RU2568160C2

RU2568160C2 - Bogdanov's slider-crank mechanism with link moving linear-progressively

Info

Publication number: RU2568160C2
Application number: RU2013158195/11A
Authority: RU
Inventors: Виктор Иванович Богданов
Priority date: 2013-12-26
Filing date: 2013-12-26
Publication date: 2015-11-10
Also published as: RU2013158195A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to rotation conversion of the lead element to the translational movement of the piston rod. The mechanism has base with crank and guide with slider, first piston rod equal to two lengths of crank and connected with it by middle, and by one end with slider. With another end of the piston rod the second piston rod is connected, with its another end the third piston rod is connected by one end, it is equal to length of the crank, and it is connected by another end with one end of the forth piston rod equal to length of second piston rod, and which by another end is connected with crank, bears cantilever and creates parallelogram with third, second and half of first piston rod. On cantilever of the forth piston rod the sliding on it hinge joint is installed, with it two links with same length are connected, their another ends are connected with the hinge joints installed in the crank and first piston rod such that create diamond with them. The third piston is equal to length of the crank, and is connected by another end with one end of the additional forth piston rod equal to length of the second piston rod, and which by another end is connected with hinge joint of the crank, bears cantilever and creates parallelogram with them. On cantilever of the forth piston rod the sliding on it hinge joint is installed, it connects two links with same length, their another ends are connected by the hinge joints with the crank and first piston rod such that create diamond with them.

EFFECT: increased compactness of mechanism.

2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к преобразователям равномерного вращения ведущего звена в прямолинейное поступательное шатуна и найдет применение в различных областях техники и, в частности в строительных, сельскохозяйственных и других машинах.The invention relates to mechanical engineering, and in particular to converters for uniform rotation of the driving link into a rectilinear translational connecting rod and will find application in various fields of technology and, in particular, in construction, agricultural and other machines.

Известен кривошипно-ползунный механизм Эванса, включающий основание с прямолинейной направляющей, установленный на основании кривошип, установленный в направляющей ползун, шатун, длина которого равна удвоенной длине кривошипа и который шарнирно связан серединой с кривошипом, а одним концом - с ползуном. Механизм обеспечивает точную прямолинейную траекторию движения концевой точки другого конца шатуна (см. Справочник машиностроителя: в 6 т. Т.1; под ред. Н.С. Ачеркана, - М.: Машгиз, 1963, с. 478-479, фиг. 21д).A known Evans crank-slide mechanism, including a base with a straight guide, mounted on the base of the crank, a slider installed in the guide, a connecting rod, the length of which is equal to twice the length of the crank and which is pivotally connected in the middle with the crank and one end with the slider. The mechanism provides an accurate rectilinear trajectory of the end point of the other end of the connecting rod (see Machine-builder's guide: in 6 vol. T.1; edited by N.S. Acerkan, - M .: Mashgiz, 1963, pp. 478-479, Fig. 21d).

Недостатком этого механизма является то, что он обеспечивает точное прямолинейное движение только одной концевой точки шатуна, не позволяющей закреплять к ней различные рабочие органы, например строительные, сельскохозяйственные, челюсти подгребающего грейфера и другие, для придания им прямолинейно-поступательного движения.The disadvantage of this mechanism is that it provides accurate, rectilinear movement of only one end point of the connecting rod, which does not allow it to fix various working bodies, for example, construction, agricultural, jaws of a grab grab and others, to give them a linearly translational movement.

Известен направляющий кривошипно-ползунный механизм Артоболевского со звеном, движущимся прямолинейно-поступательно, включающий основание с прямолинейной направляющей, установленный на основании кривошип, шатун, длина которого равна удвоенной длине кривошипа, шарнирно связанный серединой с кривошипом и являющийся одновременно звеном шарнирного параллелограмма, другое звено которого, связанное шарнирно с концом шатуна, несет в середине ползун, установленный в направляющей, параллельной горизонтальной оси X. При повороте кривошипа звено параллелограмма, параллельное звену, на котором установлен ползун, движется по оси Y прямолинейно-поступательно (Артоболевский И.И. Механизмы в современной технике. - М.: Наука, т.2, с. 479, рис. 1482).Known guiding crank-slide mechanism of Artobolevsky with a link moving in a linear-translational fashion, including a base with a straight guide, mounted on the base of the crank, a connecting rod, the length of which is equal to twice the length of the crank, pivotally connected in the middle with the crank and which is simultaneously a link of another articulated parallelogram , pivotally connected to the end of the connecting rod, carries in the middle a slider mounted in a guide parallel to the horizontal axis X. When turning the crank EHO parallelogram parallel link, on which a slider moves rectilinearly along the axis Y-translationally (II Artobolevsky Mechanisms in modern engineering -. M .: Science, Volume 2, with 479, 1482 Fig..).

Недостатками этого механизма являются громоздкая кинематическая связь кривошипа с прямолинейно-поступательным звеном, направляющая с ползуном установлена вне координатных осей, что увеличивает громоздкость, снижает компактность и ограничивает технические возможности связи с другими механизмами и системами машин и его применения.The disadvantages of this mechanism are the cumbersome kinematic connection of the crank with the linear-translational link, the guide with the slider installed outside the coordinate axes, which increases cumbersomeness, reduces compactness and limits the technical capabilities of communication with other mechanisms and systems of machines and its application.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является кривошипно-ползунный механизм со звеном, движущимся прямолинейно-поступательно (SU №1605059 А1, МПК F16H 21/00, опубл. 07.11.90, Бюл. №41), содержащий основание, прямолинейную направляющую с ползуном, первый шатун, равный удвоенной длине кривошипа и шарнирно связанный серединой с ним и одним концом - с ползуном, а с другим концом одним концом шарнирно связан второй шатун, с другим концом которого связан одним концом третий шатун, кинематически связанный посредством шарнира с кривошипом.The closest in technical essence and the achieved result is a slider-crank mechanism with a link moving linearly-linearly (SU No. 1605059 A1, IPC F16H 21/00, publ. 07.11.90, Bull. No. 41), containing a base, a straight guide with a slider, the first connecting rod, equal to twice the length of the crank and pivotally connected in the middle with it and one end - with the slider, and the second connecting rod pivotally connected to the other end with the other end, the third connecting rod kinematically connected by means of the hinge with the cree howl.

Недостатком этого механизма является то, что механизм не обеспечивает точного прямолинейного движения поступательного звена, поступательное звено движется плоскопараллельно под определенным углом к направлению движения. Это ограничивает компактную связь с другими механизмами и системами машин.The disadvantage of this mechanism is that the mechanism does not provide an exact rectilinear motion of the translational link, the translational link moves plane-parallel at a certain angle to the direction of movement. This limits compact communication with other machinery mechanisms and systems.

Технический результат предлагаемого изобретения - обеспечение точного прямолинейного движения поступательного звена, повышение компактности механизма, компактности связи механизма с другими механизмами и системами и расширение технических возможностей его применения.The technical result of the invention is the provision of accurate rectilinear movement of the translational link, increasing the compactness of the mechanism, the compactness of the connection of the mechanism with other mechanisms and systems and expanding the technical capabilities of its application.

По отношению к прототипу, содержащему основание с прямолинейной направляющей, установленный в направляющей ползун, установленный на основании кривошип, первый шатун, равный удвоенной длине кривошипа и который шарнирно связан своей серединой с кривошипом и одним концом - с ползуном, а с другим концом шатуна одним концом шарнирно связан второй шатун, с другим концом которого шарнирно связан одним концом третий шатун, другой конец которого посредством шарнира кинематически связан с кривошипом, в заявленном изобретении имеются следующие отличительные признаки.In relation to the prototype, containing the base with a straight guide, a slider installed in the guide, a crank mounted on the base, a first connecting rod equal to twice the length of the crank and pivotally connected with its middle to the crank and one end to the slider, and to the other end of the connecting rod to one end the second connecting rod is pivotally connected, with the third connecting rod pivotally connected at one end, the other end of which is kinematically connected to the crank by means of a hinge, in the claimed invention there are the following from personal signs.

В предлагаемом кривошипно-ползунном механизме со звеном, движущимся прямолинейно-поступательно, механизм дополнен четвертым шатуном, а третий шатун равен длине кривошипа и связан другим концом шарнирно с одним концом расположенного горизонтально или под углом четвертого шатуна, который равен длине второго шатуна, связан другим концом шарнирно с кривошипом, несет горизонтально расположенную консоль и образует с третьим, вторым и половиной первого шатуна - параллелограмм, а на консоли четвертого шатуна установлен скользящий по консоли шарнир, связывающий два равных по длине звена, другие концы которых связаны шарнирами с кривошипом и первым шатуном так, что образуют с ними ромб.In the proposed crank-slide mechanism with a linearly linear translational link, the mechanism is supplemented by a fourth connecting rod, and the third connecting rod is equal to the length of the crank and pivotally connected to the other end by a fourth connecting rod located horizontally or at an angle, which is equal to the length of the second connecting rod, connected by the other end pivotally with a crank, carries a horizontally located console and forms a parallelogram with the third, second and half of the first connecting rod, and a console sliding on the console of the fourth connecting rod is installed arnir connecting two equal length link, the other ends of which are connected by hinges with the first crank and the connecting rod so as to form with them a rhombus.

В новой совокупности признаков возникает новое техническое свойство - возможность точного прямолинейно-поступательного движения звена, как в горизонтальном положении, так и под углом к горизонтальной оси.In a new set of features, a new technical property arises - the ability to accurately rectilinearly translate the link, both in a horizontal position and at an angle to the horizontal axis.

Рассмотренные признаки являются достаточными для достижения заявляемого технического результата.The considered signs are sufficient to achieve the claimed technical result.

Предлагаемое изобретение решает задачу повышения компактности связи механизма с другими механизмами и системами машин и расширения технических возможностей его применения путем введения дополнительных звеньев, иного выполнения и соединения звеньев и изменения их кинематических связей.The present invention solves the problem of increasing the compactness of the communication mechanism with other mechanisms and systems of machines and expanding the technical capabilities of its application by introducing additional links, otherwise performing and connecting the links and changing their kinematic relationships.

На фиг.1 показана кинематическая схема механизма в положении поступательного звена горизонтально по оси X; на фиг.2 - в положении поступательного звена под углом к оси X.Figure 1 shows the kinematic diagram of the mechanism in the position of the translational link horizontally along the X axis; figure 2 - in the position of the translational link at an angle to the axis X.

Механизм (фиг.1, 2) содержит основание 1 с прямолинейной направляющей 2, установленный на основании кривошип 3 с шарниром N, установленный в направляющей 2 ползун 4, первый шатун 5, равный удвоенной длине кривошипа 3 и который связан с ним своей серединой шарниром N, а одним концом шарниром D - с ползуном 4. С другим концом шатуна 5 одним концом шарниром С связан второй шатун 6, с другим концом которого шарниром Е связан одним концом третий шатун 7, который равен длине кривошипа 3 и связан другим концом шарниром L с одним концом расположенного горизонтально (фиг.1) или под углом (фиг.2) четвертого шатуна 8, который равен длине второго шатуна 6 и другим концом связан шарниром N с кривошипом 3. Четвертый шатун 8 несет горизонтально расположенную консоль 9 и образует с третьим, вторым и половиной первого шатуна - параллелограмм NCEL.The mechanism (figure 1, 2) contains a base 1 with a straight guide 2, mounted on the base of the crank 3 with the hinge N, installed in the guide 2 slider 4, the first connecting rod 5, equal to twice the length of the crank 3 and which is connected with it by its middle by the hinge N and at one end with a hinge D, with a slider 4. A second connecting rod 6 is connected at one end with a hinge C at the other end of the connecting rod 5, and a third connecting rod 7 is connected at the other end with a hinge E, which is equal to the length of the crank 3 and connected at the other end with a hinge L with one end of the horizontal but (Fig. 1) or at an angle (Fig. 2) of the fourth connecting rod 8, which is equal to the length of the second connecting rod 6 and the other end is connected by a hinge N with a crank 3. The fourth connecting rod 8 carries a horizontal console 9 and forms with the third, second and half the first connecting rod is a parallelogram NCEL.

На консоли шатуна установлен скользящий по ней шарнир F, который связывает два равных по длине звена 10 и 11, другие концы которых связаны шарнирами М и К, соответственно, с кривошипом 3 и первым шатуном 5 так, что образуют с ними ромб KFMN.A hinge F is mounted on the connecting rod console, which connects two equal in length links 10 and 11, the other ends of which are connected by hinges M and K, respectively, with the crank 3 and the first connecting rod 5 so that they form a KFMN rhombus with them.

Механизм работает следующим образом.The mechanism works as follows.

При повороте кривошипа 3 на угол φ от продольной оси направляющей 2 (оси Y) ползун 4 перемещается по направляющей 2, а шарнир С первого шатуна 5 (и второго шатуна 6) в силу равенства длины шатуна 5 удвоенной длине кривошипа 3 движется точно по оси X. Звенья 10 и 11 ромба KFMN перемещают шарнир F по горизонтальной консоли 9 четвертого шатуна 8 и удерживают четвертый шатун точно в горизонтальном положении (фиг. 1) или под заданным углом (фиг. 2), а вместе с ним будет иметь такое же положение и второй шатун 6, входящий в параллелограмм NCEL. Таким образом, второй шатун 6, как поступательное звено, будет двигаться точно прямолинейно-поступательно как в горизонтальном положении, так и под заданным углом к оси X, что расширяет технические возможности применения механизма.When the crank 3 is rotated through an angle φ from the longitudinal axis of the guide 2 (Y axis), the slider 4 moves along the guide 2, and the hinge C of the first connecting rod 5 (and the second connecting rod 6), due to the equal length of the connecting rod 5 to the double length of the crank 3, moves exactly along the X axis Links 10 and 11 of the KFMN rhombus move the hinge F along the horizontal console 9 of the fourth connecting rod 8 and hold the fourth connecting rod exactly in a horizontal position (Fig. 1) or at a given angle (Fig. 2), and with it will have the same position and the second connecting rod 6 included in the parallelogram NCEL. Thus, the second connecting rod 6, as a translational link, will move exactly rectilinearly in a horizontal position and at a given angle to the X axis, which expands the technical capabilities of the mechanism.

Claims

A crank-slide mechanism with a link moving linearly-translationally, containing a base with a straight guide, a slider installed in the guide, a crank mounted on the base, a first connecting rod equal to twice the length of the crank and pivotally connected with its middle to the crank and one end to the slider, and a second connecting rod is pivotally connected to the other end of the connecting rod at one end, a third connecting rod is pivotally connected to the other end of the connecting rod, the other end of which is kinematically connected to the a whip, characterized in that the mechanism is supplemented by a fourth connecting rod, and the third connecting rod is equal to the length of the crank and connected at the other end horizontally or at the angle of the fourth connecting rod, which is equal to the length of the second connecting rod, connected to the crank at the other end, carries a horizontal console and forms a parallelogram with the third, second and half of the first connecting rod, and on the console of the fourth connecting rod there is a hinge sliding on the console connecting two equal links in length, the other ends of which hinges knit with the first crank and the connecting rod so as to form with them a rhombus.