Стенд гармонических колебаний Советский патент 1992 года по МПК F16H21/00 

Изобретение относится к экспериментальной технике и может быть использовано для испытания гравиинерционной аппаратуры на стендах с подвижным основанием,

Известен приводной механизм стенда линейных перемещений с регулируемым кривошипом на входном звене, с наличием в приводе средств регулирования кривошипа на ходу.

Однако в данном стенде линейных перемещений применяется приводной механизм, в котором используется кинематическая связь звеньев кривошипа через вилку, кулису и выходное звено, шатун с платформой и дифференциал, что усложняет конструкцию стенда. Кроме того, наличие в известном приводном механизме большого количества зубчатых колес приводит к потере кинематической точности закона движения платформы стенда из-за

накопленных погрешностей в зубчатых зацеплениях. При этом искажение закона синусоидального движения платформы стенда достигает 7%.

Известен приводной механизм стенда, имеющий признаки, сходные с признаками, отличающими заявленное решение.

Однако этот приводной механизм не позволяет получать точный синусоидальный закон перемещения платформы стенда гармонических колебаний.

Известен ряд механизмов, имеющих признаки, сходные с признаками, отличающими заявленное решение, но имеющие другие свойства. Эти механизмы могут быть использованы в качестве приводного механизма стенда гармонических колебаний.

Однако предлагаемая совокупность признаков не обеспечивает расширение киVI

О 00

ю ю

нематических возможностей приводного механизма стенда.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является стенд гармонических колебаний, содержащий платформу с приводным механизмом и транслятор, который выполнен в виде двух параллелограммов с общим звеном, на концах которого закреплены два соединенных между собой зубча- тых колеса одинакового радиуса, при этом одно из звеньев первого параллелограмма жестко связано с первым зубчатым колесом, одно из звеньев второго параллелограмма шарнирно соединено : платформой, причем приводной механизм выполнен в виде сферического кривошипа регулируемой длины, кинематически связанного через кардан и дифференциал суказанным звеном первого параллелограмма.

Данный стенд имеет следующие недостатки:

усложнение конструкции стенда из-за использования приводного механизма с зубчатыми колесами, выполненного в виде дифференциала;

не обеспечивает требуемое качатель- ное движение выходного звена приводного механизма из-за погрешностей, накопляемых в зубчатых зацеплениях дифференциа- ла (зазоры, мертвый ход и т. п.);

осуществляет горизонтальное перемещение платформы с прибором лишь при двойном подвесе рычажного механизма;

приводной механизм не обеспечивает расширение кинематических возможностей стенда.

Цель изобретения - упрощение конструкции и расширение кинематических возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в стенде гармонических колебаний, содержащем основание, приводной механизм, связанное с его валом выходное звено и транслятор, состоящий из двух параллелог- раммов, имеющих общее звено, двух одинаковых зубчатых колес, закрепленных на общем звене параллелограммов и кинематически связанных между собой, и платформы, при этом одно из необщих звеньев первого параллелограмма жестко связано с одним из зубчатых колес и кинематически - с выходным звеном приводного механизма, а параллельные необщие звенья второго параллелограмма шарнирно связаны с плат- формой и одно из них - жестко с вторым зубчатым колесом, приводной механизм выполнен в виде закрепленного на его валу дугообразного кривошипа регулируемой длины, дугообразного шатуна, закреплен-

ного на кривошипе посредством цилиндрического шарнира, двух ползунов, установленных на шатуне с возможностью перемещения вдоль него и фиксации, двух вилок, связанных с возможностью вращения относительно взаимно перпендикулярных осей, вдоль одной из которых расположено выходное звено, и двух поводков, каждый из которых одним концом жестко связан с соответствующей вилкой, а другим - шарнирно с соответствующим ползуном.

На фиг. 1 изображена схема стенда гармонических колебаний; на фиг, 2 - схема приводного механизма и возможные траектории движения его звеньев,

Стенд гармонических колебаний содержит приводной механизм, выполненный в виде закрепленного на его валу 1 дугообразного кривошипа 2 регулируемой длины, дугообразного шатуна 3, закрепленного на кривошипе посредством цилиндрического шарнира, ползунов 4 и 5 с опорами для поводков 6 и 7, которые через вилки 8 и 9 связаны с вертикальным и горизонтальным валами 10 и 11 с возможностью их вращения вокруг взаимно перпендикулярных осей. Регулируемый угол раствора (Г фиксируют по делениям линейки винтами 12.

Выходное звено (вал) 11 кинематически связано с транслятором стенда, состоящего из двух параллелограммов ABCD и BDEG с рычагами 13 и 14 равной длины, шарнирно связанными с опорами А и С основания и рычагами 15 и 16, имеющими общее звено 17, на котором шарнирно закреплены зубчатые колеса 18 и 19 одинакового радиуса, кинематически связанные между собой.

При этом зубчатое колесо 18 жестко связано с рычагом 13 первого параллелограмма, кинематически связанного с выходным звеном приводного механизма, а зубчатое колесо 19 жестко связано с рычагом 16 второго параллелограмма BEGD (на фиг. 1 показан двумя крестиками), параллельные звенья которого шарнирно связаны с платформой 20 с испытуемым прибором 21.

Звенья приводного механизма и рычаги первого параллелограмма имеют опоры на основании 22.

Стенд работает следующим образом.

Настраивают приводной механизм стенда на требуемую амплитуду перемещения платформы 20 с испытуемым прибором 21. При этом раздвигают ползуны 4 и 5 с поводками 6 и 7 с помощью винтов 12, фиксируют их на требуемый угол 5 , Установку осуществляют так, чтобы соблюдалось равенство углов раствора д (показано на фиг. 1).

Включают электродвигатель. Вал 1 приводит в движение (показано стрелками на фиг. 2) дугообразный кривошип 2 приводно- го механизма. При своем движении (по эллиптической орбите I и II, фиг. 2) дугообразный кривошип 2 через цилиндрический шарнир и дугообразный шатун 3 вовлекает в движение закрепленные на нем ползуны 4 и 5 с поводками 6 и 7, при этом движение поводков осуществляется в обратную сторону (показано на фиг. 2 стрелкой). При этом поводок б совершает качательное движение в горизонтальной плоскости, а поводрк 7 - в вертикальной.

Движение от поводков 6 и 7 передается на вилки 8 и 9 и далее на взаимно перпендикулярные оси валов 10 и 11. Последние совершают кзчательные движения с перио- дом колебания Т (показано на фиг. 2 стрелками). От выходного вала 11 приводится в движение транслятор стенда, который через рычаги параллелограммов ABCD и EBDG передает движение платформе 20 с закрепленным на ней прибором 21.

Движение звеньев приводного механизма осуществляют по закону:

sin V 2 sin d sin #,(1)

где 1р - угоЛ между валом 1 и поводком 7 (фиг. 1);

д - регулируемые углы раствора между поводками 6 и 7 и осью дугообразного шатуна 3.,

Перемещение S платформы производится по закону:

S 2lsin 5-sin

2л:

t,

(2)

где S - перемещение;

5 10 15

0 5

0

5

0

I - длина стержней поводков;

Т-период качательного движения вала;

t - время перемещения.

Задавая различные значения угла , получают требуемые условия испытаний и законы изменения амплитуд перемещений.

Формула изобретения , Стенд гармонических колебаний, содержащий основание, приводной механизм, связанное с его валом выходное звено и транслятор, состоящий из двух-параллелог- раммов, имеющих общее звено, двух одинаковых зубчатых колес, закрепленных на общем звене параллелограммов и кинематически связанных между собой, и платформы, при этом одно из необщих звеньев первого параллелограмма жестко связано с одним из зубчатых колес и кинематически - с выходным звеном приводного механизма, а параллельные необщие звенья второго параллелограмма шарнирно связаны с платформой и одно из них - жестко с вторым зубчатым колесом, о т л и чаю щ и.й с я тем, что, с целью упрощения конструкции и расширения кинематических возможностей, приводной механизм выполнен в виде закрепленного на валу дугообразного кривошипа регулируемой длины, дугообразного шатуна, закрепленного на кривошипе посредством цилиндрического шарнира, двух ползунов, установленных на шатуне-с возможностью перемещения вдоль него и фиксации, двух вилок, установленных с возможностью вращения относительно взаимно перпендикулярных осей, вдоль одной из которых расположено выходное звено, и двух поводков, каждый из которых одним концом жестко связан с соответствующей вилкой, а другим - шарнирно с соответствующим ползуном.

.

Jh

ч

Изобретение относится к экспериментальной технике и может быть использовано для испытаний стендовой аппаратуры для метрологической проверки гравиинерци- альных систем. Цель изобретения - упроще- ние конструкции и расширение кинематических возможностей. При вращении вала движение посредством дугообразного кривошипа и дугообразного шатуна передается поводкам и далее через вилки на взаимно перпендикулярные оси валов, которые совершают качательное движение с определенным периодом колебаний Т. Через выходной вал приводится в движение транслятор стенда, который через рычаги передает движение платформе. 2 ил. С/)