IV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2012

Технический прогресс и эффективность производства в современном машиностроении неразрывно связаны с широким применением рычажных механизмов. Создание новых рычажных механизмов, является для промышленности весьма актуальной задачей, так как основная часть механизмов, применяемых для решения различных технических и производственных задач, являются рычажными.

Известно, что подвижность пространственных механизмов определяется формулой Малышева А.П., имеющей вид [1, стр.35, формула (2,4)]

В этой формуле W означает, скольким звеньям следует задать движение, чтобы все остальные звенья двигались вполне определенно,

n - число подвижных звеньев,

р₅, р₄, р₃, р₂, р₁ - числа кинематических пар соответственно:

р₅ - пятого класса (одноподвижные), р₄ - четвертого класса (двухподвижные), р₃ - третьего класса (трехподвижные), р₂ - второго класса (четырехподвижные), р₅ - первого класса (пятиподвижные).

Рассмотрим кинематическую цепь, в которой используются три подвижных звена n=3, и одно неподвижное (стойка). Число геометрических элементов наиболее сложного звена τ=2, т.е. все звенья кинематической цепи являются двухпарными. В такой кинематической цепи используется четыре кинематических пары (p = 4).

Общий вид пространственного смесительного механизма показан на рисунке 1.

В рассматриваемом механизме число подвижных звеньев три (n = 3) - это поршень гидроцилиндра 3 вместе со штоком 4, шатун 6 и пространственное коромысло 9 совместно с лапой смесителя 10.

Кинематических пар всего четыре - это две вращательные пары пятого класса, связывающие шток поршня 4 с шатуном 6 (пара 5), и шатун 6 с пространственным коромыслом 9 (пара 7), одна пара четвертого класса соединяющая поршень 3 и гидроцилиндр 1 (пара 2), а также пространственное коромысло 9 образующее со стойкой сферическую кинематическую пару 8 (третьего класса), т.е. р₅ = 2, р₄ = 1, р₃ = 1.

Подставляя в формулу (1) приведенные значения получим

отсюда следует, что пространственный смесительный механизм вполне работоспособен.

Работает механизм следующим образом. При подаче рабочего агента (жидкости) в поршневую, а затем и в штоковую полости гидроцилиндра 1, поршень 3 со штоком 4 получает возвратно поступательные движения. Шток 4 через вращательную кинематическую пару 5 передает движение шатуну 6. Вместе с шатуном 6 через вращательную кинематическую пару 7 получает движение пространственное коромысло 9, а вместе с ним и лапа смесителя 10, которая перемешивает содержимое лотка 11 в различных направлениях.

Сферическая кинематическая пара 8, соединяющая пространственное коромысло 9 со стойкой, задает последнему сложное пространственное движение.

Отметим, что для реализации пространственного движения коромысла 9 и шатуна 6, штоку 4 вместе с поршнем гидроцилиндра 3 необходима возможность дополнительного вращательного движения вокруг геометрической оси гидроцилиндра, тем самым реализуется вращательное и поступательное движение ведущей кинематической пары 2.

Полученный механизм интересен тем, что в качестве входного звена не используется простой кривошип, либо ползун, однако полученный механизм вполне работоспособен.

Библиографический список:

1. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. М.: Наука, 1975. 640 с.