Кривошипно-кулисный механизм с ползуном, горизонтальным штоком и штоком с камнем

 

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 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 илл.

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.103, задания 236-240), начальное положение опор и длины звеньев которого определяются соответствующими размерами а, b, с, d, e, f, состоящий из кривошипа, направленного вверх с левым уклоном и шарнирно связанного с ползуном, расположенным в направляющих вертикальной кулисы, жестко связанной с горизонтальным штоком, расположенным в направляющих станины, расположенных правее кулисы, расстояние между которыми равно 0,45 м, расстояние от неподвижного вращательного шарнира, которым кривошип связан со станиной, до первой направляющей штока равно 0,4 м, а расстояние от той же базы до конца штока равно 1,3 м, шарнирно связанного с шатуном, направленным вниз с левым уклоном, который другим своим концом проходит внутри камня с возможностью скольжения, связанного со станиной неподвижным вращательным шарниром, расположенным от неподвижного шарнира кривошипа, на расстояниях по горизонтали и вертикали соответственно: 0,5 м, 0,2 м, а расстояние от неподвижного шарнира кривошипа по вертикали до горизонтального штока кулисы равно 0,3 м, длина кривошипа равна 0,25 м.

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, а также неудобство исследования движения ползуна, расположенного ниже основного механизма.

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 и удобства регулирования и экспериментального исследования скоростей и сил от их размеров.

Технический результат достигается тем, что в кривошипно-кулисном механизме с ползуном, горизонтальным штоком и штоком с камнем, состоящем из кривошипа, направленного вверх с левым уклоном, причем кривошип своим концом связан со станиной неподвижным вращательным шарниром, а своим началом шарнирно связан с ползуном, расположенным в направляющих вертикальной кулисы, жестко связанной с горизонтальным штоком, расположенным в направляющих станины, расположенных правее кулисы, горизонтальный шток шарнирно связан со штоком с камнем, направленным вниз с левым уклоном и связанным со станиной неподвижным вращательным шарниром, согласно нашему предложению, все рычажные звенья механизма выполнены телескопическими, наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными: у кривошипа от начала звена к его концу, а у обоих штоков - от концов к началам, горизонтальные площадки, на которых находятся основания неподвижных вращательных шарниров и направляющие горизонтального штока 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 кривошипно-кулисного и шарнирно-рычажного механизма позволило изменять размеры их 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 принципиальная схема шарнирно-рычажного механизма.

Кривошипно-кулисный механизм с ползуном, горизонтальным штоком и штоком с камнем, начальное положение опор которого определяется соответствующими размерами а, b, с, d, e, f, состоит из кривошипа АО1, направленного вверх с левым уклоном. Кривошип своим концом связан со станиной неподвижным вращательным шарниром O1, а своим началом шарнирно связан с ползуном 1. Ползун 1 расположен в направляющих вертикальной кулисы. Кулиса жестко связана с горизонтальным штоком, расположенным в направляющих F и К станины, расположенных правее кулисы. Горизонтальный шток шарнирно связан со штоком с камнем 2, направленным вниз с левым уклоном. Шток с камнем связан со станиной неподвижным вращательным шарниром E.

Расстояние а от неподвижного шарнира O1 кривошипа по вертикали до горизонтального штока кулисы равно 0,3 м. Длина кривошипа равна 0,25 м.

Шарнир Е расположен от неподвижного шарнира О1 кривошипа, на расстоянии b по вертикали, равным 0,2 м и расстоянии с по горизонтали, равным соответственно: 0,5 м.

Расстояние е между направляющими F и К станины равно 0,45 м. Расстояние d от неподвижного вращательного шарнира O1, которым кривошип связан со станиной, до направляющей F штока равно 0,4 м, а расстояние f от неподвижного вращательного шарнира O1 до конца горизонтального штока равно 1,3 м.

Все рычажные звенья механизма выполнены телескопическими. Наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах. Например, кривошип AO1 имеет наружный стержень 3 и клемму 4. У наружного стержня 3 кривошипа AO1 клемма 4 направлена от начала звена к его концу. У обоих штоков клеммы направлены от концов к началам. Горизонтальные площадки, на которых находятся основания неподвижных вращательных шарниров O1 и Е и направляющие F, К горизонтального штока 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 AO1. 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 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.

Кривошипно-кулисный механизм, содержащий ползун, горизонтальный шток и шток с камнем и состоящий из кривошипа, направленного вверх с левым уклоном, причем кривошип своим концом связан со станиной неподвижным вращательным шарниром, а своим началом шарнирно связан с ползуном, расположенным в направляющих вертикальной кулисы, жестко связанной с горизонтальным штоком, расположенным в направляющих станины, расположенных правее кулисы, горизонтальный шток шарнирно связан со штоком с камнем, направленным вниз с левым уклоном и связанным со станиной неподвижным вращательным шарниром, отличающийся тем, что все рычажные звенья механизма выполнены телескопическими, наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными: у кривошипа от начала звена к его концу, а у обоих штоков - от концов к началам, горизонтальные площадки, на которых находятся основания неподвижных вращательных шарниров и направляющие горизонтального штока 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:

Модель-схема аксонометрических плоскостей системы отопления относится к наглядным пособиям - моделям и может быть использована для демонстрации аксонометрических и основных плоскостей проекций и контроля построения наглядных изображений в курсах начертательной геометрии и черчения. Модель является также и шаблоном, по которому можно достаточно точно ориентировать объекты в реальном пространстве и в компьютерной графике. Название полезной модели - «модель-шаблон аксонометрических плоскостей».

Изобретение относится к области педагогики и учебному пособию для обучения учащихся черчению, содержащему совокупность расположенных по возрастанию сложности материала плоских материальных носителей с тематическими базами данных опорных, промежуточных и конечных чертежей графических построений и описание действий, которое снабжено носителями с базами для каждого из самостоятельных этапов построений в тематической базе, а каждый носитель имеет на одной стороне поле графической базы и поле описательной базы

Модель корня зуба относится к области медицины, а именно к стоматологии и может быть использована для обучения студентов и врачей-стоматологов лечению и удалению корней зубов.

Изобретение относится к конструкции устройства, которое может быть использовано при индивидуальном и групповом обучении сборке цепей с электрическими и электронными компонентами, а также для проведения лабораторных работ и демонстрационных опытов по электротехнике
Наверх