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)]
(1)
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.
Пространственный смесительный механизм
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
W =6*3-5*2-4*1-3*1=1
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.
Список литературы
1. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. - М.: Наука, 1975. - 640 с.
Библиографическая ссылка
Колобовникова И.Н., Яскевич О.М. Структурный анализ и описание пространственного смесительного механизма // Успехи современного естествознания. – 2012. – № 6. – С. 154-154;URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=30515 (дата обращения: 20.04.2024).