Колёсная система
Колёсная система
Кинематические цепи
Зубчатые передачи выполняют в механических приборах времени различные функции и соответственно с этим подразделяются на следующие кинематические цепи.
- 1. Основная кинематическая цепь, выполняющая одновременно две функции: передачу интервалов времени от хода на стрелочный механизм для показаний текущего времени или на выходной вал для отсчета интервалов времени и передачу силового момента от двигателя на ход, далее на осциллятор для восполнения энергии колебаний, расходуемой на преодоление сил трения на удары и пр.
- 2. Вспомогательная кинематическая цепь стрелочного механизма, осуществляющая передачу интервалов времени на минутную и часовую стрелки.
- 3. Вспомогательная кинематическая цепь системы завода и перевода стрелок, осуществляющая периодически заводку пружины и по мере необходимости перевод минутной и часовой стрелок.
- 4. Дополнительная кинематическая цепь в часах с автоподзаводом, осуществляющая подзавод пружины от инерционного груза через барабанные колеса.
- 5. Дополнительная кинематическая цепь календарного устройства в часах, передающая вращение со стрелочного механизма на календарные диски.
- 6. Дополнительная кинематическая цепь секундомерного устройства в часах, включающая секундомерные стрелки.
- 7. Дополнительная кинематическая цепь в приборах времени со звуковым сигналом (боем), периодически включающая сигнальное устройство.
Основная колёсная система
Основная кинематическая цепь в часовых механизмах носит название ангренаж — французский термин (exgrenages).
Ангренаж осуществляет передачу вращательного движения между параллельными осями колес с прямыми зубьями, с заданным постоянным отношением угловых скоростей вращения ведущего и ведомого звеньев.
Из большого разнообразия схем ангренажа, применяемых в часовых механизмах, можно выделить четыре схемы, имеющие наибольшее применение в наручных и карманных часах.
1. Типовая конструкция нормальной зубчатой передачи (рис. 94). Эта схема состоит из четырех зубчатых пар: барабан 1 — триб центрального колеса; центральное колесо 2 — триб промежуточного колеса; промежуточное колесо 3 — триб секундного колеса и секундное колесо 4 — триб ходового колеса 5. Нормальная схема передачи имеет самый высокий коэффициент полезного действия и ее часто называют классической схемой. Схема применяется в наручных малогабаритных часах, в наручных плоских часах нормального калибра, в наручных часах нормальных габаритных размеров с боковой секундной стрелкой и в карманных часах с боковой секундной стрелкой.
2. Схема передачи с центральной секундной стрелкой (рис., A). По этой схеме вращение от барабана 1 передается на центральный триб 2, далее с центрального колеса на промежуточный триб бис промежуточного колеса на секундный триб 3, расположенный в центре механизма. С секундного колеса 5 вращение передается на ходовой (анкерный) триб 7 и далее с ходового колеса через анкерную вилку на узел баланса.
Преимущество этой схемы по сравнению с классической заключается в том, что наличие центральной секундной стрелки позволяет владельцу часов более точно определять время по циферблату и создает известные удобства при наблюдениях за различными процессами. Однако схема имеет и некоторые недостатки, главным образом конструктивного и технологического порядка. В механизме требуется дополнительный мост 4 с накладкой для установки узла секундной стрелки. Это увеличивает высоту механизма на 1,2—1,5 мм. Кроме того, центральный триб имеет сквозное отверстие для прохода и работы секундного триба, что связано с дополнительной обработкой центрального триба. Ось секундного триба имеет длину значительно больше диаметра. Узел в целом усложняет сборку механизма и установку зазоров. Описанная схема применена в часах нормального калибра (К-2608).
Поиски новых решений, исключающих увеличение высоты механизма, привели к созданию схем, в которых применены дополнительные звенья и другие решения кинематических передач.
3. Усложненная схема передачи (рис., B), По этой схеме вращение от барабана 2 передается на триб 1, смещенный от центра механизма на периферию. Триб 1 выполняет функции центрального триба, совершая один оборот в час. Вращение с колеса триба передается на промежуточный триб 4. На оси триба 4 посажены два одинаковых промежуточных колеса 5 и 6 со втулками. Колесо 5 свободно вращается на оси триба и входит в постоянное зацепление с центральным секундным трибом 3 и с боковых секундным три-бом 7. Колесо 6 жестко посажено на оси триба и передает вращение на секундный триб 3. Последний передает через колесо 5 вращение на секундный триб 7 и секундное колесо передает вращение на ходовой (анкерный) триб.
На триб 1 посажен минутный триб. Его назначение — передать вращение на стрелочный механизм при переводе часовой и минутной стрелок. По данной схеме триб минутной стрелки 9 посажен на уступ платины, а на него посажено часовое колесо 8. Ось секундной стрелки вращается в отверстии платины.
По этой схеме дополнительными звеньями являются промежуточное колесо, узел минутного триба и узел секундного триба.
Преимущество схемы заключается в том, что удаление центрального триба на периферию дает возможность увеличить диаметры барабана и баланса, что весьма положительно сказывается на точностных параметрах часов. Механизм не имеет увеличения по высоте, нет центрального триба со сквозным отверстием. Схема применена в наручных плоских часах нормального калибра К-2209.
4. Разновидность усложненной схемы (рис., C). Отличие ее от предыдущей схемы в следующем. Смещенный триб 10 через окно в платине 9 выходит на циферблатную сторону и входит в зацепление с минутным колесом 8, расположенным в центре механизма. Колесо 8 фрикционно посажено на втулку 6, на которой жестко посажен минутный триб 7. Втулка 6 вращается на трубке 5, внутри которой проходит ось секундного триба 3. Вращение на смещенный триб 10 передается с барабана / через передаточный триб и колесо 2. Секундное колесо передает вращение на промежуточный триб 4 и далее на анкерное устройство.
В данной схеме удалось избежать применения высокого центрального триба со сквозным отверстием. Данная схема применена в наручных часах нормального калибра К-26.
Основная колёсная система передает через ход энергию регулятору, а также отсчитывает число его колебаний и передает движение на стрелочный механизм.
Колёсная система и стрелочный механизм передают движение от преобразователя на часовую, минутную и секундную стрелки.
Колёсная система состоит из зубчатых колес, входящих в зацепление с другими зубчатыми колесами — трибами, имеющими меньше 20 зубьев. Трибы обычно изготовляют как одно целое с осью. В состав колёсной системы механических часов входят центральное колесо с трибом, промежуточное колесо с трибом секундное колесо с трибом и триб анкерного колеса. При более сложной кинематической схеме в колёсную систему часов входят дополнительные или передаточные колёса. Вращение передается от колеса на триб, т. е. с повышением скорости вращения. В электронно-механических часах вращение передается от триба к колесу, т. е. с понижением скорости вращения от триба ротора через центральное колесо с трибом, промежуточное колесо с трибом, передаточное колесо с трибом и секундное колесо с трибом на стрелки.
В зависимости от конструкции часов и их кинематической схемы, наличия и расположения секунднои стрелки конструкция колёс и трибов может быть различной. Обычно колесо неподвижно соединено с соответствующим трибом. Для уменьшения потерь на трение в зацеплении и износа деталей колёса и трибы изготовляют из разных материалов: колёса из латуни ЛСбЗ-Зт с последующим золочением или никелированием, а трибы из стали А75 с последующей термообработкой и полированием. Работу основной колёсной системы можно представить, рассмотрев основные принципы передачи вращения.
Отношение частоты вращения дисков обратно пропорционально отношению диаметров. Эту величину обозначают через и и называют передаточным числом.
Вращение большого диска передается на малый диск за счет трения, возникающего между их соприкасающимися поверхностями. Такая передача называется фрикционной. Ее недостатком является непостоянство передаточного числа из-за возможного проскальзывания между дисками.
Постоянное передаточное число можно получить с помощью зубчатых колес. В зубчатой передаче зубья соприкасаются таким образом, что один зуб или несколько зубьев одногоколеса входят во впадины между зубьями другого колеса. Колесо, которое передает вращение, называется ведущим. Вращение ведущего колеса передается другому, находящемуся с ним в зацеплении, называемому ведомым.
Окружности, на базе которых происходит построение профиля зубьев пары колес, называются начальными или делительными. Их диаметр обозначается D и d .
Окружности, ограничивающие высоту зуба к, называются окружностями вершин зубьев или наружными окружностями. Их диаметр обозначается D а и d а..
Окружности, ограничивающие глубину впадины зубьев, называются окружностями впадин или внутренними окружностями. Их диаметр обозначается D f и d f.
Прямая, проведенная между центрами 01 и 02 двух находящихся в зацеплении колес, называется межосевой линией, а расстояние между центрами — межосевым расстоянием и обозначается буквой аа.
Часть зуба, расположенная между окружностью выступов и начальной окружностью, называется головкой зуба h 1.
Часть зуба, расположенная между начальной окружностью и окружностью впадин, называется ножкой зуба h 2.
Толщиной зуба s t называется длина дуги по начальной окружности между боковыми сторонами одного и того же зуба. Иногда толщину зуба считают не по дуге, а по стягивающей ее хорде.
Шириной впадины e t называется расстояние, измеренное по начальной окружности между сторонами двух соседних зубьев. У колеса ширина впадины равна толщине зуба, у триба — ширина впадины больше, чем толщина зуба.
Шагом зацепления р называется длина дуги, измеренная по начальной окружности между одноимёнными сторонами двух смежных зубьев. Шаг включает в себя толщину зуба и ширину впадины. Разность ширины впадины колеса и толщины зуба триба, находящихся в зацеплении, измеренная по начальной окружности, называется боковым зазором (/ t).
Зазор между головкой зуба колеса и дном впадины триба, находящихся в зацеплении, считая по линии центра, называется радиальным зазором с.
Глубина, на которую зубья триба входят во впадину колеса или зубья колеса во впадину триба по линии центров, называется глубиной зацепления. Нормальным будет зацепление, при котором ведущее колесо соприкасается с ведомым по начальной окружности, т. е. начальные окружности касаются.. Если при работе зубчатых колес их начальные окружности пересекаются,зацепление называется глубоким. Если при работе зубчатой пары начальные окружности не касаются друг друга,зацепление называется мелким.
Число шагов колеса или триба равно числу зубьев. Так как шаг откладывается по начальной окружности, то длина шага равна длине начальной окружности колеса или триба, делённой на число зубьев триба или колеса р=пиD/z, где р — шаг зацепления, мм; D —диаметр начальной окружности, мм; z — число зубьев.
При расчёте зубчатых передач пользуются понятием модуль зацепления. Модулем зацепления называется число, полученное от деления шага зацепления р на величину «пи» (3,14). Обозначается модуль буквой т и определяется по формуле т=р/л или т=D/z. Модуль зацепления выражается в миллиметрах.
| |||||||||||||||||||||||||||