Файл: Быстрова, В. И. Проектирование механизмов и приборов для целлюлозно-бумажных производств учебное пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.10.2024
Просмотров: 108
Скачиваний: 0
Мальтийские механизмы
Мальтийский механизм (рис. 50, а) состоит из ведущего звена/, снабженного цевкой В и выступом А, и ведомого звена — маль тийского креста 2. Лопасти мальтийского креста отфрезерованы по соответствующим дугам, которые входят в сопряжение с высту пом А на ведущем звене. При вращении колеса 1 цевка В повора чивает мальтийский крест 2 на некоторый угол (в данном случае на угол я/2 рад.), затем цевка выйдет из зацепления и до следую щего момента подхода в первоначальное положение мальтийский крест вращаться не будет. Его положение покоя строго фиксируется благодаря сопряжению выступа А с лопастью мальтийского креста.
о |
5 |
Рис. 50. Мальтийский механизм.
Для исследования кинематики мальтийского механизма введем следующие обозначения: / — время одного оборота ведущего диска
/; /дв — время одного движения мальтийского креста-; |
/п — время |
покоя мальтийского креста; ka — количество лопастей; |
2 а — угол |
при прохождении которого цевка находится в сцеплении с крестом;
2р — угол, на |
который |
повернется |
крест за |
один оборот ведущего |
|||
звена. |
цевки |
всегда |
прямой — это |
непременное |
условие |
||
Угол входа |
|||||||
работы мальтийского механизма: |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
(7.12) |
Из рис. 50 видно, что |
|
|
|
|
|
|
|
|
а -(- р = |
тс/2, |
2 а = |
тс — 2 р. |
(7.13 |
||
Подставив в формулу (7.13) |
выражение |
(7.12), получим |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
(7.14) |
86
Определим, какую долю полного оборота ведущего звена состав ляет движение креста и какую — покой. Относительное время движения креста
|
|
Дв |
|
2 а |
о. |
|
(7.15) |
|
|
t |
|
2 к |
it |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Относительное время покоя |
|
|
|
|
|
||
|
|
t n |
__ 2 тс — 2 ! |
|
(7.16) |
||
|
|
t |
|
|
2 тс |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Подставив в |
формулы |
(7.15) |
и |
(7.16) |
значение |
2a из формулы |
|
(7.14), получим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
J i - |
f |
) |
|
|
П 17V |
|
О В |
\ |
|
/ |
_1 |
‘ |
|
|
t |
2 тс |
|
2 |
v' • 1 ■/ |
||
Аналогично |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
(7Л8> |
Из уравнений |
(7.17) и |
(7.18) |
|
|
—^двД = 2/&л, т- |
е. период покоя |
всегда больше периода движения на величину 2/kn, причем /гл — число целое и больше двух.
Для одноцевочного четырехлопастного мальтийского механиз!ма
^в. _ J ____ L = J_ |
^l = _L_l _L = A |
|
||||||
t |
2 |
4- |
4 ’ |
t |
2 |
' 4 |
4 ‘ |
|
В этом случае относительное время по |
|
|
|
|||||
коя больше относительного времени дви |
|
|
|
|||||
жения в три раза. |
|
|
|
|
|
|
|
|
С уменьшением числа лопастей угол |
|
|
|
|
||||
поворота увеличивается, а относительное |
|
|
|
|
||||
время движения уменьшается. Наимень |
|
|
|
|||||
шее число лопастей мальтийского креста |
|
|
|
|
||||
равно трем, |
а наибольшее — теоретичес |
|
|
|
||||
ки не ограничено. Однако сколько бы |
|
|
|
|
||||
лопастей крест не имел,-у одноцевочного |
|
|
|
|
||||
мальтийского механизма время движения |
|
|
|
|
||||
всегда будет меньше времени покоя. Ес |
Рис. |
51. |
Графики ско |
|||||
ли требуется получить время покоя |
|
рости и ускорения мальтий |
||||||
меньше времени |
движения, прибегают |
|
ского |
креста. |
||||
к многоцевочным механизмам. Для мно |
оборота |
ведущего звена |
||||||
гоцевочного |
механизма |
время |
одного |
|
равно сумме времен покоя и движения креста, т. е. Ht№-\-tn=t.. Если обозначить через kn число цевок, то kJ]tKB-\-'Ztn = t.
Мальтийский механизм по кинематике идентичен с кривошипно кулисным (рис. 50,6). Угловая скорость мальтийского креста при равномерном движении цевки будет ускоренной от нуля в точке В
87
до некоторого максимума в точке D и падает до нуля в момент выхода цевки из зацепления в точке С (рис. 51). Угловое ускоре ние бКр в начале движения не будет равно нулю. Цевка движется равномерно, поэтому тангенциальная составляющая ее ускорения равна нулю, а нормальная составляющая а" —со /?ц, где соц — угло
вая скорость цевки; RA— расстояние от центра вращения ведущего звена до центра цевки.
При 0 2B ± 0 iB (рис. 50) нормальное ускорение цевки будет тангенциальным для мальтийского креста в момент начала его
движения, тогда угловое |
ускорение |
мальтийского креста равно |
|||
|
а-. |
ап |
а 2Р |
|
|
|
кр |
ц |
“ иЦц |
(7.19) |
|
Скр “ |
Якр “ |
Якр “ |
/?кр ' |
||
|
Здесь Якр — расстояние от оси вращения креста до точки касания
с цевкой в момент зацепления. |
|
|
|
Из прямоугольного ДОгбОр |
Дц = Дкрtgp; |
2|3= -|-; |
Rn= RKVtg-И |
Подставим Rn в (7.19): |
|
|
|
s.<P= |
< t g ^ - . |
. , |
(7.20) |
Это ускорение вызывает тяжелую работу механизма, стук и быст
рый износ. Из формулы |
(7.20) видно, что для улучшения условий |
|||||||
|
|
|
работы (для уменьшения еКр) |
надо уве |
||||
|
|
|
личивать число лопастей ka. |
|
применяют |
|||
|
|
|
Мальтийские механизмы |
|||||
|
|
|
для работы при больших скоростях и |
|||||
|
|
|
строгой фиксации ведомой оси в момент |
|||||
|
|
|
покоя. Для смягчения ударов они поме |
|||||
|
|
|
щаются в масляные ванны. Однако, |
|||||
|
|
|
ввиду сложности их изготовления, при |
|||||
|
|
|
работе с малыми скоростями использу |
|||||
|
|
|
ют более простые механизмы, примером |
|||||
|
|
|
которых может служить механизм, пред |
|||||
Рис. |
52. Зубчатый |
ме |
ставленный на рис. 52, где ведущим зве |
|||||
ханизм |
прерывистого |
дей |
ном |
является зубчатый сектор |
1, а ве |
|||
|
ствия. |
|
домым — шестерня 2, |
фиксация |
которой |
|||
|
|
|
в момент покоя осуществляется благо |
|||||
|
|
|
даря |
сопряжению выступа |
3 |
и поверх |
||
|
|
|
ности 4. |
|
|
|
|
|
|
|
Храповые механизмы |
|
|
|
|
||
Применяются как для передачи движения |
на |
ведомую ось |
в одном направлении и предотвращении движения этой оси в про тивоположном направлении, так и для создания прерывистого движения ведомой оси. Зубчатый храповый механизм состоит из двух основных элементов: храпового колеса с односторонним пило
образным зубом и стопорной собачки. Собачки могут быть тяну щие или толкающие.
88
В зависимости от расположения зубьев на храповом колесе различают храповые механизмы с внешним, внутренним и тор цевым зацеплением. Как правило, рабочие поверхности зубьев храпового колеса направлены радиально. Возможны три вариан та расположения собачки по отношению к зубу храпового колеса (рис. 53): ось вращения собачки расположена выше нормали к ра бочей поверхности зуба, на нормали, ниже нормали.
|
Р а с ч е т у с и л и я п р и ж и м а с о |
|
||
б а ч к и . Пусть ось вращения |
собачки |
|
||
расположена выше нормали к поверх |
|
|||
ности зуба (рис. 53, а). Собачка прижи |
|
|||
мается силой Р (сила Р создается, как |
|
|||
правило, с помощью пружины, реже |
|
|||
благодаря собственному весу собачки), |
|
|||
приложенной на расстоянии 1Х от оси |
|
|||
вращения собачки. Расстояние от оси |
|
|||
собачки до рабочей поверхности зуба |
|
|||
равно /. Составим уравнение моментов |
|
|||
сил, действующих на собачку, относи |
|
|||
тельно ее оси: |
|
|
|
|
|
Ql tg a -f- Р1Х— Qfl = О, |
|
|
|
где |
а — угол |
возвышения ОСИ |
собачки |
рис 53. Варианты рас- |
над |
нормалью; |
f — коэффициент |
трения |
положения собачки по отно- |
между зубом храпового колеса и собач- |
шению к храповому колесу, |
|||
кой. |
|
|
|
Для того, чтобы собачка заходила во впадину между зубьями, надо, чтобы силы, действующие на нее, были больше силы трения: Q /tga+P/i >0,2Q/. Отсюда определим силу пружины, необходимую для поджатая собачки:
~ 0 ,2 Q /- Q /tg a |
Q /(0 ,2 -tg a ) |
С |
Л |
Сила Р будет положительной, т. е. выполнять свою функцию толь ко в том случае, если tga< 0,2 (а<Д2°). При этом будет происхо дить автоматическое заклинивание собачки.
Если ось |
собачки лежит на нормали |
(рис. 53,6), то а = 0 |
и P>0,2Ql/lh |
(рис. 53,в) создается момент, |
выталкивающий собач |
При а < 0 |
ку из зацепления. Этот вариант нецелесообразен, так как усилие, необходимое для поджатия собачки, в этом случае наибольшее:
р ^ QH 0.2 + tg a) h
Если но конструктивным соображениям ось вращения собачки должна находиться ниже нормали, то для получения надежного зацепления рабочие поверхности зубьев располагают не радиально, а отклоняют их на некоторый угол у, делая таким образом поднутренный зуб. Нерабочая поверхность зуба выполняется обычно по плоскости, составляющей с рабочей плоскостью угол р = 45; 60°.
89