В качестве основного элемента часового привода обычно применяется червячная пара (рис. 122), которая представляет собой червяк 1, зацепленный с шестерней 2, имеющей зубья специальной формы. Ориентировочно диаметр червячной шестерни должен быть равен 1 - 1,5 диаметра главного зеркала.
В качестве привода лучше всего использовать синхронные реактивные двигатели типа СД-2, СД-10 и т. п., которые обычно применяются в различных самописцах и программных устройствах. Эти моторы питаются от сети переменного тока напряжением 220 В, потребляют мощность 7 - 15 Вт и имеют скорость вращения на выходном валу встроенного редуктора 2 об/мин. В дальнейшем мы будем иметь в виду подобный двигатель.
Если число зубьев шестерни 2 составляет 360, а винт вращается со скоростью 1 оборот в 4 минуты, то шестерня сделает полный оборот за 1440 минут (86 400 с), или за одни солнечные сутки. Это хорошо для солнечного телескопа, однако телескоп, предназначенный для наблюдения звезд, должен делать полный оборот за звездные сутки, которые примерно на 4 минуты короче солнечных и равны 86 164,09 с. Поэтому на шестерне надо нарезать 359 зубьев, чтобы телескоп, не отставая, следил за звездой.
Эта небольшая разница мало дает о себе знать при визуальных наблюдениях, когда даже при большом увеличении приходится поправлять положение телескопа раз в одну-две минуты, но становится слишком неприятной при фотографических наблюдениях с длительными экспозициями на астрографе с фокусным расстоянием 1 м и более. В этом случае поправки приходится делать каждые 3 - 4 с, что превращает работу в практически ручное гидирование.
Здесь мы приводим таблицу из статьи Эдварда Фейджина [40], где рассчитаны различные комбинации шестерен и приведены ошибки соответствующих механизмов Эта таблица несколько изменена в предположении, что двигатель делает не 1 об/мин, как у Фейджина, а 2 об/мин, как это имеет место в нашем случае (табл 22). В первой колонке приведено передаточное число между червячной шестерней и червяком Если червяк однозаходный, то это число равно числу зубьев на шесгёрне. Во второй и третьей колонках приведены относительные числа зубьев шестерни на валу винта и валу двигателя соответственно. Например, при числе зубьев однозаходной шестерни 169 передаточное отношение между винтом и валом двигателя составит 17/1. Значит, на винте придется поставить, скажем, шестерню со 170 зубьями, а на валу двигателя - с 10; умножив эти числа, например, на 1,4 мы получим для шестерни винта 238, а для шестерни вала - 14 зубьев.
Рис. 122. Часовые приводы: а - часовой привод 150-миллиметрового рефлектора (см рис 110 и 111), 1- червяк, 2 - червячная шестерня, 3 - полярная ось, 4 - шестерня червяка, 5 - шестерня выходного вала редуктора электродвигателя, 6 - электродвигатель с вмонтированным редуктором, 7 - хомут, притормаживающий корпус двигаюля, 8 - ручка тонких движений; б - механизм грубого и тонкого наведения, 1- электродвигатель часового механизма, 2 - электродвпгаюль грубого наведения, 3 - шесгерня червяка, 4 - червячная шестерня, 5 - ось склонении, 6 - основание станины; в - червячная пара с замыкаемым винтом, 1 - червяк, 2 - подшипник червяка, 3 - корпус винта, 4 - ось, на которой отводится червяк, 5 - червячная шестерня, 6 - пружина; г - червячная шестерня с фрикционом, 1- «венчик» шестерни, 2 - основание шестерни, 3 - полярная ось, 4 - винт, 5 - пружина, 6 - кольцевая прокладка
Таблица 22
| Число зубьев червячной шестерни | Относительное число зубьев |
Ошибка за звездные сутки, с | |
| на валу червячного винта | на валу двигателя | ||
| 147 | 254 | 13 | 0,53 |
| 169 | 17 | 1 | 25,91 |
| 200 | 158 | 11 | 17,73 |
| 207 | 111 | 8 | - 0,34 |
| 221 | 13 | 1 | 25,91 |
| 252 | 57 | 5 | 19,91 |
| 254 | 147 | 13 | 0,53 |
| 255 | 214 | 19 | - 0,93 |
| 266 | 54 | 5 | 19,91 |
| 271 | 53 | 5 | 13,91 |
| 321 | 170 | 19 | - 0,93 |
| 333 | 69 | 8 | - 0,34 |
| 338 | 17 | 2 | 25,91 |
| 359 | 8 | 1 | - 4,09 |
| 378 | 38 | 5 | 19,91 |
| 381 | 98 | 13 | 0,53 |
| 399 | 36 | 6 | 19,91 |
| 414 | 111 | 15 | - 0,34 |
| 438 | 400 | 61 | - 0,16 |
| 476 | 356 | 59 | - 0,02 |
| 508 | 147 | 26 | 0,53 |
| 510 | 107 | 19 | - 0,93 |
| 527 | 109 | 20 | 0,41 |
В тех случаях, когда число зубьев на одной из цилиндрических шестерен велико, можно добавить еще одну пару шестерен с передаточным отношением 2/1, 4/1 или каким-нибудь другим, удобным для любителя.
Чтобы проверить правильность расчета, нужно умножить передаточное число червячной пары на отношение между числами зубьев шестерни винта 4 и шестерни вала 5 и умножить на время одного оборота двигателя (0,5 мин). Например, для однозаходной шестерни с числом зубьев 476 отношение числа зубьев шестерен винта и вала составит 356/59. Так как один оборот вал электродвигателя делает за 0,5 минуты, то произведение будет равно
476 х 356/59 х 0,5 = 1436,0677 мин = 86 164,07 с,
т. е. механизм спешит на 0,02 с.
Число зубьев 356 на шестерне вала винта велико, поэтому можно добавить еще одну пару шестерен. Эта пара может иметь отношение 2/1, тогда число зубьев на шестерне винта уменьшится до 178. Можно дополнительную пару взять с передаточным числом 4/1, тогда число зубьев на шестерне винта сократится до 89. Все-таки шесюрню с числом зубьев 360 (или кратным 90) найти проще. Поэтому приведем комбинацию, при которой полярная ось делает один оборот за звездные сутки. Этот редуктор двузвенный - 120 : 36 и 146 : 61.
Предыдущий параграф |
Глава пятая |
Следующий параграф |