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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 192

Скачиваний: 3

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

Примем во внимание, что

где 1Х — длина дуги кулачка на начальной окружности колеса 1. Подставим выражение (17-53) в (17.42), после чего получим

kn2 4——

б

k

(17.54)

Отношение —— выбирается из конструктивных соображений

(удобств закрепления кулачка dx на колесе /) . Наибольшее до-

к

пустимое значение —— определяется из условия исключения преждевременного стопорения (см. ниже).

Для определения условий отсутствия преждевременного сто­ порения воспользуемся выражением (17.35), в котором примем

Др — 0, так как значение р ^соответственно

в рассматри­

ваемом случае не рассчитывается, а назначается. Подставим в выражение (17.35) зависимости (17.26), (17.37) и (17.51), получим

С о + A ._.f e ("•* - ')> . A , .

( 1 7 5 5 )

Требование о соблюдении неравенства (17.55) необходимо и достаточно для исключения преждевременного стопорения.

Необходимым, но недостаточным условием исключения прежде­ временного стопорения является требование о соблюдении не­ равенства

с2 + ~ ~ к ( П ц 1 ~ 1 ) > 0 .

(17.56)

л.z2

 

Подставим

в неравенство

(17.56)

выражение (17.54) для

z2,

после

чего

получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Л

 

(«Ш — 1

) ( ~ +

 

с2

+ «да ~ » ц Л

 

 

 

 

 

 

 

с2

+ ^

>

 

 

„1__к__±

 

 

(17-5?)

 

 

 

 

 

 

 

 

4

1

ктл

я

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Неравенство (17.57) целесообразно использовать для назначе­

ния

разности

П ц 2 « ц

1

при

расчете

 

параметров

ограничителя.

Из

анализа

этого неравенства

следует,

что оно не

будет

соблю­

даться при

Яда — 1 ц і >

0- Поэтому во всех используемых

ниже

уравнениях

примем

Я ц 2

=

«щ-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет параметров ограничителя производится в такой после­

довательности:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

из уравнения

(17.54), в

котором

принимается,

что

п ц 2

=

=

я ц 1 , определяется

значение

z2 ; при этом считаются

заданными:

43 Ф . Л . Литвин

673


п2

" ц 2 + с 2 ;

(выбирается из конструктивных

соображений;

исходное значение

целесообразно назначить

равным

2—2,5);

б

(в градусной мере выбирается

равным 20—30°); k

= I ,

2, . .

 

2) рассчитанное

значение z2

округляется

до

ближайшего

целого числа, после чего уточняется выбранное значение

Рис. 17.11

с помощью уравнения

^ = z 2 ( 4 + c a ) - £ ( n 2 - l ) .

(17.58)

Сопоставляя выражения (17.58) и (17.55), можно удостове­

риться, что назначение я ц 2 = И щ является не только

необходи­

мым, но и достаточным для исключения

преждевременного стопо­

рения механизма.

 

 

 

 

 

 

 

С л у ч а й

4. Колесо

/

при

переходе

от

одного

стопорного

положения к другому должно совершить

пх

=

я ц 1 +

сх оборотов;

дробная часть

сх оборота

назначается в

пределах

 

 

l

-

^ ^

l .

 

 

 

(17.59)

В рассматриваемом случае используется кулачок с угловым

размером р < 2 б (рис. 17.11,

а).

При переходе к новому стопор­

ному положению

колесо / совершает поворот (рис. 17.11, б) на угол

Фі = 2лпх =

2я («ці + сх) = 2 я п ц 1 + 2я — 26 + р. (17.60)


Дробная часть оборота

Угловой

размер кулачка

 

7 Х =

р + 2Др = 2я (сг — 1) + 26 + 2ЛВ.

(17.62)

Значение Др должно удовлетворять неравенству (17.27). При назначении сх в пределах, удовлетворяющих неравенству (17.40), значение Yi будет определяться неравенством

2 Д р < y i < 2 6 + 2 А Р -

Для определения условий, при которых исключается прежде­

временное стопорение,

обратимся,

как и в предыдущих случаях,

к неравенствам (17.40)

и (17.41).

Из анализа неравенства (17.40)

следует, что при указанных выше пределах изменения сг оно

будет соблюдаться,

как при Д ц 2

=

«щ, так

и при

п ц 2

Яці = 1-

Предпочтительнее

принять

п ц 2

— п ц 1 = 1,

так

как

это способ­

ствует

уменьшению значения г 2 и габаритов ограничителя.

Уравнение

(17.23) для определения числа зубцов примет такой

вид:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k («ш + сх ) - \ — —

 

 

 

 

 

 

2 2

_

-

g

.

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

с,

 

 

 

Из

этого

уравнения

следует,

что

 

 

 

 

 

-Ш = г>{2К-

 

 

 

+

 

(17.63)

Подставим выражение (17.63) в неравенство (17.41) и примем во внимание, что р = 2п (с1 — 1) + 26. В результате удостове­ римся, что при указанных выше предельных значениях сх неравен­ ство (17.41) действительно соблюдается. Это означает, что назна­ чение п ц 2 — п ц 1 = 1 является не только необходимым, но и до­ статочным для исключения преждевременного стопорения огра­ ничителя.

17.5.Ч Е Р В Я Ч Н О - К У Л И С Н Ы Й

О Г Р А Н И Ч И Т Е Л Ь В Р А Щ Е Н И Я

По сравнению с ограничителями движения других видов чер-

вячно-кулисный

ограничитель имеет

следующие преимущества:

а) позволяет назначать

число п ограничиваемых оборотов в широ­

ком интервале

(20 ^

п ^

10 000);

б)

имеет малые

габариты.

Нижняя граница

интервала

(п 5> 20)

определяется,

как станет

яснее ниже, минимально допустимым числом зубцов цилиндриче­ ских колес механизма. Верхняя граница интервала по существу


ограничений не имеет. Преимущества данного ограничителя полнее всего проявляются при назначении большого числа п ограничиваемых оборотов. Конструкция рассматриваемого огра­ ничителя описана в работе [45]. Широкому применению червячнокулисного ограничителя в приборостроении препятствовало отсут­ ствие методики расчета его конструктивных параметров по огра­ ничиваемому числу оборотов. Излагаемые в данном параграфе материалы основываются на работе [71].

Детали 3.6 сняты

.

2її

Рис. 17.12

Принцип работы ограничителя. Рассматриваемый механизм (рис. 17.12) состоит из следующих звеньев: стойки; однозаходного червяка 1, у которого оставлено несколько более одного витка (рис. 17.13); цилиндрических колес 2 (рис. 17.14) и 3 (рис. 17.15), находящихся в одновременном зацеплении с червяком (рис. 17.12); планки 4 (рис. 17.12 и рис. 17.16). Д л я уменьшения удара в момент стопорений червяка предусматриваются винтовые пружины кручения 5 (рис. 17.12).

Движение от червяка / передается колесам 2 и 3, числа зубцов которых незначительно отличаются друг от друга (z2 > z3 ). Вследствие этого угловые скорости вращения колес неодинаковы, и планка 4 совершает плоское движение, составными частями которого являются: переносное вращательное движение вместе с колесом 2 вокруг центра 0 2 (рис. 17.17); относительное поступа­ тельное движение вдоль паза т—т колеса 2. Рассматривая дви­ жение планки 4 относительно колеса 3, можно разложить абсо­ лютное движение планки на такие составляющие: переносное вращательное движение вместе с колесом 3 вокруг центра 03; относительное движение по отношению к колесу 3, заключающееся

во вращении вокруг центра £

и в поступательном движении вдоль

паза планки 4 (рис. 17.17).

 

Ограничение движения в рассматриваемом механизме осуще­

ствляется так. После того

как червяк совершит рассчитанные

заранее п оборотов, планка 4 вступает в контакт с осевой пло­

скостью

Пх

или

Я 2

витка

червяка

(рис.

17.12 и

17.18)

в зависимости от того,

в ка­

ком направлении

совершает­

ся вращение червяка. Выступ

Рис. 17.13

Рис. 17.14

Пх или Я 2 срезанной части витка червяка упирается в плоскость планки 4, и дальнейшее вращение червяка становится невоз­ можным.

При проектировании зубчатых колес 2 и 3 (рис. 17.14 и 17.15) необходимо соблюдать следующие требования: а) ось 0 2 Р симме-

ъ

Рис. 17.15

Рис. 17.16

трии паздГт—т (рис. 17.14) должна быть одновременно осью симметрии зубца либо осью симметрии впадины (см. табл. 17.1 и рис. 17.17); б) векторы 03Р и 03Е (рис. 17.15) должны совпа­ дать по направлению или быть противоположны; 03Р — ось сим­ метрии зубца колеса 3 либо его впадины (см. табл. 17.1 ирис. 17.17). Обоснования этих требований см. ниже.


Рис. 17.17

Линия ff планки

4 очерчена дугой окружности радиуса ге2

(рис. 17.16), где ге2

радиус окружности выступов колеса 2.

Начальное и стопорные положения планки. Н а рис. 17.18

планка

4 изображена

в двух положениях

стопорения.

Первое

положение

наступает

при вращении колеса

2

против

часовой

стрелки

(рис. 17.18, а), второе — при вращении

колеса 2

по часо­

вой стрелке

(рис. 17.18, б). При переходе от одного стопорного

положения к другому червяк совершает п оборотов. Колесо 2

при

этом

поворачивается

на угол,

определяемый уравнением

(рис.

17.18)

 

 

 

 

 

 

2 ф 2 т а х

= 2лк- 2 (vo + 6),

(17.64)

где

Yo +

S — угол, определяющий

положение

оси т—т паза

по отношению к линии

02Р

в момент стопорения; k —• условное

Рис. 17.18

число целых оборотов колеса 2, соответствующих переходу от одного стопорного положения к другому.

При выводе этой формулы учтено, что в начальном

положении

планки (рис. 17.17) ось т—т паза

совпадает с линией

02Р

(Р —

полюс зацепления червяка

и колеса

2). Ось т—т является

одно­

временно осью симметрии

планки

4.

 

 

На рис. 17.17 звенья механизма изображены в начальном поло­ жении, при котором выступ а—а планки расположен на наиболее

близком расстоянии от центра 02 колеса 2.

Будем в последующем

различать шесть видов начальных положений

звеньев (см. табл.

17.1

и рис. 17.17, а—г). В табл.

17.1 через с обозначено число впа­

дин

колеса

2, перекрываемых

планкой

4;

г2 — число зубцов

колеса

2. В

начальных

положениях

звеньев

(рис. 17.17, а, в)

02Р

является осью симметрии

паза т—т (рис. 17.14) и одновре­

менно

осью

симметрии

впадин

колес

2 и

3. На рис. 17.17, б, г