- •Фгбоу впо «Тюменская государственная сельскохозяйственная академия»
- •Предисловие
- •Введение
- •Основные понятия и определения, принятые в теории механизмов и машин
- •Глава 1.Структура механизмов
- •§ 1.1Классификация звеньев в механизмах
- •§ 1.2Классификация кинематических пар
- •§ 1.3Классификация кинематических цепей
- •§ 1.4Классификация механизмов
- •§ 1.5Степень подвижности пространственных и плоских механизмов
- •§ 1.6Принцип образования механизмов по л.В. Ассуру. Классификация структурных групп по л.В. Ассуру
- •1.6.1 Порядок проведения структурного анализа
- •§ 1.7Пример выполнения структурного анализа шестизвенного механизма
- •Глава 2 кинематическое исследование плоских рычажных механизмов
- •§ 2.1 Основные понятия и определения, принятые в кинематическом анализе
- •§ 2.2 Определение положений и траекторий движения звеньев механизма
- •§ 2.3 Проектирование (синтез) плоских рычажных механизмов
- •2.3.1 Синтез коромыслового механизма по заданному коэффициенту изменения средней скорости Кυ (метод г.Г. Баранова)
- •2.3.2 Синтез кулисного механизма с качающейся кулисой
- •2.3.3 Синтез кулисного механизма с вращающейся кулисой
- •2.3.4Синтез кривошипно-ползунного механизма
- •§ 2.4 Определение скоростей, ускорений и их направлений
- •2.4.1 Определение скоростей и ускорений отдельных точек звеньев механизма
- •2.4.2 Определение скоростей и ускорений методом планов
- •II класса 1 вида
- •Решение.Рассчитывается масштабный коэффициент плана скоростей
- •II класса 3 вида
- •Задача 3. Кинематический анализ структурной группы
- •II класса 2 вида
- •Задача 4. Кинематический анализ структурной группы
- •II класса 4 вида
- •II класса 5 вида
- •2.4.3 Определение перемещений, скоростей и ускорений методом построения кинематических диаграмм
- •Глава 3 динамический анализ плоских рычажных механизмов
- •§ 3.1Силовое исследование плоских рычажных механизмов
- •3.1.1 Классификация сил, действующих на звенья механизма
- •3.1.2 Определение движущих сил. Механические характеристики машин
- •3.1.3 Определение сил тяжести и сил инерции звеньев механизма
- •3.1.3.1 Определение сил тяжести
- •3.1.3.2 Определение сил инерции и моментов от сил инерции
- •3.1.4 Определение реакций в кинематических парах
- •3.1.4.1 Условие статической определимости кинематической цепи
- •3.1.4.2 Порядок проведения силового расчета
- •3.1.4.3 Определение реакций методом планов
- •II класса 2 вида
- •II класса 3 вида
- •II класса 4 вида
- •II класса 5 вида
- •3.1.5 Силовой расчет ведущего звена
- •3.1.6 Определение уравновешивающей силы принципом возможных перемещений
- •3.1.7 Определение уравновешивающей силы с помощью «жесткого» рычага н.Е. Жуковского
- •3.1.8 Кинетостатический (силовой) расчет шестизвенного механизма (пример выполнения)
- •3.1.9 Приведение сил и масс в механизмах
- •3.1.9.1 Приведенные силы и моменты
- •3.1.9.2 Приведенные массы и приведенные моменты инерции.
- •§ 3.2Анализ движения механизмов
- •3.2.1Режимы движения механизмов
- •3.2.2 Механический коэффициент полезного действия (кпд)
- •3.2.2.1. Определение кпд при последовательном соединении
- •3.2.2.2 Определение кпд при смешанном соединении
- •3.2.3 Неравномерность движения механизмов
- •3.2.3.1. Средняя скорость механизма и его коэффициент
- •3.2.3.2 Связь между приведенным моментом инерции, кинетической
- •3.2.3.3 Маховик и его физический смысл
- •3.2.3.4 Приближенный метод определения момента
- •3.2.3.5 Определение момента инерции маховика
- •3.2.3.6 Определение размеров махового колеса
- •3.2.4 Регулирование механизмов
- •3.2.4.1 Типы регуляторов. Задачи регулирования.
- •3.2.4.2. Кинетостатика центробежного регулятора
- •3.2.4.3. Характеристика регулятора
- •3.2.4.4 Устойчивость регулятора
- •3.2.4.5 Нечувствительность регулятора
- •3.2.5 Уравновешивание механизмов
- •3.2.5.1 Задачи уравновешивания
- •3.2.5.2 Уравновешивание вращающихся масс,
- •3.2.5.3 Уравновешивание вращающихся масс,
- •3.2.5.4 Полное и частичное уравновешивание результирующей
- •1 Определение общего центра тяжести механизма
- •2 Частичное уравновешивание результирующей силы инерции
- •3 Полное уравновешивание результирующей силы инерции
- •§3.3Трение в механизмах
- •3.3.1 Виды трения. Закон Амонтона - Кулона
- •3.3.2 Трение в поступательной кинематической паре
- •3.3.3 Трение клинчатого ползуна
- •3.3.4 Трение в винтовой кинематической паре
- •3.3.5 Трение во вращательной кинематической паре
- •Глава 4синтез механизмов с высшими кинематическими парами
- •§ 4.1Синтез кулачковых механизмов
- •4.1.1 Применение и классификация кулачковых механизмов
- •4.1.2 Основные понятия и определения, связанные с профилем кулачка
- •4.1.3 Силовое исследование кулачкового механизма
- •4.1.4Закон движения толкателя и его выбор
- •1 Линейный закон движения толкателя
- •3 Косинусоидальный закон
- •4 Синусоидальный закон
- •5 Трапецеидальный закон
- •6Линейно – убывающий закон
- •4.1.5 Порядок проведения синтеза кулачкового механизма
- •4.1.6 Синтез кулачкового механизма с центральным
- •4.1.7. Синтез кулачкового механизма со смещенным
- •4.1.8 Синтез кулачкового механизма с качающимся
- •4.1.9 Синтез кулачкового механизма с плоским
- •§ 4.2Синтез зубчатых механизмов
- •4.2.1 Классификация зубчатых механизмов (передач)
- •4.2.2 Основной закон зацепления
- •4.2.3 Передаточное отношение цилиндрических редукторов
- •4.2.4 Внешнее эвольвентное зацепление
- •4.2.4.1 Эвольвента и ее свойства
- •4.2.1.4 Свойства эвольвенты
- •4.2.4.2. Геометрические элементы зубчатых колес
- •4.2.4.3. Построение эвольвентного внешнего зацепления
- •4.2.4.4 Линия зацепления. Дуга зацепления. Коэффициент перекрытия
- •4.2.4.5 Коэффициент удельного скольжения зубьев
- •4.2.4.6 Методы обработки цилиндрических зубчатых колес
- •4.2.4.7 Подрезание профилей зубьев при изготовлении.
- •4.2.4.8 Минимальная сумма зубчатых колес
- •4.2.4.9 Корригирование зубчатых колес
- •4.2.5 Внутреннее эвольвентное зацепление
- •4.2.6 Циклоидальное зацепление
- •4.2.7 Зацепление м.Л. Новикова
- •4.2.8 Многозвенные зубчатые механизмы
- •4.2.8.1 Многозвенные механизмы с неподвижными осями
- •4.2.8.2 Многозвенные механизмы с подвижными осями
- •4.2.8.3 Кинематика планетарных редукторов
- •4.2.8.4 Особенности проектирования планетарных редукторов
- •5 Приложения
- •Литература
- •Содержание
- •Глава 3. Динамический анализ плоских рычажных механизмов
- •§ 3.1. Силовое исследование плоских рычажных механизмов 48
- •§ 3.2.Анализ движения механизмов 73
- •§3.3. Трение в механизмах 111
- •Глава 4. Синтез механизмов с высшими кинематическими парами
- •§ 4.1.Синтез кулачковых механизмов 119
- •§ 4.2. Синтез зубчатых механизмов 137
4.2.7 Зацепление м.Л. Новикова
Эвольвентные передачи получили широкое распространение в технике благодаря своим достоинствам. Но они имеют и недостатки, а именно: ограниченная нагрузочная способность поверхностных слоев зубьев вследствие малых радиусов кривизны рабочих поверхностей зубьев; повышенная чувствительность колес к перекосам из-за линейных контактов зубьев, существенные потери на трение в зацеплении.
В 1954 г. М.Л. Новиковым был разработан новый вид зацепления, в котором первоначальный линейный контакт зубьев (эвольвентного зацепления) обращается в точечный, под нагрузкой превращающийся в контакт зубьев по поверхности, что повышает нагрузочную способность зацепления. В процессе зацепления точка зацепления будет перемещаться по линии, параллельной осям колес, проходящей через полюс Р. Зацепление Новикова предусматривает, что профили колес очерчены радиусами окружностей.
Сущность зацепления М.Л. Новикова (рисунок 4.37) состоит в том, что одно из колес, как правило шестерня, имеет только головку (выпуклый профиль), а второе только ножку зуба (вогнутый профиль). Это необходимо во избежание интерференции.
В зубчатых передачах Новикова с выпуклым профилем зубьев шестерни и вогнутым профилем зубьев колеса одна линия зацепления. В передачах с выпукло-вогнутым профилем шестерни и колеса – две линии зацепления. Рассмотрим геометрию зацепления Новикова с одной линией зацепления.
Пусть правый профиль шестерни z1 очерчен дугой окружности радиусом R1, а профиль ножки колеса z2 - окружностью радиуса R2, причем R2 > R1. Точка касания k1 профилей лежит на линии N-N, составляющей угол зацепления α =20о30о с общей касательной к начальным окружностям, проходящей через полюс Р зацепления. Головка имеет выпуклый профиль, а ножка вогнутый, каждый из которых заканчивается на начальной окружности.
Таким образом, зацепление Новикова следует отнести к точечному зацеплению, в котором каждая из сопряженных пар сечений зубьев имеет мгновенный контакт в точке k1 зацепления, нормаль к которым пересекает общую образующую.
Вследствие местной деформации зубьев под действием передаваемого усилия практически имеет место контакт зубьев в зоне k1k2.
Зацепление Новикова применяется в колесах с винтовыми и шевронными зубьями.
г)
а – колеса с зубьями Новикова; б - геометрия косозубой передачи;
в- зацепление Новикова.
Рисунок 4.37 - Зубчатая передача М.Л. Новикова
Достоинства передач М.Л. Новикова:
данная система зацепления может быть применена для всех видов косозубых передач с параллельными, пересекающимися и со скрещивающимися осями колес как с внешним, так и с внутренним зацеплениями;
малогабаритность передачи по сравнению с эвольвентной передачей;
для цилиндрических передач Новикова можно допускать нагрузки в 1,5-2 раза большие, чем для аналогичных эвольвентных передач;
потери на трение значительно меньше, чем в эвольвентных передачах;
условия сопротивляемости заеданию и износу благоприятнее, чем в эвольвентных передачах;
скольжение зубьев меньше, а, следовательно, скорость и КПД выше.
Недостатки передач М.Л. Новикова:
коэффициент перекрытия меньше, чем в косозубых передачах с эвольвентным профилем;
возникновение осевых составляющих при возрастании нагрузки, что необходимо учитывать при конструировании опор;
не допускаются значительные колебания нагрузок, перегрузок и пиковые нагрузки;
повышенная чувствительность к изменению межосевого расстояния;
сложность изготовления инструмента и поэтому высокая его себестоимость.
Передачи М.Л.Новикова находятся в стадии дополнительного исследования и усовершенствования, поэтому до сих пор широко применяются эвольвентные передачи.
Вопросы для самоконтороля
В чем заключается достоинство и недостатки внутреннего эвольвентного зацепления по сравнению с внешним?
В чем заключается явление интерференции?
Какой знак имеет передаточное отношение передачи с внутренним зацеплением и почему?
В чем сущность циклоидального зацепления?
Какова особенность передач М.Л. Новикова?