книги из ГПНТБ / Соловьев А.И. Проектирование механизмов приборов и аппаратов
.pdfт а ю щ ий |
момент оказался меньше его номинального значения |
(30 Г-см). |
Следовательно, двигатель подобран правильно, с не |
которым запасом момента, необходимым для преодоления инер
ционности |
системы при пуске. |
|
9. Цепы |
оборотов валов |
механизма (145) в отсчетных еди |
ницах: |
|
|
|
. , |
3600 • 20 пег, |
_jco1 J L o
60
|
|
|
|
ц , |
_ |
4 о |
_ |
J, |
|
|
|
|
|
|
|
Ц, = |
=2,25; |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т т |
|
2,225-20 |
= |
п |
Т ( - |
||
|
|
|
|
Ц, = |
|
|
0./5; |
||||
|
|
|
|
|
|
_ 1 8 ? _ 7 5 _ = 4 5 0 ; |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ц |
_ |
450 • 160 |
= |
3 |
5 0 |
0 > |
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
10. Мертвый |
ход звеньев |
механизма в рабочем режиме (выра |
|||||||||
женный в единицах отсчета) |
|
|
|
|
|
||||||
а) |
сектор 8 (149) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
. |
|
|
(0,003 4- 0,08 • 0,006) |
300 |
|
Л |
, _ е |
|||
|
Д |
8 |
= |
|
|
0,8 • 20 |
|
|
= |
|
U , l / o , |
б) |
вал 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
. |
— |
0,0025+ 0,0030 |
|
ISO |
|
п |
п ~ с |
||
|
&5 |
|
|
0,25 -30 |
|
|
= 0.066; |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в) |
вал 6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(0.0025 4-0.0030) |
180 |
|
= |
|
|||
|
|
|
|
|
0,5 • 30 |
|
|
|
|
|
|
г) |
вал 7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,002 - 450 |
= |
0,5-20 |
|
д) |
червячная |
пара |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
А 3 |
- 0,007 |
— |
— |
|
|
= |
|
0,063; |
|||||
|
|
|
|
|
0,5 • 40 cos 4°46' |
|
|
|
|
|
|
|||
е) |
коническая |
|
пара |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д , = |
_ ( 0 . 0 Г С 5 +0.0030) |
9 |
|
= |
0 |
( |
Ю |
1 |
6 |
||||
|
|
|
|
|
0,5 • 60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ж) |
цилиндрическая |
винтовая |
пара |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
0.021-2,25 = |
0 |
0 0 |
1 5 - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5 • |
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
11. Упругий мертвый ход: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
а) |
вала 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
0,0044-3130 -36Г = |
0 |
) 0 |
2 |
3 |
0 |
; |
|||
|
|
|
5 |
5 |
216000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б) |
вала 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
0.0063 • 1650 - 180 |
= |
0 |
0 |
|
|
|
|||
|
|
|
З і |
|
216000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в) |
вала 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
0.0136 - 220 - 9 |
= |
|
0 |
0 |
1 |
2 |
|
|
|
|
|
5 |
3 |
|
216000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г) |
вала б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
0.0136 • 48 • 450 |
|
= |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
J ° |
|
216000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
д) вала 7
Li,
0,0068 • 120 • 3600 = 0,0140.
21Є000
12. Мертвый ход кинематической цепи:
«исполнительный двигатель — вращающийся трансформатор»
Л = А ' + А У з + АУі + Д У с + Ау7 + А7 ;
А' = VM + Д І + М + М = V0.00152 + 0,00164 0,063а + 0,066*
= 0,091;
Л = 0,091 + 0,00012 + 0,0087 + 0,0014 - f 0,014 + 0,09 = 0,205.
Мертвый ход вращающегося трансформатора, выраженный в градусах,
д „ , = * • 3 6 0 |
= ^ i G 0 _ = |
Ц7 |
3600 |
Мертвый ход вращающегося трансформатора в углах поворота приводного двигателя
дот) = |
д - 3 6 0 |
= |
° ' 2 0 5 •3 6 0 = 99^ |
д |
U] |
,. |
0,750 |
6. Зубчатые мелкомодульные электро- и гидромеханизмы
В системах автоматики находят применение зубчатые электро механизмы, представляющие собою миниатюрные электродвигате ли со встроенным в них рядовым или планетарным мелкомодуль ным зубчатым редуктором. Преимущественно это планетарные ре дукторы типа 1КН (рис. 52).
|
Рис. 52 |
|
|
Здесь модуль зубчатых |
колес m = |
1 мм. Передаточное |
отноше |
ние редуктора i = 1363. |
|
|
|
В табл. 10 приводятся |
характеристики авиационных |
мелкомо |
|
дульных зубчатых электромеханизмов |
[24; 25; 45]. |
|
|
Электромеханизм с |
магнитным |
редуктором показан на |
|
рис. 53, а. |
|
|
|
Характеристики мелкомодульных зубчатых электромеханизмов с номинальным напряжением 25—27 в
Тип |
Тип |
Переда- |
Марка элек |
Мощность |
Скорость |
|
электроме |
|
. точное |
тродвигате |
двигателя, |
вращения |
|
редуктора |
отноше |
двигателя, |
||||
ханизма |
ля |
ет |
||||
|
|
ние |
|
|
об/мин |
|
МПШ-1 |
|
101,25 |
МПШ-1 Р |
1000 |
12500 |
|
МПШ-2 |
|
27,3 |
МПШ-2 |
1850 |
6000 |
|
МСШ-1 |
|
27,3 |
МПШ-2 |
I85C |
6000 |
|
МПШ-1 |
Планетар- |
27,3 |
МПШ-1 |
3000 |
10000 |
|
МБЛ-1 |
,20,25 |
МБЛ-1 |
3000 |
10000 |
||
МАВ-1 |
нын |
20,25 |
МАВ-1 |
3000 |
10000 |
|
МП-100А |
|
274,625 |
Д-4ТН |
4,410 |
4100 |
|
МП-100М |
|
175,6 |
Д-4ТА |
6,46 |
10500 |
|
МП-100М |
|
175,6 |
Д-6ТН |
5,82 |
5150 |
|
МП-250 |
|
172,81 |
Д-25Т |
25,20 |
8600 |
|
МЗК-2 |
|
32,76 |
Д-12ТФ |
16,7 |
13000 |
|
МПШ-3 |
|
104 |
Д-125 |
125 |
7500 |
|
МЗК-3 |
Цилнндри- |
30,25 |
Д-40Т |
40 |
6500 |
|
МРВ-2В |
ческнп с не- |
642,5 |
Д-38Т |
41 |
10000 |
|
МПК-1 |
подвижными |
21137,94 |
Д-2М |
1,85 |
12000 |
|
УТ-6Д |
осями вра- |
3749,64 |
УТ-6Д |
4 |
7000 |
|
МРТ |
щення |
14658 |
МРТ |
9,98 |
7000 |
|
МП-5 |
|
94,5 |
Д-2А |
1,17 |
5700 |
|
МУФ-2 |
Планетар- |
120,5 |
МУ-ЗЗЗТ |
85 |
8300 |
|
ПРФ-4-2 |
н ы и |
4770,5 |
Д-12ТФ |
16,7 |
13000 |
|
ПРФ-2 |
|
4770,5 |
Д-12ТФ |
16,7 |
13000 |
|
МПРФ-1А |
|
39,24 |
Д-2850Т-13 |
3540 |
7000 |
|
МПЗ-13 |
|
|
|
|
|
|
МГ-1М |
|
|
|
|
|
|
УН-1 |
|
|
МУ-50 |
|
|
|
УР-2 |
|
|
|
|
|
|
АП-1 |
|
|
МУ-100 |
191,6 |
|
|
УТ-1 |
|
|
МУ-50 |
|
|
Между двумя цилиндрическими шестернями с внутренним за цеплением помещен постоянный магнит 1, выполненный в виде кольца с осевым намагничиванием. Дополнительно со стороны 'вы ходной пары колес к корпусу крепится кольцо 2 из стали 3. Меж ду зубьями колес и сателлитов имеется зазор в 0,2 мм.
Корпус редуктора выполняется из немагнитного материала. Магнитный поток замыкается через воздушные -зазоры между ко лесами и сателлитами. При вращении эксцентрикового водила воз никают электродинамические силы, увлекающие за собой коле со 3, жестко связанное с выходным валом 4.
Кинематический эффект механизма получается такой |
же, как |
и в обычном планетарном редукторе, но из-за отсутствия |
металли |
ческого контакта между зубьями колес последние не изнашива ются и к. п. д. редуктора получается достаточно высоким.
Крутящий момент на выходном валу пропорционален магнит-
f
ной индукции п числу зубьев, находящихся под воздействием электродинамических сил. Подобием электромехаиизма является планетарный электрогидродвигатель с двумя внутренними зацеп лениями (рис. 53, б ) .
Первый планетарный ряд с неподвижной шестерней 2 и сател литом 3, вращающимся на эксцентриковом водиле 5 и одновре менно совершающим переносное движение, выполняет функции гидродвигателя. Второй планетарный ряд, образованный шестер-
.1юїї 6 сателлита 3 и подвижной шестерней / выходного вала 7, выполняет функции механического редуктора.
|
|
|
Рис. 53 |
|
|
|
|
Входной вал 4 связан с электродвигателем |
мощностью |
60—• |
|||||
300 вт, с корпусом которого |
жестко состыкован рассмотренный |
||||||
редуктор. |
|
|
|
|
|
|
|
В сочетании с редуктором могут быть использованы электро |
|||||||
двигатели |
следующих типов: |
СЛ-524 (80 вт); СЛ-569; СЛ-570 |
|||||
(180 |
вг); |
СЛ-661 |
(0,27 вт); |
АОЛ-11—4 |
(80 |
вт); АОЛ-12—4 |
|
(180 вт) и их аналоги. |
|
|
|
|
|||
Гидравлическая ступень редуктора обеспечивает широкий диа |
|||||||
пазон |
регулирования |
скорости |
на выходном |
валу. Передача |
вра |
||
щательного движения из обычной атмосферной среды в вакуум осуществляется с помощью так называемых волновых зубчатых передач.
Как показано в работе [50], волновая передача представляет собою своеобразное конструктивное развитие планетарных пере-
дач с разностью чисел зубьев центральных шестерен, равной еди нице. Преобразование движения в такой передаче происходит пу тем перемещения волны упругой деформации одного из ее звеньев, отсюда « наименование передачи «волновая».
Простейшая одноступенчатая волновая передача (рис. 53, в) предложена В. Мессером в 1959 г. в США. Редуктор Мессера включает в себя генератор волн Л функции которого выполняет овальный кулачок с неподвижно посаженным на него упругодеформированным шарикоподшипником; гибкое звено 2, выполнен ное в виде упругого тонкостенного стакана с наружной зубчатой кольцевой нарезкой (по ширине шарикоподшипника); жесткое кольцо 3 с внутренней нарезкой зубьев, выполненное заодно с корпусом редуктора.
При сборке овальное внешнее кольцо шарикоподшипника по большей из своих осей плотно входит в упругий стакан, придавая ему также форму овала. Благодаря этому зубья стакана сцепля ются с зубьями жесткого кольца на различную глубину. При вра щении овального кулачка возникает две диаметрально противо
положные волны стенок упругого |
стакана, |
гребни |
которых несут |
на себе зубья. Последние, как бы |
упираясь |
в зубья |
неподвижного |
жесткого кольца и отталкиваясь от них, сообщают вращение упру гому стакану в сторону, противоположную 'вращению генератора волн.
Если при равных шагах нарезки зубьев стакана zc и жесткого кольца zK имеется неравенство z K > zc и разность z K — z c кратна числу волн п упругой деформации стакана, то при неподвижном
жестком |
звене за один |
оборот генератора вал гибкого звена по |
|||
вернется |
на угол, соответствующий zK — zc |
угловых шагов |
гибкого' |
||
звена. |
|
|
|
|
|
При неподвижном жестком звене передаточное отношение от |
|||||
генератора к упругому |
стакану |
будет |
|
|
|
|
і г с = - |
— ^ |
= |
ъ - . |
(204) |
|
|
z K — |
z c |
n |
|
Если редуктор выполнить с подвижным жестким кольцом при неподвижном упругом стакане, то передаточное отношение от ге нератора *к жесткому кольцу равно
і г к = — ? ї |
= - Ь - . |
(205) |
zK — z c |
n |
|
В настоящее время выпускаются передачи двух- и трехволновые, рядовые и планетарные, одно- и многоступенчатые с механи ческим, пневмомеханическим и электромагнитным генератором волн.
Примеры конструктивного исполнения, кинематика, статика волновых передач, расчет их на прочность, а также технология из готовления подробно описаны в работе [7].
Т л а в а |
четвертая |
ФРИКЦИОННЫЕ И ЛЕНТОПРОТЯЖНЫЕ МЕХАНИЗМЫ
1. Фрикционные механизмы промышленной автоматики
Фрикционные передачи промышленных автоматических линий можно подразделить на передачи с непосредственным касанием ведущего и ведомого звеньев (цилиндрические, комические и ло бовые фрикционные передачи) и передачи с промежуточным гиб ким звеном (лента, шнур, пасспк) между ними.
На рис. 54 показан фрикционный узел автомата для калибров ки тонкой металлической ленты 1. Бобина 2 с калибруемой лентой свободно одевается на вал 7, на концах которого имеются съем ные цилиндрический 8 и конический 4 фрикционы, поджимаемые пружиной 5 вилки 6, несущей вал 7 к фрикционам 11 и 3.
Протяжка ленты осуществляется роликом 20, жестко закреп ленным на валу 19, приводимом во вращение ленточной (плоско ременной) передачей с ведомым шкивом 18, ремнем 17 и ведущим шкивом 12. Последний сидит на одном валу с червячным коле сом 15, вращающимся от ведуще го двигателя 16 с червяком на ва
лу ротора.
|
Одновременно через плоскоре |
|||
|
менную передачу с ведущим шки |
|||
|
вом |
14, плоским ремнем 13 и ве |
||
|
домым шкивом 9 вращение пере |
|||
|
дается фрикциону |
11 и далее ки |
||
|
нематической цепи 7—4—3. |
|
||
|
Вал шкива 9 связан с валом |
|||
|
счетчика оборотов |
10, снабженно |
||
|
го |
концевыми |
выключателями, |
|
|
обесточивающими |
обмотку |
воз |
|
|
буждения двигателя 16 при |
отра |
||
Рис. 54 |
ботке ленты, содержащейся в бо- |
|||
бпне 2. |
|
|
||
|
Плоскоременные передачи широко используются в лентопро |
||||
тяжных устройствах |
судовой |
электронавигационной |
автоматики, |
||
в |
шкальных механизмах настройки радиоэлектронной |
аппаратуры |
|||
и |
т. п. [30]. |
|
|
|
|
|
Ременная силовая передача встречается в механизмах враще |
||||
ния радарных антенн |
аэродромного обслуживания. |
|
|||
|
2. Лентопротяжные |
механизмы |
самописцев |
|
|
|
В приборах автоматики используются |
самописцы |
в основном |
||
с одним и тем же принципом действия. Отличаются они лишь конструктивным оформлением и кинематической схемой переда точного механизма.
Например, автоматическая запись глубин, воспринимаемых эхолотом НЭЛ-4, построенным по принципиальной схеме, показан ной на рис. 2, производится самописцем, изображенным на рис.55.
Самописец приводится во вращение от электродвигателя 4 че рез червячную 3 и винтовую пару 12, коническую 1, червячную 24, цилиндрическую зубчатую 23 и фрикционную с гибком лентой 21 передачи.
Бумажная лента 17 сматывается с ведомоговалика 16 и через систему направляющих и натяжных валиков її), 18, 19, 20 нама тывается на приемный валик 22. Скорость вращения вала электро двигателя 4 стабилизируется центробежным регулятором 11 [51]. Синхронно с лентопротяжным
механизмом вращается коллек тор 2 и.кулачковый вал 6. Кол лектор 2 состоит из двух дис ков, по поверхности которых скользят токопроводящие ме таллические щетки 14 и 13.
Один диск выполнен из бронзы и является токопроводящим кольцом; другой — из электроизоляционного мате риала с врезанной в него ме таллической гребенкой и вы полняет функции коллектора, і
Принятый вибратором 3&** ?3 {см. рис. 2) эхосигнал через щетку 13 (см. рис. 55) посту пает на перо 25. Электрическая цепь сигнала замкнута на кор пус прибора. Кулачки 9 и 8 управляют работой посылоч ных контактных групп; кула чок 7 — контактной группой га шения нуля. Контактные груп пы укреплены на траверзе 10,
'5 6 7 8 9
Рис. 55
положение Которой при фазнровке (опережение момента посылки звукового импульса по отношению к моменту прохождения пе ра 25 через нуль шкалы) может меняться 'на угол -60° с последу ющим стопорением фиксатором 5.
|
Фазпровка |
увеличивает |
масштаб записи. Таким |
образом, |
одна |
||||||||||
и та же лента |
используется |
для записи |
глубин первого диапазона: |
||||||||||||
0—60 м; 0—100 м |
и глубин второго |
диапазона: 0—300 м; 200— |
|||||||||||||
500 и. |
|
|
|
|
|
|
|
|
с ценою деления 1 м, |
|
|
||||
|
Самописец имеет две шкалы: одну |
пред |
|||||||||||||
назначенную для измерения глубин в диапазонах |
0—60 м и 0— |
||||||||||||||
10 м, и другую — с ценою |
деления 5-м, |
предназначенную для из |
|||||||||||||
мерения глубин в диапазоне 0—500 м. |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
Основные данные самописца эхолота НЭЛ-4 |
приводятся |
в |
||||||||||||
табл. 11. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
11 |
|
|
|
|
|
Основные данные |
самописца |
эхолота НЭЛ-4 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Диапазон |
глубин, м |
|
|
|
|
Параметры |
|
|
|
|
0-100 |
0-500 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Ширина |
бумаги, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
155 |
155 |
|
|
||
Интервал |
глубин, |
укладывающийся |
по |
|
|
60 |
300 |
|
|
||||||
|
ширине |
бумаги, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Скорость |
вращения |
электродвигателя |
7, |
|
|
3145 |
629 |
|
|
||||||
|
об/мин |
вращения |
пера, |
об/мин |
|
|
|
|
|
|
|||||
Скорость |
|
|
|
|
185 |
37 |
|
|
|||||||
Скорость |
движения |
пера |
по бумаге., м/сек |
|
|
2 |
0,4 |
|
|
||||||
Радиус вращения |
пера, мм |
мм/мин |
|
|
|
100 |
100 |
|
|
||||||
Скорость |
движения |
бумаги, |
|
|
|
25 |
5 |
|
|
||||||
Интервал между отметками времени, мин |
|
|
12,5 |
12,5 |
|
|
|||||||||
Расстояние между |
отметками |
масштаб |
|
|
|
25 |
|
|
|||||||
|
ной сетки в делениях шкалы, м |
|
|
|
5 |
|
|
||||||||
Масштаб |
записи, |
мм/м |
|
|
|
|
|
|
|
2,5 |
0,50 |
|
|||
Продолжительность записи с одним ру |
|
|
|
65 |
|
|
|||||||||
|
лоном бумаги, ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
|
|
|||
• |
Эхолот НЭЛ-4 |
рассчитан на скорость |
распространения |
звука |
|||||||||||
в |
воде |
1500 м/сек. |
В качестве |
исходных |
данных на кинематиче |
||||||||||
ское проектирование самописца эхолота принимают скорость вра
щения |
вала |
двигателя |
п э |
об/мин, |
ширину |
ленты |
записи сигнала |
(В = |
140 мм), подачу |
бумаги на один оборот ( / ~ |
1 мм). |
||||
Кинематический расчет самописца выполняется по следующей |
|||||||
схеме. |
|
|
|
|
|
|
|
1. Время |
прохождения |
импульса |
|
|
|||
|
|
|
|
t =-Щ- , |
|
|
(206) |
где S — путь, пройденный |
судном; |
|
|
|
|||
V — скорость распространения |
звука в |
воде. |
|
||||
2. Число оборотов тянущего барабана за время импульса
пп 60
где |
п п |
— скорость |
вращения |
барабана, соответствующая |
подаче |
|||||
|
3. |
|
бумаги, |
равной 1 м м (пп |
= |
1). |
|
|||
|
Передаточное отношение от электродвигателя к пишущему |
|||||||||
барабану |
(для каждого диапазона |
глубин) |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
I = ^п , |
|
(208) |
||
где |
п д |
— скорость |
вращения |
|
вала |
|
двигателя («3000 |
об/мин). |
||
|
4. |
Коэффициент редукции от пишущего барабана к лентопро |
||||||||
тяжному |
валику с диаметром D |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
j _ |
_ |
_1_ |
(209) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. |
Диаметр окружности |
перемещения пера . |
|
||||||
|
|
|
|
D n |
= |
|
— |
, |
(210) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
s i n — |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
где |
а —угол перемещения |
пера |
(а =^90°). |
|
||||||
|
6. |
Скорость движения пера |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
пп = |
|
••— 60 |
об!мин. |
|
||
|
|
|
|
" |
t |
360° |
|
|
' |
|
7. Передаточное отношение от двигателя к перу
і— Л£_
8.Передаточное отношение лентопротяжного механизма опре деляется так:
а) подача бумаги на один оборот тянущего барабана Si;
б) угол поворота лентопротяжного барабана за его полный оборот
где р — радиус |
барабана; |
R — радиус |
пера. |
Б. З а * . № 1»3 |
129 |