Эвольвентная передача Цилиндрические косозубые передачи Составление кинематических схем и структурный анализ механизмов

Теория машин и механизмов задачи и лабораторные

Кинематический анализ механизмов. Виды кинематического анализа механизмов: аналитический метод, графические методы: метод диаграмм, метод планов скоростей и ускорений. Порядок проведения кинематического анализа методом диаграмм. Порядок проведения кинематического анализа методом планов скоростей и ускорений.

Конические зубчатые передачи

Во многих машинах осуществление требуемых движений механизмов связано с необходимостью передать вращение с одного вала на другой при условии, что оси этих валов либо пересекаются, либо скрещиваются. В таких случаях применяют соответственно или коническую, или гиперболоидную зубчатую передачу. Аксоидами колес первой являются конусы, аксоидами колес второй –– однополостные гиперболоиды. Обе передачи относятся к категории пространственных механизмов. Изложению основ их синтеза (геометрического расчета) по заданному передаточному отношению посвящена данная глава.

Если угол между осями равен 90°, то коническую зубчатую передачу называют ортогональной. В общем случае в неортогональной передаче угол, дополненный до 180° к углу между векторами угловых скоростей  и  звеньев 1 и 2, называют межосевым углом (рис. 31, а).

Связь между векторами  и  угловых скоростей 1 и 2 определяется соотношением

. (71)

Положение вектора  относительно векторов   и  определяют углами  и , сумма которых равна межосевому углу :

. (72)

Если через точку О пересечения осей О1О и О2О провести вектор , то он совпадет с мгновенной осью ОР относительного движения ведущего и ведомого звеньев и определит конические поверхности аксоидов, называемых начальными конусами. При обозначении параметров, относящихся к начальному конусу, используют индекс «».

а) б)

Рис. 31. Коническая передача

 

Углы  и  начальных конусов определяют при решении векторного соотношения (71) с использованием теоремы синусов (см. рис. 31, а):

.

Отношение модулей угловых скоростей || и || является передаточным отношением

  . (73)

При заданном межосевом угле  и передаточном отношении u12 углы начальных конусов определяют при совместном решении соотношений (72) и (73):

.

Искомые углы  и  начальных конусов находят по формулам

; (74)

 . (75)

Для ортогональной передачи при  = 90° соотношения (74) и (75) имеют частный вид:

 (76)

Частным случаем неортогональной передачи является плоская коническая передача, в которой поверхность одного из начальных колес является плоскостью и угол при вершине  90° (рис. 31, б).

Образование боковой поверхности зубьев можно проследить по рис. 32. Плоскость П касается основного конуса и перекатывается по нему без скольжения. Любая прямая KL на обкатывающейся плоскости П в пространстве опишет коническую эвольвентную поверхность, а любая точка (К, L или другая) описывает траекторию, расположенную на сфере определенного радиуса, называемую сферической эвольвентой.

Взаимодействие сферических эвольвент описать в аналитической форме довольно сложно. Учитывая, что высотные размеры зубьев невелики по сравнению с радиусом сферы и профили зубьев расположены на узком сферическом поясе, используют инженерную методику расчета, которая заключается в использовании дополнительных конусов

Передачи с винтовыми колесами Гиперболоидные зубчатые передачи В зубчатой передаче со скрещивающимися осями вращения колес относительное движение колес для данного мгновения может быть представлено как вращение вокруг мгновенной винтовой оси с одновременным скольжением вдоль нее. При постоянном передаточном отношении мгновенная винтовая ось занимает постоянное положение в неподвижном пространстве; аксоидами относительного движения являются однополостные гиперболоиды вращения. Поэтому зубчатую передачу со скрещивающимися осями вращения колес называют гиперболоидной.

Червячная зубчатая передача Эта передача является частным случаем гиперболоидной зубчатой передачи. Угол скрещивания осей в большинстве случаев равен 90°. Передача состоит из червяка и червячного колеса. Червяком называется косозубое зубчатое колесо, линия зубьев которого делает один или более оборотов вокруг его оси. Число зубьев червяка z1 называют числом заходов; z1 чаще всего равно 1, 2, 4. Червячное колесо нарезают фрезой, представляющей собой точную копию червяка. Поэтому в червячных передачах касание витков червяка и зубьев колеса происходит по линии (линейный контакт).

Динамический анализ механизмов. Основы динамического анализа механизмов: модель механизма для динамического анализа; приведение сил и масс в плоских механизмах; уравнение движения механизма; интегрирование уравнений движения механизма. Режимы движения механизмов; коэффициент неравномерности хода механизма; зависимость между приведенными моментом инерции, приведенными силами и коэффициентом неравномерности хода механизма. Основы динамического анализа механизмов: построение диаграммы энергомасс; определение момента инерции маховика по диаграмме энергомасс.
Теория машин и механизмов