УСТРОЙСТВО ГИТАРНОГО КОЛКА
Не хочешь смотреть рекламу? Зарегистрируйся!
В основе гитарного колка лежит зубчато-винтовая передача. Мы крутим за ручку, прикреплённую к винту, а винт в свою очередь передаёт крутящий момент на шестерню. К которой закреплён шток — на него наматывается струна.
Как вы видите, зубья шестерни расположены под углом, чтобы они могли скользить по нарезке винта. Шестерни обычно изготавливают из антифрикционных материалов, самыми популярными из которых являются латунь или бронза.
Сам винт жестко закреплён к корпусу колка. Поэтому если вы попытаетесь сделать обратную операцию, т.е. провернуть винт поворотом шестерни — у вас ничего не получится. Вообще, это свойство таких передач: в обратном направлении червячная передача работать не будет.
Чтобы под воздействием давления шестерни он не сломался, во-первых их делают из стали, во-вторых шестерня устроена так, что плотно облегает витки нарезки винта, распределяя равномерно нагрузку.
Еще раз, физический смысл: эта передача передаёт крутящий момент только в одну сторону: от винта к шестерни. И наоборот — не работает.
С базовым принципом, по которому устроены все колки разобрались.
Поехали дальше!
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОЛКОВ:
1. Передаточное число: показывает, сколько поворотов ручки колка необходимо, чтобы шток совершил один поворот вокруг своей оси. С точки зрения точности настройки инструмента — чем больше, тем лучше. Но если учесть, что оно варьируется от 1:12 — на Шперцель (чем руководствовались американцы, устанавливая такое маленькое передаточное число?) до 1:21 на ГОТО, становится ясно — чтобы намотать 2 витка на последние нужно повернуть ручку колка в 2 раза больше (42 раза против 24). Однако в последнем случае вы четко попадёте в ноту! А на первых — можете доооолго её ловить. 😉
2. Прямые или реверсивные (левые или правые)
Практически — эта характеристика говорит о том, с какой стороны головки грифа колок предназначен для установки.Все зависит от наклона зубьев на шестерне и вида нарезки винта.
Точнее дело обстоит так: наклон зубьев и нарезка винта что у прямых, что у реверсивных колков — одинакова! А вот расположение ручки, за которую мы крутим, — нет!
И если посмотреть на колки сзади, то становится видно, что в первом случае ручка закреплена слева от винта, а во втором случае — справа. (Вот и ответ на вопрос — какие колки левые, какие — правые.))
Справедливо напрашивается вопрос: а что будет если наиболее популярные — левые колки взять и развернуть ручкой вниз?
А получится вот что. Мы привыкли к определённому способу намотки струн! Так, чтобы увеличить натяжение струны мы поворачиваем ручку от себя против часовой стрелки. При ослаблении — наоборот. Причём эта процедура проделывается не зависимо от того — правый колок или левый: всегда так — против часовой поворачиваем ручку колка — увеличиваем натяжение; против часовой — ослабляем. (Да! Нужно заметить, что смотреть нужно всегда со стороны крепления ручки!)). Если же вы просто перевернёте у левого колка рукоятку винта вниз — положение дел поменяется! 🙂
3. Есть локовый механизм или нет
Локовый механизм — это замок, который фиксирует струну в штоке.
Вообще — очень удобная вещь! Все мы слышали это избитое «повышает стабильность строя». Давайте разберёмся — почему?
А дело в том, что струна имеет свойство проскальзывать под натяжением.
Чтобы этого не было на колке без локового механизма мы либо делаем вокруг штока бОльшее количество витков (2-3), либо наматываем специальным образом, чтобы струна сама себя зажимала. Однако всё это хорошо работает, пока мы не ослабим или не увеличим натяжение струн! Например с помощью тремоло. Тогда, под воздействием нагрузки (или из-за её снижения) струна начинает опять скользить вокруг штока.
Когда же она жестко зафиксирована (замком локового механизма) — такой проблемы нет! А кроме того, на колках с локовым механизмом и менять струны го-ораздо быстрее! Экономится время на наматывании струны вокруг штока + её зажим специальным образом: просто 7-15 раз повернули ручку, ослабили замок, сняли старую струну, поставили новую, зажали локовым механизмом, 5-10 раз повернули, чтобы настроить. Минусы? Стоят локовые колки в 3-5 раз дороже обычных.
На этом основные характеристики колков закончились и дальше уже идут нюансы:
— тип локового механизма (влияет на удобство использования)
— вид корпуса колка и способ крепления винта к корпусу (в целом влияет на качество колка и долговечность конструкции)
— cпособ крепления колка на гитару или бас. (грубо говоря — количество и расположение отверстий под саморезы, которым колок привинчивается к грифу)
— диаметр отверстия под колок в грифе (на гитарные колки, например, сейчас существует 2 стандарта, а вот для колков на бас гитару их существует и существовало аж 6!)
Вот, пожалуй с всё что хотелось сказать.
Есть вопросы? Пишите. Можно в комментариях, а можно — в группе во вконтакте: УСТРОЙСТВО ГИТАРНОГО КОЛКА
Кирилл Труфанов
Гитарная мастерская: Pretty Underground
Технический инфо-портал: gitarnaya-furnitura.ru
Не хочешь смотреть рекламу? Зарегистрируйся!
Источник
Гитары сменных зубчатых колес
Гитара – это механизм со сменными зубчатыми колесами, предназначенный для ступенчатого изменения передаточного отношения расчетной кинематической цепи. Они применяются в основном в редко перенастраиваемых цепях при большом диапозоне и количестве передаточных отношений органа настройки расчетной цепи. Эти механизмы отличаются простотой конструкции. Основной недостаток гитар – трудоемкость настройки.
В станках используют гитары с одной, двумя и тремя парами сменных зубчатых колес. Гитара с одной парой сменных зубчатых колес (см. рис. 1.2) применяется в основном в цепях, не требующих точной настройки (органы настройки iv и is). Гитары с двумя и тремя парами сменных зубчатых колес используются, как правило, для точной настройки кинематических цепей (органы настройки ix, iy и т.п.). На рис. 2.19 показаны гитары с двумя и тремя парами сменных зубчатых колес.
Гитара с двумя парами колес (рис.2.19,а) состоит из плиты 1, оси 2, фиксирующего болта 3 и сменных зубчатых колес a, в, c, d. Поскольку сумма зубьев сцепляемых колес при различных настройках различна, в плите гитары предусмотрен паз, позволяющий перемещать ось 2 и таким образом осуществлять зацепление сменных колес c и d различных диаметров. Болтом 3 фиксируют плиту гитары в требуемом положении для сцепления колес а и в.
Для подбора зубчатых колес пользуются единственным уравнением с четырьмя неизвестными
, (*)
где i – передаточное отношение, полученное по ФН; a, b, c, d — числа зубьев колес гитары.
Число решений уравнения (*) ограничено следующими факторами:
— имеющимся набором сменных зубчатых колес;
а + в > с + (15…20) (**); с +d > в + (15…20) (***).
Для подбора сменных зубчатых колес используют в основном два следующих метода: основной и дополнительный.
Рис. 2.19. Гитары сменных зубчатых колес: а – с двумя парами
сменных колес; б – развертка гитары с двумя парами сменных
колес; в — гитара с тремя парами сменных колес
Основной метод – разложение на простые множители. Используется, когда i выражается простой дробью, числитель и знаменатель которой разлагаются на простые множители, удобные для подбора колес. Например,
.
Допустим, что в наборе сменных зубчатых колес станка имеются колеса с числами зубьев, кратными пяти от 20 до 100. Тогда,
Проверяем условия сцепляемости (**) по допустимому зачению
Возможно, что зубчатое колесо будет перерезать ведомый вал (рис.2.19,б) и, следовательно, монтаж колес невозможен. Поменяем местами колеса в числителе или знаменателе. Например,
.
Проверяем условия сцепляемости по большему допустимому значению: (**) 85 + 70 > 30 + 20; (***) 30 + 65 > 70 + 20.
Условия сцепляемости подтверждают возможность монтажа подобранных сменных зубчатых колес в гитаре.
Дополнительный метод – приближенный подбор. В этом случае используют способ непрерывных дробей или чаще табличный метод.
Пусть по формуле настройки i = 0, 309329. По таблицам (см., например, М.В. Сандаков и др. Таблицы для подбора шестерен: Справочник. – 6-е изд. М.: 1988. – 571 с.) подбираем соответствующую этой десятичной дроби простую дробь. После преобразований получим числа зубьев сменных колес
.
Такие зубчатые колеса имеются в нормальном наборе сменных зубчатых колес, например, зубофрезерных станков. Проверяем условия сцепляемости: (**) 21 + 65 > 45 + 20; (***) 45 + 47 > 65 + 20.
В ряде станков, например зубофрезерных, как правило, предусматривается более широкий диапозон настройки кинематических. Поэтому в таких станках используются гитары с тремя парами сменных зубчатых колес. В этих гитарах (рис.2. 19,в) используется дополнительная пара зубчатых колес, а в ее плите выполняется два или три паза для промежуточных осей. Для подбора зубчатых колес используется уравнение с шестью неизвестными
Зубчатые колес e и f меняются значительно реже, чем колеса а,в,с,d. Как правило их передаточное отношение постоянно и равно 1; 1/2; 2. Это позволяет для данной пары колес использовать только четыре сменных зубчатых колеса, например с числами зубьев 40, 60, 60, 80.
Колеса а, в, с, d подбираются по правилам подбора колес для двухпарной гитары, а к условиям сцепляемости добавляется еще одно
Для различных групп станков комплекты сменных зубчатых колес различны. Однако все комплекты создаются на основе общего ряда чисел зубьев сменных колес: 20 – 23 — 25 – 30 – 33 – 34 – 37 – 40 — 41 – 43 – 45 – 47 – 50 – 53 – 55 – 58 – 59 – 60 – 62 – 65 – 67 – 70 – 71 – 73 -75 – 79 – 80 — 83 – 85 – 89 – 90 – 92 – 95 – 97 – 98 – 100 – 105 – 113 – 115 – 120 – 127 — всего 44 колеса.
Для токарно-винторезных станков принят набор колес, у которых числа зубьев кратны пяти (в комплекте 22 колеса).
Набор зубчатых колес для зуборезных станков ограничен колесом с числом зубьев 100. В затыловочных станках набор колес аналогичен общему, но в нем нет колеса со 113 зубьями. Для фрезерных станков (для настройки делительных головок) набор состоит из колес с числами зубьев: 25 – 25 – 30 – 35 – 40 – 50 – 55 – 60 – 70 – 80 – 90 – 100 (всего 12 колес).
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Источник
Программирование на JavaScript для токарного станка
Эту статью следовало бы назвать «генерирование комбинаций шестерен гитары китайского токарного станка для подбора шага подачи с помощью скрипта на JavaScript», но это звучит не так интригующе.
Самый дешевый токарный станок с Aliexpress MX-180V удивительным образом веселит меня с самого своего появления в моей домашней мастерской уже больше полугода. Несмотря на то, что китайцы забыли прикрутить его к ящику, вследствие чего была помята лицевая панель.
Несмотря на неспособность этого устройства нарезать левую резьбу, вопреки клятвам продавца, что может. Несмотря на то, что входившая в комплектацию отвертка, разлетелась после первого к ней прикосновения.
Несмотря, наконец, на низкое качество изготовления данного прибора, я им пользуюсь, изготавливаю нужные мне детальки и, в целом, накапливаю скилл. Для меня прелесть домашних станков состоит в том, что не нужно рыться в мусоре, в поисках чего-то похожего на нечто необходимое, а просто самому это делать. Это самый прямой путь от идеи к воплощению.
Так, постепенно, очередь дошла и до нарезания резьб. Потренироваться я решил на гвозде диаметром 6 мм, значит, чтобы ничего не обтачивать, это и будет диаметром болта с шагом резьбы 1 мм, для которого у меня была гайка. По таблице, которая находится на корпусе станка, нашел для выбранного шага необходимую комбинацию шестерен.
На валу шестерня с 80 зубами, затем 52, а между этой шестернёй и шпинделем должна стоять шестеренка с 50 зубами. Но среди 10 шестерен в моём наборе с 50 зубами не было.
Тут я начал в очередной раз расстраиваться, ну как же так, братья китайцы! Окончательно меня добил тот факт, что в моём наборе не было еще и второй шестерни на 80 зубов и 66, и 33-х-зубых шестерен. Немного поразмыслив, я понял, что для подачи в 1 мм на оборот важно лишь соотношение зубов на шпинделе и на валу, а промежуточные шестерни могут быть любыми, главное, чтобы они помещались туда. В итоге, первую в своей жизни резьбу М6×1 с помощью резца, а не плашки, я нарезал!
Одно только омрачало радостность этого события, несоответствие таблицы наличествующим у меня шестерням. Это означало, что теперь я не смогу просто так взять, посмотреть на таблицу и нарезать нужную резьбу, когда потребуется. Придется каждый раз думать, как поставить шестерни, каждый раз заново считать. В общем, с таблицей гораздо удобнее. Так судьба заставила меня углубиться в детали конструкции гитары и тонкости расчетов передаточных чисел редукторов.
Устройство редуктора не сложно и схематично четыре способа установки шестеренок (безотносительно их диаметров) можно изобразить так:
Для определенности будем называть их схемами зацепления. Мне было необходимо выяснить, какие комбинации шестерен допустимы с точки зрения возможности установки их в направляющую рейку, которая может поворачиваться вокруг оси вала и на которой фиксируются две оси промежуточных шестерен.
Верхняя ось не должна касаться шкива шпинделя, а потому первая ведомая шестерня не должна иметь менее 52 зубов. Кроме того, направляющая рейка не должна быть повернута слишком близко у валу шпинделя, во избежание задевания магнитиков тахометра.
Физическая попытка брутфорса этой задачи показала, что допустимых комбинаций достаточно много. На листочке уже стало не хватать места для ещё не проверенных наборов, я стал путаться. Был велик шанс пропустить комбинацию, либо наоборот, записать уже проверенную. Желание заниматься слепым перебором вариантов, сидя в неудобной позе перед станком, улетучилось очень быстро. Сколько и какие вообще комбинации и подачи возможны на этом станке? Требовалось призвать на помощь теорию, а труды по перебору вариантов возложить на компьютер, чтобы зря не стоял.
Надо будет найти или написать генератор размещений без повторений, так как каждая шестерня у меня только в одном экземпляре. Способов выбрать из 10 вариантов 3, 4 и 5 шестерен достаточно много, но какие-то из них, очевидно, следует отбросить из-за геометрических соображений. Понадобится фильтр, пропускающий только подходящие наборы шестерен. После фильтрации наверняка останется много комбинаций, которые будут давать одинаковый шаг подачи, не отличаясь при этом схемами зацепления и наборами шестерен, т.е. будут эквивалентные перестановки. От них тоже следует избавиться.
Не раздумывая, программировать решил на JS, хотя мог и на C++, но в своей практике я ещё не сталкивался с задачей, которую нельзя было бы решить в браузерном JS, когда дело не доходит до сброса данных на диск. В этом способе меня привлекает минимализм и достаточность инфраструктуры, блокнот и браузер, всё остальное лишне. Язык дает алгоритмизацию, браузер – графический интерфейс, интерпретатор и отладчик. Любую библиотеку можно либо быстро написать самому, либо найти и скачать. Когда не занимаешься промышленным или коммерческим программированием, то достаточно, просто, универсального калькулятора.
Генератор размещений я нашел и адаптировал быстро. Его назначение в программе переставлять индексы массива, в котором будут храниться экземпляры шестерен. Здесь в функции search генерируются размещения, а прошедшие фильтр запихиваются в массив result функцией test. Кроме того, в последней функции вычисляется подача. Для определенности обозначим все шестерни так, как на рисунке.
Выпишем формулы для расчета подачи, как функции шага вала подачи и числа зубов шестерен для каждой из схем зацепления:
Чтобы разработать фильтр следует поподробнее остановиться на геометрических параметрах гитары. Оси шпинделя, вала и верхней промежуточной шестерни образуют треугольник.
Сторона L которого измеряется непосредственно, а остальные вычисляются из радиусов шестерен. Радиус шестерен меньше их наружного радиуса на величину перехлеста при зацеплении. Поскольку шестерни изготовлены не идеально, величину перехлеста следует установить эмпирически. Перехлест должен быть таким, чтобы обеспечивал зацепление, но предотвращал заклинивание шестерен. В моём случае он оказался равен 1 мм. На сторону S накладывается следующее ограничение, ось верхней промежуточной шестерни не должна касаться шкива шпинделя. Она измеряется непосредственно, когда направляющая с осью верхнем положении повернута максимально близко к шпинделю, ось при этом должна почти касаться шкива. Расстояние V не может быть больше дистанции между осью вала и верхней промежуточной осью, отодвинутой до упора вверх по пазу. Также следует наложить ограничение на угол между L и V. Повернув рейку без шестерен и осей максимально близко к шпинделю, измерить или вычислить расстояние S между осью шпинделя и верхней точкой направляющей и рассчитать угол по формуле
Здесь V это расстояние от оси вала до верхней точки направляющей, а не до верхней точки паза (это может быть произвольная точка рельсы, главное, чтобы расстояния V и S измерялись до неё). По этой же формуле будет вычисляться угол при тестировании, но расстояния S и V будут зависеть от радиусов шестерен.
Кроме этого, шестерня B не может быть больше A, а C не может быть больше, чем D. D не должна касаться вала, а C не должна цепляться за A, при зацеплении B и D.
После того, как список удачных комбинаций построен следует избавить его от избыточности с помощью функции eliminate. Это осуществляется простым поиском уникальных в каком-либо отношении решений. Можно использовать уникальность шага, или уникальность набора шестерен и тому подобное.
В моем случае получается 751 комбинация, которые отличаются подачей, числом шестерен и их набором. Уникальных подач всего 222. Конечно, многие из них не являются общеупотребительными или вообще не применяются, зато присутствуют дюймовые.
Работая над этим текстом меня не покидала мысль, что способ решения этой задачи находится на уровне 5 класса, о котором даже стыдно рассказывать. Просто в данном случае результат (таблица подач) гораздо важнее способа её получения. Однако, станки, гитары, схемы редукторов, шестерни у каждого могут быть разными и не плохо было бы иметь в виду хотя бы один из подходов к построению такой таблицы.
В заключение привожу полный текст скрипта, который снабжен достаточным количеством комментариев, учитывая вышеизложенное.
Источник