Файловый архив студентов. Файловый архив студентов.
1306 вузов, 5176 предметов.
/ Регистрация
FAQ Обратная связь Вопросы и предложения
Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Башкирский Государственный Аграрный Университет
Предмет:
[НЕСОРТИРОВАННОЕ]
Файл:

книги из ГПНТБ / Литвин Ф.Л. Проектирование механизмов и деталей приборов

.pdf
Скачиваний:
62
Добавлен:
27.10.2023
Размер:
27.37 Mб
Скачать
☆

Плоскость, образуемая векторами ах и Ьх , касательна к боковой поверхности в точке N. Вектор нормали п х к боковой поверхности перпендикулярен касательной плоскости. Следовательно,

n i = a i х ъг.

(12.6)

Порядок сомножителей в векторном произведении выбран так, чтобы вектор нормали оказался направленным в тело витка (рис. 12.2, в). Основываясь на уравнениях (12.5) и (12.6), получим

П І = — sinScos Яіг — cos В sin X j t -\- cos 6 cos Xkt.

(12.7)

Рис. 12.2

Единичный вектор нормали

е х

определится

выражением

п,

1

 

 

 

y W p 1

-Ь sin2 р cos2 %(— sinPcosXix •

- cos В sin lj1

- f

cos p cos Kkj)

(12.8)

Для определения проекций орта нормали е в системе коорди­ нат s (х, у, г) нужно воспользоваться матричным равенством [72]

е = ЬвіЄі.

(12.9)

Здесь е и е х — столбцевые матрицы ортов нормалей е и е х , матрица

/,о 1 определяется

выражением (рис. 12.2, б)

 

 

 

 

j cos #

•— sin $

О

 

 

 

 

I sin •&

cosft

0

(12.10)

 

 

 

0

0

1

 

После

преобразований

получим

 

 

е —

...

1

[(cos •& sin р cos Я — sin •& cos p sin X) і -4-

 

 

 

 

 

 

 

V cos2 p' +

sin2 p cos2

к

 

 

 

-\- (sin •& sin P cos X -f- cos •& cos p sin X) j — cos P cos Як]. (12.11)

В последующем понадобится также выражение вектора b в си­ стеме s (х, у, г). Проделав аналогичные выводы, получим

b = — sinftcosAJ-f-cosflcosA,]- -|-sinXk.

(12.12)

12.2. В И Д Ы Р Е З Ь Б

 

Виды резьб, их краткие характеристики и назначение, осевые профили резьб приведены в табл. 12.1.

При задании размеров резьбы исходят из метрической системы

мер (метрическая

резьба)

и дюймовой

(дюймовая

резьба).

По назначению

резьбы

делятся на

крепежные,

крепежно-уп-

лотняющие и резьбы, применяемые для точных перемещений (ходо­ вые винты, резьбы отсчетных устройств). Крепежно-уплотняющие резьбы (поз. 5, 10 и 11, табл. 12.1) выполняются без радиальных зазоров. В зависимости от вида осевого профиля различаются резьбы с треугольным, трапецеидальным, с круглым профилями. У всех резьб, за исключением упорной, профили обеих сторон являются симметричными. Угол между профилями равен 60 и 55° соответственно у метрической крепежной резьбы и у дюймовой. В упорной резьбе угол профиля рабочей стороны выбирается небольшим (3°), что позволяет уменьшить потери на трение. Угол'профиля нерабочей стороны упорной резьбы назначается равным 30°, что способствует повышению прочности. Круглая резьба выполняется в двух модификациях (поз. 6 и 7, табл. 12.1). Профиль резьбы первой модификации (поз. 6) состоит из двух дуг, соединенных коротким отрезком прямой линии. Резьба второй модификации имеет меньшую высоту профиля; прямолинейный участок отсутствует. Это продиктовано стремлением облегчить изготовление резьбы, образуемой выдавливанием на тонкостенных деталях. Различают метрические резьбы с крупным и мелким ша­ гом. Одновременно с уменьшением шага пропорционально умень­ шаются и другие элементы профиля; профили крупной и мелкой резьб геометрически подобны. Резьбы с мелкими шагами при­ меняются для тонкостенных деталей, и в целях более тонкой регу­ лировки. Допуски на метрические резьбы предусматривают воз­ можность их исполнения с натягами (ГОСТ 4608—95), с зазорами (ГОСТ 10191—62). В резьбе с зазором часть последнего может быть использована для покрытий.

Резьбы выполняются как цилиндрические, так и конические. Ко­ нические резьбы позволяют при их затяжке компенсировать износ, создавать требуемый натяг и быстрее соединять свинчиваемые детали. Диаметры конической резьбы измеряются в основной плоскости, где они принимают наибольшие значения. У конических резьб биссектриса угла профиля перпендикулярна оси винта, и при необходимости можно свинчивать коническую резьбу с ци­ линдрической.

 

 

 

 

 

 

Виды

резьб

Т а б л и ц а 12.1

 

 

 

 

 

 

 

 

Номер |

Наименование

 

 

Назначение

Осевой профиль

и геометрические соотношения

схемы

 

 

Резьба

метрическая

ос­

 

 

 

 

 

 

новная для диаметров от 1

 

 

 

 

 

 

до 600 мм (ГОСТ 9150—59).

Для крепежных дета­

 

 

 

Резьба

метрическая

для

лей

 

 

 

 

 

приборостроения для диа­

 

 

 

 

 

 

метров от 3,5 до 400 мм

 

 

 

 

 

 

(ГОСТ 16967—71)

 

 

 

 

 

 

 

Резьба

метрическая

мел­

Для крепежных дета­

 

 

 

кая

(с мелким шагом) для

лей

и резьбовых соеди­

 

 

 

диаметров от 1 до 600 мм

нений с малой

высотой

 

 

 

(ГОСТ 9150—59)

 

нарезки (для тонкостен­

 

 

 

 

 

 

 

ных деталей) и с малым

 

 

 

 

 

 

 

шагом для микрометри­

Н = 0,86603s; ft

= 0,54125s; г =

0,144s

 

 

 

 

ческих винтов

 

Резьба

метрическая для

Для крепежных дета­

Форма дна впадины

не регламентируется;

допускается

закругленное дно впадины и очерченное прямой

линией

диаметров от 0,25 до 0,9 мм

лей

часовой

промыш­

(ГОСТ 9000—59)

 

ленности

 

 

 

 

Резьба метрическая для диаметров от 1 до 120 мм на деталях из пластмасс (ГОСТ 11709—66)

Н = 0,86603s; h = 0,54125s; т = 0,144s; rx = 0,054s

Резьба дюймовая с уг­

Для

замены деталей

лом профиля

55° для диа­

приборов, импортиро­

метров от 3 / 1 6

до 4" (ОСТ

ванных из стран с дюй­

НКТП 1260)

 

мовой

системой мер

t0 = 0,96049s; t2 = 0,6403s; t'2 = t2 (4+4)

Резьба

трубная цилин­

Для скрепления труб

дрическая

для

диаметров

и арматуры трубопро­

от х / 8

до

6"

(дюймовая)

водов и уплотнения об­

(ГОСТ 6357—52)

разуемых соединений

t0 = 0,96049s; t2 = 0,64031s; г = 0,13733s

Резьба круглая для -са- нитарно-технической арма­ туры (ГОСТ 13536—68)

Н = 1,86603s; h = 0,5s;

а =

0,05s; г = 0,23851s;

R = 0,25597s;

rx =

0,221105s

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение табл. 12.1

Номер

Наименование

 

 

Назначение

Осевой профиль и геометрические соотношения

схемы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Резьба

круглая для цо­

Для

цоколей

и па­

колей

и

патронов

элек­

тронов

электрических

трических

ламп

для диа­

ламп

и аналогичных

метров

10, 14,

27,

33 и

изделий

 

40 мм (дюймовая)

(ГОСТ

 

 

 

6042—51)

 

 

 

 

 

 

Резьба

для предохрани­

Для

монтажа и за­

тельного

стекла и корпуса

щиты

соединения

электроосветительной ар­ матуры для диаметров 84,5; 99; 23,5 мм (ГОСТ 8587—57)

Резьба~упорная для диа-

Для винтовых соеди-

метров от 10 до 600 мм

нений с большой^ одно-

метрическая)

(ГОСТ

сторонней осевой на-

10177—62)

 

грузкой

Н — 1,5878s; Лх = 0,86777s; h = 0,75s; і = 0,4189s; г = 0,12427s

С5ег резьбы

j

Резьба коническая дюй-

Применяется для со­

!

мовая с углом профиля 60°

единений с большой гер­

 

для диаметров от Vie ДО 2"

метичностью

без спе­

 

(ГОСТ 6111—52)

циальных

уплотнений

 

 

(для установки пробок,

 

 

масленок,

соединений

 

 

труб)

 

t0

= 0,866s; 4 = 0,8s; ф = 1 ° 4 7 ' 2 4 " ; конусность

 

2 tg ф = 1 : 16

СВег резьбы

Резьба трубная

кониче­

Применяется для со­

ская для диаметров от 1 / 8

единений с большой не­

до 6" (дюймовая)

(ГОСТ

проницаемостью без спе­

6211—69)

 

циальных

уплотнений

 

 

(для установки пробок,

 

 

масленок,

соединения

 

 

труб)

 

0,96024s; h = 0,64033s; /• = 0,13728s; ф = 1°47'24"; конусность 2 tg ф = 1 : 16

 

 

 

Продолжение табл. 12.1

Номер

Наименование

Назначение

Осевой профиль и геометрические соотношения

схемы

 

 

 

13 | Метрическая

коническая

Для присоединения

резьба фотоаппаратуры (по

к фотоаппарату оболоч­

ведомственной

нормали)

ки тросика

(тросик ис­

 

 

пользуется

для дистан­

 

 

ционного

управления

 

 

фотозатвором)

/„ = 0,848s =

0,424 мм; t2 = 0,75/0 = 0,318 мм;

t'2 = t2—-L.

 

=0,29 мм;

- | - = 0,028

мм;

Ф = 14°;

конусность

2 tg(p = 1 :

2

14 | Резьба трапецеидальная

Для

ходовых винтов

одноходовая для диаме­

и с целью уменьшения

тров от 10 до 640 мм (ме­

потерь

на трение

трическая) (ГОСТ 9484—60)

Н — 1,866s;

A1 = 0,5s +

2; h = 0,5s; d„ = d — 0,5s;

dx = d — 2/ijj

d' =.d-\-2z;

d[ = d — s; z и г по стандарту

15 I Резьба

окулярная

для

Для фокусировки при

оптических

приборов

для

рассматривании

изо­

диаметров от

10 до 80 мм

бражения

 

(метрическая)

(ГОСТ

 

 

5359—50)

 

 

 

 

 

S

' 1 = <\

її

т = т'

1,5

0,6

0,55

0,38

2

0,75

0,70

0,54

/0

= 0,866s;

z = z ' = 0,05s

 

16 I

Резьба

для

объективов

Для

крепления смен­

микроскопов:

дюймовая

ных объективов микро­

с

номинальным

диаметром

скопов

к тубусу

*/бХУав"

(ГОСТ 3469—46);

 

 

метрическая

27X0,5

 

 

(ГОСТ 11200—65)

 

 

s = • 25,4 (га— число ниток на 1"); ^0 = 0,96049s

17 I Резьба шариковинтовых

Применяется с целью

См. поз. 5

механизмов

уменьшения

потерь на

 

 

трение и

повышения

 

 

плавности перемещения

 

Для нужд приборостроения стандартизованы специальные резьбы. Для быстрого присоединения к фотоаппарату оболочки тросика используется коническая резьба (поз. 11, табл. 12.1). Тросик применяется для дистанционного управления фотозатво­ ром. Объективная резьба используется для крепления объектива микроскопа к тубусу при его смене. Окулярная резьба исполь­ зуется оператором для настройки на резкость изображения в соот­ ветствии с его дефектами зрения. При этом фокальная плоскость окуляра смещается относительно плоскости изображения. Объек­ тивная резьба (поз. 15, табл. 12.1) является дюймовой, трапецеи­ дальной, с углом между сторонами профиля 55і . При большом диаметре объектива применяется резьба М27х0,5 . Окулярная резьба (поз. 14, табл. 12.1) выполняется как метрическая, трапе­ цеидальная, с углом между сторонами профиля 60°. Высота про­ филей объективной и окулярной резьб уменьшена, так как они выполняются на тонкостенных изделиях.

Помимо резьб, приведенных в табл. 12.1, стандартами преду­ смотрены: а) резьба упорная, усиленная, с углом профиля 45° для 80—200 мм (ГОСТ 13535—68); б) резьба коническая для вен­ тилей и горловин баллонов (ГОСТ 9909—61); в) резьба для дета­ лей вагонов железных дорог широкой колеи (ГОСТ 7244—54); г) резьба круглая для противогаза (ГОСТ 8762—58).

12.3. ВИНТОВЫЕ МЕХАНИЗМЫ

Простейшие винтовые механизмы бывают двухзвенными и трехзвенными. В двухзвенном механизме одно из звеньев винтовой пары является одновременно стойкой; в трехзвенном механизме оба звена винтовой пары подвижные по отношению к стойке. Трехзвенный механизм с двумя винтовыми парами носит название дифференциального винтового механизма. Схемы винтовых меха­ низмов приведены в табл. 12.2. Примеры конструкций винтовых механизмов, применяемых в приборостроении, представлены ниже [150].

На рис. 12.3 изображен механизм для фокусировки окуляра, работающий по схеме 1(табл. 12.2). Малые перемещения дости­ гаются применением резьбы с измельченным шагом. Схема 5

воплощена

в конструкции

механизма (рис. 12.4) для установки

на резкость

бинокля.

(табл. 12.1) — наличие собственных

Преимущество схемы 3

опор у звена а, которому сообщаются поступательные переме­ щения винтовым механизмом. По схеме 3 работает механизм,

используемый

в качестве

юстировочного (рис. 12.5). Звену а

при юстировке

сообщаются

поступательные перемещения в двух

взаимно перпендикулярных

направлениях.

Винтовой механизм сравнительно редко используется для преобразования поступательного движения во вращательное. Это становится возможным (см. ниже) при углах подъема резьбы, пре-

414 1

№

Схема механизма

п/п

 

2 Л

t,

~

—і Й

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 12.2

Виды винтовых

механизмов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Краткая

характеристика

 

 

 

Применение

 

Двухзвенный

механизм.

Винт

/

В

микрометрических

устройствах

совершает

винтовое

движение, гай­

для фокусировки объективов и т. д.

ка 2

совмещена со

стойкой

 

Механизм

используется при

малых

 

 

 

 

 

 

 

 

линейных перемещениях (—до 50 мм)

Двухзвенный

механизм.

Гайка

2

Используется

для

грубых

уста­

совершает винтовое движение, винт 1

новочных

перемещений

 

совмещен со стойкой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Винт

/

двухзвенного

винтового

В

волноводах, в

юстировочных

механизма

сообщает

поступательное

устройствах

 

 

 

перемещение звену

а, имеющему

 

 

 

 

 

 

независимые опоры; гайка 2 совме­

 

 

 

 

 

 

щена со

стойкой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Трехзвенный

механизм.

Враща­

Используется

для

перемещения

тельное движение винта / преобра­

кареток, суппортов станков и ана­

зуется

в

 

поступательное

движение

логичных

устройств

при большой

гайки

2 (3 — стойка)

 

 

величине

перемещений

 

№

п/п

5

6

7

8

 

 

 

 

 

 

Продолжение табл.

12.2

Схема

механизма

 

 

Краткая

характеристика

Применение

 

У 1

2Л

I

ч.—

Трехзвенный

механизм. Враща­

Применяется для сравнительно

 

 

тельное движение гайки 2 преоб­

грубых установочных движений,

на­

J

 

 

разуется в поступательное движение

пример для установки на резкость

 

 

 

 

винта 1(3 — стойка)

окуляров биноклей

 

Обращенные схемы механизмов 4 и 5

Трехзвенный механизм. Поступа­

 

тельное движение одного звена вин­

 

товой пары преобразуется во вра­

 

щательное движение другого звена

Применение возможно при угле подъема резьбы, превышающем угол трения. Используются для транс­ портировки пленки в фотоаппарате, в детских игрушках

 

1

ч

 

Трехзвенный

механизм

с

двумя

Используется

как

механизм

для

 

 

винтовыми парами. Гайка 3 совме­

весьма малых перемещений

 

 

 

щена со стойкой, гайка 2 переме­

 

 

 

 

 

 

щается поступательно относительно

 

 

 

 

 

 

стойки. Винт 1 совершает

винтовое

 

 

 

 

 

1

 

 

движение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/

к.

Трехзвенный

механизм

с

двумя

Используются

для

малых

пере­

1

11 — т

 

винтовыми парами. Винт 1 совер­

мещений гайки 2 относительно гай­

 

шает вращательное движение, гай­

ки 3

 

 

 

 

 

 

ки

2 и 3 — поступательные

движе­

 

 

 

 

 

і

 

ния

(4 — стойка)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вышающих угол трения скольжения. Примером может служить механизм для перемещения пленки фотоаппарата (рис. 12.6). Гайка 2 жестко связана с клавишей /. Винт 3 приводится во

Рис. 12.3.

вращение нажатием клавиши 1 и передает вращательное дви­ жение ролику 5 через зубчатые колеса и муфту одностороннего вращения. Такая муфта исключает возможность вращения ролика при перемещении гайки 2 вверх.

Пружина 4 служит для возвра­ щения клавиши / в исходное положение. Стойка механизма обозначена цифрой 6.

В табл. 12.2 схемы винтовых механизмов приведены непол­ ностью. Помимо указанных име­ ются схемы, основанные на пре­ образовании вращательного дви­ жения в винтовые и на преоб-

Рис. 12.5

Рис. 12.6

разовании поступательного движения в винтовое. Однако на практике такие схемы механизмов используются редко.

Кинематика дифференциального винтового механизма. Осо­ бенность дифференциального винтового механизма (схема 7, табл. 12.2) состоит в том, что у него имеются пары с различными

27 Ф. л. литвин

417

винтовыми параметрами р13 и р 1 2 ; нижние индексы указывают, что рассматривается относительное движение звена / относи­

тельно 3 или 2. Параметры plk

(k

= 3;

2) рассматриваются

как

алгебраические величины; plk

> 0

при

правой нарезке.

пре­

В изображенном механизме

винтовое

движение звена /

образуется в поступательное движение звена 2. Для вывода кине­ матических зависимостей в дальнейшем движение звена 2 рассма­

тривается как составное: а) переносное винтовое движение

вместе

с звеном / с параметром

р 1

3 ; б) относительное винтовое движение

с параметром р21

—- р12

по отношению

к винту 1. В соответствии

 

 

 

 

с этим

 

поступательное

и

угловое

переме­

 

 

 

 

щения звена 2 в абсолютном движении (по

 

 

 

 

отношению к стойке

звена

3)

определятся

 

 

 

 

выражениями

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

е<2>

 

,(2)

 

 

(2)

W

.<2>-

(12.13)

 

 

 

 

 

s<> =

 

 

+ sy> = АзфГ' +

;

 

 

 

 

 

 

cn

<2)

 

„(2)

 

Фг2)

= ф 1 3

+

Ф2і.

(12.14)

 

 

 

 

 

 

 

 

ФГ' +

 

 

 

 

 

Так как угол поворота звена 2 в абсо­

 

 

 

 

лютном движении

равен

нулю, то ф 2

1 =

 

 

 

 

= —ф 1 3 . На этом

основании

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 2 )

=

% =

(різ — РгОфіз-

(12.15)

 

Рис.

12.7

 

Из

зависимости

(12.15)

следует,

что

 

 

 

 

при

одинаковом

направлении

резьб и ма­

лой

разности

винтовых

параметров р1Я

и р21

 

дифференциальный

винтовой механизм может быть использован

 

для

весьма

малых

перемещений,

как, например,

механизм,

 

изображенный

на

рис.

12.7

[1501;

номера

звеньев

те

же,

что на

схеме

7

(см.

табл. 12.2). Такое применение дифференциального винтового меха­ низма может в ряде случаев быть более целесообразным, чем уменьшение шага резьбы.

Дифференциальный винтовой механизм имеет одну степень подвижности. Положения всех подвижных звеньев механизма однозначно определяются заданием одного параметра. Это необ­ ходимо отметить, так как название механизма может создать лож­ ное представление, что дифференциальный винтовой механизм имеет две степени подвижности.

12.4. П Е Р Е Д А Ч А СИЛ

Передача, составленная из винта й гайки, в которой гайка

неподвижна,

а

винт совершает

винтовое движение,

изображена

на рис. 12.8.

К винту приложены сила сопротивления

Q, движу­

щий

момент

М,

реакции

dR,

передаваемые от гайки к винту

(рис.

12.8, а).

Предполагается,

что винт совершает движение

с постоянной

скоростью. Примем, что элементарные

реакции dR
Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ
Помощь Обратная связь Вопросы и предложения Пользовательское соглашение Политика конфиденциальности