RU2605955C1 - Шарнирно-рычажный механизм - Google Patents
Шарнирно-рычажный механизм Download PDFInfo
- Publication number
- RU2605955C1 RU2605955C1 RU2015126182A RU2015126182A RU2605955C1 RU 2605955 C1 RU2605955 C1 RU 2605955C1 RU 2015126182 A RU2015126182 A RU 2015126182A RU 2015126182 A RU2015126182 A RU 2015126182A RU 2605955 C1 RU2605955 C1 RU 2605955C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- crank
- driven
- length
- connecting rod
- axes
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H21/00—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides
- F16H21/46—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides with movements in three dimensions
- F16H21/48—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides with movements in three dimensions for conveying rotary motions
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к шарнирно-рычажным механизмам. Шарнирно-рычажный механизм содержит стойку, ведущий и ведомый кривошипы, два шатуна и промежуточное звено, которые соединены вращательными шарнирами. Звенья механизма имеют угловые и линейные параметры, удовлетворяющие равенству l2/sinα2 = l3/sinα3 = l4/sinα4 = l5/sinα5 = l и неравенству α3<α5<α4<α2, а также α6=α2+α4,
l6=l2+ l4. Здесь обозначены длины: l - стойки, l2 - ведущего кривошипа, l3 - ведомого кривошипа, l4 - шатуна ведущего кривошипа, l5 - шатуна ведомого кривошипа, l6 - промежуточного звена; углы скрещивания: α2 - ведущего кривошипа, α3 - ведомого кривошипа, α4 - шатуна ведущего кривошипа, α5 - шатуна ведомого кривошипа, α6 - промежуточного звена. Достигается упрощение конструкции. 2 ил.
Description
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в машинах-автоматах многих отраслей промышленности.
Известен шарнирно-рычажный механизм с передаточным отношением, равным двум, содержащий стойку, ведущий и ведомый кривошипы, шарнирно связанные со стойкой, шатуны, шарнирно связанные с ведущим и ведомым кривошипами (Авт. свид. СССР №815365, М. кл. F16H 21/12, Опубл. 23.03.1981, Бюлл. №11). Недостатком этого механизма является то, что он позволяет передавать вращение только с передаточным отношением, равным двум.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является шарнирно-рычажный механизм по Авт. свид. СССР №947535, М. кл. F16H 21/12, Опубл. 30.07.1982, Бюлл. №28.
Механизм содержит стойку, ведущий и ведомый кривошипы, шарнирно связанные со стойкой, шатуны, шарнирно связанные с ведущим и ведомым кривошипами, промежуточное звено, шарнирно связанное с шатунами.
Длина промежуточного звена механизма равна сумме или разности длин ведомого и ведущего кривошипов, а угол скрещивания осей его шарниров равен сумме или разности углов скрещивания осей шарниров ведущего кривошипа с шатуном ведущего кривошипа и ведомого кривошипа со стойкой, длина шатуна ведомого кривошипа равна сумме или разности длины шатуна ведущего кривошипа и длины стойки.
Угол скрещивания осей шарниров ведомого кривошипа и шатуна ведомого кривошипа равен сумме или разности 90° угла скрещивания осей шарниров промежуточного звена и шатуна ведущего кривошипа, отношение длины ведущего кривошипа к синусу угла скрещивания осей шарниров ведущего кривошипа и шатуна ведущего кривошипа равно отношению длины шатуна ведущего кривошипа к синусу угла скрещивания осей шарниров шатуна ведущего кривошипа и промежуточного звена, равно отношению длины ведомого кривошипа к синусу угла скрещивания осей шарниров ведомого кривошипа со стойкой, равно длине стойки, т.е. . Угол скрещивания осей шарниров со стойкой равен 90°.
Недостаток этого механизма заключается в следующем. Во-первых, механизм является мультипликатором, т.е. устройством для увеличения частоты вращения ведомого кривошипа механизма. Так, в этом механизме при одном обороте ведущего кривошипа ведомый кривошип делает три оборота.
Во-вторых, связь между параметрами звеньев механизма достаточно сложная, что затрудняет проектирование механизма и его изготовление.
Цель изобретения - обеспечение редуцирования механизма с передаточным отношением, равным трем, упрощение конструкции и связи между параметрами звеньев механизма.
На фиг. 1 схематически изображена схема механизма, на фиг. 2 - фото модели механизма при разных положениях звеньев.
Отличительными признаками предложенного механизма в сравнении с прототипом являются:
- в предложенном механизме осуществляется редуцирование передачи, в прототипе механизм является мультипликатором, т.е. в предложенном - при трех оборотах ведущего кривошипа ведомый делает один оборот, в прототипе - при одном обороте ведущего кривошипа ведомый делает три оборота;
- в прототипе промежуточное звено имеет угол скрещивания осей шарниров, равный сумме или разности углов скрещивания осей шарниров ведущего кривошипа с шатуном ведущего кривошипа и ведомого кривошипа со стойкой, а длина его равна сумме или разности длин ведомого и ведущего кривошипов. В предложенном механизме промежуточное звено имеет угол скрещивания осей шарниров, равный сумме угла скрещивания осей шарниров ведущего кривошипа и угла скрещивания осей шарниров шатуна ведущего кривошипа, а длина его равна сумме длины ведущего кривошипа и длины шатуна ведущего кривошипа;
- в прототипе длина шатуна ведомого кривошипа равна сумме или разности длин шатуна ведущего кривошипа и длины стойки, в предложенном механизме длина шатуна ведомого кривошипа равна произведению длины стойки на синус угла скрещивания осей шарниров шатуна ведомого кривошипа, т.е. ;
- угол скрещивания осей шарниров ведомого кривошипа и шатуна ведомого кривошипа равен сумме или разности 90° угла скрещивания осей шарниров промежуточного звена и шатуна ведущего кривошипа, в предложенном механизме синус угла скрещивания осей шарниров ведомого кривошипа равен отношению длины его кривошипа к длине стойки, т.е. ;
- в прототипе взаимосвязь между параметрами звеньев определяется выражением , в предложенном механизме связь между параметрами равна ;
- в предложенном механизме углы скрещивания осей шарниров ведущего кривошипа, шатуна ведущего кривошипа, шатуна ведомого кривошипа и ведомого кривошипа связаны неравенством α3<α5<α4<α2, в прототипе этого условия между углами нет.
Указанная цель достигается тем, что в механизме, содержащем стойку, ведущий и ведомый кривошипы, шарнирно связанные со стойкой и с двумя шатунами, которые шарнирно связаны с промежуточным звеном, промежуточное звено имеет угол скрещивания осей шарниров, равный сумме угла скрещивания осей шарниров ведущего кривошипа и угла скрещивания осей шарниров шатуна ведущего кривошипа, а длина его равна сумме длины ведущего кривошипа и длины шатуна ведущего кривошипа; длина шатуна ведомого кривошипа равна произведению длины стойки на синус угла скрещивания осей шарниров шатуна ведомого кривошипа, т.е. ; синус угла скрещивания осей шарниров ведомого кривошипа равен отношению длины его кривошипа к длине стойки, т.е. ; связь между параметрами равна ; углы скрещивания осей шарниров ведущего кривошипа, шатуна ведущего кривошипа, шатуна ведомого кривошипа и ведомого кривошипа связаны неравенством α3<α5<α4<α2.
Шарнирно-рычажный механизм (фиг. 1 и фиг. 2) содержит стойку 1, ведущий 2 и ведомый 3 кривошипы, шарнирно связанные со стойкой 1, шатуны 4 и 5, шарнирно связанные соответственно с ведущим 2 и ведомым 3 кривошипами, промежуточное звено 6, шарнирно связанное с шатунами 4 и 5.
Все соединения звеньев выполнены на вращательных шарнирах, оформляемых на моделях подшипниками скольжения (как на фиг. 2), или на подшипниках качения в производственных машинах - автоматах и устройствах. Длины звеньев в механизме определяются кратчайшими расстояниями между геометрическими осями их шарниров. Углы скрещивания отсчитываются против часовой стрелки от оси шарнира, обращенного к наблюдателю. (Скрещивающиеся геометрические оси шарниров - это оси, которые не параллельны и нигде не пересекаются.)
Промежуточное звено 6 имеет угол скрещивания α6 осей шарниров, равный сумме угла скрещивания α2 осей шарниров ведущего кривошипа 2 и угла скрещивания α4 осей шарниров шатуна 4 ведущего кривошипа, т.е. α6=α2+α4, а длина его равна сумме длины ведущего кривошипа 2 и длины шатуна 4 ведущего кривошипа, т.е. ; длина шатуна 5 ведомого кривошипа 3 равна произведению длины стойки 1 на синус угла α5 скрещивания осей шарниров шатуна 5 ведомого кривошипа 3, т.е. ; синус угла α3 скрещивания осей шарниров ведомого кривошипа 3 равен отношению длины его кривошипа к длине стойки 1, т.е. ; связь между параметрами звеньев механизма равна
углы скрещивания осей шарниров α2 ведущего кривошипа 2, шатуна 4 ведущего кривошипа 2 - α4, шатуна 5 ведомого кривошипа 3 - α5 и ведомого кривошипа 3 - α3 связаны неравенством α3<α5<α4<α2. Угол α2 может принимать значения в пределах 170…150°. Угол скрещивания осей шарниров стойки 1 равен 90°, расстояние между ними равно .
Механизм работает следующим образом.
При вращении кривошипа 2 движение передается ведомому кривошипу 3 через шатуны 4, 5 и промежуточное звено 6. При этом за три оборота ведущего кривошипа 2 ведомый кривошип 3 делает один оборот. Скорость ведомого кривошипа является переменной, поэтому передаточное отношение, равное трем, нужно считать усредненным. Предлагаемый механизм позволяет передавать вращение между кривошипами, у которых угол скрещивания осей шарниров со стойкой равен 90°.
Пример конструктивного воплощения механизма.
Конструирование механизма начинается с назначения длины стойки 1. Принимается длина стойки 1 (расстояние между осями вращения кривошипов 2 и 3), равная 140 мм. Длина принимается из расчета габаритов механизма.
Принимается значение угла α2 скрещивания осей шарниров ведущего кривошипа 2 из рекомендуемого предела 170…150°, принимается угол α2=165°, и определяется кратчайшее расстояние между геометрическими осями шарниров ведущего кривошипа 2, руководствуясь выражением (1) по .
Назначается угол α4 скрещивания осей шарниров шатуна 4 ведущего кривошипа 2, учитывая неравенство α3<α5<α4<α2, угол принимается равным 150°. Определяется длина шатуна 4 ведущего кривошипа 2, используя выражение (1). Длина определяется значением .
Из условия неравенства α3<α5<α4<α2 назначается угол α5, равный 142°, и определяется длина шатуна 5 ведомого кривошипа 3, используя выражение (1),
Из условия неравенства α3<α5<α4<α2 назначается угол αз скрещивания осей шарниров ведомого кривошипа 3, равный 135°, и определяется длина ведомого кривошипа 3, используя выражение (1), .
Определяется угол α6 скрещивания осей шарниров промежуточного звена 6 через сумму углов α6=α2+α4=165°+150°=315° и длина этого звена .
Модель механизма (фиг. 2) показала работоспособность и достоверность технического решения.
Claims (3)
- Шарнирно-рычажный механизм, содержащий стойку, ведущий и ведомый кривошипы, шарнирно связанные со стойкой и с двумя шатунами, шарнирно связанными с промежуточным звеном, отличающийся тем, что промежуточное звено имеет угол скрещивания α6 осей шарниров, равный сумме угла скрещивания α2 осей шарниров ведущего кривошипа и угла скрещивания α4 осей шарниров шатуна ведущего кривошипа, то есть α6=α2+α4, а длина l6 его равна сумме длины l2 ведущего кривошипа и длины l4 шатуна ведущего кривошипа, то есть l6=l2+l4, длина l5 шатуна ведомого кривошипа равна произведению длины l стойки на синус угла α5 скрещивания осей шарниров шатуна ведомого кривошипа, то есть l5 = l*sinα5, синус угла α3 скрещивания осей шарниров ведомого кривошипа равен отношению длины l3 его кривошипа к длине l стойки, то есть sinα3 = l3/l, связь между параметрами звеньев механизма равна
- l2/sinα2 = l3/sinα3 = l4/sinα4 = l5/sinα5 = l,
- углы скрещивания осей шарниров α2 ведущего кривошипа, шатуна ведущего кривошипа α4, шатуна ведомого кривошипа α5 и ведомого кривошипа α3 связаны неравенством α3<α5<α4<α2, угол скрещивания осей шарниров стойки равен 90°, расстояние между ними равно l.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015126182A RU2605955C1 (ru) | 2015-06-30 | 2015-06-30 | Шарнирно-рычажный механизм |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015126182A RU2605955C1 (ru) | 2015-06-30 | 2015-06-30 | Шарнирно-рычажный механизм |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2605955C1 true RU2605955C1 (ru) | 2017-01-10 |
Family
ID=58452300
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015126182A RU2605955C1 (ru) | 2015-06-30 | 2015-06-30 | Шарнирно-рычажный механизм |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2605955C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2713662C1 (ru) * | 2019-04-25 | 2020-02-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) | Шестизвенный шарнирно-рычажный механизм |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB191511418A (en) * | 1915-08-07 | 1915-12-09 | Wallace Fairweather | Improvements in Crank and Link Mechanism. |
SU947535A1 (ru) * | 1979-11-28 | 1982-07-30 | Казанский Ордена "Знак Почета" Сельскохозяйственный Институт Им.М.Горького | Шарнирно-рычажный механизм |
SU947536A1 (ru) * | 1979-11-29 | 1982-07-30 | Казанский Ордена "Знак Почета" Сельскохозяйственный Институт Им.М.Горького | Шарнирно-рычажный механизм |
RU2295078C1 (ru) * | 2005-11-08 | 2007-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Механизм передачи равных угловых скоростей между скрещивающимися осями |
RU2446331C1 (ru) * | 2010-11-08 | 2012-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Пространственный шарнирный четырехзвенник |
-
2015
- 2015-06-30 RU RU2015126182A patent/RU2605955C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB191511418A (en) * | 1915-08-07 | 1915-12-09 | Wallace Fairweather | Improvements in Crank and Link Mechanism. |
SU947535A1 (ru) * | 1979-11-28 | 1982-07-30 | Казанский Ордена "Знак Почета" Сельскохозяйственный Институт Им.М.Горького | Шарнирно-рычажный механизм |
SU947536A1 (ru) * | 1979-11-29 | 1982-07-30 | Казанский Ордена "Знак Почета" Сельскохозяйственный Институт Им.М.Горького | Шарнирно-рычажный механизм |
RU2295078C1 (ru) * | 2005-11-08 | 2007-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Механизм передачи равных угловых скоростей между скрещивающимися осями |
RU2446331C1 (ru) * | 2010-11-08 | 2012-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Пространственный шарнирный четырехзвенник |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2713662C1 (ru) * | 2019-04-25 | 2020-02-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) | Шестизвенный шарнирно-рычажный механизм |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103600347B (zh) | 具有两条连续转轴的非对称两转一移三自由度并联机构 | |
CN103072132A (zh) | 结构完全对称的三自由度移动解耦并联机器人机构 | |
RU2016118697A (ru) | Устройство управления полетом для летательного аппарата | |
CN205715240U (zh) | 一种能用于柔性屏移动终端的铰链 | |
RU2605955C1 (ru) | Шарнирно-рычажный механизм | |
US10005549B2 (en) | Coaxial lifting system | |
CN103072134B (zh) | 具有混合运动的两自由度解耦并联机构 | |
CN104913019A (zh) | 直线往复运动机构 | |
CN107825460B (zh) | 一种伸缩型复合机械臂 | |
CN104575228A (zh) | 一种运动不确定的连杆机构实验台 | |
CN102837751B (zh) | 带槽动轴式半转机构 | |
RU2017111042A (ru) | Механизм для привода элементов для регулировки ориентации лопаток | |
RU2713662C1 (ru) | Шестизвенный шарнирно-рычажный механизм | |
CN203258006U (zh) | 连续周转机构 | |
WO2015008051A3 (en) | Variable mechanical advantage shaft coupling | |
CN204755811U (zh) | 直线往复运动机构 | |
RU2403144C2 (ru) | Манипулятор-трипод с шестью степенями подвижности | |
CN206416185U (zh) | 一种机器人关节驱动装置 | |
CN206419447U (zh) | 机器人关节驱动装置 | |
CN205503868U (zh) | 球形齿轮传动机构 | |
Wang et al. | Research of Local Constraint for Simplified Half-rotating Mechanism | |
RU163709U1 (ru) | Механизм шарнирного антипараллелограмма | |
WO2005093292A1 (en) | Driving mechanism | |
CN204153084U (zh) | 具有双螺杆的线性传动装置 | |
RU60662U1 (ru) | Угольниковая передача |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170701 |