Файл: Литвин Ф.Л. Проектирование механизмов и деталей приборов.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 200

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

передаваемого

момента М. При превышении этого момента

ролики 2 выйдут из

гнезд обоймы и

полумуфта

4

расцепится

с обоймой.

 

 

 

 

 

Определим

усилие

пружины Р п р ,

отвечающее

предельному

значению нагрузочного момента М. Ролик 2 и рычаг

3 (рис. 16.30,6)

[Рис. 16.30

находятся в равновесии под действием усилия пружины и реакций со стороны звеньев 1 и 4. Следовательно,

R ( i 2 ) . f R ( 4 3 ) + 4 _ p n p = 0 .

(16.96)

Примем, что при расцеплении ведомой полумуфты ролик 2 "перекатывается без скольжения по цилиндрической поверх­ ности гнезда. Реакция R ( 1 2 ) направлена по нормали в точке А, лежащей на середине участка MN гнезда обоймы (трением ка­ чения пренебрегаем).

Составив уравнение

моментов

сил относительно 03,

получим

 

Л , Р =

2 5 І П ( a + P

s ) - s i n a ^ ) ,

(16.97)

где a = а res in

•

 

 

 

Рассмотрим теперь условия равновесия звена / . К нему при­ ложены реакции R<21> и R<21> со стороны роликов 2 и 2, момент М.

Реакция R(2 i) = _ R ( i 2 ) и R(2i) = —R(i2)_ И з у С Л 0 В И Й р а в .

новесия звена / получим

/ ? ( і 2 ) =

- 5 - 4 — .

 

2r sin a

Из выражений (16.97) и (16.98) следует:

рsin ( p + a ) - s i n a

п р

г cos р sin a

 

(16.98)

v

'

4

'

Муфты свободного хода. Эти муфты используются для управ^ ления направлением движения. Они позволяют передавать вра­ щение ведомому валу только при одном направлении движения ведущего вала. При реверсе ведущего вала полумуфты расцеп­ ляются, после чего движение ведомой полумуфты, совершаемое под действием накопленной кинетической энергии, становится независимым по отношению к движению ведущей полумуфты. Полумуфты расцепляются и в том случае, если в процессе дви­ жения скорость ведомой полумуфты по какой-нибудь причине становится больше скорости ведущей. При таком варианте ис­ пользования рассматриваемые муфты называются обгонными.

На рис. 16.31, а представлена конструкция роликовой муфты свободного хода, состоящая из обоймы (полумуфты) 1, звездочки 3 и роликов 2, поджимаемых пружинами 4. Привод в движение может осуществляться как от полумуфты 1, так и от полумуфты 3, но направление вращения должно быть выбрано определенным

образом: по стрелке 5 Х для полумуфты і и

по стрелке

5 2

для

полумуфты 2.

 

 

 

 

 

 

 

Рассмотрим передачу сил (рис. 16.31, б). К ролику,

закли­

ненному между

полумуфтами, приложены реакции

R ( 1 2 ) =

R^12)

+

+ Rf 2 )

и R ( 3 2 )

= R<,32) + R P \

передающиеся

от

обоймы

/

и

звездочки 3; нижние индексы п и t отнесены к нормальной

и каса­

тельной

составляющим реакции. Касательная составляющая

R^fe2>

(k = 1, 3) реакции является силой трения покоя

и направлена,

как и сила трения скольжения,

против скорости

относительного

движения ролика по отношению к полумуфте. Так как ролик

должен

находиться в равновесии под действием

приложенных

к нему

сил, то

 

 

R(12) _j_ R ( 3 2 ) = 0 _

(16.100)

Во избежание проскальзывания ролика необходимо, чтобы

угол

< arctg (/), где / — коэффициент трения

скольжения.

Отсюда

следует:

 

 

9 < 2 arctg (/).

(16.101)

Для роликовых муфт обычно выбирают 9 = 7°. Размер к определяется выражением (рис. 16.31, б)

h = ВС =

Ор С — г = (R — г) cos 9 — г.

(16.102)

Величину реакции

| R<12> | = | R<32> | определим,

рассмотрев

условия равновесия полумуфты / (или полумуфты 3). К полу­ муфте / приложены реакции R<21> = — R ( 1 2 ) , передающиеся

от роликов, и вращающий момент М. Очевидно, что

| R < 1 2 > | =

м

м

(16.103)

 

ОКг

zR sin

2

 

 

где z — число роликов.

Допустимая величина крутящего момента определяется кон­ тактной прочностью роликов. Дл я обеспечения высокой поверх­ ностной твердости в качестве материала для деталей муфты при­ меняются шарикоподшипниковые стали типа ШХ15, высокоугле­ родистые инструментальные стали и цементируемые стали при большой глубине цементации [105].

Муфты необратимого вращения. Такие муфты применяются в ручных приводах для предотвращения возможности передачи движения от ведомого вала к ведущему [62, 150]. В муфте, изо­ браженной на рис. 16.32, а, ведущая полумуфта 1 может переда­ вать движение ведомой полумуфте 2 при вращении в двух на­ правлениях. От полумуфты 2 полумуфта / не может быть приведена в движение, так как при этом в муфте наступает заклинивание (см. ниже). Ведущая полумуфта / выполнена в виде валика с двумя выступающими секторами. Ведомая полумуфта 2 выполнена в виде валика с крестовиной. Обе полумуфты вращаются в корпусе 3, предохраненном от проворачивания накладкой 8. Между полу­ муфтами размещены четыре ролика 4—7, поджимаемые пружи­ нами 9. При вращении полумуфты 1 по стрелке Sx полумуфта 2 приводится в движение через ролики 4 и 6, а при вращении по стрелке 5 2 — через ролики 5 и 7.

При попытке привести в движение полумуфту 2 наступает, как уже упоминалось, заклинивание механизма. Ролик оказы­

вается

при этом защемленным между цилиндрической

поверх­

ностью

неподвижного корпуса 3 и плоскостью

а

крестовины

(рис. 16.32, б), не вступая в касание с сектором

полумуфты / .

Реакции

R<3P> и R<2P>,

сообщаемые ролику

от корпуса

3

и

полу­

муфты

2,

имеют одну

линию действия,

составляющую

с

ОМ

угол

 

< arctg (/), где / — коэффициент

трения

скольжения.

При назначении размеров h, R и г (рис. 16.32, б) можно восполь­ зоваться выражениями (16.101) и (16.102). Недостаток муфты рассмотренной конструкции — большая величина мертвого хода (1—2°), появляющаяся при изменении направления вращения ведущего вала. Известны другие конструкции муфт необратимого вращения с уменьшенной величиной мертвого хода, описанные в работе [62].

ГЛАВА 17

О Г Р А Н И Ч И Т Е Л И Д В И Ж Е Н И Я

17.1.Н А З Н А Ч Е Н И Е

Вряде случаев звенья механизма должны совершать ограни­ ченные перемещения. Так, кулачок функционального механизма (см. гл. 6) очерчен, как правило, незамкнутой кривой, и угол по­ ворота кулачка ср < 2я. Ограничение перемещений звеньев до­

стигается применением ограничителя движения, выполняемого в простейшем случае в виде стопорного устройства, либо в виде специального механизма, кинематически связанного с основным механизмом. В приборостроении разработаны различные схемы и конструкции ограничителей движения. Разнообразие видов ограничителей движения позволяет проектанту выбрать способ ограничения движения, наиболее соответствующий конструкции основного механизма и общей компоновке механизма.

При стопорений движения для уменьшения удара необходимо, чтобы кинетическая энергия механизма в момент стопорения была возможно меньшей. В конструкции ограничителя целесообразно предусмотреть упругие звенья, на деформацию которых будет израсходована кинетическая энергия механизма при его стопоре­ ний. Если механизм приводится в движение не вручную, а от привода, для уменьшения скорости движения звеньев перед стопорением предусматривается устройство для размыкания цепи питания электродвигателя. Опережение по времени момента сраба­ тывания выключателя должно быть назначено с учетом времени выбега системы.

При передаче движения с понижением скорости при выборе места установки ограничителя нужно руководствоваться сле­ дующими соображениями: а) нагрузка на ограничитель возра­ стает при удалении его от ведущего звена; б) при установке огра­ ничителя вблизи звена с большой массой динамическая нагрузка в момент стопорения будет воспринята в основном ограничителем движения, что позволит предохранить от удара остальные звенья.

Не рекомендуется применять в основном механизме само­ тормозящиеся передачи, например самотормозящиеся червячные передачи, учитывая особенности их выбега.

В приборостроении нашли применение ограничители движения следующих видов: червячный; ограничитель с мальтийским кре-

стом; дисковый с кулачковыми шайбами; зубчато-кулачковый; червячно-кулисный; винтовой ограничитель. В книге изложены вопросы проектирования наиболее сложных в кинематическом отношении ограничителей движения. Конструкции и расчету ограничителей движения посвящены работы [62, 113].

Т7.2. ВИНТОВОЙ О Г Р А Н И Ч И Т Е Л Ь Д В И Ж Е Н И Я

Конструкция винтового ограничителя движения е ручным при­ водом представлена на рис. 17.1. При механическом приводе используется ограничитель с электромеханическим выключателем (рис. 17.2). Винт / механизма (рис. 17.1) совершает вращательное, а гайка 4 — поступательное движение. С винтом жестко связаны

кольца 2 и 3. На рис. 17.1 изображено стопорное положение меха­ низма, при котором гайка 4 находится в крайнем левом положении. Так как выступ А гайки 4 и выступ С кольца 2 упираются друг в друга (рис. 17.3, а), вращение винта 7 в направлении стрелки k (рис. 17.1) становится невозможным. Между торцевой плоскостью /7-і гайки 4 и торцевой плоскостью Я 2 выступа кольца 2 в сто­ порном положении имеется зазор As; стопорение достигается упо­ ром боковых поверхностей выступов С и А друг в друге.

Представим теперь, что винту / сообщается вращение в на­ правлении k' и гайка 4 перемещается в направлении стрелки а (рис. 17.3, а). Новое стопорное положение механизма наступит после перемещения гайки в крайнее правое положение. При пере­

ходе из одного стопорного положения в другое гайка

перемещается

на величину s, определяемую (рис. 17.1) выражением

 

s = L — В + 2 (b — As).

(17.1)

Полный угол поворота винта 1, соответствующий перемеще­

нию s гайки 4, представим

в виде

 

Ф -

2п (пц + с),

(17.2)

где п ц и с — соответственно целое число оборотов и дробная часть оборота винта.

42 ф . Л. Литвин

657

Смотрите также файлы