Устройство для синтеза четырехзвенногомеханизма

О П И СА Н И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

298938 Союз Советских

Социзлистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 14.IV.1969 (№ 1321885/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 16.ill.1971. Бюллетень № 11

Дата опубликования описания 26.ГЧ.1971

МПК 6 06g 7/68

Комитет по делось изобретеиий и открытий ори Совете Министров

СССР

УДК 681.333(088.8) Автор изобретения

Л. И. Зальцман

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНТЕЗА ЧЕТЫРЕХЗВЕННОГО

МЕХАН ИЗМА

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники.

Известны устройства для синтеза четырехзвенного механизма, которые решают задачу синтеза механизма по четырем заданным положениям.

Однако в технике известна более общая задача — синтез механизма по форме шатунной кривой, Под последней понимается линия, которую описывает так называемая «шатунная точка», лежащая в плоскости шатуна и жестко с ним связанная. Вид и размеры шатунной кривой определяются параметрами механизма и должны в то же время удовлетворять требованиям технологии обслуживаемого процесса, а также конструктивным требованиям машины, в которой применяется исследуемый механизм.

Предлагаемое устройство для синтеза четырехзвенного механизма отличается тем, что с целью расширения его функциональных возможностей в нем генераторы напряжений соединены со входами блоков суммирования, Выходы первого и второго блоков суммирования соединены с вертикально и горизонтально отклоняющими пластинами электроннолучевой трубки. Выходы третьего и четвертого блоков суммирования соединены со входами нуль-органов, выходы которых подключены ко входам ячейки совпадения, а ее выход соединен с модулятором луча электроннолучевой трубки.

На фиг. 1 представлена общая схема описываемого устройства; на фиг. 2 — принцип представления звеньев четы рехшарнир ного механизма с помощью векторов, а также представление координаты шатунной точки М с помощью вектора (расположение векторов показано в момент, близкий к замыканию

lO векторного контура, когда геометрическая сумма векторов равна вектору х, стремящемуся по амплитуде к нулю); на фиг. 3 — блок, напряжения которого имитируют кулису; на фиг. 4 — принцип представления кулисы с по15 мощью напряжений.

Блок 1 (фиг. 1) дает постояниое напряжение U„, Блоки 2 — 5 генерируют по два равных и сдвинутых на 90 во времени напряжения U.,-„U...; U У,,; U,, U,; U,,-, =U

Uy, — — U)Благодаря сдвигу на 90 каждая пара напряжений имитирует проекции на оси прямоугольных координат некоторого вектора, вра25 щающегося соответственно с частотой вг, тлз, о4. Напряжение блока 5 сдвинуто относительно напряжений блока 8 на угол ф, изменяемый с помощью фазовращателя 6 в пределах

360 . Амплитуды каждой пары напряжений

ЗО плавно регулируются сдвоенными регулятопа298938 ми 7 — 10 от нуля до некоторой максимальной величины. Такая регулировка соответствует плавному изменению амплитуды вращающегося вектора. Постоянное напряжение блока 1 также регулируется плавно регулятором 11.

Напряжения U„„U,, U... U,, алгебраически суммируются в блоке 12, напряжения U,, Uz,, U„— в блоке 18. Обе суммы напряжений контролируются нуль-органами 14 и 15.

Напряжения с нуль-органов 14 и 15 подаются на ячейку совпадения 1б, управляющую блоком 17. Последний модулирует яркость луча осциллографа, например электронного, трубка которого изображена на фиг. 1 схематично, Напряжение U,, и U.,„àëãåáðàè÷åñêè суммируются в блоке 18 и подаются на пластины 19 горизонтального отклонения луча.

Напряжения U,„è U,.„àëãåáðàè÷åñêè сум,мируются в блоке 20 и подаются на пластины

21 вертикального отклонения луча.

Как было указано, блок 22 (фиг. 3) имитирует кулису. В этом случае напряжения U и

U„Hå имеют сдвига по фазе и их амплитуда регулируются раздельно регуляторами 28 и

24, что позволяет имитировать как размер кулисы, так и ее угловое положение. Частота этого блока выбирается в зависимости от того, является ли поступательная пара ведущей или ведомой. Таким образом, блок 22 вводится в схему прибора вместо блоков 2 или 4 при наличии в четырехзвенном механизме поступательной пары.

Устройство работает при синтезе четырехшарнирного механизма следующим образом.

Напряжение блока 1 изображает стойку, напряжения блока 2 — ведущее звено, напряжения блока 8 — шатун, напряжения блока

4 — ведомое звено, напряжения блока 5— вектор шатунной точки. Как было указано, векторы подвижных звеньев вращаются с разными частотами. Пока конец вектора 25 (фиг. 2) описывает дугу, равную 1/к окружности, конец вектора 2b делает полный оборот, а конец вектора 27 делает К оборотов.

В этом случае, при определенном сочетании длин звеньев — векторов траектории концов векторов 2б и 27 обязательно пересекутся. Момент пересечения соответствует нулевой сумме напряжений, имитирующих проекции векторов на оси координат. При появлении нулевых сумм срабатывают оба нуль-органа 14 и 15, которые через ячейку совпадения 1б включают блок 17 модуляции яркости луча. Обычно луч заперт. При появлении сигнала о ячейки совпадения 1б луч отпирается, и на экране появляется светящаяся точка. В следующий момент времени, поскольку вращение векторов продолжается, концы векторов 2б и

27 расходятся, сумма напряжений становится отличной от нуля, сигналы нуль-органов пропадают и луч вновь запирается. За время полного оборота ведущего звена такие пересечения наступают многократно и каждый раз на экране возникает светящаяся точка, соот5

60 б5 ветствующая новому положен иго ведущего звена и остальных звеньев. Положение же точки на экране определяется в эти моменты напряжениями U> + U è U + U èëè, что то же самое, суммой векторов 25 и 28.

Таким образом, на экране возникают К светящихся точек, в сумме описывающих шатунную кривую 29 (см. фиг. 1). Если траектория векторов 2б и 27 пересекаются дважды, то на экране возникает две шатунных кривых, соответствующих двум вариантам мех,: низма, которые могут быть составлены из одних и тех же звеньев. Если при каких-т положениях ведущего звена пересечени; траекторий не наступает, шатунная кривая будет иметь разрыв, что указывает на несуществование механизма в этой области положений.

Поскольку ведущее звено делает 20 оборотов в секунду, на экране субъективно наблк дается неподвижное изображение шатунной кривой, соответствующей длинам звеньев-векторов, установленных регуляторами 11 и 7—

10 и углу вектора шатунной точки, установленного фазовращателем б.

На экран осциллографа тем или иным образом наносится требуемая шатупная кривая 80 (c». фиг. 1). Меняя положение регуляторов

11, 7, 8, 9, 10 и фазовращателя б, добиваются совмещения заданной кривой 80 и кривой 29, описываемой исследуемым механизмом, после чего данные о размерах звеньев и о координате шатунной точки считывают со шкал указанных регуляторов.

В реальных условиях нуль-органы срабатывают лишь при некоторой величине ZU u

ZU„, отличной от нуля, но не превышающей величину U, (см. фиг. 2).

За время существования точки на экране концы векторов 25 — 28 не остаются неподвижными, а опишут дуги аа, бб, вв и ММ, что вместе с погрешностью нуль-органа создает погрешность в решении задачи. Погрешность эта тем меньше, чем больше величина К, меньше U, и чем больше быстродействие нульорганов. Практически ошибка может быть сведена к величине, составляющей десятые доли процента.

Применение электронного осциллографа в приборе не является единственно возможным.

Может быть применен, например, шлейфовый двухкоординатный осциллограф со световым лучом. При этом модуляция яркости может быть осуществлена, например, ячейкой Керра, обеспечивающей необходимое быстродействие.

Предлагаемый прибор может найти широкое применение, например, при конструировании автоматов, что позволит быстрее решать задачи по замене кулачковых механизмов более надежными и допускающими большие рабочие скорости шарнирными механизмами.

Кроме того, прибор позволяет синтезировать механизмы для обеспечения бескопирной обработки сложных профилей, например, аэро208938

11 динамических. Последоватсльное включение предлагаемых приборов может быть использовано при синтезе шестизвенных и восьмизвенных механизмов. При этом напряжения координат шатунной точки предыдущего прибора используются как напряжение ведущего звена в работе последующего прибора.

Предмет и зоб р етен ия

Устройство для синтеза четы рехзвенного механизма, содержащее генераторы напряжения, фазовращатели, блоки суммирования, нуль-органы, ячейки совпадения и электронполучепуо трубку, отличающееся тем, что, с целью расшпрсппя его функциональных возможностей, в нем генераторы напряжений соединены со входами блоков суммирования, 5 выходы первого и второго блоков суммирования соединены с вертикально и горизонтально отклоняющими пластинами электроннолучевой трубки, выходы третьего и четвертого блоков суммирования соединены со входами нуль-ор10 ганов, выходы которых подключены ко входам ячейки совпадения, а ее выход соединен с модулятором луча электроннолучевой трубки.

298938

1 i

I

/ б Риг г

/ г моиг 5 Риг 4

Составитель Е. В. Тимохина

Редактор Е. В. Семанова Техред 3. Н. Тараненко Корректор Л. Б. Бадылама

Заказ 865/2 Изд. № 407 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР

Москга, Ж-35, Раушская наб., д. 4,5

Типография, г:р. Сапунова, 2