего звена, отличающаяся тем, что опорное звено выполнено в виде круговой параболической лунки, а воздействующее звено выполнено в виде параболической бочки, образующая которой конгруэнтна параболической лунке.
