Устройство для кинематического исследования шарнирного многозвенника

(61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 161024 (21) 206 соединением заяв Гкуда 1)атееккй пеСИРи делам кзабретеи ет)эа(тик 23) Приоритет публиковано 25 09 79Дата опубликования Бюллетень М 35исания 25.09,79. У 1 т 11( 74(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КИНЕМАТИЧЕСКОГОИССЛЕДОВАНИЯ ШАРНИРНОГО МНОГОЗВЕННИК ныи тетраэдр; на фиг. 3 - дополнительныи узел к предлагаемому устрой:тву.Устройство содержит электродвигатель 1,кривошип, состоящий из стержня 2 и втулки 3, связанной с злектродвпгазелсм 1 с помощьюшестерен 4 и 5, шатун, состоящий из втулки 6,связанной шаровь)м шарни 1(эь 1 со стержнемэи стержня 7, связанного (па 1 овым шарниром й еВ со звеном 8, несуэцнм втулку 9 со сферическим шарниром "Г и оси 10 и 11. На оси 10 свободно надето звено 12 с продольным пазом, имеющее втулку 13 с шаровым эцарниром "Д", а на оси 11 свободно установлено звено 14, конец которого п 1 оходиэ через продольный паз звена 12. Величина углов ст и,в между зве. ньями 8 и 12, 8 и 14 может бь 1 эь зафиксиро. вана с помощью винтов 15 и 16. На звене 14 надета Т-образная втулка 17, псэложение которой может быть эафикси 1 ювано винэом 18. Во втулке 17 помещен стержень 19, иь(екииий на свободном конце сферическое энсздо 1: являющееся верцгиной тетргэлра ВС 11:., длина звеньев которого регулируется с помлцькэ винтов 15, 16, 18 и 20. Изобретение относится к устройствам длякинемгтического исследования механизмов.Известно устройство для кинематическогоисследоватия шарнирного многоэвенннка, со.держащее шарнирно-рычажную систему, состоя.щую иэ ведущего кривошипно-ц(атунного механизма, ведомого коромысла, двухповодкойгруппы с изменяемым по длине замыкающимкоромыслом и шаблон, имитирующий траекторию движения исследуемого эвена 1(1,Однако такое устройство не позволяет производить синтез пространственных механизмов.Целью изобретения является обеспечениевозможности синтеза пространственных механизмов.Для этого предложенное устройство имеетпространственньй шарнирный многоэвенник,выполненный в виде тетраэдра с регулируемымипо длине звеньями, вершины которого связанышарнирно соответственно с кривошипно.ша.туннъ(м механизмом, коромыслом, шаблономи двухповодковой группой.На фиг. 1 изображена кинематическая схемапредлагаемого устройства на фиг, 2 - шарнир 869128 12 1 (5)Й клВ 43 1. 11/001 О 15 20 25 35 30 40 45 50 55 3 68На. столе усзройства (на чертеже не пока зан) установлены плиты 21 и 22, удерживаемыесилой тяжести, Стойка 23 соединена с плитой2 винтом 24. Втулка 25 с проволочным сопротивлением 26 шарнирно связана со стойкой 23в точке 0 . Скользящий контакт 27 расположен на отводке 28 коромысла 29 и подпружи.нен пружиной 30. Втулка 25 изготовлена изизоляционного материала и имеет ограничителит и и. Контакт 27 замыкает электрическуюцепь, в которую входит источник питания 31и гальванометр 32.Од."н конец коромысла 29 помещен вовтулке 25, а другой связан с вершиной тетраэдра через сферический шарнир "Д", Стойка33 с плитой 22 связана винтом 34. Коромыс.ло ОяС соединено со сточкой 33 с помощьювращательной пазы 0 и с тетраэдром -с помощью сферического шарнира "С" и сос.тоит из двух частей 35 и 36, соединенных вин-.том 37.Устройство имеет направляющий шаблон 38,имитирующий траекторию исследуемого звена.Яа отводке 39 закреплена пластина 40 из фоль.ги. Сферический шарнир 41 свободно надетна шаблон 38 и связан с вершиной тетраэдрасферическим шарниром "Е". Шарнир 41 контактирует с пластиной 40 через токосъемноекольцо 42, При движении шарнира 41 по шаблону 38 зажигается индикаторная лампа 43. Призамене прямолинейного шаблона 38 (д - д) надугообразный ,Д, - д,) можно произвести синтезкруговых направляющих механизмов,Работает устройство следующим образом.Для проектирования, например, пространст.венного шестизвенного направляющего механизма выполняют следующие операции: по заданному условию ориентируют шаблон 38 относительно точки вращения кривошипа "0". Фиксируют каркас тетраэдра ВСДЕ в произволь.ном положении и его вершину Е кинематически связывают с шарниром 41. На отводке 39закрепляют пластину 40, длина и расположениекоторой соответствуют заданным условиям.Длину кривошипа (2, 3) и шатуна на (6,7)выбирают такой, чтобы при движении вершины."Е" тетраэдра кольцо 42 перекрывало пласти -ну 40. Шатун (АВ) кинематически связан с вершиной "В" тетраэдра ВСДЕ. Длину коромыслаСО устанавливают произвольно и фиксируют2винтом 37. Высоту Ь стойки 33 фиксируютвинтом 34. Далее включают электродвигатель 1,Месторасположение плиы 22 и оси Оа автоматически устанавливаются. Вершина "Д" перемешается по пространственной траектории Р - Ри с ней связана двухповодковая группа - коромысло 29 и втулка 25. Последняя шарнирносоединена со стойкой 23 при помощи враща. 6907 4 тельной кинематической пары О. Высоту Ьстойки 23 выбирают произвольно и фиксируютвинтом 24. Таким образом, при движении вер. шины "Д" коромысло 29 совершает о 1 носи.тельно точки 01 сложное движение: одно- вдоль втулки 25 по стрелке ; а другое - качательное вокруг точки 01, по стрелке 1,.При перемещении контакта 27 вдоль процо. лочного сопротивления 26 стрелка гальвавометра 32 отклоняется. Во избежание ее зак.лннивання, на втулке 25 установлены ограничи. тели т и и. При перемещении коромысла 29 на величину, большую, чем длина сопротивле. ния пзп, контакт 27 сдвигается относительно отводки 28 и фиксируется пружиной 30. С целью определения искомых параметров механизма для заданного участка шаблона 38 необходи. мо плиту 21 вместе ео стойкой 23 передвигать по стрелкам "а" и "в", так чтобы относительное перемещение "Н" коромысла 29 и втулки 25 было бы наименьшим, Этому положению со.ответствует наименьшее отклонение стрелки гальванометра 32 от нулевой точки. Поиск наименьшего отклонения Н,;л ведется при горящей лампе 43. Отклонение стрелки гальваномет. ра 32 соответствует перемещению коромысла 29 вдоль втулки 25 по стрелке 1. Когда стрелка гальванометра 32 приближается к нулю, переменный радиус коромысла 01 Д достигает постоянной величины. При ми:лмальном отклонении стрелки выключают электродвигатель 1 и фикси. руют искомые размеры пространственного шарнирного механизма, В данном случае измеряем длину коромысла О,Д и расстояние 00 002 и 0,0, После определения этих параметров устройство освобождается от вспомогательных связей, снимают шаблон 38. При включении двигателя 1 точка "Е". опишет приближенно заданную траекторию. Аналогично можно проектировать пятизвен. ный пространственный направляющий механизм, Для этого удяляют шатун АВ и заменяют прямолинейный шаблон 38(д - д) круговым (д, - д,); с помощью предложенного устройства можно решать и другие задачи. Например, проектирование пространственного семизвенного стержневого механизма по заданному участку пространственной шатунной траектории д - д, (см. фиг. 1) с двумя ведущими кривошипами. Для этого вершину Е тетраэдра перемещают по шабло. ну 38, профиль которого соответствует заданной траектории д - д Затем освобождают.шарнир "С" и вместо двухповодковой группы, коромысла СО и плиты 22 к вершине "С" тетраэдра ВСДЕ присоединяют узел, изображенный на фиг. 3, т.е, второй ведущий кривошип, После этого его длина, ориентация оси его враше. ния и расположение плиты 44 со стойкой 45устанавливается автоматически. Затем включа. ют двигатель 46. Таким обраэом, при помощи двйгателявершина "В совершает сложное движение, криво 1 пип 47 сообшает веривне "С" движение по окружности, а вершина "Е" пере. мешается по заданной траектории др - ц . При этом вершина "Д" движется принудительно по некоторой пространственной траектории р-р. Определение искомых параметров механизма производят так же, как указано вьпце.Достоинством предложенного устройства является то, что в процессе моделирования легко определяются сильно и слабо влияющие пара. метры механизма, что имеет исключительно важное значение при точном аналитическом расчете механизмов.Формула изобретенияУстройство для кинематического исследова. ния шарнирного многозвенника, содержащее 686907шарнирно-рычажную систему, состоящую из ведущего кривошипно-шатунного механизма, ведомого коромысла, двухповодковой группы с изменяемым по длине замыкающих коромыслом и шаблон, имитирующий эраекторию движения исследуемого звена, о т л в ч а ю щ е ес я ем, что, с целью обеспечения воэможности синтеза пространственных механизмов, оно имеет пространственный шарнирный многоэвен 10 ник, выполненный в виде тетраэдра с регулируемыми по длине звеньями, вершины которого связаны шарнирно соответственно с криво.шипно.шатунным механизмом, коромыслом, шаблоном и двухповодковой группой.15Источники информации, принятые во внима.ние при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР К 385197,кл. 0 01 М 19/02, 1974.686907 44 Составитель С. Либерман 1 ехред С.Мигай Редактор А. Бер КоРРектоР, М Ша о Тнратк 449 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 5615/15 Филиал ПГ 1 П "Пател т", г, Ужгород, ул, Проектная, 4