Преобразования непрерывного

Машина осуществляет свой рабочий процесс посредством выполнения закономерных механических движений. Носителем этих движений является механизм. Следовательно, механизм есть система твердых тел, подвижно связанных путем соприкосновения и движущихся определенным, требуемым образом относительно одного из них, принятого за неподвижное. Очень многие механизмы выполняют функцию преобразования механического движения твердых тел.

Все механизмы машин, приборов и вычислительных систем выполняют следующие задачи: 1) передать механическое перемещение от источника движения к местам и деталям, где оно реализуется; 2) передать и преобразовать силы и моменты сил от источника движения в конечные пункты для выполнения механических операций; 3) произвести изменение скоростей и перемещений; 4) выполнить функциональные преобразования механического движения, т. е. произвести преобразование движения тела, происходящего по одному закону, в движение другого тела, происходящего по другому заданному закону.

Машина осуществляет свой рабочий процесс посредством выполнения закономерных механических движений. Носителем этих движений является механизм. Следовательно, механизм есть система твердых тел, подвижно связанных путем соприкосновения и движущихся определенным, требуемым образом относительно одного из них, принятого за неподвижное. Очень многие механизмы выполняют функцию преобразования механического движения твердых тел.

Из определения механизма следует, что нельзя называть механизмом устройство, в котором нет преобразования механического движения. Например, ротор электродвигателя и подшипники, в которых он вращается, не образуют механизма, так как в этом случае взаимодействие магнитного поля и проводника с током дает требуемое движение без какого-либо промежуточного преобразования механического движения. Механизм в электродвигателе появляется только тогда, когда требуется уменьшить угловую скорость выходного вала по сравнению с угловой скоростью ротора (электродвигатель со встроенным редуктором). Это положение не исключает целесообразности изучения движения роторов как составной части многих машин и механизмов.

Наиболее развита к настоящему времени та ее часть, которая называется теорией механизмов. Механизм можно кратко определить как устройство для преобразования механического движения твердых тел. В теории механизмов изучаются такие методы исследования свойств механизмов и проектирования их схем, которые явяются общими для всех (или для определенных групп) механизмов независимо от конкретного назначения машины, прибора или аппарата. Например, один и тот же механизм для преобразования вращательного движения, выполненный в виде зубчатых колес, может применяться в автомобилях, в часах и станках.

Основным признаком механизма является преобразование механического движения. Отсюда следует, что нельзя называть механизмом устройство, в котором нет этого преобразования. Например, ротор электродвигателя и подшипники, в которых он вращается, не образуют механизма, так как в этом случае взаимодействие магнитного поля и проводника с током непосредственно дает требуемое движение без какого-либо промежуточного преобразования механического движения. Механизм в электродвигателе появляется только тогда, когда требуется уменьшить угловую скорость выходного вала по сравнению с угловой скоростью ротора (электродвигатель с встроенным редуктором). Это положение не исключает целесообразности изучения движения роторов как составной части многих машин и механизмов.

Датчик — это устройство, воспринимающее действие извне (изменение положения, физического состояния и др.) и преобразующее это действие в электрический сигнал. При автоматизации контроля действие на датчик оказывает, чаще всего, механическое движение. В этих случаях датчик — это устройство для преобразования механического перемещения в электрический сигнал. Вместе с тем, находят применение такие датчики, которые преобразуют механическое перемещение в давление или расход сжатого воздуха, а давление или расход воздуха — в электрический сигнал (пневмоэлектрические датчики), а также другие комбинированные датчики.

2.1. Операторы описания. Язык СТРОМ служит для задания системы тел, предназначенных для преобразования механического движения одного или нескольких тел в соответствующее движение других тел, т. е. для задания механизма. Рассматриваемой системе тел (механизму) исследователем может быть дано название (имя). Для ввода этого имени используется оператор МЕХАНИЗМ.

В последние годы в промышленности получили значительное распространение делительные механизмы с индуктивными системами, преобразующими механическое угловое перемещение в электрические сигналы. Принцип преобразования механического движения заключается в том, что ток, проходя через обмотки катушек сердечника якоря и воздушный зазор между ними, изменяет магнитный поток, а вместе с ним индуктивное сопротивление и силу тока в катушке. Эти изменения могут быть зафиксированы электроизмерительными приборами, например микроамперметром. На рис. 9, а показана принципиальная

Из пьезоэлектрических датчиков давления наиболее распространенным является датчик на основе кварца (т-срез). Первые публикации о его применении для исследования ударно-волновых процессов относятся к 1960 г. [31, 32]. Кристаллический кварц отличается от других пьезоэлектриков стабильностью коэффициента преобразования механического напряжения в электрический сигнал в широком диапазоне температур независимо от скорости нарастания и величины. напряжения в широком диапазоне давлений. Предел текучести ^югонио для т-кварца составляет ~10 ГПа {33]. Датчик состоит из кварцевого диска с электродами на ж-сре-зе, котормй может быть размещен в корпусе. В [34] описано несколько конструкции кварцевых датчиков и представлены результаты их применения для изучения ударно-волновых процессов в твердых телах и газах. Кварцевые диски в этих исследованиях имели диаметр 5—10 мм при толщине 0.5—2.0 мм. Принятие специальных конструктивных мер позволяет применять такие датчики для измерений в условиях сильных электромагнитных помех.

Механизмы прерывистого движения. Для преобразования непрерывного вращательного движения в прерывистое вращательное или поступательное движение, т. е. в движение с остановками, в технике применяют различные механизмы прерывистого движения.

Передаточными механизмами с высшими кинематическими парами решают задачи преобразования непрерывного, обычно равномерного движения входного звена в непрерывное движение выходного звена с постоянной или переменной скоростью. Входные и выходные звенья совершают как вращательные, так и поступательные движения с постоянным или изменяющимся направлениями угловых и линейных скоростей. Следовательно, механизмы с высшими кинематическими парами имеют постоянное или переменное передаточное отношение.

МАЛЬТИЙСКИЙ МЕХАНИЗМ, маль-тийский крест (от сходства ведомого звена с мальтийским крестом -отличит, знаком духовно-рыцарского ордена иоаннитов),- механизм для преобразования непрерывного вра-

Мальтийские механизмы (рис. 211) применяют для преобразования непрерывного вращения ведущего звена / в лрерывистое движение ведомого звена 3. Палец 2, закрепленный на ведущем звене /, последовательно входит в прорези ведомого звена (креста3). На рисунке показан момент начала движения креста 3. Палец 2 находится в начале прорези. При вращении звена 1 по часовой стрелке палец входит внутрь прорези, приближаясь к оси вращения креста, а затем начинает удаляться от оси и выходит из прорези. Пока палец перемещается по прорези, крест поворачивается, а после выхода пальца из прорези крест останавливается. Палец, продолжая вращаться, через некоторое время входит

Плоские четырехшарнирники (см. рис. 2.8) предназначены преимущественно для преобразования непрерывного вращательного движения входного звена О А, называемого кривошипом, во вращательно-колеба-тельное движение выходного звена ВС, называемого в этом случае коромыслом. Звено АВ, совершающее сложное движение, называется шатуном.

Конструктивное оформление рассмотренных механизмов очень разнообразно. К одной из разновидностей кулисного механизма относится мальтийский механизм (рис. 3), который прсдназна ;ен для преобразования непрерывного вращения звена / во вращение звена 2 с остановками, во время которых звено 2 предохраняется от само-

На рис. 79 показан один из механизмов Чебышева, предложенный им для преобразования непрерывного вращения звена АВ во вращательное движение звена FE с длительной остановкой (высто-ем) в крайнем положении. В механизме выполнено условие ВС =

система автоматич. управления, содержащая импульсный элемент (модулятор импульсов). В И. с. у. сигнал в одной или неск. точках представляет собой последовательность моду лир. импульсов, полученных путём преобразования непрерывного сигнала, поступающего на вход импульсного элемента. И. с. у. различают по принятому методу модуляции сигнала: амплитудному, широтному, время-импульсному.

Конструктивное оформление рассмотренных механизмов очень разнообразно. К одной из разновидностей кулисного механизма относится мальтийский механизм (рис. 3), который предназначен для преобразования непрерывного вращения звена /

На рис. 120 показан один из механизмов Чебышева, предложенный им для преобразования непрерывного вращения звена АВ во вращательное движение звена FE с длительной остановкой (выстоем) в крайнем положении. В механизме выполнено условие

Описанная схема преобразования непрерывного движения поперечной волны в шаговое перемещение связанного с ней ведомого звена может быть названа прямой,, или схемой попутного движения ведомого звена. Шаговое перемещение может также осуществляться по обратной схеме преобразования (рис. 9.4, б). В атом случае волнообразная связь 1 опирается на подвижную опору 2, а некоторая точка а связи нитью 3 прикреплена к корпусу 4. Для уменьшения трения опора 2 расположена на телах качения 5. При создании на гибкой связи 1 волнового движения подвижная опора 2 (ведомое звено) получит шаговое перемещение в направлении, противоположном направлению движения волны на гибкой связи 1. Ведомое звено 2 будет двигаться лишь в моменты нахождения точки а на волне. Такая схема преобразования непрерывного перемещения волны в шаговое ведомого звена может быть названа схемой встречного движения. Линейный шаг Д,г ведомого звена за один пробег волны, как и в предыдущем случае, равен Дж = I — I.