RU134855U1

RU134855U1 - SPACE-HELICOID MECHANISM

Info

Publication number: RU134855U1
Application number: RU2011152125/12U
Authority: RU
Inventors: Леонид Трофимович Дворников; Алексей Сергеевич Фомин
Priority date: 2011-12-20
Filing date: 2011-12-20
Publication date: 2013-11-27

Abstract

Пространственно-геликоидный механизм, включающий в себя кривошип, шатун, выполненный в виде винта, гайку и коромысло, отличающийся тем, что на гайке установлен режущий инструмент, а механизм снабжен гидроцилиндром, шток которого является опорой коромысла.Spatial-helicoidal mechanism, including a crank, a connecting rod made in the form of a screw, a nut and a rocker, characterized in that a cutting tool is installed on the nut, and the mechanism is equipped with a hydraulic cylinder, the rod of which is the support of the rocker.

Description

Изобретение относится к механизмам, применяемым в технике для получения заданного движения ведомого звена.The invention relates to mechanisms used in the art to obtain a given movement of the driven unit.

Известен плоский четырехзвенный механизм [1, стр.88, рис.156], включающий в свой состав кривошип, шатун и коромысло. Недостатком такого механизма является невозможность воспроизведения пространственного движения, так как механизм выполнен плоским.Known flat four-link mechanism [1, p. 88, Fig. 156], which includes a crank, connecting rod and rocker. The disadvantage of this mechanism is the impossibility of reproducing spatial motion, since the mechanism is flat.

Наиболее близким к предлагаемому является механизм для воспроизведения пространственных кривых [2]. В этом механизме все звенья соединяются между собой кинематическими парами только пятого класса. Кривошип образует со стойкой вращательную пару, шатун с кривошипом входит во вращательную пару, гайка образует с шатуном винтовую пару, коромысло соединяется с гайкой через вращательную пару и со стойкой также через вращательную пару. Таким образом, в механизме используется 4 подвижных звена (n=4) и 5 кинематических пар пятого класса (p₅=5). Подвижность механизма определится по формуле для механизмов второго семейства [1, стр.87]Closest to the proposed is a mechanism for reproducing spatial curves [2]. In this mechanism, all links are interconnected by kinematic pairs of only the fifth class. The crank forms a rotary pair with the strut, the connecting rod with the crank enters the rotational pair, the nut forms a screw pair with the crank, the beam joins the nut through the rotational pair and the strut also through the rotary pair. Thus, the mechanism uses 4 movable links (n = 4) and 5 kinematic pairs of the fifth class (p ₅ = 5). The mobility of the mechanism is determined by the formula for the mechanisms of the second family [1, p. 87]

W=4n-3p₅=4·4-3·5=16-15=1.W = 4n-3p ₅ = 4 · 4-3 · 5 = 16-15 = 1.

Механизм для воспроизведения пространственных кривых принимается за прототип предлагаемого устройства. Недостатком прототипа является невозможность задания движения двум звеньям, так как механизм имеет одну степень свободы (W=1).The mechanism for reproducing spatial curves is taken as a prototype of the proposed device. The disadvantage of the prototype is the impossibility of setting the movement of two links, since the mechanism has one degree of freedom (W = 1).

Задачей изобретения является создание такого механизма, в котором движение могло бы задаваться двум звеньям, то есть механизма, имеющего две степени свободы (W=2).The objective of the invention is the creation of such a mechanism in which the movement could be set to two links, that is, a mechanism having two degrees of freedom (W = 2).

Сущность заявляемого устройства заключается в том, что предлагается пространственно-геликоидный механизм, включающий в свой состав кривошип; шатун, выполненный в виде винта, входящий в винтовую кинематическую пару с выходным звеном (гайкой) и во вращательную пару с кривошипом; выходное звено с режущим инструментом, входящее во вращательную кинематическую пару с коромыслом, опора которого выполнена подвижной, состоящей из штока и поршня, и входящей в поступательную кинематическую пару с гидроцилиндром, установленным на стойке механизма, при этом движение в механизме задается кривошипу и опоре коромысла, приводимой в движение подачей жидкости в поршневую или штоковую полость, причем оба задаваемых движения могут быть направлены как в одном, так и в противоположном направлении друг относительно друга.The essence of the claimed device lies in the fact that a spatial-helicoid mechanism is proposed, including a crank; a connecting rod, made in the form of a screw, included in a helical kinematic pair with an output link (nut) and in a rotational pair with a crank; an output link with a cutting tool included in a rotational kinematic pair with a rocker arm, the support of which is movable, consisting of a rod and a piston, and included in a translational kinematic pair with a hydraulic cylinder mounted on a rack of the mechanism, while the movement in the mechanism is set by the crank and rocker arm, driven by the flow of fluid into the piston or rod cavity, and both specified movements can be directed both in one and in the opposite direction relative to each other.

На чертеже показан пространственно-геликоидный механизм. Механизм состоит из кривошипа 1, шатуна 2, выполненного в виде винта, гайки 3 (выходное звено) с режущим инструментом R, установленным на гайке, и коромысла 4. Кривошип 1 входит со стойкой O₁ во вращательную кинематическую пару пятого класса p₅ шатун 2 входит с кривошипом 1 также во вращательную кинематическую пару пятого класса p₅, гайка 3 образует с винтовым шатуном 2 винтовую кинематическую пару p₅ и с коромыслом 4 вращательную кинематическую пару пятого класса p₅. Опора 5-6 коромысла 4 выполняется подвижной, поступательно движущейся и состоящей из штока 5 и поршня 6, образующих единое звено, приводимое в движение подачей жидкости через отверстие а в штоковую полость А или через отверстие b в поршневую полость В, при этом ползун образует с гидроцилиндром 7, выполненным на стойке О₂, поступательную кинематическую пару p₅. Всего подвижных звеньев в механизме 5 (n=5), а кинематических пар пятого класса 6 (р₅=6). Введя значения для n и р₅ в формулу подвижности [1, стр.87], получимThe drawing shows a spatially helicoidal mechanism. The mechanism consists of a crank 1, a connecting rod 2, made in the form of a screw, a nut 3 (output link) with a cutting tool R mounted on the nut, and a rocker arm 4. A crank 1 enters with a stand O ₁ into a fifth kinematic rotary pair p ₅ connecting rod 2 with a crank 1 also enters the fifth kinematic rotary pair of class p ₅ , nut 3 forms a screw kinematic pair of p ₅ with a connecting rod 2 and with a rocker 4, fifth class rotational kinematic pair of p ₅ . The support 5-6 of the rocker arm 4 is movable, progressively moving and consisting of a rod 5 and a piston 6, forming a single link, driven by the flow of fluid through the hole a into the rod cavity A or through the hole b into the piston cavity B, while the slider forms with hydraulic cylinder 7, made on the stand O ₂ , translational kinematic pair p ₅ . The total number of moving links in the mechanism is 5 (n = 5), and the kinematic pairs of the fifth class are 6 (p ₅ = 6). Entering the values for n and p ₅ in the formula for mobility [1, p. 87], we obtain

W=4n-3p₅=4·5-3·6=20-18=2.W = 4n-3p ₅ = 4 · 5-3 · 6 = 20-18 = 2.

Полученный результат доказывает, что механизм имеет две степени свободы и движение в нем задается двум звеньям.The obtained result proves that the mechanism has two degrees of freedom and the movement in it is given to two links.

Работает механизм следующим образом. Задавая независимо движение кривошипу 1 и опоре 5-6 коромысла 4 подачей жидкости через отверстие а в штоковую полость А или через отверстие b в поршневую полость В гидроцилиндра 7, шатун 2 начнет вкручиваться в гайку 3, приводя ее в движение, при этом длина шатуна начнет изменяться, а обрабатывающий элемент R будет двигаться по сложной геликоидальной траектории, обрабатывая сложную внутреннюю поверхность деталей машин.The mechanism works as follows. By independently setting the movement of the crank 1 and the support 5-6 of the rocker arm 4 by feeding fluid through the hole a into the rod cavity A or through hole b into the piston cavity B of the hydraulic cylinder 7, the connecting rod 2 will begin to screw into the nut 3, causing it to move, while the length of the connecting rod will begin change, and the processing element R will move along a complex helicoidal path, processing the complex inner surface of machine parts.

Использованные источникиUsed sources

1. Артоболевский И.И. Теория механизмов. Изд-во «Наука», 1965.1. Artobolevsky I.I. Theory of mechanisms. Publishing House "Science", 1965.

2. RU №2309051, кл. B43L 11/00. Механизм для воспроизведения пространственных кривых. - Опубл. в Б.И., 2007. - №30.2. RU No. 2309051, class B43L 11/00. A mechanism for reproducing spatial curves. - Publ. in B.I., 2007. - No. 30.

Claims

Spatial-helicoidal mechanism, including a crank, a connecting rod made in the form of a screw, a nut and a rocker, characterized in that a cutting tool is installed on the nut, and the mechanism is equipped with a hydraulic cylinder, the rod of which is the support of the rocker.