ПОЛНЫЙ ПАРАЛЛЕЛОГРАММ УАТТА С ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМ ШАТУНОМ
WATT COMPLETE PARALLELOGRAM WITH ADDITIONAL PISTON-ROD

Изобретение относится к шарнирным механизмам, преобразующим поступательное движение входного звена - ползуна во вращательное движение выходного звена - кривошипа.
Известен кривошипно-ползунный механизм [1, стр. 108, рис. 4.30], в котором ползун, перемещаясь возвратно-поступательно, принуждает шатун и кривошип к вращательному движению.
Недостатком такого механизма является возможность потери продольной устойчивости шатуна при больших нагрузках, а также наличие так называемых «мертвых» положений, когда кривошип и шатун вытягиваются в одну линию, после чего возможно изменение направления вращения кривошипа.
За прототип заявляемого механизма принимаем известный [2] полный параллелограмм Уатта, (приложение 1 к настоящей заявке), в котором ползун-поршень воздействует на дополнительный шатун, принуждающий к вращению кривошип 8.
Недостатком описанного полного параллелограмма является то обстоятельство, что при применяемых в нем соединениях звеньев он не удовлетворяет условию полной работоспособности. Известно [1, стр. 47 формула (28)], что вполне работоспособным плоский шарнирный механизм является тогда, когда его подвижность W, определяемая по формуле П.Л. Чебышева, равна
где n - число подвижных звеньев,
5
р - число одноподвижных кинематических пар - шарниров.
5
Согласно (1) полный параллелограмм Уатта, в котором n=8, p=12 оказывается неподвижным
что требует его принципиального исправления.
Задачей настоящего изобретения является гарантированное обеспечение работоспособности полного параллелограмма Уатта исправлением его в механизм преобразования движения с дополнительным шатуном.
Сущность изобретения заключается в том, что предлагается механизм преобразования движения с дополнительным шатуном, включающий ползун, параллелограммный механизм, шатун и кривошип, при этом между ползуном (l) и шарниром (С) параллелограмма установлен дополнительный шатун.
1
2
3
Предлагаемый механизм преобразования движения с дополнительным шатуном показан на чертеже. Механизм состоит из возвратно-поступательно движущегося ползуна 1, параллелограммного механизма, состоящего из балансира 2, параллельных друг другу шатунов 3 и 4, шатуна 5, параллельного коромыслу 6, шатуна 7, выходного кривошипа 8 и дополнительного шатуна 9, соединяющего через вращательную пару ползун 1 с шарниром С параллелограмма, соединяющим звенья 4 и 5. Буквами на схеме обозначены: А - соединение ползуна со стойкой (неподвижное звено); В - соединение ползуна 1 с дополнительным шатуном; С - соединение дополнительного шатуна 9 с шарниром параллелограмма, имеющим квазипоступательное движение; D - соединение шарнира 3 и 5 с балансиром 2; Е - шарнир, соединяющий шатун 4 параллелограмма с коромыслом 6; F - соединение шатуна 3 с коромыслом 6; G - шарнир соединяющий коромысло 6 с шатуном 7; Н - шарнир соединяющий шатун 7 с выходным кривошипом 8; О, О, О - опоры механизма на неподвижных стойках.
Введение дополнительного шатуна 9 обеспечивает свободное движение всех звеньев параллелограмма Уатта, что доказывается по формуле (1) равенством W=1, при 9 подвижных звеньях механизма и 13 одноподвижных кинематических пар.
1
2
Работает механизм следующим образом, При задании движения ползуну 1 через дополнительный шатун 9, связанный со звеньями 4 и 5, передается движение звеньев на параллелограмм ODCEFO и далее через шатун 7 на кривошип 8.
Источники информации
1. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. Изд. третье. М., Изд-во «Наука»,  1975.
2. Чебышев П.Л. «О параллелограммах». Полное собр. соч. П.Л.Чебышева. Т. IV. Теория механизмов. М.-Л., Изд-во «АН СССР»,  1948, с. 238-250.