V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

В некоторых областях современной промышленности необходимо применение механизмов, обеспечивающих полный оборот звеньев. Простейшими примерами таких механизмов являются шарнирный четырехзвенник [1, стр. 33, рис. 2.1.] и кривошипно-ползунный механизм [1, стр. 38, рис. 2.5.]. В первом случае, решив метрическую задачу и подобрав звенья определенной длины, можно, задав вращательное движение первому кривошипу, обеспечить полный оборот второго кривошипа (выходного звена). Во втором случае, выходным звеном может быть как кривошип, так и ползун. При использовании кривошипа в качестве выходного звена, движение задается ползуну. Примером такого использования механизма является двигатель внутреннего сгорания, где за счет энергии сгорания горючей смеси, поршню задается поступательное движение, преобразующееся посредством шатуна во вращательное движение коленвала (кривошипа).

Ниже показана кинематическая схема механизма (рис. 1), полученная на основании теории синтеза структур [2, стр. 41], которая может обеспечивать вращательное движение звеньев за счет использования подвижного линейного гидропривода.

Рисунок 1. Полноповоротный плоский механизм с подвижным приводом

Полученная в работе [3] система уравнений (1), позволяет создавать схемы механизмов, задаваясь подвижностью , сложностью базисного звена и числом звеньев .

(1)

В этой системе и – числа поступательных и вращательных кинематических пар в цепи, соответственно, – число подвижных звеньев цепи, – наиболее сложное – базисное звено цепи, – число звеньев, не добавляющих в цепь дополнительных кинематических пар, – целое положительное число, – число ветвей цепи, – количество выходов и – количество замкнутых изменяемых контуров.

Зададимся , , и , тогда из системы (1) получим , , и .

Параметр в общем виде определяется формулой

,

(2)

где – число звеньев, добавляющих в цепь по кинематических пар.

С учетом полученного решения системы (1) и условием, что базисным звеном является трехпарное звено, т.е. , из уравнения (2) получаем, что . Таким образом, в состав механизма будет входить одно звено , добавляющее две кинематические пары. Т.к. число выходов в механизме не может быть менее двух, следовательно, единственным решением, удовлетворяющим пятому уравнению системы (1), при , может быть только одно: и , т.е. в искомом механизме будет два выхода на стойку и один замкнутый изменяемый контур.

Полученное решение позволяет построить кинематическую схему полноповоротного плоского механизма с подвижным приводом. Решив метрическую задачу и определив необходимые длины звеньев, можно обеспечить полный проворот механизма.

Список литературы

1. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин: Учеб. для втузов. – 4-ое изд. перераб. и доп. – М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. – 640 с.

2. Дворников Л.Т. Начала теории структуры механизмов. Учеб.пособие, Сибирская Государственная горно-металлургическая академия. – Новокузнецк, 1994. – 102 с.

3. Желтухин Д.В., Дворников Л.Т. К вопросу о синтезе структур механизмов с подвижными приводами – Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения: Труды Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых/ Под общей редакцией Л.П. Мышляева; СибГИУ. – Новокузнецк, 2011. – Вып. 15. – Ч. III. Технические и естественные науки. - 339 с.

Код для цитирования: Скопировать