Механизм с перекатывающимся рычагом

Изобретение относится к механизмам, используемым в прессовых машинах, основанных на эффекте перекатывающихся рычагов. Этот класс машин широко используется в технике и представлен в справочнике [1] пятнадцатью конструкциями.

В основе создания таких машин лежит использование высших кинематических пар или пар четвертого класса. Подвижность таких машин определяется по формуле Чебышева П.Л., имеющей общий вид

где n - число подвижных звеньев,

Р₅ - число используемых пар пятого класса,

Р₄ - число используемых пар четвертого класса.

Известен рычажно-кулачковый механизм перекатывающихся рычагов [1, стр. 592, механизм №1710], в котором специально выполненный рычаг, перекатываясь со скольжением по опоре, воздействует на поступательно движущееся выходное звено, которое, перемещаясь, производит работу прессования.

Наиболее близким к предлагаемому механизму является рычажно-кулачковый механизм перекатывающихся рычагов [1, стр. 597, механизм №1719]. Работает механизм-прототип следующим образом: при вращении кривошипа он через шатун передает движение на перекатывающийся рычаг, который, опираясь на упор и перекатываясь со скольжением, производит работу, например, по перемещению тела (ленты).

Недостатком прототипа является то обстоятельство, что непосредственное воздействие на обрабатываемый объект передается через перекатывающийся рычаг, соединенный в две вращательные кинематические пары p₅, не гарантирующие их от поломок при больших усилиях.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение большей прочности всего устройства. Это достигается конструкцией механизма, при которой перекатывающийся рычаг соединен с шатуном через поступательную кинематическую пару p₅, с коромыслом - через вращательную пару p₅, а с неподвижным звеном входит в высшую кинематическую пару р₄.

Сущность изобретения заключается в том, что предлагается механизм с перекатывающимся рычагом, включающий последовательно соединенные кривошип, шатун, перекатывающийся по неподвижному звену рычаг и коромысло, в котором перекатывающийся рычаг входит с шатуном в поступательную кинематическую пару р₅.

Общий вид предлагаемого механизма показан на чертеже. Механизм состоит из кривошипа 1, соединенного с шатуном 2 через вращательную кинематическую пару В, шатун 2 входит с перекатывающимся рычагом 3 в поступательную кинематическую пару C. Посредством коромысла 4 рычаг 3 соединен с неподвижным звеном (стойкой) 5 через вращательные кинематические пары Е и F. Рычаг 3 перекатывается со скольжением по неподвижному звену 5, образуя высшую кинематическую пару D. Вследствие того, что перекатывающийся рычаг 3 и шатун 2 входят в поступательную пару С, угловые скорости ω₂ и ω₃ будут равны, т.е. ω₂=ω₃.

Механизм при этом оказывается вполне работоспособным, что доказывается по приведенной выше формуле. В предлагаемом механизме число подвижных звеньев n равно 4, куда входят кривошип 1, шатун 2, перекатывающийся рычаг 3 и коромысло 4. Число одноподвижных кинематических пар p₅ равно 5, а именно вращательные кинематические пары: А - кривошип 1 с неподвижным звеном 5, В - шатун 2 с кривошипом 1, Е - коромысло 4 с перекатывающимся рычагом 3, F - неподвижное звено 5 с коромыслом 4, поступательная кинематическая пара С перекатывающегося рычага 3 с шатуном 2 и одна высшая кинематическая пара р₄ - рычаг 3 и неподвижное звено 5. Таким образом, по формуле (1) получим, что подвижность механизма W=3⋅5-2⋅6-2=1, т.е. достаточно задать движение кривошипу 1, чтобы все остальные звенья двигались вполне определенно.

Источник информации

1. Артоболевский И.И. Механизмы в современной технике, том 2, издательство «Наука», Москва, 1971.