Реферат: Храповые механизмы

МГТУ им. Н.Э.Баумана

РЕФЕРАТ

Москва 1999

Храповыемеханизмы находят широкое применение в шаговых двигателях, грузоподъемныхустройствах и различных отраслях техники. Храповоймеханизм— устройство,допускающее вращение оси в одном направлении и исключающее вращение этой же осив противоположном направлении. Он состоит из храпового колеса и собачки.Собачка1 обычно прижата к колесупружиной2 (рис.1). Реже используют храповые механизмы,в которых собачка взаимодействует с поступательно перемещающейся рейкой.Храповые колеса и собачки изготовляют из сталей35, 50, У10А, 15Х, 20Х, 25ХГСА. Призначительных нагрузках, а также для уменьшения износа их либо подвергаютобъемной закалке, либо цементируют, а затем закаливают. В приборах храповыеколеса изготовляют также из латуней ЛК80-Э и ЛС63-3 и бронзы Бр.КМцЗ-1. Иногда и собачки изготовляют из латуни.Используют также сплавы алюминия.

Рис.1

Пружиныхрапового механизма создают момент, прижимающий собачку к храповому колесу.Однако этот момент не предназначен для преодоления сил и моментов, которыемогут действовать на собачку от храпового колеса. Усилие пружины оказываетсядля этой цели недостаточным. Оно лишь вводит собачку в зацепление с храповымколесом. Поэтому положение оси Ссобачки выбирают с таким расчетом, чтобы окружная силаFи вызываемая ею сила тренияFобеспечивали появление равнодействующей силыFn,момент которой на плече Са прижимал бы собачку к храповому колесу, а не выводил ее иззацепления (рис.1).Это достигается в том случае, если угол a положения оси собачки больше угла j трения.Для обеспечения этого неравенства необходимо удалить ось С собачки от оси храпового колеса (см. собачку, показанную вышеколеса). Однако при этом следует опасаться переброса собачки на другую сторонухрапового колеса, особенно после некоторого износа собачки. В таких случаяххраповой механизм может срываться. Поэтому недопустимо и слишком большоеудаление оси С собачки от осихрапового колеса. У собачки, показанной слева от

колеса, для надежного функционирования храповогомеханизма также необходимо выполнять неравенство к>j, что может быть обеспечено, когдаось, наоборот, находится ближе к оси колеса, а собачка сделана достаточнодлинной. При этом момент силыFnприжимаетсобачку к храповому колесу. Соответствующее направление нормальной силыFnможно обеспечить поднутрением передней грани зубьевхрапового колеса на угол a. Тогда ось собачки может располагаться на касательной к среднейокружности зубьев храпового колеса (рис.2). Для обеспечения прижатия собачки к зубьям храпового колеса вэтом случае необходимо, чтобы угол поднутрения былбольше угла трения. Часто a выбирается равным10°. У этой конструкции при маломокружном шаге зубьев зуб храпового колеса получается ослабленным.

Рис.2

Окружная сила, действующая на диаметреdхрапового колеса,F= 2M/d,где М— крутящий момент на осихрапового колеса; d — диаметр впадин зубьев храповогоколеса,d==mz; z —число зубьев храпового колеса; т— модуль, т=pt/p , рt— окружной шаг зубьев храпового колеса по окружности впадин.На основании расчета по среднему допускаемому давлению можно определить модульзубьев храпового колеса:

Рис. 3

где [p]—допускаемое давление на единицу ширины зуба храпового колеса; определяется посправочнику; y=b/т, b — ширина колеса.

Нарис.3 показанаконструкция храповика часового механизма. Вместо храпового колеса использованообычное колесо с зубьями часового профиля. Это упростило конструкцию, так каксократилось число колес в механизме. Собачка1имеет несколько выступов и удерживается на оси винтом4.На рис.3,а показаноположение собачки относительно колеса2 при подзаводкечасов. Момент Мзав отводит собачку, котораяодним из своих выступов непрерывно прижимается под действием пружины3 к зубьям колеса2, пропуская их. Выступ собачки захватил конец Д пружины3, деформируя последнюю. Конец Г пружинызакреплен неподвижно. На рис.3, б показано стопорящее положение собачки, когда она удерживает колесо2. Зуб колеса упирается в один из выступовсобачки. При переходе из положения ав положение б храповое колесо немногоповорачивается, благодаря чему ослабляется напряжение заводной пружины после еетугого завода. Это способствует увеличению срока службы заводной пружины истало возможным благодаря применению собачки с несколькими выступами.

Рис.4

Рис. 5

Храповые механизмы могут обеспечивать преобразование вращательногодвижения в колебательное или наоборот. На рис.4 показана конструкция храповогомеханизма электрических часов, в которой толкающие собачки1 и3преобразуют качания якоря2 впрерывисто-вращательное движение храпового колеса4.При движении якоря как в прямом, так и в противоположном направлениях собачкипопеременно захватывают и толкают зубья храпового колеса (рис.4,а,6). На рис.5 даны условные обозначенияхраповых механизмов для схем (ГОСТ2.770—68):а— односторонний храповой механизм снаружным зацеплением; б— двусторонний храповой механизм с наружным зацеплением; в— односторонний храповоймеханизм с внутренним зацеплением.

Кулисный механизм(рис.6,а) наиболее часто применяют дляпреобразования вращательного движения кривошипа1в качательное движение кулисы3. Камень кулисы2перемещается вдоль нее по направляющим. Кулисные механизмы могут бытьиспользованы также для преобразования равномерного вращательного движения внеравномерное вращательное движение при а< r (рис.6,б). Кулисы скамнем применяют также в тангенсных , синусных и других механизмах для замены высшихкинематических пар низшими.

Зависимость углаповоротаa кулисы от углаповоротаb кривошипа (рис.6,а) такова:

tga= r sin b/(a + r cos b)

После дифференцирования этого выражения по времении преобразований получаем выражение для угловой скорости кулисы

w3=w1r(a cos b + r)/(a2 + r2 +2 a r cos b)

гдеw3= da/dt ;w1= db/dt= const. Отсюда передаточное отношение

Рис. 6

i12= w1/w2=(a2 + r2 +2a r cos b)/[r(a cos b + r)]. Дифференцируя по временивыражение дляw3,получаем угловое ускорение кулисы e3=d2a/dt2. .Послепреобразований

Наиболеехарактерным является применениекулисных механизмов в устройствах для получения прерывистого движения, напримерв разнообразных производственных автоматах, работающих по определенному циклу,в киноаппаратуре и др. В таких устройствах используютмальтийский крест (рис.6,в). Лопасти2 креста, имеющие пазы, представляют собой кулисы.Число лопастей не менее3.При вращении кривошипа4поворот креста происходит только тогда, когда цевка3кривошипа перемещается в пазу лопасти креста. Крест поворачивается на угол 2a приповороте кривошипа на угол 2b. На угле поворота кривошипа 2p—2b крест неподвижен.Характер изменения кинематических параметров движения креста (рис.6,в)— угла поворота a, угловойскорости wи углового ускорения e—показан на рис.6,г.

еще рефераты

Еще работы по технике

Реферат по технике

Механизмы прерывистого движения

Составные части реакторов гомогенных и гетерогенных процессов