Прямолінійно-направляючий механізм

X, ОПИС ДО ПАТЕНТУ ДЕРЖАВНЕ ПАТЕНТНЕ ВІДОМСТВО НА ВИНАХІД (54) ПРЯМОЛІНІЙНО-НАПРАВЛЯЮЧИЙ МЕХАНІЗМ X 1 (20)95321130.28.10.93 (21)4845775/SU (22)02.07.90 (24)30.06.97 (46)30.06.97. Бюл. №3 (56) 1. Баландин С.С. Бесшатунные поршне вые двигатели внутреннего сгорания. Мм Машиностроение, 1968, с.5-20. 2. Артоболевский И.И. Механизмы в современной технике, т.1, М., Наука, 1979, с*311, фиг.609 (прототип). (72) Базовий Віктор Якович, Воробйов Віктор Костянтинович, Луговський Валерій Олександрович, Ахтямов Альберт МІнахметович, Павлик Володимир Іванович (73) Бердянське виробниче об'єднання по жниварках (UA) (57) 1. Прямолинейно-направляющий меха низм, содержащий стойку, шарнирно свя занный со стойкой одним концом кривошип, коромыслом, одним концом шарнирно свя занное со стойкой и установленное с воз можностью возвратно-вращательного движения, и шатун, шарнирно связанный со свободными концами кривошипа и коро мысла, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что механизм снабжен прямолинейной направ ляющей и установленным в ней с возможно стью возвратно-поступательного движения ползуном, шатун выполнен в виде двуплечего рычага, плечи которого взаимно перпендикулярны и по длине равны длине коромысла, вершина шатуна шариирно связана с коромыслом, а концы шарнирно связаны с ползуном и кривошипом соответственно, прямая, проходящая через центри шарниров, связывающих кривошип и коромысло со стойкой, расположена под углом 45° к прямой, перпендикулярной продольной оси ползуна и проходящей через центр шарнира, связывающего кривошип со стойкой, а радиус кривошипа, длина рабочего хода ползуна, длина коромысла, расстояние между продольной осью ползуна и параллельной ей прямой, проходящей ,через центр шарнира, связывающего кривошип со стойкой, и расстояние между центрами шарниров, связывающих кривошип и коромысло со стойкой соотносятся между собой как 1:2,87:3,41:3,31:4.76. 2. Прямолинейно-направляющий механизм по п.1, от л и ч а ю щ и й с я тем, что подвижные соединения шатун-ползун, шатун-коромысло и шатун-кривошип выполнены в виде четырех подвижных сферических шарниров. с > СЯ о и* о Фаг 2 Коректор Л. Лукач Изобретение относится к машиностроению, а именно к рычажным механизмам, служащим для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное ских систем и других промышленных уста новок. фиг.2 - разрез по Б-Б на фиг.1. 5 Прямолинейно-направляющий меха низм, выполненный на базе плоского шар нирного четырехзвенника, содержит стойку 1, соединенный подвижно со стойкой 1 по средством цилиндрического шарнира 2 10 кривошип 3, образующий со стойкой 1 вра щательную кинематическую пару О, коро мысло 4, аналогично закрепленное в стойке 1 при помощи цилиндрического шарнира 2 (вращательная кинематическая пара Oi), 15 шатун 5, представляющий собой двуплечий (V-обрэзный) симметричный рычаг с плеча ми, образованными жестко связанными между собой стержнями G и 7, расположен ными в одной плоскости и установленными 20 друг к другу под прямым углом, к вершине (точка В) которого присоединено при помо щи универсального четырохподвижного сферического шарнира 8 коромысло 4, рас положенное вне этого угла и образующее 25 при соединении вращательную кинематиче скую пару В, служащую для компенсации в пространстве погрешностей геометриче ского расчета, изготовления и монтажа ука занных звеньев. Стержень 6, шатун 5 сооим 30 свободным концом соединен с кривошипом 3, при помощи такого же универсального шарнира 8, образуя при этом вращательную пару А, а соответственно свободный конец стержня 7 аналогично, посредством шарни- 35 ра 8, соединен с ползуном 9, установленным в прямолинейных направляющих 10 стойки 1, образуя в совокупности компенсирую щую вращательную кинематическую пару С и поступательную пару Сі. 40 Универсальный шарнир 8 включает в себя шаровой палец 11, жестко закрепленный своим цилиндрическим концом в отверстии головки коромысла 4 и подвижно установленный в несущей цилиндрической втулке 45 12 шатуна 5 при помощи охватывающих его сферическую головку двух вкладышей 13 с внутренними сферическими и наружными цилиндрическими рабочими поверхностями' с возможностью их некоторого 50 вращательного и поступательного перемещения относительно продольной и поперечной геометрических осей симметрии (х2, yi, Оз. г)подвижного соединения втулки 12, как это показано на фиг.2, подвижную направ- 55 \A .\syj \* п о ч и л и м u 1 U H R . 0 w , л иж а щ и м н а ос и вращения кривошипа 3, линия ОЮг центров шарниров 2 подвесги кривошипа 3 и коромысла 4 к стойке 1 выражается уравнением прямой у = х, иначе, линия центров О1О2 проходит через начало координат О и расположена под углом 45° к оси у (или оси х), а положение оси Х1Х1 прямолинейных направляющих 10 для перемещения ползуна 9, параллельной основной оси Оч. выражается соответственно уравнением прямой у = Ь, где ордината b есть расстояние от оси вращения кривошипа 3 по линии xixi перемещения ползуна 9, т.е. до прямой линии-траектории движения точки С, принадлежащей одновременно шатуну 5 и ползуну 9. Звенья механизма имеют следующие геометрические размеры: радиус кривошипа 3 равен г; (ОА = г), длина коромысла 4 равна R; (OiB = R), а каждый из одинаковых по длине стержней G и 7 шатуна 5 имеет ту же длину R, что и коромысло Л, (АВ « ВС = Межцентровое расстояние шарниров 2 подвески кривошипа 3 и коромысла 4 к стойке 1 равно; (OiO = L), а рабочий ход ползуна 9 (расстояние между его левой (ЛМТ) и правой (ПМТ) мертвыми точками) равен Н, причем соотношения рабочего хода Н ползуна 9, ординаты b длины R коромысла 4 и межосевого расстояния шарниров 2 подвески кривошипа 3 и коромысла 4 к радиусу г кривошипа 3 составляют соответственно: 2 07; 3,31; 3,41; 4.76; (М/г-2.87; b/r = 3,31;R/r = =3,41; L/r-4,76). Приведенные соотношения длин звеньев механизма округлены с точностью до сотых долей и при необходимости могут быть рассчитаны более точно с указанием полей допусков. Предлагаемый механизм имеет приближенно-гармонический закон движения исполнительного звена (ползуна 9), близкий к синусоидальному. Пассивные связи о механизме исключаются путем введения трех универсальных шарниров 0, обеспечивающих дополнительные степени подвижности. Стрелками на чертеже показаны направления движения звеньев мехешизма, а на фиг.2 - обьемная система координат следующим образом. При вращении к шипа 3 вокруг неподвижной оси О ци, рического шарнира 2 кинематич взаимосвязанное с кривошипом 3 коре ло 4 будет совершать возвратно-враща ное движение вокруг неподвижной ос шарнира 2, шатун 5 будет участвовать Е скопараллельном движении, причем особая точка С будет перемещаться по мой линии, совпадающей с линией xix общая ползуну 9 воэвратно-поступател движение по оси xixi прямолинейны правляющих 10 стойки 1. Все звенья г низма при этом будут перемещаться в о вертикальной плоскости хОу, или точ* плоскостях, параллельных последней, обычном плоском механизме. Благодар му, что в каждом из трех универсал шарниров 8 (кинематические пары А, В допускается некоторое осевое поступа ное смещение шарового пальца 11 ОТУ тельно оси z и ограниченное вращател движение его вокруг осей Х2, yi и z с- нач координат в точке Оз- как в вертикальной и в горизонтальной плоскостях полної компенсируются неточности геометр ского расчета линейных и угловых пара ров и отдельных конструктивных элеме звеньев и обеспечивается прямолинеї перемещение точки С шатуна 5 и ползу с чрезвычайно высокой степенью точне т.е. данный механизм превращается в цизионно точный направляющий механ служащий для преобразования вращат ного движения кривошипа 3 в возвратно ступательное движение ползуна 9. При работе механизма мертвые ті ползуна 9 и коромысла 4 не совпадай несколько смещены по фазе: раньше до гает крайних положений коромысло 4, стабильно обеспечивает плавный выхо, мертвых точек шатуна 5 при прямом и об ном ходах. При движении точки С по пря линии xixi полностью устраняется дейсі вредных боковых (тангенциальных) си; стороны шатуна 5 на ползун 9, а через следний и на стойку 1, и теоретически абсолютно нулевом значении угла давле УКРАЇНА 09) UA 15630 (із) СІ (SD5 F 16 Н 21/04 ОПИС ДО ПАТЕНТУ ДЕРЖАВНЕ ПАТЕНТНЕ ВІДОМСТВО НА ВИНАХІД (54) ПРЯМОЛІНІЙНО-НАПРАВЛЯЮЧИЙ МЕХАНІЗМ 1 (20)95321130,28.10.93 (21)4845775/SU (22)02.07,90 (24) 30.06.97 (46) 30.06.97. Бюл. № З (56) 1. Баландин С.С. Бесшатунные поршне вые двигатели внутреннего сгорания. М., Машиностроение, 1968, с.5-20. 2. Артоболевский И.И. Механизмы в современной технике, т.1, М., Наука, 1979, с