Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Теория механизмов и машин. Методические рекомендации
.pdf
21
1. Ознакомиться с устройством и принципом действия механизма. Соста-
Элементы механизма
Обозначение в схеме
1. Вал, ось
2. Стойка, неподвижное звено:
а) основание
б) зубчатое колесо
в) опора
вить кинематическую схему механизма, используя условные обозначения его
элементов по табл. 1 и рис. 1,2,3,5.
2. Дать название механизму, отразив в нём вид механизма ( планетарный,
комбинированный, ступенчатый и т. п.).
3. Выделить составные части механизма (ступени), дать им название в со-
ответствии с их видом и указать номера зубчатых колёс в них.
4. Подсчитать числа зубьев всех колёс и составить для них таблицу.
5. Рассчитать передаточные отношения ступеней по формулам (1) – (3), (6)–(9)
и общее передаточное отношение по формуле (10) с точностью до тысячных.
6. В планетарном механизме (ступени) на рис. 6,б рассчитать передаточ-
ное отношение от сателлитов 2 к водилу Н по формуле U
(4)
=1±(Z4/Z3).
2H
7. Опытным путём определить общее передаточное отношение механизма
по формуле U
оборотов и сосчитать полученное при этом число оборотов n
= ± nвх / n
оп
. Для этого следует повернуть входное звено на nвх
вых
выходного зве-
вых
на. Знак (+) или (-) учесть относительным направлением вращения указанных
звеньев. Кратко изложить методику опыта и составить таблицу его результатов.
В ней указать величины
nвх, ± n
вых
, U
оп
= ± nвх / n
вых
.
8. Дать оценку результатов сравнением опытного значения величины Uоп
с расчётным по п. 5.
Таблица 1
Условные обозначения элементов механизмов
в кинематической схеме (ГОСТ 2.770-68)
22
3. Закрепленное на валу зубчатое ко-
лесо
4. Подшипник на валу
5. Вращающееся на оси зубчатое ко-
лесо
6. Зубчатая передача:
а) цилиндрическая
б) коническая
На схеме валы нумеруют римскими цифрами , зубчатые
№
п/п
Частота вращения,
мин
-1
Число
зубьев
№
п/п
Частота вращения,
мин-1
Число
зубьев
nвх
n
вых
Z1 Z2 nвх
n
вых
Z
1
Z
2
1
2810
140
13
34
11
1415
135
14
29 2 2850
150
14
37
12
1425
115
13
36 3 2880
160
12
30
13
1435
100
16
34 4 920
55
15
40
14
1455
132
17
32
5
935
63
14
33
15
2900
250
15
37 6 950
70
13
22
16
2940
190
13
31
7
970
65
12
26
17
975
55
14
35
колеса — арабскими
4.2. Кинематический синтез
1. Кинематический синтез проводится в последовательности:
Определить общее передаточное отношение механизма (по модулю)
U0 = |nвх / n
вых
|.
Частоты вращения nвх и n
звеньев назначаются преподавателем по табл. 2.
вых
Таблица 2
23
8
700
72
16
29
18
985
60
16
30
9
720
67
15
32
19
740
40
12
38
10
730
50
12
23
20
700
32
16
40
2. По формуле (1) определить модуль передаточного отношения U12 зуб-
чатой передачи (как первой ступени механизма), используя числа зубьев колёс
Z1 и Z2 по табл.2.
3. Определить передаточное отношение планетарного механизма ( как
второй ступени): U
чивающего требуемое передаточное отношение U
(3)
= U0 / U12. По рис.6 выбрать схему механизма, обеспе-
1H
(3)
.
1H
4. По программе ZUBSAT (при Т = 4) рассчитать на ЭВМ параметры пла-
нетарного механизма:
- для механизма на рис. 6,а: Z1, Z2, Z3, K, A;
- для механизма на рис. 6,б: Z1, Z2 = Z`
3, Z4
, K, A.
5. Определить фактическое расчётное передаточное отношение планетар-
ного механизма
(3)
(U
1H
ф
)
= 1 + (Z3 / Z1), используя значения чисел зубьев колёс Z1 и Z3 по п.4.
р
Сравнить полученное значение передаточного отношения с максимально
возможным по формуле (11), приняв значения величин К и А по п. 4. Дать
оценку спроектированному механизму.
6. Вычертить кинематическую схему механизма с обозначением в ней
номеров всех звеньев и элементов (зубчатых колёс, валов, водила), начиная с
первой ступени (зубчатой передачи).
5. Отчёт о выполненной работе
Отчёт должен содержать разделы:
1. Цели лабораторной работы.
2. Виды зубчатых механизмов и их кинематические характеристики (с
приведением формул).
3. Кинематический анализ модели зубчатого механизма (подраздел 4.1
п.п. 1-7).
4. Кинематический синтез механизма (подраздел 4.2 п.п. 1-6).
5. Выводы с оценкой выполнения целей лабораторной работы.
24
6. Примеры контрольных вопросов
6.1. Виды зубчатых механизмов.
6.2. Зубчатая передача, её кинематическая схема и кинематические харак-
теристики.
6.3. Ступенчатый зубчатый механизм, его кинематическая схема и кине-
матические характеристики.
6.4. Рядовый зубчатый механизм, его кинематическая схема и кинемати-
ческие характеристики.
6.5. Какой зубчатый механизм называют редуктором, мультипликатором?
6.6. Планетарный зубчатый механизм, его кинематическая схема и кине-
матические характеристики. Звенья механизма.
6.7. Комбинированный зубчатый механизм, его составные части. Кинема-
тические характеристики механизма.
6.8. Методика проведения кинематического анализа модели зубчатого
механизма.
6.9. Методика проведения кинематического синтеза зубчатого механизма.
6.10. Правила составления кинематической схемы зубчатого механизма.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
1. Теория механизмов и механика машин: Учеб. для вузов/ К.В. Фролов,
С.А. Попов, А.К. Мусатов и др. М.: Высш. шк.,1998.
2. Теория механизмов и машин: Учеб. для вузов / К.В. Фролов, С.А. По-
пов, А.К. Мусатов и др.— М.: Высш. шк.,1987.
25
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
Построение эвольвентного профиля зубьев колес способом обкатки
и синтез эвольвентной зубчатой передачи
1. Цели лабораторной работы:
- изучить способы изготовления эвольвентных зубьев зубчатых колес и
более подробно — способ обкатки: принцип обкатки, инструмент для изготовления, виды изготавливаемых колес и их параметры;
- освоить методику построения схемы эвольвентной зубчатой передачи и
оценку ее показателей.
2. Способы изготовления зубчатых колес. Способ обкатки
Зубчатые колеса с эвольвентным профилем зубьев изготавливают на формо-
образующих станках способами обработки металлов резанием, давлением (прокат-
кой, штамповкой) и др. Современными высокопроизводительными и технологич-
ными являются способы обкатки (огибания), копирования и накатки. Наиболее
распространен способ обкатки (огибания). Его рассмотрим подробнее.
В основу способа положен процесс станочного зацепления режущих кро-
мок инструмента И и зубьев «нарезаемого» колеса К [1, 2]:
- инструменту сообщается на станке главное движение резания, в процес-
се которого режущие кромки И образуют «производящую зубчатую поверх-
ность» — исходный производящий контур (ИПК);
- заготовке «нарезаемого» колеса К сообщается такое движение, при котором происходит взаимоогибание «зубчатой поверхности» ИПК и формируе-
мой поверхности зубьев К, т.е. происходит зацепление нарезаемых зубьев К с
ИПК (рис. 1). Поверхность Э нарезаемого зуба колеса получается как огибаю-
щая множества положений И1, И2, И3,… режущих кромок инструмента. Ин-
струменту сообщается при этом движение резания по всей длине зуба К.
26
фр
ω
к
ω
mР
Рис. 1
Инструментом И может быть долбяк, абразивный хон с конечным числом
зубьев Z. При Z= инструмент И превращается в зубчатую рейку. Практически
этот инструмент выполняется в виде модульной червячной фрезы, у которой
реечный производящий контур (ИПК) расположен на винтовой поверхности
зубьев (рис. 1). Главным движением резания фрезы 1 является вращение со
скоростью
Параметры реечного ИПК фрезы 1 стандартизованы по ГОСТ 13755 -
81 (рис. 2).
. Заготовка К вращается со скоростью
.
Рис. 2
Основные параметры ИПК:
- V V — делительная прямая;
-
— шаг ИПК, где m - модуль;
27
-
0
20
1*
a
h
2*
e
h
25,0*с
38,0*
f
mz
pz
d
p
m
в
в
— угол главного профиля;
-
-
-
,
— коэффициенты высоты головки и граничной высоты зуба;
— коэффициент радиального зазора;
— коэффициент радиуса кривизны переходной кривой.
3. Виды эвольвентных зубчатых колес. Коэффициент смещения
Исходным геометрическим параметром зубчатого колеса является дели-
тельная окружность, диаметр которой
, где
- модуль зубьев (мм).
На станке при нарезании зубьев колеса К его делительная окружность
совпадает со станочно-начальной окружностью станочного зацепления. Касательная к этой окружности называется станочно-начальной прямой НН.
При нарезании зубьев инструмент (ИПК) можно расположить по-разному
относительно станочно-начальной прямой НН [1]:
- нулевая установка — делительная прямая V V инструмента совмещена с
прямой НН (рис. 3,а): смещение b=0;
- положительная установка — делительная прямая V V отодвинута на ве-
личину
(мм) от прямой НН (т.е. от оси колеса) (рис. 3,б): b>0;
- отрицательная установка — делительная прямая V V инструмента сме-
щена от прямой НН к оси колеса на величину
(мм) (рис. 3в): b<0.
28
b
хm
max
miní
2,1
);(
2121
ррVV
Рис. 3. Виды нарезаемых колес
Величину смещения инструмента от прямой НН, т.е. от делительной окруж-
ности колеса, характеризуют отношением
— коэффициентом смещения. Для
нулевого колеса х=0, для положительного x>0, для отрицательного x<0.
Коэффициенты смещения колес определяют в значительной степени ка-
чественные показатели зубчатой передачи. Так, с помощью блокирующего кон-
тура (рис. 4) можно выбрать коэффициенты смещения х
и х2 колес передачи,
1
исходя из условий получения:
- наибольшего коэффициента перекрытия зацепления
х
берут в нижнем левом углу блокирующего контура (точка С);
2
- наименьших контактных напряжений в зубьях
берут в точке К, через которую проходит касательная к линии
денная под углом 45
0
к осям х1 – х2;
: при этом х
: при этом х
, прове-
1
и х2
1
и
- наибольшей износостойкости зубьев: при этом х1 и х2 берут в точке m на
линии
- наибольшей изгибной прочности зубьев: х1 и х2 берут в точке n.
Рис. 4. Блокирующий контур зубчатых колес передачи
29
Для зубчатых колес с числом зубьев Z<17 коэффициент смещения выби-
min
(17 )17Zх
рают также из условия исключения подрезания зубьев у основания. Его мини-
мальное значение
.
4. Выполнение лабораторной работы
4.1. Описание лабораторного прибора
При синтезе зубчатого механизма эвольвентные профили зубьев колес
вычерчивают на приборе ТММ-42 (рис. 5). Прибор состоит из диска I, рейки II
и храпового механизма III, установленных на основании 1.
Диск I состоит из передней части 8, выполненной из оргстекла, и задней
части 9 в виде круга с диаметром, равным делительному диаметру вычерчивае-
мого колеса.
Рейка II вместе со шкалами 5 и планкой 7 может перемещаться поступа-
тельно в направляющих 11. При этом диск 9 обкатывается по ребру планки 7
без скольжения, что обеспечивается при помощи стальной проволоки 10, охва-
тывающей диск 9 и закрепленной концами на захватах рейки. Эксцентриковый
механизм рейки с рукояткой 6 создает необходимое натяжение проволоки.
Храповой механизм III обеспечивает перемещение рейки II: при нажатии
на рычаг 3 рейка подается этим механизмом влево на 4–5 мм. При повороте ру-
коятки 2 влево рейка может свободно перемещаться от руки.
Рейка II может быть смещена также в вертикальном направлении после
ослабления винтов 4. Величина смещения фиксируется шкалами 5.
На рейке II указаны номер прибора, модуль m, угол
профиля зуба и де-
лительный диаметр d вычерчиваемого колеса.
30
max
miní
Рис. 5. Схема лабораторного прибора
4.2. Порядок выполнения работы
4.2.1. По формулам в таблице 1 отчета рассчитать теоретические значения
параметров зубчатых колес и зацепления (передачи). Значение модуля m пере-
дачи, угла
с лабораторного прибора, а числа зубьев колес принять равными Z1=Z
ния коэффициентов смещения х
главного профиля ИПК и делительных диаметров колес d
и х2 колес определить по графику блокирую-
1
снять
1, 2
. Значе-
2
щего контура (рис. 4) для соответствующего числа зубьев Z1 и Z2, используя
плакат блокирующих контуров. При этом, параметр оптимизации
или
принять по указанию преподавателя.
4.2.2. С помощью прибора ТММ-42 вычертить профиль зубьев нулевых
колес 1,2 при х
=0 (см. рис. 3,а), для чего:
1,2
- ослабить винты 4 и рейку II на приборе (рис. 5) установить рисками на
нулевое деление по шкалам 5. Винты 4 завернуть до отказа;
- на диске I установить бумажный круг «заготовки» колеса;
- повернуть рукоятку 2 влево и сместить рейку II вправо до отказа. Руко-
ятку 2 повернуть вправо;
- очертить на бумажном круге контур всех зубьев рейки II, затем рейку
нажатием на рычаг 3 переместить влево на один ход (4-5 мм) и снова очертить
контур ее зубьев. Так продолжать до тех пор, пока не будет получен контур
двух-трех зубьев колес.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]