Рычажные механизмы. Кривошипно-ползунный механизм ДВС

Кривошипно-ползунный механизм ДВС. В автомобильных двигателях внутреннего сгорания (ДВС) для преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала используют кривошипно-ползунный механизм. При воспламенении топливной смеси в полости цилиндра 1 возникает высокое давление, под действием которого поршень 2 перемещается вниз и через шатун 3 приводит во вращение кривошип 4.

Автомобильные двигатели обычно имеют несколько цилиндров: 4, 6 или 8. Расположение их может быть рядным (все цилиндры в одном ряду), V-образным (цилиндры в двух рядах, расположенных под углом друг к другу) или оппозитным (цилиндры располагают горизонтально друг напротив друга).

Кривошипы всех цилиндров объединяют в одну деталь, называемую коленчатым валом (см. рис. 2.1.2).

В многоцилиндровых двигателях цилиндры также не являются самостоятельными деталями, а выполняются в виде расточек в одной очень сложной литой детали - блоке цилиндров.

Коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания. Коленчатый вал четырехцилиндрового двигателя внутреннего сгорания (на кинематической схеме двигателя он обозначен кривошипом, аналогичным звену ОА на рис. 2.1.2, а) - это очень сложная деталь (рис. 2.1.2, 6). Ее изготавливают, как правило, из цельного куска металла (из стальной поковки) на специальных станках. Коленчатый вал имеет коренные шейки 1, 2, 3, 4, служащие для его базирования относительно блока цилиндров двигателя, и шатунные шейки 5, 6, 7, 8, соединенные с нижними головками шатунов.

Вращение вала поддерживают подшипники с трением скольжения, так как только они могут быть выполнены разъемными в отличие от подшипников качения. Использование разъемных конструкций опор обеспечивает процесс сборки.

На рис. 2.1.2, в приведено условное изображение коленчатого вала.

Механизм открывания дверей автобуса и троллейбуса. Во многих автобусах и троллейбусах Санкт-Петербурга установлены поворотно-распашные двери, имеющие две створки (рис. 2.1.3, а). Открыванием и закрыванием дверей дистанционно управляет водитель.

В основе шарнирно рычажного устройства (рис. 2.1.3, б), осуществляющего движение каждой створки под действием пневмоцилиндра 1, лежит кривошипно-ползунный механизм. Звено ОА (вместе с колонкой 2) поворачивается на угол, близкий к 90 градусам. Ролик 3, соответствующий ползуну В, двигается вдоль направляющих линеек 4, поворачиваясь на пальце 5. Шатун AB, жестко связанный со створкой двери, перемещаясь в плоскости чертежа, переводит створку из закрытого положение в открытое.

На рис. 2.1.3, в схематично показаны положения звеньев при закрытых и открытых дверях.

Мальтийский механизм кинопроекционного аппарата. Кинопроекция основана на скачкообразном движении пленки с частотой смены кадров, равной 24 кадрам в секунду. Каждый кадр на долю секунды останавливается в кадровом окне фильмового канала, и на экран с помощью осветителя и оптической системы проецируется неподвижное изображение. Затем пленка перемещается вниз и в кадровом окне останавливается следующий кадр. Скачкообразное движение пленки должно осуществляться и в съемочном киноаппарате. Существует несколько типов скачковых устройств [1].

Здесь показан скачковый механизм проекционного аппарата, перемещающий кинопленку на шаг кадра посредством зубчатого барабана 1 (скачкового барабана), посаженного на один вал с мальтийским крестом 2. Периодические повороты мальтийского креста 2 осуществляет палец 3, который закреплен на диске 4, равномерно вращающемся от привода киноаппарата. Палец 3 сначала входит в шлиц лопасти креста 2, поворачивает крест на некоторый угол (здесь на 90 градусов) и затем выходит из шлица. Вместе с крестом поворачивается и зубчатый барабан I, перемещая кинопленку в фильмовом канале на шаг кадра. Во время движения пальца 3 до входа его в следующий паз мальтийский крест остается неподвижным за счет фиксатора 5.

Дверной замок. На рисунке показан сложный дверной замок, который содержит несколько рычажных механизмов. Замок имеет ригель 1 и подпружиненную защелку 2 со скосом, за счет которого защелка утапливается при захлопывании дверей.

Механизмы могут выполнять следующие функции:
- снаружи и изнутри при повороте ключа выдвигается или задвигается ригель, при этом используют рычажный механизм, называемый синусным (рис.2.15, б);
- изнутри с помощью ручки, вставленной в квадратное отверстие рычага 3 (профильное соединение), можно утопить защелку, здесь вновь использован синусный механизм (рис.2.15, в);
- при задвинутом ригеле снаружи можно утопить защелку, препятствующую открыванию двери, при этом бородка ключа взаимодействует с двуплечим рычагом 4 (рис.2.15, г). Одно из плеч этого рычага при контакте с защелкой 2 образует тангенс- ный механизм.

В рассмотренных на рис.2.1.5,6-г механизмах линейное перемещение х выходного звена пропорционально синусу или тангенсу угла поворота ф соответствующего рычага (см. соотношения на рис.2.15, 6-г) [ 1 ].

Замок. Замки широко распространены в бытовых изделиях. Их используют для запирания дверей, дверц и ящиков шкафов, тумбочек, письменных столов, шкатулок и т.п.

В большинстве замков установлен передаточный механизм, преобразующий вращательное движение ключа в прямолинейное движение ригеля. Одним из подходящих для этой цели механизмов является синусный рычажный механизм (см. рис. 2.1.5).

Ригель 1 имеет один или несколько (в многооборотных замках) вырезов. В вырез входит бородка 2 ключа при его вращении. В многооборотных замках при следующем обороте ключа его бородка входит в соседний вырез.