Сумматор механических перемещений

(57) Изобретельной техзовано для во СССР 8, 1979. ИХ ПЕРЕМ свидетель С 06 С 3Р МЕХАНИЧЕ мерипольмми" ение относится к ике и может быть оследовательного ма тора укции. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ(56) АртоболевскийМ.: Изд-во АН СССР,Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для последовательного сумми" рования механических перемещений.Известен сумматор механических перемещений, содержащий неподвижное звено и сопряженные между собой посредством фрикционной собачки.ведущие и ведомые звенья,Недостатком известного устройства являестя низкая точность измерения.Наиболее близким по техиической сущности к предлагаемому сумматору является сумматор механических перемещений, содержащий валик (ведо мое звено, которое может быть выпал нено в виде цилиндра или диска, а также в виде ползуна), неподвижные 2рования механических перемещений.Целью изобретения является упрощениеконструкции сумматора. Сумматор содержит валик, расположенный междуподвижными и неподвижными опорами,которые смещены вдоль его оси относительно друг друга, Гобразный рычаг, свободный конец которого смещенв направлении оси валика относительно рругого его конца, связанного с подвижными опорами, при этом величиныэтих смещений выбраны так, цто обеспечивается заклинивание) самоторможение валика в подвижных опорах прирабочем ходе сумматора и заклинивание в неподвижных опорах при холостом ходе сумматора. 1 ил,опоры, расположенные с одной стороны валика, и подвижные опоры (ведущие звенья), расположенные с другой стороны валика и связанные с рычагом свободный конец которого, контактирующий с колеблющимся объектом, смещен относительно оси валика в радиальном направлении. Для увеличения точности измерения в сумматор дополнительно введены скоба и пружина, ко торая одним своим концом прикреплена к первому концу скобы, другим концом к подвижной опоре, второй конец скобы закреплен на неподвижной опоре, К валику присоединен задатцик постоянной нагрузки.Недостатком известного сум является сложность его констр3 Ь 2 гГ Ьи Ьп О 2 гГи Н" расстояние от оси валика .до точки контакта рычагас колеблющимся объектом;.расстояние от плоскости,перпендикулярной оси валикаи проходящей посредине, между подвижными и неподвижными опорами соответственнодо точки контакта рычагас колеблющимся объектом;- радиус валика;- расстояние между подвижнымии неподвижными опорами соответственно вдоль оси.ва- .лика;- среднее значение условного(с учетом конфигурации опор)коэффициента трения валикао подвижную и неподвижнуюопоры соответственно,Ьпи Ьн ахи ан где Р - сила трения;И - сила нормального давления.Предлагаемое техническое решениеболее просто в исполнении и обслуживании, так как не требуется задатчикпостоянной нагрузки,На чертеже представлена схемасумматора механических перемещений,аксонометрия. 17Целью 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 врадиальном направлении, каждая изподвижных и неподвижных .опор расположены по обе стороны валика со сме"щением вдоль его оси относительноодна другой, а свободный конец. рычагадополнительно смещен в направленииоси валика относительно другого егоконца, связанного с подвижными опорами, при этом величины этих смещенийвыбраны в соответствии с соотношениями:55 Сумматор механических перемещенийсостоит из валика 1 радиусом г, расположенного между подвижными 2 и 3и неподвижными 4 и 5 опорами, каждаяиз которых расположена по обе стороны валика 1, причем опоры 3 и 5 смещены относительно опор 2 и 4 соответственно на величину а , а , Г 10 образного рычага 6, один конец кото-.рого связан с подвижными опорами 2и 3, а другой его конец, контактирующий с колеблющимся объектом 7, смещен от оси валика 1 в радиальном15 направлении на величину Ь, а такжеот плоскости, проходящей посрединемежду подвижными .опорами 2 и 3 перпендикулярной оси валика 1 в направлении оси валика на величину Ь . Пру"яЮ жиной 8 опоры 2 и 3 с небольшим усилием прижаты к валику 1, которыйподпружинен к неподвижным опорам 4и 5 упругими элементами 9 и 10 исвязан со стрелкой. 11, расположеннойвблизи шкалы 12,Величины Ьп, Ь И и Ь сМещений точкиконтакта рычага с колеблющимся объектом относительно плоскостей, проходящих посредине между подвижными 2 и 3ЗО или неподвижными 4 и 5 опорами иперпендикулярных оси валика 2, и относительно оси валика 1 соответственно можно обосновать следующим образомаВведены обозначения;Р - сила воздействия коРлеблющегося объекта 7на Г-образный рычаг 6при рабочем ходе;4 О Р - сила воздействия колебХлющегося объекта 7 нарычаг 6 при холостомходе,И ,И.,Я,1,М - силы нормального давления на валик 1 подвижных 2 и 3 и непод"вижных 4 и 5 опор;И,М,Я,М - силы нормального давле"ния, обусловленные50 действием упругих элементов 9 и 10 и пружины 8, подпружинивающихвалик 1 к соответствующей опоре 2 - 5;ап,а и " расстояние между подвижными 2 и 3 и непод.вижными 4 и 5 опорами(15) 517428вдоль оси валика 1 соответственно;1,п,1, И - РасстоЯние от плоскостей, проходящих посредине между подвижными2 и 3 и неподвижнымии 5 опорами соответственно и перпендикулярной оси валика 1, доточки контакта рычага 6с колеблющимся объектом 7;Еп = Г,Гз - среднее значение условного коэффициента трения валика 1 о подвижные опоры 2 и 3;1 Н = Г 4,15 - среднее значение условного коэффициента тре-ния валика 1 о непод Овижные, опоры 4 и 5;Ь - расстояние от оси валика 1 до точки контактарычага б с колеблющимся объектом 7.Из условия равновесия при рабочем ходе подвижного элемента;Р (Т + )Р в 2И + ------ -=М (1) .ап РР (Ь -- )авР й 2+ ----- =И (2)аиХ --- -=М 4; (3)Яе е Я (4)Момент силы Р относительно осиГвалика равенМ =РЬ,Р Р(5) 40Суммарный момент сил трения скольжения неподвижных опор 4 и 5 о валик 1М= (14 Р+ 15)Ъ4Ьвм Р -й 2 г + (И 4 + И 5 )Г г = М щГан в 5 И Р ВАРЬ.Г .(6)Отсюда:56 Р (И +1 ) г 4 5 Ьн Ь+ 2 Г г аНПутем соответствующего увеличения отношения Ьн/аи значение РР, необходимое для обеспечения проскальзывания валикав опорах 4 и 5, можно сделать сколько угодно малым. 356Из условий (1 и 2) равновесиясил на подвижном элементе с учетомтребования надежного захвата валика1 опорами 2 и 3 имеем М = 1 Р 11(И,+ И)г =ф + 1 )яг + Р - Хп 2 г. Приняв предельный случай И ++ Из = О, получим условие надежного яащемления валика 1 опорами 2 и 3 при рабочем ходе подвижного эле. мента; При И + И 5О условие 8 тем более выполняется, т.е. проскальзывание подвижного элемента по валику 1 полностью исключается.Из условия равновесия при холосто ходе подвижного элемента:Р (Т, +-)И -- -И2 ., 2 хф(И 4 + М )Гиг + Р - "2 Г г.Ха и1При И 4 + И 5. " О имеем:Ь 2 гГ иеееа ( еееажеЬв арф что представляет собой условие гарантированного защемления валика 1 опорами 4 и 5 при холостом ходе подвижного элемента.При И+ И 5 ) О условие 14 тем более обеспечивается,.Величина Р находится из условия равенства моментов этой силы относительно валика 1 и предельных сил трения валика об опоры 2 и 3; РЬ (И + Ы )Гг0В лабораторных условиях изготовен предлагаемый сумматор, у которого; г = 0,4 мм; Ь = 2 мм; аи = 1 мм;1, и .= 14 мм; 1. = 16 мм;Подставляем значения в формулы; Отсюда,7 1 7428352 г 11 ппи Ь+ Итак, соотношениями 9 и 15 обосновано отношение размеров Однако устройство работает надежно и обеспечивает достаточную точность измерений перемещений, если выполнено следующее соотношение паРаметров; Ь 2 гГи Ь 2 т 1 н( - -"- и -- (ап 1,н ан ЬСумматор механических перемещений работает следующим образом.Колеблющийся объект 7 при перемещении в сторону Г-образного рычага 6 воздействует на него с усилием Рг, а при перемещении в обратную сторону - с усилием РПод 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 РХ, направленное в противоположную стОРОнУ Усилию РР. Под действием усилия РХ 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 лищь при Рабочих ходах. 2 20 40 21 О14( д 14 С 0 161 Ф У У2 20 40 2( -0 125 ( 0 16 1 бФ1 )Использование предлагаемого сум,матора механических перемещений обеспечиваетт достаточную точность измерения. Конструкция оцень проста какв исполнении, так и в эксплуатации 20 и обеспечивает надежный захват валикаподвижными опорами и ослабление егозахвата неподвижными опорами при рабочем ходе колеблющегося объекта,вращение валика за одно целое с подвижными опорами без дополнительногоприложения крутящего момента специальным приводным устройством.Формула изобретенияСумматор механических перемещений, содержащий валик, расположенный между подвижными и неподвижными опорами, рычаг, один конец которого свя" зан с подвижной опорой, а другой его 35 свободный конец, контактирующий с колеблющимся объектом, смещен относительно Оси валика в радиальном направлении, о т л и ц а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения конструк" 4 ф ции сумматора, каждая из подвижныхи 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 соотношениями50Ь 2 гйп . Ь 2 гГни "ар 1 И ая1.П - РасстоЯние От плоскости,проходящей посредине междуподвижными опорами и перпендикулярной оси валика, доточки контакта рычага с ко"леблющимся объектом;1712835 Составитель В.Королеведактор И.Ванюшкина Техред И.Моргентал Корректор А.Осауленкощь ее 287 Ти Государственного комите 113035, Москваражта по Подписноеобретениям и открытиям при ГКНТ СССРРаушская наб д. 4(5 ЖПроизводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,3- расстояние от плоскости,проходящей посредине междунеподвижными опорами и пврпендикулярной оси валика, доточки контакта рычага с ко"леблющимся объектом; - расстояние от оси валика доточки контакта рычага с колеблющимся объектом, измеренное в радиальном направ"лении;" радиус валика; а . - расстояние между подвижнылми опорами вдоль оси валика;а н - расстояние между неподвижными опорами вдоль оси валика;Г- среднее значение приведенного коэффициента трения валика о подвижную опору; Г н " среднее значение приведенного коэффициента трения валика о неподвижную опору,