Кривошипно-кулисный передаточный механизм с выстоем

Кривошипно-кулисный передаточный механизм с выстоем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к машиностроению ,|в частности к щарнирно-рычажным преобразователям непрерывного вращательного движения в колебательное, и найдет применение в автоматических устройствах . Целью изобретения является расширение кинематических возможностей . Механизм снабжен вторым кривошипом 12, кинематически связанным с первым кривошипом 1, дополнительной кулисой 10, камень 9 которой установлен соосно камню 4 кулисы 3. Кроме того, имеются второй шатун 11 и два дополнительных упора. Кривошип 1 получает равномерное вращение от привода, через кинематическую связь 13 получает вращение кривошип 12. При дальнейшем движении кривошипа 1 упоры смыкаются и стержень 6 получает колебательное движение. 8 ил.

Оп

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (51)5 F 16 Н 21/00

ГО УД

BE OM (ГО ПА

%15 (54)

ТОЧ (57) И нию, прео. (21) (22) (46) (71)

ИМ. (72) (56)

СКИХ с 100

АРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

СТВО СССР

ТЕНТ СССР) ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

876632/28

2.10,90

7.02.93. Бюл. М 5 азахский политехнический институт .И. Ленина .С. Аскаров и К.С. Иванов втоболевский И.И. и др. Синтез пломеханизмов. М.; Госфизмат, 1959, вторское свидетельство СССР

86G2,кл. F 16 Н 21/100, 1989.

РИВОШИПНО-КУЛИСНЫЙ ПЕРЕДАЫЙ МЕХАНИЗМ С ВЫСТОЕМ обретение относится к машиностроев частности к шарнирно-рычажным разователям непрерывного враща2 тельного движения в колебательное, и найдет применение в автоматических устройствах. Целью изобретения является расширение кинематических возможностей. Механизм снабжен вторым кривошипом 12, кинематически связанным с первым крйвошипом 1, дополнительной кулисой 10, камень 9 которой установлен соосно камню

4 кулисы 3, Кроме того, имеются второй шатун 11 и два дополнительных упора, Кривошип 1 получает равномерное вращение от привода, через кинематическую связь 13 получает вращение кривошип 12. При дальнейшем движении кривошипа 1 упоры смыкаются и стержень 6 получает колебательное движение. 8 ил.

1793136 шарнирно связанный с соответствующими мо концами криаошипа и кулисы, даа упора, 1Р

Изобретение относится к машиностроению, в частности к шарнирно-рычажным преобразователям непрерывного вращательного движения в колебательное и, в частности, найдет применение в автоматических устройствах.

Известен шестизвенный механизм, полученный последовательным соединением двух шарнирных четырехзвенников в крайних положениях. . Недостатком этого механизма является получение только одного прсиближейного выстоя с жестким законом движения за один цикл — прямой ход, обратный ход, выстой.

Наиболее близким по технической сущности принятый за прототип является кривошипно-кулисный механизм переменной структуры с выстоем. Механизм содержит основание (стойку) с установленным на нем кривошипом, кулису, кулисный камень, который шаурнирйоксвязай с основанием, шатун, шарнирно связанный с соответствующими концами кривошипа и кулисы, два упора, закрепленные на шарнйрно связанных концах соответственно кулисы и .шатуйа и предназначенные для периодического взаимодействия один с другим, прямолинейный стержень, одним концом жестко связанный с кулиснйм камнем, ограничитель, закрепленный на основании и йредназначенный для периодического взаимодействия со стержнем и пружину, предназначенную для поджатия стержня к ограничителю .

Недостатком этого механизма является получение только одного точного выстоя с жестким законом движения за один цикл— прямой ход, обратный ход, выстой, Цель изобретения — расширение кинематических возможностей механизма путем получения закона движения; включающего фазы — прямой ход, обратный ход, выстой в разных сочетаниях за один цикл работы механизма, например прямой ход, обратный ход, прямой ход, обратный ход, выстой или прямой ход, выстой, обратный ход, выстой и получение изменейия передаточной функции движения во время фазы движения, например прямой ход, прямой ход с другим передаточным законом, обратный ход, обратный ход с другим передаточным законом, выстой.

Цель достигается тем, что кривошипнокулисный передаточный механизм с выстоем, содержащий основание, установленный на нем.кривошип; кулису, камень которой шарнирно связан с основанием, шатун, закрепленные на шарнирно связанных концах соответственно кулисы и: шатуна и предназначенные для периодического взаимодействия один с другим, прямолинейный стержень, одним концом жестко связанный с камнем кулисы, ограничитель, .закрепленный на основании и предназначенный для периодического взаимодействия со стержнем, и пружину, предназначенную для

10 поджатия стержня к ограничителю, снабжен вторым кривошипом, кинематически связанным с первым, второй кулисой, камень которой установлен соосно камню первой кулисы и жестко связан с ним; вторым шату15 ном, шарнирно связаннь1м со свободными концами второго кривошипа и второй кулисы, и двумя дополнительными упорами; закрепленными на шарнирно связанных концах сОответственно второй кулисы и вто20 рого шатуна и предназначенными для взаимодействия один с другим.

На фиг. 1 показана кинематическая схе.ма механизма; на фиг. 2 — график функции закона движения ф = ф (p ); на фиг. 3 — гра25 фик функции закона движения с фазами— прямой ход, приближенный выстой, обратный ход, точный выстой; на фиг. 4 — график функции закона движения с фазами набега и сбега, фазы — прямой ход, прямой ход с

3О другим передаточным законом движения, обратный ход, обратный ход с другим передаточным законом двйжения, выстой; на фиг. 5 — кийематическая схема механизма с двумя выстоями; на фиг. 6 — кинематическая

35 схема механизма с законом движения, включающего фазы набега и сбега; на фиг. 7 — график функции закона движения с фаза ми — прямой ход, обратный ход, прямой ход, обратный ход, выстой; на фиг. 8 — кинемати4О ческая схема механизма с законом движения, включающего фазы — прямой ход, обратный ход. прямой ход, обратный ход, вы стой.

Механизм состоит из кривошипа 1 (фиг.

45 1); шатуна 2, кулисы 3, взаимодействующей с кулисным камнем 4, шарнирно закрепленным на основании 5. На сопряженных концах шатуна 2 и кулисы 3 имеется пара упоров M-N, ограничивающая их вращение

50 вокруг шарнира B. К кулисному камню 4 жестко крепится стержень 6, взаимодействующий с неподвижным ограничителем 7, установленным на основании 5, Со стерж- . нем 6 взаимодействует пружина 8, стремя55 щаяся прижать его к ограничителю 7. Конец пружины 8 закреплен на основании 5. К кулисному камню 4.соосно и жестко крепится дополнительный кулисный камень 9, взаидействующий с дополнительной кулисой, которая шарнирно связана с дополни1793136 тел н нир о кот р кри о чат и соп я име т их за нир мых о

cer e выс о ны л ниэ сое и

OABD эом ное рез вра

О А па. зави прох рый опр хорд денн

6со жим подв даль

М-N реж полу прох хода прох хода поло пруж

6ви мкн ро.х кото

А кри пров

Наф этом анал

О А В пере

Vl1I

pzi— работ дый

5 6

ым шатуном 11, который связан шар- быть только один контур, тот который в данс дополнительным кривошипом 12, ный момент имеет большее значение функый имеет кинематическую связь 13 с ции ф,- его пара упоров в этот момент шипом1, например, посредством эуб- сомкнута, а у другого контура разомкнута., ременной, цепной и т.д. передач, На 5 Контур, у которого пара упоров разомкнута, женных концах кулисы 10 и шатуна 11 в это время является ведомым, его кулиса 3 . ся пара упоров F-E, ограничивающая или 10, имея возможность свободного переимное вращение относительно шар- мещения в кулисном камне 4 или 9, не заВ . Угол уопределяет положение пря- клинивает механизм, Если представить тсекающих на окружностях ОА и О A 10 функции Q< = f(p<>) и ф = F(pz;) в виде нты, определяющие значения углов графиков (фиг. 2), то график функции движея р>1 и pb2. На этот же угол у смеще- ния механизма в целом выглядит как линия, исные камни 4 и 9, По существу меха- очерчивающая:внешний контур полученных представляет собой параллельное кривых. В точках перегиба а происходит нение двух механизмов прототипа — 15 смена ведущего контура. Подбирая параС и O А В DC. метры контуров OABDc и О А В .0С и перееханизм работает следующим обра- даточное отношение кинематической связи

13, возможно получение самых разнообразривошип 1 (фиг. 1) получает равномер- ных законов движения. В частности, как поращение от привода (не показан), че- 20 казана на фиг. 2, псевдохаотичного, кинематическую связь 13 получает полученного путем установки некратных ение кривошип 12, Контуры OABDC и друг другу периодов оборотов кривошипов 0Сработаюткакмеханизмы прототи- 1 и 12, Т(и Tz. Период цикличности такого ассмотрим работу контура.OABDC не- закона движения будет очень большим, он имо от работы контура О А В DC. При 25 равен Т = T> Т . Цикл работы такого мехаждении кривошипом1 угла pb1 кото- низма будет равен этому периоду. Закон вляется углом выстоя этого контура и движения такого механизма будет включать еля"-.тся как угол, опирающийся на фазы прямогохода, обратного хода с разной, являющуюся. частью прямой, прове- амплитудой движения исполнительногой через кулису 3 при контакте стержня 30 звена — стержня 6, а там, где фазы выстоев раничителем 7, контур работает в ре- обоих контуров накладываются, будет фаза ползунного механизма, камень 4.не- выстоев с разной продолжительностью, Таижен, упоры М вЂ” N разомкнуты, При кой закон движения приближенно можно ейшем движении кривошипа 1 упоры считать хаотичным, смыкаются, контур OABDC работает в 35 На фиг. 3 показан график закона движе-: ме кулисного механизма. Стержень 6 ния с фазами: прямой ход, приближенный ает колебательное движение. При выстой, обратный ход,точный выстой. де кривошипом 1 угла р .х прямого Нафиг.4показан графикзаконадвижетержень 6 отклоняется на угол Q<, при ния с фазами: прямой ход, прямой ход с де кривошипом I угла у .< обратного 40 другим передаточным законом, обратный стержень 6 возвращается в исходное ход, обратный ход с другим передаточным ение, чему способствует действие законом, выстой, т.е. закон движения с фаны 8. Мгновенному возврату стержня эами сбега и набега. Для получения мехаходное. положение препятствуют со- низма с законом движенйя, показанного на

ыеупоры М-N. Значенияуглов ф .<, и 45 фиг. 3, необходимо, чтобы оба контура пределяются крайним положением, ОАВОС и O A В DC были одинаковы по разое определяется нахождением конца — мерам (фиг. 5), их кривошипы 1 и 12 имели ошипа 1 в точке касания касательной, одну частоту вращения, т.е. передаточное денной из точки 0 к окружности ОА. отношение кинематической связи 13 было г. 1 контур OABDC показан именно в 50 равно1, фазыдвижения контуров были смеоложении. Контур О А 8 DC работает щены на половину угла приближенного выгичным образом. Контуры ОАВ0С и стоя ф .л (фиг. 3). Угол Лф является углом DC имеют соответственно функции погрешности выстоя. Приближенный выещения фд - 1(рн) и Qi - F(@zan), где стой получается при прохождении кривоши — угол поворота стержня 6; рц, 55 пами 1 и 12 крайнего положения, Сначала гол поворота кривошипа 1 и 12, стержень 6 ведется контуром OABDC (фиг, В предлагаемом механизме оба контура 5), ведущим является кривошип 1, упоры ют одновременно, но ведущим в каж- М-N сомкнуты, При прохождении крайнего онкретный момент времени может положения большому углу поворота криво1793136 шипа 1 соответствует намного меньший

:угол поворота кулисы 3, если этот угол не превышает допустимую погрешность выстоя Ьф, имеем приближенный выстой малой продолжительности. Когда кривошип 1 начинает уходить иэ области крайнего положения в эту область входит кривошип 12, ведущим становится контур О А В DC„ упоры F-E. смыкаются и вновь получаем . приблйженный выстой малой продолжительности. Совокупность двух малых выстоев дает один приближенный выстой достаточно большой продолжительности..

Для получения механизма с фазами набега и сбега необходимо, чтобы оба контура

ОАВОС и 0 А В 0С (фиг. 6) имели одинаковую частоту вращения кривошипов 1 и 12, контуры должны иметь разные значения угла качания стержня 6 ф; ф; тот контур, который имеет меньшее значение угла

8 ф, должен иметь меньшую фазу выстоя.

На фиг. 7 показан график закона движения с фазами: прямой ход, обратный ход, 5 прямой ход, обратный ход, выстой. Для получения такого закона движения частоты вращения кривошипов 1 и 12 механизма должны быть разные, причем частота одного кривошипа должна быть в 2 раза больше

10 частоты .вращения другого кривошипа, т.е. передаточное отношение кинематической связи 13 должно равняться 2 или 0,5 (фиг. 8).

Как было показано, механизм может иметь закон движения с разнообразными

15 сочетаниями фаз: прямой ход, обратный ход, выстой, что несомненно расширяет воэможности и область применения подобных механизмов. Механизм может найти применение .в конструкциях автоматических уст20 ройств и приборов.

Формула изобретения

Кривошипно-кулисный передаточный механизм с выстоем, содержащий основание,.установленный на нем кривошип, кулису, камень которой шарнирно связан с основанием, шатун. шарнирно связанйый с соответствующими концами кривошипа и кулисы, два упора, закрепленные на шарнирно связанных концах соответственно кулисы и шатуна.и предназйаченных для, периодического взаимодействия один с другим, прямолинейный стержень„одним KQH цом жестко связанный с камнем кулисы, ограничитель, закрепленный на основании и предназначенный для периодического взаимодействия со стержнем, и пружину, предназначенную для поджатия стержня к, ограничителю, отличающийся тем; что, с целью расширения кинематических возможностей, механизм снабжен вторым кривошипам, кинематически связанным с первым, второй кулисой, камень которой установлен соосно с камнем первой кулисы и жестко связан с ним; вторым шатуном, шарнирно связанным со свободными концами второго кривошипа и второй кулисы, и двумя дополнительными упорами, закрепленными на шарнирно связанных концах . соответственно второй кулисы и второго шатуна и предназначенных для взаимодействия один с другим.

1793136

1793136

1793136

Фиг; 8

Составитель Е; Аскаров

Редак ор С. Кулакова Техред М, Моргентал Корректор Н. Король

Заказ 490 Тираж Подписное

В ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101