Задача следующая:
Создать механизм, который будет с каждым оборотом диска поворачивать его вокруг одного из радиальных направлений, более понятно будет из картинок
устройство должно быть механическим, управляться 1 двигателем, т.е. двигатель вращает диск и он же поворачивает его.
Диск вращается с частотой 10000 об/мин.
Цитата: SvetD от 10.11.14, 12:26:25
с каждым оборотом диска поворачивать его вокруг одного из радиальных направлений
Без разницы каким?
Т.е. вам нужен механизм с двумя осями вращения? в Артоболевском смотрели?
Не понятно.
То-ли надо, чтобы диск вращался и обеспечить [круговое?] движение вектора [вращательной] скорости.
То-ли у вас как-то "возник" [в конструкции] вращающийся диск, и вам надо с того-же мотора (который вращает диск) обеспечить ещё и вращение "лафета".
Где "процесс" - внутри диска или в 5 км (куда навели ось [то-ли край] диска ?).
Или по-проще спрошу. Чем не устраиваетy насадить диск на ствол танковой пушки и вращать башню ?
так понятнее??
нужен механизм вытворяющий подобное, причём с одного вала.
оси вращения жестко зафиксированы.
https://cloud.mail.ru/public/3bf701843b09/Unity%202014-11-10%2015-02-23-24.rar
Что вообще-то нужно:
за Вас всё сделать (min) или подсказка-идейка какая-либо (max)?
Делать не обязательно, объясните принцип работы, как это реализовать?
Можно так вращать, правда со скоростью не более 1об/ в сутки. Одну из осей нужно правильно сориентировать относительно оси вращения земли. От этого будет зависеть скорость поворота диска (по аналогии с маятником).
скорость вращения диска около 10 000 об/мин, "количество скачков" диска (поворот вокруг диаметральной оси) около 20, примерно по 20 градусов
Почётче с формулировками. Не диаметральная ось, а ось, перпендикулярная оси вращени диска.
А с какой скоростью "скачки" по 20°? Диск не разрушится ? (Какие масштабы ?)
по 20 градусов , размеры не большие, диаметр диска около 100 мм
Dometer, нет не каких идей как должен быть устроен подобный механизм????
Два шпинделя. Один тихоходный, горизонтальный [на видео вроде вокруг горизонтальной ОСИ поворачивается], и НА НЁМ быстроходный шпиндель для диска (перпендикулярно оси тихоходного).
Ну а дальше не понятны предпочтения-назначения. Если от электросети должно работать - то надо как-то мотор ставить на неподвижной части (чтобы не устраивать вращающиеся токоподводы).
А прерывистое движение - это отдельный вопрос. Прервать можно по разному. Чисто механически можно на мальтийском механизме сделать, но он обеспечивает (по времени) 75% выстоя и 25% движения (можно другие соотношения, но уже некрасиво получится). А можно поставить тормоз и пружину (но придётся додумывать как включать/выключать тормоз).
Цитата: SvetD от 10.11.14, 12:26:25
... механизм, который будет с каждым оборотом диска поворачивать его вокруг одного из радиальных направлений...Диск вращается с частотой 10000 об/мин.
Ужъ не с каждым оборотом из 10000 rpm вы мечтаете на ~20° поворачивать ? Получится, что скорость "перпендикулярного" вращения составит 10000/18=556 rpm. (Это в "среднем", а с учётом быстроты "скачков" намечается скорость "в скачке" порядка 5000 rpm !). Вы нагрузки на подшипники и необходимые моменты оценивали ?
Цитата: Dometer от 11.11.14, 16:07:25
А прерывистое движение - это отдельный вопрос. Прервать можно по разному. Чисто механически можно на мальтийском механизме сделать, но он обеспечивает (по времени) 75% выстоя и 25% движения (можно другие соотношения, но уже некрасиво получится). А можно поставить тормоз и пружину (но придётся додумывать как включать/выключать тормоз).
в идеале двигатель и должен быть на неподвижной части, хотя не обязательно, возможно его и на тихоходной оси расположить и щетки, двигатель будет постоянного тока
мальтийский механизм мне нравиться больше, чем непонятные тормоза и пружины, при износе которых неизбежны проскальзования,а нужно точная синхронизация
Цитата: Dometer от 11.11.14, 16:14:22
Ужъ не с каждым оборотом из 10000 rpm вы мечтаете на ~20° поворачивать ? Получится, что скорость "перпендикулярного" вращения составит 10000/18=556 rpm. (Это в "среднем", а с учётом быстроты "скачков" намечается скорость "в скачке" порядка 5000 rpm !). Вы нагрузки на подшипники и необходимые моменты оценивали ?
10 000 это я конечно замахнулся, скажем так, человек не должен видеть диска, причём не вращение самого диска, не его скачки, но можно больше, детали будут лёгкие, скорее всего пластиковые, поэтому гироскопические явления будут не значительные
Цитата: SvetD от 11.11.14, 16:33:00
10 000 это я конечно замахнулся, скажем так, человек не должен видеть диска, причём ни вращение самого диска, ни его скачки, но можно больше...
В лентопротяжных механизмах кинопроектора, чтобы человек не видел плёнку в момент движения всё-таки отключают (перекрывают) свет, а не пытаются скакнуть мгновенно.
Цитата: SvetD от 11.11.14, 16:33:00
... детали будут лёгкие, скорее всего пластиковые, поэтому гироскопические явления будут не значительные
Это надо доказать (рассчитать).
При остановленной красной шестерне, если вращать жёлтую деталь, вроде за один оборот диск должен повернуться на угол. Будет работать?
Цитата: Dometer от 11.11.14, 17:02:56
В лентопротяжных механизмах кинопроектора, чтобы человек не видел плёнку в момент движения всё-таки отключают (перекрывают) свет, а не пытаются скакнуть мгновенно.
так у меня так и будет,диск будет светиться лишь в нужные моменты
теперь касаемо оборотов,диску достаточно вращаться со скоростью 12 об/с и скачки совершать с той же скоростью,следовательно частота вращения 144об/с, т.е. 8640 об/мин
Цитата: Николай от 12.11.14, 08:27:01
При остановленной красной шестерне, если вращать жёлтую деталь, вроде за один оборот диск должен повернуться на угол. Будет работать?
не совсем понятно как это должно работать, я о чём то подобном думал, только более простом, выступ на диске, цепляющий с каждым оборотом шестерню, если вы это имели ввиду, то при этом получается тихоходное вращение не вокруг оси проходящей через диск, а мне нужно что бы оси пересекались в центре диска, "быстрая" перпендикулярна плоскости диска, "медленная" лежит в плоскости диска
я тут поразмышлял и изобрёл такое устройство, осталось его еще немного доработать, а именно сделать что бы при вращении вертикального вала вращалась и вилка, но не простым редуктором, а прерывисто, например так: вал совершает поворот в 170°, затем 10° вал и вилка вращаются вместе, далее вилка останавливается, а вал продолжает вращаться
Вот для дальнейших размышлений.
Редактирую: внутреннего пишется с двумя " н". :)
Николай, а кроме мальтийского механизма не каких идей??
Так как непонятно назначение механизма, то и непонятно, где границы полёта фантазии.:)
Можно вообще всё сделать на двух шаговых двигателях и управлять ими по вашему циклу.
можно и на шаговых двигателях, но нужно как то ими тогда управлять, следовательно нужны токосъёмные контакты, что не есть хорошо, потому как это вёдет к дополнительным фильтрам и усложнению механизма, с механикой же намного проще и есть точная уверенность что повороты будут именно на то количество градусов, что и задумывалось,но мальтийский механизм мне не нравится из-за большого количества трения скольжения, что снижает ресурс, а уменьшение трения,опять же дополнительные придумки
А где в маьтийском механизме трение скольжения ? На конце водила ролик ставится и всё
Если делать на механике, то альтернативы (для заданных скоростей) мальтийскому нет.
По схеме Николая.
1. Мальтийский механизм с внутренним зацеплением ПЛОХО подходит. У него отношение хода к выстою примерно 1/3. А желательно - наоборот - 3/1.
2. Топик-стартер как-то неаккуратно изложил "тз" (диск 12 об/сек или всё-таки 120 об/сек). Но, как всё-таки можно понять, скачёк должен совершаться с каждым оборотом диска. И на заданный угол - 20°. Поэтому нужны какие-то шестерёнки после креста - для преобразования 90° в 20°.
3. Привод диска отъ установленного в неподвижной части мотора сулит некоторе осложнение движения диска (которое надо хотя-бы обсчитать (и, может быть признать (при каких-то параметрах) приемлемым).
Если остановить двигатель , снять крест, и "вручную" повернуть вертлюг, то диск, будучи соединённым шестернями с [остановленным] двигателем то же повернётся. То есть при повороте-"скачке" происходит доворачивание диска на некоторый угол. Если редукция оборотов с вала мотора на диск будет большой, то чувствительность к повороту вертлюга будет небольшой. Но при заданные 120 об/с - уже большая скорость - даже для мотора, и на большую редукцию оборотов рассчитывать нельзя.
Даже если скачки вращения самого диска [окажутся] приемлемыми по кинематике, они могут оказаться неприемлемыми по динамике (потребует дикого умоществления мотора).
Цитата: Dometer от 13.11.14, 11:10:48
А где в маьтийском механизме трение скольжения ? На конце водила ролик ставится и всё
Если делать на механике, то альтернативы (для заданных скоростей) мальтийскому нет.
незнаю где вы увидели 120 об/с ,
характеристики такие:
обороты диска - 12об/с
обороты вилки - 12 об/с
диск вращается непрерывно, вилка шагами по 20°
трение в мальтийском механизме не в момент поврота, когда водило в сцеплении с крестом, а в тот момент когда вилка не вращается и гироскопические силы будут сжимать мальтийский механизм воти трение скольжения
Цитата: SvetD от 13.11.14, 11:40:32
незнаю где вы увидели 120 об/с
Цитата: SvetD от 12.11.14, 08:29:53
так у меня так и будет,диск будет светиться лишь в нужные моменты
теперь касаемо оборотов,диску достаточно вращаться со скоростью 12 об/с и скачки совершать с той же скоростью,следовательно частота вращения 144об/с, т.е. 8640 об/мин
Цитата: SvetD от 13.11.14, 11:40:32
трение в мальтийском механизме не в момент поворота, когда водило в сцеплении с крестом, а в тот момент когда вилка не вращается и гироскопические силы будут сжимать мальтийский механизм воти трение скольжения
Когда вилка не вращается, и сил гироскопических нет (разве-что отъ вращения Земли).
Да, и что подразумевается под 12 об/с для вилки ? Это средняя скорость вращения (оброты)? средняя скорость при "скачке "? пиковая скорость при "скачке" ?
Если следовать первоначальной формулировке - "поворот вилки на 20° с каждым оборотом диска", то вилка (в серднем) должна вращаться в 18 раз медленнее диска - 0.67 об/с. Если средняя скорость при "скачке", то [для 4-х плечево креста] 2.7 об/с. Пиковая скорость, составит
6.44 об/сек. (Но в последних случаях уместннее другие единицы измерения - радианы в секунды)
Вот и на двух двигателях. Один из них, поворачивающий платформу- шаговик. Токосёмники не требуются.
Как правильно заметил Dometer, на вращение диска будет накладываться "доворот" платформы. В этот момент можно замедлять или ускорять вращение привода диска. Электроника позволит.
Добавляю: а если ЭД будет на батарейках- всё упростится! (Второй рисунок).
И никакого складывани движений. :)
А для упрощения просто диск повесить на вал.
Всё думаю: неужели это механизм наведения лазера для сбивания китайских спутников?!
Тогда серьёзнеее надо... :o
Цитата: Dometer от 13.11.14, 11:53:38
Когда вилка не вращается, и сил гироскопических нет (разве-что отъ вращения Земли).
как нет гироскопических сил?? при вращении вилки с вращающимся диском диск является гироскопом,а при попытке изменить ось вращения гироскопа неминуемо будут возникать гироскопические силы, стремящиеся вернуть гироскоп на место, а так как диск и все остальные детали далеко неидеальные тела, то и силы будут действовать какое-то время, пока не стабилизируются процессы, вот в это время, и будет возникать "огромная" сила трения
Цитата: Николай от 13.11.14, 11:56:13
Вот и на двух двигателях...
я же стремлюсь максимально упростить устройство,а не усложнить его
Цитата: SvetD от 13.11.14, 12:04:53
как нет гироскопических сил?? при вращении вилки с вращающимся диском диск является гироскопом,а при попытке изменить ось вращения гироскопа неминуемо будут возникать гироскопические силы, стремящиеся вернуть гироскоп на место...
Гироскопические силы не пытаются "вернуть диск на место". [Если система жёсткая] они грузят нещасные подшипники.
Если смущают, что крест удерживает механизм отъ всячексих колебаний, то можно дополнить простейшим фиксатором типа "шарик- в лунку" или магнитным. Тогда и фиксирующий сектор на водиле не нужен.
По раскладке скоростой/оборотов нет пояснения !
Цитата: SvetD от 13.11.14, 12:06:39
я же стремлюсь максимально упростить устройство,а не усложнить его
Механизм будет простой как [механические] швейцарские часы.
Если устройство не для работы 24/24, то можно мотор диска запитывать отъ аккумулятора. При хороших подшипниках при равномерном вращении там большой мощности не надо. А можно передавать энергию через индукцию (Всяко проще будет, чем шестерёнки. К тому же без "фокусов" с доворотом от поворота вилки).
Цитата: Dometer от 13.11.14, 12:19:12
Гироскопические силы не пытаются "вернуть диск на место". [Если система жёсткая] они грузят нещасные подшипники.
Если смущают, что крест удерживает механизм отъ всячексих колебаний, то можно дополнить простейшим фиксатором типа "шарик- в лунку" или магнитным. Тогда и фиксирующий сектор на водиле не нужен.
Если устройство не для работы 24/24, то можно мотор диска запитывать отъ аккумулятора. При хороших подшипниках при равномерном вращении там большой мощности не надо. А можно передавать энергию через индукцию (Всяко проще будет, чем шестерёнки. К тому же без "фокусов" с доворотом от поворота вилки).
они именно пытаются веруть диск на место, а подшипники этого не дают, в следствии и нагрузка на них появляется
профиксатор заинтересовало, изобразите хоть примерно что вы имеете ввиду
а что такое режим 24/24 я честно сказать незнаю, не затруднит объяснить??
передача энергии через индукцию, хорошо, если не требуется какой то жёсткой привязки к оборотам, а иначе "фокусов" будет намного больше
24 часа из 24 часов в сутки. Если устройство включаетс эпизодически, то нет проблем отъ аккумулятора питать (и заряжать его во время парковки).
При больших оборотах (и наличии подстройки по обратной связи) "фокусов" быть не должно. Ведь в телевизорах нет шестерёнок, а кадр каким-то образом неподвижен, хоть этим кадрам более естественно ползти по экрану вверх или вниз (не имевших дело с ламповыми черно-белыми советскими телевизорами не понять !).
А фиксатор типа такого.
не буду с вами спорить, мне нужна чистая механика, устройство будет работать в режиме 24/7 (24 часа в сутки/ 7 дней в неделю), т.е. непрерывно, питание от стационарной сети, как пользоваться фиксатором непонятно, обьясните
При некотором усилии пружина уже не способна удерживать шарик в лунке и шарик уходит из лунки и вал расфиксируется и может поворачиваться без больших усилий. После заскаивания в очередную (или в ту же очередной раз) лунку шарик фиксирует вал (при условии что усилия не превосходят некоторого предела).
Но при 24/7, пожалуй, сотрут такой фиксатор за три дня. Лучше в качестве фиксаторов установить магниты (с зазором).
Цитата: Dometer от 13.11.14, 13:08:23
Но при 24/7, пожалуй, сотрут такой фиксатор за три дня. Лучше в качестве фиксаторов установить магниты (с зазором).
ладно, прототип буду делать наверно классическим вариантом, а дальше будет видно
ещё остается множество нерешенных вопросов,которые потребуют помощи.
Цитата: Dometer от 13.11.14, 13:08:23
...... Лучше в качестве фиксаторов установить магниты (с зазором).
Может проще часовой анкер?
А схему привода "укоротить" примерно где-то так
Цитата: Goran от 13.11.14, 16:20:13
Может проще часовой анкер?
А схему привода "укоротить" примерно где-то так
для часового анкера не великоваты ли обороты?? и я почему то не вижу его на картинке я вообще там не вижу механизма, который бы фиксировал положение вилки в тот момент, когда она не должна поворачиваться
кстати вопрос как рассчитать гироскопические силы действующие на подшипники оси диска в момент изменения плоскости вращения
Чстный случай часового анкера- двойной храповик? Он стопорит ведомое звено при обратном ходе качалки.
Цитата: Николай от 13.11.14, 16:45:15
Чстный случай часового анкера- двойной храповик? Он стопорит ведомое звено при обратном ходе качалки.
можно подробнее, с картинками
у него же вероятно люфт сумашедший, да и изготовить его сложнее
Цитата: SvetD от 13.11.14, 16:38:59
кстати вопрос как рассчитать гироскопические силы действующие на подшипники оси диска в момент изменения плоскости вращения
Перемножить скорость вращения диска на скорость поворота вилки на [инерционный] момент инерции (который соответсвует оси вращения диска). Но это только гироскопические силы. Но и ускорения "20° скачка" довольно энергично и добавляет (векторно !) момент равный угловому ускорению на инерциальный момент инерции диска [другой, не в оси, а в плоскости диска].
А вот и храповик. Одна собачка, силовая- на качалке, другая, стопорная- на корпусе. Анурьев, т2 стр 783
Такого рода храповые комплеты используют для преобразования движения гидро/пневмо-цилиндра в прерывистое вращение. Для рассматрваемой проблемы привод - мотор, и очень важно обеспечить плавный набор скорости и плавную остановку при каждом "скачке". Это можно осуществить кривошипно-шатунным либо кулисным механизмом. Но ещё желательно, чтобы время выстоя заметно превосходило время "скачка". Таким свойством обладает только кулисный механизм.
Но мальтийский механизм - это и есть разновидность кулисного (механизм с вращающейся кулисой).
Но товарищ упорно не хочет мальтийского креста... А храповик, конечно же, будет двигать кулиса с присущей ей плавностью. Кстати, ведомая деталь от м.креста будет двигаться хоть и прерывисто, но вход и выход пальца из паза будет происходить по касательной, т.е. с плавным набором скорости.Так что, надо думать, механим от сотрясений не развалится -)
я тут поразмыслил и пришёл к выводу, что можно избавиться от прерывистого движения, если рамка будет двигаться одновременно с диском, то каждая конкретная точка диска всё равно будет описывать окружность,в итоге получилось вот что, но почему то я не могу всё это заставить вращаться в сапр
Так она и в "железе" не понятно-как вращаться будет. То-ли диск раскрутится, а рамка - стоп, то ли диск встанет, а рамку раскрутит, то ли какие-то вариацие этих движений в зависимоти от мух, пылинок и солнечных зайчиков.
От первой шестерни надо сделать привод вращения "самой рамки" - то ли сделать первую шестерню шире и через паразитку соединиться с зубчатым колесом на рамке (т.е. расширить одну шестерню и добавить две). Либо добавить на входной вал ещё шестерню и от неё уже дальше - как в первом варианте.
То есть надо на вращение рамки сделать отдельную зубчатую передачу.
Второй вариант (если делать вторую шестерню на входном валу с другим количеством зубьев) гибче. Для первого варианта напрашивается [реплённое к рамке] зубчатое колесо внутреннего зацепления.
А у вас и на конической передаче циклоидальное зацепление ?
а по вашему мнению зачем там три шестерни???
двигатель будет вращать среднюю шестерню, а она в сою очередь будет вращать диск и шестерню соединённую с рамкой, при этом рамка будет поворачиваться, а с ней заодно и диск
на вид шестерней не обращайте внимание, я их пока просто для вида нарисовал, без расчётов
По моему мнению, надо представлять однозначно-читаемые кинематические схемы.
Если вы мотор ставите на "среднюю" шестерню, то вы мотор ставите на [вращающуюся] рамку !
Могу порекомендовать такой варинт (с тем же (или на 1 меньше), что у вас количеством шетерёнок):
1. Рамку жёстко вращать от вала (на котором насажена [на вашей картинке] рамка).
2. Первую шестерню жёстко соединить с "базой" [от рамки отсоединить - просто соосная]
3. Вторая (средняя) шестерня остается на месте. Но её можно выкинуть - сцеплять третью (которая на одном валу с коничкой) к первой шестерне.
Выкидывать или оставлять "среднюю" шестерёнку - зависет от ваших требованиях к кинематике (вы их излагали, но там мною были замечены несоответсвия). С точки зрения удешеаления конструкции желательно коническую пару сделать на идентичных шестернях. Ещё вариант [если не будет хватать оборотов диска] - сделать первую ["базовую соосную"] шестерню внутреннего зацепления.
Вам правильно указал Dometer, что вы спроектировали дифференциал.Если рукой взяться за рамку- будет ввращаться диск. Затормозим диск- завращается рамка. Отпустим всё- всё будет вращатся пропорционально коэфф.трения и передаточному числу в звеньях, то есть не связано жёсткой пропорцией между собой.
Цитата: SvetD от 19.11.14, 10:39:32
...... я не могу всё это заставить вращаться в сапр
Я попробовал в Компасе сделать, кривовато конечно, но все крутится. Если есть интерес, принесу с работы и выложу.
Цитата: Goran от 19.11.14, 18:47:49
Я попробовал в Компасе сделать, кривовато конечно, но все крутится. Если есть интерес, принесу с работы и выложу.
я пробовал в солидворксе делать, всё крутиться, до момента связи с центральной шестернёй