Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Механизм передач
Gear mechanism
Женевский привод или Женевский механизм — это механизм передач, преобразующий непрерывное вращательное движение в прерывистое вращательное движение. Вращающееся ведущее колесо обычно оснащено пальцем, который входит в паз, расположенный во втором колесе (ведомом колесе, которое перемещает его на один шаг за раз). Ведущее колесо также имеет приподнятый круговой блокирующий диск, который фиксирует вращающееся ведомое колесо в положении между шагами.
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.
История
Название «Geneva drive» (женевский привод) происходит от его самого раннего применения в механических часах, которые получили распространение в Женеве. Механизм часто используется в механических часах, поскольку его можно изготавливать в небольших размерах и он способен выдерживать значительные механические нагрузки. Женевский привод также называют «мальтийским крестом» из-за визуального сходства, когда вращающееся колесо имеет четыре спицы. В наиболее распространенной конструкции женевского привода ведомое колесо имеет четыре паза, благодаря чему привод продвигается на один шаг за раз (каждый шаг составляет 90 градусов) при каждом полном обороте ведущего колеса. Если ведомое колесо имеет n пазов, то оно продвигается на 360°/n за каждый полный оборот ведущего колеса. Минимальное практическое количество пазов в женевском приводе – 3; механизмы с более чем 18 пазами встречаются редко. Поскольку механизм требует тщательной смазки, его часто помещают в масляную капсулу.
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.
Использование и применение
Одно из применений Женевского механизма – в кинопроекторах и кинокамерах, где плёнка перемещается через экспозиционное окно с периодическими пусками и остановками. Плёнка продвигается по кадрам, каждый кадр неподвижно удерживается перед объективом в течение части цикла кадра (обычно со скоростью 24 кадра в секунду), а затем быстро ускоряется, продвигается и замедляется в течение остальной части цикла. Это прерывистое движение реализуется с помощью Женевского механизма, который, в свою очередь, приводит в действие захват, взаимодействующий с перфорациями плёнки. Женевский механизм также обеспечивает точно воспроизводимое положение остановки, что критически важно для минимизации дрожания изображения. (В современных кинопроекторах также могут использоваться электронно-управляемые механизмы индексации или шаговые двигатели, позволяющие быстро перематывать плёнку.) Первое применение Женевского механизма в кинопроекторах относится к 1896 году, с проекторами Оскара Месстера и Макса Глиуэ, а также с «Театрографом» Роберта Уильяма Пола. В более ранних проекторах, включая проектор Томаса Армата, продававшийся Эдисоном под названием «Витаскоп», для обеспечения прерывистого движения плёнки использовался «механизм-хлопушка», изобретённый Жоржем Деменей в 1893 году.
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.
Внутренняя версия
Внутренний женевский привод является вариантом конструкции. Ось ведущего колеса внутреннего привода может опираться на подшипник только с одной стороны. Угол, на который должно повернуться ведущее колесо для осуществления одного шага вращения ведомого колеса, всегда меньше 180° во внешнем женевском приводе и всегда больше 180° во внутреннем, где время переключения, следовательно, больше времени, в течение которого ведомое колесо остается неподвижным. Внешняя конструкция более распространена, поскольку её можно сделать компактнее и она выдерживает более высокие механические нагрузки.
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.
Сферическая версия
Другой вариант — сферический женевский механизм.
Another variant is the spherical Geneva drive.
Кинематика
На рисунке показаны кривые движения внешнего четырехщелевого Женевского механизма в произвольных единицах. Разрыв в ускорении возникает при входе и выходе ведущего штифта в/из щели, в момент установления или прекращения контакта жестких поверхностей подшипников. Это порождает "бесконечно" высокий скачок (пик Дирака) и, как следствие, вибрации.
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.