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

Г л а о а

третья

ЗУБЧАТЫЕ МЕХАНИЗМЫ

1.Зубчатые механизмы промышленной автоматики

Впромышленной автоматике зубчатые механизмы выполняют функции преобразователей движения и в некоторых случаях — счетно-решающих устройств. Рассмотрим некоторые из этих ме­ ханизмов.

Механизм реле тока ВС-2 (рис. 21), являющийся характерным узлом с вращательным движением звеньев кинематической цепи, включает в себя электродвигатель приводящий через червячные передачи 2 и 7 и пару цилиндрических шестерен 5 главный вал 10 шкального устройства 12 контактной группы 13.

При отключении цепи питания электромагнита 3 якорный ры­ чаг 5 автоматически включает тормозное устройство 6, останлв-

7 8 -

9 Ю tl 12

Рис. 21

лмвающее

механизм. В

 

это

время

роликовая

 

муфта 4

[51] обеспечи­

 

вает холостой ход элек­

 

тродвигателя.

 

 

Поворот

шкального

 

устройства

ограничива­

 

ется

упором // . Глав­

 

ный

вал

возвращается

 

в исходное

положение

 

спиральной

пружиной 9

 

[51,

52].'

 

Контактная

 

группа 13

управляемой

 

энергетической

схемы

 

приводится

 

кулачка­

 

ми

14.

 

 

 

 

Автоматический пре­

Рис. 11

рыватель эл е ктр и ч ес ко й

ігепп с менее

сложной

 

кинематической

схемой показан

на рис. 22.

Электродвигатель / через пару шестерен 2 и червячную пере­ дачу 10 вращает кулачок 11, рычаг 9 которого через кулачковую муфту 8 жестко связан с валом 7, заканчивающимся коленчатым размыкателем 4 контактных пластин 5 реле 6. Механизм снабжен дистанционным отсчетным устройством числа оборотов ведущего электродвигателя 1 и числа размыканий контактов 5.

В качестве датчика оборотов используется сельсин 13, связан­ ный с єалом червяка парой цилиндрических шестерен 12. Датчи­ ком числа размыканий контактов является сельсин 3, кинематиче­ ски связанный рычажной системой с валом 7.

Система автоматической непрерывной коррекции в процессе обработки при на­ резании больших зубчатых колес (рис. 23) включает в себя вал 1, делительное чер­ вячное колесо 2, систему ди­ фракционных решеток Зи4, сервомотор 5, зубчатые ци­ линдрические колеса 5, 6, 7 (винтовую шариковую па­ ру 9).

 

'

Принцип

действия систе­

 

мы

состоит

в

следующем.

 

Сигналы фотоэлементов, свя­

 

занные

с парами

дифракци­

 

онных

решеток,

поступают

Рис. 23

в

фазовый

дискриминатор.

Рис. 24

Выходной сигнал дискриминатора, пропорциональный ошибке ша­ га делительной окружности червячной пары станка, используется после усиления для управления сервомотором 8, который через систему зубчатых колес 6, винтовую шариковую пару 9 и косозубую пару сообщает дополнительное вращение валу червяка /, компенсирующее зафиксированную измерительной схемой ошибку.

Шкальный механизм с неподвижными осями вращения шесте­ рен (рис. 24) позволяет визуально контролировать по неподвиж­ ной шкале / попеременно вводимые на валы 4 и 7 величины.

Включение на шкальное устройство 1 того пли другого задаю­ щего вала осуществляется зубчатыми переключающими муфтами2 [51], сблокированными шарнирной рычажной системой 3 с указа­ телями положения включения 5 с фиксаторами 6".

Рис. 25

Зубчатый редуцирующий механизм с неподвижными осями вращения колес (рис. 25) позволяет реализовать две ступени ско­ ростей на выходном валу 1 при одной и той же скорости враще­ ния входного вала 6 за счет попеременного ввода в зацепление шестерен 5 ц 9 подвижного блока .с шестернями 3 и 4 ведомого вала при выведенных из зацепления шестернях 2 и 5.

При сцеплении зубчатой торцевой полумуфты шестерни 9 с од-

поименной полумуфтой шестернії 10 валы 6 и 1 оказываются свя­ занными ускоряющей передачей.

Планетарный редуцирующий механизм [50] дистанционного электропривода (рис. 26) приводится во вращение от электродви­ гателя /. Шестерня 2 вращает шестерню 3, жестко закрепленную ьа корпусе 5 планетарного механизма и кинематически выпол­ няющую функции водила.

 

 

Сателлит 6, обкаты­

 

ваясь

по

заторможен­

 

ной фиксатором 15 ше­

 

стерне 7, вращает

цент­

 

ральную

шестерню

1,

 

на

валу которой

сидит

 

шестерня

8, зацепляю­

 

щаяся

с

шестерней

11

 

вала

исполнительного

 

механизма 10.

Одновре­

 

менно

через

пару

ше­

 

стерен 9 п 13 плппе-

 

гариып

механизм

кине­

 

матически

связан

с

 

концевым

вы кл ючате-

 

лем

// .

 

 

 

 

 

 

В данном случае пла-

 

нетапмый механизм вы­

 

полняет п функции пре­

 

дохранительного

 

уст­

 

ройства.

При

недопу­

Рис. 26

стимой

перегрузке

ис­

 

полнительного

 

меха­

низма 10 (заедание, поломка и т. п.) фиксатор, рассчитанный на определенное, предельно допустимое усилие, .не сможет противо­ стоять вращению шестерни 7. Планетарный механизм автоматиче­ ски получит дополнительную степень свободы—превратится в диф­ ференциал. Система окажется кинематически неопределимой и не сможет передать вращающий момент двигателя на исполнительный механизм'. Поломка последнего нсключится.

Ограничение действия механизма во времени осуществляет концевой выключатель И, который, срабатывая, отключает пита­ ние электродвигателя 1, через электрическую цепь 12.

2. Зубчатые механизмы судовой автоматики

Из ранее рассмотренных систем судовой электронавигациоииой автоматики видна существенная роль в них простых зубчатых механизмов. В качестве преобразователей вращательного движе­ ния используются губчатые редукторы (см. рис. 2) и простейшие

открытые передачи с цилиндрическими зубчатыми колесами и чер­

вячными парами

(см. рис. 9).

Они применяются в указателе глу­

бин эхолота НЭЛ-4 и НЭЛ-5

[35], гидроакустических станциях

«Омуль» и «Палтус-М», в навигационных эхолотах

«Судак» и

«Язь» [1].

 

 

 

Более сложные механизмы с двумя степенями свободы типа

дифференциалов

используются

в автосчислителях и

автопроклад­

чиках курса судна [9].

Указатель глубин (рис.'27), предназначенный для визуальных отсчетов измерений глубины эхолотом (см. рис. 2), приводится от электродвигателя 1, постоянство скорости вращения которого под­ держивается центробежным регулятором 7.

При

работе

указа>

теля

на

диапазон

глу­

бин

 

0—100 м

включа­

ется

червячная

пара 4,

а

на

диапазон

0—

200

м

червячная

па­

ра

5

и пара цилиндри­

ческих шестерен 8.

Система передаче—

 

5—5 образует зубчатый

 

редуктор-коробку

пере­

 

мены

передач,

на

вы­

 

ходном валу 9

которой

 

укреплен диск

13

(см.

 

рис. 2)

с неоновой

лам­

 

пой 12. Против

вспыш­

 

ки лампы по шкале 12

 

считываются показания

 

глубины.

 

 

 

Одновременно

через

 

пару

конических

ше-

Рис. 27

стерен

2 (см. рис. 27)

 

выходной вал 9

вращает кулачки посылочных контактных групп

и контактной группы подавления нулевой помехи.

Переключение

диапазонов глубин осуществляется переключа­

телем 10, кинематически связанным с выходным валом 9 редук­ тора двумя парами конических шестерен 3 и 6.

Напряжение на неоновую лампу, укрепленную

на выходном

валу 9 и вращающуюся вместе с ним, подается со

вторичной об­

мотки выходного трансформатора. Первичная обмотка укреплена на корпусе коробки перемены скоростей.

Зубчатый корректор (рис. 28), представляющий собой узел компенсатора погрешностей лага (см. рис. 9), состоит из двух зубчатых барабанов 1 и 7 (рис. 28), кинематически связанных между собою системой шестерен 3, поворачивающихся на угол,

3. Зак. № 183

65

пропорциональный скорости судна. Зубчатые барабаны 1 и 7 со­ ставлены из семи секций зубчатых дисков.

Верхний барабан зубцами дисков поворачивает трибку 6 на угол, пропорциональный вводимой поправке скорости судна, и компенсирует отрицательные погрешности, а нижний барабан ком­ пенсирует положительные погрешности.

При сцеплении триб­ ки 6 с барабанами 1 и 7 угол ее поворота через систему шестерен 4—2 передается на сек­ тор 8 и далее через пружину 9 —-на* г л а в - ' ный рычаг. Натяжение пружины регулируется гайкой 10, в нулевом по­

ложении зубчатые

дис­

к и

фиксируются

вин­

том

5.

 

Рулевой датчик (рис. 29) включает в себя сельсин-датчик 1 поло­ жения руля; линейный вращающийся транс­ форматор руля 2; штат­ ный сельсин-датчик 3, обеспечивающий син­ хронную передачу по­ ложения руля на штат­

 

ные ' С е л ь с и н ы - п р н е м н и -

 

ки,

не

входящие

в

Рис. 28

комплект

авторулевого,

и секторный

механизм

Штанга 4 приводится

поворота

руля

6.

 

в движение рулевой

машиной.

Угол

по­

ложения руля наблюдается по шкале 5. Зубчатый сектор 6 пово­ рачивает роторы электрических машин 1 и 2.

Контакторные устройства 7

и

8 предназначены д л я отключе­

ния

исполнительного двигателя

в

случае перекладки руля более

чем

на 35°.

 

 

3. Зубчатые механизмы радиотехнических следящих систем

Зубчатые механизмы радиотехнических следящих систем могут быть представлены механизмами настройки и- дистанционного управления и механизмами вращения антенн. Здесь рассмотрены лишь некоторые из них.

Механизм каретки дистанционного управления перемещениями

имитатора связи (рис. 30) работает следующим образом. Каретка перемещается с помощью троса, один конец которого закреплен на корпус устройства, а другой наматывается на барабан 1, вра­

щающийся от электродвигателя

8, через планетарный редуктор 10

и червячную передачу 2 или от

приводимого

вручную

маховичка

о зубчатой муфтой 13 и пару цилиндрических

шестерен

11—12.

6Ч10в

К сельсинам-приемникам

штатных указателей положения руля

Рис. 29

Перемещение каретки контролируется по шкалам 6, 7 грубого и точного отсчета, связанным с валом барабана / парой кониче­

ских

шестерен 3—4 и планетарным

верньерным механизмом 5.

С

пульта управления команда

«воспринимается» механизмом

3*

 

67

каретки через сельсин-приемник 9. Ограничение перемещения ка­ ретки осуществляется концевыми выключателями сети питания двигателя 8.

Как видно из кинематической схемы (см. рис. 30),

механизм

синтезирован из простых цилиндрических, конических

и червяч­

ных передач.

 

И/, 5

1

а,

г 1

•12

 

В'

1 *

Рис. 30

Электродвигатель 8 типа Д-25А со следующими характеристи­ ческими параметрами: напряжение цепи питания 27+2,7 в; по­ требляемый ток 2,5 а; полезная мещность 25 вт; вращающий мо­ мент 407 Г-см; скорость вращения ротора 600-^6000 об/мин; направление вращения — двустороннее; режим работы—дли­ тельный.

Р

а с ч е т . 1. Передаточное

отношение от двигателя

8 к бара­

бану

/

 

 

 

181

-

(87)

 

 

" б

 

где п а и п6 — собственно числа оборотов двигателя и барабана; V

где V — линейная скорость перемещения

каретки, равная

3,2 м/лшн;

/ — длина витка

барабана.

 

 

 

 

 

 

 

3 2

 

 

 

 

 

 

 

Пя = —— =

16

об/мин.

 

 

 

 

0,2

 

 

 

 

 

Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ь, =

6000

=

. _

 

 

 

 

 

15

с/о-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Передаточные отношения первого и второго ряда

планетар­

ной передачи предположим

равными

между

собой ii = i 2

; переда­

точным

отношением

червячного

механизма

зададимся

i r = 4 0 .

Тогда из

выражения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

• і» =

 

-f-;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ж. - I

- 5 ^ - =

9,4

 

 

 

 

 

40

 

 

 

 

 

имеем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1*1 = І2 =

3,06.

 

 

 

3. Кинематика планетарной передачи 10 оценивается переда­ точным отношением, определяемым по известной в механике фор­

муле

Виллиса

[3]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пя

— п н

 

 

 

 

 

 

 

 

d J

nb

-

пн

 

 

 

где

i " b

— передаточное

отношение

от центрального

колеса а к

 

 

 

эпициклической шестерне b при условно остановлен­

1 1 аПь,

 

 

ном

водиле

Н;

 

 

 

 

 

 

п н

— соответственно

число

оборотов

шестерен

a, b и води­

 

 

 

ла

Н.

 

 

 

 

 

 

 

Учитывая,

что

п ь = 0 ,

а

- ^ - =

 

іан

есть

передаточное отноше-

 

 

 

 

 

 

пн

 

 

 

 

 

ние от звена

а к

звену Н, получим

 

 

 

 

 

 

 

 

іан

= 1 - і а

н ь .

 

(90)

Представляя передаточное отношение между зубчатыми коле-

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ