Устройство для кинематического исследования шарнирного многозвенника

Устройство для кинематического исследования шарнирного многозвенника

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПАТЕ!1; . ° ..g gag ввя ° .е й

Союз Советских

С©циалистических

Республик (ii) 6869О7 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 161024 (21) 2068691/28-12

1 ! (5 1 н

В 43 L 11!00

35 (53) У,1т fg 74434 (088.8) с присоединением заявки Р6

Гвсударатеенньб немхтет

ССР не делам нзебретеннй н етнрь тнй (23) Приоритет

Опубликовано 25 09 79 Бюллетень М

Дата опубликования описания 25.09.79 (72) Автор. изобретения

С. И. Гамрекели (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КИНЕМАТИЧЕСКОГО

ИССЛЕДОВАНИЯ ШАРНИРНОГО МНОГОЗВЕННИКА

Изобретение относится к устройствам для кинематического исследования механизмов.

Известно устройство для кинематического исследоватия шарнирного многозвенннка, содержащее шарнирно-рычажную систему, состоящую из ведущего кривошипно-шатунного механизма, ведомого коромысла, двухповодкой группы с изменяемым по длине замьгкающим коромыслом и шаблон, имитирующий траекторию движения исследуемого звенаИ).

Однако такое устройство не позволяет производить синтез пространственных механизмов.

Целью изобретения является обеспечение воэможности синтеза пространственных механиэмов.

Для этого предложенное устройство имеет пространственньй шарнирный многоэвенник, выполненный в виде тетраэдра с регулируемыми по длине звеньями, вершины которого связаны шарнирно соответственно с кривошипно-шатунным механизмом, коромыслом, шаблоном и двухповодковой группой.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема ппедлагаемого устройства. на фиг. 2 - шарнирный тетраэдр; на фиг. 3 - дополнительный узел к предлагаемому устрой:тву.

Устройство содержи- электродвигатель 1, кривошип, состоящий из стержня 2 и втулки

3, связанной с злектродвпгазелем 1 с помощью шестерен 4 и 5, шатун, состоящий из втулки 6, связанной шаровь м шарниром со стержнем э и стержня 7, связанного шаровым шарниром

Ф Ф

В со звеном 8, несущим втулку 9 со сферическим шарниром "C" и оси 10 и 11. На оси 10 свободно надето звено 12 с процольным пазом, имеющее втулку 13 с шаровым шарниром "tl", а на оси 11 свободно установлено звено 14, конец которого п1>оходиэ через продольный паз звена 12. Величина углов х и а между звеньями 8 и 12, 8 и 14 может быль зафиксирована с помощью винтов 15 и 16. На звене 14 надета Т-образная втулка 17, поло>кение которой может быть зафиксировано винзом 18. Во втулке 17 помещен стержень 19, имеюцгнй на свободном конце сферическое незло "(:., являющееся верцгиной тет1 аэлра ВСIll:. длина звеньев которого регулируется с помошьк> винтов 15, 16, 18 и 20.

30

45

55

3 68

Нз. столе усзройства (на чертеже не пока зан) установлены плиты 21 и 22, удерживаемые силой тяжести. Стойка 23 соединена с плитой

2! винтом 24. Втулка 25 с проволочным сопротивлением 26 шарнирно связана со стойкой 23 в точке О . Скользящий контакт 27 располо1 жен на отводке 28 коромысла 29 и подпружинен пружиной 30. Втулка 25 изготовлена иэ изоляционного материала и имеет ограничители

lm и и. Контакт 27 замыкает электрическую цепь, в которую входит источник питания 31 и гальванометр 32.

Од."н конец коромысла 29 помещен во втулке 25, а другой связан с вершиной тетраэдра через сферический шарнир "3,", Стойка

33 с плитой 22 связана винтом 34. Коромысло ОяС соединено со сточкой 33 с помощью вращательной пазы 0 и с тетраэдром— с помощью сферического шарнира "С" и состоит из двух частей 35 и 36, соединенных вин-. том 37.

Устройство имеет направляющий шаблон 38, имитирующий траекторию исследуемого звена.

На отводке 39 закреплена пластина 40 из фольги. Сферический шарнир 41 свободно надет на шаблон 38 и связан с вершиной тетраэдра сферическим шарниром "Е". Шарнир 41 контактирует с пластиной 40 через токосъемное кольцо 42, При движении шарнира 41 по шаблону 38 зажигается индикаторная лампа 43. При замене прямолинейного шаблона 38 (g — 9) на дугообразный,g, — у1) можно произвести синтез круговых направляющих механизмов.

Работает устройство следующим образом.

Для проектирования, например, пространственного шестизвенного направляющего механизма выполняют следующие операции: по заданному условию ориентируют шаблон 38 относительно точки вращения кривошипа "О". Фиксируют каркас тетраэдра ВСДЕ в произвольном положении и его вершину E кинематически связывают с шарниром 41. На отводке 39 закрепляют пластину 40, длина и расположение которой соответствуют заданным условиям.

Длину кривошипа (2, 3) и шатуна на (6,7) выбирают такой, чтобы при движении вершины ."Е" тетраэдра кольцо 42 перекрывало пласти— ну 40. Шатун (АВ) кинематически связан с вершиной "В" тетраэдра ВСДЕ. Длину коромысла

СО устанавливают произвольно и фиксируют

2 винтом 37. Высоту h стойки 33 фиксируют винтом 34. Далее включают электродвигатель 1, Месторасположение пли ы 22 и оси О> автоматически устанавливаются. Вершина "Д" перемещается по пространственной траектории Р— P и с ней связана двухповодковая группа - коро мысло 29 и втулка 25. Последняя шарнирно соединена со стойкой 23 при помощи враща6907 4 тельной кинема ической пары О . Высоту h > стойки 23 выбирают произвольно и фиксируют винтом 24. Таким образом, при движении вершины "Д" коромысло 29 совершает 01носительно точки 01 сложное движение: одновдоль втулки 25 по стрелке ; а другое - качательное вокруг точки 01, по стрелке l.

При перемещении контакта 27 вдоль проволочного сопротивления 26 стрелка гальванометра 32 отклоняется. Во избежание ее заклинивания, на втулке 25 установлены ограничители rn и и. При перемещении коромысла 29 на величину, большую, чем длина сопротивления mn, контакт 27 сдвигается относительно отводки 28 и фиксируется пружиной 30. С целью определения искомых параметров механизма для заданного участка шаблона 38 необходимо плиту 21 вместе .о стойкой 23 передвигать по стрелкам "а" и "в", так чтобы относительное перемещение "Н" коромысла 29 и втулки 25 было бы наименьшим. Этому положению соответствует наименьшее отклонение стрелки гальванометра 32 от нулевой точки. Поиск наименьшего отклонения Н,„;л ведется при горящей лампе 43. Отклонение стрелки гальванометра 32 соответствует перемещению коромысла 29 вдоль втулки 25 по стрелке f. Когда стрелка гальванометра 32 приближается к нулю, переменный радиус коромысла 01Д достигает постоянной величины. При ми:лмальном отклонении стрелки выключают электродвигатель 1 и фиксируют искомые размеры пространственного шарнирного механизма. В данном случае измеряем длину коромысла О,Д и расстояние 001 002 и 0,0 . После определения этих параметров устройство освобождается от вспомогательных связей, снимают шаблон 38. При включении двигателя 1 точка "Е", опишет приближенно заданную траекторию.

Аналогично можно проектировать пятизвенный пространственный направляющий механизм.

Для этого удяляют шатун АВ и заменяют прямолинейный шаблон 38(g — и) круговым (g,— g,); с помощью предложенного устройства можно решать и другие задачи. Например, проектирование пространственного семизвенного стержневого механизма по заданному участку пространственной шатунной траектории д — g (см. фиг. 1) с двумя ведущими кривошипами. Для этого вершину Е тетраэдра перемещают по шаблону 38, профиль которого соответствует заданL ной траектории и --g Затем освобождают. шарнир "С" и вместо двухповодковой группы, коромысла СО и плиты 22 к вершине "С" тетраэдра ВСДЕ присоединяют узел, изображенный на фиг. 3, т.е. второй ведущий кривошип, После этого его длина, ориентация оси его враще-! ния и расположение плиты 44 со стойкой 45 устанавливается автоматически. Затем включают двигатель 46. Таким обраэом, при помощи двИгателя вершина "В совершает сложное движение, кривошип 47 сообшает вершине "С" движение по окружности, а вершина "Е" перемещается по заданной траектории gð — g . При этом вершина "Д" движется принудительно по некоторой пространственной траектории р-р. Определение искомых параметров механизма производят так же, как указано вьпце.

Достоинством предложенного устройства является то, что в процессе моделирования легко определяются сильно и слабо влияющие параметры механизма, что имеет исключительно важное значение при точном аналитическом расчете механизмов.

Формула изобретения

Устройство для кинематического исследования шарнирного многозвенника, содержащее

686907 шарнирно-рычажную систему, состоящую из ведущего кривошипно-шатунного механизма, ведомого коромысла, двухповодковой группы с изменяемым по длине замыкающих коромыслом и шаблон, имитирующий эраекторию движения исследуемого звена, о т л и ч а ю гц е ес я (ем, что, с целью обеспечения воэможности синтеза пространственных механизмов, оно имеет пространственный шарнирный многоэвен10 ник, выполненный в виде тетраэдра с регулируемыми по длине звеньями, вершины которого связаны шарнирно соответственно с кривошипно-шатунным механизмом, коромыслом, шаблоном и двухповодковой группой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР К 385197. кл. G 01 М 19/02, 1974.

686907

Составитель С Либерман

Техред С.Мигай

Корректор М.111ароши

Редактор А. Бер

Заказ 5615/15 Гнраж 449 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ПГ1П "Патен т", г. Ужгород, ул, Проектная, 4