![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Соловьев А.И. Проектирование механизмов приборов и аппаратов
.pdf1 2
Рис. 14
той рейки 10 воздействующим на нее через систему рычагов обе сточенным электромагнитом 2 (рис. 13).
С поступлением импульса на электромагнит 2 (см. рис. 13) якорь / притягивается и тягой 3 отводит защелку 11, которая че рез пружину Ю поворачивает собачку 9. Последняя входит в за цепление с зубчатой рейкой 10 (см. рис. 12), фиксируя положение штанги 9.
В исходное положение защелка 11 и собачка 9 (см. рис. 13) за водятся планками 8 и 7, приводимыми в действие через систему рычагов 12, 13, 14, 4 кулачком 5, также сидящим на главном валу
2(см. рис. 12).
2.Сцепное устройство, исходное положение которого показано на рис. 14, кинематически связывает главный вал / с якорем сцеп ных электромагнитов. 9.
На главном валу / свободно посажена муфта 2, имеющая три
паза. С. главные валом жестко связан и упор |
5. |
|
|
|
9 |
|
С приходом сигнала на катушки сцепного |
электромагнита |
|||||
якорь 8 притягивается. При западании ролика |
/ / |
рычага 10 под |
||||
воздействием пружины -6 во впадину на |
диске |
сцепной |
муфты |
2 |
||
фиксатор 7 поворачивается и освобождает упор 5 с собачкой 4. |
|
|||||
Собачка под действием пружины 3 |
своим |
выступом |
западает |
|||
в паз сцепной муфты и передает вращение на |
главный вал |
/. |
|
|||
3. Механизм печати машины «Урал» |
(рис. |
15) |
работает |
син-. |
||
>ронно с механизмом подъема штанг. |
|
|
|
|
|
|
При крайнем верхнем положении рейки 10 |
(см. рис. |
12) |
кула |
|||
чок 5 (см. рис. 13) через систему рычагов отводит заводящую |
план |
|||||
ку 8 и поворачивает рычаг 6. При этом рычаг |
/ (рис. 15) повора |
|||||
чивается относительно оси 2. |
|
|
|
|
|
|
Плаика срыва молоточков 3 входит в зацепление с курками 4, шарнприо связанными с собачками 5, отводит их и освобождает молоточки 8. Последние срываются и ударяют по пуансонам типштаиг.
В исходное положение молоточки заводятся планкой 7 (см. рис. 13).
Печать нулей производится следующим образом. Типштанга 9 (см. рис. 12), поднимаясь штифтом 7 (см. рис. 15) через нулевую собачку 6, поднимает курок 4 над планкой срыва молоточков 3.
Рис. 15
При таком положении срыв молоточков возможен только в слу чае, если предыдущая штанга будет зафиксирована на любой зна чащей цифре от 9 до / / д л я чего каждая собачка 5 через серьгу 13 связана с отгибом 12 собачий соседнего младшего разряда, что дает возможность независимо от курка 4 отвести собачку 5 млад шего разряда и освободить молоточек. При необходимости моло точек можно выключить из работы, поднимая рычаг 10 и поджи мая тем самым пружину 11, блокирующую молоточек 8.
4. Механизм подачи бумажной ленты состоит из печатающего валика 17 (см. рис. 12), жестко связанного с храповым колесом 16, проворачиваемым собачкой 14. При перемещеции тяги 18 рычаг 13
поворачивается вправо. Собачка 14 поворачивает храповое коле со 16 на один зуб. Бумажная лента, прижатая к печатающему ва лику 17 прижимом 15, переместится при этом на величину шага храпового колеса.
При возвращении тяги /5 в исходное положение собачка 14 пе ремещается на следующий зуб храпового колеса и цикл движения повторяется.
5. Клавишная секция (рис. 16) электронной вычислительной ма шины представляет собою рычажно-стержневую систему. При на-
жатий на клавишу 1 стержень 2 опускается по направляющим вниз. При этом скос, имеющийся на стержне, отжимает фиксирую щую планку 6 вправо. Как только стержень 2 своим пазом 3 ока жется на уровне выступа 4, фиксатор под действием пружины 5 за ходит выступом в паз и фиксирует клавишу. Имеющийся на стерж не толкатель 12 замыкает контакты 10. Одновременно в одной сек ции может быть зафиксирована только одна клавиша, что дости гается с помощью блокирующих пластин 7. При нажатии одной из клавиш пластины раздвигаются штифтом 13 и препятствуют опу сканию остальных клавиш до положения, в котором происходит фиксация.
При срабатывании соленоидов 9 планка 5 отводит фиксаторы
вправо и освобождает зафиксированные клавиши, которые поз
действием пружин / / |
возвращаются в исходное |
положение. |
|
При включенном |
соленоиде |
фиксаторы под |
действием пружи |
ны 5 возвращаются |
в исходное |
положение. |
|
5. Кулачковые механизмы измерительных и следящих устройств
Кулачковые механизмы широко используются не только как преобразователи движения в рычажных устройствах автоматики, электронных вычислительных машин (см. рис. 12, 13) и счетнорешающих приборов [28, 50], но и как задающие элементы изме рительных и счетно-решающих электромеханизмов и приборов. При этом наряду с широким распространением плоских кулачко
вых механизмов с одной степенью |
свободы находят применение |
||
и |
плоские механизмы, |
выполненные |
по дифференциальной схеме |
и |
обладающие двумя |
степенями свободы. Рассмотрим - счетно-ре |
шающий кулачковый электромеханизм.
Счетно-решающее устрой ство имитатора автоматиче ски и непрерывно выраба тывает приращение коорди нат имитируемой цели, пе ремещающейся на море из положения А (рис. 17) в по ложение'А' [17]. Электриче ская часть счетно-решаю щего устройства включает в себя вращающиеся транс форматоры (ВТ), двухфаз ные асинхронные двигатели с полным ротором (АДП) и асинхронные тахогенераторы (AT).
Вращающийся трансфор матор — это малогабарит ная •точная электрическая машина с неявно выражен ными полюсами статора
к ротора, в пазах которых уложены по две взаимно перпендику
лярные обмотки (рис. 18, а). Обмотка возбуждения |
соединена с |
|
клеммами Сі и Сг. Квадратурная |
обмотка соединена |
с клеммами |
Сэ и С4 . Синусная обмотка ротора |
выведена на клеммы Pi и Ра, |
|
а перпендикулярная ей косинусная |
обмотка — на клеммы Рз и Р 4 - |
При включении обмотки возбуждения ВТ к источнику питания с частотой 427—500 гц в зазоре между статором и ротором возни кает пульсирующее магнитное поле, наводящее в роторных обмот ках напряжение, пропорциональное проекции потока возбуждения
на ось С соответствующей обмотки, т. е. синусу и косинусу утла поворота ротора с точностью 0,04—0,06%.
По назначению и функциональной схеме вращающиеся транс форматоры подразделяются на линейные (ЛВТ) и синусно-коси- нусные (СКВТ) [17]. Линейный вращающийся трансформатор по лучается из вращающегося трансформатора (см. рис. 18, а) с ко
эффициентом трансформации к = 0,565 |
путем соединения обмоток |
|
на клеммовой |
плате, как это показано |
условной линией. |
Линейный |
вращающийся трансформатор используется в счет |
|
но-решающих |
устройствах в качестве |
преобразователя механиче |
ской величины |
в пропорциональное ей |
напряжение. |
Вращением ручки ротора ЛВТ последнему задается поворот,
.пропорциональный скорости в пределах 0—(4-60°), что при цене деления шкалы ротора 1° = 1 узлу соответствует 60 узлам.
Выходное напряжение обмотки ротора ЛВТ, пропорциональное заданной скорости судна, подается на постронтельный СКВТ, представляющий собой вращающийся трансформатор с обмотка
ми, соединенными |
по схеме, показанной |
на рис. 18, б. |
|
|
|
|
||||
|
|
Мгновенное изменение пе |
||||||||
|
ленга |
П |
(см. рис. 17) |
АП |
||||||
|
равно |
отношению |
мгновен |
|||||||
|
ного значения составляющей |
|||||||||
|
относительной |
скорости |
AV |
|||||||
|
к |
текущей |
дистанции |
Д |
= |
|||||
|
= О А ' |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
А П |
= |
А V |
|
(72) |
|||
|
|
|
|
|
|
д |
|
|
|
|
|
|
В счетно-решающем ме |
||||||||
|
ханизме |
действие |
деления |
|||||||
|
заменено |
технически удоб |
||||||||
|
ным |
действием |
умножения |
|||||||
|
|
|
Л П - |
Д V |
I |
|
(73) |
|||
|
|
|
Д |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выражение |
(72) |
решает |
||||||
|
ся автоматически с помощью |
|||||||||
|
СКВТ, |
на |
обмотку |
возбуж |
||||||
|
дения |
которого |
подается |
|||||||
|
переменное |
пропорциональ |
||||||||
|
ное |
напряжение, снятое |
с |
|||||||
|
СКВТ |
построителя |
хода. |
|
||||||
|
|
Результат умножения AV |
||||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
, |
на |
|
— |
получается |
поворо |
|||||
Рис. 18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
том ротора СКВТ на угол,
пропорциональный — . Но величина —-— нелинейно зависит от
дистанции (рис. 18, в), что приводит к необходимости иметь допол нительное устройство, преобразующее текущие значения дистан
ции |
в обратные ей величины, вырабатывающие—^—в функ |
ции |
Д. |
Наиболее простым преобразователем в этом случае является
кулачковый механизм |
(рис. 18, |
г). |
Дальность до |
цели Д модели |
||||
руется |
углом поворота |
ср кулачка |
/, радиус-вектор |
которого |
[50] |
|||
|
|
|
Р = ро + |
р(ф). |
|
|
(74) |
|
где |
ро — минимальный радиус |
кулачка; |
|
|
|
|||
р(ф)—приращение |
радиуса-вектора кулачка |
в |
функции |
от |
||||
|
угла |
поворота ср. |
|
|
функция |
|
||
Через щуп 2, |
скрепленный с зубчатой рейкой, |
|
||||||
|
|
|
p ( ? ) = - j - - |
|
|
(75) |
в масштабе ир подается на шестерню 4 ротора СКВТ. Контакт
между щупом и кулачком обеспечивается пружиной 3. Минимальный радиус кулачка ро определяется с учетом исклю
чения заклинивания щупа, возможного в случае, если угол подъ ема профильной кривой кулачка а > 4 5 ° (рис. 18, д). Для цент рального кулачка [50]
tga |
_L |
AJL |
(76) |
|
Р |
d <р |
|
В данном случае
dp |
|
Н- Р |
(77) |
|
|
|
|
d <р |
d |
Д |
(78) |
|
|
где |Л и |Л —масштабные коэффициенты.
|і? = Д т а х ~ Д т 1 п : |
. |
(79) |
<?раб
.а, = ^ r o l " . |
(80) |
Pmax
Из совместного решения (76) и (77), (78) с учетом (74) и (75) получим
|
> 2 |
\ Д |
/шіп J Ъ |
Кулачковый механизм |
(см. рис. 18, |
г) |
обеспечивает поворот |
оси СКВТ (см. рис. 18, б) |
при изменении дистанции на угол, про |
порциональный величине обратной дистанции. Однако СКВТ дает не линейную, а синусоидальную зависимость вторичного напряже ния от первичного при повороте ротора на заданный угол tp.
Для получения правильного результата решения выражения (73), выдаваемого в виде вторичного напряжения, профиль ку
лачка |
следует выполнить |
по |
уравнению |
|
||
|
|
р = |
р0 |
-+- |
|i„ arcsin - і - , |
(82) |
|
|
|
|
|
Д |
|
т. е. моделировать |
кривую 2 рис. 18, в. |
|
||||
Итак, с СКВТ |
построителя |
хода на обмотку |
возбуждения |
|||
СКВТ |
подается |
напряжение, |
пропорциональное |
относительной |
скорости AV. При повороте ротора СКВТ на угол, соответствую щий величине arcsin - д - , в синусной обмотке индуктируется напря жение, пропорциональное произведению бокового перемещения цели на синус угла поворота: AVsin ^arcsln-^-j. Поскольку
sin ^ arcsin -—- j =-ц- , влияние синусоидальной зависимости вы ходного напряжения СКВТ исключится, на выходе СКВТ будет
напряжение, отвечающее решению выражения (72)."
Электрокулачковый механизм индикатора курсового угла (рис. 19, а) работает в цепи раздвижения импульсов, возникаю щих на экране электроннолучевой трубки цепи антенного устрой ства. Контакты, управляемые двухфазовым кулачком /, попере менно закорачивают сопротивление Ri, вследствие чего потенциал точки А изменяется в пределах 0—40 в. Пульсирующее напряже ние с-частотой 13,3 гц, приложенное к цепи Q; R2; Pi; R3; С2, вы деляется на участке БВ потенциометра в виде переменного напря жения. Оно увеличивает или уменьшает потенциал на отклоняю-
шеи пластине 2 электронной трубки. Среднее значение потенциала устанавливается потенциометром Рг горизонтального смещения развертки.
Пилообразное напряжение на пластине 4 имеет частоту 500 гц. В результате часть разверток происходит при более положитель ном смешении на пластине 2, чем другая часть разверток. На экране трубки появляются раззерткп, сдвинутые одна относитель но другой по горизонтали па величину, зависящую от положения потенциометра Pi. Поскольку частота переключения значительная, то на экране трубки одновременно видны обе развертки. Отражен ные сигналы раздвигаются.
Рис. 19
Положение кулачка 1 на замыкание контактов соответствует
отклонению |
напряжения |
излучения |
энергии влево |
от |
нулевой |
осп, |
||
а положение на |
размыкание |
контактов — вправо |
от |
нулевой |
оси. |
|||
Величина |
раздвпжения |
импульсов |
регулируется |
потенциомет |
||||
ром Pi. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Пластина 4 через сопротивление R4, на котором |
выделяется |
|||||||
развертывающее |
напряжение, |
связана с движком ' потенциомет |
ра Рз. Пластина 2 через участок потенциометра Рь на котором выделяется напряжение раздвижения импульсов, присоединяется к движку потенциометра Рг. Движки потенциометров Рг и Рз ме ханически связаны между собою.
Пластина 3 связана с движком потенциометра, на котором вы деляется сигнал видеочастоты. Пластина 5 принимает отрицатель ные импульсы.
Конденсаторы Сі, С2, С3 служат для получения плавного |
изме |
|||
нения напряжения на электродах электроннолучевой трубки. |
|
|||
Кулачковый прерыватель контактов в системе сельоинной |
свя |
|||
зи 10—11 (см. рис. 3) |
между механизмом |
вращения |
антенны 8 |
|
v. катушки электроннолучевой трубки 7 показан на рис. 19, б. |
||||
Кулачок / закреплен на валу вращения |
антенны |
2 и размы |
||
кает контакты 3 цепи |
обмотки реле схемы |
синфазирования |
сель |
синов. Синфазирование исключает возможность рассогласования
углов |
поворота роторов сельсинов 10 и |
/ / (см. рис. 3) под дей |
ствием |
сил инерции связанных с ними |
масс. |
Рис. 20
Кулачковый прерыватель / (рис. 19, в) цепи отметчика курса судна на экране электроннолучевого индикатора кинематически связан с валом вращения антенны 2 парой шестерен 3.
Всякий раз, когда в процессе вращения .антенны максимум ее излучения совпадает с диаметральной плоскостью судна (см. рис. 17), кулачковый прерыватель 1 воздействует на контактную группу 4, замыкает соответствующие контакты и на экране инди катора возникает яркая черта — отметка курса.
Кулачково-рычажный счетный механизм (рис. 20, а) представ ляет собою дифференциальную систему с двумя степенями свобо ды [3, 50].
Две функции, задаваемые профильными кривыми кулачков 6 и 18, суммируются на рычаге 9, жестко связанном с шестерней (колесом) 17, имеющей контактный ролик 19.
Кулачок 6 сидит на оси 23 кулачка 27, контактирующего с ры чагом 26, посаженным на оси 3, поворачивающейся при изменении давления в сильфоне подвижно связанном с нею через рычаг 2. Кинематическая связь между кулачком 6 и суммирующим рыча гом 9 осуществлена через палец 7. Поворот оси 3 через рычаг 4
одновременно передается и на указатель 5 шкалы 10 визуальногоотсчета перемещений центра сильфона. Кулачок 18 получает вра щение от электрического микродвигателя 21 через пару шесте рен 20.
Поворот суммирующего рычага 9 через пару цилиндрических, шестерен 13 и две пары винтовых зубчатых колес 12 передается на вал 14 и далее через пару цилиндрических шестерен 15 — на дискретный кулачковый счетный механизм 11.
Силовое замыкание в механизме осуществлено с помощью ви тых цилиндрических пружин растяжения 22 и 24.
Настройка и регулировка механизма осуществляется поворо том суммирующего рычага 9 относительно шестерни 17 с после дующим соединением их штифтовым устройством 8 и поворотом рычага 26 с помощью подвижного упора 25 кулачка 6. При на стройке шестерня 17 стопорится устройством 16.
Суммирующие возможности рассматриваемого механизма лег
ко уяснить с помощью плоско-рычажной |
модели |
асимметричного- |
||||||
дифференциала |
(рис. 20, б) [50]. |
|
|
|
|
|
||
Звенья 18, 9, 6, 13 |
(см. рис. 20, а) представлены на |
рычажной |
||||||
модели |
(см. рис. 20, б) |
звеньями |
1, 2, З Н; расстояния от оси вра |
|||||
щения |
колеса 17 (см. рис. 20, а) |
до точек |
контакта |
рычага |
9 с ку |
|||
лачками 18 и 6 соответствуют |
плечам |
а и b |
рычага |
2 (см. |
||||
рис. 20,6). |
|
|
|
|
|
|
|
|
Условно закрепив звено 3 и переместив вверх звено 1 на вели |
||||||||
чину уь будем |
иметь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Уі |
z, |
|
|
|
|
|
|
|
а -г b |
b |
|
|
|
|
где Zi — перемещение |
поводка Н за счет |
перемещения |
звена /. |
|||||
Условно закрепив звено / и переместив вверх звено 3 на вели |
||||||||
чину уз, получим |
|
|
|
|
|
|
|
|
- ^ т |
= — . |
№ |
|
|
|
а + Ь • |
а |
|
|
где z3 |
— перемещение |
поводка Н за счет перемещения звена 3. |
|||
Находя из (83) и |
(84) z{ и z3 |
и складывая их, получим выра |
|||
жения |
перемещения |
поводка |
Н |
при одновременном |
воздействии |
на звено 2 звеньев / и 3 асимметричного рычажного дифферен циала
|
z = |
уі |
а 4- b |
+ У з — , |
|
(85) |
|
|
|
|
а + Ь |
|
|
|
|
Соответственно угол поворота |
шестерни |
13 |
(см. рис. 20, а), |
си |
|||
дящей на валу шестерни |
17 суммирующего |
рычага 9, будет |
|
||||
'-=13 |
Р.з |
. Ъ |
Ь Ро , |
, а |
. . |
(86) |
|
|
|
(a4-b)a |
(a4-b)b |
|
|||
где oig и ре—радиусы-векторы (74) кулачков |
18 и 6. |
|