четырехзвенный кулачковый механизм

Формула изобретения

Четырехзвенный кулачковый механизм, содержащий подвижные кулачок, тягу и промежуточное звенья, а также стойку, отличающийся тем, что тяга механизма соединена со стойкой в поступательную кинематическую пару, а промежуточное звено выполнено свободным от соединения со стойкой и входит с кулачком в две высшие кинематические пары.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, а конкретно к кулачковым механизмам.

Известен трехзвенный кулачковый механизм [1, стр.32, рисунок 38]. В этом механизме вращающийся кулачок воздействует на ролик поступательно движущегося толкателя. В таком механизме толкатель непосредственно взаимодействует с кулачком, что уменьшает его технические возможности.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является четырехзвенный кулачковый механизм [2, стр.78, рисунок 799], состоящий из тяги, соединенной с кулачком вращательной кинематической парой; кулачка, установленного на стойке и входящего во вращательную кинематическую пару с тягой и в две высшие кинематические пары с коромыслом; коромысла, вращающегося вокруг стойки.

Недостатком такого механизма является неопределенность движения тяги относительно стойки, так как она связана одной кинематической парой-шарниром с кулачком и никак не связана со стойкой.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение связи тяги со стойкой, что позволит обеспечить перемещение выходного звена в зависимости как от профиля кулачка, так и от профиля промежуточного звена.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что предлагается четырехзвенный кулачковый механизм, содержащий подвижные кулачок, тягу и промежуточное звенья, а также стойку, при этом тяга механизма соединена со стойкой в поступательную кинематическую пару, а промежуточное звено выполнено свободным от соединения со стойкой и входит с кулачком в две высшие кинематические нары.

На чертеже изображен предлагаемый четырехзвенный кулачковый механизм, состоящий из кулачка 1, промежуточного звена 2, тяги 3 и стойки 0. Кулачок 1 образует со стойкой 0 вращательную кинематическую пару (0-1), тяга 3 образует со стойкой 0 поступательную кинематическую пару (0-3), а промежуточное звено 2 входит с тягой 3 во вращательную кинематическую пару (2-3) и с кулачком 1 в две высшие кинематические нары (2-1)₁ и (2-1)₂. Буквой А обозначена точка, относительно которой осуществляется вращение кулачка, а именно поворот кулачка на угол . Буквами хх обозначена прямая, вдоль которой происходит перемещение S тяги.

Работает четырехзвенный кулачковый механизм следующим образом.

Кулачок поворачивается на некоторый угол относительно точки А. Движение передается второму звену за счет высших кинематических пар (2-1)₁ и (2-1) ₂. Плоскопараллельно движущееся звено 2, в свою очередь, передает полученное движение тяге 3, которая в результате получает перемещение S вдоль оси х-х. За счет того, что тяга механизма соединяется со стойкой в поступательную кинематическую пару, она приобретает функцию толкателя.

Предлагаемый четырехзвенный кулачковый механизм относится к механизмам третьего семейства по Артоболевскому И.И., то есть к плоским механизмам, подвижность которых определяется формулой Чебышева П.Л. [2, стр.77]

где W - подвижность механизма,

n - число подвижных звеньев,

p₅ - число одноподвижных кинематических пар,

р₄ - число высших двухподвижных кинематических пар.

В предложенном механизме n=3 (подвижные звенья 1, 2 и 3), p ₅=3 (кинематические пары 0-1, 0-3 и 2-3), p₄ =2 (высшие кинематические пары (2-1)₁ и (2-1) ₂), и тогда по формуле 1 получим

W=3·3-2·3-2=1,

откуда следует, что если задать звену 1 движение, то звенья 2 и 3 получат также вполне определенные движения.

Источники информации

1. Артоболевский И.И. Теория механизмов. - М.: Наука, 1967, 720 с.

2. Артоболевский И.И. Механизмы в современной технике. Справочник, Т.IV. - М.: Наука, 1975, 448 с.