4. Проектирование и анализ зубчатых механизмов
4.1 Параметры зубчатого зацепления.
Зубчатые механизмы являются составной частью привода большинства современных машин и приборов. Широкое распространение этих механизмов объясняется повышением быстроходности силовых приводов, надёжностью их в работе и высокой несущей способностью.
Основными параметрами колеса (рис. 4.1) являются: модуль (т=5), шаг (р), радиусы окружностей выступов (rа= 42,3), впадин (rf=38,74), основной (rь), делительной окружностей (r=45), высота головки (ha=5) и ножки зуба (hf=6,25), толщина зуба по делительной окружности (S) и ширина впадины (е). Эвольвентный профиль и окружность впадин сопрягаются переходной кривой.
Шаг зубчатого колеса по делительной окружности (р) складывается из толщины зуба (S) и ширины впадины (е): р = S + е . Он должен быть кратным длине окружности, по которой откладывается.
Рисунок 4.1. Параметры зубчатого зацепления.
4.2. Порядок построения зубчатого зацепления.
По вычисленным параметрам проектируемая зубчатая передача (рис. 4.6) строится следующим образом:
1. Провести осевую линию и на ней выбрать центры колес О1 и О2 , полюс зацепления Р (точка касания начальных окружностей), т.е.
(4.7)
где аw - межосевое расстояние; rw1; rw2 - соответственно радиус начальной окружности шестерни и колеса (рис. 4.7).
Провести делительные и основные окружности радиусами r1,2 и rb1,2.
Построить теоретическую линию зацепления как касательную к основным окружностям, проходящую через полюс зацепления Р-АВ.
Построить эвольвенты зубьев 1-го и 2-го колёс.
Построение эвольвенты 1 -го колеса:
на основной окружности от точки А провести дугу AP’ равную длине отрезка АР ;
разделить прямую АР и дугу AP' на четыре равные части. На прямой получаются точки P,1, 2, 3, 4, а на дуге -точки Р’, 1', 2’,3’ У. При этом 1P = дуге1'P'; 12 =дуге 1’2’ и т.д.;
такие же отрезки деления откладываются по другую сторону от точки А. На прямой отмечаются точки 5, 6, 7, 8..., на дуге - точки 5’, 6’, 7’, 8’...;
к радиусам О1-1’, О1-2’ и т.д. в сторону полюса восстановить перпендикуляры, на которых отложить отрезки 1’1’’=1Р, 2'2" = 2Р и т.д.
точки Р’, 1’, 2’, 3’, 4’, 5’, 6’, 7’, 8’, соединяем лекальной кривой. Построенную эвольвенту ограничиваем по высоте зуба в точке пересечения эвольвенты с окружностью вершин зубьев (rа1);
выделить практическую часть линии зацепления ab (пересечение окружностей вершин с теоретической линией зацепления).
Аналогично строится эвольвента зубьев 2-го колеса.
Рисунок 4.7. Построение эвольвентного зацепления.
5. Построить ножку зуба. Профиль ножки зуба колеса состоит из эвольвентной части и переходной кривой (галтели), которая соединяет эвольвентную часть с окружностью впадин. На практике пользуются упрощённым методом построения, для чего:
проводим окружности впадин для 1-го и 2-го колёс соответствующими радиусами rf1 и rf2;
от точек пересечения эвольвенты с основными окружностями в направлении O1 и O2 проводим радиальные прямые;
строим сопряжение этих радиальных прямых с окружностями впадин радиусом r = 0,2m .
6. Построить полный зуб, для чего:
- по дуге делительной окружности (от точки пересечения эвольвенты с делительной окружностью) отложить толщину зуба, определяемую по формуле: Sl2 =(πm/2)± 2х1,2m tgα ; и толщину впадины, определяемую по формуле: е1,2=(πm/2)-S1,2;
- провести оси симметрии зубьев и построить полные зубья (с левым и правым профилями) первого и второго зубчатых колёс, используя шаблон.
Список использованной литературы.
Фролов, К.В. Теория механизмов и машин: учебник для втузов / К.В. Фролов, С.А. Попов, А.К. Мусатов и др./под редакцией Фролова К.В. – М.: МГТУ им. Баумана, 2005. – 496с.
Артоболевский, И.И. Теория механизмов и машин / И.И. Артоболевский.- М.:, Наука, 1988. – 638с.
Белоконев, И.М. Теория механизмов и машин: учебное пособие для вузов./ И.М. Белоконев, С.А. Балан, К.И Белоконев. – М.: Дрофа, 2004. – 172с.
Алексеев, А.В. Теория механизмов и машин: учебное пособие для студентов вузов железнодорожного транспорта / А.В. Алексеев, Е.В. Глобенко., М.С. Жарков, В.В. Федоров В.В. Янковский Самара: СамГАПС, 2006. - 240 с.
Артоболевский, И.И., Эдельштейн Б.В. Сборник задач по теории механизмов и машин/ И.И. Артоболевский, Б.В. Эдельштейн. – М: Наука, 1973. – 256с.
Тимофеев С.И. Теория механизмов и механика машин/ С.И. Тимофеев.- Ростов н/Д: Феникс, 2011. – 349 с.
Попов, С.А. Курсовое проектирование по теории механизмов и механике машин: учеб пособие / С.А. Попов, Г.А. Тимофеев. – М.: Высш. шк., 2002. 411с.
Лашманов А. М. Основы теории механизмов и машин: мультимед. учеб. пособ. [электр. изд-е]/ А.М. Лашманов, Е.В. Лашманова, А.И. Шимаров, Е.К. Кичаев. – Самара: Самарский государственный технический университет, 2010. – 62 с.
www.teormach.ru.
Теория механизмов и машин: методические указания для выполнения курсового проекта /сост. А.Г. Ленивцев; Самарск. гос. арх.-строит. ун-т. Самара, 2012. – с.