Механизм для обработки сложных внутренних поверхностей

Задачей полезной модели является создание такого механизма, в котором движение могло бы задаваться одновременно двум звеньям, то есть механизма, имеющего две степени свободы. Механизм для обработки сложных внутренних поверхностей включает кривошип, винтовой шатун, гайку с режущим инструментом и коромысло, имеющее подвижную опору, выполненную в виде подвижного, поступательно движущегося ползуна, приводимого в движение дополнительным двигателем вращательного действия. 1 илл.

Полезная модель относится к механизмам, применяемым в технике для получения заданного движения ведомого звена.

Известен плоский четырехзвенный механизм [1, стр.88, рис.156], включающий в свой состав кривошип, шатун и коромысло. Недостатком такого механизма является невозможность воспроизведения пространственного движения, так как механизм выполнен плоским.

Наиболее близким к предлагаемому является механизм для воспроизведения пространственных кривых [2]. В этом механизме все звенья соединяются между собой кинематическими парами только пятого класса. Кривошип образует со стойкой вращательную пару, шатун с кривошипом входит во вращательную пару, гайка образует с шатуном винтовую пару, коромысло соединяется с гайкой через вращательную пару и со стойкой также через вращательную пару. Таким образом, в механизме используется 4 подвижных звена (n=4) и 5 кинематических пар пятого класса (p₅=5). Подвижность механизма определится [1, стр.87]

W=4n-3p₅ =4·4-3·5=16-15=l.

Механизм для воспроизведения пространственных кривых принимается за прототип предлагаемого устройства. Недостатком прототипа является невозможность задания движения одновременно двум звеньям, так как механизм имеет одну степень свободы {W=1).

Задачей полезная модель является создание такого механизма, в котором движение могло бы задаваться одновременно двум звеньям, то есть механизма, имеющего две степени свободы (W=2).

Сущность заявляемого устройства заключается в том, что предлагается механизм для обработки сложных внутренних поверхностей, включающий в свой состав кривошип; винтовой шатун, входящий в винтовую кинематическую пару с выходным звеном (гайкой) и во вращательную кинематическую пару с кривошипом; выходное звено с режущим инструментом, входящее во вращательную кинематическую пару с коромыслом, опора которого выполнена в виде подвижного, поступательно движущегося, ползуна, образующего винтовую кинематическую пару с винтом, приводимым в движение дополнительным двигателем вращательного действия, при этом одно движение в механизме задается коромыслу от двигателя через ползун, а второе движение задается кривошипу, причем оба задаваемых движения могут быть направлены как в одном, так и в противоположном направлении друг относительно друга.

На чертеже показан механизм для обработки сложных внутренних поверхностей. Механизм состоит из кривошипа 1, винтового шатуна 2, гайки 3 (выходное звено) с режущим инструментом R, выполненным с гайкой за одно целое, и коромысла 4. Кривошип 1 входит со стойкой O₁ во вращательную кинематическую пару пятого класса р₅, винтовой шатун 2 входит с кривошипом 1 также во вращательную кинематическую пару пятого класса р₅, гайка 3 образует с шатуном 2 винтовую кинематическую пару р5ис коромыслом 4 вращательную кинематическую пару пятого класса p₅. Опора коромысла 4 выполняется в виде подвижного, поступательно движущегося, ползуна 5, приводимого в движение двигателем вращательного действия 6 через винт 7 и образующего с винтом винтовую кинематическую пару р₅. Всего подвижных звеньев в механизме 5 (n=5), кинематических пар пятого класса 6 (р₅=6). Введя значения для n и р₅ в формулу подвижности [1, стр.87], определим, что

W=4n-3p₅=4·5-3·6=20-18=2.

Полученный результат доказывает, что механизм имеет две степени свободы и движение в нем задается двум звеньям.

Работает механизм следующим образом. Задавая одновременно движение кривошипу 1 и ползуну 5 коромысла 4 от двигателя 6, винтовой шатун 2 начнет вкручиваться в гайку 3, приводя ее в движение, при этом длина шатуна начнет изменяться, а обрабатывающий элемент R будет двигаться по пространственной траектории, обрабатывая сложную внутреннюю поверхность.

Использованные источники

1. Артоболевский И.И. Теория механизмов. Изд-во «Наука», 1965.

2. RU 2309051, кл. B43L 11/00. Механизм для воспроизведения пространственных кривых. - Опубл. в Б.И., 2007. - 30.

Механизм для обработки сложных внутренних поверхностей, включающий кривошип, винтовой шатун, входящий в винтовую кинематическую пару с выходным звеном - гайкой и во вращательную кинематическую пару с кривошипом, выходное звено, входящее во вращательную кинематическую пару с коромыслом, отличающийся тем, что опора коромысла выполнена в виде подвижного, поступательно движущегося ползуна, образующего винтовую кинематическую пару с винтом, приводимым в движение дополнительным двигателем вращательного действия.