Кінематичний синтез кулачкового механізму з возвратно-поступально що рухається штовхальником.

Мал. 4.6

а - кінематична діаграма переміщення штовхачем;

б - побудування профіля кулачка.

5. Геометричний синтез прямозубого зовнішнього зачеплення

(Розрахунки студент виконує в пояснительной записці, а побудови - на п'ятому листі)

Задачу синтезу вирішують для відкритої зубцюватої передачі, послідовно сполученої з планетарним редуктором.

5.1 Задача синтезу

• Задачами синтезу зубцюватого зачеплення є: визначення геометричних параметрів зубцюватих коліс; побудова (креслення) профілів зубів;

• визначення лінії активного зачеплення і дуг зачеплення;

• виділення робочих ділянок профілів зубів;

• визначення коефіцієнта перекриття зубцюватого зачеплення.

Вихідні дані:

- числа зубів шестерні ₁ і колеса ₂ ;

- модуль зубцюватих коліс m ;

• метод виготовлення зубцюватих коліс: метод обкатування інструментом рейкового типу (інструментальна рейка, черв'ячна фреза);

• коефіцієнт висоти голівки зуба h_a^ = 1;

• коефіцієнт радіального зазора C^ = 0,25;

• стандартний ріг зачеплення  = 20^o;

• коефіцієнт радіуса кривизни перехідної (неэвольвентной) кривой в окружності западин  = 0,38.

5.2. Визначення розмірів зубцюватого зачеплення

Визначення розмірів зубцюватих коліс залежить від виду зовнішнього зачеплення (некорригированые або корригированные зубцювате колесо: зубцювате колесо без зсуву, равносмещенные колесо, неравносмещенные колесо). Тому що в умовах завдання на курсовий проект шестерня зовнішнього зубцюватого зачеплення завжди має число зубів ₁<17, то необхідно проводити коригування зубцюватих коліс із коефіцієнтами зсуву ₁ і ₂ , тобто виготовляти равносмещенные колесо (₁+₂  0) або неравносмещенные колесо (₁+₂  0)

Приведені нижче залежності дозволяють обчислити розміри елементів зубцюватого зачеплення при будь-якому значенні коефіцієнтів зсуву зубцюватих коліс. При цьому необхідно враховувати, що ₁>, а

• Порядок розрахунку: визначають коефіцієнт зсуву для шестерні

Кінематичний синтез кулачкового механізму з возвратно-поступально рухомим штовхачем

Мал. 4.7

а - кінематична діаграма переміщення штовхачем;

б - побудування профіля кулачка.

₁ (5.1)

де ₁- задане число зубців шестерні ,

- задаються за вказівками викладача коефіцієнтом зсуву для колеса ₂= 0 або ₂ = - ₁;

• визначають сумарний коефіцієнт зсуву

_₁+₂ (5.2)

- визначають ріг зачеплення _w при коригуванні зубцюватих коліс, якщо _= 0, тo _w = .

При _  0 обчисляють инволюту рогу зачеплення

іnv_w  + іnv (5.3)

де іnv = іnv 20^o = 0,0149 - инволюта стандартного рогу зачеплення і по її розмірі з таблиці инволют (Додаток 1) знаходять ріг зачеплення _w ;

• определяют ділильне межосевое расстояние

 = (5.4)

і межосевое растояние _w при розрахунковому розі зачеплення

_w =  (5.5)

- розраховують коефіцієнт сприйманого зсуву

У = (5.6)

і коефіцієнт зрівняльного зсуву

У = X_ - У (5.7)

• обчисляють передатне число

у = (5.8 )

• визначають діаметри «головних» окружностей коліс:

ділильні діаметри:

шестерні d₁ = m  ₁ і колеса d₂ =m₂ (5.9)

початкові діаметри-

шестерні d_w1 = і колеса d_w2= (5.10)

діаметри вершин зубів-

шестерні d_a1=d₁+2(ha+x₁ +у)m (5.11)

діаметри западин

шестерні d_f1= d₁2(ha+cx₁)m

і колеса d_f2= d₂  2(ha c^x₂)m (5.12)

діаметри основних окружностей-

шестерні d_o1=d₁ cos і колеса d_o2=d₂cos (5.13)

• визначають висоту зуба

шестерні h₁=0,5(d_a1d_f1) і колеса h₂=0,5(d_a2d_f2) (5.14)

і товщину його по ділильній окружності

шестерні S₁=0,5m+2x₁mtg

і колеса S₂=0,5m+2x₂mtg (5.15)

5.3. Порядок креслення елементів зубцюватого зачеплення, побудови активних ліній зачеплення, дуг зачеплення і робочих ділянок профілів зубів

Вирахувавши всі розміри елементів зачеплення приступають до креслення зачеплення. При побудові картини зачеплення не варто видаляти з креслення всі допоміжні побудови і позначення. Неэвольвентная частина зуба (усередині основної окружності - радіальна пряма між основною окружністю й окружністю западин. Цю пряму сполучають з окружністю западин радіусом = m. При побудові масштабний коефіцієнт  вибирають такою уявою, щоб висота зуба на кресленні була не менше 50 мм. Масштабний коефіцієнт повинний бути узгоджений із що рекомендуються значеннями масштабів.

Профілі зубів вичерчують у такій послідовності (мал. 5.1).

1. У лівій частині листа формату А1 відкладають відрізок O₁O₂, що відповідає межосевому відстані _w. Точки O₁ і O₂ служать центрами обертання синтезованих зубцюватих коліс. З цих точок радіусами відповідно r_w1=0,5d_w1 і r_w2=0,5d_w2 будують початкові окружності шестерні і колеса. Точка торкання P цих окружностей, як відомо, називається полюсом зачеплення.

2. З точок O₁ і O₂ відповідно радіусами r_o1=0,5d_o1 і r_o2=0,5d_o2 будують основні окружності коліс.

3. Будують теоретичну лінію зачеплення. Для цього на загальної горизонтальної касательной до початкових окружностей відкладають відрізок PK = 100 - 200 мм і на ньому, як на катеті, будують прямокутний трикутник PKL, другий катет котрого KL=PKtg, а гипотенуза LP і її продовження від вершини Р униз служить дотичної до основних окружностей шестерні і колеса в точках N₁ і N₂. Відрізок N₁N₂ являє собою теоретичну лінію зачеплення, а радіуси O₁N₁ і O₂N₂ відхилені від межосевой лінії O₁O₂ на ріг _w.

4. Будують эвольвенты, що описує точка Р прямой N₁N₂ при перекатывании її по основних окружностях.

При побудові перший эвольвенты, що належить зубу шестерні, відкладають на основній окружності 1-го колеса (шестерні) від точки (мал.5.1) дугу , рівну длине відрізка , користуючи відомою побудовою (мал.5.2). При цьому відрізок (мал.5.2) поділяють на чотирьох рівні частини і з точки У проводять дугу радіуса до перетинання в точці з основною окружністю; тоді = . Після цього відрізок (мал.5.1) знову поділяють на довільне число (звичайно четное) рівних частин ( ) довжиною 15-20 мм. Дугу також поділяють на рівних частин ( ), для чого на рівних частин поділяють ріг . На прямої за точкою відкладають відрізки ( ), рівні , а на основній окружності - відповідні їм дуги ( ), рівні дузі .