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:
13
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
9.95 Mб
Скачать

9. Передаточное отношение от оси пера к лентопротяжному ба­ рабану

 

 

 

 

 

 

i

e

= -

^

,

 

 

 

 

 

 

(212)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подбор чисел зубьев механизма самописца,

показанного

на

рис.

55:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

1.

Передаточное

отношение

 

от

электродвигателя

к ленто-

тянущему барабану

18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7-\1

"•'

 

~ ° /

7-п'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ' 1 ~ 1 S _

7Z.<

7Z

3 '

VZj

 

 

7Z

1 4

Z03

'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

где

z3, Z|2 , z/, Z24', Z23' — числа

зубьев

 

ведомых

зубчатых

колес;

 

 

 

 

z b

Z3', z23 — числа

зубьев

 

ведущих

шестерен;

 

 

 

 

 

 

Z4, Z04—-числа

 

заходов

 

червяков.

 

18

 

 

 

 

2.

Скорость

вращения лентотянущего

барабана

и

приемно­

го

барабана

22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n , s =

Ґ>І-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ч—15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С другой стороны

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

V" —скорость

движения

ленты

 

(V =

25

мм/мин);

 

 

 

 

Dis — диаметр

лентотянущего барабана (D =

10

мм)

 

 

 

 

 

 

 

Пі8 =

3,14-10

47,6

 

обман.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Передаточное

отношение

 

механизма

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'.1-13=

п,

=

3145

 

=

. „ .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n.s

— —

66,4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4/,6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. В соответствии с известными в технической механике реко­

мендациями

[50] минимальное

число

зубьев

.шестерен

z^m >

17;

передаточное отношение цилиндрических, винтовых и конических

зубчатых колес: іц < 10;

i n

<

5;

i K =S 5;

передаточное отношение

червячной пары іч <

100.

передаточного

отношения механизма

Переписав выражение

Z3 Z12

Z j

Z 2i

Z

21

-

.

. /

7

 

 

 

 

— 'г,

-

' ' к ' ' ra 1

ці

зададимся значениями сомножителей его правой части, удовлетво-

ряющимп вышеприведенным рекомендациям и вместе'с тем обеспе- * чнвающими расчетное передаточное отношение лентопротяжного механизма ji—is = 66,4.

Пусть

(„,

= 7 ;

i„ — 1, 2;

ік

=

1,2;

іЧ а

= 7 ;

] ц =

1.

 

 

 

Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

b. = 7 ;

7 ^

=

1,9;

^ -

=

1,2;

 

 

 

 

 

 

 

 

7-і

7.'з

 

Z l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z'o|

 

у_ 7.'оя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

Z2 ,

 

 

 

 

 

 

 

Очевидно, необходимо задаться следующими числами зубьев

шестерен

и

числом

заходов

червяков:

z4

= 3,

Ъ\'

А\\

z2 4

= 3;

z3 ' = 35;

z,2 =

41;

z, = 35; z3 =

21.

механизма

будет

ij—is =

68,6.

При этом

передаточное

отношение

Оно отличается от

кинематического значения І 4 - 1

8 = 66,4

на

допу­

стимую величину

1,03%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На рис. 56 показан самописец судового курсографа. Сельсинприемник 15 через пары шестерен 14, 13 и промежуточный вал 16 приводит в действие механизм / курсографа и шкальный меха­ низм 11 репитера, сельсинно связанный с гирокомпасом. Блок курсографа содержит двигатель времени 5; четвертичное 6 и кур­ совое 5 перья и бумажную ленту 7.

Рис. 56

5*

,

131

При изменении курса судна сельсин-приемник сообщает вра­ щение диску 4 и барабану 3. Последний своим винтовым пазом воздействует на каретку 2, передвигающую курсовое перо 5 по ленте 7, которая разбита на 90 градусных делений (одна четвер­ тая часть всей шкалы курса). Четверть указывается пером 6, при­ водимым в действие диском 4. Лентопротяжный механизм приво­

дится в действие двигателем времени 8.

f

Главным элементом репитера является

сельсин-приемник 15

типа СС-404А пли БС-104А, включенный в схему синхронной элек­ трической передачи следящей гирокомпасной системы (см. главу восьмую).

Поворот ротора•сельсина через систему шестерен передается на шкалу 12 грубого и шкалу 9 точного отсчета курса судна от­ носительно курсовой черты 10. Промежуточный вал 16 через пару шестерен (не показанных на схеме) соединен с винтовым устрой­ ством согласования шкал.

Как следует из выражения (146), отношение сил деления шкал грубого Ц г и точного Ц т отсчетов обратно пропорционально от­ ношению их чисел оборотов пт и пг

 

 

Ц т

 

nr

 

n,2

 

 

v

'

где

гцо и пд — скорость

вращения

шкал

грубого и

точного

отсче­

 

тов (см. рис. 56);

 

 

 

 

 

 

 

n

— п

 

 

. Zl™

г

 

 

 

 

П12 — П) 5

 

,

 

 

 

где

 

 

 

z 14

Z J G

 

Z 1 3

 

 

-

Пі5 — скорость вращения

ротора сельсина 15;

 

 

ZH, Zi6, Zi3 — числа

зубьев

ведущих

шестерен;

 

 

і

 

zI 4 ', z1 6 ', Z|3 ' числа

зубьев

ведомых

зубчатых

колес.

 

 

 

Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

. 11г.

_

_2_

 

_ _

Z l 6 Z 1 3

 

 

 

 

 

Цт

 

25

 

 

z'1 6 z'] 3

'

 

 

 

 

Пусть

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25

 

 

 

 

 

 

Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ur

=

_1_

_

 

z

 

 

 

 

 

 

Ц т

~

25

~

z1 (

 

 

 

 

 

Примем числа зубьев zi6 = Z i 3 = 1 7 . із:

Тогда

 

 

 

 

 

zI 3 'z1 6 ' =

17- 17-25 =

7225.

 

Полагая Zi5 ' =

Zi3 ', представим передаточное

отношение от

шкалы грубого к шкале точного отсчета

произведением передаточ­

ных чисел, порознь равных пяти.

 

 

При этом

 

 

 

 

Z i 6 ' =

Z i 3 / = 5-z1 6

= 5 - Z i 3 =

5- 1 7 =

85.

Дальнейший подробный расчет механизма репитера выполняет­ ся по схеме, раскрытой в примере, приведенном в конце предыду­ щей главы.

3. Ленточные механизмы магнитной записи

Магнитная запись электрических сигналов обладает рядом пре­ имуществ перед механической и оптической записью: высокая точ­ ность, долговечность, возможность многократного использования носителя магнитной записи; возможность наложения нескольких записей; высокая надежность, например, магнитофоны фирмы Borg Warner, предназначенные для космических летательных ап­ паратов, сохраняют работоспособность при ускорении 600 g.

По виду магнитоносителя

устройства магнитной записи делят­

ся на дисковые, ленточные и

с проволочным носителем.

Наиболее широко используются ленточные механизмы магнит­ ной записи, подавляющее большинство которых предназначено для записи звука с промышленным и бытовым назначением (ра­ диовещание и индивидуальное прослушивание).

На рис. 57 представлена одна из разновидностей кинематиче­ ских схем ленточных механизмов магнитной записи. Здесь: /—не­

подвижные

цилиндрические

направляющие

стойки;

4 — подвиж­

ные

опорные цилиндрические

стойки;

5 — прижимной

обрёзинен-

ный

ролик;

12— электродвигатели типа

ЭДГ-2ПК; Ю и 7 —плос­

кие

резиновые пассики;

9 — боковые узлы;

8 — электродвигатель

типа

К.Л-2 центрального

узла; 6 — маховик,

жестко

посаженный

на тонвал; 3 и 2 — соответственно универсальная и стирающая го­ ловки; 13 — магнитная лента, 11— счетчик оборотов.

Лента-звуконоситель намотана на двух катушках: принимаю­ щей и подающей [23].

Процесс ленточной записи электрических сигналов состоит в следующем. Синтетическая лента с магнитным порошком движет­

ся мимо магнитной

головки со строго постоянной скоростью. Как

и в рассмотренном

ранее фототрансмиттере электронной вычисли­

тельной машины (см. рис. 38), ^на магнитную головку подается сигнал в виде переменного электрического напряжения, создаю­ щего магнитное поле. Намагниченность каждого участка ленты

пропорциональна величине поданного в данное мгновение напря­ жения.

При воспроизведении записи лента движется мимо воспроиз­ водящей головки с той же скоростью, что и при перемотке. Воз­ никающая в ней э. д. с. также пропорциональна намагниченности ленты, поэтому возникающий в цепи этой головки ток в точности повторяет форму записи. Поскольку напряжения и токи воспроиз­ водящей головки малы, то они подаются на электронный уси­ литель.

Рис. 57

Таким образом, качество записи и ее воспроизведения опреде­ ляются в основном постоянством скорости перемещения ленты и качеством усиления сигнала. Отсюда очевидны высокие требова­ ния к ленточным механизмам аппаратов магнитной записи.

Наиболее сложной задачей является достижение постоянства скорости движения лента относительно записывающей и воспро­ изводящей головок. Известен ряд кинематических схем, ленточных

механизмов магнитной записи,

описанные

автором в работе

[52].

По. числу микроэлектродвигателей эти механизмы делятся

на

двух-

и трехмоторные. Первые более

сложны в

изготовлении

и

в

экс­

плуатации, поскольку кроме протяжки ленты двигатель приводит во вращение и боковые катушки, содержащие фрикционные муф­ ты, неизбежно увеличивающие неравномерность протяжки и, сле­

довательно, погрешность записи

и воспроизведения

сигнала.

В двухмоторных механизмах

перемотку ленты

осуществляет

второй двигатель. Функционально схема упрощается, стоимость механизма возрастает. В трехмоторном механизме функции каж­ дого двигателя разделены. Механические связи сокращены до ми­ нимума, что значительно повышает точность записи и ее воспро­ изведение.

В связи с успешным разрешением задачи создания простых и легких микроэлектродвигателей в настоящее время промышлен­

ностью выпускаются магнитофоны с трехмоторным

механизмом.

При

конструировании

ленточных

механизмов

типа

применяемых

в

бытовых

магнитофонах

 

следует исходить

из

требований

ГОСТа 12392—66 с учетом характеристических параметров,

при­

веденных

в табл.

12.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а - 12

 

 

Характеристики ленточных механизмов бытовых магнитофонов

 

 

 

 

 

 

Параметры

 

 

 

Значения

параметров

Скорость

движения ленты,

см/сек

 

 

 

4,

76;

9.53;

19,06

Диаметр

кассет,

см

 

 

 

 

 

 

 

 

18

 

 

Коэффициент

детонации при скоростях, %

 

 

 

 

 

 

19,06

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,15

 

 

 

9,53

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,25

 

 

 

4,76

 

скорости ленты при скоростях, %

 

 

0,40

 

 

Погрешность

 

 

+2

 

 

 

19,06

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.54

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+,2

 

 

 

4.76

 

перемотки, сек

 

 

 

 

 

 

± 3

 

 

Длительность

 

 

 

ме­

 

 

180

 

 

Мощность,

потребляемая

лентопротяжным

 

 

70

 

 

ханизмом,

вт

 

механизма.

кГ

 

 

 

 

-

 

Вес

лентопротяжного

 

 

 

 

14

 

Время непрерывной

работы

без

перегрева,

 

 

6

 

 

не

менее,

ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Допустимые габаритные размеры лентопро-

 

 

430

 

 

тяжного механизма,

не

более,

мм

 

 

 

 

420

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200

 

 

Интервал рабочих температур, С С

'

 

 

 

 

5—60

 

 

Механизм

состоит

из

трех

не

связанных

между

собою

узлов

(центральный, правый и левый узлы) со своими электродвига­ телями.

Магнитофон работает в режиме «стоп» (лента остановлена, двигатели выключены, боковые узлы заторможены); «рабочий ход» •(один из боковых узлов подает ленту, другой принимает ее на специальную катушку; ведущий двигатель работает в полном ре­

жиме, боковые — на пониженных мощностях); «перемотка»

(один

из боковых двигателей полностью нагружен,

другой — на

пони­

женной мощности; лента перематывается на

повышенной

скоро­

сти, не касаясь магнитных головок).

Функции трех главных узлов ленточного механизма магнитной

.записи распределяются следующим образом.

Центральный узел равномерно протягивает ленту с помощью синхронно-гнстерезисного электродвигателя, скорость вращения ротора которого почти не зависит от нагрузки и напряжения пи­ тающей сети. Может использоваться и асинхронный конденсатор­ ный двигатель типа КД-2. Лента протягивается непосредственно салом двигателя без дополнительного редуцирующего устройства.

 

Высокочастотные колебания скорости ленты сглаживаются с

помощью маховой массы, посаженной

на

тонвал,

вращающийся

в

подшипниках скольжения, обладающих

лучшими

по сравнению

с

другими типами подшипников антишумовыми свойствами.

 

Во время рабочего хода к тонвалу

прижимается

резиновый ро­

лик, конструктивно выполненный «на заклинивание» и «па при­ жим». Прижимной ролик расположен на специальной подвижной плате, одновременно несущей направляющие стойки, которые от­ водят ленту от головок при ее перемотке. На этой же плате за­ креплены направляющие ленту стойки, уменьшающие колебание последней.

Подвижная плата притягивается к тоивалу специальным элек­ тромагнитом.

Правый и левый боковые узлы механизма одинаковы. Отлича­ ются они лишь направлением вращения.

На концах осей боковых узлов укреплены подкассетнпкп с на­ детыми на них катушками магнитной ленты. Боковые узлы обес­ печивают равномерную подачу ленты, что затрудняется измене­ нием радиуса бобины (рулона) ленты в 2—3 раза. Мягкая харак­

теристика электродвигателей боковых узлов обеспечивает

высо­

кую чувствительность к моменту сопротивления вращения

вала.

В некоторых конструкциях используется специальный регулятор натяжения лепты, автоматически изменяющий режим питания дви­ гателя с изменением радиуса бобины.

Основные параметры ленточных механизмов бытовых магнито­ фонов приведены в табл. 12.

Предотвращение образования петель ленты при переводе меха­ низма в другой режим работы осуществляется с помощью тормоз­ ной системы, в частности—подобной ленточному тормозу, напри­ мер, в механизме магнитофона «Комета». Тормоз управляется электромагнитом.

Кроме трех основных узлов ленточный механизм магнитной записи имеет указатель положения ленты и оптическую систему

автостопа.

 

 

 

 

 

 

 

Расчет

ленточного

механизма

магнитной записи

выполняется

по

следующей

примерной

схеме:

 

 

 

 

1. С учетом

требуемых

габаритов

и скорости звуконосителя

V =

190-7-800 м/сек принимается та или

иная кинематическая схе­

ма

механизма [52].

 

 

 

 

 

 

2. Конструктивно

назначаются

характеристические

параметры

механизма

(см. табл.

12):

 

 

 

 

 

а) рабочая длина ленты L ~ 500 — 1000 мм; •

 

б)

радиус барабана,

на который

наматывается лента Т\—50мм;

в)

толщина п=0,05ла*, ширина

b « 6 , 3 5 м м н вес q~0,493Г-мм

погонного метра ленты;

 

 

г) коэффициент трения ферромагнитного слоя ленты о сталь­

ную катушку f « 0,29;

 

д) коэффициент

трения новой целлулоидной подложки

ленты

о сталь f « 0,21

и

старой ленты ' f » 0,17;

у — 5-

с) удельная

масса одного погонного метра ленты

10- 5 кГ • сек21м.

3.Подбираются электродвигатели по характеристическим па­ раметрам: напряжение 127 в, скорость вращения 1420 об/мин, мощность на валу 6 вт, вращающий момент 420 Г-см, потребляе­ мая мощность 45 вт, момент инерции ротора 0,8 кГ-см, неравно­

мерность вращения 0,50%, вес 1,7 кГ, диаметр вала 6,5 мм.

4. Задавшись коэффициентом неполноты мотка ленты к « 1,074,

вычисляем

наружный

диаметр

мотка

d =

2 Гг,

где

г 2 =

к у ^

+ г ^

- Г ! .

(214)

5. Определяются максимальная, средняя и минимальная угло­

вые

скорости тонвала

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9V

 

 

 

где

V — линейная

скорость

 

ленты

(см. табл. 12);

 

 

d — диаметр

тонвала

(d «

8

мм).

 

 

6. Коэффициент

неравномерности хода механизма

 

 

 

 

 

R _ V m a x

~ V m l n

(216)

 

 

 

 

 

 

 

Vc p

 

 

где

V m a x , V m , n , V c p

соответственно

максимальное,

минимальное

 

 

 

и среднее значение скорости протяжки лен­

 

 

 

ты

(см. табл.

12).

 

 

Для звукозаписывающих

устройств

 

 

 

 

 

8

~

100

"

250"

 

\7. Отклонение скорости ленты AV относительно ее среднего значения определяется следующим образом:

а) максимальное значение скорости

V m „ = i ? 2 ± ^ V , p ;

(217,

б) минимальное значение скорости

Ю—L

Vmln — — v c P , (218)

100

в) отклонение скорости от среднего значения

v m a x

>'mln

V су',

 

V m a x - V r a l n = ^ V £ p ;

(219)

г) отклонение линейной скорости ленты, выраженное в едини­ цах неравномерности хода механизма б, находят из совместного решения выражений (216) и (219)

 

л V V r p

Д V

V c p

5 U V r p

(220)

50

 

A V < 5 0 S .

(221)

8. Маховой момент, необходимый п достаточный для «сглажи­

вания»

неравномерности

хода

механизма

 

 

 

 

 

 

 

 

 

GD2

=

 

,

 

 

 

(222)

 

 

 

 

 

 

0..>ср2

 

 

 

 

 

где

G,

D — соответственно вес и диаметр

(по центру тяжести се­

 

 

чения)

кольцевой

массы маховика;

 

 

 

 

 

ДЕ — приращение

кинетической

энергии

механизма;

 

 

g— ускорение силы тяжести;

 

 

 

 

 

 

 

бкоэффициент

'неравномерности

хода механизма;

 

о>ср среднее

значение

угловой

скорости

тонвала.

 

Приращение кинетической энергии механизма АЕ количествен­

но

равно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ДЕ = ^ ^ ,

 

 

 

 

(223)

где

1п

—приведенный к тонвалу момент инерции

механизма;

 

сод — приращение-угловой

скорости тонвала.

 

 

Приведенный к тонвалу момент инерции механизма в общем

случае определяется по формуле вида

(41), которая применитель­

но,

например,

к схеме, показанной

на рис. 57, запишется

так:

In

=

І™ + I , 7^—

+ Ів -Z—

+ ( l U

 

+

) - ^ —

+ IT

,

 

 

 

1 - 0 - 1 2

 

1 2 С - Я

\

> 0 - И

' 1 гг.-0

 

1 « - S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(224)

где

І т в ; Щ; Ів ;

Іб', І із — собственные

моменты

инерции

тонвала

 

 

 

 

 

двигателя

12, боковых

узлов, двигателя 5

 

 

 

 

 

и счетчика

оборотов 11;

 

 

ir,-i2; іб-э; із-п; ia-s—передаточные отношения от звена приве­ дения 6 к звеньям, позиции которых на рис. 57 соответствуют числам, следую­ щим за числом 6 в индексе символа і.

Передаточное отношение механизма с гибким звеном [50], на­ пример, от звена 8 к звену 6

1 S _ G ~ D 8 ; '

 

 

 

где D 6 и D s — соответственно

диаметры

шкива

электродеигате-

ля 8 и шкива-маховика 6;

 

 

 

% — коэффициент

проскальзывания,

принимаемый при­

близительно равным

1,01.

 

 

 

Средняя угловая скорость

тонвала

 

 

 

-ср =

" " " + о м " ' "

,

 

(225)

где сотах и com jn соответственно

максимальная

и

минимальная

угловая скорость тонвала.

 

 

9. Задавшись весом маховика G, из выражения

(222) опреде­

ляем его расчетный диаметр.

 

 

 

 

 

D

/

4AEg • _

( 2 2 6 j

V

uto^cpO

 

Высота h и ширина b сечения кольцевого обода маховика за­ дается симметрично относительно его расчетного диаметра D.

Маховик, например, • магнитофонной приставки «Нота» имеет следующие геометрические параметры: наружный диаметр махо­

вика

D == 117,5 мм; высота и

ширина

сечения обода маховика

h =

b = 16 мм.

 

 

Плоский резиновый пассик

этой же

приставки имеет ширину

сечения 4 мм, высоту — 1 мм; длину 500 мм.

10. Сила Q прижатия магнитной ленты к тонвалу роликом 5"

(см. рис, 57) определяется из условия

максимально допустимой

Силы

Fmsx ~ 35 Г натяжения

ленты

 

 

 

F m a x =

Qf,

(227)

где f — коэффициент трения

скольжения

ленты о стальной тонвал.

Из

выражения (227)

 

 

 

 

q

^ ^ I

s s l ,

(228)

где 6 — коэффициент запаса сцепления в зоне контакта «ролик— лента—тонвал»; 6^ - 3 .

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ