Гармонический генератор Советский патент 1976 года по МПК G06G3/06 

Изобретение относится к аналоговым механическим вычислительным устройствам и может быть иснользовано при исследовании динамических и статических характеристик систем активным методом, например при определении конструкционного демпфирования материалов, а также в устройствах гармонического и спектрального анализа, в частности при определении нестационарных характеристик моделей летательных аппаратов в аэродинамических трубах методом вынужденных колебаний.

Известны механические генераторы гармонических колебаний на базе кривошипно-шатунного или кривошипно-кулисного механизмов 1.

Однако известные генераторы не обеспечивают высокой точности.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является генератор, содержащий махових с двумя кривошипа мн, который укреплен на валу приводного механизма, ползун, платун, пружины и кулису, установленную в направляющих на основании (2.

Этот генератор имеет большие габариты.

Цель изобретения - уменьшение габаритов генератора.

Это достигается тем, что в генераторе ползун сочленен шарнирно через шатун с первым кривошипом и посредством пружин с кулисой.

которая соединена с вторым кривошипом; первый кривошип укреплен на маховике между центром его врашения и вторым крнвошипом, а радиус враш.е,ния аервого .кривошил смещен по отношению к радиусу вращения второго кривошипа на фиксированный угол. Такой генератор имеет меньшие габариты и повышенную точность.

На фиг. 1 приведен внешний вид генератора; на фиг. 2 - его кинематическая схема.

Механический гармонический генератор (фиг. 1) содержит основание /, привод .2, вал 3, маховик 4, коленчатый палец 5 первого кривошипа 6 и второго кривошипа 7, кулису S, шатун (поводок) 9, ползун 10, две пружины 11, направляющие кулисы 12 и ползуна 13. Радиус кривошипа 6 равен длине шатуна 9.

Работает генератор следующим образом.

При вращении вала 3 с постоянной угловой скоростью со ползун 10 совершает возвратно-поступательное движение в направляющих 18 по гармоническому закону

y{t) 2jRiSin(o/, где Ri -радиус кривошипа 6.

Для вывода ползуна 10 из «мертвых точек он посредством двух пружин 11 связа) с кулисой 8, в прорези которой перемещается кривошип 7 с радиусом R2, вдвое превышающим радиус кривошипа 6. При этом для созДания избыточного усилия на ползун 10 при нахождении кривошипа 6 в одном из вертикальных положений, кривошин 7 сдвинут относительно него в плоскости маховика с опе- л;

режением на угол а агс51П-7Г -

бочий ход пружин (разность в длинах пружины в нормальном и максимально растянутом или сжатом состоянии). Это облегчает работу генератора.

Таким образом, кулиса 5 совершает возвратно-поступательное движение в направляющих 12 также по гармоническому закону г/к (t)

г/к(0 sin (со + а) 2Ri sin (w/ + а).

(При этом искажения в движении кулисы за счет имеющихся между ее прорезью и кривошипом 7 люфтов не влияют на закон движения ползуна 10, который строго гармоничен.

На фиг. 2 показаны две стадии расноложенйя кинематических элементов генератора, когда кри.воши11 6 находится в одном из горизонтальных (I) и вертикальных (II) положениях.

Достоинством генератора является то, что при уменьшении угла передачи движения от кривошипа 6 к ползуну 10, угол передачи

движения от кривошипа 7 к кулисе 8 существенно увеличивается, что обеспечивает работоспособное перемещение ползуна по гармоническому закону.

Формула изобретения

Гармонический генератор, содержащий маховик с двумя кривошипами, который укреплен на валу приводного механизма, ползун, шатун, пружины и кулису, установленную в направляющих на основании, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов генератора, в нем ползун сочленен шарнирдо через щатун с первым кривошипов и посредством пружин с кулисой, которая соединена € вторым кривошипом, первый кривошип укреплен на маховике между центром его вращения и вторым кривощипом, а радиус вращения первого кривошипа смещен по отношению к радиусу вращения второго кривошипа на фиксированный угол.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Авт. св. № 399871, Кл. G 06 G 3/06, 1972.

2. Ордынцев В. М. Автоматизация математического описания объектов управления, «Машиностроение, М., 1969, с. 35-39 (прототип).

12

9иг. 1

97 / /

/ /УУ// / Л/ ///////////

12

Л