Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Мельников А.А. Теория и расчет фотозатворов

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

24.10.2023

Размер:

10.5 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 910 / 2610 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

шторки в ту или другую сторону ее перемычки		(у щели) не
отсекали лучей HP	и Н'Р'.
Отношение ширины щели s0 к диаметру d		круга	сечения
плоскостью шторки	конуса лучей, проектирующих одну		какую-
	Р	О	Р'

Рис. 53. Схема к расчету длины щели	Рис. 54.	Схема к расчету
	ширины	щели

либо точку снимка, называется относительной шириной щели и

обозначается буквой ш, т. е.: m = — ,	следовательно,
d
s0 = md.	(98)

Известно, что оптический к. п. д. затвора зависит от относи тельной ширины щели m

r\ =	m
r\ =	-.
	m + 1
Решая это выражение относительно т,		находим
т =	Г)
т =	—•—.
	1-11
Подставив значение т в равенство (98), получим
s0 =	- ^ L _ d .	(99)
	1—11

Данное выражение показывает, что ширина щели зависит не только от удаления шторки от фокальной плоскости и от отно шения d/h', но также и от величины к. п. д. затвора.

При прочих равных условиях повышение к. п. д. затвора требует увеличения ширины щели; приближение же шторки к фокальной плоскости допускает уменьшение ее ширины. Поэтому в целях повышения к. п. д., желательно шторку как можно ближе располагать к фокальной плоскости.

Если шторка располагается между линзами объектива, то целесообразно применять первую форму отверстия.

В этом случае
*0 =	' п О т	а х =	О т а х ^ ^ - .	(100)
Во всех формулах	величина		D берется	максимальной, т. е. •
при полном открытии диафрагмы.
Расстояние между центрами О и Oi (рпс. 17) надо брать для
первой формы отверстия
	А	= sQ	+ D m a x -
В случае необходимости		повышения к. п. д. затвора следует

значительно увеличивать ширину щели. Это вытекает из формул

(99) и (100). Но

от

ширины

щели

зависит

также

выдержка

[гл. 1 формулы (6)

и (7)].

Если только

увеличить

ширину

щели,

то

увеличится

выдержка. Чтобы

при увеличении

к. п. д.

не

увеличивалась

выдержка,

надо

увеличить

скорость v

движения шторки.

А это требует усиления пружины.

Следовательно,

увеличение

к. п. д. затвора,

что

возможно

при

данном

его

расположении

камере

только

за

счет

увеличения относительной

ширины

т,

т.

е. в конечном

счете, за

счет s0,

вызывает

необходимость уси

ления пружины. Уменьшение выдержки тоже требует усиления пружины.

Одна и та же пружина зачастую не может удовлетворить оба эти требования и в этом случае конструктору надо решать,

какую часть энергии			пружины	затрачивать	на	повышение
к. п. д. и какую — на уменьшение выдержки.
При решении этого вопроса следует, конечно,					прежде		всего
учитывать		основное	назначение	фотоаппарата,	условия		его
работы и предъявляемые к нему				технические требования.
В тех	случаях, когда фотоаппарат предназначен					главным
образом	для	съемки	быстродвижущихся объектов			в сравни
тельно хороших условиях (например, спортивные снимки)							очень

важно всемерно уменьшить вредное влияние искажения изобра жения на качество снимка. В этих случаях, видимо, надо отдать предпочтение получению минимальной выдержки, несколько по ступившись величиной оптического к. п. д.

15. ГРАФО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ГЛАВНОЙ ПРУЖИНЫ

Некоторые предпосылки

Все величины изображаются на чертежах отрезками в мил лиметрах. При этом каждая величина имеет свою цену 1 мм, т. е. отношение изображаемой величины к длине отрезка в мил лиметрах, который представляет эту величину. Будем обозначать цену 1 мм буквой ц. с индексом внизу. Индексом является та же буква, какой обозначена изображаемая величина. Например, • если скорость обозначим через и, то цена 1 мм обозначится р.,,.

Итак,

_ Изображаемая величина

Длина отрезка в мм

Графо-аналитический способ расчета пружины фотозатвора

особенно целесообразно' применять в том				случае, когда приве
денный	момент	инерции	/ п р или приведенная масса		$51	меха
низма	затвора	изменяют	свое значение	в течение	цикла	его
работы.
Графо-аналитический			способ расчета	разработан	и предло

жен канд. техн. наук Стариковым И. С.

Этот способ также дает возможность производить определе

ние выдержек при заданной пружине затвора.	с
Графо-аналитический расчет главной пружины	фотозатвора
надо производить по этапам (рис. 55) в следующей	последова
тельности:

1)установить основные параметры затвора;

2)построить график моментов М (или сил Р) пружины

(кривая

/) в функции

угла ср

или пути

т. е.

(М;

ср)

или

(P;s);

3) построить график работы А пружины (кривая 2) в функ

ции угла ср (или пути s), т. е. (А; <р) или

(Л; s);

построить

график полезной

работы

(кривая1 5)

пружины

Ап, тоже

в функции

угла ср

или

пути

т. е.

(/4П;

ср)

или

И„;

s);

рассчитать

приведенный

момент

инерции / п р или приве

денную

массу Ж

механизма

затвора

для нескольких

последо

вательных значений угла поворота <р

звена

приведения

или

пути s точки приведения;

построить

кривую приведенных

моментов

инерции

или

приведенных масс (кривая 4) в функции угла или пути (Уп р ; ср)

или (

;

s);

А„)

построить кривую

знергомасс

(кривая

5),

т. е.

(7п р ;

или (

;

Ап);

8) построить график скорости (кривая 6) в функции угла ср

(пути s),

т. е. кривую

(со; ср) или

(и;

s);

построить график

(кривая 7 на рис. 57)

изменения

вы

держки по полю кадра (t, ср);

10)

произвести пересчет масштабов и определить цену 1 мм

для ординат моментов

(сил) пружины, т. е. найти \хм

или

ц.Р;

11)

определить максимальный и минимальный моменты пру

жины М Г А

А Х И М Щ Щ

( P m a x

И Pmjn) ;

12)

рассчитать

пружину.

Порядок расчета по этапам

1. Установка основных параметров затвора.

основным

параметрам затвора

относятся:

диапазон

выдержек;

макси

мальная, минимальная, а также и все промежуточные

выдержки

(шкала выдержек); инерция затвора, время цикла, а также оптический к. п. д.. Конечно, не всегда надо знать все парамет

ры.	Они	берутся	из	технического		задания	на разработку
затвора		(или из технических условий).
Если момент главной пружины известен,							то	графо-аналити-
ческим способом			можно		рассчитать	выдержки,		создаваемые
этой	пружиной. При			этом	несколько	меняется		последователь

ность расчета по этапам, а именно: пп. 1, 11 и 12 отпадают; п. 10 заменяется, а именно, определяется выдержка t по известной цене 1 мм цлг.

2. Построение графиков моментов (/И; ср). График изменений моментов пружины строим в прямоугольной системе координат. Момент пружины линейно зависит от угла ее раскручивания ср. График выбираем «произвольный» и строим так:

определяем угол

разворота пружины

ср [рад.] за

цикл

рабо

ты затвора;

выбираем по чертежу

(рис. 55)

отрезок лг т а х

[мм] и отклады

ваем его по оси абсцисс;

определяем цену 1 мм для углов ср, т. е.

Фтах

рад

V-4

•'-max

ММ

выбираем ординаты i/мтах и умты [мм], задаваясь их отно

шением, например

ум

max : Ум mm

1,5.

Так

как

истинные

значения моментов пружины нам еще не известны, то цена

1 мм

ц.д1 тоже не известна. Цена

1 мм

по

оси ординат (для

момен

тов) определяется равенством

„

Мта х

г с

- ш

* « r a a x

ММ

из начала координат О откладываем

по

оси

ординат

умтак,

а от конца отрезка хтах

— параллельно

оси

ординат

ум

mm;

соединяем концы отрезков умт&% и умтп

прямой

линией, ко

торая и представляет собой график

(М; ср).

'3. Построение графика работы

(А;

ср). Это построение делаем

способом графического интегрирования в следующем порядке: продлим ось ординат вниз и наметим новое начало коорди

нат (точка Oi) для графика работ (кривые 2 и				3 на	рис. 55);
через точку	0\ проводим ось	абсцисс,	по которой		отклады
ваем углы ср звена приведениям той же ценой 1 мм ц.Ф ;
выбираем по габаритным размерам чертежа				максимальную
ординату работ улта* так, чтобы кривая			работ	уместилась		в
заданных габаритных размерах;
разбиваем диаграмму моментов пружины на				ряд	равных
или неравных полос шириной л'ь х%\...						ум
в пределах	каждой полосы	находим	среднее	значение

(т. е. осредняем высоту площади полосы) и сносим полученные Ум на ось ординат;

на оси абсцисс откладываем влево от начала координат О некоторый отрезок а, который ориентировочно можно рассчи тать по формуле

Ум max + Ум min -v"max _

(101)

			всего кадра
Рис. 55.	Общая	схема	графо-аналитического		расчета затвора
соединяем	конец	отрезка а		с концом	среднего	отрезка	ум\,
снесенным на ось ординат. Получаем угол						(А; ср)
из точки Оь т. е.		из	начала	координат кривой		(А; ср)	про

водим линию под углом tj)i (т. е. параллельно лучу / ) до пере сечения с границей первой полосы.

Аналогично находим угол -фг (луч 2) и из конца отрезка уА\ проводим прямую, параллельную лучу 2 (под углом яр2) до гра


ницы второй полосы.		Такое построение продолжается				до	по
следней полосы. Его		результатом является график				работы
пружины	(А; ср), т. е. кривая		2.
Цена	1 мм для ординат работы
Но, так как нам неизвестна еще цена				1 мм для	моментов		\iM,
то и цл пока остается			неизвестной	(вплоть	до пересчета
масштабов).
4. Построение графика полезной работы Ап.					График рабо
ты (А; <р) показывает,		какую работу		получаем	от	главной

пружины в зависимости от угла ее раскручивания ср. Но не вся эта работа затрачивается на увеличение кинетической энергии механизма затвора. Часть ее расходуется на преодоление вред

ных сопротивлений (трения). Потери	на трение можно	учиты
вать через к. п. д. механизма.
Если механический к. п. д. затвора	г) м е х известен, то	легко
определить полезную работу

Диаграмму (Ап; <р) полезной работы (кривая 3, рис. 55) строим с теми же ценами 1 мм р,А и ц9 , в каких построена кривая 2 полной работы пружины. Обозначим ординату полез ной работы через уЛп, тогда

		УЛп=ЪмехуА-					(ЮЗ)
Для	каждого значения		угла ср	по формуле	(103)	находим
ординаты уАп.		Полученные	точки	соединяем плавной		кривой и
тем получаем график (А„; <р), т. е. кривую 3 на рис. 55.
5. Расчет приведенного			момента инерции J„p (приведенной
массы	СК ). Расчет ведем		по правилам прикладной			механики.
6. Построение кривой приведенного момента инерции							(-/пр,
<р). Кривую приведенного момента				инерции 4	(рис. 55) строим
в третьей четверти в системе координат с началом в						точке	0\.
Значения		ср откладываем от точки 0\ вниз			по оси.	Значения

приведенного момента инерции откладываем по горизонтальной оси влево от начала координат 0\.

Выбираем цену 1 мм приведенных моментов инерции \и

•^пр Г С - М М - С 2 '

мм

Откладываем отрезки yj.

Соединяем концы этих отрезков плавной линией и получаем кривую 4 приведенных моментов инерции.

7. Построение кривой (/П р; Ап).

Кривую 5

(рис. 55)

строим во

второй

четверти.

Аа

Для

данного значения угла ор находим

значение

на

кри

вой 3 и / п р

на кривой 4.

четверть, находим точку, при

Снося

эти значения во вторую

надлежащую

кривой

(/П р; ф)-

Аналогичным

образом на

ходим и все остальные

точки.

Соединяя

эти точки

плав

ной линией,

находим

кривую

(•^npi

An)

•

Построение

графика уг

ловой скорости

(со; ф). Постро

ение диаграммы скорости

мож

но производить

двумя

путями:

аналитическим

графическим.

Аналитическое

вычисление

можно

производить

по

фор

муле

Рис. 56. Построение графика скорости

со = V it-	(104)

где	со — угловая скорость пружинного валика;
Ап		— полезная	работа пружины, соответствующая				данному
Л	Ф	текущему положению механизма;
		— текущее	значение	приведенного		момента	инерции
		механизма; ось приведения — ось пружинного					валика.
Таким путем			мы можем	построить	график (со, ф);			(см.
рис. 55), но при этом теряется связь между						масштабами,		что
нежелательно.
Поэтому рассмотрим другой, графический прием построения
кривой (со, ф). Построение показано на рис. 55 и 56.
Задаемся максимальной				ординатой уа	m a x	= z m a x , исходя		из

габаритных размеров чертежа. Находим максимальное значение

угла	р = ртах- Для этого	в данном случае	соединяем прямой
точки	С и 0 : и продляем	ее до пересечения	в точке К с линией,

параллельной оси ординат на расстоянии Ь от начала координат

0\. Отрезок KB = у а т а			х = 2 т а х .			приве
Находим,	например		для 4-го положения механизма
денный момент инерции, соответствующий				значению Л п 4		работы
пружины. Для		этого	проводим из точки	Л п 4	горизонталь до
пересечения	с кривой (/ п р , Аи) (эти горизонтали мы уже имели
при построении самой кривой). Находим точку D.
Из точки	D	ведем	прямую через начало координат 0\ до
пересечения	в точке L с прямой КВ. Тем самым находим отре
зок z.		KB как на диаметре строим
На отрезке					полуокружность
(радиусом, равным 0,5			KB).

В точке L восстанавливаем перпендикуляр к линии В/С (т. е.

параллельно оси абсцисс) до пересечения в точке								N с	полуок
ружностью.
Соединяем прямой точки В и N. Эта хорда и будет равна
ординате угловой			скорости	кривой (со, ср)			для	положения 4
механизма,	т. е. BN		= г/ш4 .
Из точки 4		системы координат (со, ср)				восстанавливаем пер
пендикуляр	к	оси	абсцисс	и	откладываем		на нем		отрезок
BN = г/0,4.	Тем	самым находим			точку, соответствующую				со4-
Аналогичные построения				проделываем		для всех		выбранных

нами положений механизма, находя тем самым ряд точек кри вой (со, ср).

Соединяя найденные точки плавной кривой, получаем гра фик угловой скорости пружинного валика.

Цена 1 мм угловой скорости определяется по формуле

Но

L I Q

мы

еще

не можем определить, так как

нам

не из

вестна цена

1 мм работы [х.4-

(t,

Построение графика

изменения

выдержки

по полю

кадра

ср). В любой точке

кадра

выдержка [см. формулу

(85)]

R(0

где

s0 — ширина щели шторки;

световых

лучей

плоскостью

d — диаметр

сечения

конуса

шторки;

R — внешний радиус пружинного

валика;

со — его угловая

скорость.

Началу

выдержки

первых

точек

кадра

соответствует

угол

поворота пружинного

валика

Ф Р

Т .

концу выдержки последних точек кадра

где

— путь разгона

шторки;

которой переме

/ — сторона

кадра,

перпендикулярно

щается щель

(предполагается, что

шторка

находится

вблизи светочувствительного слоя). Углам срр и сри на

осях абсцисс графиков,

приведенных

на

рис.

57,

соответствуют отрезки хр

и хк, причем хр

= ЛЕ_ ,

хк

Фк

7 Заказ

1069

Так как выдержка обратно пропорциональна

угловой скоро

сти пружинного

валика (щель

постоянной

ширины),

то

для

графического

определения

выдержки

поступаем

следующим

образом.

Используем

равновеликость

площадей

квадрата

со

стороной

k и прямоугольника со сторонами г/ш

yt.

На

верхней

части

рис. 57 показан ход построения.

Из подобия прямоугольных треугольников следует, что

у, = ^ .

(106)

У*

Из формулы

(85)

имеем

s0 + d

(107)

V-tUt -

Сравнивая

выражения

(106) и

(107),

получим,что:

отрезки tji

пропорциональны t;

коэффициент

пропорциональ

ности соответствует цене 1 мм по оси

ординат

графика

(/;

ср),

Рис. 57. Построение

графика

+ d

(108)

времени

Построение

закончено.

Отрезок yt,

отмеченный

на

рис. 57, относится

центральной

точке снимка (х1Х

— абсцисса центра снимка).

10. Пересчет

масштабов.

До сих пор нам были известны це

ны 1 мм для угла

поворота

пружинного

валика ср и приведенно

го момента инерции /пр, т. е. и.Ф

u.j.

Вычисление

значений

остальных цен 1 мм делаем в следующем

порядке.

yt,

На рис. 57 (кривая 7) выбирается

ордината

например

относящаяся к центральным точкам снимка

(абсцисса

* ц ) , про

порциональная заданной наименьшей выдержке £ m m .

Тогда цена

1 мм по оси ординат

(для

ц =,i™!!L.

(109)

Для определения цены 1 мм по оси ординат для угловой ско

рости со (кривая

6 на рис. 56 и 57)

используем равенство

(108)

(ПО)

Цена 1 мм по оси ординат

для

кривой

а также

для

кри

вой 2 получается из выражения

(105)

Ь	(111)

Из равенства (102)		имеем,	что цена 1 мм		по оси ординат
для кривой /	(рис. 55)
		l A f -	„,.		(112)
		l A f -	„,.
Таким образом, из		равенств (109) — (П2)			получаем, что
искомая цена	1 мм для моментов пружинного двигателя
		(so +	ciy	byamaxyfnj
	Н-Л'=		Г Т ^	•	( п а >

11. Определение моментов пружины. Пересчитав масштабы и найдя цену 1 мм для моментов \х,м, можно определить макси мальный и минимальный моменты пружины

^г о а х

^m i n

= ^мУм max'

= №МУМ min '

По этим моментам и рассчитывается		пружина.
12. К расчету пружины. При	расчете пружины надо иметь
в виду, чтобы она:
1) обеспечивала необходимый	угол	раскручивания ершах-;

2)обладала требуемой по расчету жесткостью k

£_ Mma x M m i n

Фгоах

Для расчета моментов пружины цена 1 мм

по оси

ординат

графика моментов \.iM вычислялась для

заданной

фактической

минимальной

выдержки tm}„, относящейся

центральным

точ

кам снимка.

Величина

разгона шторки

устанавливается

из

соображений

ее возможного

увеличения

целью

уменьшения

разницы

выдержках в начале и в конце кадра

(абсцисса

на рис.

57).

Однако препятствием для увеличения разгона

является

габа

ритный размер

фотоаппарата.

Поэтому

с целью

уменьшения

разницы в выдержках следует моменты пружины

рассчитывать

для такого положения щели

шторки

относительно

кадра,

при

котором

заданная

наименьшая выдержка

f^mm являлась

бы

средней арифметической выдержек на краях кадра.

На рис. 57 ордината t/iv

пропорциональна

выдержке

на

од

ной стороне кадра, yiK — на другой стороне,

с р

2 ~ ~

при абсциссе л:с р . Поэтому в

равенстве

(109)

вместо yt

следует

использовать

ytcp.

Таким образом, изложенный графо-аналитический способ

расчета

пружины

в шторном

фотозатворе

позволяет

решить

вопрос об улучшении распределения

выдержки

по

полю

кадра.

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 910 / 2610 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ