RU125653U1

RU125653U1 - CRANKS-STAINLESS MECHANISM WITH HORIZONTAL ROD, ONE CONNECTOR AND ONE BALANCE

Info

Publication number: RU125653U1
Application number: RU2012138212/11U
Authority: RU
Inventors: Юрий Сергеевич Маркин; Олег Юрьевич Маркин; Нина Александровна Котлярова; Константин Олегович Маркин; Ксения Александровна Степанова
Priority date: 2012-09-06
Filing date: 2012-09-06
Publication date: 2013-03-10

Abstract

Кривошипно-кулисный механизм с горизонтальным штоком, одним шатуном и одним балансиром, состоящий из кривошипа, направленного вверх с левым уклоном и шарнирно связанного ползуном, расположенным в вертикальных направляющих кулисы, верхний конец которой жестко связан с горизонтальным штоком, расположенным в горизонтальных направляющих станины, который другим своим концом шарнирно связан с шатуном, направленным вверх с правым уклоном и шарнирно связанным с балансиром, направленным вниз, который другим своим концом связан с неподвижным вращательным шарниром, расположенным ниже и правее неподвижного вращательного шарнира, которым кривошип связан со станиной, 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 у горизонтального штока клемма расположена в начале звена, горизонтальные площадки, на которых находятся основания неподвижных вращательных шарниров кривошипа и балансира, и горизонтальные направляющие 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.A crank-link mechanism with a horizontal rod, one connecting rod and one balancer, consisting of a crank directed upward with a left slope and pivotally connected by a slider located in the vertical guide rails, the upper end of which is rigidly connected with a horizontal rod located in the horizontal guides of the bed, which its other end is pivotally connected to a connecting rod directed upward with a right slope and pivotally connected to a balancer directed downwards, which with its other end is connected to a fixed with a hinge located lower and to the right of the fixed rotary hinge, with which the crank is connected to the bed, characterized in that all the lever links of the mechanism are made telescopic, the outer rods of each telescopic connection are made with terminals at the ends directed from the beginning of the links to their ends, and at the horizontal stem terminal located at the beginning of the link, the horizontal platform, on which are the base of the fixed rotary joints of the crank and balancer, and horizontal guides the rod is made with the possibility of movement along the vertical guides, which are fixed to the bed with the ability to move them along the horizontal guides and rigid fastening and both to the guides.

Description

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.The utility model relates to laboratory equipment and can be applied in educational laboratories in theoretical and applied mechanics, in the theory of mechanisms and machines, and in other general technical disciplines of technical universities, technical schools and technical schools.

Известен кривошипно-кулисный 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.80, задания 121-125), начальное положение опор и длины звеньев которого определяются соответствующими размерами а, b, с, d, е, ƒ, k, l, состоящий из кривошипа, направленного вверх с левым уклоном и шарнирно связанного с ползуном, расположенным в вертикальных направляющих кулисы, верхний конец которой жестко связан с горизонтальным штоком, расположенным в горизонтальных направляющих станины, который другим своим концом шарнирно связан с шатуном, направленным вверх с правым уклоном и шарнирно связанным с балансиром, направленным вниз, который другим своим концом связан с неподвижным вращательным шарниром, расположенным ниже и правее неподвижного вращательного шарнира, которым кривошип связан со станиной.Known crank-link mechanism (Analysis and synthesis of flat mechanisms / Markin Yu.S., Naumov L.G., Markin O.Yu. et al. / Edited by Doctor of Technical Sciences, Professor Markin Yu.S. - Kazan , Tatar Publishing House, 2003, p. 80, assignments 121-125), the initial position of the supports and the lengths of the links of which are determined by the corresponding dimensions a , b, c, d, e, ƒ, k, l, consisting of a crank, directed upward with a left slope and pivotally connected with a slider located in the vertical guides of the wings, the upper end of which is rigidly connected with a horizontal rod located in th the horizontal guides of the bed, which at its other end is pivotally connected to the connecting rod, directed upward with a right slope and pivotally connected to the balancer, directed downwards, which is connected with its other end to the stationary rotary hinge located below and to the right of the stationary rotary hinge with which the crank is connected to the bed .

Основной недостаток известного кривошипно-кулисного 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.The main disadvantage of the known crank-link mechanism is that it has constant link sizes and a constant position of supports that do not allow research to find the dependencies, for example, the velocities and accelerations of characteristic points of the mechanism on the dimensions of its links, and the forces of interaction of its links on their sizes.

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.The problem the utility model aims to solve is to make the links of the mechanism variable in length with a corresponding change in the position of their supports so that studies can be made to identify the dependences of the speeds and accelerations of characteristic points of the mechanism on the sizes of the links and their position supports, as well as the dependences of the magnitude of the interaction forces on the size of the links.

Технический результат достигается тем, что в кривошипно-кулисном механизме с горизонтальным штоком, одним шатуном и одним балансиром, состоящем из кривошипа, направленного вверх с левым уклоном и шарнирно связанного с ползуном, расположенным в вертикальных направляющих кулисы, верхний конец которой жестко связан с горизонтальным штоком, расположенным в горизонтальных направляющих станины, который другим своим концом шарнирно связан с шатуном, направленным вверх с правым уклоном и шарнирно связанным с балансиром, направленным вниз, который другим своим концом связан с неподвижным вращательным шарниром, расположенным ниже и правее неподвижного вращательного шарнира, которым кривошип связан со станиной, 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 у горизонтального штока клемма расположена в начале звена, горизонтальные площадки, на которых находятся основания неподвижных вращательных шарниров кривошипа и балансира и горизонтальные направляющие 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.The technical result is achieved in that in a crank-rocker mechanism with a horizontal rod, one connecting rod and one balancer, consisting of a crank directed upward with a left slope and pivotally connected to a slide located in the vertical guide rails, the upper end of which is rigidly connected to the horizontal rod located in the horizontal guides of the bed, which with its other end is pivotally connected to the connecting rod, directed upward with a right bias and pivotally connected to the balancer, directed downward to The other end is connected with a fixed rotary hinge located below and to the right of the fixed rotary hinge, with which the crank is connected to the bed, according to our proposal, all the lever links of the mechanism are made telescopic, the outer rods of each telescopic connection are made with terminals at the ends directed from the beginning of the links to their ends, and at the horizontal rod the terminal is located at the beginning of the link, horizontal platforms on which the bases of the stationary rotary hinges are located in the crank and balancer, and the horizontal guides of the rod are movable along vertical guides that are fixed to the bed with the ability to move them along horizontal guides and rigidly fasten both of them to the guides.

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.Such a design of the articulated-lever mechanism made it possible to change the sizes of its links and the positions of their supports and to investigate the dependence, for example, of the speeds and accelerations of the characteristic points of the mechanism, as well as other characteristics, for example, power, on the sizes of the links and the position of their supports.

На фиг. представлена принципиальная схема шарнирно-рычажного механизма.In FIG. presents a schematic diagram of a linkage mechanism.

Кривошипно-кулисный механизм с горизонтальным штоком, одним шатуном и одним балансиром, начальное положение опор и длины звеньев которого определяются соответствующими размерами а, b, с, d, е, ƒ, k, l, состоит из кривошипа AO₁, направленного вверх с левым уклоном и шарнирно связанного с ползуном 1, расположенным в вертикальных направляющих кулисы. Верхний конец кулисы жестко связан с горизонтальным штоком, расположенным в горизонтальных направляющих F и К станины, который другим своим концом шарнирно связан с шатуном CD. Шатун направлен вверх с правым уклоном и шарнирно связан с балансиром DE, направленным вниз, который другим своим концом связан с неподвижным вращательным шарниром Е. Шарнир Е расположен ниже и правее неподвижного вращательного шарнира O₁, которым кривошип связан со станиной.The crank-link mechanism with a horizontal rod, one connecting rod and one balancer, the initial position of the supports and the lengths of the links of which are determined by the corresponding dimensions a , b, c, d, e, ƒ, k, l, consists of the crank AO ₁ pointing up with the left slant and articulated with a slider 1 located in the vertical guides of the wings. The upper end of the wings is rigidly connected with a horizontal rod located in the horizontal guides F and K of the bed, which is pivotally connected with the other end to the connecting rod CD. The connecting rod is directed upward with a right bias and pivotally connected to the downward balancer DE, which is connected at its other end to the fixed rotary joint E. The joint E is located below and to the right of the fixed rotary joint O ₁ , by which the crank is connected to the bed.

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 2 и клемму 3, расположенную на конце звена. У горизонтального штока клемма расположена в начале звена. Горизонтальные площадки, на которых находятся основания неподвижных вращательных шарниров О₁ и Е, соответственно кривошипа и балансира, и горизонтальные направляющие F и К штока выполнены с возможностью перемещения вдоль вертикальных направляющих, соответственно 4, 5, 6, которые закреплены к станине с возможностью перемещения их вдоль горизонтальных направляющих соответственно 7, 8, 9 и жесткого закрепления и тех и других к направляющим.All lever links of the mechanism are made telescopic, the outer rods of each telescopic connection are made with terminals at the ends directed from the beginning of the links to their ends. For example, the crank AO ₁ has an outer rod 2 and a terminal 3 located at the end of the link. For a horizontal rod, the terminal is located at the beginning of the link. The horizontal platforms on which the bases of the fixed rotary hinges O ₁ and E are located, respectively, the crank and the balancer, and the horizontal guides F and K of the rod are made with the possibility of moving along the vertical guides, respectively, 4, 5, 6, which are fixed to the bed with the ability to move them along horizontal guides 7, 8, 9, respectively, and rigid fastening of both of them to the guides.

Шарнирно-рычажный механизм работает следующим образом.The hinged-lever mechanism operates as follows.

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 формулеFor example, change the length of the crank AO ₁ . To do this, weaken the tightening of the threaded fasteners of the terminal, push the inner rod out of the outer and set the desired crank length, and then rigidly connect the rods with the terminal by tightening the threaded fasteners. In this case, the speed of point A changes, which is determined by the formula

,

где ω₁ - угловая скорость кривошипа;

- длина кривошипа.where ω ₁ is the angular velocity of the crank;

- the length of the crank.

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.With an increased length of the crank, the speed of point A also increases. With a change in the speed of point A, the speeds and other characteristic points of the mechanism change, for example, points B, C, D. By changing the length of the crank in steps and determining the speeds of the characteristic points of the mechanism, one can reveal the dependence of the speeds points on the length of the crank. Similarly, it is possible to determine the dependences and values of the accelerations of characteristic points on the length of the crank, as well as the forces of interaction of the links of the mechanism, known methods of theoretical mechanics and theory of mechanisms and machines. It should be said that it is possible to determine the speeds and accelerations not only of the characteristic points of the mechanism, but also of any other points belonging to the links of the mechanism in question.

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.By analogy, you can resize other links and identify the necessary dependencies. Experience shows that the proposed mechanism has enormous opportunities in the implementation of various combinations in changing the lengths of the links, and students have wide opportunities for conducting educational and research work.

Задача, поставленная перед полезной моделью, полностью выполнена.The task posed to the utility model is fully completed.

Claims

A crank-link mechanism with a horizontal rod, one connecting rod and one balancer, consisting of a crank directed upward with a left slope and pivotally connected by a slider located in the vertical guide rails, the upper end of which is rigidly connected with a horizontal rod located in the horizontal guides of the bed, which its other end is pivotally connected to a connecting rod directed upward with a right slope and pivotally connected to a balancer directed downward, which with its other end is connected to a fixed with a hinge located lower and to the right of the fixed rotary hinge, with which the crank is connected to the bed, characterized in that all the lever links of the mechanism are made telescopic, the outer rods of each telescopic connection are made with terminals at the ends directed from the beginning of the links to their ends, and at the horizontal stem terminal located at the beginning of the link, the horizontal platform, on which are the base of the fixed rotary joints of the crank and balancer, and horizontal guides the rod is made with the possibility of movement along the vertical guides, which are fixed to the bed with the ability to move them along the horizontal guides and rigid fastening and both to the guides.