МНОГОЗВЕННАЯ РЫЧАЖНАЯ СИСТЕМА

Изобретение относится к области машиностроения и может найти применение в таких его отраслях, как автомобилестроение, судостроение, сельскохозяйственное машиностроение и т.д.

Рычажные механизмы находят применение в большинстве известных механических устройств, преобразующих различные виды механических движений. Плоские и объемные рычажные механизмы, зубчатые и зубчато-рычажные механизмы и пр. приведены в книге С.Н. Кожевникова, Я.И. Есипенко, Я.М. Раскина «Механизмы» М.: Машиностроение, 1976. Общим недостатком представленных в данной книге механизмов является то, что при преобразовании одного вращательного движения в другое вращательное движение в механизме, преобразующем движение, присутствуют детали, подверженные скручивающим усилиям. Это приводит к повышенному износу и разрушению данных деталей. Одним из самых совершенных механизмов является механизм, осуществляющий передачу поступательного движения поршня во вращательное движение колеса паровоза. Данный механизм приведен в книге В.А. Дробинского «Как устроен и работает паровоз» Государственное Транспортное жел. дор. издательство, 1953. Данное механическое устройство принимаем за прототип. Главным достоинством этого технического устройства является его способность передавать значительное усилие без разрушения деталей, передающих это усилие. Недостаток механизма заключается в том, что вращательное движение движущего колеса может быть передано на другие элементы конструкции (ведомые колеса) лишь посредством поступательного движения движущего колеса по рельсовому пути.

Задачей предлагаемого устройства является передача вращательного движения путем преобразования одного вращательного движения в другое вращательное движение без создания в деталях устройства скручивающих усилий и необходимости опосредствования такого преобразования поступательным движением.

Это достигается тем, что в движущем колесе, имеющем центральное и периферийное цилиндрические отверстия, в зоне, диаметрально противолежащей зоне периферийного отверстия движущего колеса, расположено второе периферийное цилиндрическое отверстие, осевая линия которого лежит в плоскости, проходящей через осевые линии центрального и периферийного цилиндрических отверстий движущего колеса, параллельна осевой линии центрального отверстия движущего колеса и отстоит от этой осевой линии на расстоянии, равном 0,618933… от величины расстояния между осевыми линиями центрального и периферийного цилиндрических отверстий движущего колеса, во втором периферийном цилиндрическом отверстии движущего колеса с возможностью вращения установлена поперечная ось первой муфты, в продольной части которой с возможностью осевого перемещения установлен свободный конец продольной части Г-образной штанги, которая с возможностью вращения и осевого перемещения установлена на неподвижной оси, осевая линия которой параллельна осевой линии центрального отверстия движущего колеса и смещена от осевой линии центрального отверстия движущего колеса на расстояние, равное 0,220812… от величины расстояния между осевыми линиями центрального и периферийного цилиндрических отверстий движущего колеса, левый конец этой оси неподвижно закреплен на правой стороне первой неподвижной щеки, на левой стороне которой неподвижно закреплена центральная ось движущего колеса, поперечная часть Г-образной штанги с возможностью вращения соосно установлена в цилиндрическом отверстии цилиндрического выступа, неподвижно закрепленного на периферии первого ведомого цилиндрического колеса, имеющего центральное цилиндрическое отверстие, в котором соосно размещена ось, на которой данное колесо с возможностью вращения установлено, при этом осевые линии цилиндрического выступа, неподвижно закрепленного на периферии первого ведомого цилиндрического колеса, и центрального цилиндрического отверстия первого ведомого цилиндрического колеса параллельны осевой линии центрального отверстия движущего колеса и отстоят друг от друга на расстоянии, равном 0,899453… от величины расстояния между осевыми линиями центрального и периферийного цилиндрических отверстий движущего колеса, левый конец оси вращения первого ведомого цилиндрического колеса неподвижно закреплен на правой стороне второй неподвижной щеки, на левой стороне которой неподвижно закреплен правый конец оси, на которой с возможностью вращения и осевого перемещения установлена продольная часть Г-образной штанги, осевая линия центрального отверстия первого ведомого колеса лежит в плоскости, проходящей через осевую линию центрального цилиндрического отверстия движущего колеса и осевую линию оси, на которой с возможностью вращения и осевого перемещения установлена Г-образная штанга, параллельна осевой линии центрального отверстия движущего колеса и отстоит от этой осевой линии в направлении, противоположном направлению смещения осевой линии оси, на которой с возможностью вращения и осевого перемещения установлена Г-образная штанга, на расстоянии, равном 0,100546… от величины расстояния между осевыми линиями центрального и периферийного цилиндрических отверстий движущего колеса, правый конец оси вращения первого ведомого колеса неподвижно закреплен на левой стороне третьей неподвижной щеки, на правой стороне которой неподвижно закреплен левый конец оси, на которой с возможностью вращения и осевого перемещения установлена продольная часть коленообразной штанги, осевая линия этой оси лежит в плоскости, проходящей через осевую линию центрального цилиндрического отверстия движущего колеса и осевую линию оси, на которой с возможностью вращения и осевого перемещения установлена Г-образная штанга, параллельна осевой линии центрального отверстия движущего колеса и отстоит от этой осевой линии в направлении, противоположном направлению смещения осевой линии оси, на которой с возможностью вращения и осевого перемещения установлена Г-образная штанга, на расстоянии, равном 0,304113… от величины расстояния между осевыми линиями центрального и периферийного цилиндрических отверстий движущего колеса, поперечная часть коленообразной штанги с возможностью вращения установлена в периферийном цилиндрическом отверстии движущего колеса, при этом на продольной части коленообразной штанги в зоне между поперечной частью этой штанги и участком скольжения продольной части коленообразной штанги относительно оси, на которой эта штанга с возможностью вращения и осевого перемещения установлена, неподвижно установлена компенсационная рамка, свободный конец коленообразной штанги с возможностью осевого перемещения установлен в продольной части второй муфты, поперечная часть которой с возможностью вращения установлена в цилиндрическом отверстии цилиндрического выступа, неподвижно закрепленного на периферии второго ведомого колеса, имеющего центральное цилиндрическое отверстие, в котором соосно размещена ось, на которой данное колесо с возможностью вращения установлено, при этом осевые линии цилиндрического выступа, неподвижно закрепленного на периферии второго ведомого цилиндрического колеса, и центрального цилиндрического отверстия второго ведомого цилиндрического колеса параллельны осевой линии центрального отверстия движущего колеса и отстоят друг от друга на расстоянии, равном 0,707106… от величины расстояния между осевыми линиями центрального и периферийного цилиндрических отверстий движущего колеса, левый конец оси вращения второго ведомого колеса неподвижно закреплен на правой стороне четвертой неподвижной щеки, на левой стороне которой неподвижно закреплен правый конец оси, на которой с возможностью вращения и осевого перемещения установлена коленообразная штанга, осевая линия центрального отверстия второго ведомого колеса лежит в плоскости, проходящей через осевую линию центрального цилиндрического отверстия движущего колеса и осевую линию оси, на которой с возможностью вращения и осевого перемещения установлена Г-образная штанга, параллельна осевой линии центрального отверстия движущего колеса и отстоит от этой осевой линии в направлении, противоположном направлению смещения осевой линии оси, на которой с возможностью вращения и осевого перемещения установлена Г-образная штанга, на расстоянии, равном 0,089072… от величины расстояния между осевыми линиями центрального и периферийного цилиндрических отверстий движущего колеса, правый конец оси вращения второго ведомого колеса неподвижно закреплен на левой стороне пятой неподвижной щеки, на правой стороне которой неподвижно закреплен левый конец свободной оси, осевая линия которой лежит в плоскости, проходящей через осевую линию центрального цилиндрического отверстия движущего колеса и осевую линию оси, на которой с возможностью вращения и осевого перемещения установлена Г-образная штанга, параллельна осевой линии центрального отверстия движущего колеса и отстоит от этой осевой линии в направлении, противоположном направлению смещения осевой линии оси, на которой с возможностью вращения и осевого перемещения установлена Г-образная штанга, на расстоянии, равном 0,046893… от величины расстояния между осевыми линиями центрального и периферийного цилиндрических отверстий движущего колеса, на правом конце свободной оси с возможностью вращения вокруг осевой линии этой оси установлена шаровая опора, на которой с возможностью вращения вокруг центра шаровой опоры установлена шаровая обойма, на первом и втором ведомых колесах с возможностью вращения вокруг своих центров установлены две другие шаровые опоры, при этом центр шаровой опоры, установленной на первом ведомом колесе, расположен в точке пересечения осевой линии цилиндрического выступа, неподвижно закрепленного на периферии первого ведомого цилиндрического колеса, с плоскостью вращения первого ведомого колеса, делящей это колесо пополам, центр шаровой опоры, установленной на втором ведомом колесе, расположен в точке пересечения осевой линии цилиндрического выступа, неподвижно закрепленного на периферии второго ведомого цилиндрического колеса, с плоскостью вращения второго ведомого колеса, делящей это колесо пополам, центр шаровой опоры, установленной на правом конце свободной оси, расположен на осевой линии свободной оси в точке пересечения двух прямых линий, соединяющих этот центр с центрами шаровых опор, установленных на первом и втором ведомых цилиндрических колесах, при этом прямая линия, соединяющая центр шаровой опоры, установленной на правом конце свободной оси, с центром шаровой опоры, расположенной на периферии первого ведомого колеса, пересекает плоскость вращения второго ведомого колеса, делящую это колесо пополам, в точке, отстоящей от осевой линии вращения второго ведомого колеса на расстоянии, равном 0,707106… от величины расстояния между осевыми линиями центрального и периферийного цилиндрических отверстий движущего колеса, а прямая линия, соединяющая центр шаровой опоры, установленной на правом конце свободной оси, с центром шаровой опоры, расположенной на периферии второго ведомого колеса, пересекает плоскость вращения первого ведомого колеса, делящую это колесо пополам, в точке, отстоящей от осевой линии вращения первого ведомого колеса на расстоянии, равном 0,899453… от величины расстояния между осевыми линиями центрального и периферийного цилиндрических отверстий движущего колеса, эти линии являются осевыми линиями двух стержней - стержня, соединяющего шаровую обойму, размещенную на шаровой опоре, установленной на правом конце свободной оси, с шаровой опорой, расположенной на периферии первого ведомого колеса, и стержня, соединяющего шаровую опору, установленную на правом конце свободной оси, с шаровой опорой, расположенной на периферии второго ведомого колеса, при этом левый конец стержня, соединяющего шаровую опору, установленную на периферии первого ведомого цилиндрического колеса, и шаровую обойму, размещенную на шаровой опоре, установленной на правом конце свободной оси, с возможностью осевого перемещения установлен в шаровой опоре, расположенной на периферии первого ведомого цилиндрического колеса, а его правый конец неподвижно закреплен на шаровой обойме, размещенной на шаровой опоре, установленной на правом конце свободной оси, левый конец стержня, соединяющего шаровую опору, установленную на периферии второго ведомого цилиндрического колеса, и шаровую опору, установленную на правом конце свободной оси, с возможностью осевого перемещения установлен на шаровой опоре, размещенной на периферии второго ведомого колеса, а его правый конец неподвижно закреплен в шаровой опоре, размещенной на правом конце свободной оси, при этом шаровая опора, размещенная на правом конце свободной оси с возможностью вращения вокруг этой оси, выполнена с возможностью совершения колебательных движений вокруг своего центра в плоскости, проходящей через центры трех шаровых опор, шаровая обойма, размещенная на шаровой опоре, установленной на правом конце свободной оси, с возможностью вращения вокруг центра шаровой опоры, размещена в шаровой полости правой стенки неподвижного корпуса, движущее колесо с возможностью вращения вокруг оси своего центрального отверстия установлено в цилиндрической полости левой стенки неподвижного корпуса, при этом правая и левая стенки неподвижного корпуса скреплены верхней и нижней стенками неподвижного корпуса, на шаровой опоре, установленной на правом конце свободной оси, в месте, диаметрально противолежащем месту крепления стержня, соединяющего данную шаровую опору с шаровой опорой, расположенной на периферии второго ведомого колеса, неподвижно установлен свободный стержень, выступающий за пределы правой стенки неподвижного корпуса.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 показана многозвенная рычажная система - главный вид.

На фиг.2 показана многозвенная рычажная система - вид А.

Конструкция представляет собой систему рычагов, связанных с движущим колесом 1, которое с возможностью вращения установлено на центральной оси 2, размещенной в центральном цилиндрическом отверстии 3. Помимо центрального отверстия 3 в движущем колесе 1 имеются периферийное цилиндрическое отверстие 4 и второе периферийное цилиндрическое отверстие 5. Осевые линии отверстий 3, 4 и 5 лежат в одной плоскости, при этом величина расстояния от осевой линии центрального цилиндрического отверстия 1 до осевой линии второго периферийного цилиндрического отверстия 5 составляет 0,618033… от величины расстояния между осевыми линиями центрального и периферийного цилиндрических отверстий. Во втором периферийном цилиндрическом отверстии 5 движущего колеса 1 установлена поперечная ось первой муфты 6, в продольной части которой с возможностью осевого перемещения установлен свободный конец продольной части Г-образной штанги 7. Продольная часть Г-образной штанги с возможностью вращения и осевого перемещения установлена на неподвижной оси 8, левый конец этой оси неподвижно закреплен на правой стороне первой неподвижной щеки 9, на левой стороне которой неподвижно закреплена центральная ось 2 движущего колеса 1. Поперечная часть Г-образной штанги 7 с возможностью вращения установлена в отверстии 10, расположенном на периферии первого ведомого колеса 11, в центральном отверстии 12 которого установлена ось 13, на которой первое ведомое колесо установлено с возможностью вращения. Левым концом ось 13 неподвижно закреплена на правой стороне второй неподвижной щеки 14, на левой стороне которой неподвижно закреплен правый конец оси 8. Правый конец оси вращения 13 первого ведомого колеса 11 неподвижно закреплен на левой стороне третьей неподвижной щеки 15, на правой стороне которой неподвижно закреплен левый конец оси 16, на которой с возможностью вращения и осевого перемещения установлена продольная часть коленообразной штанги 17. Поперечная часть коленообразной штанги 17 с возможностью вращения установлена в периферийном отверстии 4 движущего колеса 1, при этом на продольной части коленообразной штанги 17 в зоне между поперечной частью этой штанги и осью вращения неподвижно установлена компенсационная рамка 18. Свободный конец коленообразной штанги 17 с возможностью осевого перемещения установлен в продольной части второй муфты 19, поперечная ось которой с возможностью вращения установлена в цилиндрическом отверстии 20, осевая линия которого расположена на периферии второго ведомого колеса 21, имеющего центральное отверстие 22. В отверстии 22 размещена ось 23, на которой с возможностью вращения установлено второе ведомое колесо 21. Левый конец оси 23 неподвижно закреплен на правой стороне четвертой неподвижной щеки 24, на левой стороне которой неподвижно закреплен правый конец оси 16. Правый конец оси 23 неподвижно закреплен на левой стороне пятой неподвижной щеки 25, на правой стороне которой неподвижно закреплен левый конец свободной оси 26. На правом конце свободной оси 26 с возможностью вращения вокруг осевой линии оси 26 установлена шаровая опора 27, которую с возможностью вращения вокруг центра шаровой опоры охватывает шаровая обойма 28. На перифериях первого 11 и второго 21 ведомых колес установлены шаровые опоры 29 и 30, соответственно. Опора 29 и обойма 28 соединены стержнем 31, осевая линия которого проходит через центры опоры 29 и обоймы 28. Опоры 30 и 27 соединены стержнем 32, осевая линия которого проходит через центры этих опор. На опоре 27 установлен свободный стержень 33. При этом шаровая опора 27 с охватывающей ее обоймой 28 установлены в сферической полости 34 правой стенки 35 неподвижного корпуса, а движущее колесо 1 установлено в цилиндрической полости 36 левой стенки 37 неподвижного корпуса. Неподвижность корпуса обеспечивается тем, что правая 35 и левая 37 стенки корпуса неподвижно соединены между собой верхней 38 и нижней 39 стенками корпуса.

Предлагаемое устройство работает следующим образом: вращательное движение движущего колеса 1 приводит в движение штанги 7 и 17, которые приводят во вращение ведомые колеса 11 и 21, вращательные движения которых приводит в движение стержни 31, 32 и свободный стержень 33. Главное достоинство предлагаемого устройства заключается в том, что с его помощью можно передавать вращательное движение в пространстве, при этом ни одна из деталей не подвергается скручивающим усилиям. Это позволяет значительно повысить ресурс работы механических рычажных устройств и расширить их сферу применения.

Источники информации

1. С.Н. Кожевников, Я.И. Есипенко, Я.М. Раскин «Механизмы», М.: Машиностроение, 1976.

2. В.А. Дробинский «Как устроен и работает паровоз», Государственное Транспортное жел. дор. издательство, 1953.