Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Теория механизмов и машин. Методические рекомендации
.pdf
31
4.2.3. Рассчитать величину смещения рейки II
2,1
в
2,1
в
2,1
в
2
d
r
m
S
2
d
r
m
S
//
S
m
S
à
S
m
S
а
=mх
(мм) для вычер-
1,2
чивания профиля зубьев положительных колес 1,2 (рис. 3,б). Значение
вне-
сти в табл. 2 отчета.
Вычерчивание профиля выполнить в последовательности:
- ослабить винты 4 и рейку II сместить по шкалам 5 на величину
(мм)
в направлении, указанном на рис. 3б. (вниз). Винты 4 завернуть до отказа;
- рукоятку 6 прибора повернуть влево до ослабления натяжения струны
10. Диск I с бумажным кругом повернуть ~ на 1800, а рейку II отвести вправо до
отказа. Рукоятку 6 повернуть в начальное положение, натянув струну 10;
- вычерчивание профиля выполнить аналогично рассмотренному в п. 4.2.2.
4.2.4. Снять бумажный круг с диска I и прочертить на нем (рис. 6):
- для нулевого колеса (х=0): основную окружность радиусом r
ную окружность радиусом
и линию наименьшей дуговой толщины
, делитель-
в
у
основания зуба;
- для положительного колеса (х›0): окружности основную радиусом rв,
делительную радиусом
дуговой толщины
4.2.5. Измерить дуговые толщины зубьев
зубьев Р
и занести их в табл. 2 отчета.
в
у основания зуба.
, вершин зубьев радиусом rа и, линию наименьшей
,
, S,
,
, дуговой шаг
4.2.6. Вычертить схему эвольвентной зубчатой передачи (зацепления),
используя значения расчетных параметров из табл. 1 и построенные профили
зубьев положительных колес (с х
›0) (рис. 7):
1,2
- провести межосевую линию колес 1,2 и отложить на ней отрезок
О1О
=
;
2
w
- из центров О
1
и О
колес провести основные окружности радиусами rв1,
2
rв2 и общую касательную nn к ним. Отметить на линии nn точки касания N1, N2
и полюс зацепления «р» в пересечении nn с межосевой линией О1О
;
2
32
а
w
Рис. 6. Схема замера параметров зубьев:
б — положительного колеса
— нулевого колеса;
- провести через полюс «р» перпендикуляр РЦ к линии О
зацепления
- из центров О
, который должен соответствовать расчетному значению в табл.1;
и О
1
провести через полюс «р» начальные окружности и
2
и замерить угол
1О2
проверить соответствие их радиусов rW1 и rW2 расчетным значениям в табл. 1;
- из центров О
- вершин зубьев — радиусами r
1
и О
провести окружности:
2
а1
, r
а2
;
- делительные — радиусами r1 , r2 ;
- впадин зубьев — радиусами r
f1
, r
f2
;
- построенный в п. 4.2.3. эвольвентный профиль зубьев положительных
колес (с х
›0) скопировать на оба колеса с контактом профилей в полюсе «р».
1,2
Для этого центр бумажного круга совместить с центром каждого колеса и про-
филь зуба наколоть иглой;
- замерить на построенной схеме длину активной линии зацепления
В1В
=д
, внести ее в табл. 2 отчета и найти торцовый коэффициент перекрытия
2
а
(
)оп передачи;
- построить активные участки профилей зубьев (заштрихованы), проведя
из центров О1 и О
дуги радиусами rр1 и rр2 через точки В1 и В2.
2
33
5. Отчет о выполненной работе
Отчет должен содержать разделы:
1. Цели лабораторной работы.
2. Способы изготовления зубчатых колес. Основы способа обкатки, схема
реечного ИПК и его параметры.
3. Виды нарезаемых эвольвентных зубчатых колес (рис. 3). Коэффициент
смещения.
4. Расчетные параметры зубчатых колес и эвольвентной передачи
(табл.1).*
Рис. 7
34
Таблица 1
Параметр
Обозначение,
формула
Числовое значение
для колес
max
minн
1
2
3
4
Модуль, мм
m
(с прибора)
(с прибора)
Угол главного профиля
ИПК, град.
(с прибора)
(с прибора)
Делительные диаметры, мм
d
1,2
(с прибора)
(с прибора)
Числа зубьев
m
d
Z
2,1
2,1
Коэффициенты смещения
x
1,2
(с блокир. кон-
тура)
(с блокир.
контура)
Эвольвентная функция
tg
ZZ
xx
invinv
w
21
21
)(2
Угол зацепления, град.
w
(по таблице эвольвентной
функции
w
inv
)
Радиусы основных окруж-
ностей, мм
cos
2
2,1
2,1db
r
Радиусы начальных
окружностей, мм
w
w
mZ
r
cos
cos
2
2,1
2,1
Межосевое расстояние, мм
21 www
rra
Радиусы окружностей
вершин зубьев, мм
)1(
2
2
2
2,1
xm
d
ar
wa
Длина активной линии за-
цепления, мм
ww
b
a
a
arrg
sin2
2
2,1
2
2,1
Коэффициент торцового
перекрытия
cos)(m
g
a
p
Примечание: Расчет параметров может быть выполнен на ЭВМ по программе ZUBSOL. Таблицу заменить распечаткой результата.
- построенные профили зубьев нулевого (х=0) и положительного (х>0)
колес (на бумажном круге);
- параметры построенных профилей зубьев и эвольвентной передачи
(табл.2).
6. Экспериментальная часть:
35
Таблица 2
Параметр
Обозначение,
формула
Числовое значение для колес
max
minн
1. Нулевое колесо
1.1. Смещение рейки, мм
1.2. Толщина зуба, мм:
- по делительной окружности
- у основания
xmb
S
m
S
0
0
2. Положительное колесо
2.1. Смещение рейки, мм
2.2. Толщина зуба, мм:
- у вершины
- по делительной окружности
- у основания
xmb
а
S
S
m
S
3. Шаг зубьев по основной окружности, мм
b
P
4. Длина активной линии зацепления, мм (по
схеме зубчатой передачи (рис. 7))
a
g
5. Коэффициент торцового перекрытия
b
a
on
P
g
)(
mS
a
3,0
17
17
2,1
min2,1
Zxх
min2,1
xx
2
m
m
F
S
S
on
)(
()
р
1,1
7. Оценка показателей спроектированных положительных зубчатых
колес (с х>0) и эвольвентной передачи:
- отсутствие заострения зубьев колес у вершины по соотношению
;
- наличие подрезания зубьев у основания по соотношению
или его отсутствие при
- степень увеличения изгибной прочности зубьев положительного колеса
(с х>0) по соотношению
;
- совпадение (отличие) опытного коэффициента торцового перекрытия
и расчетного
;
- выполнение условия плавности работы эвольвентной передачи по соот-
;
ношению
.
Оценку показателей выполнить в форме положительных или отрицатель-
ных ответов с приведением числовых значений указанных соотношений.
7. Выводы с оценкой выполнения целей лабораторной работы
36
1. Способы изготовления зубьев зубчатых колес, схемы способов.
2. Принцип изготовления эвольвентных зубьев колес способом обкатки
(огибания). Схема.
3. Схема и параметры исходного производящего контура (ИПК). Виды
реечного инструмента.
4. Виды «нарезаемых» зубчатых колес. Схемы.
5. Что такое коэффициент смещения при «нарезании» зубьев колес, мето-
ды его определения.
6. Что такое подрез зуба колеса, способ его устранения.
7. Геометрические параметры зубчатого колеса и эвольвентной зубчатой
передачи.
8. Оценочные показатели спроектированных зубчатых колес и эвольвент-
ной передачи.
7. Примеры контрольных вопросов
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Теория механизмов и механика машин: Учеб. для втузов / К.В. Фролов,
С.А. Попов, А.К. Мусатов и др.— М.: Высш. шк., 1998.— 496 с.
2. Попов С.А., Тимофеев Г.А. Курсовое проектирование по теории механизмов и механике машин: Учеб. пособие для втузов.— М.: Высш. шк., 2004.— 458 с.
37
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4
Динамическая балансировка ротора.
Изучение видов и характеристик неуравновешенности роторов,
освоение методики их динамической балансировки
1. Цели лабораторной работы:
- изучение видов и характеристик неуравновешенности роторов, освоение
методики их динамической балансировки.
2. Основные положения теории балансировки (уравновешивания) роторов
В теории балансировки (уравновешения) ротором называют любое вра-
щающееся вокруг своей оси тело: якорь электродвигателя, шпиндель токарного
станка и.т.п.
Вращающийся ротор оказывает давление на свои опоры, которое в общем
случае может складываться из двух составляющих:
- статической, обусловленной весом ротора, физическим процессам машины, в которой установлен ротор, и т.п.;
- динамической, обусловлено ускоренным движением материальных частиц ротора, т.е. его центробежными силами инерции Fи. Физически такие не-
уравновешенные силы инерции возникают только в случае несовпадения оси
вращения ротора с его главной центральной осью инерции.
Динамическая составляющая давления переменна по величине и направ-
лению, вызывает вредную вибрацию стойки (станины) и основания машины.
Устранение такого воздействия неуравновешенного ротора называют его ба-
лансировкой. Неуравновешенные силы инерции Fи вращающегося ротора могут
быть приведены к главному вектору Ф и к главному моменту Мф (рис.1.).
38
Ф
2
1
2
1
)(
yz
k
i
kkk
k
i
kkyфх
YZYmZфM
22
11
()
kk
фy kx k k k k xz
ii
M ф Z m X Z Y
2
,
cт
emФ
222
xz
Y
yz
Y
ф
M
е
xzyz
YY ,
Рис. 1
Главный вектор
акции в опорах ротора Х
имеет составляющие Ф
, Хв, Yа, Yв. Частицы mk ротора имеют центробежную
а
силу инерции Фк и ее составляющие Ф
здают главный момент М
, имеющий составляющие:
ф
Они вызывают реакцию в опорах Xам , Хвм, Yам, Yвм.
Главный вектор и главный момент центробежных сил инерции ротора
выражаются уравнениями[1,2]:
и Фу, которые вызывают ре-
х
, Фку. Все такие частицы m
кх
(1)
(2)
ротора со-
k
где ω — угловая частота (скорость) вращения ротора;
m — масса ротора, сосредоточенная в его центре масс S;
— эксцентриситет массы ротора относительно оси его враще-
ст
ния(радиус-вектора центра масс S);
— центробежные моменты инерции ротора в системе координат Оxyz.
39
В технике неуравновешенность роторов характеризуют более удобными
стст
em
ф
D
2
22
2
xz
Y
yz
Y
Ф
M
D
M
0
ст
D
0
ст
e
0( 0, 0)
Д yz xz
M Y Y
0
ст
D
0
ст
e
0( 0, 0)
Д yz xz
M Y Y
0
ст
D
0
ст
e
0( 0, 0)
Д yz xz
M Y Y
0
ст
D
0
D
M
111
emD
222
emD
1
к
е
2
к
е
относительными величинами:
-
— главный вектор дисбалансов ротора; (3)
— главный момент дисбалансов ротора. (4)
В зависимости от наличия у ротора этих факторов различают:
а) статическую неуравновешенность ротора при
б) моментную неуравновешенность ротора при
в) динамическую неуравновешенность ротора при
Наиболее сложной для балансировки ротора является его динамическая
неуравновешенность. Ее нагрузочные факторы
и
и
и
и
могут быть
представлены в виде неуравновешенности двух условных точечных масс m1 и
m
, векторы дисбалансов которых
2
и
m
расположены в
2е2
корректирующих плоскостях I и II, образуют в пространстве «крест дисбалансов» и вращаются вместе с ротором(рис.2).
Рис.2. Векторная схема балансировки ротора
При динамической балансировке ротора теперь необходимо определить
корректирующие массы mк1 , m
венства векторов дисбалансов:
и их эксцентриситеты
к2
,
из условий ра-
40
11111
, ememDD
ккк
, (5)
22222
, ememDD
ккк
YY
l
2
D
. (6)
В результате установки на роторе масс mк1 и m
ная ось инерции
совмещается с осью вращения Z и ротор становится
его главная централь-
к2
уравновешенным. Такое уравновешивание ротора предусматривается при его
проектировании. Но после изготовления ротор имеет остаточную неуравнове-
шенность, вызванную неоднородностью его материала и отклонениями факти-
ческих размеров ротора от номинальных (паспортных). Эту неуравновешен-
ность устраняют экспериментально на специальных балансировочных
установках(станках). Такую работу выполним на лабораторной установке.
3. Экспериментальная часть
3.1 Описание конструкции лабораторной балансировочной
установки
Установка (рис.3) имеет маятниковую раму 1, снабженную двумя рычагами 2, которые могут вращаться вокруг осей К закрепленных в опорах 3. Рама
1 правым концом опирается на гибкие стержни 4, выполняющие роль пружины.
Подлежащий балансировке ротор 5 установлен в подшипниках рамы 1 и
снабжен двумя дисками 6 на расстоянии
. Плоскости I и II дисков являются
корректирующими согласно схеме на рис.2. Для упрощения процесса баланси-
ровки плоскость левого диска I проходит через ось К колебаний рамы 1, поэто-
му ее колебания зависят только от дисбаланса
в плоскости II. На опоре 3
установлен индикатор 9 часового типа, для замера амплитуды колебаний рамы.
Ротор 5 приводится во вращение приводом 7 путем нажатия вниз на рукоятку 8.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]