Шарнирно-рычажный механизм с одним кривошипом, двумя шатунами, один из которых сложный, и двумя ползунами

 

Полезная модель относится к лабораторному оборудованию и может быть применена в учебных лабораториях по теоретической и прикладной механике, по теории механизмов и машин и другим общетехническим дисциплинам технических вузов, техникумов и технических училищ.

Известный шарнирно-рычажный механизм имеет неизменяемые длины звеньев и неизменяемые положения опор. Это не позволяет проводить исследования по выявлению зависимостей, например, величин скоростей и ускорений точек механизма от длины звеньев.

В предложенном механизме все рычажные звенья выполнены телескопическими с клеммами на концах, а площадки, на которых расположены опоры, стали иметь возможность изменять свои положения. Это позволило обучающимся проводить учебно-исследовательскую работу по выявлению, например, величин скоростей и ускорений, а также сил взаимодействия звеньев, от размеров звеньев и положения их опор. 1 ил.

Полезная модель относится к лабораторному оборудованию и может быть применена в учебных лабораториях по теоретической и прикладной механике, по теории механизмов и машин и другим общетехническим дисциплинам технических вузов, техникумов и технических училищ.

Известен многозвенный шарнирно-рычажный механизм (Анализ и синтез плоских механизмов /Маркин Ю.С., Наумов Л.Г., Маркин О.Ю. и др./ Под редакцией д. т. н., профессора Маркина Ю.С. - Казань, Татарское кн. изд-во, 2003, стр.72, задания 81-85), начальное положение опор и длины звеньев которого определяются соответствующими размерами а, b, с, d, состоящий из кривошипа, направленного вверх с левым уклоном и шарнирно связанного с первым шатуном, направленным вниз с правым уклоном, который своим нижним концом шарнирно связан с ползуном, расположенным в горизонтальных направляющих, находящихся правее шатуна, ось симметрии которых проходит через неподвижный вращательный шарнир, которым кривошип связан со станиной, первый шатун имеет в своем начале ответвление, направленное вверх перпендикулярно шатуну, которое шарнирно связано со вторым шатуном, направленным вверх с левым уклоном, который другим своим концом шарнирно связан со вторым ползуном, находящимся в прямолинейных направляющих, расположенных над направляющими первого ползуна, ось симметрии которых проходит через неподвижный вращательный шарнир кривошипа, длина второго шатуна равна расстоянию от шарнира первого ползуна до шарнира ответвления первого шатуна, которое составляет 0,9 длины первого шатуна, а расстояние от шарнирного соединения кривошипа до шарнира ответвления равно четверти длины первого шатуна.

Основной недостаток известного многозвенного шарнирно-рычажного механизма заключается в том, что он имеет постоянные размеры звеньев и постоянное положение опор, не позволяющих проводить исследования по отысканию зависимостей, например, величин скоростей и ускорений характерных точек механизма от размеров его звеньев, величин сил взаимодействия его звеньев от их размеров.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в том, чтобы сделать звенья механизма изменяемыми по длине с соответствующим изменением положения их опор с тем, чтобы можно было проводить исследования по выявлению зависимостей величин скоростей и ускорений характерных точек механизма от размеров звеньев и положения их опор, а также зависимостей величин сил взаимодействия от размеров звеньев.

Технический результат достигается тем, что в шарнирно-рычажном механизме с одним кривошипом, двумя шатунами, один из которых сложный, и двумя ползунами, состоящем из кривошипа, направленного вверх с левым уклоном и шарнирно связанного с первым шатуном, направленным вниз с правым уклоном, который своим нижним концом шарнирно связан с ползуном, расположенным в горизонтальных направляющих, находящихся правее шатуна, ось симметрии которых проходит через неподвижный вращательный шарнир, которым кривошип связан со станиной, первый шатун имеет в своем начале ответвление, направленное вверх перпендикулярно шатуну, которое шарнирно связано со вторым шатуном, направленным вверх с левым уклоном, который другим своим концом шарнирно связан со вторым ползуном, находящимся в прямолинейных направляющих, расположенных над направляющими первого ползуна, ось симметрии которых проходит через неподвижный вращательный шарнир кривошипа, длина второго шатуна равна расстоянию от шарнира первого ползуна до шарнира ответвления первого шатуна, которое составляет 0,9 длины первого шатуна, а расстояние от шарнирного соединения кривошипа до шарнира ответвления равно четверти длины первого шатуна, согласно нашему предложению, все рычажные звенья механизма выполнены телескопическими, наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными от начала звеньев к их концам, а площадка, на которой находится основание неподвижного вращательного шарнира кривошипа, и направляющие ползунов выполнены с возможностью перемещения вдоль вертикальных направляющих, которые закреплены к станине с возможностью перемещения их вдоль горизонтальных направляющих и жесткого закрепления и тех и других к направляющим.

Такое исполнение шарнирно-рычажного механизма позволило изменять размеры его звеньев и положения их опор и исследовать зависимость, например, скоростей и ускорений характерных точек механизма, а также других характеристик, например, силовых, от размеров звеньев и положения их опор.

На фиг. представлена схема шарнирно-рычажного механизма.

Шарнирно-рычажный механизм с одним кривошипом, двумя шатунами, один из которых сложный, и двумя ползунами, начальное положение опор которого определяется соответствующими размерами а , b, с, d, состоит из кривошипа АО1, направленного вверх с левым уклоном и шарнирно связанного с первым шатуном АВ. Первый шатун АВ направлен вниз с правым уклоном и своим нижним концом в точке В шарнирно связан с первым ползуном 1. Первый ползун 1 расположен в горизонтальных направляющих, находящихся правее первого шатуна АВ, ось симметрии которых проходит через неподвижный вращательный шарнир О1, которым кривошип АО1 связан со станиной. Первый шатун АВ имеет в своем начале ответвление, направленное вверх перпендикулярно шатуну, которое в точке С шарнирно связано со вторым шатуном CD. Второй шатун CD направлен вверх с левым уклоном и другим своим концом в точке D шарнирно связан со вторым ползуном 2.

Второй ползун 2 находится в прямолинейных направляющих, расположенных над направляющими первого ползуна 1, ось симметрии которых проходит через неподвижный вращательный шарнир О1. Длина второго шатуна CD равна расстоянию от шарнира первого ползуна 1 до шарнира ответвления первого шатуна АВ, которое составляет 0,9 длины первого шатуна АВ. Расстояние от шарнирного соединения кривошипа АО 1 до шарнира ответвления равно четверти длины первого шатуна АВ.

Все рычажные звенья механизма выполнены телескопическими. Наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными от начала звеньев к их концам. Например, кривошип АО1 имеет наружный стержень 3 и клемму 4, расположенную на конце звена.

Площадка, на которой находится основание неподвижного вращательного шарнира О1 кривошипа и направляющие ползунов 1 и 2 выполнены с возможностью перемещения вдоль вертикальных направляющих соответственно 5, 6, 7, которые закреплены к станине с возможностью перемещения их вдоль горизонтальных направляющих соответственно 8, 9, 10 и жесткого закрепления и тех и других к направляющим.

Шарнирно-рычажный механизм работает следующим образом.

Например, изменяем длину кривошипа АО1. Для этого ослабляем затяжку резьбовых крепежных элементов клеммы, выдвигаем внутренний стержень из наружного и устанавливаем нужную длину кривошипа, а затем жестко соединяем стержни с помощью клеммы затяжкой резьбовых крепежных элементов. При этом изменяется скорость точки А, которая определяется по формуле:

,

где 1 - угловая скорость кривошипа; - длина кривошипа.

При увеличенной длине кривошипа увеличивается и величина скорости точки А. С изменением скорости точки А происходит изменение скоростей и других характерных точек механизма, например, точек А, В, С, D. Изменяя ступенчато длину кривошипа и определяя скорости характерных точек механизма, можно выявлять зависимость величин скоростей точек от длины кривошипа. Аналогично можно определять зависимости и величин ускорений характерных точек от длины кривошипа, а также сил взаимодействия звеньев механизма, известными методами теоретической механики и теории механизмов и машин. Следует сказать, что можно определять скорости и ускорения не только характерных точек механизма, но и любых других точек, принадлежащих звеньям рассматриваемого механизма.

По аналогии можно изменять размеры и других звеньев и выявлять необходимые зависимости. Опыт показывает, что у предложенного механизма появились огромные возможности в осуществлении различных сочетаний в изменении длин звеньев, а у обучающихся - широкие возможности для проведения учебно-исследовательской работы.

Задача, поставленная перед полезной моделью, полностью выполнена.

Шарнирно-рычажный механизм с одним кривошипом, двумя шатунами, один из которых сложный, и двумя ползунами, состоящий из кривошипа, направленного вверх с левым уклоном и шарнирно связанного с первым шатуном, направленным вниз с правым уклоном, который своим нижним концом шарнирно связан с ползуном, расположенным в горизонтальных направляющих, находящихся правее шатуна, ось симметрии которых проходит через неподвижный вращательный шарнир, которым кривошип связан со станиной, первый шатун имеет в своем начале ответвление, направленное вверх перпендикулярно шатуну, которое шарнирно связано со вторым шатуном, направленным вверх с левым уклоном, который другим своим концом шарнирно связан со вторым ползуном, находящимся в прямолинейных направляющих, расположенных над направляющими первого ползуна, ось симметрии которых проходит через неподвижный вращательный шарнир кривошипа, длина второго шатуна равна расстоянию от шарнира первого ползуна до шарнира ответвления первого шатуна, которое составляет 0,9 длины первого шатуна, а расстояние от шарнирного соединения кривошипа до шарнира ответвления равно четверти длины первого шатуна, отличающийся тем, что все рычажные звенья механизма выполнены телескопическими, наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными от начала звеньев к их концам, а площадка, на которой находится основание неподвижного вращательного шарнира кривошипа, и направляющие ползунов выполнены с возможностью перемещения вдоль вертикальных направляющих, которые закреплены к станине с возможностью перемещения их вдоль горизонтальных направляющих и жесткого закрепления и тех и других к направляющим.



 

Похожие патенты:
Наверх