ШАРНИРНО-РЫЧАЖНЫЙ МЕХАНИЗМ Российский патент 2017 года по МПК F16H21/00 F16H21/38 F16F1/18 

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано в различных машинах и механизмах.

Известны шарнирно-рычажные механизмы, содержащие основную стойку, кривошип, шатун, ведомое звено и устройство, способствующее прохождению мертвых положений, выполненное в виде пальцев, размещенных на шатуне, и упоров, размещенных либо на основной стойке /см. Артоболевский И.И. Механизмы в современной технике, М., "Наука", 1970, т. 1, с. 387, фиг.642 [ 1 ] /, либо на дополнительной стойке, установленной на основной стойке под шатуном в центральной его части / см. [1 ], с.388, фиг. 643 /.

Недостатками данных устройств являются сложность конструкций механизмов и возможность возникновения динамических нагрузок при его работе.

Известен также шарнирно-рычажный механизм, содержащий стойку и установленные на ней с возможностью поворота ведущий кривошип и ведомое звено, шарнирно соединенный с ними шатун и воздействующее на ведомое звено приспособление для вывода механизма из мертвых положений / см. [1 ], с. 379, фиг. 629 /.

Недостатком данного устройства является значительное усложнение конструкции механизма, объясняемое выполнением приспособления для вывода механизма из мертвых положений в виде дополнительного параллелограмма.

Также известен шарнирно-рычажный механизм, кривошипы параллелограмма которого выполнены в виде двух равных по диаметру эксцентриков, а шатун снабжен расширенными втулками, что способствует прохождению мертвых положений /см. [ 1 ], с. 375, фиг. 624/.

Недостатком данного устройства является предельная сложность конструкции.

Известны выпуклые / хлопающие / мембраны, характеризующиеся релейной потерей устойчивости при нагружении заданной величиной нагрузки с выпуклой стороны, сопровождающейся скачкообразным переходом в новое устойчивое состояние с противоположным направлением выпуклости, и используемые в реле для быстрого замыкания и размыкания контактов /см. Андреева Л.Е. Упругие элементы приборов, М., Машгиз, 1962, с. 311-315 [ 2 ]/.

Известны также аналогичные по принципу действия упругие пластинчатые элементы с двумя устойчивыми состояниями, выполненные в виде свободно с возможностью раздвижения установленной краями на опоре части полого тонкостенного цилиндра, и также используемые в реле включения-выключения в качестве плоской пружины /см. а.с. СССР №1798560, кл. F16F 1/10, 1989 [ 3 ]; а.с. СССР №1203260, кл. F60F 1/10, 1984 [ 4 ]/.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков является шарнирно-рычажный механизм, содержащий стойку, установленные на ней с возможностью поворота ведущий кривошип и ведомое звено, шарнирно соединенный с ними шатун, и воздействующее на ведомое звено приспособление для вывода механизма из мертвых положений, выполненное в виде постоянных магнитов, установленных попарно на стойке и ведомом звене, а одна из пар магнитов смещена относительно прямой, проходящей через ось вращения ведущего кривошипа и ведомого звена /см. а.с. СССР №759781, кл. F16Η 21/38, 1978 [ 5 ]/, и принятый за прототип.

Недостатками устройства-прототипа являются резкое усложнение конструкции из-за необходимости применения двух пар постоянных фигурных магнитов, их сложной точной сборки и регулировки для стабильного момента времени срабатывания, а главное использование специальной расширенной втулки с двумя парами магнитов, охватывающей дополнительный ротор с другой парой магнитов, на котором установлено ведомое звено, требует специальной перестройки конструкции и требует, тем самым, специфичности конструкции, что предельно сужает области применения данного устройства.

Сущность изобретения заключается в создании простого и стандартного приспособления для вывода механизма из мертвых положений, не требующего специальной регулировки и перестройки конструкции механизма, устанавливаемого в его свободном пространстве между стойкой и шатуном в зоне перемещений последнего, и имеющего универсальную возможность установки в принципе в зоне любого звена механизма: ведущего, ведомого или шатуна.

Технический результат - упрощение конструкции устройства и его регулировки, расширение возможностей применения.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном шарнирно-рычажном механизме, содержащем стойку, установленные на ней с возможностью поворота ведущий кривошип и ведомое звено, шарнирно соединенный с ними шатун и воздействующее на одно из звеньев приспособление для вывода механизма из мертвых положений, включающее постоянный магнит, особенность заключается в том, что приспособление для вывода механизма из мертвых положений представляет собой воздействующий на шатун через закрепленную в его средней части ферромагнитную полосу упругий релейный пластинчатый элемент с двумя устойчивыми состояниями с противоположными направлениями выпуклости, выполненный в виде части полого тонкостенного цилиндра, свободно с возможностью раздвижения установленного краями на стойке рядом с шатуном параллельно плоскости его перемещений и в зоне его мертвого положения симметрично относительно прямой, проходящей через оси вращения ведущего кривошипа и ведомого звена, а постоянный магнит закреплен в центре поверхности пластинчатого элемента на участке его экстремальной выпуклости.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена схема шарнирно-рычажного механизма с положениями его звеньев в последовательные моменты движения, включая момент прохождения мертвых положений при движении шатуна вниз; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1.

Шарнирно-рычажный механизм содержит стойку 1, установленные на ней с возможностью поворота ведущий кривошип 2 и ведомое звено 3, соединенный с ними шарнирами 4 шатун 5 и воздействующее на шатун 5 приспособление для вывода механизма из мертвых положений. При этом приспособление для вывода механизма из мертвых положений представляет собой закрепленную в средней части шатуна 5 на его боковой плоской поверхности ферромагнитную полосу 6 и упругий релейный пластинчатый элемент 7 с двумя устойчивыми состояниями с противоположными направлениями выпуклости, выполненный в виде части полого тонкостенного цилиндра, свободно с возможностью раздвижения установленного краями в горизонтальных прямолинейных направляющих 8, установленных с помощью дополнительных вертикальных стоек 9 на стойке 1 рядом с шатуном 5 со стороны ферромагнитной полосы 6 параллельно плоскости их перемещений и в зоне мертвого положения шатуна 5 симметрично относительно прямой, проходящей через оси вращения 10, 11 соответственно ведущего кривошипа 2 и ведомого звена 3, а также закрепленный в центре поверхности пластинчатого элемента 7 вдоль участка его экстремальной выпуклости, параллельного шатуну 5, постоянный стержневой магнит 12, предназначенный для силового взаимодействия пластинчатого элемента 7 с шатуном 5 через ферромагнитную полосу 6. Следует отметить, что возможен вариант исключения ферромагнитной полосы 6 и выполнения шатуна 5 из ферромагнитного материала.

Предлагаемый шарнирно-рычажный механизм работает следующим образом.

При повороте кривошипа 2 против хода часовой стрелки /показан стрелкой на фиг. 1/ ведомое звено 3 поворачивается в том же направлении, а шатун 5 движется вниз из текущего положения, показанного на фиг. 1,а, расположенного выше его мертвого положения. При подходе шатуна 5 к его мертвому положению /см. фиг. 1,б/ ферромагнитная полоса 6 притягивается к постоянному магниту 12 на пластинчатом элементе 7, и далее вниз шатун 5 движется вместе с магнитом 12, деформируя установленный исходно выпуклостью вверх упругий пластинчатый элемент 7. В момент прохождения механизмом мертвого положения /немного раньше, что осуществляется точной регулировкой/, при котором шатун 5 расположится вдоль прямой, проходящей через оси вращения 10, 11 ведущего кривошипа 2 и ведомого звена 3 /см. фиг. 1,в/ пластинчатый элемент 7 релейно скачком сработает /щелкнет/ в положение с выпуклостью вниз вместе с шатуном 5 /см. фиг. 1,г/, после чего шатун 5 дальше идет вниз до отрыва ферромагнитной полосы 6 от постоянного магнита 12 /см. фиг. 1,д/. Далее поворот механизма сопровождается движением шатуна 5 вверх, скачкообразным срабатыванием элемента 7 обратно в положение выпуклостью вверх с одновременным повторным скачкообразным переходом шатуном 5 мертвого положения при его движении снизу вверх.

Очевидно, что предлагаемая принципиально новая, по мнению заявителя, конструкция приспособления для вывода механизма из мертвых положений позволяет резко упростить весь механизм в целом, сократить практически до минимума процесс его регулировки, добиться практически универсальности механизма, то есть предельно широкого применения за счет возможности снабжения вышеуказанным приспособлением практически любого звена подобных механизмов различного типа и характера движения, причем в качестве релейного пластинчатого упругого элемента могут быть использованы механические элементы другого типа, вместо дополнительных ферромагнитного элемента и постоянного магнита можно изготавливать сами рабочие звенья механизма и упругие элементы приспособления из вышеуказанных материалов.

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к шарнирно-рычажным механизмам. Шарнирно-рычажный механизм содержит стойку, ведущий кривошип, ведомое звено, шатун и приспособление для вывода механизма из мертвых положений. Указанное приспособление представляет собой закрепленную на шатуне ферромагнитную полосу и упругий релейный пластинчатый элемент. Пластинчатый элемент может иметь два устойчивых положения с противоположным направлением выпуклости. На элементе закреплен постоянный магнит, предназначенный для силового взаимодействия с шатуном. Достигается упрощение конструкции. 3 ил.

Шарнирно-рычажный механизм, содержащий стойку, установленные на ней с возможностью поворота ведущий кривошип и ведомое звено, шарнирно соединенный с ними шатун, и воздействующее на одно из звеньев приспособление для вывода механизма из мертвых положений, включающее постоянный магнит, отличающийся тем, что приспособление для вывода механизма из мертвых положений представляет собой воздействующий на шатун через закрепленную в его средней части ферромагнитную полосу упругий релейный пластинчатый элемент с двумя устойчивыми состояниями с противоположными направлениями выпуклости, выполненный в виде части полого тонкостенного цилиндра, свободно с возможностью раздвижения установленного краями на стойке рядом с шатуном параллельно плоскости его перемещений и в зоне его мертвого положения симметрично относительно прямой, проходящей через оси вращения ведущего кривошипа и ведомого звена, а постоянный магнит закреплен в центре поверхности пластинчатого элемента на участке его экстремальной выпуклости.