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
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- |
|
-Ж |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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-