Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Соловьев А.И. Проектирование механизмов приборов и аппаратов

.pdf
Скачиваний:
22
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
9.95 Mб
Скачать

Отсюда путь точки А за время t будет

S = 4 R f ndt.

О

Повернем основную окружность вокруг ее центра О на угол р.

Р

Тогда с учетом — = 2 при неподвижном центре 0 | образующая

г

окружность повернется на угол 2р. Точка А пройдет путь, равный

дуге АА1

(рис. 36, б).

Ь с Л ' И

теперь вращать образующую окружность с центром 0 (

вокруг центра О основной окружности, то точка А1 будет переме­ щаться в диаметральной плоскости В — В, горизонтальная и вер­ тикальная проекции которой на оси Хи Y равны 2Rcos |3 и 2Rsin (5. Соответственно перемещению точки А1 при постоянной скорости вращения п будут

 

 

L

 

Sx

=

4 Rn J cos

3 dt;

 

 

 

(142)

Sy

=

4Rn f sin

p dt.

 

 

0

 

Отсюда очевидны интегрирующие возможности гипоциклоидного механизма.

Зубчатый гипоциклоидный интегрирующий механизм с внешним зацеплением показан на рис. 36, в. Здесь основная окружность представлена цилиндрическим зубчатым колесом / с радиусом на­ чальной окружности R; образующая окружность — колесом 2 с

радиусом начальной окружности г = — . З у б ч а т ы е колеса / и 2

кинематически связаны между собою трибом 3 с конструктивно принятым радиусом начальной окружности гт . Ось вращения три­ ба 3 укреплена на колесе-водиле 6 с радиусом начальной окруж­

ности RB , получающим 'вращение от задающей шестерни

7 с

ра­

диусом начальной окружности Г5.

 

 

 

Функцию

точки А (см. рис. 36, а)

выполняет палец

4

(см.

рис. 36, в) кривошипа длиною г.

 

 

 

Палец 4 связан подвижной кареткой с зубчатой рейкой, с кото­

рой в свою

очередь сцеплено зубчатое

колесо. Возвратно-поступа­

тельное движение пальца преобразуется во вращательное движе­ ние зубчатого колеса.

Знакопеременность вращения зубчатого колеса учитывается суммирующей муфтой (рис. 36, г), соединенной с колесом валика/. Сердечник муфты 3 выполнен в виде шестигранника, жестко по­ саженного на входном валике 1 и помещенного в две обоймы 8 и 6, являющиеся элементами свободно вращающихся на валу 1 конических шестерен 2 и 4. Последние входят в зацепление с ше­ стерней 5 вала 7 съема результата. На каждой плоскости шести­ гранника помещено по одному ролику, поджимаемому цилиндри­ ческими пружинами в углы, образуемые гранями сердечника и внутренними поверхностями обойм. Ролики в обоймах 8 и 6 под­ жимаются пружинами в противоположные стороны.

При вращении валика 1 против часовой стрелки ролики закли­ ниваются в обойме 5, а при вращении его по часовой стрелке — в- обойме 6. Так, знакопеременное вращение входного валика / пре­ образуется в непрерывное вращение выходного валика 7.

По существу, описанная суммирующая муфта как бы составле­ на из двух роликовых предохранительных муфт, принцип действиякоторых описан в работе [51].

Из простых зубчатых счетно-решающих механизмов в сочета­ нии с механизмами-передачами компонуются сложные счетно-ре­ шающие приборы промышленной, судовой и авиационной автома­ тики. Характерным примером такой компоновки является судовой построительный счетно-решающий гироскопический прибор трех­ осной стабилизации (рис. 37). Относительный пеленг (см. рис. 17), дифферент и крен судна моделируются углами поворота роторов электродвигателей 1, 2 и 11. Оси 10, 8 соответствуют осям бортовой качки и относительного пеленга.

Наведение по курсовому углу К (см. рис. 17) осуществляется электродвигателями 4 (см. рис. 37). Оси поперечного крена, крена наведения по курсовому углу и ось килевой качки моделируются осями вращения звеньев 9—6. Управление осуществляется двига­ телем 5, передача сигнала на сельсин — сектором 3. Передаточ­ ные отношения от перечисленных электродвигателей к приводимым ими звеньям счетно-решающего механизма, обозначенные симво­ лом і, указаны на рис. 37.

Рассмотрим теперь зубчатые (передаточные) механизмы элек­ тронных вычислительных машин на примере машины «Урал».

Фототрансмиттер (рис. 38) состоит из мотопривода, сцепногоустройства, транспортирующего механизма, кулачковой коробки и фотоголовок.

Мотопривод включает

в

себя электродвигатель

1 типа

СЛ-221

с мощностью 13 вт при скорости вращения ротора Пі

= 3600

об/мин

и червячную передачу 23.

Червяк 3 — четырехзаходный (z3 =

4);

червячное колесо 2 имеет 34 зуба

(zK

= 34). Таким образом,

вы­

ходной вал через торцевую

зубчатую

муфту 4 передает вращение

с передаточным отношением

 

 

 

 

 

 

, =

_5к

_ Л

-

8 5

 

 

 

 

г

4

 

 

 

 

 

Рис. 37

и скорость его

=

_п, =

Л б о 2 _ = 4 3 0

о б

і8,5

Модуль

червячной

пары т ч = 1 мм.

Сцепное

устройство

'предназначено для передачи вращения от

мотопривода на валы кулачковой коробки и транспортирующего механизма. Оно включает в себя зубчатую муфту 4, двуплечий ры­ чаг включения 6 с пружиной силового замыкания 5, электромагнит 7, пружину сцепления 5 на втулке 9.

Сцепная муфта с одной стороны имеет по торцу зубья [50], а с

другой — выступ, который входит в вырез, имеющийся

на втулке 9.

В исходном положении муфта удерживается рычагом

6, и враще­

ние на нее от мотопривода не передается. С поступлением сигнала на электромагнит 7 рычаг 6, являющийся одновременно якорем электромагнита, притягивается, и полумуфта 4 под действием пру­ жины 8 перемещается влево и входит в зацепление с осью червяч­ ной шестерни, которая при работе контрольно-считывающего уст­ ройства постоянно вращается.

Вращение от

втулки

9 через

шестерни

10

и / / передается на

вал кулачковой

коробки

12 и далее к транспортирующему

меха­

низму. При прекращении

подачи

сигнала

на

электромагнит

рычаг

6 под воздействием пружины 5 возвращается в исходное положе­ ние. Сцепная муфта, скользя своим скосом по рычагу, перемеща­

ется вправо

и выходит

из зацепления с осью червячной шестерни

2, прекращая

передачу

вращения от мотопривода.

Транспортирующий механизм предназначен для перемещения перфолент. Он включает в себя вал 22 с жестко посаженными на нем двумя ведущими звездочками 17 и 23. Вращение на вал 22 передается от оси 9 через шестерни 10, 11, 24, 24', 15 и 16.

Кулачковая коробка предназначена для выработки (через соот­ ветствующие константы) разрешающих сигналов с занесением их на регистры считывания строк с клавиатуры клавишного устрой­ ства; сигналов, поступающих на генератор одиночных импульсов; вырезающих сигналов на соответствующий вход схемы автомати­ ческой остановки и сигналов для выдачи на перфоратор. Она со­

стоит из вала 13, на котором при помощи

винтов крепятся

кулач­

ки 14 и планки

с контактными группами.

 

 

Фотоголовки

18 и 21 предназначены

для считывания

сигна­

лов с лент. Каждая из них состоит из блока фотодиода и основа­ ния. В свою очередь блок состоит из двух гребенок, в пазы которых заложены одиннадцать экранов, назначение которых — не про­ пускать свет с соседних дорожек. Сверху фотодиоды крепятся дву­ мя планками, снизу к основанию приклеивается пластина с один­ надцатью отверстиями-диафрагмами. Фотоголовки крепятся к пла­ те фототрансмиттера тремя винтами, штифтуются в двух местах

изакрываются колпачками. Фотодиоды засвечиваются через щели

внаправляющих 19 и 20.

 

Скорости

вращения валов

22

и

13, соответственно равные

П22

= 53 об/мин;

П[з = 211,8 об/мин,

обеспечиваются следующим вы­

бором чисел зубьев шестерен 10,15,15',

16, 24, 24'; z1 0 = 20; z2 4 = 40;

z2 4 '

- 25; z1 5

= Z\b'

= 80; z1 6

=

50.

 

 

 

Модуль зацеплений <m =

0,5 мм.

 

 

Число зубьев

звездочек

23 и 17 равно шестнадцати.

 

Зубчатый

перфоратор

(рис. 39) приводится во вращение от

электродвигателя

1 со скоростью Пі

= 2000 об/мин. Двигатель / свя-

Рнс. 39

зан с главным валом 12 через эластичную муфту 2 [51]. На глав­ ном валу закреплены червяки 10 и 24 и винтовое колесо 17. Чер­ вяк 10 через червячное колесо 9 передает вращение на сцепную муфту 3 с тремя пазами, расположенными под углом 120° относи­ тельно друг друга.

Сцепная муфта с колесом 9 сидит свободно на оси винтового колеса 4, снабженной трехлопастным упором 7 со сцепной собач­ кой 8. При сцеплении собачки с муфтой под действием электромаг­ нита 6 вращение передается через пару винтовых колес 4 и 5 на вал колеса 9 привода кулачковой коробки.

 

При скорости вращения

вала

19 П і 9

200 об/мин

вал

кулачков

20

вращается со скоростью

п2о =

300 об/мин,

а вал кулачков 21 с

винтовым колесом 22 — со

скоростью

п 2 1 = 2 0 0 об/мин.

Одновре­

менно вращается и вал катушки 39

подачи

ленты

из

кассеты к

матрице 11.

 

 

 

 

 

 

 

С главного вала 12 через пару винтовых колес 17 и 14 враще­

ние

передается со скоростью гц3 = 1200 об/мин

шестерне

13, кото­

рая

входит в зацепление с шестерней 32, несущей цевку (палец) 15,

периодически входящую в паз шестилопастного мальтийского кре­

ста

27.

 

шестерни 13

 

Піз =

 

Непрерывное вращение

со скоростью

— 1200 об/мин

преобразуется

в прерывистое вращение мальтийско­

го креста со скоростью П27 =

200 об/мин.

 

 

 

С мальтийским крестом жестко связана сцепная муфта, которая

при

сцеплении

с собачкой 26

трехлопастного

упора '16 через

пару

шестерен 23 и 25 передает прерывистое вращение на скачковой ба­ рабан 31, перемещающий ленту 38 на следующую строку.

Одновременно через пару шестерен 13 и 34 поворачивается экс­ центриковый вал 33 со скоростью п 3 3 = 1200 об/мин и приводит в движение боек 35 с пробивной планкой. За счет эксцентриситета вала 33 боек совершает возвратно-поступательное движение: 1200 двойных ходов в минуту. Сцепные магниты 6 и 18 срабатыва­

ют

одновременно

по

 

сигналу,

поступающему через контактное

устройство,

приводимое в

 

действие

от

кулачка

 

21.

 

Конструкция

сцепных уст­

 

ройств позволит подавать

 

ленту 38 на две или на че­

 

тыре

строки.

 

 

 

 

 

 

Управляющий

пробив­

 

кой

 

ленты

 

магнитный

 

ящик

имеет

одиннадцать

 

пробивных

электромагни­

 

тов

(один

из

которых

29

 

показан на рис. 39). Яко-

 

ри 28

электромагнитов

29

 

тягами 30 соединены с со­

 

бачками

36,

воздействую­

 

щими на пуансоны 37, ко­

 

торые

прошивают

лен­

 

ту 38. Таков принцип дей­

 

ствия

ленточного

перфо­

 

ратора.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассмотрим

конструк­

 

ции

основных

узлов

лен­

 

точного

перфоратора.

 

 

На

 

рис.

40

 

показан

р и с . 40

мальтийский

механизм

в

положении запорного диска, сидящего на валу 1, соответству­ ющему входу цевки 4 в паз креста 5, что составляет 240° по

индикаторному

диску;

выход

цевки

из

зацепления

соответ­

ствует 0°.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Фиксирующий диск 2 шестерни 3 с диаметром ' Н а ч а л ь н о й окруж­

ности D„ 0 = 5 2 , 1 2 мм при

числе

зубьев

г — 40

и

модуль

зацепле­

ния т = 1,25 мм затормаживают крест

на

время

движения цевки

вне паза. Люфт между диском и крестом

не

должен превышать

0,08

мм. Время

движения

і д

и покоя t n

креста

[3; 51] соответствен­

но

равно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(143)

где п — скорость вращения цевки, об/мин; г — число пазов (лопастей) креста.

Если число зубьев храпового колеса z , то угол его поворота

Рис. 41

где z0 —'число зубьев, на которое поворачи­ вается колесо.

Конструкция перфорирующего устройства показана иа рис. 41. При поступлении сигнала на электромагнит 1 якорь 2 через тягу 3 выво­ дит собачку 6 из исходного положения. По­

следняя захватывается

пробивной

планкой 6

и вместе с пуансоном 5 опускается

вниз и про­

бивает ленту 4. Когда

боек с пробивной план­

кой движется вверх, собачка 6, ударяясь в от­ шибающую планку 7, возвращается в исходное положение.

5. Этапы проектирования зубчатых

механизмов радио- и электронных устройств

1. Исходным в проектировании того или иного механизма является его структурнофункциональная схема, пример которой пока­ зан на рис. 42. Здесь в самых общих чертах раскрыт следующий замысел конструктора: ве­ дущий двигатель 1 кинематическими цепя-

Рис, 43

4. Зак. № 183

 

 

 

 

мн 2, содержащими шкаль­

Значение

чисел зубьев

z

ное

устройство

3

и

механи­

ческий стопор 4,

связан с ис­

и модулей m шестерен механизма

 

 

 

ведомой

полнительным устройством 5,

Позиции

по

Числа зубьев

функции

которого

могут

вы­

рис. 43

 

ведущей

полнять, например, сельсины

 

J

пли вращающиеся трансфор­

 

 

шестерен

 

 

 

 

маторы.

 

 

 

 

 

 

 

 

_144

 

2.

Структурно - функцио­

 

 

 

нальная

схема

развивается

 

 

72

 

 

 

 

в пространственную

кинема­

4,5

 

140

 

тическую

схему с

указанием

 

70

 

направлений

передачи

дви­

 

 

 

6.7

 

120

 

жения

или

энергетических

 

40

 

потоков

стрелками

вдоль

 

 

 

 

 

 

осей

 

щ'ращения

 

звеньев к

8,9

 

135

 

 

 

 

 

сельсинам 10 и / /

(рис.

43).

 

45

 

П р и м е ч а н и е ,

 

3.

Кинематическим расче­

Модуль

зацепления

том

[50]

определяются

чис­

всюду равен

0,5.

 

 

 

 

 

 

ла

зубьев

шестерен

/—9

(см. рис. 43), принимается стандартное значение модуля зацеп­ лений [20]. Результаты расчета сводятся в табл. 4 и записы­ ваются непосредственно на чертеже пространственной кинема­

тической

схемы,

как

это

показано

на

рис. 43 применительно к

ступени

89.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Пользуясь

данными табл. 4 ,и [50;

52], определяем

диаметры

начальных (делительных)

окружностей

шестерни Di

и коле­

са

Di-fi,

вычисляем

межосезые

расстояния

 

 

 

 

 

_

Di 4- Р|-ч

_

m(zi

+ zi+i)

 

 

5. С

учетом

конструктивно принятой ширины зубчатых вен­

цов

b =

3—5

мм

шестерен /—9 строится полуконструктивная схе­

ма

механизма

с

сельсинами 10 и

И

(рис. 44).

 

 

6. Конструктивная

разработка

отдельных элементов

схемы ме­

ханизма ведется с учетом опыта конструирования механизмов при­ боров и аппаратов [27; 29; 32; 34].

На рис. 45 показан пример конструктивного решения кинема­

тического узла

с консольной заделкой

несущего стакана

7 в стой­

ке 8.

 

 

 

 

 

Зубчатое колесо 1 по напряженной

посадке, одето

на

вал

6 и

через ступицу

зафиксировано коническим штифтом

2. Затем

на

вал одето дистанционное кольцо 4 и также зафиксировано кони­ ческим штифтом 3. В упор к торцу кольца 4 по плотной посадке на вал 6 одет шарикоподшипник 5, наружное кольцо которого по скользящей посадке вставлено в цилиндрический стакан 7, пред-

 

варительно

вмонтированный

 

в стопку 8. На свободный ко­

 

нец вала 6 одет второй.ша­

 

рикоподшипник 9 и зафикси­

 

рован

кольцом

11,

закреп­

 

ленным на валу штифтом 10.

 

Стакан

7

крепится

винтами

 

к стойке 8.

 

 

 

 

 

Конструктивное

решение

 

крепления к плате и присо­

 

единения миниатюрной элек­

 

трической

машины

(СКВТ,

 

ЛВТ, сельсин)

или

электри­

 

ческого

двигателя к переда­

 

точному или счетно-решаю­

 

щему зубчатому

механизму

Рис. 44

показано

на

рис. 46, а. Элек­

 

тродвигатель

/

вставляется

в литой силуминовый

стакан 2, крепящийся

винтами

к

стойке 3,

в которой соосно с двигателем закреплен стакан 4 шестерни 5 и стакан 7 ведомой шестерни 6, конструктивно оформленные, как это показано на рис. 45. Вал двигателя / соединен с входным валом механизма поводковой муфтой 8 [50].

Вариант крепления микродвигателя без стакана, непосред­ ственно к стойке накладками, и присоединение его вала к переда­ точному механизму без поводковой муфты с непосредственным креплением входной шестерни на валу двигателя показан на рис. 46, б. Микродвигатель 1 своим фланцем вставляется в коль­ цевую выточку в стойке 2 и зажимается двумя накладками 3. Ана­ логично крепится к стойке (рис. 46, в) и корпус электромагнитной муфты 1.

На рис. 47 показано конструктивное решение зубчатой пере­ дачи от микромашины 1 через эластичную муфту 2, кинематиче­ ские блоки 3 и 4, конструктивно аналогичные показанным на рис.45, к диску5 со шкалой углов поворота, считываемых против не­ подвижного индекса 6.

Рассматриваемые

нами

меха­

низмы практически

синтезируют­

ся из конструктивно подобных ки­

нематических

узлов

типа,

пока­

занного на рис. 45, из электриче­

ских микромашин и

микродвига­

телей, варианты крепления

кото­

рых к стойкам и подсоединения к

передаточному

механизму

через

эластичную муфту

изображены

на рис. 46 и 47.

 

 

1 р и с . 45

4*

і

99

 

 

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ