Шарнирно-рычажной механизм Советский патент 1979 года по МПК F16H21/16 

1

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к шарнирно-рычажным механизмам, обеснечивающим преобразование вращательного движения ведущего звена в поступательное движение свободной вершины ведомого звена в одной плоскости.

Известны шарнирно-рычажные механизмы, содерисащие ненодвижную раму с двумя расположенными одна над другой опорами, поворотными вокруг двух осей координат, с установленным в верхней опоре кривошипом, длина которого равна расстоянию между опорами. Кривошип соединен аналогичной опорой с первой из двух шарнирных вершин ведомой кинематической цепи, состоящей из восьми равновеликих стержней, четырех равновеликих рычагов и двух распорных стержней, шарннрно соединенных с ведущей и ведомой вершинами, а также с нижней онорой механизма. Вторая шарнирная вершина механизма свободна и является ведомым звеном 1.

Недостатком данного механизма является неуравновешенность его ведомой кинематической цепи, центр тяжести которой при повороте смещается по вертикали, что не позволяет свободной вершине ведомой кинематичеекой цени занимать безразличное положение при ее перемещении в плоскости.

Целью настоящего изобретения является уравновешивание ведомой кинематической цепи и ограничение перемещения ее свободной шарнирной вершины в заданных пределах путем тормол ения.

Для этого нредлагаемый механизм снабжен уравновешивающим устройством, вылолненным в виде шарнирно укрепленного на нижней опоре цилиндра, внутри которого установлена тормозная пружина, одна еторона которой опирается на буртик цилиндра в нижней его части, а другая сторона - на накидную гайку пустотелого штока, размещенного соосно цилиндру внутри тормозной пр жины. в пустотелом штоке расположена вторая пружина уравновешивания с заданным предварительным

поджатием. Одна сторона пружины опирается на нижний внутренний буртик пустотелого штока, а другая - на шайбу, удерживаемую гайкой на тяге с проушиной, расположенной внутри пружины уравневешивания с возможностью соосного перемещения относительно пустотелого штока. Тяга с проушиной соединена через систему рычагов и тросов с шарниром ведомой вершины шарннрно-рычажного механизма и

снабжена площадкой для ограничения ее хода в пустотелом штоке на заданную величину. Система рычагов уравновешивающего устройства выполнена в виде соединенного с нустотелым штоком кронштейна, на осн которого под заданным углом друг к другу установлены два двуплечих рычага симметрично продольной оси уравновешивающего механизма. На рычагах установлены кулачки с проточками. Внутренние плечи рычагов соединены тросом, проходящим через ролик, установленный в проушине тяги, причем трос расположен в соответствующих нроточках кулачков, а внещние плечи рычагов шарнирно соединены тягами с ведомой вершиной шарнирно-рычажного механизма. На фиг. 1 представлен предлагаемый шарнирно-рычажный механизм; на фиг. 2- вид но стрелке А на фиг. i (уравновешивающее устройство) и разрез по Б-Б; на фиг. 3 - разрез В-В на фиг. 2 (цилиндр уравновешивающего устройства). Шарнирно-рычажный механизм содержит раму 1, на которой расположены две щарнирные опоры: верхняя 2 н нижняя 3. В верхней опоре 2 установлен кривошип 4, соединенный шарнирно с ведущей вершиной 5 ведомой кинематической цепи, которая состоит из восьми равновеликих стерл ней 6, четырех равновеликих рычагов 7 и двух распорных стержней 8, которые шарнирно соединены в вершинах 9, ведущей верщине 5, ведомой верщине 10, а также в нижней опоре 3. На опоре 3 при помощи скобы 11 и болта 12 шарнирно установлена крыщка 13, с которой жестко скреплен цилиндр 14. Цилиндр 14 имеет буртик 15, на который опирается нижним торцом тормозная пружина 16, а на ее верхний торец опирается накидная гайка 17, расположенная в верхней части пустотелого штока 18, размещенного внутри тормозной пружины 16. Предварительное поджатие тормозной пружины 16 обеспечивается набором регулировочных прокладок 19. В пустотелом штоке 18 установлена тяга 20 с проушиной 21 и выполнен буртик 22, на который опираетея нижний торец пружины уравновешивания 23, а верхний ее торец опирается на щайбу 24, удерживаемую гайкой 25, обеспечивающей предварительное поджатие пружины 23. На буртик 22 опирается площадка 26, укрепленная на тяге 20. В нижней части пустотелого штока 18 закреплен кронштейн 27 с опорными площадками 28. В кронштейне 27 выполнена ось 29, на которой установлены два двуплечих рычага 30. Внутренние плечи рычагов 30 имеют оси 31 с укрепленным на них тросом 32, проходящим через ролик 33, установленный в проушине 21. На внешних плечах рычагов 30 установ510 5 20 25 30 35 40 45 50 55 50 65 лены кулачки 34 с проточка.ми 35, в которых расположен трос 32. Внешние плечи рычагов 30 тягами 36 соединены с нроушиной 37, установленной на скобе 38, шарнирно соединенной с ведомой вершиной 10 механизма. Уравновешивание механизма производится следующим образом. Нри отклонении ведущего кривошипа 4 от вертикального положения ведомая вершина 10 начинает перемещаться из нейтрального положения, при этом происходит увеличение расстояния от нижней опоры 3 до ведомой вершины 10. Увеличение этого расстояния обеспечивается тем, что под действием тяг 36 происходит поворот двуплечих рычагов 30, что приводит к увеличению угла между ними. Под действием троса 32 происходит перемещение тяги 20 с проущиной 21, что обеспечивает деформацию пружины 23 уравновешивания. Тормозная пружина 16 не деформируется в этот период вследствие того, что усилие ее предварительного поджатия подбирается равным или несколько выше конечного усилия прз-жины уравновешивания, т. е. того зсилия, которое возникает при ее деформации, соответствующей крайнему нижнему положению двуплечих рычагов Зб, когда они опираются на площадки 28 кронштейна 27. После этого вступает в действие тормозная пружина 16, жесткость которой подбирается выше жесткости пружины 23 уравновешивания. Нри перемещении ведомой шарнирной вершины 10 в зоне действия пружины 23 уравновешивания происходит увеличение угла р, что обеснечивает увеличение плеча приложения усилий, действующих по направлению тяг относительно оси 29. Противодействующее же усилие, создаваемое пружиной 23, нанравлено по тросу 32, опирающемуея на проточки 35 кулачков 34, профиль которых и место расположения на внешних плечах рычагов 30 выбраны .таким образо.м, что по мере изменения угла р обеспечивается преобразование усилия пружины 23 уравновешивания к усилию, необходимому для уравновешивания механизма. Выполнение уравновешивающего устройства в шарнирно-рычажном механизме обеспечивает статическое уравновешивание ведомой вершины в любой точке заданного диапазона перемещения. Формула изобретения 1. Шарнирно-рычажный механизм, содержащий раму с двумя расноложенными одна над другой щарнирными опорами, поворотными вокруг двух осей координат, с установленным в верхней опоре кривошипом, длина которого равна расстоянию опорами, и соединенным аналогичной опорой с первой из двух шарнирных вершин

Ведомой кинематической цепи, состоящей из восьми равновеликих стержней, четырех равновеликих рычагов и двух распорных стержней, шарнирно соединенных с ведущей вершиной, ведомой вершиной и нижней опорой механизма, а вторая шарнирная вершина которой свободна, отличающийся тем, что, с целью уравновешивания ведомой кинематической цепи и ограничения ее свободной шарнирной вершины в заданных пределах путем торможения, он снабжен уравновешивающим устройством, выполненным в виде шарнирно пристыкованного к нижней опоре цилиндра, внутри которого установлена тормозная пружина, одна сторона которой опирается на буртик нижнего конца цилиндра, другая сторона - на накидную гайку пустотелого штока, размещенного соосно цилиндру внутри тормозной пружины, Б nycTOTCvTOM штоке установлена с предварительным поджатием тарированная пружина уравновешивания, у которой одна сторона опирается на нижний внутренний буртик пустотелого штока, другая - на шайбу, удерживаемую гайкой на тяге с проушиной, расположенной внутри пружины уравновешивания с возможностью

соосного перемещения относительно пустотелого щтока, причем тяга с проушиной связана через систему рычагов и тросов уравновешивающего устройства со свободной щарнирной вершиной ведомой кинематической цепи и снабжена площадкой, ограничивающей ход тяги в пустотелом штоке.

2. Механизм по и. 1, отличающийся

тем, что система рычагов и тросов уравновешивающего устройства выполнена из пристыкованного к пустотелому штоку кронштейна с осью, на которой под углом установлены два двуплечих рычага, снабженных кулачками с проточками, внутренние плечи рычагов связаны между собой тросом, проходящим через ролик, установленный в проушине упомянутой тяги, причем трос расположен в соответствующих проточках кулачков, внешние же плечи рычагов шарнирно связаны тягами со свободной шарнирной вершиной ведомой кинематической цепи.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 418650, кл. F 16Н 21/04, 1972.

W

Фиг.2

n

21

,3