Механический генератор гармонических колебаний

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН 8 $1

Союз Советских

Социалистммеских

Республик (11) 53 1 163

К АВТОР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) ЗаявленО(34.10.74 (21) 2072768/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.10.76.Бюллетень № 37 (45) Дата опубликования описания15.04.77 (51) М. Кл.

506 Cj 3/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) ./ДК 681 336 (088.8) (72) Автор изобретения

А. Б. Лукашонок

Рижский Краснознаменный институт инженеров гражданской авиации им. Ленинского комсомола (71) Заявитель (54) МЕХАНИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР ГАРМОНИЧЕСКИХ

КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к аналоговым механическим вычислительным приборам и предназначено для использования при исследовании динамических и статических характеристик систем активным методом, а также в 5 устройствах гармонического и спектрального анализа, в частности, цацы определения нестационарных аэродинамических характеристик летательных аппаратов в аэродинамических трубах. 10

Известны механические генераторы гармонических колебаний, один из которых содержит рычажные и кулачковые механизмы, перемещения в которых пропорциональны синусу угла (1), другой, кроме того, содер- 15 жит маховик, закрепленный на валу, электродвигателя (2) .

Наиболее близким техническим решением является механический генератор гармонических колебаний содержащий электродвигатель 20 с закрепленным на валу маховиком, палец кривошипа которого соединен через первый шатун с первым ползуном, соединенным шарнирно посредством первого штока с одним концом качалки, закрепленной на оси враще- 25 ния вала и связанной другим концом со вторым штоком, и второй шатун, связанный со вторым ползуном (31.

Однако этот генератор имеет сравнительно большие габариты за счет расположения ползунов кривошипно-шатунного механизма по разные стороны от оси вращения вала с маховиком. Это затрудняет его использование, в частности при аэродинамических исследованиях, так как габариты генератора ограничиваются рабочей частью аэродинамической трубы. При этом снижается точность работы генератора из-за неполной компенсации составляющих высших гармоник, посколв= ку при сборке конструкции трудно выдержать ориентировку всех направляющих ползунов вдоль одной оси, так как ползуны отстоят один отдругогона значительном расстоянии.

Целью изобретения является повышение точности работы генератора гармонических колебаний и уменьшение его габаритов.

Поставленная цель достигается тем, что в механический генератор введено коромысло, один конец которого шарнирно связан со вторым штоком, а другой через введенный

531163 высших гармоник за счет механического сложения законов движения качалки 10, т.е. (4) Итак, при равномерном вращении вала кривошипно-шатунного механизма с угловой czoростью Ж ползун 15 совершает поступательное движение строго по гармоническому закону, не зависящему от длины шатунов 6 и 7.

45 (z) д Й) = «(5IV tot-gg -CPS ц t )

7 где 1 — радиус кривошипа;

il = (. l l (4 - длина шатуна).

С помощью коромысла 13, имеющего г осередине неподвижную ось вращения, движе- 50 ние ползуна 11 инвентируется, поэтому второи конец качалки перемещается по закону

1 г

Д (4) =«(sin co%-lA -cos со () (3)

Третий ползун 15, расположенный посередине качалки 10, соединенной по концам штока 9 с ползуном 8 и штоком 14 через коромысло 13 и шток 12 с ползуном 11, совершает синусоидальные колебания, вследствие компенсации по оси вращения качалки 1 0 составляющих третий шток соединен с введенным третьим ползуном, и дополнительный палец, расположенный на маховике диаметрально противоположно основному пальцу и связанный со вторым шатуном.

На фиг. 1 представлена кинематическая схема предлагаемого генератора гармонических колебаний; на фиг, 2, а, б — коленчатый маховик.

Механический генератор гармонических колебаний содержит электродвигатель 1, кривошипно-шатунный механизм, содержащий вал 2 с коленчатым маховиком 3, на котором под углом 180 расположены основной о 15

4 и дополнительный 5 пальцы кривошипа, а также первый 6 и второй 7 шатуны, Первый ползун 8 соединен с помощью первого штока 9 с одним концом качалки 10, второй пол20 зун 11 сочленен с третьим штоком 12 с одним концом коромысла 13, имеющим ось вращения посередине. Другой конец коромысла посредством второго штока 1 4 соединен со вторым концом качалки 10и с осью вращения

25 на третьем ползуне,15. Длина шатунов 6 и

7 одинакова, соответственно равны между собой qJIIIIllr всех трех штоков 9, 12 и 14, Пальцы 4 и 5 кривошипа расположепь на маховике диаметрально противоположно

З0 с одним и тем же эксцентриситетом.

Генератор работает следующим образом.

При врачении вала кривошипно-шатунного механизма с угловой скоростью сО ползуны 8 и 1 1 совершают возвратно-поступательное движение в направлениях, законы движения которых в момент времени, когда ползун

8 п еремещается вверх от среднего положения, а ползун 11 — вниз, можно представить в следующем виде:

40 для ползуна 8

d „(t ) = I < S I Il r4J t + 4 A - С О Ь Ш Ь ) (1)

1 аля ползуна l l

Введение в конструкцию генератора корс мысла, третьего штока и дополнительного пальца позволило практически вдвое уменьшить его габариты за счет расположения обоих задающих ползунов по одну сторону от оси вращения вала, что исключает возможность непараплельности их перемещения и повышает точность работы генератора, Формула изобретения

Механический генератор гармонических колебаний, содержащий электродвигатель с закрепленным на валу маховиком, палец кривошипа кото рого соединен через первый шатун с первым ползуном, соединенным шарнирно посредством первого штока с одним концом качалки, закрепленной на оси вращения вала и связанной другим концом со вторым штоком, и второй шатун, связанный со вторым ползуном, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности работы и уменьшения габаритов генератора, в него введено коромысло, один конец которого шарнирно связан cî вторым штоком,а другой конец через ввеаенныи третий шток соединен с введенным третьим ползуном, и дополнительный палец, расположенный на маховике диаметрально противоположно основному пальцу и связанный со вторым шатуном.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Вычислительная техника. Справочник.

Том 1, Аналоговые вычислительные устройства, под ред. Г. Д. Хаски и Г. А. Корна, М-Л„"энергия", 1964, стр. 605-606.

2. Ордынцев В. М. Автоматизация математического описания объектов управления.

М„1969, стр, 35.

3. Авторское свидетельство СССР

М 399871, кл. 606 g 3/00, от 10.09.70.

531163

5 Риг. 2

Составитель Ю. Козлов

Редактор Л. Утехина Техред А. Богдан Корректор Н. Ковалева

Заказ 5297/128 Тираж 864 Подписное

UHHMIlM Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4