Котов В.Э
ФН2-41
Механизмыпрерывистого движения
(реферат по основамконструирования приборов)
Мальтийский крест
Мальтийский крест(рис.1) является кривошипно-кулисным механизмом прерывистого движения. Он состоит из кривошипа 4 и креста 1 с лопастями 2 (число лопастей должнобыть не меньше трех). Лопасти 2, имеющие пазы, представляют собой кулисы, по которым перемещается цевкакривошипа 3. Кинематическая схема такого механизма аналогична кинематическойсхеме обычного кривошипно-кулисного механизма (рис. 2) . Цифрами на рисунке обозначены: 1 — кулиса , 2 — камень кулисы, 3 — кривошип.
рис. 1 рис.2
Длякривошипно-кулисного механизма верны следующие соотношения :
где , , остальные величиныуказаны на рисунке .
В мальтийском кресте при вращении кривошипа поворот крестаосуществляется только тогда, когда цевка кривошипа перемещается в пазу лопасти креста, в этомслучае передача работает как обычный кривошипно-кулисный механизм. Приповороте кривошипа на угол 2bкрест поворачивается на угол 2a. Затем, при завершении кривошипом полного оборота, крест остается неподвижен. Нарис. 3 показан характер изменения кинематических параметров движения креста: угла поворота a, угловой скорости w,и ускорения e .
рис.3
Храповыемеханизмы
Храповые механизмы — устройства, допускающиевращение оси только в одном направлении и исключающие вращение этой же оси в другом направлении. Он состоит (рис.4) из храпового колеса и собачки 1, которая обычно прижимается к колесу пружиной2. Используют также храповые механизмы, в которых собачка прижимается кпоступательно перемещающейся рейке .
Храповые колеса и собачкиизготовляют из сталей 35, 50, У10А,15Х, 20Х, 25ХГСА. Для уменьшения износа или для работы при значительныхнагрузках их либо подвергают объемной закалке, либо цементации с последующимзакаливанием. В приборостроении для изготовления храповых колес, и иногда собачек,используют также латуни ЛК80-3, ЛС63-3 и бронзы Бр.КМц3-1. Также используют исплавы алюминия .
рис. 4 рис. 5
Пружины храпового механизмасоздают момент, прижимающий собачку кхраповому колесу, однако он непредназначен для преодоления сил и моментов, которые могут действовать на собачкуот храпового колеса — усилие пружинылишь вводит собачку в зацепление с колесом.Поэтому положение С (рис. 4) оси собачки выбирают таким образом, чтобы равнодействующая окружной силы Fи силы трения Fтр Fn создавала бы момент, прижимающийсобачку к храповому колесу (а не выводящий ее из зацепления). Этодостигается при условии, что уголустановки оси собачки a больше углатрения j. Для обеспечения этого условия необходимо удалитьось собачки С на достаточное расстояние от оси храповогоколеса. При этом, однако, следует учесть опасность срыва механизмавследствие переброса собачки на другую сторону храпового колеса ( особеннопосле некоторого износа), поэтому слишком большое удаление С от оси колеса также недопустимо.Возможен также вариант установки, когда собачка находится достаточно близко кколесу, но сделана достаточно длинной, в этом случае условие a
Соответствующее направление силы Fn можно такжеобеспечить поднутрением передней кранизубьев храпового колеса на угол a (рис.5) . В этом случае ось собачки можетрасполагаться на касательной к средней окружности зубьев колеса. Для обеспеченияприжатия собачки к зубьям храпового колеса необходимо, чтобы уголподнутрения был больше угла трения(часто a выбирается равным 100). У такой конструкции при малом окружном шаге зубьев зуб колеса получаетсяослабленным.
Модуль зубьев храпового колеса , где pt — окружной шаг зубьев храпового колеса по окружностивпадин, определяют из расчета по среднему допускаемому давлению используясоотношение:
где — окружная сила (М — крутящий момент на оси колеса, d — диаметрвпадин зубьев храпового колеса, d=mz — m- модуль, z — число зубьев ); [p] — допускаемое давление наединицу ширины зуба храпового колеса(справочная величина); , b-ширина колеса .
рис. 6
В часовыхмеханизмах используется конструкция,показанная на рис. 6. Вместо храпового колеса в ней использовано обычноеколесо с зубьями часового профиля, что упрощает конструкцию вследствиесокращения числа колес в механизме . Собачка 1, имеющая несколько выступов , удерживается на оси винтом 4. При подзаводке часов (рис. 6а) момент Мзав отводит собачку,прижимающуюся под действием пружины 3одним из своих выступов к зубьям колеса2. Выступ собачки захватывает конец Дпружины 3, деформируя последнюю, конец пружины Г закреплен неподвижно. При стопорящем положении собачки (рис. 6б) , когда она удерживает колесо 2, зуб колеса упирается в один извыступов собачки. При переходе из одного положения в другое храповое колесонемного поворачивается , вследствие чегонапряжение заводной пружины после тугого завода ослабляется, что увеличиваетсрок ее службы и стало возможнымблагодаря применению собачки с несколькими выступами .
Храповые механизмымогут обеспечивать преобразование вращательного движения в колебательное, инаоборот. Так , в храповом механизме электрических часов (рис.7), две толкающие собачки 1 и 3 преобразуют качание якоря 2 в прерывистоевращение храпового колеса 4.
При перемещении якоряв прямом и обратном направлениях собачкипопеременно захватвают и толкают зубья колеса .
Условныеобозначения храповых механизмов для схем показаны на рис. 8: а — одностороннийхраповой механизм с наружным зацеплением; б — двусторонний храповой механизм снаружным зацеплением; в — односторонний храповой механизм с внутреннимзацеплением .
рис. 7 рис. 8
Литература:
“Элементы приборных устройств” под.ред. О.Ф. Тищенко, Часть 1 , Москва“Высшая школа”, 1982