RU2043550C1 - Four-link pivot crank mechanism - Google Patents

Four-link pivot crank mechanism Download PDF

Info

Publication number
RU2043550C1
RU2043550C1 SU5008795A RU2043550C1 RU 2043550 C1 RU2043550 C1 RU 2043550C1 SU 5008795 A SU5008795 A SU 5008795A RU 2043550 C1 RU2043550 C1 RU 2043550C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
crank
link
connecting rod
crank mechanism
length
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Марат Отеллович Яримов
Original Assignee
Марат Отеллович Яримов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Марат Отеллович Яримов filed Critical Марат Отеллович Яримов
Priority to SU5008795 priority Critical patent/RU2043550C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2043550C1 publication Critical patent/RU2043550C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: length of connecting rod 3 and rocker 4 is 9 times lesser than the length of crank 2. The distance between the axes of connections of crank 2 and rocker 4 with stand 1 is 6 times lesser than the length of crank 2. EFFECT: improved design. 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания и пневматических устройствах с неравномерным движением рабочих органов, в механизмах для передачи усилий на вращательное движение, преимущественно в мускульных приводах. The invention relates to mechanical engineering and can be used in internal combustion engines and pneumatic devices with uneven movement of the working bodies, in mechanisms for transmitting forces to rotational movement, mainly in muscular drives.

Известен четырехзвенный шарнирный кривошипно-коромысловый механизм, содержащий стойку и размещенные на ней кривошип, шатун и коромысло. Known four-link articulated crank mechanism containing a rack and placed on it a crank, connecting rod and beam.

Недостатком известного механизма является низкий КПД (эффективность) передачи сил на вращательное движение по причине не выполнения механизма с определенными параметрами. A disadvantage of the known mechanism is the low efficiency (efficiency) of the transfer of forces to rotational motion due to the failure of the mechanism with certain parameters.

Техническим результатом изобретения является повышение КПД. The technical result of the invention is to increase the efficiency.

Это достигается тем, что четырехзвенный шарнирный кривошипно-коромысловый механизм выполнен с длиной шатуна и коромысла меньше 9,0 длин кривошипа и расстоянием между осями соединения кривошипа и коромысла к стойке меньше 6,0 длин кривошипа. This is achieved by the fact that the four-link articulated crank mechanism is made with a connecting rod and rocker length less than 9.0 crank lengths and the distance between the axes of the connection of the crank and rocker arm to the rack is less than 6.0 crank lengths.

Увеличение КПД (эффективности) четырехзвенного шарнирного кривошипно-коромыслового механизма при передаче сил F на вращательное движение характеризуется моментом М на оси λ кривошипа и определяется углом давления φ по фиг.1. Посредством углов давления определяется сумма моментов сил на оси А;
Mi=

Figure 00000002
F·r·cosφ n1= 1, 2, 3; где Mi сумма моментов на оси;
F сила действующая вдоль шатуна;
r длина кривошипа;
φ угол давления;
Механизм содержит стойку 1, кривошип 2, шатун 3 и коромысло 4. Поставленная задача, повышения КПД (эффективности) решается определением зависимостей величин моментов на оси А от длин звеньев четырехзвенного шарнирного кривошипно-коромыслового механизма, стойки 1, кривошипа 2, шатуна 3, коромысла 4. Принимается угол Ψ независимый параметр, φ- функция. Задача сводится φ(Ψ) функция положения. По теореме косинусов из Δ АВД иΔ ДВС после преобразований определяем φ1 и φ2
φ1 arccos a; φ2= arccos K где a
Figure 00000003
K
Figure 00000004
после введения безразмерных относительных величин δ
Figure 00000005
P
Figure 00000006
λ
Figure 00000007
возможны два случая
1. φ12=
Figure 00000008
+ φ Δ
2. φ12=
Figure 00000009
φ Δ
Δ arccos
Figure 00000010
a·k-
Figure 00000011

Для упрощения анализа моментов принимается F 1, r 1,
тогда M
Figure 00000012
sinΔ(Ψ)dΨ
При условии l
Figure 00000013
R или λ
Figure 00000014
р обеспечивается равномерное перемещение точек В и С в соответствующих прямом и обратном направлениях, а также достигается максимальный результат по моменту, где
Δ arccos
Figure 00000015
Figure 00000016
1-δcosΨ-δsinΨ
Figure 00000017

Расчетами получены величины суммарных моментов в зависимости от параметров (относительных величин звеньев) четырехзвенников). Данные расчетов приведены на графике (фиг.2) зависимостей М ( λ,P,δ) при условии
Figure 00000018
p в области существования, проворачиваемого кривошипа. Расчеты единичных моментов произведены с точностью до четвертого знака. Предельные значения углов положения Ψ1 и Ψ2 определены, как
Ψ1= arccos m;
Ψ2 arccos n; где m
Figure 00000019

n
Figure 00000020
для каждого значения параметров. Для сравнения приведен единичный момент кривошипного, кривошипно-ползунного, известного шарнирного кривошипно-коромыслового четырехзвенного механизма и др. который равен 114,588. Момент вышеназванных механизмов не зависит от величин звеньев и равен константе при действии силы, равной единице, и кривошипе, равном единице. Значение М 114,588 получено с достаточной степенью точности для практического примечания. В доступной литературе (по механике, физике и др.) не приходилось встречать вышеназванную постоянную. Константа 114,588 имеет размерность произведения длины на силу и характеризует вращательный эффект силы при силе, равной единице, и (плече) кривошипе, равном единице, для механизмов, содержащих кривошип.The increase in efficiency (efficiency) of the four-link articulated crank mechanism when transferring forces F to rotational motion is characterized by a moment M on the crank axis λ and is determined by the pressure angle φ in FIG. 1. By means of the pressure angles, the sum of the moments of forces on the axis A is determined;
M i =
Figure 00000002
F r cos cos n 1 = 1, 2, 3; where M i is the sum of the moments on the axis;
F force acting along the connecting rod;
r crank length;
φ pressure angle;
The mechanism contains a rack 1, a crank 2, a connecting rod 3 and a rocker 4. The task, increasing the efficiency (efficiency) is solved by determining the dependence of the values of the moments on the axis A on the lengths of the links of the four-link articulated crank-beam mechanism, rack 1, crank 2, connecting rod 3, rocker arm 4. Accepted angle параметр independent parameter, φ-function. The problem is reduced to the φ (Ψ) position function. By the cosine theorem from Δ AED and Δ ICE after transformations, we determine φ 1 and φ 2
φ 1 arccos a; φ 2 = arccos K where a
Figure 00000003
K
Figure 00000004
after the introduction of dimensionless relative quantities δ
Figure 00000005
P
Figure 00000006
λ
Figure 00000007
two cases are possible
1. φ 1 + φ 2 =
Figure 00000008
+ φ Δ
2. φ 1 + φ 2 =
Figure 00000009
φ Δ
Δ arccos
Figure 00000010
a · k-
Figure 00000011

To simplify the analysis of moments adopted F 1, r 1,
then M
Figure 00000012
sinΔ (Ψ) dΨ
Provided l
Figure 00000013
R or λ
Figure 00000014
p provides uniform movement of points B and C in the corresponding forward and reverse directions, and also achieved the maximum result in time, where
Δ arccos
Figure 00000015
Figure 00000016
1-δcosΨ-δsinΨ
Figure 00000017

The calculations obtained the values of the total moments depending on the parameters (relative values of the links) four-link). The calculation data are shown in the graph (figure 2) of the dependencies M (λ, P, δ) under the condition
Figure 00000018
p in the area of existence of the crank cranked. Calculations of single moments are made to the fourth digit. The limit values of the position angles Ψ 1 and Ψ 2 are defined as
Ψ 1 = arccos m;
Ψ 2 arccos n; where m
Figure 00000019

n
Figure 00000020
for each parameter value. For comparison, a single moment of a crank, crank-slide, known articulated crank-link four-link mechanism, etc. is given, which is 114.588. The moment of the above mechanisms does not depend on the magnitude of the links and is equal to a constant under the action of a force equal to one, and a crank equal to one. The value M 114.588 was obtained with a sufficient degree of accuracy for a practical note. In the available literature (in mechanics, physics, etc.), one did not have to meet the aforementioned constant. The constant 114.588 has the dimension of the product of the length and the force and characterizes the rotational effect of the force with a force equal to one and a (shoulder) crank equal to one for mechanisms containing the crank.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема четырехзвенного шарнирного кривошипно-коромыслового механизма. In FIG. 1 is a kinematic diagram of a four link articulated crank mechanism.

Он содержит стойку 1, размещенные на ней кривошип 2, шатун 3 и коромысло 4 в трех положениях. В начальном положении Cl Ψ1, в произвольном положении С1 Ψ, и в конечном положении С2, Ψ2.It contains a rack 1, placed on it a crank 2, a connecting rod 3 and a rocker 4 in three positions. In the initial position Cl Ψ 1 , in an arbitrary position C 1 Ψ, and in the final position C 2 , Ψ 2 .

На фиг.2 изображены значения суммарных единичных моментов в зависимости от параметров четырехзвенных шарнирных кривошипно-коромысловых механизмов. Кривая δ= 1,0 является наибольшей по суммарному моменту. Кривая δ 6,0 является наименьшей по суммарному моменту, т.е. она близко прилегает к горизонтальной прямой М( λ,p,δ) 114,588, которая отображает суммарный единичный момент известных механизм (кривошипного, кривошипно-ползунного и известного четырехзвенника и др.). Figure 2 shows the values of the total unit moments depending on the parameters of the four-link articulated crank-link mechanisms. The curve δ = 1.0 is the largest in the total moment. The curve δ 6.0 is the smallest in the total moment, i.e. it closely adjoins the horizontal line M (λ, p, δ) 114.588, which displays the total unit moment of the known mechanism (crank, crank-slide and known four-link, etc.).

Механизм работает следующим образом. Под действием силы F (фиг.1) происходит перемещение точек С1 и В1 механизма в положение С2 и В2 против часовой стрелки. Соответственно при перемещении кривошипа из первоначального положения Ψ1 в конечное положение Ψ2, происходит рабочий ход или максимальная передача силы F для образования суммарного момента на оси А кривошипа при определенных параметрах механизма. Затем из положения Ψ2 в положение Ψ1 кривошипа происходит обратный ход, также против часовой стрелки, сила F не действует, т.е. точка С2 механизма возвращается в первоначальное положение. Затем этот цикл повторяется.The mechanism works as follows. Under the action of the force F (Fig. 1), the points C 1 and B 1 of the mechanism move to the position C2 and B2 counterclockwise. Accordingly, when the crank is moved from the initial position Ψ 1 to the final position Ψ 2 , a working stroke or maximum transfer of force F takes place to form the total moment on the axis A of the crank with certain parameters of the mechanism. Then, from the position Ψ 2 to the position Ψ 1 of the crank, a reverse stroke occurs, also counterclockwise, the force F does not act, i.e. point C2 of the mechanism returns to its original position. Then this cycle repeats.

Claims (1)

Четырехзвенный шарнирный кривошипно-коромысловый механизм, содержит стойку, размещенные в ней кривошипы, шатун и коромысло, отличающийся тем, что длина шатуна и коромысла меньше 9 длин кривошипа, а расстояние между осями соединения кривошипа и коромысла к стойке меньше 6 длин кривошипа. The four-link articulated crank-and-beam mechanism contains a rack, cranks, a connecting rod and a beam, located in it, characterized in that the length of the connecting rod and the beam is less than 9 crank lengths, and the distance between the axes of the connection of the crank and the beam to the rack is less than 6 crank lengths.
SU5008795 1991-11-12 1991-11-12 Four-link pivot crank mechanism RU2043550C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5008795 RU2043550C1 (en) 1991-11-12 1991-11-12 Four-link pivot crank mechanism

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5008795 RU2043550C1 (en) 1991-11-12 1991-11-12 Four-link pivot crank mechanism

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2043550C1 true RU2043550C1 (en) 1995-09-10

Family

ID=21588621

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5008795 RU2043550C1 (en) 1991-11-12 1991-11-12 Four-link pivot crank mechanism

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2043550C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
И.И. Артоболевский, Механизмы в современной технике, т.1 ст.257, механизм 509, 1979, *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4898041A (en) Drive linkage for reciprocating engine
RU2043550C1 (en) Four-link pivot crank mechanism
RU2073803C1 (en) Pivot four-link mechanism
Briot et al. Design and analysis of the properties of the delta inverse robot
SU1631132A1 (en) Grab
RU95116876A (en) TUNNEL-FREE MECHANISM FOR TRANSFORMING RETURN-OFFLINE MOTION TO A ROTARY PISTON MACHINE
RU2229641C2 (en) Leverage mechanism with movable drive
SU1161372A1 (en) Manipulator
RU185794U1 (en) ADAPTIVE CAPTURE LINKS GROUP DRIVE
SU1629647A1 (en) Linkage with two dwells
SU1262163A1 (en) Device for converting reciprocating motion to rotary motion and vice versa
SU1221416A1 (en) Slider-crank mechanism
RU2275519C1 (en) Universal two-shaft crank-rocker-connecting rod mechanism and internal combustion engine employing such mechanism
RU2059851C1 (en) Piston machine without connecting rod
RU2201348C1 (en) Slider-crank mechanism of press
US1607130A (en) Means for holding pistons against vibration at ends of stroke
SU1370516A1 (en) Arrangement for fatigue tests of specimens in pure bending
RU1803653C (en) Crank mechanism with adjustable crank length
FR2666624A1 (en) Device making it possible to convert a reciprocating movement into a rotary movement
SU112284A1 (en) Variable displacement piston pump
SU1677432A1 (en) Space crank mechanism with shut-down
RU2018008C1 (en) Internal combustion engine
RU2009884C1 (en) Manipulator arm
WO1991005186A1 (en) Multi-connecting rod reciprocating machine
RU2057956C1 (en) Piston engine