ШАРНИРНО-РЫЧАЖНЫЙ МЕХАНИЗМ Российский патент 2018 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 М.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 является сложность конструкций механизмов и возможность возникновения динамических нагрузок при их 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], c. 375, фиг. 624/.

Недостатком данного устройства является предельная сложность конструкции.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному 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 оси вращения ведущего кривошипа и ведомого звена /см. а.с. СССР №759781, кл. F16H 21/38, 1978 [2]/, 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 стабильности момента времени их срабатывания, а главное - использование специальной расширенной втулки с парой магнитов, охватывающей дополнительный ротор с другой парой магнитов, на которой установлено ведомое звено, что требует специальной перестройки конструкции механизма и ограничивает тем самым области возможного применения данного устройства.

Сущность изобретения заключается в создании шарнирно-рычажного механизма с предельно простой и стандартной конструкцией приспособления для вывода механизма из мертвых положений, не требующей практически никакой перестройки механизма, специальной регулировки, применения сложных элементов и обеспечивающей широкие возможности применения.

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 основание, установленные на нем с возможностью шарнирного поворота ведущий кривошип и ведомое звено, также шарнирно соединенный с ними шатун и воздействующее на ведомое звено приспособление для вывода механизма из мертвых положений, включающее постоянный магнит, особенность заключается в том, что постоянный магнит выполнен П-образной формы и навернут с помощью резьбового соединения центром своей перекладины на выступающую наружу часть неподвижной оси шарнирного соединения основания с ведомым звеном так, что торцевые поверхности боковых стоек постоянного магнита расположены рядом в параллельной плоскости с ведомым звеном, выполненным из ферромагнитного материала, и смещены по разные стороны относительно прямой, проходящей через оси вращения ведущего кривошипа и ведомого звена, направлении вращения механизма.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена схема шарнирно-рычажного механизма в текущих положениях его звеньев /фиг. 1а и фиг. 1в/ и в моменты прохождения механизмом двух мертвых положений /фиг. 1б и фиг.1г/; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1а.

Шарнирно-рычажный механизм содержит основание 1, установленные на нем с возможностью поворота в цилиндрических шарнирах 2 и 3 соответственно ведущий кривошип 4 и ведомое звено 5, также соединенный с ними шарнирами 6 шатун 7 и воздействующее на ведомое звено 5 приспособление для вывода механизма из мертвых положений, включающее постоянный магнит 8. Последний выполнен П-образной формы и навернут резьбовым отверстием 9, проделанным в центре поперечной перекладины: магнита 8, на выступающую наружу и снабженную резьбой 10 часть неподвижной оси 11 шарнирного соединения 3 основания 1 с ведомым звеном 5. При этом постоянный магнит 8 размещен в перпендикулярной движению механизма /звеньев 4, 5, 7/ плоскости, а торцевые поверхности 12, 13 боковых стоек /полюсов N и S/ постоянного магнита 8 расположены рядом в параллельной плоскости с ведомым звеном 5 механизма. Заданным при регулировке механизма разворотом магнита 8 в резьбовом соединении 9, 10 и фиксацией гайками 14, 15 обеспечено необходимое для эффективного вывода механизма из мертвых положений смещение торцевых поверхностей боковых стоек /полюсов/ постоянного магнита 8 по разные стороны относительно прямой, соединяющей оси вращения 2 и 3 соответственно ведущего кривошипа 4 и ведомого звена 5 в направлении вращения механизма, то есть поверхность 12 опережает поверхность 13 в направлении вращения механизма /в данном случае против часовой стрелки/. Ведомое звено 5 выполнено из ферромагнитного металлического материала, например сплава пермаллоя марок 50НП, 65НП, 79НМ, 34НКМП, что обеспечивает его силовой контакт с постоянным магнитом 8 за счет сил магнитного взаимодействия/притяжения ведомого звена 5 к магниту 8. Возможен вариант использования типового шарнирно-рычажного механизма с немагнитными звеньями, но нанесением на поверхность ведомого звена 5 в зоне его контакта с зазором с магнитом 8 ферромагнитного покрытия либо с прикреплением в этой зоне полосы из ферромагнитного материала, обращенной к поверхностям 12, 13 магнита 8.

Предлагаемый шарнирно-рычажный механизм работает следующим образом.

При повороте ведущего кривошипа 4 из текущего верхнего положения механизма /фиг. 1а/ против хода часовой стрелки /показан стрелкой/ ведомое звено 5 поворачивается в том же направлении, что и кривошип 4. В момент прохождения механизмом первого мертвого положения при движении его шатуна 7 сверху вниз /фиг. 1б/ ферромагнитное ведомое звено 5 притягивается к расположенной рядом с ним торцевой поверхности 12 полюса N постоянного магнита 8, данная сила магнитного притяжения создает крутящий момент, направленный в сторону вращения ведомого звена 5, способствующий релейному прохождению первого мертвого положения. Далее, после прохода нижнего текущего положения /фиг. 1в/ механизм достигает второго мертвого положения /фиг. 1г/. При этом сила магнитного притяжения ферромагнитного ведомого звена 5 к торцевой поверхности 13 полюса S постоянного магнита 8 опять создает крутящий момент, направленный в сторону вращения звена 5 и способствующий прохождению механизмом второго мертвого положения.

По мнению заявителя, предлагаемый шарнирно-рычажный механизм отличается как предельной простотой конструкции, так и характером регулировки относительного положения узлов для наиболее эффективного и стабильного прохождения механизмом мертвых положений при любых режимах движения, направлениях вращений, вращающих моментах на ведущем валу и т.п. В отличие от известных механизмов предлагаемая конструкция приспособления для прохождения мертвых положений практически универсальна, может быть вписана практически в любой типовой механизм без его существенных изменений и перестройки, что существенно расширяет области ее применения.

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к шарнирно-рычажным механизмам. Шарнирно-рычажный механизм содержит основание (1), установленные на нем с возможностью поворота в шарнирах (2, 3) ведущий кивошип (4) и ведомое звено (5). С ведомым звеном (5) шарнирно соединен шатун (7). Приспособление для вывода механизма из мертвых положений выполнено в виде П-образного постоянного магнита (8), навернутого перекладиной на выступающую ось шарнирного соединения основания с ведомым звеном. Полюса магнита расположены рядом в параллельной плоскости с ведомым звеном, выполненным ферромагнитным, и смещены по разные стороны относительно прямой, соединяющей оси вращения ведущего кривошипа и ведомого звена. Достигается упрощение конструкции. 2 ил.

Шарнирно-рычажный механизм, содержащий основание, установленные на нем с возможностью шарнирного поворота ведущий кривошип и ведомое звено, также шарнирно соединенный с ними шатун и воздействующее на ведомое звено приспособление для вывода механизма из мертвых положений, включающее постоянный магнит, отличающийся тем, что постоянный магнит выполнен П-образной формы и навернут с помощью резьбового соединения центром своей перекладины на выступающую наружу часть неподвижной оси шарнирного соединения основания с ведомым звеном так, что торцевые поверхности боковых стоек постоянного магнита расположены рядом в параллельной плоскости с ведомым звеном, выполненным из ферромагнитного материала, и смещены по разные стороны относительно прямой, проходящей через оси вращения ведущего кривошипа и ведомого звена, в направлении вращения механизма.