Техника - молодёжи 1940-08-09, страница 62

Illlllllllllllllll

Прибор для быстрого получения кривых фотографическим методом. Пластинку освещается параллельным пучком света и совершает определенное движение. На листе светочувствительной бумаги, положенной под пластинку, получается изображение траекторий всех ее точек.

немецким ученым Бурместером. Применение этих методов позволяет построить механизм, одна из точек которого обязательно пройдет через пять точек, заданных в пространстве. Но это годится только для сравнительно простых кривых. Движение инструмента или рабочего органа автомата будет только приближенно отвечать нужному.

В более сложных случаях прибегают к другому способу. Задача решается математически, с помощью так называемого аналитического метода. Этот метод был предложен знаменитым русским! математиком академиком П. Л. Чебышевым. Он показал, что можно спроектировать такой механизм, одна из точек которого будет описывать траекторию, отличающуюся на некоторых участках ничтожно мало от заданной. Возьмем для примера так называемый направляющий механизм, который встречается во многих машинах. Он состоит из трех шарнирно связанных между собой рычагов. Два из них перекрещены наподобие латинской десятки. Нижние концы рычагов закреплены в неподвижных подшипниках таким? образом, что могут совершать качательное движение. При этом нижние концы рычагов неподвижны, а верхние очерчивают дуги кругов. Свободные концы двух рычагов шарнирно соединены третьим. В среднем положении весь механизм напоминает римскую десятку, верх которой соединен чертой. Предположим теперь, что один из «перекрещенных рычагов начнет отклоняться в ка-кую-либо сторону, например влево. Верхний конец его пойдет вниз. В то же время верхний конец другого рычага, двигаясь в ту же сторону, пойдет вверх. Рычаги потянут за собой соединяющую их пластинку, которая займет уже несколько наклонное положение. Тогда средняя точка этой пластинки переме

60

стится влево. Если проследить все положения средней точки, то на некотором отрезке они образуют прямую горизонтальную линию. Но это условие выполнимо только при строго определенном соотношении длин всех трех элементов ме^ ханизма.

Мы взяли простейший пример. И вот академик Чебышев дал метод, с помощью которого путем сложнейших математических вычислений можно почти всегда подобрать такое соотношение элементов рычажного механизма, при котором одна из точек какого-либо рычага будет вычерчивать заданную кривую.

Если внимательно разобраться в схеме тестомесильной машины, то можно заметить, что она напоминает механизм Чебышева. Здесь также сочетание трех рычагов. Один из них совершает качательное движение, другой — вращательное, а свободный конец третьего, соединительного, рычагу двигается как раз по необходимой траектории.

Однако метод Чебышева очень сложен, он требует длительных и подчас кропотливых математических вычислений.

В последние годы при постройке автоматов мы стали широко применять новый способ экспериментального подбора нужных механизмов. Вместо того чтобы в каждом отдельном случае вычислять и находить нужную кривую, соответствующую

заданной траектории рабочего

•

Схема механизма академика Чебышева. При движении механизма вправо центральная точка Е двигается по заданной прямой АБ.

£

органа автомата, заранее составляют специальный альбом кривых. В этом альбоме собрано большое количество схем различных механизмов. Рядом с каждым механизмом помещены кривые, которые описывают некоторые точки его при своем движении. Таким» образом, при проектировании автомата достаточно подобрать в альбоме кривую, более или менее соответствующую необходимой. Когда такая кривая найдена, в схеме разыскивают точку, которая описала эту кривую. В &той точке закрепляют рабочий инструмент, и исполнительный механизм автомата найден.

С помощью такого альбома быстро и легко находят то необходимое соотношение звеньев механизма, при котором рабочий орган автомата непременно пойдет по заданной траектории. Однако самой кропотливой и трудоемкой частью работы при создании таких альбомов оказалось составление кривых. Их находили только после длительных графических построений.

Применение фотографии значительно упростило эту трудоемкую работу. В Институте машиноведения Академии наук применяется новый, фотографический метод подбора кривых для каждого механизма. Этот метод очень интересен. Вместо расчетов и сложных чертежей здесь применен простой аппарат. Он представляет собой два рычага, как и в механизме Чебышева, но они соединены не тонкой планкой, а пластинкой, в которой сделано большое количество отверстий. Один из рычагов заставляют совершать колебательное или вращательное движение. Это движение передается всей системе. Под пластинку подклзды-вают светочувствительную бумагу и освещают весь прибор сверху пучком параллельных лучей. Тогда движение каждой точки пластинки отразится на бумаге в виде соответствующей кривой.

Теперь остается только найти на бумаге кривую, по форме соответствующую заданной, и соединить концы рычагов с точкой, которая описала эту кривую. Таким путем ^Ьолучают механизм, выполняющий "требуемое движение.

Здесь разобраны только два примера получения механизмов с заданным движением». Но существует множество и других способов, ведущих к решению задачи. Все они объединяются в тот раздел науки об автоматах, который называется синтезом механизмов.

Институты Академии наук плодотворно работают в этой сложнейшей области науки, где математика и механика теснейшим образом сплелись с практикой конструирования разнообразных автоматических машин и аппаратов.