ШАРНИРНЫЙ МЕХАНИЗМ
механизм,звенья
к-рого образуют только вращательные кинематич. пары (шарниры).
По
видам движения звеньев Ш. м. подразделяются на плоские, сферич. и пространств,
общего вида, В плоских Ш. м. оси шарниров параллельны, и поэтому все звенья
совершают плоскопараллельное движение. Простейший плоский Ш. м. состоит
из 4 звеньев и наз. шарнирным четырёхзвенником. В сферич. Ш. м.
оси шарниров пересекаются в одной точке. Наименьшее число звеньев сферич.
Ш. м. также равно 4. Сферич. четырёхзвенник (рис. 1) применяется, папр.,
в многопоршневых насосах и в устройствах стабилизации летательных аппаратов.
Частный случай сферич. четырёхзвенника, в к-ром оси двух вращательных пар
взаимно перпендикулярны,- карданный механизм. В пространств. Ш.
м. оси вращательных пар скрещиваются под различными углами. В общем случае
пространств. Ш. м. должен иметь не менее 7 звеньев (пространств, семизвенник).
Однако при выполнении определённых соотношений между линейными и угловыми
размерами звеньев минимальное число звеньев уменьшается до 4 (напр., механизм
Беннета). Пространств. Ш. м. применяются в с.-х. машинах, машинах-автоматах
(напр., в лёгкой и пищ. пром-сти) и т. д.
Рис. 1. Сферический четырёхзвенник:
0
- неподвижное звено; 1-3 подвижные звенья.
По способу задания требуемого движения
рабочего звена Ш. м. подразделяются на перемещающие, направляющие, передаточные
и механизмы для движения с остановками. Перемещающие Ш. м. предназначены
для перемещения рабочего звена из одного положения в другое. Число заданных
положений обычно равно 2, реже 3 или 4. Перемещающие Ш. м. применяются
в металлургии, машинах (кантователи, опрокидыватели, механизмы для закрытия
лёток), в машинах-автоматах пищ. пром-сти для перемещения рабочих органов
и др. Направляющие Ш. м. предназначены для перемещения по заданной кривой
одной точки звена, не образующего кинематич. пар со стойкой. Наибольшее
распространение имеют Ш. м., направляющие по дуге окружности (круговые
направляющие механизмы), и прямолинейно-направляющие механизмы
(напр.,
Чебышева
параллелограмм). Применяются также Ш. м. для черчения и огибания парабол
и гипербол (напр., Ш. м. для шлифования зеркал астрономич. приборов). Передаточные
Ш. м. предназначены для преобразования вращательных движений по определённому
закону. Иногда их наз. механизмами для воспроизведения заданной функции.
В счётно-решающих устройствах передаточные Ш. м. служат для выполнения
матем. операций: сложения, умножения, возведения в степень и т. п. Путём
спец. подбора длин звеньев в Ш. м. можно получить приближённое воспроизведение
разнообразных функций. Напр., при воспроизведении функции
у = f(х)
углы
поворота одного вращающегося звена пропорциональны аргументу х,
а
углы поворота другого - пропорциональны функции у.
Ш. м. для движения
с остановками применяются в машинах-автоматах для приведения в движение
рабочего органа, который, выполнив определённую операцию, должен оставаться
неподвижным в течение того времени, когда движутся др. рабочие органы.
На рис. 2 показана схема шестизвенного Ш. м. для движения с ос-
Рис. 2. Шарнирный механизм для движения
с остановками.
тановками, преобразующего непрерывное
движение звена AB в движение звена EF с длительными остановками
в одном положении. В основе этого Ш. м. лежит круговой направляющий механизм
ABCD,
в
к-ром длины звеньев подобраны так, что траектория точки
M на участке,
отмеченном на схеме жирной линией, почти совпадает с дугой окружности радиуса
R. При движении точки M по этому участку звено EF
остаётся
неподвижным, если длина звена EM равна радиусу R и точка E совпадает
в это время с центром указанной окружности. При движении точки M по
др. участку траектории звено EF перемещается на нек-рый угол и возвращается
в положение остановки. Широкое распространение Ш. м. в различных областях
техники объясняется простотой их изготовления и большой надёжностью. К
недостаткам Ш. м. относятся сравнительно большие их габариты и возможность
появления значит, усилий, действующих на звенья в тех положениях, когда
перемещение К.-л. центра шарнира составляет с действующей силой угол, близкий
к 90°. Кроме того, не все требуемые законы преобразования движения могут
быть получены с помощью Ш. м.
Лит. см. при ст. Механизм.
H. И. Левитский.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я