УДЕРЖИВАЮЩАЯ ТРЕХПОДВИЖНАЯ КИНЕМАТИЧЕСКАЯ ПАРА
SUPPORTING THREE-DEGREE-OF-FREEDOM KINEMATIC PAIR

Изобретение относится к машиностроению и может использоваться для соединения звеньев механизмов.
Известно [1, с.20, 3-ий и 4-ый абзацы сверху], что любая механическая система (механизм, машина) состоит из звеньев и соединений звеньев, а соединение двух соприкасающихся звеньев, допускающее их относительное движение, называется кинематической парой.
Известна двухподвижная цилиндрическая кинематическая пара [1, стр.57, рис.95], образованная связью цилиндр-желоб, являющаяся удерживающей (при выполнении желоба закрытым). Такая пара имеет комплекс относительных движений ВП, определяющий вращательное и поступательное движения относительно одной общей оси. Недостатком этой пары является невозможность воспроизведения дополнительного вращательного движения относительно одной из двух оставшихся свободных осей координат.
Наиболее близкой к заявляемой кинематической паре является трехподвижная пара, обеспечивающая комплекс движений ВПВ [2, стр.62, табл.9], принимаемая за прототип. Эта пара образуется связью цилиндр-корсет, когда кривизна цилиндра равна кривизне вогнутости корсета, при выполнении цилиндра прямым круговым [2, стр.58, рис.31а]. В этой паре обеспечиваются вращательное и поступательное движения относительно одной из осей и вращательное движение вокруг второй оси.
Недостатком прототипа является то обстоятельство, что эта пара не является удерживающей, то есть цилиндр свободно может разомкнуться с корсетом. Это ограничивает применение такой пары при создании конструкций механизмов.
Задачей изобретения является создание удерживающей кинематической пары, обеспечивающей требуемый комплекс движений (ВПВ).
Сущность заявляемого устройства заключается в том, что предлагается удерживающая трехподвижная кинематическая пара, включающая в свой состав два звена - цилиндр и корсет, и обеспечивающая три относительных движения между звеньями, при этом корсет выполнен двойным, соприкасающимся с поверхностью цилиндра в двух точках, а радиус кривизны образующей вогнутой поверхности корсета на всем возможном участке ее соприкосновения с цилиндром обеспечивается меньшим, чем удвоенный радиус цилиндра.
2
1
1
На фиг.1 показана удерживающая трехподвижная кинематическая пара. Пара состоит из корсета 7 и цилиндра 2. Корсет 1 выполнен двойным, соприкасающимся с поверхностью цилиндра 2 в двух точках. На фиг.2 показана геометрия кинематической пары. Особым условием в этой паре является такое, при котором радиус-вектор R был бы во всех точках от φ=0 до φ=90 менее радиус-вектора r=2r (R<2r). При этом условии цилиндр 2 не сможет поворачиваться относительно точки А, то есть не будет иметь дополнительной подвижности. Корсет 1 выполняется с вогнутой поверхностью по дуге окружности относительно точки В.
Удерживающая трехподвижная кинематическая пара работает следующим образом. Задавая движение цилиндру 2, удерживаемому корсетом 1, выполненным двойным, относительно оси y будет обеспечено одновременно два движения - вращательное и поступательное, а относительно оси z - только вращательное. Запрещенными движениями в этой паре оказываются оба движения относительно оси х и поступательное движение вдоль оси z. Таким образом, удерживающая трехподвижная кинематическая пара обеспечивает три относительных движения.
Использованные источники
1. Артоболевский И.И. Теория механизмов. Изд-во «Наука», Гл. ред. физ.-мат. лит., 1965, 776 с.
2. Дворников Л.Т., Живаго Э.Я. Основы теории кинематических пар. Новокузнецк, 1999. - 105 с.