ПРОСТРАНСТВЕННЫЙ КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ ВТОРОГО СЕМЕЙСТВА
SPATIAL CRANK GEAR OF SECOND POPULATION

Изобретение относится к механизмам, применяемым в технике для получения заданного движения ведомого звена.
Известен плоский четырехзвенный механизм [1, стр.89, рис.157], включающий в свой состав кривошип и шатун, обеспечивающие заданное качательное движение выходного звена - коромысла. Недостатком такого механизма является невозможность задания движения непосредственно шатуну механизма.
Наиболее близким к предлагаемому является пространственный четырехзвенный механизм второго семейства с винтовой парой и роликом, движущимся в прорези [1, стр.111, рис.205]. При этом ролик образует высшую кинематическую пару с неподвижным звеном - стойкой. Об отнесении этого механизма к механизмам второго семейства указывается академиком Артоболевским И.И. в [1, стр.111, строка 29 снизу]. Ведущим звеном в этом механизме является соединенный во вращательную пару со стойкой кривошип, а выходное звено, образующее высшую пару со стойкой, входит с шатуном в винтовую кинематическую пару. Именно этот механизм принимается за прототип заявляемого.
Недостатком прототипа является то обстоятельство, что кривошип и шатун в нем связаны во вращательную пару, геометрическая ось которой совпадает с плоскостью воспроизведения движения, что препятствует передаче движения от кривошипа к шатуну.
Задачей изобретения является техническое преобразование механизма прототипа, позволяющее обеспечить беспрепятственное относительное движение звеньев в нем.
Сущность заявляемого технического решения заключается в том, что предлагается пространственный кривошипно-шатунный механизм второго семейства, включающий кривошип, шатун, который входит в винтовую кинематическую пару с выходным звеном, выходное звено с роликом, входящим в паз, выполненный на неподвижном звене - стойке, а шатун входит в винтовую кинематическую пару с выходным звеном, при этом привод, состоящий из двигателя и зубчатой передачи, выполнен подвижным, жестко связанным с втулкой кривошипа, а движение от двигателя к шатуну передается через зубчатую передачу.
На чертеже изображен пространственный кривошипно-шатунный механизм второго семейства.
5
5
5
4
Механизм состоит из кривошипа 1, шатуна 2, гайки 3 (выходное звено) с роликом 4, движущимся в прорези 5, выполненной на неподвижном звене - стойке 6. Кривошип 1 входит со стойкой 6 во вращательную кинематическую пару пятого класса p, шатун 2 входит с кривошипом 1 также во вращательную кинематическую пару пятого класса p, причем эта пара образуется участком вала а шатуна 2 и втулкой b кривошипа 1. Гайка 3 образует с шатуном 2 винтовую кинематическую пару p, гайка 3, в свою очередь, образует со стойкой 6 высшую кинематическую пару четвертого класса p.
На шатуне 2 жестко крепится зубчатое колесо 7, которое приводится в движение от колеса 8, получающего движение от двигателя 9. Двигатель 9 устанавливается жестко на втулке b кривошипа 1. Таким образом, двигатель 9, зубчатая передача 8-7, образующие привод механизма, оказываются подвижными.
Работает механизм следующим образом. От подвижного двигателя 9 через зубчатую передачу 8-7 движение задается шатуну 2, который, вкручиваясь в гайку 3, приводит ее в движение. Одновременно с движением шатуна 2 получает движение кривошип 1 относительно стойки 6, и весь привод (двигатель 9 и зубчатая передача 8-7) становится подвижным. При этом выходное звено 3 получает требуемое движение.
Использованные источники
1. Артоболевский И.И. Теория механизмов. Изд-во «Наука», 1965.