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

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

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 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- Р1ХQfl = 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