ШАРНИРНО-РЫЧАЖНЫЙ МЕХАНИЗМ С КРИВОШИПОМ, ДВУМЯ ШАТУНАМИ И БАЛАНСИРОМ

Полезная модель относится к лабораторному оборудованию и может быть применена в учебных лабораториях по теоретической и прикладной механике, по теории механизмов и машин и другим общетехническим дисциплинам технических вузов, техникумов и технических училищ.
Известен многозвенный шарнирно-рычажный механизм (Анализ и синтез плоских механизмов / Маркин Ю.С., Наумов Л.Г., Маркин О.Ю. и др./ Под редакцией д.т.н., профессора Маркина Ю.С.- Казань, Татарское кн. изд-во, 2003, стр.93, задания 186-190), начальное положение опор и длины звеньев которого определяются соответствующими размерами, состоящий из кривошипа, направленного вверх с правым уклоном и шарнирно связанного на расстоянии полуметра от начала с первым прямолинейным шатуном, направленным вниз с правым уклоном, который своим нижним концом шарнирно связан с балансиром, направленным вверх с левым уклоном и связанным с неподвижным вращательным шарниром, находящимся на расстоянии 0,8 м как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях от неподвижного вращательного шарнира, которым кривошип связан со станиной, верхний конец первого шатуна шарнирно связан со вторым шатуном, направленным вверх с левым уклоном и шарнирно связанным с ползуном, расположенным в вертикальных направляющих, находящихся правее шатуна, ось симметрии которых находится на расстоянии 0,4 м левее вертикали, проходящей через неподвижный вращательный шарнир кривошипа, длина нижней части первого шатуна равна 0,8 м и равна длине балансира и длине второго шатуна, длина кривошипа равна 0,25 м.
Основной недостаток известного многозвенного шарнирно-рычажного механизма заключается в том, что его нельзя использовать для демонстрации работы перемешивающих устройств сыпучих материалов, так как шарнир ползуна совершает возвратно-поступательное движение.
Для демонстрации работы механизма в качестве перемешивающего устройства сыпучих материалов необходимо, чтобы конец звена совершал движение по криволинейной траектории.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в том, чтобы обеспечить возможность демонстрации работы механизма при использовании его в качестве перемешивающего устройства сыпучих материалов.
Технический результат достигается тем, что в шарнирно-рычажном механизме с кривошипом, двумя шатунами и балансиром, состоящем из кривошипа, направленного вверх с правым уклоном и шарнирно связанного с первым шатуном, направленным вниз с правым уклоном, который своим нижним концом шарнирно связан с балансиром, направленным вверх с левым уклоном и связанным с неподвижным вращательным шарниром, находящимся на расстоянии как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях от неподвижного вращательного шарнира, которым кривошип связан со станиной, верхний конец первого шатуна шарнирно связан с вторым шатуном, направленным вверх с левым уклоном, согласно нашему предложению, второй шатун выполнен в виде штока, состоящего из нижнего и верхнего звеньев, и проходящего с возможностью скольжения внутри камня, шарнирно связанного со станиной.
На фиг. представлена принципиальная схема шарнирно-рычажного механизма.
Шарнирно-рычажный механизм с кривошипом, двумя шатунами и балансиром, начальное положение опор и длины звеньев которого определяются соответствующими размерами, состоит из кривошипа АО, направленного вверх с правым уклоном.
Кривошип АО шарнирно связан на расстоянии полуметра от начала с первым шатуном DAB, направленным вниз с правым уклоном.
Первый шатун DAB своим нижним концом шарнирно связан с балансиром ВС, направленным вверх с левым уклоном и связанным с неподвижным вращательным шарниром С, находящимся на расстоянии 0,8 м как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях от неподвижного вращательного шарнира О, которым кривошип АО связан со станиной. Длина нижней части АВ первого шатуна равна 0,8 м и равна длине балансира ВС, Длина кривошипа АО равна 0,25 м. Верхний конец первого шатуна DAB шарнирно связан с вторым шатуном, направленным вверх с левым уклоном.
Второй шатун выполнен в виде штока DEK, состоящего из нижнего DE и верхнего ЕК звеньев, и проходящего с возможностью скольжения внутри камня, шарнирно связанного со станиной в точке F.
Шарнир F камня находится на расстоянии 0,4 м левее вертикали, проходящей через неподвижный вращательный шарнир О кривошипа. Шарнир F камня занимает то же положение, что и шарнир ползуна устройства-прототипа в его первоначальном положении.
Такое исполнение шарнирно-рычажного механизма позволяет концу верхнего звена второго шатуна совершать движение по криволинейной траектории и, следовательно, его можно использовать для демонстрации работы механизма при использовании его в качестве перемешивающего устройства сыпучих материалов.
Шарнирно-рычажный механизм работает следующим образом.
Движение от кривошипа АО передается первому шатуну DAB, который приводит в движение балансир ВС и шток DEK (второй шатун). Балансир ВС совершает возвратно-вращательное движение, а шток DEK (второй шатун) - совершает плоскопараллельное движение. В результате этого конец верхнего звена второго шатуна (конец штока - точка К), описывает замкнутую криволинейную траекторию.