VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

В настоящей работе обосновывается устройство и принцип действия пятизвенного винто-рычажного механизма [1], показанного на рисунке 1.

Рисунок 1. Кинематическая схема

пятизвенного винто-рычажного механизма

Механизм состоит из стойки 1, кривошипа 2, шатуна 3, винта 4 и гайки 5, выполненной за одно целое со схватом 6. Принцип работы механизма заключается в следующем. Задавая вращение кривошипу 2 (входное звено), шатун 3 передаст движение винту 4, который, накручивая на себя гайку 5 (выходное звено), приведет ее в движение. Схват 6, жестко установленный на гайке 5, служит для перемещения или поворота объекта (заготовки) на требуемый угол, который всегда может быть определен через шаг резьбы винта. Винто-рычажный пятизвенный механизм может быть также применен при обработке внутренних поверхностей, где обрабатывающему элементу должно быть задано движение по винтовой траектории. В этом случае вместо схвата 6 на гайке должен быть установлен резец.

Рассматриваемый механизм относится к неодносемейственным [2]. В нем звенья 1, 2, 3 и 4 образуют кривошипно-ползунный механизм третьего семейства, подвижность которого определится по формуле [3, стр. 85, формула (3.8)], как

W₃=3n–2p₅=3∙3–2∙4=9–8=1.

Звено 5 образует однозвенную группу нулевой подвижности (W₄=0) четвертого семейства, которая через винтовую пару 4-5присоединяется к кривошипно-ползунному механизму, а через пару 5-1 – к стойке. Подвижность этой группы найдем по формуле [3, стр. 85, формула (3.9)]

W₄=2n–p₅=2∙1–1∙2=0.

Таким образом, общая подвижность механизма оказывается равной

W=W₃+W₄=1+0=1.

Полученный результат гарантирует достаточность задания движения любому из звеньев механизма, чтобы вся система начала двигаться определенно.

В системе автоматизированного проектирования T-FLEX-CAD 3D была разработана трехмерная параметрическая модель механизма, представленная на рисунке 2.

Рисунок 2. Трехмерная модель пятизвенного

винто-рычажного механизма

Разработанная трехмерная модель позволяет не только подобрать параметры механизма и выявить траекторию движения выходного звена, но и решить другую важную задачу, а именно, по заданному движению выходного звена подобрать параметры механизма. Угол поворота выходного звена может регулироваться путем изменения шага резьбы винта.

Библиографический список

1. Пат. № 141622 U1 Российская Федерация, МПК F16H21/00, F16H21/46. Винто-рычажный пятизвенный механизм / Фомин А.С., Парамонов М.Е., Фомин М.С.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет». – № 2013141739; заяв. 10.09.2013; опубл. 10.06.2014, Бюл. № 16 – 1 с.; 1 ил.

2. Дворников Л.Т. Проблемы исследования неодносемейственных механизмов / Л.Т.Дворников // Материалы шестой научно - практической конференции по проблемам машиностроения металлургических и горных машин / Сибирская государственная горно-металлургическая академия.– Новокузнецк, 1997. – 127 с. – С. 14 – 19.

3. Артоболевский И.И. Теория механизмов [Текст] / И.И. Артоболевский. Изд-во «Наука», гл. редакция физ.-мат. лит-ры, 1965, 776 с.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ

и Германской службы академических обменов DAAD в рамках программы

«Михаил Ломоносов»

Код для цитирования: Скопировать