3й курс 5 семестр / Sbornik_k_r_i_rasch_-graf_zad

Таблица 2.9

Задача № 2.10

Механизм шарнирного четырехзвенника (рис. 2.10).

При проектировании механизма шарнирного четырехзвенника по заданному коэффициенту изменения средней скорости коромысла ВС, равному k=l, длине коромысла lВС, углам наклона коромысла к стойке в крайних положениях φ1 и φ2 определить длины кривошипа lOA и шатуна lAВ.

Таблица 2.10

5. Кинематический анализ простой и планетарной коробки передач. Указания к решению задачи.

Коробки передач по способу изменения передаточного числа подразделяют на ступенчатые, бесступенчатые и комбинированные.

Ступенчатые коробки передач по числу ступеней переднего хода делятся на трех-, четырех-, пяти- и многоступенчатые, а по положению осей – на коробки передач с неподвижными осями валов с вращающимися осями валов (планетарные) и комбинированные. Коробки передач с неподвижными осями валов подразделяют на двух-, трех- и многовальные. По способу управления коробки передач могут быть с автоматическим, полуавтоматическим, командным

инепосредственным управлением.

Ккоробкам передач предъявляют следующие требования:

–обеспечение необходимых динамических и экономических качеств транспортной машины путем правильного выбора передаточных чисел и числа передач;

–создание условий для возможности длительного отсоединения двигателя от трансмиссии при нейтральном положении;

–обеспечение простоты и удобства управления;

–создание условий для бесшумной работы;

–обеспечение высокого КПД.

Кроме того, к коробкам передач предъявляют требования, общие для большинства механизмов машины — надежность работы, простота обслуживания, малые габаритные размеры и масса, а также невысокая стоимость.

Ступенчатые коробки передач имеют высокий КПД и при передаче полной мощности =0,96 - 0,98.

К достоинствам ступенчатых коробок передач можно отнести относительную простоту конструкции, изготовления и управления; простота ремонта и обслуживания, высокая прочность и меньшая стоимость по сравнению с бесступенчатыми. Недостатками считаются меньшие возможности перед другими видами коробок передач по диапазону передаточных чисел, массе, габаритам, опасности перегрузки двигателя, сложности при выборе оптимального варианта управления машиной.

Передаточное отношение U1 2 – отношение угловых скоростей ведущего

и ведомого звена, то есть U1 2 1 n1 .

2 n2

Ведущее звено – звено, которое приносит энергию в передачу (ведущий вал, ведущее колесо).

Ведомое звено – вал или колесо, воспринимающее усилие от ведущего звена. Ступень передачи – два колеса сопряжено работающих между собой с непосредственным сопряжением или с промежуточным звеном.

Различают две разновидности передачи по передаточному отношению:

22

1. Редуцирование U1 2 > 1, при 1 > 2 .Назначение такой передачи – уменьшить число оборотов на ведомом звене по сравнению с ведущим.

2. Мультипликаторы U1 2 < 1, при 1 < 2 . Назначение такой передачи –

увеличить число оборотов на ведомом звене, по сравнению с ведущим.

Передача, играющая роль редуктора или мультипликатора выявляется только в общей схеме привода.

Рассмотрим двухступенчатый зубчатый механизм.

Вредукторах

Вмультипликаторах:

Рис.5.1.

Дифференциальный механизм – механизм, имеющий подвижную в пространстве или бегающую ось вращения зубчатых колёс, и все зубчатые колёса подвижны.

Степень подвижности дифференциальных механизмов равна двум. Такие механизмы применяются в качестве сумматоров движения для сложения и вычитания движения.

Планетарный механизм – механизм, в котором имеется подвижная в пространстве геометрическая ось вращения колёс, при этом одно из центральных зубчатых колёс закреплено.

Степень подвижности планетарных механизмов равна единице. Такие механизмы широко используются для реализации больших передаточных отношений при очень хорошей компактности (механизм Давида).

Планетарные коробки передач (ПКП) – обладают меньшими габаритами и массой при том, что значительно увеличивают диапазон передаточных чисел, высокий КПД передачи при отсутствии в ней циркулирующей мощности. Переключение передач в ПКП осуществляется с помощью фрикционов и тормозов, что даёт возможность переключать передачи без разрыва потока мощности, подводимой к ведущим колёсам, и легко автоматизировать управление. Срок службы и бесшумность работы планетарной передачи при одинаковых условиях выше, чем у коробки передач с неподвижными валами, вследствие менее напряжённой работы зубчатых колёс. К недостаткам планетарных передач следует отнести сложность их изготовления и сборки, а также потери на трение в выключенных фрикционах и тормозах, которые заметно снижают КПД передачи.

23

Аналитическое определение передаточных отношений в дифференциальных и планетарных механизмах.

Задано:

Требуется определить: .

Абсолютные скорости вращения: Таблица 5.1

Чтобы воспользоваться формулой для передаточного отношения, в передачах с рядовым соединением колёс, придадим чертежу вращательное движение около центра О1, в сторону, обратную вращению водила, то есть ωЧЕРТЕЖА

Вэтом случае водило остановиться в пространстве,

ипередача превращается в передачу с неподвижными в пространстве осями.

Рис.5.2.

Передаточное отношение в этом случае можно найти следующим

последовательным соединением колёс.

Если механизм планетарный, то одного из центральных колёс неподвижно, то есть ω1 = 0 или ωn = 0

Рис. 5.3.

24

Типовые планетарные механизмы.

25

Многоступенчатые редуктора.

Рис. 5.4.

Пример 5.1.

В четырёхскоростной ступенчатой коробке передач (рис.5.5.) определить значения передаточных отношений от входного колеса 1 к выходному колесу 6 и частоты вращения колеса 6 при различных передачах. Включение соответствующий передачи осуществляется включением муфты I – Ш. Заданы числа зубьев колёс и частота вращения колеса 1.

Дано:

=15; =30;=25;=10; =25; =30; =10; =12; =2500 об/мин.

26

рис.5.5.

Решение

Передача I – III.

Определяем передаточное отношение:

=== =0.96.

Ответ:U 1-6=0,96

Пример 5.2.

Определить передаточное отношение редуктора, если числа зубьев

Рис.5.6.

27

Решение

Передаточное отношение от колеса 1 к водилу

Ответ:

3адача №3

При анализе коробки передач, представляющей собой зубчатый механизм с несколькими степенями свободы, надо составить схемы передачи движения от входного вала к выходному для каждой передачи, определить соответствующие передаточные отношения и скорости вращения выходного звена ( рис. 3. ).

Решение задач рассматривается в [2] c. 65 – 71; [4] с. 86 – 96.

Задача № 3.1

В четырехскоростной ступенчатой коробке передач (рис. 3.1) определить значения передаточных отношений от колеса 1 к колесу 5 при различных передачах и скорости вращения выходного колеса 5.

Включение соответствующей передачи осуществляется одной из муфт (I, II, III, IV).

Заданы числа зубьев колес и скорость вращения входного колеса 1.

28

Таблица 3.1

Задача № 3.2

В четырехскоростной ступенчатой коробке передач (рис. 3.2) определить значения передаточных отношений от входного колеса l к выходному колесу 4 и частоты вращения колеса 4 при различных передачах. Включение соответствующей передачи осуществляется попарным включением муфт: I – III, I—IV, II— III, II—IV. Заданы числа зубьев колес и частота вращения колеса l.

29

Таблица 3.2

В двухскоростной (планетарной) коробке передач (рис. 3.3) определить передаточное отношение от колеса l к колесу 5 и частоту вращения колеса 5:

а) при закреплённом водиле Н (первая передача); б) при закрепленном колесе 3 (вторая передача).

Известны числа зубьев колес и частота вращения колеса l.

Таблица 3.3