Женева механизмі – үздіксіз айналуды үзіліссіз қозғалысқа айналдыратын тетік. Сағаттарда, механикалық жүктемелерде қолданылады. Құрылысы, қағидасы туралы біліңіз.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Женевалық жетегі немесе Женевалық механизм – үздіксіз айналу қозғалысын үзілісті айналу қозғалысына түрлендіретін тісті механизм. Айналдыратын дөңгелек әдетте екінші дөңгелектің (бір қадаммен жылжитатын дөңгелек) ойығына енетін тігізгішпен жабдықталған. Сондай-ақ, айналдыратын дөңгелектің қадамдар арасында "тоқтататын" көтерілген дөңгелек тәрізді бұғаттау дискісі бар.
Gear mechanism
The Geneva drive or Geneva mechanism is a gear mechanism that translates a continuous rotation movement into intermittent rotary motion. The rotating drive wheel is usually equipped with a pin that reaches into a slot located in the other wheel (driven wheel that advances it by one step at a time. The drive wheel also has an elevated circular blocking disc that "locks" the rotating driven wheel in position between steps.
Тарих
Geneva drive атауының шығу тегі осы құрылғының алғаш рет механикалық сағаттарда қолданылуымен байланысты, ал олар Женева қаласында кең таралған. Механизмнің механикалық сағаттарда жиі қолданылуының себебі – оны кішкентай өлшемде жасау мүмкіндігі және механикалық күштерге төтеп беру қабілеті. Айналмалы дөңгелектің төрт спицасы болған кездегі сыртқы көрінісіне байланысты Geneva drive "Мальта кресі механизмі" деп те аталады. Geneva drive-дың ең көп таралған түрінде басқарылатын дөңгелектің төрт ойығы болады, соның арқасында механизм әрбір толық айналымда (әр қадамы 90 градусқа тең) бір қадамға жылжиды. Егер басқарылатын дөңгелектің n ойығы болса, ол винт дөңгелегінің бір толық айналымында 360°/n градусқа жылжиды. Практикалық Geneva drive-дағы ойықтардың ең аз саны – 3, ал 18-ден астам ойықтары бар механизмдер сирек кездеседі. Механизмнің жақсы майлануын қамтамасыз ету үшін, оны көбінесе майға толы капсулаға орналастырады.
The name, Geneva drive, is derived from the device's earliest application in mechanical watches, which were popularized in Geneva. The mechanism is frequently used in mechanical watches, since it can be made on a small scale and is able to withstand substantial mechanical stress. The Geneva drive is also called a "Maltese cross mechanism" due to the visual resemblance when the rotating wheel has four spokes. In the most common arrangement of the Geneva drive, the client wheel has four slots and thus advances the drive by one step at a time (each step being 90 degrees) for each full rotation of the master wheel. If the steered wheel has n slots, it advances by 360°/n per full rotation of the propeller wheel. The minimum number of slots in a practical Geneva drive is 3; it is rare to find a mechanism with more than 18 slots. Because the mechanism needs to be well lubricated, it is often enclosed in an oil capsule.
Пайдалану және қолдану
Женева дискісінің бір қолданылуы кинопроекторлар мен кинокамераларда, онда фильм экспозициялық терезе арқылы тартылады, үзіліспен тоқталып-қозғалады. Фильм кадрдан кадрға жылжып, әрбір кадр кадр циклының бір бөлігінде (әдетте секундына 24 цикл) линзаның алдында тоқтатылады, ал циклдің қалған бөлігінде жылдамданып, жылжиды және баяулайды. Осы үзілісті қозғалысты Женева дискісі іске асырады, ол өз кезегінде фильмдегі тістік тесіктерін ұстап алатын тырнақты қозғалтады. Женева дискісі сонымен қатар дәл қайталанатын тоқтау орнын қамтамасыз етеді, бұл келесі кадрлардағы бейсіздікті азайту үшін маңызды. (Қазіргі заманғы кинопроекторлар электронды басқарылатын индекстеу механизмін немесе фильмді жылдам орауға мүмкіндік беретін қадамдық қозғалтқышты да пайдалана алады.) Женева дискісінің кинопроекторлардағы алғашқы қолданылуы 1896 жылға дейін барып жетеді, Оскар Месстер мен Макс Гливтің проекторлары және Роберт Уильям Полдың «Театрографы» осымен байланысты. Алдыңғы проекторлар, соның ішінде Томас Арматтың проекторы, Эдисонның «Витаскоп» ретінде сатқан проекторы, фильмді үзіліспен тасымалдау үшін 1893 жылы Жорж Деменінің ойлап тапқан «соққы механизмін» қолданған.
One application of the Geneva drive is in film movie projectors and movie cameras, where the film is pulled through an exposure gate with periodic starts and stops. The film advances frame by frame, each frame standing still in front of the lens for a portion of the frame cycle (typically at a rate of 24 cycles per second), and rapidly accelerating, advancing, and decelerating during the rest of the cycle. This intermittent motion is implemented by a Geneva drive, which in turn actuates a claw that engages sprocket holes in the film. The Geneva drive also provides a precisely repeatable stopped position, which is critical to minimizing jitter in the successive images. (Modern film projectors may also use an electronically controlled indexing mechanism or stepper motor, which allows for fast forwarding the film.) The first uses of the Geneva drive in film projectors date to 1896, with the projectors of Oskar Messter and Max Gliewe and the Teatrograph of Robert William Paul. Previous projectors, including Thomas Armat's projector, marketed by Edison as the Vitascope, had used a "beater mechanism", invented by Georges Demenÿ in 1893, to achieve intermittent film transport.
Ішкі нұсқасы
Женеваның ішкі жетегі – бұл конструкцияның бір түрі. Ішкі жетектің жетек дөңгелегінің осі тек бір жағынан тіреуге ие болуы мүмкін. Жетек дөңгелегінің бір қадамдық айналуын жасау үшін айналуға тиіс бұрыш сыртқы Женева жетегінде әрқашан 180°-тан кіші, ал ішкі жетегінде 180°-тан үлкен болады, сондықтан ауысу уақыты жететін дөңгелек тоқтаған уақыттан ұзақ болады. Сыртқы түрі көбірек қолданылады, себебі оны кішкентайрақ жасауға болады және жоғары механикалық жүктемелерге төтеп бере алады.
An internal Geneva drive is a variant on the design. The axis of the drive wheel of the internal drive can have a bearing only on one side. The angle by which the drive wheel has to rotate to effect one step rotation of the driven wheel is always smaller than 180° in an external Geneva drive and always greater than 180° in an internal one, where the switch time is therefore greater than the time the driven wheel stands still. The external form is the more common, as it can be built smaller and can withstand higher mechanical stresses.
Сфералық нұсқасы
Тағы бір нұсқасы - шар тәрізді Женева механизмі.
Another variant is the spherical Geneva drive.
Кинематика
Суретте сыртқы төрт ұялы Женева механизмінің қозғалыс қисықтары кездейсоқ бірліктермен көрсетілген. Қозғалтқыш тігізігі қозғалтқыш штырі ұяға кіргенде және шыққанда үзіліске ұшырайды, бұл қатты тіреу беттері жанасқан немесе ажыратылған сәтте болады. Бұл "шексіз" серпіліс шыңына (Дирак шыңына) және, демек, дірілге әкеледі.
The figure shows the motion curves for an external four slot Geneva drive, in arbitrary units. A discontinuity appears in the acceleration when the drive pin enters and leaves the slot, occurring at the instant the rigid bearing surfaces make contact or separate. This generates an "infinite" peak of jerk (Dirac peak), and therefore vibrations.