RU126399U1

RU126399U1 - SWIVEL-LEVER MECHANISM WITH CRANK, TWO CONNECTING RODS, HORIZONTAL SLIDER AND BALANCE

Info

Publication number: RU126399U1
Application number: RU2012144670/11U
Authority: RU
Inventors: Юрий Сергеевич Маркин; Олег Юрьевич Маркин; Наталья Сергеевна Казанцева; Павел Вячеславович Беляев; Константин Олегович Маркин; Алмаз Айратович Галимуллин
Priority date: 2012-10-19
Filing date: 2012-10-19
Publication date: 2013-03-27

Abstract

Шарнирно-рычажный механизм с кривошипом, двумя шатунами, горизонтальным ползуном и балансиром, состоящий из кривошипа, направленного вверх с левым уклоном и шарнирно связанного с первым шатуном, направленным вниз с правым уклоном, который другим своим концом шарнирно связан с ползуном, расположенным в горизонтальных направляющих, находящихся правее первого шатуна, а их ось симметрии проходит через неподвижный вращательными шарнир, которым кривошип связан со станиной, первый шатун шарнирно связан со вторым шатуном, направленным вниз с левым уклоном и шарнирно связанным с балансиром, направленным вниз с правым уклоном, другой конец которого связан с неподвижным вращательным шарниром, расположенным ниже и правее неподвижного вращательного шарнира кривошипа, отличающийся тем, что все звенья механизма выполнены телескопическими, наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными от начала звеньев к их концам, а горизонтальные площадки, на которых находятся основания неподвижных вращательных шарниров, и горизонтальные 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.Articulated lever mechanism with a crank, two connecting rods, a horizontal slider and a balancer, consisting of a crank directed upward with a left slope and pivotally connected to the first connecting rod directed downward with a right slope, which is articulated at its other end with a slider located in horizontal guides located to the right of the first connecting rod, and their axis of symmetry passes through a fixed rotary hinge with which the crank is connected to the bed, the first connecting rod is pivotally connected to the second connecting rod, directed downward from a deviation and pivotally connected with a balancer directed downward with a right deviation, the other end of which is connected with a fixed rotary hinge located below and to the right of the fixed rotary hinge of the crank, characterized in that all 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 the horizontal platforms on which the bases of the stationary rotary joints are located, and horizontal on ravlyaetsya slider 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.

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, стр.96, задания 201-205), 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 первым шатуном, направленным вниз с правым уклоном, который другим своим концом шарнирно связан с ползуном, расположенным в горизонтальных направляющих, находящихся правее шатуна, а их ось симметрии проходит через неподвижный вращательными шарнир, которым кривошип связан со станиной, первый шатун на расстоянии 0,45 длины от своего начала шарнирно связан с со вторым шатуном, направленным вниз с левым уклоном и шарнирно связанным с балансиром, направленным вниз с правым уклоном, другой конец которого связан с неподвижным вращательным шарниром, расположенным ниже и правее неподвижного вращательного шарнира кривошипа на расстояниях соответственно: по вертикали - 0,6 м, по горизонтали - 1 м, длина первого шатуна - 1 м, длина второго шатуна и балансира - 0,64 м, длина кривошипа равна четверти длины первого шатуна.Known multi-link articulated lever 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, p. 96, assignments 201-205), 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, f, consisting of a crank pointing up with a left bias and pivotally connected to the first connecting rod directed downward with a right slope, which with its other end is pivotally connected to a slider located horizontally x guides located to the right of the connecting rod, and their axis of symmetry passes through a fixed rotary hinge with which the crank is connected to the bed, the first connecting rod at a distance of 0.45 length from its beginning is pivotally connected to the second connecting rod, directed downward with a left slope and pivotally connected to a balancer pointing down with a right slope, the other end of which is connected with a fixed rotary hinge located below and to the right of the fixed rotary hinge of the crank at distances, respectively: vertical - 0.6 m, horizontal ntali - 1 m, length of the first connecting rod - 1 m, length of the second connecting rod and said balance - 0.64 m, the crank length equal to a quarter length of the first 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, двумя шатунами, горизонтальным ползуном и балансиром, состоящем из кривошипа, направленного вверх с левым уклоном и шарнирно связанного с первым шатуном, направленным вниз с правым уклоном, который другим своим концом шарнирно связан с ползуном, расположенным в горизонтальных направляющих, находящихся правее первого шатуна, а их ось симметрии проходит через неподвижный вращательными шарнир, которым кривошип связан со станиной, первый шатун шарнирно связан с вторым шатуном, направленным вниз с левым уклоном и шарнирно связанным с балансиром, направленным вниз с правым уклоном, другой конец которого связан с неподвижным вращательным шарниром, расположенным ниже и правее неподвижного вращательного шарнира кривошипа, согласно нашему предложению, все звенья механизма выполнены телескопическими, наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными от начала звеньев к их концам, а горизонтальные площадки, на которых находятся основания неподвижных вращательных шарниров и горизонтальные 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, two connecting rods, a horizontal slider and a balancer consisting of a crank directed upward with a left slope and pivotally connected to the first connecting rod directed downward with a right slope, which is pivotally connected with its other end with a slider located in horizontal guides located to the right of the first connecting rod, and their axis of symmetry passes through a fixed rotary hinge with which the crank is connected to the bed, the first connecting rod is pivotally knitted with a second connecting rod directed downward with a left bias and pivotally connected to a balancer directed downward with a right bias, the other end of which is connected with a fixed rotary hinge located below and to the right of the fixed rotary hinge of the crank, according to our proposal, all 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 horizontal platforms on which the bases are movable rotary hinges and horizontal slider guides are arranged to move 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.

Шарнирно-рычажный механизм с кривошипом, двумя шатунами, горизонтальным ползуном и балансиром, начальное положение опор и длины звеньев которого определяются соответствующими размерами а, b, с, d, e, f, состоит из кривошипа АO₁, направленного вверх с левым уклоном и шарнирно связанного с первым шатуном ACD, направленным вниз с правым уклоном. Первый шатун другим своим концом шарнирно связан с ползуном 1, расположенным в горизонтальных направляющих, находящихся правее первого шатуна, а их ось симметрии проходит через неподвижный вращательными шарнир О₁, которым кривошип связан со станиной. Первый шатун на расстоянии 0,45 длины от своего начала в точке С шарнирно связан со вторым шатуном CF, направленным вниз с левым уклоном и шарнирно связанным с балансиром FE, направленным вниз с правым уклоном. Другой конец балансира связан с неподвижным вращательным шарниром Е, расположенным ниже и правее неподвижного вращательного шарнира O₁ кривошипа на расстояниях соответственно: по вертикали - 0,6 м, по горизонтали - 1 м. Длина первого шатуна - 1 м. Длина второго шатуна и балансира - 0,64 м. Длина кривошипа AO₁ равна четверти длины первого шатуна.The articulated lever mechanism with a crank, two connecting rods, a horizontal slider and a 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, f, consists of a crank AO ₁ directed upward with a left slope and pivotally associated with the first ACD connecting rod pointing down with a right slope. The first connecting rod with its other end is pivotally connected to the slider 1, located in the horizontal guides located to the right of the first connecting rod, and their axis of symmetry passes through the fixed rotational hinge О ₁ , with which the crank is connected to the bed. The first connecting rod at a distance of 0.45 length from its origin at point C is pivotally connected to the second connecting rod CF, directed downward with a left slope and pivotally connected to the balancer FE, directed downward with a right slope. The other end of the balancer is connected with a fixed rotary hinge E located below and to the right of the fixed rotary hinge O _{1 of the} crank at distances respectively: vertical - 0.6 m, horizontal - 1 m. Length of the first connecting rod - 1 m. Length of the second connecting rod and balancer - 0.64 m. The length of the AO ₁ crank is equal to a quarter of the length of the first connecting rod.

Все звенья механизма выполнены телескопическими. Наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными от начала звеньев к их концам. Например, второй шатун CF имеет наружный стержень 2 и клемму 3, расположенную на конце звена. Горизонтальные площадки, на которых находятся основания неподвижных вращательных шарниров O₁, E и горизонтальные направляющие ползуна 1 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 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 second connecting rod CF has an outer shaft 2 and a terminal 3 located at the end of the link. The horizontal platforms on which the bases of the fixed rotary hinges O ₁ , E and the horizontal guides of the slider 1 are located are movable along the vertical guides, respectively 4, 5, 6, which are fixed to the bed with the ability to move them along the horizontal guides, respectively 7, 8 , 9, and hard fixing both of them to the guides.

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:The hinged-lever mechanism operates as follows. 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:

,

где ω₁ - угловая скорость кривошипа;where ω ₁ is the angular velocity of the crank;

- длина кривошипа.

- 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 С, D F. 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.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 C, D F. By varying the crank length in steps and determining the speeds of the characteristic points of the mechanism, one can determine the dependence of the speeds of the 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.

Следует сказать, что можно определять скорости и ускорения не только характерных точек механизма, но и любых других точек, принадлежащих звеньям рассматриваемого механизма.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

Articulated lever mechanism with a crank, two connecting rods, a horizontal slider and a balancer, consisting of a crank directed upward with a left slope and pivotally connected to the first connecting rod directed downward with a right slope, which is articulated at its other end with a slider located in horizontal guides located to the right of the first connecting rod, and their axis of symmetry passes through a fixed rotary hinge with which the crank is connected to the bed, the first connecting rod is pivotally connected to the second connecting rod directed downward from a deviation and pivotally connected with a balancer directed downward with a right deviation, the other end of which is connected with a fixed rotary hinge located below and to the right of the fixed rotary hinge of the crank, characterized in that all 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 the horizontal platforms on which the bases of the stationary rotary joints are located, and horizontal on ravlyaetsya slider 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.