Коэффициент удельного скольжения

Характеризует износостойкость зубчатой передачи в высшей КП.

4.5.3 Определение коэффициента перекрытия графическим способом.

B₁B₂рабочий участок линии зацепления N₁N₂.

В точке В₁ пара эвольвент входит в зацепление, при повороте на угол t₁=360^о/z₁ первая пара эвольвент касается в т. К, а в т.В₁ в зацепление вошла следующая пара эвольвент, и участок КВ₂ обе пары эвольвент проходят вместе, т.е. вторая пара эвольвент перекрывает работу первой пары. Тогда e_a равен

e_a = ,

где j_a₁ – угол перекрытия первого колеса.

j_a₁ = r_b₁

e_a =

Т.к. линия зацепления перекатывается по основной окружности без скольжения, то

= B₁B₂, =B₁K

e_a =

§4.6 Способы изготовления зубчатых колес

Существуют два основных способа изготовления зубчатых колес:

1. копирование: профиль зуба инструмента (протяжка) переносится, и он оставляет след. Способ очень неточный, малопроизводительный и требует наличие инструмента в большом ассортименте, различаемых по модулю и количеству зубьев. Применяется в мелко серийном производстве.

2. огибание (см. лаб.раб. №8): инструменту и заготовке сообщают такое относительное движение, при котором огибающая к положению режущей кромке инструмента очерчивает эвольвенту. Инструмент может быть различным: рейки (гребенки), долбяки и фрезы.

4.6.1 Понятие о производящем исходном контуре реечного инструмента.

Производящий исходный контур – проекция режущей грани инструмента на плоскость, перпендикулярную оси вращения заготовки.

Рейка – зубчатое колесо с теоретически бесконечно большим количеством зубьев. Как привило, их бывает 8.

r_b à , поэтому все окружности и эвольвента – прямые.

Все параметры по делительной прямой и по прямым, параллельным делительной прямой, стандартизированы.

a=20^о ;h_a* - коэффициент высоты зуба (по ГОСТ h_a*=1).

4.6.2 Станочное зацепление.

Станочное зацепление – зацепление заготовки и инструмента (см. рис. 10-86).

Параметры, относящиеся к инструменту, имеют индекс ‘_o’

e_o – ширина впадины инструмента по делительной прямой,

s_о – толщина зуба инструмента по делительной прямой.

У инструмента всегда e_o= s_o, r_wo = r.

В станочном зацеплении начальная окружность всегда совпадает с делительной окружностью, т.к. необходимо перенести с инструмента стандартные параметры: шаг р, модуль m и угол профиля a. Эти стандартные параметры имеют место на делительной окружности или на прямой, параллельной делительной прямой.

По отношению к делительной окружности заготовки, делительная прямая может занимать следующие положения:

1. инструмент отодвигается от центра заготовки и между делительной окружностью заготовки и делительной прямой инструмента имеет место смещение х^.m, где х – коэффициент смещения инструмента, который имеет знак.

В рассматриваемом случае x>0, xm>0 – нарезается положительное зубчатое колесо.

Прямая инструмента, касательная к делительной окружности заготовки – станочно-начальная прямая.

2. делительная прямая инструмента является станочно-начальной прямой, т.е. касается делительной окружности. х=0, хm=0 – нулевое зубчатое колесо.

3. при смещении инструмента к центру заготовки, между делительной прямой и делительной окружностью смещение xm<0, xотрицательное зубчатое колесо.

Коэффициент изменения толщины зуба Δ:

Δ=2^.x^.tga

Вопрос: в каком диапазоне может перемещаться инструмент?

где x_min – минимальный коэффициент смещения инструмента, при котором наступает подрез зуба.

Если В₁ выйдет за N, то будет подрез ( В₁– точка пересечения граничной прямой рейки с линией зацепления, а N – точка касания линии зацепления с основной окружностью).

ЛЕКЦИЯ 10.

z_min – минимальное количество зубьев нулевого зубчатого колеса, которое можно нарезать без подреза.

где a = 20^о , h_a^*= 1.

Т.к. z должно быть целым, при z_min = 18 гарантировано, что подреза не будет.

4.6.3 Основные расчетные зависимости для определения параметров зубчатого колеса, исходя из схемы станочного зацепления.

1. Радиус окружности вершин r_a.

r_a = r + xm + h_a^*m – Δуm (1)

Δуm – уравнительное смещение инструмента (расстояние между граничной прямой инструмента и окружностью вершин заготовки).

Δу вводится в расчет для того, чтобы при создании зубчатой передачи с колесами z₁ и z₂ было бы обеспечено зацепление этих колес без бокового зазора при стандартном радиальном зазоре.

2. Радиус окружности впадин r_f.

r_f = r – h_a^*m – c^*m + xm (2)

3. Определение высоты зуба.

h = r_a – r_f = 2 h_a^*m + c^*m – Δуm (3)

4. Определение коэффициента изменения толщины зуба.

Δ=2^.x^.tga

Глава 5. Специальные передаточные (планетарные) механизмы.

Планетарным называется механизм, имеющий в своем составе хотя бы одно звено с подвижной геометрической осью в пространстве.

Звено, имеющее подвижную геометрическую ось в пространстве, называется сателит.

Звено, на которое устанавливают ось сателитов, называется водило (Н).

Зубчатые колеса, имеющие неподвижную геометрическую ось в пространстве, называются центральными.

Центральное колесо, имеющее внешние зубья, называется солнечное колесо.

Центральное колесо, имеющие внутренние зубья, называется коронная шестерня (опорное колесо).

Достоинства планетарных передач:

1. имеют малые габариты и вес из-за того, что поток мощности, подводимый к центральному колесу, распределяется по к сателитам (к – количество сателитов). Затем поток мощности собирается на выходном звене. На одной планетарной передаче можно поставить до 24 сателитов.

2. очень высокий КПД, в среднем 0.99.

Недостатки:

Если число сателитов неравно 3, то необходим специальный механизм, который бы выравнивал нагрузку между сателитами. Этот механизм утяжеляет и удорожает конструкцию.

§5.1 Сравнительный анализ передачи с неподвижными осями планетарной передачи.

На первое колесо подается крутящий момент, а со второго снимают.

Ось В неподвижна Ось В подвижна

u_1-2 = = u_1-Н =

Через число зубьев u_1-Н записать нельзя, т.к. ось В – подвижная ось.

Чтобы записать передаточное отношение через число зубьев, применим метод обращения движения:

мысленно сообщим всем звеньям механизма, включая стойку, дополнительное движение с угловой скоростью -w_н. Получим обращенный планетарный механизм с неподвижными осями зубчатых колес.

В обращенном движении звенья этого механизма будут иметь следующие угловые скорости:

w₁^* = w₁ – w_Н

w₂^* = w₂+ (– w_Н) = w₂– w_Н

w_Н^* = w_Н – w_Н= 0

- формула Виллиса

§5.2 Определение передаточного отношения планетарных механизмов различных схем.

5.2.1 Планетарный однорядный механизм (механизм Джеймса).

КПД в одном ряду – 0.99

Передаточное отношение можно определить:

1. графическим способом по чертежу;

2. аналитическим способом, используя формулу Виллиса.

Графический способ определения передаточного отношения.

Выберем на водиле Н точку F которая расположена на том же расстоянии от оси О₂, что и точка А.

Оси О₁ и О₂ расположены на одном уровне.

Для данной схемы входное звено – звено 1 (солнечное колесо), выходным является водило Н.

Зададимся отрезком АА’, который изображает линейную скорость колеса 1 в точке А. Т.к. колесо 1 вращается вокруг О₁, то закон распределения линейной скорости по первому звену изображается прямой линией О₁А’. Сателит 2 в т.А имеет такую же линейную скорость, что и колесо 1. В т.С сателит 2 имеет МЦС в абсолютном движении, т.к. идет контакт с неподвижным колесом 3. Закон распределения линейной скорости по второму колесу изображается прямой линией СА’. В т.В сателит имеет линейную скорость, которая изображается отрезком ВВ’, однако т.В является также и осью водила Н, которое вращается вокруг О₂. Следовательно, закон распределения линейной скорости по водилу изобразиться прямой линией О₂В’. Для точки F водила линейная скорость изображается отрезком FF’.

От вертикали до линии распределения скоростей по водилу измеряем угол ψ_н, а от вертикали до линии распределения скоростей по колесу 1 измеряем угол ψ₁. Т.к. углы ψ₁ и ψ_н отложены от вертикали в одном направлении, то это показывает, что входное звено 1 и выходное звено вращаются в одном направлении.

Аналитический способ определения передаточного отношения.

Применим метод обращения движения, обратив планетарный механизм в непланетарный.

w₁^* = w₁ – w_Н

w₃^* = w₃ – w_Н= – w_Н

– плюсовой механизм.

Лекция 11.

5.2.2 Планетарный механизм со смешанным зацеплением

(с одним внешним и одним внутренним зацеплением).

при η= 0,99

Входное звено – первое звено;

Выходное – водило.

1– солнечное колесо;

2,3 – блок сателлитов;

4 – коронная шестерня;

Н – водило.

Выберем на выходном звене (на водиле) точку F так, чтобы O₁A=O₂F (O₁ и O₂ соосны).

1. Графический способ определения передаточного отношения

Отрезок АА' берем произвольно.

2. Аналитический способ определения передаточного отношения.

Обратим мысленно планетарный механизм в механизм с неподвижным водилом, для того чтобы использовать формулы для механизма с неподвижными осями зубчатых колес (применим метод обращения движения).

В обращенном движении каждое из звеньев будет иметь:

1 звено: ω^*₁= ω₁ + (–ω_н)

2 звено: ω^*₂= ω^*₃= ω₂ + (–ω_н)

3 звено: ω^*₃= ω^*₂= ω₃ + (–ω_н)

4 звено: ω^*₄= ω₄ + (–ω_н) = –ω_н

5 звено: ω^*_н= ω_н + (–ω_н) = 0

(1)