Учебная литература / Ekshibarov
.pdfМИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ Алтайский государственный аграрный университет
Институт техники и агроинженерных исследований Кафедра механики машин и сооружений
В.Н.ЕКШИБАРОВ
И.В.ЛЕВИЩЕВ
КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПО ТЕОРИИ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН
Учебное пособие
БАРНАУЛ - 2006
ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Создание новых современных машин и грамотная их эксплуатация требуют применения соответствующих методов исследования и проектирования механизмов и подготовки инженерных кадров, владеющих этими методами. Важное место в решении поставленных задач занимает теория механизмов и машин.
Значение курса теории механизмов и машин для подготовки инженеров, проектирующих новые машины и механизмы, очевидно, так как общие методы синтеза механизмов, излагаемые в этом курсе, дают возможность находить параметры механизмов с заданными кинематическими и динамическими свойствами.
Несколько иное значение имеет курс теории механизмов и машин для технологических и эксплуатационных специальностей. Инженеры, изготавливающие и эксплуатирующие машины, должны хорошо знать основные виды механизмов и их кинематические и динамические свойства. Эти знания необходимы для ясного понимания принципов работы отдельных механизмов и их взаимодействия в машине. В процессе эксплуатации любой машины всегда возможно возникновение неполадок и отказов в работе. Устранить эти неисправности, а в некоторых случаях дать задание на проектирование нового механизма может только инженер, хорошо знающий кинематические и динамические свойства различных механизмов.
Вучебных планах инженерных специальностей наряду с изучением курса теории механизмов и машин предусматривается обязательное выполнение студентами курсового проекта по теории механизмов и машин. Проект содержит задачи по исследованию и проектированию машин, состоящих из сложных и простых в структурном отношении механизмов (шарнирно-рычажных, кулачковых, зубчатых). Курсовое проектирование способствует закреплению, углублению и обобщению теоретических знаний, а также применению этих знаний к комплексному решению конкретной инженерной задачи по исследованию и расчету механизмов и машин; оно развивает у студента творческую инициативу и самостоятельность, повышает его интерес к изучению дисциплины и прививает некоторые навыки научно-исследовательской работы.
Курс «Теория механизмов и машин» состоит из четырех разделов: I. Структура механизмов. II. Анализ механизмов. III. Синтез механизмов. IV. Основы теории машинавтоматов.
Содержание курса «Теория механизмов и машин» и порядок его изучения в данных методических указаниях соответствуют рабочей программе по дисциплине «Теория механизмов и машин». Программа разработана на основе Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования 2000 г. по направлению подготовки дипломированного специалиста 660300 «Агроинженерия», но некоторые вопросы, особенно касающиеся общих методов синтеза механизмов, опущены в силу причин, указанных выше.
Вучебных планах инженерных специальностей наряду с изучением курса теории механизмов и машин предусматривается обязательное выполнение студентами курсового проекта по теории механизмов и машин. Проект содержит задачи по исследованию и проектированию машин, состоящих из сложных и простых в структурном отношении механизмов (шарнирно-рычажных, кулачковых, зубчатых). Курсовое проектирование способствует закреплению, углублению и обобщению теоретических знаний, а также применению этих знаний к комплексному решению конкретной инженерной задачи по исследованию и расчету механизмов и машин; оно развивает у студента творческую инициативу и самостоятельность, повышает его интерес к изучению дисциплины и прививает некоторые навыки научно-исследовательской работы.
Согласно учебному плану для специальностей 311300, 311500 и 311900 студенты дневной и заочной форм обучения должны выполнить и защитить на оценку курсовой проект, проделать лабораторные работы (тематика и порядок их проведения устанавливаются кафедрой), сдать зачет и экзамен.
При изучении тем курса следует прочесть соответствующую тему, затем методические указания к ней, прочесть эту тему в рекомендуемом учебнике и дать ответы на вопросы для
2
самопроверки с написанием необходимых расчетных формул и изображением схем и рисунков.
Кроме проработки теоретического материала, самое серьезное внимание следует уделить решению задач по источнику, указанному в списке литературы под цифрой 3. В каждый экзаменационный билет включается задача по одному из разделов курса теории механизмов и машин.
Литература
Основная
1.Артоболевский И. И. Теория механизмов и машин. М., «Наука», 1988.
2.Фролов К.В, Попов С.А., Мусатов А.К. и др. Теория механизмов и механика машин. М.,
«Высшая школа», 1998.
Дополнительная
3.Артоболевский И. И., Эдельштейн Б. В. Сборник задач по теории механизмов и машин. М., «Наука», 1975.
4.Баранов Г. Г. Курс теории механизмов и машин. М., «Машиностроение», 1967,
5.Гавриленко В. А. и др. Теория механизмов. М., «Высшая школа», 1973.
6.Кожевников С. Н. Теория механизмов и машин. М «Машиностроение», 1973
7.Кореняко А. С. Курсовое проектирование по теории механизмов и машин. М., «Высшая
школа», 1970.
8.Левитская О. Н.. Левитский Н. И. Курс теории механизмов и машин. М., «Высшая школа», 1985.
9.Юдин В. А., Петрокас Л. В. Теория механизмов и машин. М., «Высшая школа», 1977.
10.Юденич В. В. Лабораторные работы по теории механизмов и машин. М., «Высшая школа», 1962.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ
ВВЕДЕНИЕ
Большую роль в формировании инженеров-механиков сельскохозяйственного производства играет курс «Теория механизмов и машин», излагающий научные основы создания новых машин и механизмов, методы проектирования механизмов и машин, а также методы их теоретического и экспериментального исследования.
Изучение курса «Теория механизмов и машин» следует начинать с уяснения круга вопросов (проблем), рассматриваемых в этой дисциплине, а также роли науки о механизмах и машинах в условиях научно-технической революции для решения важнейшей народнохозяйственной задачи – комплексной механизации и автоматизации процессов в сельскохозяйственном производстве; Ознакомьтесь со значением курса теории механизмов и машин для специалистов с инженерным образованием и, в частности, для инженеров сельскохозяйственного производства.
Литература: с. 11—18; 8, с. 4— 7; 9, с. 6—14.
Вопросы для самопроверки
1.Что понимают под комплексной механизацией и автоматизацией производственных, процессов и какими средствами ее осуществляют?
2.Каковы этапы и перспективы развития автоматизация производственных процессов?
3.Какие новые виды машин и автоматов возникли и получают дальнейшее развитие в условиях научно-технической революции?
3
I. СТРУКТУРА МЕХАНИЗМОВ
Знание структуры механизма необходимо для правильного синтезирования новых механизмов. Кроме того, механизмы, отнесенные к одной и той же категории (классу), имеют общие методы кинематического и силового анализов.
Тема 1. Основные понятия и определения
Ознакомьтесь с основными понятиями и определениям курса: звено, кинематическая пара, кинематическая цепь, механизм, машина, машинный агрегат. Надо иметь представление о классификации кинематических пар.
По классификации Рело кинематические пары делятся на низшие и высшие. В низших парах звенья, вошедшие в кинематическую пару, касаются друг друга элементами поверхностей, в высших – по линиям или точкам.
По классификации И. И. Артоболевского кинематические пары делятся на пять классов. Класс кинематической пары (ее номер) определяется числом условий связей, которые наложены на движения одного звена относительно другого. При определении класса кинематической пары следует иметь в виду, что звенья принимаются абсолютно твердыми, разрыв между элементами кинематической пары не допустим и в отдельных случаях класс может зависеть от механизма, в котором имеется эта кинематическая пара.
Нужно знать деление кинематических цепей на замкнутые и незамкнутые. В современных механизмах манипуляторов нашли широкое применение незамкнутые кинематические цепи со многими степенями свободы.
По новой терминологии рекомендуется ведущее звено называть входным, ведомое звено – выходным.
Литература: 1, с. 19—34; 2, с. 9—18;.8, с. 8—14; 9, с. 15—23.
Вопросы для самопроверки
1.Что называют звеном, какие виды звеньев существуют?
2.Дайте определение кинематической паре и объясните деление пар на высшие и низшие. Приведите примеры и покажите на них возможные движения в кинематических парах: третьего, четвертого и пятого классов.
3.Что называют кинематической цепью и какие виды их существуют?
4.Дайте определение механизму, машине и объясните их назначение.
Тема 2. Структурный синтез механизмов
Весьма важно научиться определять число степеней свободы механизма, так как оно всегда равно числу входных звеньев механизма. Но не нужно путать число степеней свободы с числом наблюдаемых движений в механизме.
Ключевым понятием в классификации механизмов по Ассуру-Артоболевскому является группа Ассура или структурная группа. Степень свободы группы Ассура равна нулю. Следует запомнить, что группу Ассура всегда образуют четное число звеньев и число кинематических пар кратное трем. Группы Ассура – разделяются на классы: второй, третий, четвертый и т. д. Группы Ассура второго класса делятся еще на 5 видов. Очень важно научиться правильно определять вид группы Ассура, так как для каждого вида разработана своя методика кинематического и силового расчетов.
В учебниках можно встретить по-разному названные одни и те же понятия: пассивные связи – избыточные связи, модификация группы Ассура – вид группы Ассура, степень свободы механизма – степень подвижности механизма; в учебном пособии [7] автор группу Ассура второго класса называет группой Ассура первого класса, механизм I класса – начальным механизмом, группу Ассура II класса – двухповодковой группой и т. д.
4
Литература: 1,с. 33—66; 2, с. 17—28; 8, с. 14—31; 9, с. 20—36. Решить задачи: № 31—36, 38, 39, 42. 46, 51, 55, 56.
Вопросы для самопроверки
1.В чем заключается задача структурного синтеза механизмов?
2.Объясните физический смысл числовых коэффициентов в структурной формуле общего
вида.
3.Что называется группой Ассура? Приведите примеры групп Ассура второго класса.
4.В какой последовательности производится разложение схемы механизма на группы Ассура?
5.Как определяются класс и порядок механизма?
6.Укажите цель и способы условной замены высших пар низшими парами.
II. АНАЛИЗ МЕХАНИЗМОВ
Тема 3. Общие методы кинематического анализа
При изучении этой темы уясните задачи кинематического анализа, заключающиеся в следующем: определение положений звеньев и траекторий отдельных точек звеньев; определение скоростей и ускорений (угловых и линейных) звеньев в точек звеньев механизма, Кинематический анализ считается законченным, если для каждого звена механизма определены положение, скорость и ускорение двух его точек или положение, скорость и ускорение одной точки звена и угловая координата, угловые скорость и ускорение этого звена. Названные вопросы решаются либо аналитическими, либо графическими методами. Аналитический метод сводится к составлению функции положения, которая устанавливает связь между координатами выходного и входного звеньев механизма. Функцию положения можно составить, например, по методу замкнутого контура, предложенного В. А. Зиновьевым. Для определения скорости какой-либо точки любого из звеньев механизма необходимо систему уравнений (функцию положения для этой точки) продифференцировать по времени.
Для определения ускорений функцию положения нужно дифференцировать дважды.
Из графических методов наибольшее применение для плоских механизмов получил метод планов. Планы положений скоростей и ускорений строятся для групп Ассура, образовавших механизм. Построение планов скоростей и ускорений многозвенных механизмов следует начинать с группы Ассура непосредственно присоединенной к ведущему звену по предварительно выписанным векторным уравнениям.
На примерах простых четырехзвенных механизмов (четырехшарнирного, кривошипноползунного, кулисного, синусного и тангенсного) изучите решение задач кинематического анализа графическими и аналитическими методами.
Литература: 1, с. 71-96; 107-П6; 117-с. 40-89; 114-118; 8, с. 32-57; 9, с. 74-96. Решить задачи: № 91-94. 98-101, 111-132, 147-149, 153, 154, 136-159, 335, 337.
Вопросы для самопроверки
1.Каковы преимущества и недостатки аналитического и графического методов кинематического анализа механизмов?
2.Как определить графическими построениями крайние положения кривошипноползунного, шарнирного четырехзвенника и кулисного механизмов?
3.Какие характерные точки позволяют проверить правильность построения кинематических диаграмм?
4.В чем заключаются преимущества и недостатки метода касательных и метода хорд графического дифференцирования?
5.Укажите порядок построения планов скоростей и ускорений по группам Ассура. в
5
многозвенном механизме.
6.Как направлены нормальное и касательное ускорения точки звена при его вращательном движении?
7.Как, пользуясь планом скоростей механизма, определить величину и направление угловой скорости звена?
8.Как, пользуясь планом ускорений механизма, определить величину и направление углового ускорения звена?
9.Как, используя правило подобия, по известным скоростям (.ускорениям) двух точек звена определить скорость (ускорение) любой третьей точки того же звена?
10.При каких движениях звена возникает кориолисово ускорение? Как определить его величину и направление?
Тема 4. Общие методы динамического анализа
Целью динамического анализа является: а) определение и изучение влияния сил на звенья механизма, кинематические пары и неподвижные опоры и установление способов уменьшения динамических нагрузок, возникающих при движения механизма; б) изучение режимов движения механизмов под действием заданных сил и установление способов, обеспечивающих заданные режимы движения механизмов.
Первая задача носит название силового анализа механизмов, вторую задачу называют динамикой механизмов.
Приступая к изучению темы, следует рассмотреть виды (характеристики) сил, которые могут действовать на звенья механизма. Обратите внимание на некоторую условность в разделении сил на силы движущие и силы сопротивления. Например, силы тяжести звеньев при подъеме центров масс звеньев оказываются силами сопротивления, а при опускании центров масс – силами движущими и т. д. Нужно научиться определять для всех случаев движения звена силы инерции. Вспомните известный вам из теоретической механики принцип Даламбера и научитесь применять его при определении реакции в кинематических парах (связях), возникающих от действия заданных сил на звенья механизма при их движении. Метод силового расчета механизма с использованием сил инерции и применением уравнений динамического равновесия носит название кинетостатического расчета.
Силовой расчет многозвенного механизма нужно проводить по отдельным группам Ассура, начиная с наиболее удаленной, считая от ведущего звена. Заканчивается силовой расчет силовым расчетом входного звена, для которого определяются уравновешивающая сила или уравновешивающий момент и реакция в кинематической паре «стойка – входное звено». Кроме этого, нужно изучить вопрос определения уравновешивающей силы методом рычага Н. Е. Жуковского.
Изучая вторую задачу динамического анализа: – динамику механизмов, следует вначале рассмотреть методы приведения сил и масс, позволяющие все силы, действующие на звенья механизма, заменять силами, приложенными к одному из звеньев механизма, называемому звеном приведения. Аналогично, все массы звеньев механизма заменять одной массой, сосредоточенной в точке приведения звена приведения. Для определения приведенной силы здесь также можно воспользоваться методом рычага Н. Е. Жуковского.
Одной из задач динамики механизмов является исследование движения звена приведения по заданным силам. Решением этой задачи является определение зависимости обобщенной координаты звена приведения от времени.
Чтобы провести такое исследование, нужно составить уравнение движения звена приведения механизма в дифференциальной форме и проинтегрировать его.
Необходимо знать уравнения движения механизма в двух формах: в форме уравнения кинетической энергии и в форме дифференциального уравнения. Нужно помнить, что уравнения движения в общем случае являются нелинейными, решение которых может быть найдено только приближенными методами.
Рассматривая режимы движения механизма - разбег, установившееся движение и выбег, важно установить соотношения между работами сил движущих и сил сопротивления, фазность
6
которых определяет каждый из режимов. Важно уяснить две основные характеристики установившегося движения: коэффициент полезного действия механизма и коэффициент неравномерности движения звена приведения механизма.
Нужно знать причины, вызывающие неравномерность движения, оценку неравномерности движения механизма специальным коэффициентом и регулирование периодических колебаний скорости звена приведения механизма введением дополнительной массы – маховика. Необходимо ознакомиться с регулированием непериодических колебаний скоростей звена приведения механизма. Нужно рассмотреть статику и динамику регулятора: его поведение при стационарном режиме и поведение его при нарушении (возмущении) этого режима.
Литература: 1, с. 213-252, 259-282, 312-322, 334-383, 392-403; 2, с. 183-289; 4, с. 313-492; 8, с. 58-86; 9, с. 270-297, 303-317, 334-338, 356-398.
Решить задачи: № 174-176, 182-184, 187, 221, 225, 228-230, 245-247, 251-254, 257, 262-265, 267, 291, 294-296.
Вопросы, для самопроверки
1.Как определяются величина и направление вектора силы инерции (момента от пары сил инерции) звена?
2.Докажите, что группа Ассура статически определима.
3.В какой последовательности производится определение реакций в механизме, состоящем из нескольких групп Ассура?
4.Как определить реакцию во внутренней кинематической паре группы Ассура второго класса, если реакции во внешних парах найдены?
5.Как с помощью рычага Жуковского определить уравновешивающую силу '(уравновешивающий момент)?
6.Что такое механическая характеристика машины?
7.Дайте определения приведенной силы и приведенной массы (приведенного момента инерции).
8.Докажите, что приведенный момент инерции механизма не зависит от скорости звена приведения.
9.Что понимается под механическим коэффициентом полезного действия механизма?
10.Чему равен к. п. д. при последовательном (параллельном) соединении механизмов?
11.Какие причины вызывают периодические или непериодические колебания скорости звена приведения механизма или машины?
12.Что называют коэффициентом неравномерности движения звена приведения механизма или машины?
13.Какова цель установки маховика в механизме или машине?
14.Выведите формулу для расчета маховика при постоянном приведенном моменте инерции механизма.
15.Чем следует руководствоваться при выборе места установки маховика в машине?
16.Что называют обратной связью в процессе автоматического регулирования?
17.Какие регуляторы относят к статическим, а какие к астатическим?
18.Что понимают под характеристикой регулятора скорости? В чем отличие устойчивой характеристики от неустойчивой?
III. СИНТЕЗ МЕХАНИЗМОВ
Тема 5. Общие методы синтеза механизмов
Синтез (проектирование) кинематических схем механизмов состоит в определении некоторых постоянных параметров механизмов, удовлетворяющих заданным структурным,
7
кинематическим и динамическим условиям.
Обратите внимание на то, что проектирование механизмов представляет собой сложную комплексную проблему, так как условия, которым должен удовлетворять проектируемый механизм, являются зачастую противоречивыми, зависящими от назначения механизма, от его требуемой долговечности, технологии изготовления, эксплуатации и т. п. Поэтому из всех условий выбирают одно, основное. Все остальные условия считают дополнительными. Основное условие выражают в виде некоторой функции, экстремум которой должен определить искомые параметры проектируемого механизма. Эту функцию обычно называют целевой функцией. Так, например, для зубчатого механизма за целевую функцию можно принять его передаточное отношение, для кулачкового механизма – заданный закон движения выходного звена и т. п. Дополнительные ограничения, накладываемые на проектируемый механизм, могут быть представлены чаще всего в виде некоторых алгебраических неравенств. Нужно себе отчетливо представлять, что проектирование механизмов в большинстве случаев может быть сведено к задаче отыскания таких параметров механизма, при которых удовлетворяются принятые ограничения и целевая функция имеет минимальное значение. Эта задача многопараметрическая и решение ее проводится при помощи ЭВМ с применением методов Монте-Карло, т. е. случайного поиска, направленного поиска и комбинированного поиска.
Следует помнить, что большинство задач синтеза механизмов могут быть решены только в приближенной форме, поэтому, кроме методов параметрической оптимизации, используют методы теории приближения функций и, в частности,, метод наилучшего приближения функций, предложенный Чебышевым, различные методы интерполирования функций, метод квадратического приближения функций, метод использования взвешенной разности, предложенный Н. И. Левитским, и т. п.
Метод приближения функций, так же, как метод многопараметрической оптимизации, является общим методом синтеза механизмов, применимым ко всем видам механизмов.
Литература: с. 404—407; 8, с. 87—93.
Вопросы для самопроверки
1.В чем заключается проблема проектирования механизмов и каков порядок ее решения?
2.В чем заключается метод многопараметрической оптимизации?
3.Какую функцию называют целевой?
Тема 6. Синтез рычажных механизмов
Познакомьтесь вначале с постановкой задачи и далее на примерах простых четырехзвенных механизмов изучите следующие задачи синтеза:
а) проектирование шарнирного четырехзвенника по двум и трем положениям шатуна и коромысла;
б) проектирование схем шарнирного четырехзвенника, кривошипно-ползунного и кулисного механизмов по коэффициенту изменения средней скорости выходного звена. Для этих же механизмов уясните вопрос о нахождении необходимых соотношений между длинами звеньев, при которых возможно или невозможно существование кривошипа.
К вопросам синтеза относятся и некоторые задачи динамического синтеза, связанные с распределением масс звеньев по условиям уменьшения давлений на стойку механизма, т. е. уравновешивание механизмов. Простейшей задачей этого типа является задача уравновешивания вращающегося звена. Нужно ознакомиться с условиями полного и частичного уравновешивания сил инерции вращающихся масс и уяснить в чем состоит и как проводится статическая и динамическая 'балансировка роторов.
Изучение вопросов уравновешивания механизмов нужно также начинать с цели уравновешивания и уяснения условий, при которых механизм считается уравновешенным. Ознакомьтесь с полным и приближенным статическим уравновешиванием масс плоских механизмов.
8
Литература: 1, с. 548-568, 287-312; 2, с. 290-304, 309-316; 4, с. 123-131, 461-486, 492-495. Решить задач и: № 370-374, 376, 381, 384, 192-195, 198-200.
Вопросы для самопроверки
1.В чем состоит задача синтеза о воспроизведении заданного закона движения?
2.Приведите примеры механизмов, в которых требуется получить достаточно точное воспроизведение заданного закона движения.
3.Сколько решений возможно при синтезе шарнирного четырехзвенника по двум положениям шатуна (по трем положениям шатуна)?
4.Что называется коэффициентом изменения средней скорости выходного звена?
5.В чем заключается задача об уравновешивании масс механизма?
6.Напишите условия уравновешенности сил инерции звеньев плоского механизма.
7.В чем суть статической балансировки, для каких роторов она применима и какое минимальное число грузов требуется для ее осуществления?
8.В чем суть динамической балансировки и какое минимальное число противовесов требуется для ее осуществления?
Тема 7. Синтез зубчатых зацеплений
Синтез зубчатого зацепления состоит в отыскании сопряженных поверхностей зубьев по заданному передаточному отношению. Изучение этой темы нужно начинать с синтеза трехзвенных центроидных механизмов и с вопроса, касающегося условий, обеспечивающих передачу сил в механизмах. Связь между заданным передаточным отношением и геометрическими характеристиками сопряженных профилей устанавливается основной теоремой зацепления. Из всех кривых, удовлетворяющих основной теореме зацепления, наиболее часто применяется в качестве профиля зуба эвольвента окружности. Эвольвентные профили обеспечивают постоянство передаточного отношения. После детальной проработки теоремы зацепления изучите геометрию и проектирование эвольвентных профилей.
В силу того, что размеры зубчатых колес и самого зацепления тесно связаны с технологией изготовления, нужно подробно рассмотреть зацепление колеса с эвольвентным профилем зуба с зубчатой рейкой.
Следует усвоить такие понятия, как: сопряженные профили, линия зацепления (ее теоретические и практические границы), рабочие участки профилей, дуга зацепления, коэффициент перекрытия (плавности) зацепления, явление подрезания зубьев.
Литература: 1, с. 408-460, 462-485; 2, с. 96-137; 4, с. 197-286; 9. с. 202-227, 231-236, 239-247. Решить задачи: № 335—337, 341, 343.
Вопросы, для самопроверки
1.Что такое угол передачи движения?
2.Сформулируйте и докажите основную теорему зацепления.
3.Какому условию должны удовлетворять профили зубьев передачи с постоянным передаточным отношением?
4.Что такое эвольвента окружности, как ее построить? Сформулируйте основные свойства эвольвенты.
5.Что называется модулем и шагом зацепления?
6.По модулю и числу зубьев определите параметры нулевого (неисправленного) колеса: радиусы четырех окружностей (делительной, основной, впадин и выступов), шаг зацепления, толщину зуба по делительной окружности.
7.В чем заключается явление подрезания зубьев и при каких условиях оно возникает?
8.Почему в большинстве случаев ножка зуба колеса изнашивается сильнее, чем головка
9
зуба?
9. Почему дуга зацепления должна быть больше шага?
Тема 8. Синтез зубчатых механизмов
Вэтой теме рассматриваются вопросы проектирования планетарных механизмов. Изучать
еелучше в такой последовательности. Освойте аналитический и графический методы расчета передаточного отношения зубчатых механизмов, включая и планетарные. Обеспечение заданного передаточного отношения – есть основное условие синтеза планетарных механизмов. Из дополнительных условий одним из важнейших является коэффициент полезного действия, который можно определять двумя методами. Первый метод основан на силовом расчете с учетом сил трения. Второй метод – на предположении, что при обращении движения силы, действующие на звенья механизма, не изменяются и потому их отношения могут быть выражены через к. п. д. обращенного механизма. Изучите любой из методов.
Одно и то же заданное передаточное отношение можно получить, применяя различные по схеме механизмы, которые могут сильно отличаться по к. п. д., весам, габаритам и другим дополнительным условиям синтеза. Изучите некоторые общие рекомендации по выбору схемы планетарной на примере простейших схем редукторов Давида и Джемса.
После выбора схемы переходят к определению числа зубьев и числа сателлитов планетарной передачи из условий соседства и сборки.
Литература: 1, с. 142-176, 495-501; 2, с. 138-156; 4, с. 287-312; 8, с. 173-184. Решить задачи: №346, 347.
Вопросы для самопроверки
1.Каковы степени свободы планетарного и дифференциального механизмов?
2.В чем заключается метод обращения движения и где он используется?
3.Составьте схему планетарного редуктора и выведите формулу для определения передаточного отношения.
4.Какой из редукторов Джемса или Давида следует применять в силовых тяжело нагруженных передачах и почему?
5.В чем заключаются условия соосности и соседства?
Тема 9. Синтез кулачковых механизмов
Ознакомьтесь с различными типами плоских и пространственных кулачковых механизмов. Подробно разберите порядок проектирования кулачкового механизма. Он заключается в следующем. Выбирают тип кулачкового механизма. Выбирают и обосновывают закон движения толкателя. Для периода рабочего хода выбор закона движения диктуется, главным образом, требованиями технологического процесса. Для периода холостого хода выбор закона движения определяется динамикой проектируемого механизма и производительностью машины. Определяют основные размеры звеньев кулачкового механизма: исходя из условий ограничения угла давления – минимальный радиус кулачка, размеры толкателя и его положение относительно кулачка. По заданному закону движения толкателя проектируют профиль кулачка аналитическими или графическими методами.
Литература: 1, с. 507-548; 2, с. 71-95; 4, с. 142-182; 8, с. 191-207. Решить задачи: № 351, 356, 360.
Вопросы для самопроверки
1.Назовите преимущества и недостатки кулачковых механизмов по сравнению с рычажными механизмами.
2.Что такое угол давления и какое он оказывает влияние на работу (к. п. д.) кулачкового механизма?
3.Как определить минимальный радиус кулачка по заданным закону движения толкателя и
10