
- •Кафедра «Теория механизмов и машин» теория механизмов и машин конспект лекций
- •Лекция 31. Пространственные зубчатые передачи.
- •1.2. Механизмы современной техники.
- •1.3. Задачи и основные методы теории механизмов и машин.
- •План лекции
- •1. 5. 2 Классификация кинематических пар по числу связей.
- •1.5.3 Степень подвижности кинематической цепи.
- •5. 7 Избыточные связи.
- •План лекции
- •1. 5. 5 Образование механизма из кинематической цепи.
- •1. 5. 6 Принцип образования механизмов по Ассуру.
- •1. 5. 6 Принцип образования механизмов по Ассуру.
- •1. 5. 7 Избыточные связи
- •1. 5. 8 Классификация механизмов по общим свойствам.
- •1.5.9 Виды механизмов.
- •Тема 2
- •Лекция 4 План лекции
- •2. 2 Графический метод кинематического анализа - метод кинематических диаграмм.
- •2. 2. 1 Определение положений звеньев, построение траекторий точек и кинематических диаграмм.
- •2. 2. 2 Графическое дифференцирование.
- •2.2.3 Графическое интегрирование.
- •2.3.1 Построение планов скоростей.
- •2.3.2 Построение планов ускорений.
- •2.5 Метод преобразования координат.
- •2.5.1. Определение положений точек в незамкнутых кинематических цепях.
- •2.5.2 Определение положений точек в замкнутых кинематических цепях.
- •2. 14 Преобразование координатных систем.
- •2 .5.4 Уравнения преобразования координат для конкретных кинематических пар,
- •5. 5 Определение положения захвата пространственного манипулятора в неподвижной системе координат.
- •Лекция 8
- •2.5.6 Определение положения точек в плоских механизмах
- •2.5.7 Определение положений точек, скоростей и ускорений
- •2.5.6 Определение положений точек в плоских механизмах векторным методом.
- •2.5.7 Определение угловых скоростей и ускорений звеньев и линейных скоростей и ускорений точек плоских механизмов. Аналоги скоростей и ускорений.
- •3.1. Введение в динамику машин.
- •3.2.1 Классификация сил.
- •3.1 Введение в динамику машин.
- •3.2. Силы, действующие в машинах.
- •3.2.1 Классификация сил.
- •Внешние и внутренние силы.
- •2. Силы движущие и силы сопротивления.
- •3.2.2 Определение сил инерции.
- •3.4.Кинетостатический расчет механизмов.
- •3.4.1 Задачи кинетостатики механизмов.
- •3.4.2 Условия статической определимости групп звеньев.
- •3.4.3 Графоаналитический метод кинетостатического расчета групп второго класса.
- •2. Группа 2-го вида
- •3.4.4 Аналитический метод кинетостатического
- •3.4.5 Кинетостатика ведущего звена.
- •3.4.4 Аналитический метод кинетостатического
- •Лекция 12. План лекции.
- •3.5.1 Трение в поступательных кинематических
- •3.5.2 Трение во вращательной кинематической паре.
- •3. 6. Передача работы и мощности. Кпд машин. Коэффициент потерь.
- •3.6.1 Кпд поступательной кинематической пары.
- •3.6.3. Определение кпд механизма.
- •3.6.4 Кпд соединенных машин.
- •3.7.1 Общие условия уравновешивание вращающихся масс.
- •3.7.2 Статическое уравновешивание.
- •Уравновешивание в общем случае или динамическое уравновешивание.
- •3.7.4 Статическая и динамическая балансировка вращающихся масс.
- •3.7.6. Уравновешивание шарнирного четырехзвенника.
- •3.8. Движение машин под действием заданных сил.
- •3.8.1. Режимы движения машины.
- •3.8.2. Характеристика внешних сил.
- •Кинетическая энергия звеньев и работа сил, действующих в машинах.
- •Приведение сил и масс .Динамические модели машины.
- •Определение приведенных моментов инерции и моментов сил кривошипно-ползунного механизма.
- •Приведение сил и масс. Динамические модели машины.
- •3.8.5 Определение приведенных моментов инерции и моментов сил кривошипно – ползунного механизма.
- •Лекция 16.
- •3.8.7. Уравнения движения машины в форме интеграла энергии.
- •3.8.8 Уравнения движения в дифференциальной форме.
- •Разрешим уравнение (3.57) относительно углового ускорения
- •3.8.13 Определение момента инерции маховика.
- •3.8.16 Уравнения движения машины с учетом упругости звеньев.
- •Тема 4. Общие методы синтеза механизмов. (4 часа).
- •План лекции
- •4. 1. Основные задачи и метода синтеза.
- •4. 2. Основные и дополнительные условия синтеза. Ограничения при синтезе.
- •4. 3. Методы оптимального синтеза.
- •4. 4. Синтез механизмов на основании заданной целевой функции.
- •4. 5. Интерполяционный метод синтеза механизмов.
- •Лекция 20.
- •4.6. Синтез механизмов методом наилучшего приближения функций.
- •4.7. Метод квадратичного приближения.
- •4.6. Синтез механизмов методом наилучшего приближения функций.
- •4.7. Метод квадратичного приближения.
- •Тема 5 Синтез плоских рычажных механизмов (4 часа) Лекция 21 План лекции
- •5.1 Основные условия и ограничения при синтезе.
- •5.2 Синтез четырехзвенного кривошипно-коромыслового. Механизма по трем положениям, аналитическим методом.
- •5.3 Синтез четырехзвенного кривошипно-коромыслового механизма по двум крайним положениям коромысла, коэффициенту изменения средней скорости и допускаемому углу давления.
- •5.1 Основные условия и ограничения при синтезе.
- •5.2 Синтез четырехзвенного кривошипно-ползунного коромыслового механизма по трем положениям аналитическим методом.
- •5.3 Синтез четырехзвенного кривошипно-коромыслового механизма по двум крайним положениям коромысла, коэффициенту изменения средней скорости и допускаемому углу давления.
- •План лекции
- •5.4.L Синтез кривошипно-коромыслового механизма.
- •5.4.2 Синтез кривошипно-ползунного механизма.
- •5.4.З Синтез кулисного механизма.
- •9.2. Фазы движения толкателя
- •9.3. Обоснование выбора закона движения
- •Лекция 24. План лекции.
- •6.4. Кинематический анализ кулачковых механизмов.
- •6.5 Синтез кулачковых механизмов.
- •6.6 Проектирование по кинематическим параметрам. Построение профиля кулачка при поступательном движении толкателя.
- •6.4 Проектирование по динамическим параметрам. Определение текущих углов давления. Аналог скорости
- •Лекция 25 План лекции.
- •6.10. Графическое определение текущих углов давления.
- •6.11 Аналитический метод определения основных размеров кулачкового механизма по заданному допускаемое углу давления.
- •6.12. Силовой расчет кулачкового механизма.
- •Глава 7. Синтез зубчатых зацеплений. (12 часов).
- •7.2. Основная теорема зацепления. Полюс зацепления. Центроиды колес.
- •7.3. Цилиндрическая эвольвентная зубчатая передача..
- •7.1 Виды зубчатых механизмов
- •7.2. Основная теорема зацепления. Полюс зацепления. Центроиды колес.
- •7.3. Цилиндрическая эвольвентная зубчатая передача.
- •Окружность
- •Окружность
- •5. Эвольвента - кривая без перегибо Лекция 27. План лекции
- •7.4. Элементы эвольвентного зубчатого колеса
- •Элементы и свойства эвольвентного зацепления
- •7.6 Коэффициент перекрытия
- •7.4. Элементы эвольвентного зубчатого колеса
- •7.5 Элементы и свойства эвольвентного зацепления
- •7.6. Коэффициент перекрытия
- •Лекция 28. План лекции
- •7.7. Интерференция зубьев. Условие отсутствия заклинивания
- •7.8. Внутреннее зацепление (рис.7.9)
- •7.9. Реечное зацепление (рис.7.10)
- •7.10. Изготовление зубчатых колес.
- •Лекция 29. План лекции
- •Смещение исходного контура и его влияние на форму нарезаемых зубьев.
- •Определение размеров колеса
- •7.14. Толщина зуба по произвольной окружности.Условие отсутствия заострения
- •7.15. Условие отсутствия подрезания
- •7.16 Эвольвентное беззазорное зацепление. Определение межосевого расстояния и угла зацепления. Воспринимаемое и уравнительное смещение.
- •7.17 Проектирование зубчатых передач. Выбор коэффициента смещения.
- •7.18 Косозубая цилиндрическая передача,
- •7.17 Проектирование зубчатых передач. Выбор коэффициента смещения.
- •7.18 Косозубая цилиндрическая передача.
- •7.21 Передачи с перекрещивающимися осями.
- •7.21.1 Винтовая передача.
- •7.21.2 Червячная передача.
- •Тема 8. Синтез механизмов с подвижными осями. Лекция 32.
- •Кинематическое исследование планетарных механизмов графическим методом Куцбаха – Смирнова.
- •Тема 9. Основы теории машин - автоматов. ( 4 часа)
- •План лекции:
- •9.1.2. Управление от копиров.
- •9.1.3. Следящий привод.
- •Промышленные роботы
- •9.3. Рабочий объем манипулятора и классификация движений захвата
- •9.4. Влияние расположения кинематических пар манипулятора на его маневренность
- •9.5 Структурный синтез манипуляторов
- •9.6 Зоны обслуживания, угол и коэффициент
- •Список литературы.
7.17 Проектирование зубчатых передач. Выбор коэффициента смещения.
7.18 Косозубая цилиндрическая передача,
7.16 Эвольвентное беззазорное зацепление. Определение
межосевого расстояния и угла зацепления. Воспринимаемое и уравнительное смещения
Покажем беззазорное зацепление пары зубчатых колес, нарезанных со смещением исходного контура.
Так как начальные окружности перекатываются без скольжения то на них толщина зуба одного колеса равна ширине впадины другого, и поэтому шаг равен сумме толщин зубьев.
Подставив значения толщин зубьев, получим
откуда угол зацепления передачи равен
обозначим
-
коэффициент суммарного смещения.
суммарное
число зубьев.
После этого выражение для угла зацепления принимает вид
Межосевое расстояние в зацеплении равно сумме радиусов начальных окружностей:
Рис. 7.16 Эвольвентное беззазорное соединение.
Иногда эту формулу записывают в следующем виде
где
-
сумма радиусов делительных окружностей,
-
расстояние между делительными окружностями
в зацеплении, называемое воспринимаемым
смещением,
у - коэффициент воспринимаемого смещения
который характеризует изменение межосевого расстояния и определяется выражением:
В зависимости от величины и знака суммарного смещения можно мучить три типа передач: нулевую, положительную и отрицательную
В
нулевой передаче:
начальные и делительные окружности
совпадают.
В
положительной передаче:
начальные
окружности больше делительных,
В
отрицательной передаче:
делительные окружности пересекаются,
так как они больше начальных.
Воспринимаемое
смещение не равно суммарному. Если взять
,
то получится большой боковой зазор
между зубьями, во избежании которого и
осуществляется обратное смещение,
называемое уравнительным. Оно определяется
выражением
где,
-
коэффициент уравнительного смещения.
Для того, чтобы в проектируемом зацеплении получить стандартный радиальный зазор, в станочном зацеплении уменьшают высоту зуба на величину уравнительного смещения.
Высота начальной головки зуба определяется выражением:
откуда коэффициент начальной высоты головки зуба равен
Этот коэффициент входит в формулу для определения Zmin из условия отсутствия заклинивания.
7.17 Проектирование зубчатых передач. Выбор коэффициента смещения.
Сравнивая нулевую, положительную и отрицательную зубчатые передачи следует иметь в виду,что вся технология зубонарезания для них во всех случаях одинаковая.
Нулевые передачи широко распространены, особенно, если они составлены из нулевых колес с равноделенным шагом. Они обладают денным свойством взаимозаменяемости. У равносмещенной передачи малое колесо может иметь число зубьев меньше 17.
Положительная передача обладает наибольшей изгибной и контактной прочностью и износостойкостью. Однако следует помнить, что она имеет меньший коэффициент перекрытия, и при увеличении коэффициентов смещения может наступить заострение зубьев.
Отрицательную передачу применяют реже, так как она обладает худшим эксплуатационными качествами. Необходимость в её применении возникает, когда нужно вписаться в заданное межосевое расстояние.
При
назначении коэффициентов смещения
следует помнить, что верхние пределы
увеличения суммарного и частных смещений
определяются
условиями отсутствия заострения зубьев,
получения минимального допустимого
коэффициента перекрытия, а нижние
пределы определяются условиями отсутствия
заклинивания передачи и подрезания
зубьев колес.
Если по этим условиям построить кривые в координатах Х1, Х2 то получим область возможных расчетных коэффициентов смещения или блокирующий контур.
Внутри
контура нанесены линии, определяющие
другие показатели зацепления:
и
- линии, определяющие равную прочность
на изгиб. Блокирующие контуры приводятся
в справочнике Т.П.Болотовской,
И.А.Болотовского и др.