![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Соловьев А.И. Проектирование механизмов приборов и аппаратов
.pdfгде |
z — число зуоьев |
шестерни. |
|
|
|
||||
Поводковая передача |
(муфта) |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
• 4 = 1 - - ^ - , |
(170) |
|||
где |
е — смещение осей валов, см; |
|
|||||||
|
R — радиус расположения |
центра пальца, см. |
|||||||
Крестовая |
муфта |
|
|
|
|
|
|
і |
|
|
|
|
|
|
7 ] = l - - i i f . |
(171) |
|||
Карданный |
механизм |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
т] = |
1 — k f « 0 , 9 , |
(172) |
|||
где |
к — коэффициент, |
зависящий |
от угла |
перекоса валов [58]. |
|||||
Винт — гайка |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
tg(? |
+ p) |
|
|
где |
|3—угол подъема |
винтовой |
линии |
|
|||||
|
|
|
|
|
P = |
arctgf." |
(174) |
||
|
Конические дифференциалы |
(см. табл. 7) с модулем зацепле |
|||||||
ния |
0,5; 0,8; 1: 1,5 мм имеют |
к. п. д. л ~ |
0,75-т-0,95. |
||||||
|
Ошибка |
угла поворота |
за счет |
трения |
в опорах |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
мт . |
|
|
|
|
|
А Т | = ? „ |
, а х 1 ^ - , |
(175) |
|||
где |
ф ш а х — максимальный |
угол |
поворота |
і-го звена; |
|||||
|
М т — м о м е н т трения |
і-го звена; |
|
||||||
|
М К 1 —крутящий |
|
момент. |
|
|
|
|
||
Момент |
трения М т имеет |
следующие |
значения. |
||||||
Вращающийся трансформатор ВТ - 2 — М т =170 Г-см; СКВТ-2— |
|||||||||
А'\т = 170 Г-см; СКВТ-5 — М т |
= |
120 Г-см. |
|||||||
Электромагнитная |
м у ф т а — М т |
= 100 |
Г-см. |
||||||
Цилиндрическая |
цапфа |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
M T = - ^ - f P d , |
(176) |
||||
где |
f — коэффициент |
|
трения |
скольжения; |
|
||||
|
Р — радиальная |
нагрузка; |
|
|
|
|
d—'Диаметр цапфы, см.
П О
|
Коническая |
цапфа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М т |
= |
— |
f P d c p , |
|
|
|
|
(177)' |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
где |
chp |
—средний |
диаметр |
цапфы |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
d m a x |
+ |
d m i n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dcP = |
|
|
2 |
• |
|
|
|
|
|
||
|
Цилиндрическая |
сплошная |
пята |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M T |
= y f Q d , |
|
|
|
|
(178) |
||||
где |
Q — осевая |
нагрузка, |
Г; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
d— |
диаметр пяты, см. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Кольцевая, или |
гребенчатая |
|
цята |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
М т |
- |
— |
і Q |
d ; " a x — d 3 " ; i " |
, |
|
|
(179) |
|||||
где |
d m a x |
и |
dm in—соответственно |
|
больший |
и меньший |
диаметр |
||||||||||||
|
|
|
|
|
кольца. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Сферическая |
или керновая |
радиальная |
|
опора |
|
|
|
|||||||||||
где |
Р — радиальная |
|
|
|
M T |
= |
fPr, |
|
|
|
|
|
|
(180) |
|||||
нагрузка, |
Г; |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
г—радиус керна, см. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Сферическая |
пята |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
^ - ^ t Q R , |
|
|
|
; |
(181) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lb |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
Q —осевая |
нагрузка, |
Г; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
R—радиус пятна |
контакта, см |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,682 Q |
|
+ |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
R = |
| |
/ . |
|
|
, Е |
к , |
h " У , |
|
|
(182) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
н к |
. Rn |
|
|
|
|
|
|
где |
Е к |
и |
Еп |
— модули |
упругости |
материала |
керна |
и |
подпятника; |
||||||||||
|
RK |
и |
Rn |
— радиусы |
сфер |
керна |
и |
подпятника |
[34; |
52]. |
|||||||||
Значение коэффициентов сухого трения скольжения |
для ста |
||||||||||||||||||
лей |
f « 0 , 1 5 0 , 2 4 ; |
для |
меди, |
латуни, |
'бронзы, |
дюралюминия |
|||||||||||||
1 « |
0,154-0,3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i l l
Шарикоподшипник |
радиальный |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
М Т = М 0 |
- f t l , 2 5 ( * - j - Р, |
|
|
||||||
где |
Мо — момент |
трения |
ненагруженного |
шарикоподшипни |
||||||||
|
ка [46]; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
и,— коэффициент |
трения качения; |
|
|
|
|||||||
D |
и d — наружный и |
внутренний |
диаметры шарикоподшип |
|||||||||
|
|
ника; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р — радиальная |
нагрузка. |
|
|
|
|
||||||
Момент трения |
шарикоподшипников |
с |
внутренним |
диаметром |
||||||||
d = 5-М 2 мм: |
|
|
|
|
|
Р < 500 Г |
|
|
|
|||
а) |
при радиальной |
нагрузке |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
M T |
= |
M 0 + t-iP, |
|
|
(184) |
|||
б) |
при Р > 500 Г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Мт = |
Mo -f-500 |
(ц,— 14) + |
РР-2- |
(185) |
|||||
Значение |
момента |
трения |
ненагруженных |
шарикоподшипников |
||||||||
с внутренним |
диаметром |
d = |
5-f-12 мм: |
|
|
|
||||||
а) |
однорядные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
М0 |
= |
5,64-10,8 Г- см; |
|
|
||||
б) |
двухрядные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Мо = |
8,94-14,1 |
Г-см. |
|
|
||||
Значения |
коэффициентов |
щ и рг для подшипников с внутрен |
||||||||||
ним диаметром |
d = 54-12 мм: |
|
|
|
|
|
||||||
а) |
однорядные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
ці = |
0,001564-0,00124; |
|
|
|||||
|
|
|
|
И2 = |
0,000164-0,00050; |
|
|
|||||
б) |
двухрядные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
1И = |
0,001634-0,00460; |
|
|
|||||
|
|
|
|
ца = |
0,000754-0,00092. |
|
|
|||||
Шарикоподшипник |
осевой |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
М т « М 0 |
+ 1,5{І — О, |
|
(186} |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
где |
М0 л |
2 (D -f- d) — однорядный; |
|
|
|
|
|||||
|
M 0 «3(D - { - cl) — двухрядный шарикоподшипник. |
диаметром |
|||||||||
Момент |
трения |
шарикоподшипников |
с |
внутренним |
|||||||
d = |
5-Г-12 |
мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М Т « М 0 + |
|i3 Q, |
|
(187) |
|||
где |
цз « |
0,000504-0,00100 см. |
|
|
|
|
|
|
|||
|
Шарикоподшипник |
радиально-осевой |
|
|
|||||||
|
|
|
|
М т = |
М 0 + (1,5 Q + |
1,25Р)[л |
(188) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О |
|
|
|
|
|
|
D |
- |
D + |
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
ио |
— |
г, |
|
> |
|
|
где |
б — диаметр-шарика. |
|
|
|
|
|
|
||||
Момент |
трения |
шарикоподшипников |
с |
внутренним |
диаметром |
||||||
d = 5-і-12 |
мм при радиальных |
нагрузках |
Р ^ 5 0 0 Г, Р3*500 Г соот |
||||||||
ветственно |
принимают: |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
Мт |
« Мо + |
1ЧР + |
fxaQ; |
|
(189) |
||
|
|
|
М т = |
M o + 500(11! — |ха) -fnaP + IisQ. |
(190) |
Первичные ошибки приводятся к выходному звену механизма
V
Д - J
J1;
ив конечном счете находится суммарный мертвый ход выходного звена
Д = Д п + Д П К ] +" Д П Т , , |
• |
(192) |
Два последних члена правой части выражения (192) численно значительно меньше первого члена, поэтому в неответственных расчетах ими иногда пренебрегают.
Мертвый ход кинематической цепи, выраженный в градусах, будет
Д° = - ^ 3 6 0 ° , |
(193) |
где Ц — цена оборота звена в единицах отсчета:
Мертвый ход, выраженный в миллиметрах |
(на шкале, описанной |
радиусом R) |
|
U = R t g A n . |
(194) |
Силы и вращающие моменты, действующие на звенья зубчатых механизмов, определяются по приведенным ниже формулам [50].
Нормальная к поверхности зуба сила: а) цилиндрическая прямозубая пара
|
|
|
|
|
|
Р . = - |
5 ^ - . |
|
(195) |
|||
|
|
|
Do — момент |
|
|
|
|
Do COS а |
|
|
||
где |
Мг и |
на |
|
валу |
ведомой шестерни и диаметр ее |
|||||||
|
|
|
начальной |
окружности; |
|
|
||||||
|
|
|
а — угол зацепления |
(а = |
20°); |
|
||||||
|
б) |
цилиндрическая |
косозубая |
пара |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
Р п = |
|
п |
2 М д |
. |
, |
(196) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D 2 COS a COS р |
|
|
||
где |
р — угол наклона |
зуба; |
|
|
|
|
|
|||||
|
в) |
коническая |
зубчатая |
пара |
|
|
V |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р п |
= |
п |
' |
|
, |
(197)' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D 2 |
cos о |
|
|
|
где |
D c p — средний |
диаметр |
начального |
конуса ведомого |
колеса; |
|||||||
|
г) |
червячная пара |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
р п = |
• / |
Р 2 |
-ь Q2 |
+ Т 2 , |
(198) |
|||
где |
Р,Т, Q — соответственно |
окружные |
силы: червячного колеса и |
|||||||||
|
|
|
червяка |
и распорная сила. |
|
|
||||||
|
Осевая |
сила: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а) |
цилиндрическая |
косозубая |
пара |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
Q = |
~ t g , 3 ; |
|
(199) |
||||
|
б) |
коническая пара |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
Qi = - ^ M g a s i m p , |
(200) |
||||||
|
|
|
|
|
Q 2 = |
|
JJh. |
tgacoscp,, |
(201) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
D-'cp |
|
|
|
|
|
где |
ф! и ф2 — углы |
начальных конусов |
[52]. |
|
114
Вращающий момент Mj на входном звене дифференциально-
планетарного |
механизма (см. рис. 30 и 33) при известном |
момен |
|
те полезных |
сопротивлений М 2 на выходном звене, |
передаточном |
|
отношении і 12 и к. п. д. зацеплений т) 12 от входного |
к выходному |
||
звену и приведенном к входному звену моменте трения |
подшип |
||
никовых опор звеньев Мтп будет |
|
|
|
|
М х = - ^ - + М Т п . |
|
(202) |
І1 2 ' І 1 2
8.Пример графического оформления кинематического чертежа
зубчатого механизма отработки |
сигнала с электродвигателем ти |
па АДП, синусно-косинусным |
вращающимся трансформатором |
(СКВТ) и таходинамо ТД показан на рис. 48. Кроме стандартной
Рис. 48
рамки с текстом в правом нижнем углу кинематического чертежа помещаются таблицы мертвых ходов (табл. 8) и вращающих мо ментов (табл. 9) с учетом изготовления его по второму классу точности.
|
|
Т а б л и ц а 8 |
|
Значения мертвых ходов |
механизма |
|
Мертвый ход в единицах отсчета |
|
ведущее |
ведомое |
[20; 29; 33; 50] |
Электродви |
МЗ |
0,13200 |
гатель Ml |
М4 |
0,13200 |
|
М5 |
0,02180 |
|
Мб |
0,02180 |
|
Шкала Г. 0 |
0,03200 |
|
Шкала Т. 0 |
0.00069 |
|
|
9. На |
базе кинематического |
|||
Значения вращающих моментов |
проекта |
|
разрабатывается кон |
|||
струкция |
механизма; |
создает |
||||
|
Максимальный |
|||||
Ведущее |
ся сборочный чертеж с необхо |
|||||
статический |
||||||
звено |
димым |
и достаточным |
количе |
|||
момент, г - дм |
||||||
|
ством проекций, разрезов и се |
|||||
|
|
|||||
Ml |
3,56 |
чений; |
выпускаются |
рабочие |
||
чертежи |
|
отдельных |
деталей. |
|||
|
|
|
Вся графическая документация выполняется в соответствии с тре бованиями ЕСКД (см. табл. 2).
В практике конструкторских бюро радиотехнической про мышленности принято проставлять па сборочных чертежах рядом с порядковыми номерами позиций числа зубьев z и модули за цеплений т , как это показано на чертеже зубчатого механизма отработки сигнала (рис. 49). Иногда здесь же в скобках указы вается количество деталей той или иной позиции, отличное от еди ницы.
Рис. 49
Позиции подсборок обозначаются двумя или более порядковы ми номерами. Например, узел шкального барабана, состоящий из собственно барабана и ступицы, помечен позициями 2; 44, пояс няемыми в спецификации раздельно.
10. Зубчатые механизмы настройки и управления устанавлива ются в виде отдельных блоков.в кожухах радиоэлектронной аппа ратуры или на щитках дистанционного управления. В этом случае механизм предварительно собирается между двумя параллельны ми платами по подобию зубчатых верньеров [30; 32].
Зубчатые механизмы вида показанных на рис. 48 и 49, как пра вило, являются принадлежностью многоблочных аппаратов с пуль том управления сложных радиотехнических систем [40]. Механиз мы, как и электронные блоки, предварительно монтируются на специальном шасси, вставленном в соответствующую ячейку стой ки-шкафа. Шасси отливаются из силумина или штампуются из листового металла.'
Микроэлектромашины типа показанных на рис. 48 (Ml . . .Мб) крепятся в специально отлитых для них стойках-стаканах б и 9 (рис. 50), как это показано на рис. 46 и 47, и муфтами соединяв ются соответствующими валами зубчатого механизма отработки сигнала <3.
Р ис 50
Положение шасси в стойке фиксируется закрепленными в его задней стенке направляющими силовыми стержнями-ловителя ми і и 5 и запирается невыпадающими винтами 7 и 8.
Ориентация токопитающих разъемов осуществляется несило
выми ловителями 2 и 4. |
: |
|
|
П р и м е р . Определить |
окружные силы, |
вращающие моменты |
|
и мертвый ход зубчатых |
пар |
механизма, |
кинематическая схема |
которого 'показана на рис. |
51. |
Все звенья |
механизма выполнены |
до седьмой степени точности. Межосевые расстояния, кроме вин товых колес, следующих непосредственно за ведущим электродви
гателем, регулируемые. Момент М в т |
на валу вращающегося транс |
|||||
форматора |
ВТ |
равен 120 Г-см. Момент на валу |
исполнительного |
|||
двигателя |
без |
возбуждения |
равен |
5 Г • см; |
с |
возбуждением — |
30 Г • см. Момент трения на |
валу |
зубчатого |
сектора принимается |
равным |
1000 Г • см. |
Рабочий |
момент |
на валу сектора с учетом |
||||||||||||
трения |
в его опорах |
М с = |
30000 Г-см. |
Цена одного |
оборота |
|
сек |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
тора 3600 отсчетных еди- |
||||||||||
2Ф |
12 |
|
|
|
|
ниц (о. е:). Угол поворота |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
сектора |
100°. |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Валы |
1, |
2, |
3, |
4, |
5, |
5, |
|||
|
|
|
|
|
|
7 имеют диаметры |
5, 5, 6, |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
8, |
10, 6, 6 мм и длины |
5, |
||||||||
|
|
|
|
|
|
15, |
20, |
30, |
50, |
20, |
10 |
мм. |
||||
|
|
|
|
|
|
|
Р а с ч е т . |
1. Окружное |
||||||||
|
|
|
|
|
|
усилие |
зубчатого |
секто |
||||||||
|
|
|
|
|
|
ра |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рг = |
2 М , |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
mz |
|
|
|
|
|
|
Рис. 51 |
|
|
|
|
2 • ЗООООО = 3750 Г. |
||||||||||
|
|
|
|
|
0,8 • 2J0 |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
2. Вращающий момент |
на валу 5 по аналогии |
с |
|
(202) |
|
|
|
|
||||||||
|
|
М, |
= |
|
I 1У1Т.-. I |
|
|
|
|
|
|
(203); |
||||
где |
M s — ' М о м е н т полезных |
сопротивлений |
сектора |
8; |
|
|
|
|
||||||||
ч]с |
и i 5 S — к. п. д. секторной |
пары |
и передаточное |
отношение |
||||||||||||
|
от вала 5 к сектору 8; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
М т . —момент трения четырех однорядных шарикоподшип |
|||||||||||||||
|
ников. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30000-20 |
+ |
3 8 = з |
1 3 0 |
г . С |
М |
ш |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,97 • 200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Окружное усилие |
на большем из колес вала 5 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Рг, |
2М,5 |
|
2 • 31300 |
2080 Г. |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
0,5 • 60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
3. Вращающий момент |
М 7 |
на валу |
7 равен |
моменту вращаю |
||||||||||||
щегося трансформатора М7 = М В |
Т = 120 Г • см. |
7, |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Окружное усилие |
колеса, сидящего |
на |
валу |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Р 7 = |
2М7 |
|
2 • 1200 |
= |
30 г. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
m7 zi |
|
0,5 • 160 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. Момент М6 , приведенный от вращающегося трансформато ра к валу 6,
М6 |
= J « L _ + м т r |
= |
_ i 2 ° ^ L - |
+ |
и = |
48 |
Г.см. |
|
|||||||
|
r,iG 7 |
Т ( 3 |
|
0,438-160 |
|
|
|
|
|
|
|||||
Окружное усилие |
на большем |
колесе |
вала 6 |
|
|
|
|
||||||||
|
|
P G |
— _?_і^£_ — —2j_480_ |
__ |
y~ |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
m6 zG |
|
0,5 • 75 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
5. Вращающий |
момент |
M 4 , приведенный к |
валу |
червячного, |
|||||||||||
колеса, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М 4 |
+ - M L . + |
Л/L = |
|
3 1 3 |
0 |
' 3 0 |
+ |
4 8 |
" 3 |
Q |
+ |
||||
•г] i < G |
|
і] i 4 5 |
|
* |
|
0,975 • 60 |
|
0,885 |
• 75 |
|
|||||
|
|
|
-t- 24 = |
1650 |
Г-ЛІС. |
|
|
|
|
|
|||||
Окружное |
усилие червячного |
колеса |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
p ^ |
- |
^ l i . ^ |
|
2 |
•1 |
6 5 |
0 0 |
= 1650 Г. |
|
|
|
|||
|
|
|
m< z, |
|
0,5 • 40 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
6. Момент Мз, приведенный |
к валу 3, |
|
|
|
|
|
|||||||||
М я = |
|
4- М Т о |
= |
0,40 • 40 |
h 14 = 220 Г |
-см. |
|
||||||||
|
т, i3i |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Окружное |
усилие |
шестерни |
червячного вала |
3 |
|
|
|
||||||||
|
|
2 М 3 |
|
2 • 2200 |
|
• Н 7 Г. |
|
|
|
|
|||||
|
|
m3 z3 |
|
0,5 • 60 |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
7. Момент М2 , приведенный |
к |
винтовому |
колесу |
вала |
2,. |
||||||||||
М, = J « i - + М Т 0 |
= |
|
2 2 |
0 |
•1 5 |
|
+ 9 = 69 Г-см. |
• |
|||||||
|
т) i 2 3 |
2 |
|
|
0,915 • 60 |
|
|
|
|
|
|
||||
Окружное |
усилие |
винтового |
колеса |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
р |
__ 2Мг |
_ |
|
2 • 690 |
= |
4 6 |
г |
|
|
|
|
||
|
|
|
m2 zo |
|
|
0,5 -60 |
|
|
|
|
|
|
|
||
8. Момент |
М, приведенный |
к валу исполнительного двигателя-». |
|||||||||||||
|
К |
|
J b _ ^ , |
|
69-20 |
= |
2 & г . с м _ |
|
|
|
|||||
|
|
|
т, i l s |
|
0,885 • 60 |
|
|
|
|
|
|
|
Приведенный к валу исполнительного электродвигателя вра-
і