кривошипно-шатунный механизм со сдвоенным шатуном

Формула изобретения

Кривошипно-ползунный механизм со сдвоенным шатуном, включающий кривошип, два шатуна различной длины и ползун, отличающийся тем, что между кривошипом и шатунами устанавливается трехпарное звено, а ползун снабжен двумя вращательными кинематическими парами для соединения с каждым из шатунов в отдельности.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, а именно к механизмам для преобразования вращательного движения в поступательное.

Известен кривошипно-ползунный механизм общего назначения ([1], стр.183, схема а), который состоит из кривошипа, шатуна и ползуна. Такой механизм ограничен по усилию, передаваемому на ползун, так как при большой длине шатуна последний может потерять продольную устойчивость.

Наиболее близким к предлагаемому является механизм компрессора ([2], стр.102, рис.2.144), который состоит из трехпарного звена, выполняющего роль кривошипа, двух шатунов, каждый из которых закреплен на ползунах, совершающих возвратно-поступательное движение в параллельных плоскостях.

Недостатком такого механизма является то обстоятельство, что трехпарное звено жестко закреплено с опорой, при этом шатуны соединены с различными ползунами, что ведет к усложнению конструкции механизма.

Задачей изобретения является упрощение конструкции механизма за счет использования для передачи вращательного движения в поступательное двух шатунов различной длины, соединенных с единым ползуном.

Сущность изобретения заключается в том, что предлагается кривошипно-ползунный механизм со сдвоенным шатуном, включающий кривошип, два шатуна различной длины и ползун, при этом между кривошипом и шатунами устанавливается трехпарное звено, а ползун снабжен двумя вращательными кинематическими парами для соединения с каждым из шатунов в отдельности.

На чертеже показано одно из положений предлагаемого кривошипно-ползунного механизма со сдвоенным шатуном.

Механизм содержит кривошип 1, трехпарное звено 2, имеющее три вращательные кинематические пары, шатуны 3 и 3' различной длины, ползун 4, направляющие 5 поступательного движения ползуна, соединенные за одно целое со стойкой 6, относительно которой осуществляется вращение кривошипа. Стрелкой показано направление вращения кривошипа 1.

Подвижность системы можно доказать по формуле Чебышева П.Л. ([3] форм.2.8)

W=3·n-2·р₅,

где W - подвижность механизма, n - число подвижных звеньев, а р₅ - число одноподвижных кинематических пар.

В предлагаемом механизме пять подвижных звеньев: кривошип 1, трехпарное звено 2, шатуны 3 и 3' различной длины, ползун 4, т.е. n=5, а кинематических пар семь: связь кривошипа 1 с неподвижным звеном - стойкой 6, три связи трехпарного звена с кривошипом 1, и шатунами 3 и 3', две связи шатунов с ползуном и связь ползуна с направляющей 5. Так как n=5, а р₅ =7, то W=3·5-2·7=1, т.е. система является работоспособной, следовательно, при задании движения одному из звеньев (кривошипу) ползун будет двигаться вполне определенно, т.е. возвратно-поступательно.

Работает механизм следующим образом: при задании вращательного движения кривошипу 1, трехпарное звено, воздействуя на шатуны, через них передаст движение ползуну 4, который получает возвратно-поступательное движение, при этом шатуны, закрепленные на едином ползуне, будут совершать плоскопараллельное движение совместно с трехпарным звеном.

Источники информации

1. Крайнев А.Ф. Словарь - справочник по механизмам. 2-е изд., переработанное и дополненное. - М.: Машиностроение, 1987 г. - 560 с.

2. Кожевников С.Н. Механизмы. - М.: Машиностроение, 1965 г.

3. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. М.: Наука, 1988 г.