Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Литвин Ф.Л. Проектирование механизмов и деталей приборов

.pdf
Скачиваний:
62
Добавлен:
27.10.2023
Размер:
27.37 Mб
Скачать

или р \ 0

= р 2 0

= п. Указанное

правило сборки колес

приемлемо

для эксцентричных колес со следующими сочетаниями

пх,

п2

и

k

(см. табл. 8.2): а) пх

и п2

— четное и нечетное числа; б)

пх

и п2

нечетные

числа, a

k =

" 1 ~ " 2

нечетное число.

В том случае,

когда пх

и п2

— нечетные числа, a k — четное число

(или

нуль

при пх

=

п2),

выбор равных значений $ х о противоречит рекомен­

дациям

в

табл. 8.2. Поэтому

при проектировании

реверсивных

передач, для которых будет использован компенсационный способ сборки, нужно, если это представляется возможном, не применять

колес с теоретическим значением передаточного

отношения i 1 2

=

=

5; 9; 13. При указанных значениях передаточного отношения

пх

и

п2 — нечетные,

k — четное

число.

 

 

 

Рекомендации

в табл. 8.2

даны для одной

пары колес. Дл я

кинематической цепи, составленной из нескольких пар колес, некоторое уменьшение ошибок возможцо за счет вариации соче­ таний рі0 для различных пар колес. Однако решающее значение имеет компенсация ошибок последней пары колес.

Для реализации на практике изложенных правил сборки нере­ версивного и реверсивного механизмов необходимо: а) измерить биение колес и определить направления векторов эксцентрисите­ тов; б) при сборке колес закрепить их на валах, выдержав пред­ писанные значения р \ 0 .

Зацепление колеса с сектором. В подавляющем большинстве случаев неполное колесо — зубчатый сектор совершает реверсив­ ное движение. Поэтому компенсационный способ сборки будет

рассмотрен для

реверсивного

механизма.

 

 

 

Погрешность, вносимая эксцентриситетом Де2 сектора, будет

минимизирована,

если выбрать

угол

(52 0 =

~ или

В 2 0

=

Зл

ф2

^ 2 — У г о л п о в

о Р о т а

неполного

колеса.

_

 

— ~2

2 ' г д е

Тогда,

если

пренебречь

углом

зацепления а,

можно принять, что у2

=

= Р 2

0 и экстремальное

значение функции

 

 

 

Ае2 cos (

/ ( ф 2 ) = ± — і L \

наступает при <р2 = -у-.

A _ J B L \ _ c o s - ^ '

 

Г 2

2 /

2

 

 

^

(8.96)

 

 

' о

Уравнение (8.96) определяет ошибки перемещения сектора, вызываемые эксцентриситетом Ае2; оно может быть получено из

уравнения

(8.65)

при Аех = 0 и

V2 =

- j - ( " — ф2 ) либо

у2

=

= ~ - (Зя — ф2 ).

При указанных

значениях у2

функция

(8.96)

определяет

участок синусоиды с

точками АХМХВХ

либо

с

точ­

ками А2М2В2

(рис. 8.34). Очевидно,

что несимметричное

распо-

20 Ф. Л. Литвин

305

Рис. 8.35

/

ложение точек А(, Вс

по отношению к Mi приведет к увеличению

значения |/ (ф8 ) | н а и б .

 

Перейдем теперь

к определению значения f5l 0 , при котором

минимизируется функция ошибок перемещения, вызываемая экс­ центриситетами обоих колес. На рис. 8.35, а колеса изображены

в начальном положении. Вращение колеса 1 совершается

по ча­

совой, а колеса 2 — против часовой стрелки. На основании

выра­

жения

(8.65),

пренебрегая углом

зацепления

а

и приняв

6 2 о = -

=

~(л

ф2 ), функцию ошибок

перемещения

запишем

в таком

виде:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аф2

=

 

 

 

 

 

 

 

Дві [sin (ф2 г1 2

+ р 1 0 ) sin 61 0 ] + Ле2

cos ( ф 2 — -^М - c o s - ^

 

 

 

 

 

 

 

 

,<2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(8.97)

Экстремальное значение функции (8.97) наступает при

 

(Дф2 ) =

=

0. Отсюда

следует:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AeJ12

 

[cos (ф2 /1 2 + р1 0 )] Де2

sin (ф 2 — - ^ - ) = 0.

 

(8.98)

 

Потребуем, чтобы экстремальное значение функции (8.97)

наступало при ф 2

 

= - у - . Тогда,

как это следует из

уравнения

(8.98),

необходимо,

чтобы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos ( - ^ / 1 Я + f c 0

) = 0.

 

 

 

 

(8.99)

 

Одно из решений для р 1 о

будет таким: |31 о

=

-~

Щ- i 1 2

я

так как

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

i12==—^—.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

І

 

 

 

 

fa

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Запишем теперь более точные выражения для функции

ошибок

перемещения. При вращении неполного колеса 2 против

часовой

стрелки

(рис. 8.35, а) при у2

=

ф2 ) — а и у г

=

 

+ а

на

основании

 

выражения (8.65)

получим

 

 

 

 

 

 

 

Аф2 =

(А^! [COS 2 г1 2 - f a ) cos a]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- f

Де,

 

cos (ф2

a) cos

+

a

 

 

(8.100)

 

При вращении неполного колеса 2 по часовой стрелке (рис.

8.35, б) р\ 0 = -4^- , р 2 0 = - Щ

-

и

функция

ошибок

перемеще-

20*

307

ния

определится

уравнением

 

 

 

 

 

 

Дф2 =

І Дві [cos а — cos (фіНа +

а)] +

 

 

 

 

v

 

 

 

 

 

 

 

+ Де2 cos ( f -

+ а ) - cos ( ф 2 -

Щ- -

а ) ] } .

(8.101)

 

При компенсированном способе сборки, для того чтобы вы­

держать

предписанное

значение

6 2 0 ,

необходимо, изготовляя

колесо 2

как полное, вырезать из него соответствующий

сектор.

При этом

придется

примириться

с тем, что остальные

секторы

не

будут

использованы.

 

 

 

 

 

Вероятностные оценки ошибок перемещения при компенса­ ционном способе сборки. При компенсационном способе сборки ошибка перемещения ведомого колеса кинематической цепи на основании (8.68) определится уравнением

п

 

А Ф „ = V ± ^ - s i n T j . / „ t - .

(8.Ю2)

Верхний и нижний знаки отвечают значениям у,- = 0 и у{ = л, выбираемым по рекомендациям, приведенным в табл. 8.1.

Ошибка перемещения кинематической цепи определяется как сумма случайных функций такого вида:

 

п

 

Xntoi,E»Et

Еп) = У ± і ^ £ . 8 і п ф , .

(8.103)

Н 0

Используя известные из теории вероятностей теоремы о мате­ матическом ожидании суммы математического ожидания и диспер­ сии суммы случайных функций, получим

 

 

 

п

 

 

 

 

 

М [Хп] =

У

± \

тн sin ф4.;

(8.104)

 

 

 

1=7

г°

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

D [ X N ] =

2

( J $ T S I N V ' J D * -

< 8 Л 0 5 )

В приведенных выражениях

 

те1

и Dei — математическое ожи­

дание и

дисперсия

модуля

эксцентриситета.

Математическое

ожидание

и дисперсия

являются

неслучайными функциями "от ф,-.

При численных расчетах необходимо найти наибольшие значения этих функций.

Аналогичным образом находятся математическое ожидание и дисперсия ошибок перемещения передачи, составленной из полного и неполного колес.

8.12. П Р У Ж И Н Н Ы Е У С Т Р О Й С Т В А ДЛЯ ВЫБОРКИ МЕРТВОГО ХОДА

Зацепление эксцентричных колес сопровождается колебанием бокового зазора между профилями зубцов. Это вынуждает за­ давать допуски на толщину зубцов и межцентровое расстояние колес таким образом, чтобы исключить заклинивание зубцов при зацеплении. Наличие боко­ вого зазора между зубцами при­ водит к появлению мертвого хода при изменении направления вра­ щения колес. Описываемые ниже пружинные устройства позволяют устранить мертвый ход, вызывае­ мый боковым зазором между зуб­ цами.

Принципиальная схема люфтовыбирающего устройства изо­ бражена на рис. 8.36. Колесо / находится в одновременном зацеп­ лении с колесом 2, жестко соеди­ ненным с валом и колесом 3, под­ вижным относительно колеса 2. Колеса 2 и 3 соединяются посред­ ством пружин, создающих момент УИ<П Р) >Л4<С >, где М<С > момент сопротивления, приведенный к ва­ лу с колесом 3. Большей частью составные колеса устанавливаются не на ведущем, а на ведомом валу. При наличии люфтовыбирающего устройства колесо / на­ ходится в двухпрофильном зацеп­ лении, что приводит к дополни­ тельным потерям на трение.

Будем различать в последую­ щем прямой и обратный ход колес.

При прямом ходе колесо / вращается в направлении, изображен­ ном на рис. 8.36; профиль В—В колеса / давит на профиль у—у колеса 2 и приводит во вращение ведомый вал, жестко связанный

с колесом 2. Одновременно под действием пружин люфтовыбира-

ющего устройства

в

контакте будут

находиться

профили В'—В'

и у'.—у' колес /

и

3. Погрешности

толщины

зубцов,,

наличие

эксцентриситета колес приводят к повороту колеса 3

относи­

тельно колеса 2, что сопровождается

изменением натяжения пру­

жин люфтовыбирающего устройства. При обратном ходе колесо /

вращается

в направлении, противоположном изображенному

на рис. 8.36.

Движение от колеса / будет передаваться ведомому

валу следующим образом: а) профиль В'—В' колеса 1 давит на профиль у'—у' и приводит во вращение колесо 3; б) колесо 3 сжимает пружины люфтовыбирающего|устройства и приводит во вращение колесо 2. Как и в случае прямого хода, при обратном ходе помимо профилей В'—В' и у'—у' колес 1 и 2 в зацеплении находятся профили 6—В и у—у колес / и 3.

На рис. 8.37 представлена конструкция составных

колес 2 и 3

с люфтовыбирающим устройством, состоящим из трех

пружин 4.

2^ \

Рис. 8.37

Для того чтобы блок колес 2 и 3 не разваливался до его установки на ведомом валу, предусмотрена втулка 5, соединенная стопорным винтом 6 с колесом 2. Колесо 3 соединяется с валом при помощи штифта; А — отверстие под штифт во втулке 5, через которое сверлятся при сборке колесо 2 и вал. Для временного скрепления при сборке колеса 2 с валом предусмотрено резьбовое отверстие Б. Пружина 4 крепится одним концом с колесом 3, а другим — с ко­ лесом 2. Конец пружины продевается через отверстие в колесе либо через отверстие пружинодержателя 7, ввинченного в колесо. Количество пружин и усилие их натяжения выбираются в зави­ симости от конструкции колес 2 и 3. Суммарный момент пружин определяется приведенным моментом сопротивления М ( с ) .

В конструкции, изображенной на рис. 8.38, вместо цилиндри­ ческих винтовых пружин используется пружинная проволока 4. Один конец проволоки охватывает цилиндрическую часть

стержня 6, расклепанного в колесе 2; другим концом проволока опирается на стойку 7, запрессованную в колесе 3. Назначение втулки 5 то же, что и в конструкции, изображенной на рис. 8.37. В колесах 2 и 3 предусмотрены отверстия А для того, чтобы обес­ печить при сборке доступ к крепежным винтам фланца втулки для шарикоподшипников. Для соединения колеса 2 с валом в сту­ пице колеса предусмотрено коническое отверстие. Способ креп­ ления колеса 2 на конической цапфе вала изображен на рис. 8.39, где изображен вариант люфтовыбирающего устройства с изогну­ той пружинной проволокой. На рис. 8.40 представлена конструк­ ция блока из трех составных колес с двумя люфтовыбирающими устройствами. Такая конструкция применяется в передаче с па­ разитным колесом. С колесом / находятся в зацеплении колеса 3 и 2; с колесом V находятся в зацеплении колеса 3' и 2, На рис. 8.41 изображено люфтовыбирающее устройство для зубчатого сектора.

В секторе 2

имеется направляющий паз Б, а

в секторе 3 — на­

правляющий

выступ

(4 — пружина). Винты

5

предотвращают

возможность выпадения сектора 3 из сектора

2.

Предполагается,

что центральный угол

зубчатого сектора р" ^

60°.

8.13.ПЕРЕДАЧА СИЛ

ИПОТЕРИ НА ТРЕНИЕ НА З У Б Ц А Х

Передача движения зубчатыми колесами сопровождается поте­ рями на трение на зубцах и в опорах. Поверхности зубцов при зацеплении перекатываются и скользят друг по другу, но глав­ ную часть потерь составляют потери на трение скольжения. Д л я упрощения выводов потери на трение на зубцах и в опорах будем определять раздельно, хотя при строгом решении это должно выполняться одновременно.

Уравнения равновесия колеса 2. К колесу 2,

являющемуся

ведомым, приложены: момент сопротивления М ( С ) ;

реакция R ( 1 2 ) ,

передающаяся

от колеса /; реакции R ( H 2 ' B >

и R ( H 2 ' ° > , возникаю­

щие

в опорах

В и D и передающиеся колесу 2 от стойки Я (рис.

8.42,

б).

 

 

 

Уравнения равновесия колеса 2 под действием

приложенных

сил определятся так:

 

 

 

 

R (i2> _ f - R < m .B)_|_R <«2.c) =

o,

(8.106)

 

 

S M № ) = M ( R ( 1 2 ) ) 4 - M ( R < f f l . B ) ) 4 -

 

 

 

+ М ( R ( W 2 ' °>) -j- М ( С ) = 0,

 

(8.107)

где 2J М<°З> — геометрическая сумма моментов сил относительно точки 0 2 . При записи уравнения (8.107) предполагалось, что колесо 2 вращается равномерно и момент сил инерции

М<'> = / 2 £ 2 = 0.

(8.108)

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ