Сетевое издание
Международный студенческий научный вестник
ISSN 2409-529X

ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТРЕХМЕРНОЙ МОДЕЛИ НЕОДНОСЕМЕЙСТВЕННОГО МЕХАНИЗМА

Фомин А.С. 1 Парамонов М.Е. 1
1 Сибирский государственный индустриальный университет
1. Пат. № 141622 U1 Российская Федерация, МПК F16H21/00, F16H21/46. Винто-рычажный пятизвенный механизм / Фомин А.С., Парамонов М.Е., Фомин М.С.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет». № 2013141739; заяв. 10.09.2013; опубл. 10.06.2014, Бюл. № 16 – 1 с.; 1 ил.
2. Дворников Л.Т. Проблемы исследования неодносемейственных механизмов / Л.Т.Дворников // Материалы шестой научно-практической конференции по проблемам машиностроения металлургических и горных машин / Сибирская государственная горно-металлургическая академия. Новокузнецк, 1997. 127 с. С. 14-19.
3. Артоболевский И.И. Теория механизмов [Текст] / И.И. Артоболевский. Изд-во «Наука», гл. редакция физ.-мат. лит-ры, 1965, 776 с.

В настоящей работе обосновывается устройство и принцип действия пятизвенного винто-рычажного механизма [1], показанного на рис. 1.

Fomin6.tif

Рис. 1. Кинематическая схема пятизвенного винто-рычажного механизма

Механизм состоит из стойки 1, кривошипа 2, шатуна 3, винта 4 и гайки 5, выполненной за одно целое со схватом 6. Принцип работы механизма заключается в следующем. Задавая вращение кривошипу 2 (входное звено), шатун 3 передаст движение винту 4, который, накручивая на себя гайку 5 (выходное звено), приведет ее в движение. Схват 6, жестко установленный на гайке 5, служит для перемещения или поворота объекта (заготовки) на требуемый угол, который всегда может быть определен через шаг резьбы винта. Винто-рычажный пятизвенный механизм может быть также применен при обработке внутренних поверхностей, где обрабатывающему элементу должно быть задано движение по винтовой траектории. В этом случае вместо схвата 6 на гайке должен быть установлен резец.

Рассматриваемый механизм относится к неодносемейственным [2]. В нем звенья 1, 2, 3 и 4 образуют кривошипно-ползунный механизм третьего семейства, подвижность которого определится по формуле [3, стр. 85, формула (3.8)], как

W3=3n–2p5=3∙3–2∙4=9–8=1.

Звено 5 образует однозвенную группу нулевой подвижности (W4=0) четвертого семейства, которая через винтовую пару 4-5 присоединяется к кривошипно-ползунному механизму, а через пару 5-1 – к стойке. Подвижность этой группы найдем по формуле [3, стр. 85, формула (3.9)]

W4=2n–p5=2∙1–1∙2=0.

Таким образом, общая подвижность механизма оказывается равной

W=W3+W4=1+0=1.

Полученный результат гарантирует достаточность задания движения любому из звеньев механизма, чтобы вся система начала двигаться определенно.

В системе автоматизированного проектирования T-FLEX-CAD 3D была разработана трехмерная параметрическая модель механизма, представленная на рис. 2.

Fomin7.tif

Рис. 2. Трехмерная модель пятизвенного винто-рычажного механизма

Разработанная трехмерная модель позволяет не только подобрать параметры механизма и выявить траекторию движения выходного звена, но и решить другую важную задачу, а именно, по заданному движению выходного звена подобрать параметры механизма. Угол поворота выходного звена может регулироваться путем изменения шага резьбы винта.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ и Германской службы академических обменов DAAD в рамках программы «Михаил Ломоносов»


Библиографическая ссылка

Фомин А.С., Парамонов М.Е. ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТРЕХМЕРНОЙ МОДЕЛИ НЕОДНОСЕМЕЙСТВЕННОГО МЕХАНИЗМА // Международный студенческий научный вестник. – 2015. – № 5-5. ;
URL: https://eduherald.ru/ru/article/view?id=14074 (дата обращения: 29.03.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674