RU126179U1

RU126179U1 - SWIVEL-LEVER MECHANISM WITH CRANK, CONNECTOR, SLIDER AND STOCK WITH STONE

Info

Publication number: RU126179U1
Application number: RU2012144663/12U
Authority: RU
Inventors: Юрий Сергеевич Маркин; Олег Юрьевич Маркин; Рафаиль Камильевич Биккиняев; Константин Олегович Маркин; Люция Маратовна Тухвашина
Priority date: 2012-10-19
Filing date: 2012-10-19
Publication date: 2013-03-20

Abstract

Шарнирно-рычажный механизм, содержащий кривошип, шатун, ползун, шток с камнем и состоящий из кривошипа, направленного вверх с левым уклоном и шарнирно связанного с шатуном, направленным вниз с левым уклоном, который своим нижним концом шарнирно связан с ползуном, расположенным в горизонтальных направляющих, находящихся левее шатуна, ось симметрии которых проходит через неподвижный вращательный шарнир, которым кривошип связан со станиной, ползун шарнирно связан со штоком, направленным вниз с правым уклоном и проходящим с возможностью скольжения внутри камня, связанного с неподвижным вращательным шарниром, находящимся левее и ниже неподвижного вращательного шарнира кривошипа, 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 штока клемма направлена к началу звена, площадки, на которых находятся основания неподвижных вращательных шарниров кривошипа и камня и направляющие ползуна 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.An articulated lever mechanism comprising a crank, connecting rod, slider, a rod with a stone and consisting of a crank directed upward with a left slope and pivotally connected to a connecting rod directed downward with a left slope, which is articulated with its lower end to a slider located in horizontal guides located to the left of the connecting rod, the axis of symmetry of which passes through a fixed rotary hinge, with which the crank is connected to the bed, the slider is pivotally connected to the rod, directed downward with a right slope and passing with the possibility of flow inside the stone associated with a fixed rotary hinge located to the left and below the fixed rotary hinge of the crank, 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 rod terminal is directed to the beginning of the link, the platforms on which the bases of the fixed rotary hinges of the crank and stone are located and the slide guides are made with the possibility of movements along vertical guides which are fixed to the bed with the possibility of moving them along 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 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.104, задания 241-245), 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 прямолинейным шатуном, направленным вниз с левым уклоном, который своим нижним концом шарнирно связан с ползуном, расположенным в горизонтальных направляющих, находящихся левее шатуна, ось симметрии которых проходит через неподвижный вращательный шарнир, которым кривошип связан со станиной, ползун шарнирно связан со штоком, направленным вниз с правым уклоном и проходящим с возможностью скольжения внутри камня, связанного с неподвижным вращательным шарниром, находящимся левее и ниже неподвижного вращательного шарнира кривошипа на расстоянии: по горизонтали - 0,1 м, по вертикали - 0,4 м, длина шатуна - 1,0 м, длина кривошипа равна одной четвертой части длины шатуна.Known multi-link articulated 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. 104, tasks 241-245), the initial position of the supports and the lengths of the links of which are determined by the corresponding dimensions a, b, c, d, consisting of a crank directed upward with a left slope and pivotally connected with a straight connecting rod directed downward with a left slope, which is articulated with its lower end to a slider located in horizontal ntal guides located to the left of the connecting rod, the axis of symmetry of which passes through the fixed rotary hinge, with which the crank is connected to the bed, the slider is pivotally connected to the rod directed downward with the right slope and passing with the possibility of sliding inside the stone connected with the fixed rotary hinge, located to the left and below the fixed rotary hinge of the crank at a distance: horizontal - 0.1 m, vertical - 0.4 m, length of the connecting rod - 1.0 m, the length of the crank is equal to one fourth of the length of the connecting rod.

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.The main disadvantage of the known multi-link articulated linkage 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, the magnitudes of the forces of interaction of its links on their size.

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 шарнирно-рычажном механизме с кривошипом, шатуном, ползуном и штоком с камнем, состоящем из кривошипа, направленного вверх с левым уклоном и шарнирно связанного с шатуном, направленным вниз с левым уклоном, который своим нижним концом шарнирно связан с ползуном, расположенным в горизонтальных направляющих, находящихся левее шатуна, ось симметрии которых проходит через неподвижный вращательный шарнир, которым кривошип связан со станиной, ползун шарнирно связан со штоком, направленным вниз с правым уклоном и проходящим с возможностью скольжения внутри камня, связанного с неподвижным вращательным шарниром, находящимся левее и ниже неподвижного вращательного шарнира кривошипа, 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 штока клемма направлена к началу звена, площадки, на которых находятся основания неподвижных вращательных шарниров кривошипа и камня и направляющие ползуна 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 by the fact that in the articulated lever mechanism with a crank, connecting rod, slider and rod with a stone, consisting of a crank directed upward with a left slope and pivotally connected to a connecting rod directed downward with a left slope, which is pivotally connected with its lower end to a slider located in horizontal guides to the left of the connecting rod, the axis of symmetry of which passes through a fixed rotary hinge, with which the crank is connected to the bed, the slider is pivotally connected to the rod, directed downward with 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 slope and passing with the possibility of sliding inside the stone associated with a fixed rotary hinge located to the left and below the fixed rotary hinge of the crank links to their ends, and at the rod the terminal is directed to the beginning of the link, the platform on which the bases of the fixed rotary joints of the crank and stone are located and slide guides are movable along vertical guides which are fixed to the frame to move them along a horizontal guide and rigidly fixed and the other to the guide.

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.

Шарнирно-рычажный механизм с кривошипом, шатуном, ползуном и штоком с камнем, начальное положение опор и длины звеньев которого определяются соответствующими размерами а, b, с, d, состоит из кривошипа АО₁, направленного вверх с левым уклоном и шарнирно связанного с шатуном АВ. Шатун направлен вниз с левым уклоном, который своим нижним концом шарнирно связан с ползуном 1, расположенным в горизонтальных направляющих, находящихся левее шатуна, ось симметрии которых проходит через неподвижный вращательный шарнир O₁, которым кривошип связан со станиной. Ползун 1 шарнирно связан со штоком ВС, направленным вниз с правым уклоном и проходящим с возможностью скольжения внутри камня 2, связанного с неподвижным вращательным шарниром D. Шарнир D находится левее и ниже неподвижного вращательного шарнира О₁ кривошипа на расстоянии: по горизонтали - 0,1 м, по вертикали - 0,4 м. Длина шатуна - 1,0 м. Длина кривошипа равна одной четвертой части длины шатуна.The hinged-lever mechanism with a crank, connecting rod, slider and a rod with a stone, the initial position of the supports and the lengths of the links of which are determined by the corresponding dimensions a, b, c, d, consists of the AO ₁ crank pointing upward with a left slope and pivotally connected to the connecting rod AB . The connecting rod is directed downward with a left slope, which is pivotally connected with its lower end to the slider 1 located in horizontal guides located to the left of the connecting rod, the axis of symmetry of which passes through the fixed rotary hinge O ₁ , with which the crank is connected to the bed. The slider 1 is pivotally connected with the rod of the aircraft, directed downward with a right slope and passing with the possibility of sliding inside the stone 2, connected with the fixed rotary hinge D. The hinge D is located to the left and below the fixed rotary hinge O _{1 of the} crank at a distance: horizontal - 0.1 m, vertical - 0.4 m. The length of the connecting rod is 1.0 m. The length of the crank is equal to one fourth of the length of the connecting rod.

Все рычажные звенья механизма выполнены телескопическими. Наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными от начала звеньев к их концам. Например, шатун АВ имеет наружный стержень 3 и клемму 4, расположенную на конце звена. Только у штока клемма направлена к началу звена, к точке В. Площадки, на которых находятся основания неподвижных вращательных шарниров О₁ и D кривошипа и камня и направляющие ползуна 1 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.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 connecting rod AB has an outer rod 3 and a terminal 4 located at the end of the link. Only at the rod terminal is directed to the beginning of the link, to point B. The platforms on which the bases of the fixed rotary hinges О ₁ and D of the crank and stone are located and the slide guide 1 are movable along the vertical guides, respectively, 5, 6, 7, which are fixed to the bed with the ability to move them along the horizontal guides, respectively, 8, 9, 10 and hard fastening, and both of them to the guides.

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

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: V_A=ω₁l_AO1,For 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: V _A = ω ₁ l _AO1 ,

где ω₁ - угловая скорость кривошипа; l_AO1 - длина кривошипа.where ω ₁ is the angular velocity of the crank; l _AO1 is 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. 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. 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 values of the speeds of the points on crank length. 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

An articulated lever mechanism comprising a crank, connecting rod, slider, a rod with a stone and consisting of a crank directed upward with a left slope and pivotally connected to a connecting rod directed downward with a left slope, which is articulated with its lower end to a slider located in horizontal guides located to the left of the connecting rod, the axis of symmetry of which passes through a fixed rotary hinge, with which the crank is connected to the bed, the slider is pivotally connected to the rod directed downward with a right slope and passing with the possibility of flow inside the stone associated with a fixed rotary hinge located to the left and below the fixed rotary hinge of the crank, 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 rod terminal is directed to the beginning of the link, the platforms on which the bases of the fixed rotary hinges of the crank and stone are located and the slide guides are made with the possibility of movements along vertical guides which are fixed to the bed with the possibility of moving them along horizontal guides and rigid fastening, and both to the guides.