Рычажно-шатунный прямолинейно-направляющий механизм

 

Рычажно-шатунный прямолинейно-направляющий механизм относится к механике и может быть использован в машиностроении, строительных и подъемных машинах для преобразования вращательного или качательного движения в возвратно-поступательное. Механизм состоит из основания, с которым шарнирно соединен одним концом шатун, и рычага, шарнирно связанного со штоком с направляющей, которая установлена в основании, выполненном в виде стойки. На рычаге жестко установлен стояк, свободным концом шарнирно соединенный с другим концом шатуна. 1 ил.

Изобретение относится к механике, в частности к конструкциям рычажно-шатунных, кривошипно-шатунных и шарнирно-рычажных механизмов прямолинейно-направляющего типа.

Эти механизмы широко используются в машиностроении, строительных, дорожных и подъемных машинах. Они служат для преобразования вращательного (качательного) движения в возвратно-поступательное, а также для получения силы на рабочих органах, например на штоках, ползунах.

При проведении патентного поиска найдены аналогичные устройства. Они состоят из опор (основания ) и шарнирно-соединенных (взаимодействующих) элементов: рычагов, ползунов, шатунов, кривошипов [1-4].

Основными недостатками указанных устройств является то, что они сложны и не обеспечивают необходимых кинематических возможностей: прямолинейно-направляющего хода штока, достаточного отношения хода штока к перемещению ведущего звена.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является кривошипно-шатунный прямолинейно-направляющий механизм, состоящий из основания, с которым шарнирно соединен одним концом шатун, и рычага [5].

Недостатком известного механизма является то, что конструкция его сложна. Кинематические возможности механизма ограничены: ход стержня (толкателя, штока) незначительный по отношению к ходу (перемещению) ведущего звена - кривошипа.

Задачей изобретения является упрощение конструкции механизма (сокращение числа взаимодействующих конструктивных элементов), повышение его надежности и расширение кинематических возможностей (увеличение прямолинейно-направленного хода штока к перемещению свободного конца рычага).

Решение поставленной задачи осуществлено следующим образом.

Механизм снабжен шарнирно связанным с рычагом штоком с направляющей, которая установлена в основании, выполненном в виде стойки. На рычаге жестко установлен стояк, который свободным концом шарнирно соединен с другим концом шатуна. При этом вращательное (качательное) движение рычага преобразуется в возвратно-поступательное прямолинейно-направленное движение штока. Конец рычага, соединенный шарнирно со штоком, движется прямолинейно, свободный конец рычага описывает сложную траекторию, отличающуюся от окружности. В результате отношение хода штока к перемещению свободного конца рычага возрастает.

На чертеже изображен рычажно-шатунный прямолинейно-направляющий механизм.

Он состоит из основания 1 в виде стойки, рычага 4 с жестко установленным на нем стояком, шатуна 2, штока 5 и его направляющей 6. Шатун 2 одним концом шарнирно соединен с основанием 1, другим - со свободным концом стояка 3. Рычаг 4 шарнирно соединен со штоком 5. Направляющая 6 штока 5 установлена вертикально в основании. Принцип работы механизма следующий. На свободном конце рычага 4 создается сила, направленная вверх или вниз. Под действием этой силы рычаг 4 поворачивается в шарнирах на стояке 3 и в штоке 5 соответственно вверх или вниз. При этом шатун 2 совершает вращательное (качательное) движение, шток 5 перемещается по вертикальной направляющей 6. В результате взаимодействия звеньев механизма на штоке создается усилие. Кроме того, механизм может быть приведен в действие и от силы, проложенной на штоке вертикально вверх или вниз. Если сила на штоке направлена вверх, то рычаг поднимается, вниз - опускается.

Предлагаемый механизм прост. Он способен преобразовывать вращательное (качательное) движение рычага в возвратно-поступательное прямолинейно-направленное движение штока. Механизм также может быть приведен в действие от силы, приложенной на штоке. При этом отношение хода штока к перемещению свободного конца рычага больше, чем в аналогичных устройствах.

Источники информации 1. Авторское свидетельство СССР N 1196572, кл. F 16 H 21/00, 29.03.83.

2. Авторское свидетельство СССР N 1150422, кл. F 16 H 21/00, 15.07.83.

3. Авторское свидетельство СССР N 1657803, кл. F 16 H 21/00, 01.03.89.

4. Авторское свидетельство СССР N 1670255, кл. F 16 H 21/00, 24.07.89.

5. Авторское свидетельство СССР N 1650989, кл. F 16 H 21/04, 09.02.89 - прототип.

Формула изобретения

Рычажно-шатунный прямолинейно-направляющий механизм, состоящий из основания, с которым шарнирно соединен одним концом шатун, и рычага, отличающийся тем, что он снабжен шарнирно связанным с рычагом штоком с направляющей, которая установлена в основании, выполненном в виде стойки, и жестко установленным на рычаге стояком, свободным концом шарнирно соединенным с другим концом шатуна.

РИСУНКИ

Рисунок 1