Сумматор механических перемещений

Сумматор механических перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для последовательного суммирования механических перемещений. Целью изобретения является упрощение конструкции сумматора. Сумматор содержит валик, расположенный между подвижными и неподвижными опорами, которые смещены вдоль его оси относительно друг друга, Г-образный рычаг , свободный конец которого смещен в направлении оси валика относительно другого его конца, связанного с подвижными опорами, при этом величины этих смещений выбраны так, что обеспечивается заклинивание) самоторможение валика в подвижных опорах при рабочем ходе сумматора и заклинивание в неподвижных опорах при холостом ходе сумматора. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (5g) 5 <от 06 С 3/08

1 (21) 4821539/24 (22) 03.05 ° 90 (46) 23,06,92. Бюл. N 23 (71) Запорожский машиностроительный институт им. В.Я.Чубаря (72) М,С.Титаренко и В.В.Королев (53.) 681.3(088.8) (56) Артоболевский И.И. Механизмы, M.: Изд-во АН СССР, 1951, т.1, с,849..

Авторское свидетельство СССР

N 773635, t

Известен сумматор механических перемещений, содержащий неподвижное звено и сопряженные между собой посредством фрикционной собачки.ве- дущие и ведомые звенья.

Недостатком известного устройства являестя низкая точность измерения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому сумматору является сумматор механических перемещений, содержащий валик (ведомое звено, которое может быть выполнено в виде цилиндра или диска, а также в виде ползуна), неподвижные

„„SU „„1742835 А1

2 рования механических перемещений.

Целью изобретения является упрощение конструкции сумматора. Сумматор содержит валик, расположенный между подвижными и неподвижными опорами, которые смещены вдоль его оси относительно друг друга, Г«образный рычаг, свободный конец которого смещен в направлении оси валика относительно ppyrorn его конца, связанного с подвижными опорами, при этом величины этих смещений выбраны так, что обеспечивается заклинивание) самоторможение валика в подвижных опорах при рабочем ходе сумматора и заклинивание в неподвижных опорах при холостом ходе сумматора. 1 ил. опоры, расположенные с одной стороны валика, и подвижные опоры (ведущие юющЪ звенья),.расположенные с другой стороны валика и связанные с рычагом,. свободный конец которого, контакти- Фь рующим с колеблющимся объектом, смещен относительно оси валика в ра- ОО диальном направлении. Для увеличения (,Д ! точности измерения в сумматор допол- (Л нительно введены скоба и пружина, которая олним своим концом прикреплена к первому концу скобы, другим концом -, « к подвижной опоре, второй конец скобы закреплен на неподвижной опоре.

К-валику присоединен задатчик постоянной нагрузки.

Недостатком известного сумматора является сложность его конструкции.

h 2rfn . h 2rfH

4» и-1,п ав 1Н Н где h расстояние от оси валика . до точки контакта рычага с колеблющимся объектом;. расстояние от плоскости, перпендикулярной оси валика и проходящей посредине между подвижными и неподвижными опорами соответственно до точки контакта рычага с колеблющимся объектом; радиус валика; расстояние между подвижными и неподвижными опорами соответственно вдоль оси.ва- . лика; среднее значение условного (c учетом конфигурации опор) коэффициента трения валика о подвижную и неподвижную опоры соответственно, .пи 1н авиа, Й„и Гн

f и где Р - сила трения;

N - -сила нормального давления.

Предлагаемое техническое решение более просто в исполнении и обслуживании, так как не требуется задатчик постоянной нагрузки, На чертеже представлена схема сумматора механических перемещений, аксонометрия.

17

Целью изобретения является упрощение конструкции.

Поставленная. цель достигается тем, что в известном сумматоре механических перемещений, содержащем валик, расположенный между подвижными и неподвижными опорами, рычаг, один конец которого связан с подвижной опорой, а другой его свободный конец, контактирующий с колеблющимся объектом, смещен относительно оси валика в радиальном направлении, каждая из подвижных и неподвижных .опор расположены по обе стороны валика со сме" щением вдоль его оси относительно одна другой, а свободный конец. рычага дополнительно смещен в направлении оси валика относительно другого его конца, связанного с подвижными опорами, при этом величины этих смещений выбраны в соответствии с соотношениями:

Сумматор механических перемещений состоит из валика 1 радиусом r, расположенного между подвижными 2 и 3 и неподвижными 4 и 5 опорами, каждая из которых расположена по обе стороны валика 1, причем опоры 3 и 5 смеLqeHbl относительно опор 2 и 4 соответственно на величину а, а, Г10 образного рычага 6, один конец кото-. рого связан с подвижными опорами 2 и 3, а другой его конец, контактирующий с колеблющимся объектом 7, смещен от оси валика 1 в радиальном

15 направлении на величину h, а также от плоскости, проходящей посредине между подвижными .опорами 2 и 3 перпендикулярной оси валика 1 в направлении оси валика на величину L . Пруп

> жиной 8 опоры 2 и 3 с небольшим усилием прижаты к валику 1, который подпружинен к неподвижным опорам 4 и 5 упругими элементами 9 и 10 и связан со стрелкой. 11, расположенной вблизи шкалы 12, Величины L>, Ь g u h смещений точки контакта рычага с колеблющимся объектом относительно плоскостей, проходящих посредине между подвижными 2 и 3

ЗО или неподвижными 4 и 5 опорами и перпендикулярных оси валика 2, и относительно оси валика 1 соответственно можно обосновать следующим образома

Введены обозначения:

P - сила воздействия коP леблющегося объекта 7 на Г-образный рычаг 6 при рабочем ходе;

4О P - сила воздействия колебХ лющегося объекта 7 на рычаг 6 при холостом ходе, И,И.,Я1,М - силы нормального давления на валик 1 подвижных 2 и 3 и неподвижных 4 и 5 опор;

I t

Ид,М,N<,N> — силы нормального давления, обусловленные

50 действием упругих weментов 9 и 10 и пружины 8, подпружинивающих валик 1 к соответствующей опоре 2 - 5;. у * ап,а > " расстояние между под8HNHblMH 2 и 3 и неподвижными 4 и 5 опорами (8) h 2rfп

--- а -----.

Ьв ав (9) (10) i f

30 3 ап 3x

Р (! + ) — N а, 4Х (12) Из условия: (14) (15) (7) 55

Yx h (Ы2х + ЫЗ ) fnr

17428 вдоль оси валика 1 со ответственно;

1 и,1 И вЂ” расстояние от плоскостей, проходящих посредине между подвижными

2 и 3 и неподвижными

4 и 5 опорами соответственно и перпендикулярной оси валика 1, до точки контакта рычага 6 с колеблющимся объектом 7;

fä = f2,f - среднее значение условного коэффициента трения валика 1 о подвижные опоры 2 и 3; Н = f 4, f < — среднее значение условного коэффициента тре- ния валика 1 о неподвижные, опоры 4 и

h - расстояние от оси валика 1 до точки контакта рычага 6 с колеблющимся объектом 7.

Из условия равновесия при рабочем ходе подвижного элемента:

Р (Ь + -,-")

Р в 2

N + — — — — — =--=N (1) г 2Р

Р (Ь вЂ” — ) ав

Р и 2

+---- †-----=N (2) ап

Н вЂ” -- — — — — -=N р (3)

N — — — — -- — --=М (4)

Момент силы р относительно оси

Г валика равен

М =Рh. р Р (5) 40

Суммарный момент сил трения скольжения неподвижных опор 4 и 5 о валик 1 1 > = ("4р + " р) нг =

L 1 I

Р- г 2r+ (N4 +N>)f г=И

Рави и и р Ph, t .(6)

Отсюда:

Р - (N +N ) Р 4 5 Ьм

h+ --2f. r аН

Путем соответствующего увеличения отношениЯ L /à значение Рр, необходимое для обеспечения проскальзывания валика в опорах 4 и 5, можно сделать сколько угодно малым.

Из условий (1 и 2) равновесия сил на подвижном элементе с учетом требования надежного захвата валика

1 опорами 2 и 3 имеем(2 !

2 + И ) Йдг- + Рл Хп2г

Приняв предельный случай N +

+ N3 = О, получим условие надежного яащемления валика 1 опорами 2 и 3 при рабочем ходе подвижного элемента: (-

При N + N> > 0 условие 8 тем более выполняется, т .е. проскальзывание подвижного элемента по валику

1 полностью исключается.

Из условия равновесия при холосток ходе подвижного элемента:

Р (Ь + ->) х

N — — -N

2 . „2х

-И (11) РХ(ЬИ+ 2 ) l

N + — — — — — — — =N

5 а Ы и Х Рк1 + (N4x+ Nsg) far (N4 + М )fear + Р— "2f r.

Ха„и

t I

При N4 + N>. О имеем:

h 2rf и

--- (Ьв ак что представляет собой условие гарантированного защемления валика 1 опорами 4 и 5 при холостом ходе подвижного элемента.

При N + N 5 ) О условие 14 тем более обеспечивается..

Величина р„ находится из условия равенства моментов этой силы относительно валика I и предельных сиг трения валика об опоры 2 и 3:

В лабораторных условиях изготовен предлагаемый сумматор, у которого: r =0,4 мм; h =2мм; а„=1 мм; — 14мм; 1.„= 16 мм;

Подставляем значения в формулы:

1 742835 — (N + N )f. r — P -- 2rf . (1б) и Ха n л

Отсюда;

У

fear (17) - -2r f п п

2 210 4 0 2

1О

14

4 (- - 014 с016

У У 1 У

Использование предлагаемого сум,матора механических перемещений обес печиваетт достаточную точность измерения. Конструкция очень проста как в исполнении, так и в эксплуатации

2р и обеспечивает надежный захват валика подвижными опорами и ослабление его захвата неподвижными опорами при рабочем ходе колеблющегося объекта, вращение валика за одно целое с подвижными опорами без дополнительного приложения крутящего момента специальным приводным устройством.

Сумматор механических перемещений, содержащий валик, расположенный между подвижными и неподвижными опорами, рычаг, один конец которого связан с подвижной опорой, а другой его

35 свободный конец, контактирующий с колеблющимся объектом, смещен относительно Оси валика в радиальном направлении, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструк41 ции сумматора, каждая из подвижных и неподвижных опор расположены по Обе стороны валика со смещением вдоль его оси относительно одна другой, свободный конец рычага дополнительно смещен

45 в направлении оси валика относитель- но другого его конца, связанного с подвижными опорами, при этом величины этих смещений выбраны в соответствии с соотношениями

h 2rf rr . h 2rfí

-- (----- и--ар 1И ая

Итак, соотношениями 9 и 15 обосновано отношение размеров

"n "н

Сумматор механических перемещений работает следующим образом.

Колеблющийся объект 7 при перемещении в сторону Г-образного рычага

6 воздействует на него с усилием Р>, а при перемещении в обратную сторону— с усилием Р ..

Под воздействием усилия РР рычаг

6 прижимает подвижные опоры 2 и 3 к валику 1 и поворачивает их за одно целое с валиком 1 вокруг его оси„ Валик проскальзывает в неподвижных опо" рах 4 и 5, Осуществляется рабочий ход подвижного элемента, Стрелка 11 поворачивается относительно шкалы

12 на соответствующий угол.

При обратном ходе колеблющегося объекта 7 к Г-образному рычагу 6 приклады" вается Р>, направленное в противоположную стОРОну Усилию РР ° Под действием усилия Р прижатие валика к неподвижным опорам 4 и 5 возрастает, а подвижных опор 2 и 3 к валику уменьшается до момента проскальзывания последних по валику 1.

Подвижный элемент осуществляет поворот холостого хода, валик 1 при этом покоится на неподвижных опоРах 4 и 5. При последующих чередующихся рабочих и холостых поворотах подвижного элемента валик 1 осуществляет прерывистое вращательное движение., суммируя углы поворота подвижного элемента лишь при рабочих ходах.

Однако устройство работает надежно и обеспечивает достаточную точность измерений перемещений, если выполнено следующее соотношение паРаметров:

h 2rfn h 2rf н

--- С вЂ вЂ "- и --- (1.п ап - 1,н . аН

2 2.0 4 0 2

-- (--- --- - ° 0 125 с. 0 16.

16 1 У У

j О

Формула изобретения!.> - -расстояние От плоскости, проходящей посредине между подвижными опорами и перпендикулярной оси валика, до точки контакта рычага с колеблющимся объектом;

1 742835

Составитель В.Королев

Техред g моргентал Корректор А.Осауленко

Редактор И.Ванюшкина

Заказ 2287 Тираж Подписное

ВНИИА Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

11I3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4(5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина,3О3 — расстояние от плоскости, проходящей посредине между неподвижными опорами и пврпендикулярной оси валика, до точки контакта рычага с ко" леблющимся объектом; — расстояние от оси валика до точки контакта рычага с колеблющимся объектом, измеренное в радиальном направ" лении;

" радиус валика; а . — расстояние между подвижныл ми опорами вдоль оси валика; а н - расстояние между неподвижными опорами вдоль оси валика;

f.„ „— среднее значение приведенного коэффициента трения валика о подвижную опору;

Г н " среднее значение приведенного коэффициента трения валика о неподвижную опору.