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

является мгновенным центром вращения двух профилей а—а и Р—6 (рис. 10.26), совершающих описанные выше плоские дви­ жения. Так как в относительном движении профили перекаты­ ваются и скользят друг по другу, они касаются друг друга в та­ кой точке М, в которой скорость v<M> перпендикулярна мгновен­ ному радиусу вращения MP в относительном движении вокруг Р. Из этого следует, что нормаль к профилям в точке касания М должна пройти через мгновенный центр вращения Р в относи­ тельном движении, т. е. через полюс зацепления. Легко удосто­

и /Сг на базовых линиях, изменяется и положение полюса зацеп­ ления в неподвижном пространстве. Кривизны взаимодействую­ щих профилей должны находиться в определенном соотношении, удовлетворяющем условию передачи движения с постоянным отношением угловых скоростей подвижных звеньев механизма. Профили зубцов колес волновой передачи, обеспечивающие пере­ дачу движения с постоянным отношением угловых скоростей, могут быть определены аналитическим путем. Значительный ин­ терес в практическом отношении представляют предложения о до­ стижении сопряженности зацепления в волновой передаче, обес­ печиваемом в процессе нарезания зубцов гибкого колеса [22, 25]. Эти предложения основываются на том, что при нарезании зубцов гибкого колеса инструмент должен воспроизводить производящее колесо, идентичное жесткому колесу, а гибкое колесо' должно совершать такие же движения по отношению к производящему колесу и также деформироваться, как в передаче с жестким ко­ лесом.

ГЛАВА 11

ЗУБЧАТЫЕ МЕХАНИЗМЫ ПРЕРЫВИСТОГО ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ

11.1.СХЕМА МЕХАНИЗМА

ИО Б Л А С Т Ь ПРИМЕНЕНИЯ

Зубчатым механизмам прерывистого движения посвящены работы К- А. Амиряна [3], А. С. Раджагопала, выполненная им под руководством Л. Н. Решетова, Э. М. Хендре [129, 130], выполненная под руководством автора книги, В. А. Уткина [121],

С.В. Харламова [127] и других авторов.

Простейший зубчатый механизм прерывистого вращательного

движения состоит из ведущего неполнозубого колеса (сектора) / (рис. 11.1, а) и ведомого полнозубого колеса 2.

Обозначим через zu — число зубцов на зубчатом секторе ко­ леса / , г х — число зубцов, которое можно было бы разместить на колесе 1, если бы оно было полным, z 2 — число зубцов ПОЛНОГО колеса 2. При зацеплении зубчатого сектора с полным колесом имеются три фазы зацепления: кромочное при входе в зацепление; обычное зацепление профилей; кромочное при выходе из зацепле­ ния. Существует неверное представление, что за полный оборот зубчатого сектора ведомое колесо совершит поворот на угол ср2,

и полного колес рассматривается как зацепление обычных колес. Вследствие кромочного зацепления при входе и выходе из зацеп­ ления и ввиду того, что коэффициент перекрытия є >> 1, вели­ чина угла поворота ведомого колеса, как правило, оказывается больше значения, рассчитываемого по уравнению (11.1) [см. урав­ нение (11.4)].

Преимущества зубчатого механизма прерывистого движения по сравнению с мальтийским механизмом заключаются в сле­ дующем: а) создаются более широкие возможности выбора

цикловых характеристик (соотношения времен движения и покоя, углов поворота ведущего и ведомого колес); б) большая нагру­ зочная способность механизма. Недостатком зубчатого механизма прерывистого движения является наличие жесткого удара при входе в зацепление, что требует принятия специальных кон­ структивных мер.

Для предотвращения самопроизвольного поворота ведомого колеса в период его покоя предусматриваются фиксирующие устройства. При способе фиксации, изображенном на рис. 11.1, а, используются запирающие дуги 3 и 4. На ведущем колесе 1 уста­

навливается одна запирающая дуга; на ведомом колесе 2 нужно разместить несколько запирающих дуг 3, если угол поворота колеса 2 за оборот сектора / отличается от 2я. При способе фик­ сации, изображенном на рис. 11.1, б, после выхода сектора / из зацепления колесо 2 фиксируется с помощью запирающего диска 4 и охватывающих его длинных зубцов колеса 2. При вра­ щении диска 4, радиус которого равен радиусу выступов ведущего колеса, запирающие зубцы скользят по диску и предохраняют колесо 2 от поворота.

Зубчатые механизмы прерывистого движения используются в счетчиках, в навигационных приборах, в устройствах дискрет­ ной цифровой техники, в ограничителях движения и т. д. В ма­ шинах-автоматах они применяются в качестве шагового привода исполнительных органов, механизмов деления, прерывистой по­ дачи и т. д.

До последнего времени в приборостроении применялись зуб­ чатые механизмы прерывистого движения с цевочным зацепле­ нием. В настоящее время для таких механизмов широко приме­ няется эвольвентное зацепление, нарезаемое стандартным зубо­ резным инструментом. Цевочное зацепление сохранилось для

тихоходных механизмов прерывистого движения, например в счет­

из цинковых сплавов или прессуются из пластмасс.

Рассмотрим несколько примеров применения прерывистых механизмов движения в приборостроении.

На рис. 11.2 представлен механизм передачи движения в де­ сятичном счетчике от барабана 2 младшего разряда к барабану 5 старшего разряда. Движение барабану 2 сообщается от приводного колеса 1. После полного оборота барабана 2 барабан 5 должен повернуться на одну десятую часть полного оборота и перед смот­ ровым окошком над барабаном 5 должна появиться цифра, отли­ чающаяся на единицу от преды­ дущей цифры. Прерывистое дви­ жение барабана 5 осуществляется следующим образом. С барабаном младшего разряда жестко связано двухзубцовое колесо 3, выпол­ няющее роль ведущего неполного колеса механизма прерывистого движения. Ведомым звеном этого механизма является колесо 6, у которого каждый второй зубец укорочен по длине. В зацеплении с двумя зубцами неполного ко­ леса 3 находятся восемь зубцов

колеса 6. За один оборот цифрового барабана 2 ведомое колесо 6 механизма прерывистого движения совершит поворот на 90°. Колесо 6 находится в непрерывном зацеплении с зубчатым ко­ лесом 4 барабана 5 старшего разряда; число зубцов z4 = 20. Передаточное отношение

Приняв во внимание, что за один оборот цифрового барабана 2 колесо 6 совершает поворот на 90°, получим, что полному обороту барабана 2 отвечает значение ср5 = ф4 = 36°, т. е. 1 / 1 0 оборота. Фиксация барабана 5 в период покоя осуществляется по способу, изображенному на рис. 11.1, б: два длинных зубца колеса 6 в пе­ риод покоя упираются в цилиндрическую поверхность колеса 3. Для передачи движения барабанам последующих старших раз­ рядов используются механизмы, аналогичные описанному. Ко­ личество разрядов зависит от требуемой емкости счетчика.

На рис. 11.3 представлена схема одной ступени механизма, используемого в дискретной цифровой технике для представления угла поворота вала в виде числа (преобразователь вал — цифра). Механизм прерывистого движения, состоящий из ведущего звена /

с двумя зубчатыми секторами и ведомого колеса 2, сообщает через промежуточное зубчатое колесо 3 прерывистое движение шайбе 4. Эта шайба при своем вращении замыкает или размыкает кон­ такты 5. Шайба 6 вращается совместно с колесом / и также при этом размыкает или замыкает контакты 7. Дискретное изменение

состояния (их замыкание и размыкание) контактов 5 и 7 в зависимости от угла

\

прямоугольного сечения. При повороте колеса / на полный оборот колесо 2 повернется на угол, величина которого зависит от поло­ жения колеса 2 на валу 3. Основное перемещение колеса 2 опре-