Рычажно-зубчатый механизм

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК ЯО 1188415 ц 4 Г 16 Н 21 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, ЦфйЬДф( й "в 28 еханизмы ваука,(21) 3782993/25- целью уменьшения габаритов и повыше(22) 29.04.84 ния точности, кривошип и шатун при(46) 30.10.85.Бюл. В 40 вода выполнены с одинаковой длиной,1(72) Л. А, Булатов, В. С. Кутепов,длины поворотных звеньев .параллелоЛ,П.Полосатов, Л.А.Жучков, Л.Ф,Тет грамма выбраны из соотношениярина и М.М.Шейнина в 1 - сов Чв(71) Тульский ордена Трудового Крас - сов 9 вного Знамени политехнический инсти- где Ч и Ч - максимальные углы бтЬтут клонения соответствующих звеньев от(54) (57) РЫЧАЖНО-ЗУБЧАТЫЙ МЕХАНИЗМ, но центральное колесо через зубчатуюсодержащий движущееся прямолинейно- передачу и рычажную систему взаимопоступательное звено, двойной шарнир- ,цействует с параллелограммом, короный параллелограмм, взаимодействую- . , мысло, взаимодействующее с другимщую с ним через рычажную систему зуб- центральным колесом дифференциала,чатую передачу и связанный со звеном кулачок и зубчатую передачу, связыкривошипно-шатунный привод, о т - вающую кулачок с водилом дифференл и ч а ю щ и й с я тем, что, с циала.Изобретение относится к машиностроению, а именно к направляющим механизмам прямолинейного движения, в частности к крупногабаритным маятниковым стендам для испытаний аппа ратуры, и может быть использовано в любой области техники.Цель изобретения - уменьшение габаритов и повышение точности прямолинейно-поступательного движения пла 10 формы испытательного стенда. Это позволяет снизить вес и металлоемкость стенда, устраняет потребность в специальных производственных помещениях и повышает качество испытаний. 15На фиг. 1 показана схема механизма, примененного в маятниковом испытательном стенде; на фиг. 2 - сечение по продольной оси.Механизм содержит прямолинейно-поступательно движущееся звено 1, на котором размещен испытуемый объект 2. Звено 1 подвешено к основанию ( не показанона четырех стержнях 3 и четырех стержнях 4, образующих двойной шарнирный параллелограмм АВСП-ВСЕР, Стержни 3 и 4 попарно связаны между собой двумя валами 5 через шарниры В и С. Концы А и 1) стержней 4 попарно жестко связаны 30 валами 6. Валы 5 соединены между собой тягами 7.С концом. одного из валов 5 жестко связаны рычаги 8 и 9 устройства согласования движения стержней 3 35 и 4. Рычаг 8 шарнирно связан с кривошипам 1 О шатуном 11, а рычаг 9 - с кривошипом 12 через шатун 13. Криво - шипы 10 и 12 жестко закреплены на валу 14, соосным с, валом б, На ва лу 6 жестКо закреплено водило 15 зубчатого дифференциала, состоящего из центральных колес б, 17 и сателлитов 18. С центральным колесом 16 жестко связано коромысло 19 45 с роликом 20, взаимодействующим с кулачком 21, Кулачок 21 через зубчатые колеса 22, 23 и вал б кинематически связан с водилом 15 дифференциала, а его центральное колесо 17 50 через зубчатые колеса 24, 25,26,27, 28 и вал 14 - с кривошипами 10 и 12. Звеночерез кривошип 29 и шатун 30 одинаковой длины связано с электродвигателем 31.Размеры звеньев механизма определяются следующими зависимостями.и полярным угломц 2 р 2+ Е 2 Е 2 г+Е 2 Ег9 с с сссссС -иссссси 25 о о с22 2 оЕо И)с1 где Ко - минимальный радиус с теоретического профиля кулачка;- длина коромысла 19;- расстояние между осями вала 6 и кулачка 21;с 4 - угол поворота стержней 4Е 5 и Е 4 - длина стержней 3 и 4;2 Хгос" 24 с 25 се 21,)2 28 - соответственно число зубьев колес22 - 26 и 28.Для обеспечения прямолинейности движения звена 1 по всей заданной длине перемещения значения углов Ю и 4 поворота стержней 3 и 4 от среднего положения должны соответствовать условиюЕ 4 соз %4-1)+ ЕЗ3У = - агссоэ3Механизм работает следующим образом.При включении электродвигателя 31 кривошип 29 и шатун 30 сообщают звену 1 движение по синусоидальному законуЯ = 2 28 Я 1 п 2) Длины стержней 3 и 4 удовлетворяют соотношению ,1. в 1 - сов1- сов где 1,4 - длина стержня 3;в - длина стержня 4;и У - углы максимального отклод В нения стержней 3 и 4 от среднего положения (например, от вертикали при горизонтальном расположении звена 1).Углыи Ув удовлетворяют соотношению д = 1ЧВ, где 1 оъ - передаточное отношение в схеме от стержня 4 к центральному колесу 17 при остановленном центральном колесе 16,Профиль кулачка 21 описывается в центральной системе координат радиусом-вектором2 2 Е,(с Е 4-1)+Е, 12: Е Е -2 ЕЕ со 5 Е 4,о-сО"ссо 5 4 о о523 28 Е О+ Е 2 рг 12 х,+ сгс сов242 Ь 2 ЕЕо.Проектная,а Ужгород з 1188 где Я - перемещение звена 1 от среднего положения;32 в- длина кривошипа 29;Т - период вращения кривошипа29.5Звено 1 приводит в движение шарнирно связанные с ней стержни 3 и 4 и сидящие на одном из валов 5 рычаги 8 и 9 механизма согласования движения стержней 3 и 4. Через шатуны 11 1 п и 13 движение от рычагов 8, 9 передается кривошипами 10, 12 валу 14 и жестко закрепленному на нем зубчатому колесу 28 механизма согласования движения стержней 3 и 4. Колесо 28 кинематически связано с центральным колесом 17 дифференциала зубчатыми колесами 24-27. Зубчатые колеса 24 и 28 вращаются с одинаковой угловой скоростью, но в противоположных 2 п направлениях. Стержни 4 поворачиваются вместе с валом 6, водилам 15 дифференциала и зубчатым колесом 23. Через пару зубчатых колес 22 и 23 движение передается кулачку 21, по ко- д торому обкатывается ролик 20. Кула 415 4 чок 21 сообщает колебательное движение коромыслу 19 и жестко связанному с ним центральному колесу 16 дифференциала. В дифференциале движения колеса 16 и водила 15 складываются, в результате чего кинематически связанное с центральным колесом 17 зубчатое колесо 24 сообщает через зубчатые колеса 25"28, вал 14 и зак-, репленные на нем кривошипы 1 О и 12, через шатуны 11 и 13, рычаги 8 и 9 валу 5 и стержню 3 угловое движение, закон которого описывается указанным выражением2 9 У = - агссоз3 2 1При заданных соотношениях длин стержней 3 и 4 и профиле кулачка 21 точки звена 1 движутся теоретически по прямым линиям.Изобретение ограничивает габариты испытательного стенда.размерами шарнирного параллелограмма. Например, при амплитуде колебаний 2 мвысота стенда составляет 3 м.