Шарнирный четырехзвенник Советский патент 1993 года по МПК F16F15/22 

Изобретение относится к уравновешиванию механизмов и может быть использовано для исключения вибраций, передающихся на фундамент машинного агрегата от механизма шарнирного четы- рехзвенника.

Целью изобретения является повышение качества уравновешивания.

Для достижения поставленной цели в шарнирном четырехзвеннике, содержащем кривошип, шатун, коромысло, стойку и механизм уравновешивания, механизм уравновешивания образован первым стержнем, шарнирно соединенным с серединой коромысла, ползуном с направляющей, шарнирно закрепленным на первом стержне, штоком, перпендикулярным направляющей ползуна, и шарнирно соединенным со штоком вторым стержнем, другим своим концом шарнирно связанным с шатуном, линия продолжения направляющей ползуна проходит через шарнир коромысло-стойка, расстояние между шарнирами коромысло- стойка и коромысло-первый стержень равно длине первого стержня, расстояние между шарнирами второй стержень-шатун и шатун-коромысло равно длине второго стержня, а параметры механизма определены зависимостями

И - hSyi 0; Sx2 + dslna(m3 + m5) 0; 3x1 0;

Зхз 0; Sx4 0; Sx5 0; SX6 0; Sx 0;

3У2 - l2(mi + Syil . 1) - (la - dcosa)(тз + +m5) 0; .(1)

SV3 + ls(mi + Syil 1) + 1з(1/2та + тз + + 1 /2гп4 + ms) 0;

3У4 + 1 /21зт4 0; Sys + Urns 0; Sye 0; Sy 0;

l2 - (l22 - d2)(m3 + ms) - l22(mi + Syif1i) l5 - Г41П5 0;

з + I23(mi + Syil 1i + 12з(1/4т2 + тз + + 1/4m4 + m5)- М- 1/4Гзгп4 0; . где И, la, 1з, 14 длины кривошипа, шатуна, коромысла, второго стержня соответственно;

3x1, 5x2, 5x3, 3x4, 3x5, Зхб, 8x7- статиче- ские моменты масс кривошипа, шатуна, коромысла, первого и второго стержней, ползуна и штока относительно продольных осей этих звеньев соответственно;

3У1, 3У2, 5уз, 3У4. 3У5, 3У6, 3У7 -статические моменты масс кривошипа, шатуна, коромысла, первого и второго стержней, ползуна и штока относительно поперечных осей этих звеньев соответственно;

Ji. J2, Js, Js. Je, J - моменты инерции масс кривошипа, шатуна коромысла, первого и второго стержней относительно точек

пересечения продольных и поперечных осей этих звеньев соответственно;

гтп, та, тз, гп4, ms - массы шатуна, первого и второго стержней, ползуна и штока соответственно;

d - расстояние между шарнирами кривошип - шатун и шатун - второй стержень; О. - угол между прямой, проходящей через центры шарниров кривошип - шатун, шатун - коромысло, и прямой, проходящей через центры шарниров кривошип - шатун и шатун - второй стержень.

На чертеже приведена схема шарнирного четырехзвенника с предлагаемым уравновешивающим приспособлением.

Шарнирный четырехзвенник состоит из кривошипа 1, шатуна 2, коромысла 3, стойки 4. Кривошип 1, шатун 2, коромысло 3 соединены между собой шарнирами 5 и 6. Криво- шип 1 и коромысло 2 присоединены шарнирно к стойке в точках 7, 8.

Для уравновешивания в четырехзвенник введено уравновешивающее устройство, механизм уравновешивания образован первым стержнем 9, соединенным с серединой коромысла 3 шарниром 13, ползуном 11 с направляющей 17, закрепленным на первом стержне 9 шарниром 14, штоком 12, перпендикулярным направляющей ползуна чу, и шарнирно соединенным со штоком 12 вторым стержнем 10, другим своим концом шарнирно связанным с шатуном 2, линия продолжения направляющей 17 проходит через шарнир 8, расстояние между шарни- рами 8 и 13 равно длине первого стержня 9, расстояние между шарнирами 15 и б равно длине второго стержня 10, а параметры механизма определены зависимостями

h - liSyi 0; 3x2 + dsln о(тз + ms) 0; 3x1 0;

Зхз 0; 3x4 0; SX5 0; SX6 0; SX7 0; 3У2 - a(nii + Syi.r1i) - (la - dcosa)(тз + + ms) 0;

Зуз + 1з(т1 + Syil 1i) + 1з(1/2т2 + тз + +1/2гп4 + т5) 0;

3У4 + 1 /21зт4 0; 3У5 + Ums 0; Sye 0; 3У7 0;

l2 - (l22 - dz)(m3 + m5) - l22(mi + Syif1) -l5 - I 4ГП5 0;

|3 + |23(mi + Syif10 + 12з(1/4гп2 + тз + +1/4гг14 + ms) - Ц - 1/41 згп4 0; гдеН, 1а, 1з, U-длины кривошипа 1, шатуна 2, коромысла 3, второго стержней 10 соответственно;

5x1. 3x2, 3x3, 3Х4, 3x5. 3Х6, 3x7 - статиче- ские моменты масс кривошипа 1, шатуна 2, коромысла 3, первого .9 и второго 10 стержней, ползуна 11 и штока 12 относительно продольных осей этих звеньев;

Syi, Sy2, Sy3. Sy4, Sys, Sy6. Sy - статиче- ские моменты масс кривошипа 1, шатуна 2, коромысла 3, первого 9 и второго 10 стержней, ползуна 11 и штока 12 относительно поперечных осей этих звеньев; .

Ji, J2, Ja, Js, J6. J - моменты инерции масс кривошипа 1, шатуна 2, коромысла 3, первого 9 и второго 10 стержней относительно точек пересечения продольных и поперечных осей этих звеньев;

mi, гп2, гпз, гп4, ms - массы шатуна 2, первого 9 и второго 10 стержней, ползуна 11 и штока 12;

d - расстояние между шарнирами 5 и 15;-

а. - угол между прямой, проходящей через центры шарниров 5 и 6, и прямой, проходящей через центры шарниров 5, 15.

Кривошип 1 приводится во вращение двигателем, расположенным на общей с механизмом стойке 4 (двигатель не изображен на схеме). Движение через шатун 2 передается на коромысло 3, совершающее вращательное движение вокруг шарнира 8.

Посредством шарнирной связи 13 движение от коромысла 3 передается на первый стержень 9, другой конец которого скользит по стойке А вдоль направляющей 17 вместе с ползуном 11. Принятое в заявке равенство длин уравновешивающего стер; жн.я 9 и расстояния между шарнирами 8, 13 позволяет обеспечить следующую кинематическую зависимость между угловыми ускорениями звеньев

$з #& , . где 2 , рз - угловые ускорения соответственно коромысла 3 и первого уравновешивающего стержня 9.

Посредством шарнирной связи 15 движение от шатуна 2 передается на второй уравновешивающий стержень 10, другой конец которого шарнирно соединен со штоком 12. Принятое в заявке расположение шарнира 13, равенство расстояния между шарнирами 8, 13 и длины первого уравнове- шивающего стержня 9, а также перпендикулярность штока направляющей ползуна обеспечивают следующее свойство уравновешивающего устройства: линия продолжения штока проходит через шарнир 6. Это свойство, а.также принятое в заявке равенство длины второго, уравновешивающего стержня 10 расстоянию между шарнирами 15 и 16 позволяет обеспечить следующую кинематическую зависимость между угло- выми ускорениями

р/ -

где 1 , угловые ускорения соответственно шатуна 2 и второго стержня 10,

Наличие подобных зависимостей между угловыми ускорениями звеньев и соотношений масс, моментов инерции, длин, описываемых системой уравнений (1), обеспечит равенство нулю главного вектора и главного момента сил инерции. Следовательно, на стойку машинного агрегата не будут передаваться вибрации от механизма шарнирного четырехзвенника.

Формула изобретения

Шарнирный четырехзвенник, содержащий кривошип, шатун, коромысло, стойку и механизм уравновешивания, л и ч а ю - щ и и с я тем, что, с целью повышения качества уравновешивания, механизм уравновешивания образован первым стержнем, шарнирно соединенным с серединой коромысла, ползуном с направляющей, шарнирно закрепленным на первом стержне, штоком, перпендикулярным направляющей ползуна, и шарнирно соединенным со штоком вторым стержнем, другим своим концом шарнирно связанным с шатуном,линия продолжения направляющей ползуна проходит через шарнир коромысло - стойка, расстояние между шарнирами коромысло -. стойка и коромысло - первый стержень равно длине первого стержня, расстояние между шарнирами второй стержень - шатун и шатун - коромысло равно длине второго стержня, а параметры механизма определены зависимостями

. ti - hSyi 0; Sx2 + dsin«(m3 + ms) 0; SX1 0; Sx3 0; SX4 0; Sx s 0; Sxf 0; Sx 0;

Sy2 - l2(mi + Syl 1i) - (12 - dcos а)(тз + + ms) 0;

5уз + l3(mi + SyiT1i) + 1з(1/2гп2 + тз + +1/2rri4 + ГП5) 0;

з т4 0; 5У5 + Urns 0; 5Уб 0; Sy7 0;.

b - (I22 - сГХтз + ms) - l22(mi + Syil 1i) - -l5-nim5 0;

з + I23(mi + Syi I 1i) + 12з(1/4т2 + тз + +1/4гл4 +ms)-UI23 /4ггм. 0;

где h, l2, з, Ц длины соответственно кривошипа, шатуна, коромысла, второго уравновешивающего стержня;

5x1. 5x2, 5x3, 5x4, 5x5, 5x6, 5x7 - статические моменты, масс соответственно кривошипа, шатуна, коромысла, первого и . второго стержней, ползуна и штока относительно продольных осей этих звеньев;

Syi, Sy2, 5уз, 5у4, 5у5. 5У6, 5У7 - статические моменты масс соответственно кривошипа, шатуна, коромысла, первого и второго стержней ползуна и штока относительно поперечных осей этих звеньев;

li, 12. 1з, 14. Is - моменты инерции массd - расстояние между шарнирами крисоответственно кривошипа, шатуна, коро-вошип - шатун и шатун - второй стержень;

мысла, первого и второго стержней относи-а -угол между прямой, проходящей

тельно точек пересечения продольных ичерез центры шарниров кривошип - шатун,

поперечных осей этих звеньев;5 шатун - коромысло, и прямой, проходящей

mi, гп2, тз, ггм, ms- массы соответствен-через центры шарниров кривошип - шатун

но шатуна, первого и второго стержней, пол-и шатун - второй стержень, зуна и штока; .

Изобретение относится к уравновешиванию механизмов. Цель изобретения - повышение качества уравновешиваний. Шарнирный четырехзвенник состоит из кривошипа 1, шатуна 2, коромысла 3, стойки 4. Кривошип 1, шатун 2, коромысло 3 соединены между собой шарнирами 5 и 6. Кривошип 1 и коромысло 2 присоединены шар- нирн.о к стойке в точках 7, 8. Для уравновешивания в четырехзвенник введено уравновешивающее устройство . механизм уравновешивания образован первым стержнем 9, соединенным с серединой коромысла 3 шарниром 13, ползуном 11 с направляющей 17, закрепленным на первом стержне 9 шарниром 14, штоком 12, перпендикулярным направляющей ползуна 17 и шарнирно соединенным со штоком 12 вторым стержнем 10, другим своим концом шарнирно связанным с шатуном 2. Линия продолжения направляющей 17 проходит через шарнир 8, расстояние между шарнирами 8 и 13 равно длине первого стержня 9, расстояние между шарнирами 15 и 6 равно длине второго стержня 10. 1 ил. С/)