Передаточных отношения

Развитое машинное устройство, состоящее из двигателя, передаточных механизмов и рабочей машины и в некоторых случаях контрольно-управляющих и счетно-решающих устройств, называется машинным агрегатом.

Передаточные механизмы (привод) имеют своей задачей передачу движения от двигателя к технологической машине или исполнительным механизмам. Так как вал двигателя обычно имеет более высокую частоту вращения, чем основной вал технологической машины, задачей передаточных механизмов является уменьшение частоты вращения вала двигателя до уровня частоты вращении основного вала технологической машины.

1° Как было указано выше (§ 1, 3°), под машинным агрегатом понимается совокупность механизмов двигателя, передаточных механизмов и механизмов рабочей машины. Примерами машинных агрегатов могут быть поршневой двигатель внутреннего сгорания и поршневой насос, электродвигатель и кривошипный пресс для обработки металлов давлением, электродвигатель и ротационный насос, поршневой двигатель внутреннего сгорания и генератор электрического тока и т. д.

Кроме равномерного движения для выходного звена могут быть заданы и более сложные законы движения. Таковы, например, задачи о синтезе механизмов грохотов, конвейеров, самонакладов и многих других. К задачам о воспроизведении заданного закона движения сводятся также задачи синтеза передаточных механизмов, применяемых в приборах для преобразования неравномерного движения чувствительного элемента в равномерное движение указательной стрелки. Например, в механизме дифференциального вакуумметра, схема которого показана на рис. 27.2,

К группе передаточных механизмов, служащих для получения равномерной шкалы, близко примыкают шарнирные механизмы, применяемые в механических счетно-решающих устройствах. На рис. 27.3 показана кинематическая схема механизма, применяемого для механического воспроизведения логарифмической зависимости у == lg х в пределах от х = 1 до х = 10. Если в этом механизме перемещать звено АВ на величину, пропорциональную х, то углы поворота звена CD при определенных соотношениях между длинами звеньев будут с практически достаточной точностью пропорциональны величине функции у — lg х. Этот приближенно выполняющий заданную зависимость механизм в эксплуатации оказывается более удобным, чем теоретически точно выполняющие эту зависимость механизмы с высшими парами или фрикционными устройствами.

Т. При проектировании передаточных механизмов контрольно-измерительных приборов и механизмов для выполнения математических операции (см., например, показанный на рис. 27.-j) встречается необходимость воспроизвести заданный закон движения в форме некоторой зависимости

4°. Аналоговые способы в большинстве случаев требуют больших затрат времени и материальных средств на подготовку программы (например, на изготовление копиров и кулачков), обусловливают сложность, а иногда и невозможность изменения программы, что приводит к узкой специализации машины. Они характеризуются тем, что точность работы машины целиком зависит от точности физической модели, т. е. от точности кулачка, копира и т. п., и от точности передаточных механизмов. С другой стороны, им свойственна высокая надежность.

На рис. 6.26, а приведена принципиальная схема киносъемочного аппарата. Рулон неэкспонированной киноленты помещается в светонепроницаемую подающую касету 2, лз которой она постепенно вытягивается непрерывно вращающимся зубчатым барабаном 3, а затем, образуя петлю а, поступает в фильмовой капал 4, который обеспечивает ее фиксированное расположение относительно окна 5. Оптическое изображение снимаемого объекта формируется объективом 9 в плоскости светочувствительного слоя киноленты, находящейся напротив кадрового окна фильмового капала. Во время экспонирования кинолента должна быть неподвижна. Для фиксации изображения объекта и следующей фазе его движения кинолента передвигается вдоль фильмового канала строго па шаг кадра Н„ механизмом прерывистого движения (МПД) в. В момент передвижения киноленты световой поток, проходящий через объектив 9, перекрывается обтюратором 10. Затем кшюлен-а, образуя петлю а, поступает па зубчатый барабан 7, служащий для равномерной ее подачи в принимающую кассету 8. Петли она киноленты создают пеобхсдимый ее запас 1Л для прерывистого движения вдоль фильмового капала. Привод киносъемочного аппарата состоит из двигателя п передаточных механизмов. Тип двигателя выбирается в зависимости от характера съемок. В качестве механизмов прерывистого движения широко применяются грейферные рычажные и кулачковые механизмы. В грейферном механизме непрерывное вращательное движение входного звена — кривошипа преобразуется в движение выходного звена по замкнутой траектории. Выходное звено имеет одни пли несколько зубьев, которые продвигают киноленту на шаг кадра. Затем зубья выходят из перфорации и возвращаются в начальное положение и цикл движения повторяется, в результате чего кинолента движется прерывисто. Цикл работы грейферного механизма можно разбить на четыре фазы: вход зуба в перфорацию, протягивание кинолентj на шаг кадра, выход зуба из перфорации и возврат в исходное положение. Соприкосновение зуба грейфера е кинолентой сопровождается динамическим ударом. Для уменьшения удара о перфорационную перемычку угол входа зуба а должен быть близким к 90°. В этом случае составляющая скорости зуба грейфера в направлении фильмового капала будет мала. Для перемещения киноленты точно на шаг кадра необходимо, чтобы угол выхода р<90°. Для точной фиксации киноленты во время экспонирования применяется контргрейфер, зубья которого входят в перфорацию киноленты после выхода из нее зубьеп грейфера (рис, 6.26, в]. Фазовые углы движения кулачкового механизма коптргрейфера определяются из составленной для МПД циклограммы:

Неуправляемые механические захватные устройства в виде пинцетов и цанг (рис. 4.17, а—г) наиболее просты; усилие зажатия в них реализуется за счет упругих свойств зажимающих элементов. Такие захваты применяют н-ри манипулировании объектами небольшой массы. Более широко используют командные механические захватные устройства клещевого типа. Движение зажимающих губок чаще всего обеспечивают с помощью передаточного механизма (рычажного, реечного, клинового) от пневмопривода. В зависимости от формы, размеров и массы объекта используют весьма разнообразные формы зажимных губок и схемы передаточных механизмов, обеспечивая при этом требуемую надежность захвата и точность позиционирования.

В учебном пособии рассмотрены основные вопросы теории механизмов, сопротивления материалов, проектирования деталей, элементов и передаточных механизмов машин и приборов. Материал изложен с учетом новых ГОСТов.

Увеличение мощности и быстроходности современных машин и усложнение их функций предъявляет все более жесткие требования к передаточным механизмам, установленным между двигательным и исполнительным органами машины. К основным функциям передаточных механизмов относятся: передача и преобразование движения, изменение и регулирование скорости, распределение потоков мощности между различными исполнительными органами данной машины, пуск, останов и реверсирование движения. Эти функции должны выполняться безотказно с заданной степенью точности и с заданной производительностью в течение определенного промежутка времени При этом механизм должен иметь минимальные габариты, быть экономичным и безопасным в эксплуатации. В ряде случаев к передаточным механизмам могут предъявляться и другие требования — надежная работа в загрязненной или агрессивной среде, при высоких или весьма низких температурах и т. д.

Зубчатый механизм с тремя разными передаточными отношениями получают при помощи зубчатого дифференциала (рис. 14.4), путем остановки одного из его звеньев — 1,3 или h. Однако в таком механизме необходимо каждый раз изменять входные и выходные звенья. Четыре передаточных отношения, одно из которых i = 1, при неизменных выходных и входных звеньях можно получить при последовательном соединении двух дифференциальных механизмов (рис. 14.5). Первое передаточное отношение получим при остановке звена 5 и соединении звеньев / и 3, второе — при остановке звена 3 и соединении звеньев 6 и 5, третье — при остановке колес 3 и 5 и четвертое — при прямой передаче от звена / к 6-му звену.

Для удобства определения передаточных отношений между валиками четырехскоростной зубчатой передачи целесообразно построить график чисел оборотов, как показано на рис. 30.1. Сначала наносятся значения чисел оборотов в час «4, «4, п\ и ni" валика 4 (цифровые индексы обозначают номера валиков). Учитывая, что между валиками 3 и 4 осуществляются только два передаточных отношения 1м и &, находятся два числа оборотов Пз и п'з валика 3. Затем определяются /и, its, in и числа оборотов валиков я 2 и nl. Передаточное отношение ВЗР /ВЗР =^

блока колес 2—2', который позволяет получить два передаточных отношения между валиками 2 и 3 путем введения в зацепление колес 2 и 3 или 2' и 3'.

§191 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ОТНОШЕНИЯ 105

Червяк 1, вращающийся вокруг неподвижной оси А — А, имеет три участка а, Ъ и с, на которых нарезаны резьбы одного модуля, имеющие различные числа ниток с различными углами подъема, Червячное колесо 2 вращается вокруг неподвижной оси В. Механизм может ступенчато воспроизводить три разных передаточных отношения в зависимости от вхождения в зацепление с колесом 2 участка а, Ъ или с червяка 1,

Колесо 8 жестко связано с валом 1. Муфта 3 может скользить вдоль призматической направляющей а вала 2. Колесо 9 свободно вращается вокруг вала 2. Колесо 4 может скользить вдоль призматической направляющей Ь вала 2 и входить в зацепление с колесами 5 или 6. Колесо б вращается вокруг промежуточного вала 13 и входит в зацепление с колесом 7. Колеса 7, 5, 12 и // жестко связаны с промежуточным валом 10. Включая муфту 3 с колесами 8 и 9 и вводя в зацепление колеса 4 и 5, можно получить три передаточных отношения «12. Имеем

Колесо 11 жестко связано с валом 1. Колеса 4, 5 и 6 могут скользить по призматической направляющей а вала 2. Колеса 12, 8, 9 и 10 жестко связаны с промежуточным валом 3. Вводя в зацепление колеса 4, 5 и 6 с колесами 8, 9 и 10, можно воспроизвести три разных передаточных отношения ы12. Имеем

Жестко связанные колеса 6, 7 и 8, 9 могут скользить вдоль призматической направляющей а вала /. Муфта 5 может скользить вдоль призматической направляющей Ь вала 2 и соединяться с колесами 15 или 16. Колеса 10, 11, 12, 13 и 14 жестко связаны с промежуточным валом 17. Колеса 15 и 16 могут свободно вращаться на валу 2. Если муфта 5 соединена с колесом 15, то в зависимости от того, какое из колес 6, 7, 8 или 9 находится в зацеплении с соответствующими колесами 10, 11, 12 или 13, может быть получено четыре разных передаточных отношения «ja. Имеем

При соединении муфты 5 с колесом 16 может быть также получено четыре разных передаточных отношения и13. Имеем

Колеса 5 я 6 свободно вращаются на валу 1. Муфта 3 скользит по прямоугольной направляющей а вала 1 и может соединяться с колесами 5 и б. Колеса 7, 9, 10, 11, 12 и 8 жестко связаны с промежуточным валом 17. Колеса 13, 14, 15 и 16 свободно вращаются на валу 2. Призматическая скользящая шпонка 4 вала 2 может соединяться с любым из колес 13, 14, 15 или 16. Размеры колес 9, 10, 11, 12 и 13, 14, 15, 16 удовлетворяют условию равенства суммы радиусов начальных окружностей каждых из двух противоположно расположенных колес. При соединении муфты 3 с колесом 5 может быть получено четыре разных передаточных отношения в зависимости от положения скользящей шпонки 4, Имеем

При соединении муфты 3 с колесом 6 может быть также Получено четыре разных передаточных отношения. Имеем