Шарнирный механизм

Определение "Шарнирный механизм" в Большой Советской Энциклопедии

Сферический четырёхзвенник

Шарнирный механизм, механизм, звенья которого образуют только вращательные кинематические пары (шарниры). По видам движения звеньев Шарнирный механизм подразделяются на плоские, сферические и пространственные общего вида. В плоских Шарнирный механизм оси шарниров параллельны, и поэтому все звенья совершают плоскопараллельное движение. Простейший плоский Шарнирный механизм состоит из 4 звеньев и называется шарнирным четырёхзвенником. В сферической Шарнирный механизм оси шарниров пересекаются в одной точке. Наименьшее число звеньев сферического Шарнирный механизм также равно 4. Сферический четырёхзвенник (рис. 1) применяется, например, в многопоршневых насосах и в устройствах стабилизации летательных аппаратов. Частный случай сферического четырёхзвенника, в котором оси двух вращательных пар взаимно перпендикулярны, — карданный механизм. В пространственном Шарнирный механизм оси вращательных пар скрещиваются под различными углами. В общем случае пространств. Шарнирный механизм должен иметь не менее 7 звеньев (пространственный семизвенник). Однако при выполнении определённых соотношений между линейными и угловыми размерами звеньев минимальное число звеньев уменьшается до 4 (например, механизм Беннета). Пространств. Шарнирный механизм применяются в с.-х. машинах, машинах-автоматах (например, в лёгкой и пищевой промышленности) и т.д.

Шарнирный механизм для движения с остановками

По способу задания требуемого движения рабочего звена Шарнирный механизм подразделяются на перемещающие, направляющие, передаточные и механизмы для движения с остановками. Перемещающие Шарнирный механизм предназначены для перемещения рабочего звена из одного положения в другое. Число заданных положений обычно равно 2, реже 3 или 4. Перемещающие Шарнирный механизм применяются в металлургических машинах (кантователи, опрокидыватели, механизмы для закрытия лёток), в машинах-автоматах пищевой промышленности для перемещения рабочих органов и др. Направляющие Шарнирный механизм предназначены для перемещения по заданной кривой одной точки звена, не образующего кинематических пар со стойкой. Наибольшее распространение имеют Шарнирный механизм, направляющие по дуге окружности (круговые направляющие механизмы), и прямолинейно-направляющие механизмы (например, Чебышева параллелограмм). Применяются также Шарнирный механизм для черчения и огибания парабол и гипербол (например, Шарнирный механизм для шлифования зеркал астрономических приборов). Передаточные Шарнирный механизм предназначены для преобразования вращательных движений по определённому закону. Иногда их называют механизмами для воспроизведения заданной функции. В счётно-решающих устройствах передаточные Шарнирный механизм служат для выполнения математических операций: сложения, умножения, возведения в степень и т.п. Путём специального подбора длин звеньев в Шарнирный механизм можно получить приближённое воспроизведение разнообразных функций. Например, при воспроизведении функции у = f (x) углы поворота одного вращающегося звена пропорциональны аргументу х, а углы поворота другого — пропорциональны функции у. Шарнирный механизм 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 Шарнирный механизм для движения с остановками, преобразующего непрерывное движение звена AB в движение звена EF с длительными остановками в одном положении. В основе этого Шарнирный механизм лежит круговой направляющий механизм ABCD, в котором длины звеньев подобраны так, что траектория точки М на участке, отмеченном на схеме жирной линией, почти совпадает с дугой окружности радиуса R. При движении точки М по этому участку звено EF остаётся неподвижным, если длина звена EM равна радиусу R и точка Е совпадает в это время с центром указанной окружности. При движении точки М по др. участку траектории звено EF перемещается на некоторый угол и возвращается в положение остановки.

Широкое распространение Шарнирный механизм в различных областях техники объясняется простотой их изготовления и большой надёжностью. К недостаткам Шарнирный механизм относятся сравнительно большие их габариты и возможность появления значительных усилий, действующих на звенья в тех положениях, когда перемещение какого-либо центра шарнира составляет с действующей силой угол, близкий к 90°. Кроме того, не все требуемые законы преобразования движения могут быть получены с помощью Шарнирный механизм
Лит. см. при ст. Механизм.
  Н. И. Левитский.