ГЛАВА III ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ ЧАСОВЫХ МЕХАНИЗМОВ (1957 год)

ГЛАВА III ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ ЧАСОВЫХ МЕХАНИЗМОВ (1957 год) - часть 1

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ И СХЕМА ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ ЧАСОВОГО МЕХАНИЗМА

Зубчатой передачей в часах называется система зубчатых колес, связывающая двигатель, узел спускового колеса и стрелочный меха-
низм, и служащая также совместно со спуском и стрелочным механизмом для счета колебаний колебательной системы в установленных единицах времени. Наглядное представление о схеме зубчатой передачи дает кинематическая схема часов «Заря» (фиг. 20).

В зависимости от типа часового механизма зубчатая передача может состоять из нескольких узлов. В карманных и наручных часах, например, в зубчатую передачу обычно входят следующие узлы:

1) узел центрального колеса с трибом центральным;

2) узел промежуточного колеса с трибом промежуточным;

3) узел секундного колеса с трибом секундным;

4) узел спускового (анкерного) колеса с трибом анкерным;

5) минутный триб;

6) узел вексельного колеса с вексельным трибом;

7) узел часового колеса.

Последние три узла зубчатой передачи относятся к стрелочному механизму. Во время каждого полуколебания спускового регулятора

все колеса зубчатой передачи поворачиваются на определенные углы и вновь останавливаются. Если проанализировать работу зубчатом передачи карманных часов «Молния», то оказывается, что колеса зубчатой передачи за сутки находятся в движении 1 час 13,8 мин. и остаются неподвижны 22 часа 46,2 мин. Следовательно, за один период колебания баланса детали спуска и зубчатой передачи находятся в движении всего 0,0159 сек., и за этот короткий промежуток времени заводная пружина должна передать свою энергию спусковому устройству. Отсюда следует, что к качеству зубчатой передачи часов должны быть предъявлены высокие требования.

Фиг. 20. Кинематическая схема часов «Заря».

2. ЭЛЕМЕНТЫ КОЛЕС И ТРИБОВ. МОДУЛЬ ЗАЦЕПЛЕНИЯ

Представим себе два диска, закрепленных на параллельных осях и касающихся друг друга (фиг. 21). Если вращать один из дисков, то благодаря наличию трения 2-й диск тоже начнет вращаться. Если подсчитать числа оборотов обоих дисков за любой отрезок времени, то увидим, что числа их оборотов находятся в обратной зависимости от длин их окружностей. Поясним это примером [46].

Если длина окружности одного диска равна 80 мм, а другого 20 мм, то диск с длиной окружности в 20 мм будет вращаться в 4 раза быстрее первого диска. Число, показывающее, во сколько раз ведомый диск вращается быстрее ведущего (в данном случае 4), называется передаточным числом и обозначается буквой i*.

*Такое определение передаточного числа применяется в часовой промышленности для зубчатых передач часовых механизмов.

Фиг. 21. Схема передачи движения между двумя параллельными осями.

Как видим, передаточное число можно определить путем деления длины окружности ведущего диска на длину окружности ведомого. Легко заметить, что если окружности обоих дисков разделить на целое число равных частей и построить зубья, то на большем диске их получится во столько раз больше, во сколько раз длина его окружности больше длины окружности меньшего диска. Отсюда понятно, что для определения передаточных чисел можно пользоваться не только длинами окружностей, на базе которых строятся зубья трибов и колес, но и непосредственно делением числа зубьев ведущего диска на число зубьев ведомого. Колеса с числом зубьев меньше 20 принято называть трибами, они изготовляются обычно за одно целое с осью. Окружности, на базе которых строятся зубья, носят название начальных окружностей соответственно колеса и триба, а их диаметры называются диаметрами начальных окружностей.

Рассмотрим схему зубчатого зацепления, изображенную на фиг. 22. Понятие о начальной окружности 1 было дано выше. Промежутки

Модуль указывает, сколько миллиметров диаметра приходится на один зуб колеса или триба.

3. ПЕРЕДАТОЧНЫЕ ЧИСЛА

Два зубчатых колеса или колесо и триб, находящиеся в непосредственном зацеплении друг с другом, называются зубчатой парой. Необходимо различать ведущие и ведомые зубчатые колеса или трибы. Например, в зубчатой передаче карманных или наручных часов (фиг. 20) барабан, получающий свое движение непосредственно от заводной пружины, является ведущим, а центральный триб, вращаемый зубьями барабана, является ведомым. Точно так же центральное колесо, скрепленное с центральным трибом, вращает своими зубьями промежуточный триб, являющийся ведомым, и т. п. В зубчатой передаче от заводного барабана к спусковому (анкерному) колесу барабан и все колеса являются ведущими, а все трибы ведомыми [46].

Число зубьев ведущего колеса, поделенное на число зубьев ведомого, называется передаточным числом данной пары.

Рассмотрим случай, когда в зацеплении одновременно находятся две зубчатые пары, причем на ведомый триб первой пары наглухо насажено ведущее колесо 2-й пары (как, например, пары колесо центральное — триб промежуточный и колесо промежуточное — триб секундный в кинематической схеме фиг. 20). Допустим, что числа зубьев для первой пары будут: колесо — 80 зубьев и триб—

число от секундного колеса к узлу анкерного триба (фиг. 28) берется в зависимости от числа зубьев анкерного колеса и от числа колебаний баланса в минуту с таким расчетом, чтобы секундное колесо делало в минуту один оборот. Поясним сказанное примером.

Допустим, что баланс делает в минуту 150 полных колебаний. За одно полное колебание анкерное колесо поворачивается на один зуб, следовательно, за одну минуту оно повернется на 150 зубьев.

Фиг. 28 Анкерное колесо с трибом.

Так как обычно анкерное колесо имеет 15 зубьев, то он сделает за одну минуту 10 оборотов. За это же время, т. е. за одну минуту, секундное колесо делает всего лишь один оборот. Следовательно, передаточное число от секундного колеса к анкерному трибу должно равняться 10.

4. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ СИЛ В ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧЕ

Представление о характере преобразования сил в зубчатой передаче часов можно получить при непосредственном рассматривании механизмов часов, пущенных в ход .

Возьмем карманные часы: удалим из часов анкерную вилку. Придерживая анкерное колесо остро заточенной деревянной палочкой, заведем пружину до отказа. Освободим анкерное колесо и, тем самым, представим возможность заводной пружине раскручиваться. Наблюдая за вращением барабана и остальных колес, обратим внимание, что скорость вращения барабана будет наименьшей, центральное колесо будет вращаться быстрее барабана, и чем дальше от барабана расположены сцепляющиеся пары, тем вращение быстрее.

Вновь придержим анкерное колесо деревянной палочкой. Легко убедиться в том, что для удержания всей передачи от вращения достаточно к анкерному колесу приложить ничтожное усилие. Если препятствовать раскручиванию колесной системы, придерживая центральное колесо, то необходимо приложить значительное усилие, а если задерживать раскручивание, придерживая барабан, то необходимо еще большее усилие.

Если пренебречь трением в зубьях и подшипниках зубчатой передачи, то преобразование скоростей и сил в колесной системе

содержание .. 4 5 6 7 ..