ПЛОСКИЙ КРИВОШИПНО-ПОЛЗУННЫЙ МЕХАНИЗМ

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована при создании плоских кривошипно-ползунных механизмов с увеличенным ходом ползуна.
Известен кривошипно-ползунный механизм, состоящий из кривошипа, шатуна и ползуна с вращательной парой (Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин: Учеб. для втузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. - 640 с.; с. 119, рис. 5.5).
Недостаток такого механизма заключается в том, что длина хода ползуна ограничена длиной кривошипа и равна двум длинам кривошипа.
Техническая проблема, решаемая предлагаемой полезной моделью, заключается в обеспечении увеличения хода ползуна, превосходящего две длины кривошипа.
Техническая проблема решается тем, что в известном кривошипно-ползунном механизме, включающем соединенные между собой вращательными парами кривошип, шатун и ползун, согласно полезной модели в механизм введен дополнительный шатун в виде трехпарного звена, которое входит во вращательные пары с шатуном, ползуном и коромыслом, связанным со стойкой через шарнир.
Технический результат от использования предлагаемой полезной модели заключается в увеличении хода ползуна, превышающего две длины кривошипа. Технический результат достигается введением дополнительного трехпарного шатуна, соединенного вращательными парами с шатуном, ползуном и коромыслом. Наибольший ход ползуна, в этом случае, обеспечивается шестизвенным механизмом, содержащем кривошип, шатун, дополнительный шатун, соединенный с шатуном, коромыслом и ползуном.
На рисунке представлен плоский кривошипно-ползунный механизм с увеличенным ходом ползуна.
Плоский кривошипно-ползунный механизм состоит из кривошипа 1, шатуна 2, дополнительного шатуна 3 с коромыслом 5 и ползуна 4. Все элементы механизма соединены между собой вращательными парами. Коромысло 5 соединено со стойкой с помощью шарнира.
При задании кривошипу 1 вращательного движения относительно стойки А, он через шатун 2 и дополнительный шатун 3 передает движение ползуну 4, т.е. дополнительный шатун 3 начинает участвовать в движении ползуна 4. При этом, когда кривошип 1 находится в горизонтальном положении, тогда ползун 4 отталкивается в крайнее положение от центра вращения кривошипа 1, а между шатуном 2 и ползуном 4 с помощью коромысла 5 в соединение вводится дополнительный шатун 3, и расстояние от центра вращения кривошипа 1 до ползуна 4 увеличивается на длину стороны дополнительного шатуна 3, то есть общий ход ползуна 4 увеличивается на длину стороны дополнительного шатуна 3.
Известно, что подвижность плоских механизмов определяется формулой П.Л. Чебышёва (Чебышёв П.Л. О параллелограммах. Полное собрание сочинений П.Л. Чебышёва. Том IV. Теория механизмов. М.-Л. Изд. АН СССР. 1948. - 254 с.), имеющей вид
5
где W - означает, скольким звеньям следует задать движение, чтобы все остальные двигались вполне определенно, n - число подвижных звеньев, р - число кинематических пар пятого класса.
5
В предлагаемом механизме число подвижных звеньев 5 - это кривошип 1, шатун 2, дополнительный шатун 3, ползун 4 и коромысло 5, т.е. n=5, а кинематических пар 7 - это вращательная пара между кривошипом и стойкой 1, между шатуном 2 и кривошипом 1, между шатуном 3 и шатуном 2, между ползуном 4 и шатуном 3, между ползуном 4 и стойкой, между шатуном 3 и коромыслом 5 и между коромыслом 5 и стойкой, т.е. р=7. По формуле (1) при приведенных значениях чисел звеньев и кинематических пар получим W=15-14=1. Откуда следует, что предлагаемый плоский механизм вполне работоспособен.
Работает механизм следующим образом. При задании движения кривошипу 1 он вместе с шатуном 2 и дополнительным шатуном 3 обеспечивает движение ползуна 4 на расстояние, равное сумме длин кривошипа 1, шатуна 2 и стороны дополнительного шатуна 3, соединяющей шатун 2 и ползун 4.
Положительный эффект от использования предлагаемой полезной модели заключается в создании плоского кривошипно-ползунного механизма, обеспечивающего увеличенный ход ползуна, превосходящий две длины кривошипа.