- •Астраханский государственный технический университет
- •1. Проектирование кулачкового механизма
- •1.1. Структурный анализ
- •1.2. Определение фазовых углов кулачка
- •1.3. Построение кинематических диаграмм движения толкателя
- •1.4. Определение основных размеров кулачкового механизма
- •1.5. Построение диаграммы изменения угла давления
- •2. Проектирование и исследование зубчатого механизма
- •2.1.Структурный анализ зубчатого механизма
- •2.2. Подбор чисел зубьев
- •2.3. Синтез эвольвентного зубчатого зацепления
- •2.4. Построение графика удельного скольжения
- •2.4. Построение графика удельного давления
- •3. Проектирование рычажного механизма
- •3.1. Структурный анализ
- •3.2. Расчет размеров звеньев по заданным условиям
- •3.3. Кинематический анализ
- •4. Динамическое исследование рычажного механизма
- •4.1. Определение сил сопротивления и сил движения, массовых сил
- •4.2. Определение приводимого момента сил, построение диаграммы
- •4.3. Определение суммарного приведенного момента
- •4.4. Построение диаграммы Виттенбауэра. Определение закона движения звена приведения
- •4.5. Определение момента инерции маховика, закона движения звена приведения механизма с маховиком
- •4.7. Определим размеры маховика и место его установки
- •5. Силовой расчет рычажного механизма
- •5.1. Определение линейных ускорений центров масс и угловых ускорений звеньев
- •5.2. Расчет сил инерции и моментов инерции
- •5.3. Анализ силового нагружения звеньев механизма, построение групп Ассура и начального звена
- •5.4. Определение мгновенного кпд рычажного механизма
2. Проектирование и исследование зубчатого механизма
2.1.Структурный анализ зубчатого механизма
Прямозубое цилиндрическое колесо:
dα – диаметр вершин;
df – диаметр впадин;
d – делительный диаметр.
, где - модуль зубчатого колеса, Р – окружной шаг зубьев.
Делительная окружность является базовой для определения элементов зубьев и их размеров.
hα – делительная высота головки зуба;
hf – делительная высота ножки зуба.
- угловой шаг зубьев.
Эволютой называется геометрическое место центров кривизны какой-либо кривой, а сама кривая по отношению к эволюте называется эвольвентой (разверткой). Следовательно, эвольвента окружности, которая была предложена для образования профилей зубьев в 1727 г. Л. Эйлером, есть кривая, эволюта которой окружность, называемая основной.
Если профили зубьев двух колес очерчены по эвольвентам, то точка их касания лежит на общей касательной к основным окружностям, являющейся общей нормалью к обеим эвольвентам в точке их касания. Так как нормаль к эвольвентам в любой точке их касания всегда проходит через одну и ту же точку Р (полюс зацепления) на межосевой линии О1О2, то эвольвентное зацепление обеспечивает постоянство передаточного отношения. Касание эвольвент возможно лишь на отрезке АВ, называемом линией зацепления. За пределами АВ происходит пересечение эвольвент, а для зубьев – интерференция, при нарезании же – подрезание зубьев у ножки.
Так как не вся эвольвента используется для образования боковых профилей зубьев, то действительное зацепление пары зубьев будет происходить на отрезке , называемом активной линией зацепления. Она ограничена окружностями вершин зубчатых колес. Угол поворота зубчатого колеса передачи от положения входа зуба в зацепление (точка a) до выхода его из зацепления (точка b) называется углом перекрытия. Отношение угла перекрытия к угловому шагу называется коэффициентом перекрытия (εγ). Расстояние pα между одноименными боковыми поверхностями соседних зубьев, измеренное по линии зацепления, называется шагом эвольвентного зацепления. Отношение .
2.2. Подбор чисел зубьев
1) Общее передаточное отношение редуктора определим по заданной частоте вращения электродвигателя и кривошипа:
, где
- частота вращения электродвигателя,
- частота вращения кривошипа.
;
.
2) Передаточное отношение простой ступени с неподвижными осями колес:
, где
- число зубьев колес.
;
.
3) Тогда передаточное отношение планетарной части редуктора будет равно:
4) Передаточное отношение планетарного механизма заданной схемы определяется по формуле:
Если принять
По условию соосности определим число зубьев на сателлите:
5) Максимально возможное число сателлитов находят по условию соседства:
Из условия сборки:
6) Подобрав числа зубьев колес планетарного механизма, определяем диаметры колес, предположив, что все колеса нулевые.
m – модуль зубчатых колес;
m = 10
;
;
;
;
.
Рассчитаем масштабные коэффициенты:
;
;
.