кривошипно-кулисный механизм с поступательно движущейся кулисой

Формула изобретения

Кривошипно-кулисный механизм с поступательно движущейся кулисой, содержащий стойку, кривошип и подвижно соединенную с кривошипом кулису с поршнем, установленным в неподвижном цилиндре с возможностью возвратно-поступательного движения, отличающийся тем, что кривошип установлен в стойке в положении, при котором ось вращения его расположена под прямым углом к плоскости, по которой движется кулиса, к свободному от стойки концу кривошипа присоединен обращенный к кулисе горизонтально установленный палец, диаметр которого меньше ширины направляющей кулисы, а диаметр описываемой пальцем окружности меньше длины направляющей кулисы, причем свободный конец пальца введен в направляющую кулисы.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к шарнирно-рычажным механизмам с гидро- или пневмоустройствами и может быть использовано для вентиляции складских помещений.

Известен кулисно-ползунный механизм, содержащий стойку, кулису, шатун и ползун (см. книгу А.Ф. Крайнева «Словарь-справочник по механизмам», М., Машиностроение, 1987 г., стр.193, схема б).

Прототипом является гидравлический или пневматический кулисный механизм с поступательно движущейся кулисой, содержащий стойку, кривошип, ползун, установленный на свободном от стойки конце кривошипа и образующий с кривошипом вращательную кинематическую пару, и кулису с поршнем, установленным в неподвижном цилиндре с возможностью возвратно-поступательного движения, а ползун размещен с возможностью возвратно-поступательного движения в направляющей кулисы (см. книгу И.И. Артоболевского «Теория механизмов и машин», М., Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1988 г., рис.5.12, стр.126).

Недостатками указанных кулисных механизмов являются низкая надежность в условиях работы при больших частотах колебаний поршня и сложность конструкции.

Задачей изобретения является повышение надежности и упрощение конструкции.

Поставленная задача достигается тем, что в кривошипно-кулисном механизме с поступательно движущейся кулисой, содержащем стойку, кривошип и подвижно соединенную с кривошипом кулису с поршнем, установленным в неподвижном цилиндре с возможностью возвратно-поступательного движения, согласно изобретению кривошип установлен в стойке в положении, при котором ось вращения его расположена под прямым углом к плоскости, по которой движется кулиса, к свободному от стойки концу кривошипа присоединен обращенный к кулисе горизонтально-установленный палец, диаметр которого меньше ширины направляющей кулисы, а диаметр описываемой пальцем окружности меньше длины направляющей кулисы, причем свободный конец пальца введен в направляющую кулисы.

На фиг.1 показан кривошипно-кулисный механизм с поступательно движущейся кулисой, главный вид, на фиг.2 - вид на фиг.1 сверху.

Кривошипно-кулисный механизм с поступательно движущейся кулисой содержит стойку 1, кривошип 2 и кулису 3. Кривошип 2 установлен в стойке 1 в положении, при котором ось вращения его расположена под прямым углом к плоскости, по которой движется кулиса 3. К свободному от стойки 1 концу кривошипа 2 присоединен обращенный к кулисе 3 горизонтально установленный палец 4, диаметр которого меньше ширины направляющей 5 кулисы, а диаметр описываемой пальцем окружности меньше длины направляющей кулисы. Свободный конец пальца 4 кривошипа 2 введен в направляющую 5 кулисы 3. К кулисе 3 присоединен шток 6 с поршнем 7, установленным в неподвижном цилиндре 8 с возможностью возвратно-поступательного движения.

Кривошип 2 жестко соединен с валом 9 неподвижно установленного на стойке 1 электродвигателя 10.

Степень подвижности кривошипно-кулисного механизма с поступательно движущейся кулисой равна:

W=3n-2р₅-p₄=3·2-2·2-1=1,

где n - число подвижных звеньев, которыми являются кривошип 2 и кулиса 3;

p₅ - число кинематических пар пятого класса, которыми являются: вращательная, образованная кривошипом 2, жестко соединенным с валом 9 электродвигателя 10, и электродвигателем; поступательная, образованная поршнем 7 кулисы 3 и цилиндром 8;

р₄ - число кинематических пар четвертого класса, равное единице.

В механизме такая пара четвертого класса только одна и она образована пальцем 4 кривошипа 2 и кулисой 3, в направляющей 5 которой размещен свободный конец пальца.

Кривошипно-кулисный механизм с поступательно движущейся кулисой работает следующим образом.

Вал 9 при включенном в работу электродвигателе 10 вращается вместе с кривошипом 2 с большой угловой скоростью. Палец 4 кривошипа 2 своим свободным концом, расположенным в направляющей 5 кулисы 3, воздействует на кулису, заставляя ее совершать колебания с большой частотой. Поршень 7, жестко соединенный посредством штока 6 с кулисой 3, также будет совершать колебательное движение с большой частотой, находясь в цилиндре 8. Положение кривошипа 2 на стойке 1, при котором ось вращения его расположена под прямым углом к плоскости, по которой перемещается кулиса 3, и присоединение к свободному от стойки концу кривошипа пальца 4, свободный конец которого размещен в направляющей 5 кулисы, делают кривошипно-ползунный механизм с поступательно движущейся кулисой, состоящим из двух подвижных звеньев - кривошипа и кулисы. Подвижное соединение кулисы 3 непосредственно с кривошипом 2 делают возможным придавать кулисе колебательное движение с высокой частотой.

Превышение ширины направляющей 5 кулисы 3 диаметра пальца 4 кривошипа 2 и превышение длины направляющей кулисы диаметра описываемой пальцем окружности обеспечивают синхронное движение подвижных звеньев механизма.

Технико-экономическая эффективность от использования изобретения достигается за счет повышения надежности в условиях работы при больших частотах колебаний поршня и упрощения конструкции, что стало возможным благодаря выполнению кривошипно-кулисного механизма с поступательно движущейся кулисой, состоящего из двух подвижных звеньев - кривошипа и кулисы, и присоединению кулисы непосредственно к кривошипу с возможностью их перемещения относительно друг друга.