Введение

Механизм прямой линии из шести шарниров, параллельное движение в механике

В кинематике механизм параллельного движения – это механическая передача из шести звеньев, изобретенная шотландским инженером Джеймсом Уаттом в 1784 году для паровой машины Уатта двойного действия. Он позволяет штоку двигаться практически прямо вверх и вниз, передавая движение балке, движущейся по дуге, без создания значительных боковых нагрузок на шток.

Описание

В предыдущих двигателях, построенных Ньюкоменом и Уоттом, поршень тянул один конец ходячего луча вниз во время рабочего хода с помощью цепи, а вес насоса тянул другой конец луча вниз во время обратного хода с помощью второй цепи, чередующиеся силы создавали качательное движение луча. В новом двигателе двойного действия Уатта поршень производил мощность как при движении вверх, так и при движении вниз, поэтому цепь не могла использоваться для передачи силы на луч. Уотт разработал параллельный механизм для передачи силы в обоих направлениях, сохраняя при этом поршневой стержень близким к вертикальному положению. Он назвал его «параллельным механизмом», поскольку и поршень, и штанга насоса должны были двигаться вертикально, параллельно друг другу. [Изображение: Кинематика машин Fig 1. png|thumb|left|Нарисованная от руки схема из письма Джеймса Уатта его сыну. Эскиз, который он включил, фактически показывает то, что теперь известно как механизм Уатта, описанный в патенте Уатта 1784 года, но он был немедленно заменен параллельным механизмом. Параллельный механизм отличался от механизма Уатта тем, что в конструкцию был включен дополнительный пантограф. Это не повлияло на основной принцип, но позволило уменьшить размеры машинного отделения, поскольку механизм был более компактным. Было бы возможно соединить точку F непосредственно с поршневым стержнем (конструкция «механизма Уатта»), но это привело бы к неудобной форме машины, с точкой G, расположенной далеко от конца ходячего луча. Чтобы избежать этого, Уотт добавил параллелограммную связь BCDE для формирования пантографа. Это гарантирует, что точка F всегда будет лежать на прямой между точками A и D, и, следовательно, движение точки D является увеличенной версией движения точки F. Таким образом, точка D является точкой крепления поршневого стержня. Добавление пантографа сделало механизм короче, и, следовательно, здание, в котором размещался двигатель, могло быть меньше. Как уже отмечалось, траектория точки F не является идеально прямой, а лишь приближением к ней. Конструкция Уатта привела к отклонению от прямой линии примерно на одну часть из 4000. Позже, в 19 веке, были изобретены механизмы, обеспечивающие идеально прямолинейное движение, начиная с механизма Пеоселье-Липкина в 1864 году.