- •1. СТРУКТУРА МЕХАНИЗМОВ
- •1.2. Классификация кинематических пар
- •1.3. Структура и кинематика плоских механизмов
- •1.4. Структурная формула кинематической цепи общего вида
- •1.5. Структурная формула плоских механизмов
- •1.6. Пассивные связи и лишние степени свободы
- •1.7. Замена в плоских механизмах высших кинематических пар низшими
- •1.8. Классификация плоских механизмов
- •1.9. Структурные группы пространственных механизмов
- •2. Анализ механизмов
- •2.1. Кинематический анализ механизмов
- •2.1.1. Определение положений звеньев плоской незамкнутой кинематической цепи
- •2.1.2. Матричная форма уравнения преобразования координат точек звеньев
- •2.1.3. Определение положений, скоростей и ускорений звеньев пространственных механизмов
- •2.1.4. Графическое определение положений звеньев механизма и построение траектории
- •2.1.5. Определение скоростей и ускорений точек звеньев методом планов
- •2.1.6. Свойство планов скоростей
- •2.1.7. Построение плана скоростей и ускорений кулисного механизма (рис. 2.7)
- •2.1.8. Аналоги скоростей и ускорений
- •2.2. Силовой анализ механизмов
- •2.2.1. Условие статической определимости кинематических цепей
- •2.2.2. Силы, действующие на звенья механизма
- •2.2.3. Силы инерции звена, совершающего возвратно-поступательное движение
- •2.2.4. Силы инерции звена, совершающего вращательное движение вокруг неподвижной оси
- •2.2.5. Силы инерции звена, совершающего плоское движение (рис. 2.17)
- •2.3.1. Силовой расчет начального звена (рис. 2.18, а)
- •3. МЕХАНИЗМЫ С ВЫСШИМИ ПАРАМИ. ЗУБЧАТЫЕ МЕХАНИЗМЫ
- •3.1. Зубчатые передачи
- •3.1.1. Общие сведения. Основная теорема зацепления
- •3.1.2. Геометрические элементы зубчатых колес
- •4. МЕТОД КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
- •4.1. Строительные конструкции
- •4.2.1. Конечные элементы, используемые для моделирования конструкции разъемного соединения трубопровода
- •4.2.1.1. Объемный элемент в форме прямой треугольной призмы (пентаэдр)
- •4.2.2. Пластинчатый элемент треугольной формы
- •4.2.3. Пластинчатый элемент четырехугольной формы
- •4.2.4. Моделирование статического состояния разъемного соединения
- •5.1. Стадии проектирования
- •5.2. Основные термины и определения
- •6. ОСИ И ВАЛЫ
- •6.1. Общие сведения
- •6.2. Проектный расчет валов и осей
- •6.2.1. Составление расчетных схем
- •6.3. Проверочные расчеты валов и осей
- •6.3.1. Расчет на выносливость валов и вращающихся осей
- •6.3.2. Расчет валов и неподвижных осей на статическую прочность
- •6.4. Проверочный расчет валов и осей на жесткость
- •7. ПОДШИПНИКИ, МУФТЫ
- •7.1. Подшипники
- •7.1.1. Подшипники скольжения
- •7.1.2. Подшипники качения
- •7.2. Муфты
- •7.2.1. Волновые передачи
- •8. Расчет простейших осесимметрично нагруженных тонкостенных оболочек вращения
- •8.1. Сферические оболочки
- •8.2. Цилиндрические оболочки (рис. 8.3)
- •9. Ременные передачи
- •9.1. Общие сведения
- •9.1.1. Классификация
- •9.1.2. Типы приводных ремней
- •9.2. Кинематические и силовые зависимости
- •9.2.1. Напряжения в ремне
- •9.2.2. Относительное скольжение ремня
- •9.2.3. Расчет передач по кривым скольжения
- •9.2.4. Допустимое полезное напряжение
- •9.2.5. Клиноременная передача
- •9.2.6. Расчет клиноременных передач
- •10. 3аклепочные соединения
- •11. Сварные соединения
- •12. Шпоночные соединения
- •13. Резьбовые соединения
- •13.1. Расчет на прочность стержня болта (винта) при различных случаях нагружения
- •13.2. Расчет соединений, включающих группу болтов
- •14. ПОРШНЕВЫЕ КОМПРЕССОРЫ И ДЕТАНДЕРЫ. МЕМБРАННЫЕ КОМПРЕССОРЫ
- •14.1. Конструкции поршневых компрессоров
- •14.2. Конструктивные схемы поршневых детандеров
- •14.3. Мембранные компрессоры
- •заключение
- •Библиографический список
3.1.2. Геометрические элементы зубчатых колес
Геометрия зубчатого колеса зависит в первую очередь от размеров и формы ин струмента. Поэтому стандартизация параметров инструмента, воспроизводящего эвольвентный профиль зубчатого колеса, необходима с технической и экономической точек зрения. За основу стандарта форм и размеров зубчатого колеса принят теоретический исходный контур
(ТИК, рис. 3.5).
ИПК p
c*m s0 e0
ha*m |
ha*m
|
ρf*m |
c*m |
α |
α |
|
|
|||
ТИК |
|
делительная прямая |
||
|
(средняя линия) |
|
|
Рис. 3.5
Размеры теоретического исходного контура установлены государственным стандартом. Базовая линия теоретического исходного контура, по которой толщина зуба равна ширине впадины, называется его делительной прямой. Расстояние между одноименными профилями соседних зубьев по делительной или по любой другой параллельной ей прямой называют шагом зубьев р исходного контура.
Если форма инструмента повторяет форму ТИК, а делительная прямая является начальной прямой, то начальная окружность нарезаемого колеса касается делительной прямой ТИК. Как уже отмечалось ранее, подвижные центроиды катятся друг по другу без скольжения, поэтому шаг зубьев по н а-
66
чальной окружности колеса должен быть равен шагу зубьев ТИК. Если z – число зубьев нарезаемого колеса, то длина окружности – подвижной центроиды колеса – определяется
πd = zp , |
(3.10) |
||
где d – диаметр подвижной центроиды колеса равный |
|
||
d = |
p |
z = mz. |
(3.11) |
|
|||
π |
|
Подвижную центроиду колеса при его зацеплении с рейкой называют делительной окружностью. Делительная ок-
ружность делит зуб на делительную головку и делительную ножку. В выражении (3.11) введен основной параметр зубчатого зацепления – модуль m:
m = |
p |
. |
(3.12) |
|
|||
|
π |
|
Модуль измеряется в миллиметрах и может принимать только значения, оговоренные государственным стандартом. В долях модуля задаются все линейные размеры контура:
высота делительной головки
h = h*m, |
(3.13) |
a a |
|
высота делительной ножки
h |
f |
=(h* + c* )m, |
(3.14) |
|
|
|
a |
|
|
радиус переходной кривой |
|
|
||
|
|
ρf |
= ρ*f m, |
(3.15) |
где ha* – коэффициент высоты головки; с* – коэффициент радиального зазора; ρ*f – коэффициент радиуса переходной кривой.
Угол α между главным профилем зуба (прямая линия бокового профиля зуба является вырожденной эвольвентой окружности при rb → ∞) и осью симметрии зуба называется углом
67
профиля исходного контура. Государственный стандарт устанавливает следующие значенияпараметров исходного контура:
h* =1,0; c* = 0,25; |
ρ* |
= 0,384; α = 20° . |
a |
f |
|
Исходным производящим контуром называется такой, ко-
торый заполняет впадины теоретического исходного контура, как отливка заполняет форму (рис. 3.5, ИПК). При этом между прямой вершин теоретического исходного контура и прямой впадин исходного производящего контура сохраняется радиальный зазор с*m. Это делается для того, чтобы поверхность впадин инструмента, образованного на базе исходного производящего контура, не участвовала в процессе нарезания зубьев.
3.1.3.Кинематика зубчатых механизмов
снеподвижными осями
Передаточное отношение одной пары цилиндрических колес
U |
12 |
= |
ω1 |
= ± |
r2 |
= ± |
z2 |
, |
||
r |
z |
|||||||||
|
|
ω |
2 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
1 |
1 |
|
где для внешнего зацепления берется отрицательный знак (колеса вращаются в разные стороны).
ω1 |
_ |
ω1 |
|
|
_ |
VA |
ω |
|
ω2 |
VA |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O1 |
A |
O2 |
O1 |
O2 |
A |
Рис. 3.6
Зубчатые механизмы с неподвижными осями по типу исполнения разделяют на передачи с последовательным соединением зубчатых колес (рядовые) и ступенчатые.
68
Рядовая передача
z1 z2
z3
V1 |
1 |
|
Vn
2 |
n |
3 |
4 |
Рис. 3.7
Ступенчатая передача
34
1 |
5 |
6 |
2 |
||
|
8 |
n-1 |
|
7 |
n |
|
9 |
n-2 |
Рис. 3.8
Зубчатые механизмы с подвижными осями:
Планетарные
z4
z1
z2 z3
Рис. 3.9 69
Дифференциальные
z4
z1
z2 z3
Рис. 3.10
Передаточное отношение для последовательного ряда зубчатых колес и ступенчатых передач:
U1n = (−1)k |
zn |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
z1 |
|
|
zn |
|
||
U1n = (−1)k |
z2 |
× |
z4 |
× × |
. |
||
|
|
|
|||||
|
z1 |
z3 |
zn−1 |
где k – число пар колес внешнего зацепления.
В планетарных и дифференциальных механизмах движение может передаваться от центральных колеск водилуи от водила к колесам. Для вычисления передаточных отношений таких механизмов используют метод инверсии (обращенного движения). При этом рассматривают движение всех колес относительно водила, тогда угловая скорость водила будет равна нулю, угловые скорости колес станут меньше действительных (абсолютных) на величину угловой скорости водила (рис. 3.11).
z4
z1
z2 z3
Рис. 3.11 70