В кинематике рычаг параллельного движения представляет собой шестизвенную механическую связь, изобретенную шотландским инженером Джеймсом Уаттом в 1784 году для паровой машины Уатта двойного действия . Это позволяет стержню, движущемуся практически прямо вверх и вниз, передавать движение балке, движущейся по дуге, без значительной боковой нагрузки на стержень.
В предыдущих двигателях, построенных Ньюкоменом и Ваттом, поршень тянул один конец балансира вниз во время рабочего хода с помощью цепи , а вес насоса тянул другой конец балки вниз во время такта восстановления с помощью второй цепи. переменные силы, вызывающие качательное движение балки. В новом двигателе двойного действия Ватта поршень производил мощность как при движении вверх, так и при движении вниз, поэтому для передачи силы на балку нельзя было использовать цепь. Уотт разработал параллельное движение для передачи силы в обоих направлениях, сохраняя при этом шток поршня очень близко к вертикали. Он назвал это «параллельным движением», потому что и поршень, и шток насоса должны были двигаться вертикально, параллельно друг другу.
В письме своему сыну в 1808 году, описывающем, как он пришел к этой конструкции, Джеймс Уотт писал: «Я больше горжусь параллельным движением, чем любым другим изобретением, которое я когда-либо делал». [1] На эскизе, который он включил, на самом деле показано то, что сейчас известно как связь Уотта , которая была связью, описанной в патенте Уотта 1784 года, но она была немедленно заменена параллельным движением. [2]
Параллельное движение отличалось от рычага Уотта тем, что в конструкцию было включено дополнительное соединение пантографа. Это не повлияло на основной принцип, но позволило уменьшить машинное отделение, поскольку рычажное соединение было более компактным. [2]
Поршень двигателя Ньюкомена двигался вниз под действием атмосферного давления. Устройство Ватта позволило использовать острый пар для непосредственной работы с обеих сторон поршня, тем самым почти удвоив мощность, а также подавая мощность более равномерно в течение цикла, что является преимуществом при преобразовании возвратно-поступательного движения во вращательное движение (будь то с помощью кривошипа). или через систему солнечной и планетарной передачи ).
См. схему справа. А — шейка (подшипник) балансира KAC , который раскачивается вверх и вниз вокруг А. H — поршень, который должен двигаться вертикально, а не горизонтально. Сердцем конструкции является четырехзвенная тяга, состоящая из AB , BE и EG , и базовая тяга AG , оба шарнира находятся на раме двигателя. Когда луч качается, точка F (которая нарисована для облегчения этого объяснения, но не является отмеченной точкой на самой машине) описывает вытянутую восьмерку (точнее, лемнискату Бернулли ) в воздухе. Поскольку движение шагающей балки ограничено небольшим углом, F описывает только короткий участок восьмерки, который довольно близок к вертикальной прямой. Восьмерка симметрична, пока плечи AB и EG равны по длине, и наиболее прямой, когда соотношение BF и FE соответствует соотношению AB и EG . Если длина хода (то есть максимальный ход F ) равна S , то прямой участок будет самым длинным, когда BE составляет около ⅔ S , а AB составляет 1,5 S. [3]
Можно было бы соединить F непосредственно со штоком поршня (конструкция «рычага Ватта»), но это придало бы машине неуклюжую форму: G находился бы далеко от конца балансира. Чтобы избежать этого, Ватт добавил параллелограммную связь ▱BCDE , чтобы сформировать пантограф . Это гарантирует, что F всегда лежит на прямой линии между A и D и, следовательно , движение D является увеличенной версией движения F. Таким образом, D является точкой, к которой прикреплен шток поршня DH . Добавление пантографа сделало механизм короче, и поэтому здание, в котором находился двигатель, могло быть меньше.
Как уже отмечалось, путь F не является идеальной прямой, а лишь приближением. Конструкция Уотта приводила к отклонению примерно на одну 4000 от прямой линии. Позже, в 19 веке, были изобретены идеальные прямолинейные связи, начиная с связи Поселье-Липкина 1864 года.
