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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 267

Скачиваний: 3

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

Рис. 6.63

Рис. 6.6?


следующем

вращений кулачка произойдет дальнейшее опуска­

ние рамки

(рис. 6.63, в). Точка а профиля кулачка будет сколь­

зить по нижней направляющей, занимая последовательно поло­

жения ах-•-а2.

С верхней направляющей будет взаимодейство­

вать дуга

d2b2

профиля кулачка, очерченная радиусом

d2a2 =

r i + г2

(рис. 6.63, б). Закон

перемещения рамки определится

уравнением

 

 

 

 

s = r x ( l sin-^-) - f s a ^ r ^ l

— 2sin - | - ) —ГіСОвСф +

у);

(6.144)

 

 

90° — ^ - < ф ^ б .

 

 

После

периода опускания

рамки начнется период

ее

выстоя,

во время которого зуб грейфера выводится из зацепления с плен­ кой.

 

2

S

 

№0°

 

ж%8

360°

 

 

і

Г-1

 

1

?\

 

=я-Ь—,t

9

 

 

 

Si а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

і

 

 

G

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 6.65

 

 

 

 

 

 

Следующие три положения

кулачка изображены на рис. 6.64.

В

третьем положении

(рис. 6.64, а) изображен профиль

кулачка

в конце выстоя. Рамка находится в крайнем нижнем

положении,

определяемом значением

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s = 2rx

( l — sin

.

 

 

 

(6.145)

 

Такое значение s сохраняется

при изменении

ф в

промежутке

б ^ ф ^ я . Формула

(6.144)

переходит

в

(6.145) при ф = б =

=

я — у. Учитывая,

что h

=

2r1(\

— s i n - | - j ,

формуле

(6.145)

можно придать такой

вид:

 

 

^

 

'

 

 

 

 

 

s =

h = гх

г2.

 

 

 

 

(6.146)

Функция перемещения рамки в период опускания и выстоя определяется уравнениями (6.143), (6.144) и (6.146). График ука­ занной функции изображен на рис. 6.65. На последующих уча­ стках движения функция перемещения может быть определена с помощью уравнения (6.136). Пусть точка Q графика функции перемещений (рис. 6.65) задана координатами Q (ф,, Sj). Тогда координаты точки G определятся уравнениями

Ф = я + фь s = rx r2 sh

(6.147)


Уравнения

(6.143) и (6.144)

представим в такой

форме:

 

sI

= r 1 ( l — с о в ф і ) ;

0 < ф і < 9 0 ° —

(6.148)

S i ^ T i

( l - 2 s l n - | - ) — r 1 c o s ( 9 I

+ v);

90° — - £ < ф і < 6 . (6.149)

На основании формул (6.147), (6.148) и (6.149) получим сле­

дующие

уравнения

для функции

перемещения в

промежутке

180° ^

ф < 180° +

б.

 

 

 

 

 

s =

г 2 — г х СОБФ;

1 8 0 ° < ф ^ 2 7 0 ° — ( 6 . 1 5 0 )

s = 2rx sin - | - — г2

Г!Соз(ф +

7);

 

270° - | - < ф <

180° + б.

 

 

 

 

 

 

 

(6.151)

Эти уравнения можно также получить на основании построе­

ний, изображенных

на рис. 6.64, б

и

6.64, в.

 

6.13.ДИАМЕТРАЛЬНЫЙ КУЛАЧКОВЫЙ МЕХАНИЗМ

СДВУМЯ ТОЛКАТЕЛЯМИ

Рассматривается кулачковый механизм с двумя жестко свя­ занными между собой толкателями. Кулачковый механизм должен быть центральным; точкам касания центрового (теоретического) профиля кулачка с остроконечными толкателями отвечают радиусы-векторы с полярными углами, отличающимися на 180°. Частный случай кулачкового механизма подобного типа был изображен на рис. 6.48; профиль кулачка был очерчен двумя архимедовыми спиралями. Ш. А. Лорман показал, что диаметраль­ ный кулачок с двумя толкателями может быть спроектирован при широком классе функции перемещений. Ограничения, ко­ торые накладываются на функцию перемещения, те же, что и для диаметрального кулачка с поступательно движущейся рамкой (рис. 6.60, а):

Фі =

Фз; Фг = ф4 ;

Si (ФІ)

+ s„ (ф! + ф х + ф2 ) =

D.

Отличие

заключается

в том,

что в рассматриваемом

случае D

представляет расстояние между двумя точками центрового про­ филя кулачка, которым отвечают значения полярных углов, от­

личающихся на

180°. Напомним, что

в диаметральном кулачке

с поступательно

движущейся рамкой

профиль кулачка — кри­

вая постоянной

ширины и D — расстояние между любой парой

опорных прямых, параллельных заданному направлению. В диа­ метральном кулачке с двумя толкателями профиль кулачка мо­ жет быть очерчен выпукло-вогнутой кривой. У диаметрального же кулачка, заключенного в рамку, профиль кулачка должен быть


очерчен выпуклой кривой. Для выбора положения центра вра­ щения кулачка с двумя толкателями нужно исходить из положе­ ний, приведенных в п. 6.3.

Диаметральный кулачок с двумя роликовыми толкателями нашел интересное применение в счетчике расхода жидкости [117]. Схема работы счетчика изображена на рис. 6.66. В центре изме­ рительной камеры счетчика расположен неподвижный диаметраль­ ный кулачок. За счет разности давлений жидкости со стороны входа и выхода приводится во вращение барабан 4, в котором

размещены четыре лопа­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сти 1, 5, 7, 8, являю­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

щиеся

 

одновременно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

толкателями.

 

Лопасти

 

 

 

 

 

 

 

 

 

участвуют: а) в

перено­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сном вращательном дви­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

жении

вместе с

бараба­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ном 4;

б) в относитель­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ном

поступательном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

движении по отношению

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к барабану. Ролики тол­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кателей

(лопастей)

на-

^

 

 

 

 

 

 

 

 

ходятся

при

этом в не­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

прерывном

касании

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кулачком

6.

Входная

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

выходная

полости счет­

 

 

 

 

Рис. 6.66

 

 

чика разделены

вклады­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

шем 2.

Лопасти

1

и

7,

5

и

8

попарно

жестко связаны между

собой

(расстояние

между центрами роликов диаметрально рас­

положенных

толкателей

остается

в

процессе движения

постоян­

ным). За

каждую

четверть

оборота

барабана

4

опорожняется

объем

abed жидкости, заключенной между

лопастями 5 и 7, бара­

баном

4

и корпусом

счетчика

3.

При определении

этого

объема

учитывается

размер

камеры

в

плоскости,

перпендикулярной

плоскости чертежа.

Барабан

посредством

зубчатых

колес связан

со шкалами счетчика, по которым отсчитывается объем пропущен­ ной через счетчик жидкости, пропорциональный числу оборотов барабана.

6.14. КУЛАЧКОВЫЕ МЕХАНИЗМЫ О Б Ъ Е К Т И В О В С ПЕРЕМЕННЫМ ФОКУСНЫМ РАССТОЯНИЕМ

Назначение и оптическая схема. Объектив с переменным фокус­ ным расстоянием служит для изменения масштаба изображения при неизменном расстоянии от объекта съемки до съемочного аппарата. Такие объективы находят широкое применение в кино­ съемочной аппаратуре, а в последнее время — и в фотоаппаратах.

Объектив с переменным фокусным расстоянием (трансфокатор) состоит (рис. 6.67) из ряда линз, объединенных в соответствии


с их функциональным назначением в несколько компонентов. Через 7 обозначен неподвижный компонент оптической системы. (6 •— диафрагма). Компонент / служит для фокусирования изо­ бражения, что достигается его перемещением вдоль оптической оси. Компоненты 2 и ^позволяют изменить масштаб изображения

 

Рис. 6.67

Рис.

6.68

 

При расчете объектива с переменным фокусным

расстоянием

необходимо

обеспечить неизменность

положения

изображения

в фокальной плоскости при изменении масштаба

изображения.

Это может

быть достигнуто перемещением компонентов 2 и

4

 

 

с одинаковой

скоростью

в

одном направлении или перемещениями компонен­ тов 2 я 4, осуществляе­ мыми по нелинейным функ­ циональным зависимостям (рис. 6.68). Использование первого способа наклады­ вает существенные ограни­ чения на параметры опти­ ческой системы и услож­ няет ее расчет. Второй спо­ соб более универсальный. Перемещение компонентов 2 и 4 с соблюдением полу­

ченных при расчете опти­ ческой системы функциональных зависимостей осуществляется

спомощью кулачкового механизма.

Конструктивные схемы. На рис. 6.69 (см. также рис. 6.67) изображена конструктивная схема устройства для изменения фокусного расстояния объектива. Компоненты 2 и 4 со своими оправами могут перемещаться внутри корпуса 5. На корпусе установлена цилиндрическая труба 3 с двумя винтовыми пазами, выполняющая роль пространственного кулачка. Оправы 2 и 4

снабжены цилиндрическими поводками 8 и 9, входящими в вин­ товые пазы кулачка 3. При вращении кулачка 3 от рукоятки 10 оправам 2 и 4 сообщаются поступательные перемещения вдоль оси корпуса 5. Дл я того чтобы исключить возможность вращения оправ относительно корпуса, в последнем предусмотрен паз а, ось которого параллельна оси корпуса. Поводки 8 и 9 оправ входят в паз и перемещаются по нему при поступательном дви­ жении оправ.

Зависимость s (ср) между поступательным перемещением оправы

и углом

поворота

ср кулачка

3 в общем случае нелинейная

(рис. 6.68), поэтому поверх­

 

ность паза

кулачка — вин­

 

товая

поверхность

пере­

 

менного шага. При расчете

 

оптической системы

объек­

 

тива с переменным

фокус­

 

ным

расстоянием

целесо­

 

образно,

 

если

это пред­

 

ставляется

возможным,

 

одну

из

функциональных

 

зависимостей,

например

 

s2 (Ф), задать линейной,

 

выдержав

 

при этом

требу­

 

емую

зависимость

s4

 

—s2 = /(ф). Это позволяет

j

выполнить

один

из

пазов

очерченным винтовыми по­ верхностями постоянного шага, что заметно упрощает изготовление.

На рис. 6.70 представлена другая разновидность конструктив­ ной схемы устройства для перемещения компонентов 2 и 4. В от­ личие от схемы, изображенной на рис. 6.69, оправы 2 и 4 вместо поводков 8 и 9 снабжены шпонками / / и 12, входящими в продоль­ ный паз а корпуса. С винтовыми пазами кулачка 3 сопрягаются камни 13 и 14, шарнирно связанные со шпонками / / и 12. Описан­ ная конструкция позволяет уменьшить контактные напряжения поводков и уменьшить их износ. Конструкция устройства на­ ходит применение при сравнительно небольших (до четырех­ кратных значений) изменениях масштаба изображения. Камни 13 и 14 требуют ручной пригонки для сопряжения их с винтовыми пазами. Однако и такая пригонка не может обеспечить линейный характер контакта поверхностей паза и камня во всех положе­ ниях. Это было бы возможно только при линейном характере функции sl (ф) (і = 2,4). Только при таком виде функции st (ф) боковые поверхности паза являются винтовыми поверхностями постоянного шага.

На рис. 6.71 представлена разновидность конструкции кулач­ кового механизма, используемого при значительных (до десяти­ кратных значений) изменениях масштаба изображения. В от-