16. Зубчатые (шлицевые) соединения. Расчет зубчатых соединений.
Шпоночные и шлицевые соединения служат для закрепления на валу (или оси) вращающихся деталей (зубчатых колес, шкивов, муфт и т. п.), а также для передачи вращающего момента от вала 1 к ступице детали 2 или, наоборот, от ступицы к валу.
Шлицевые соединения можно рассматривать как многошпоночные, в которых шпонки как бы изготовлены заодно с валом. Рабочими поверхностями являются боковые стороны зубьев.
В зависимости от профиля зубьев различают три основных типа соединений:
- с прямобочными (рис. 61, а) зубьями - число зубьев Z = 6, 8, 10, 12;
- с эвольвентными (рис. 61, б) зубьями - число зубьев Z = 12, 16 и более;
- с треугольными (рис. 61, в) зубьями - число зубьев Z = 24, 36 и более.
Расчет на прочность прямобочных шлицевых (зубчатых) соединений
Проверочный расчет на прочность прямобочных зубчатых соединений аналогичен расчету призматических шпонок.
При расчете допускают, что по боковым поверхностям зубьев нагрузка распределяется равномерно, но из-за неточности изготовления в работе участвует только 75% общего числа зубьев (т.е. коэффициент неравномерности распределения нагрузки между зубьями (шлицами) Кшл = 0,75).
,
где Т —момент,
Кшл =0,75;
z — число
зубьев, dcp = (D + d)/2
—
средний диаметр соединения
для прямобочных зубьев, 
- площадь
смятия, lр —
рабочая длина зубьев,
- допускаемое
напряжение на смятие боковых граней
зубьев.
17. Этапы проектирования механизмов. Целевые функции механизмов. Основные задачи синтеза механизмов. Центроидные, кулачковые, зубчатые механизмы. Передаточное отношение.
Этапы проектирования м/мов:
1) установление кинематической схемы м/мА, которая обеспечивала бы требуемый вид и закон движения (решается в основном в ТММ);
2) разработка конструктивных форм м/ма, обеспечивающих его прочность, долговечность, высокий КПД;
3) разработка технологических и технико-экономических показателей проектируемого м/ма, определяемых эксплуатацией в производстве, ремонтом и т.д.
Синтез м/мов – раздел теории механизмов, посвященный методам проектирования по заданным кинематическим условиям схем м/мов. Синтез кинематической схемы м/ма состоит в определении некоторого постоянного числа (которое никогда не бывает однозначным), его параметров, удовлетворяющих заданным структурным, кинематическим, динамическим и метрическим условиям. При этом одна часть этих параметром может быть задана, а другая часть должна быть определена.
Метод многопараметрической оптимизации:
1) одно условие принимается за основное, которое обычно выражается целевой функцией;
2) дополнительные ограничения могут быть представлены или в форме каких-либо функций, или чаще в виде некоторых алгебраических неравенств;
3) определение таких параметров механизма, при которых удовлетворяются принятые ограничения, и целевая функция имеет минимальное значение.
Целевые функции: 1) зубчатый м/м – его передаточное отношение; 2) кулачковый м/м – заданный закон движения выходного звена; 3) рычажный м/м – оценка отклонения шатунной кривой от заданной.
Основные задачи синтеза м/мов:
1) преобразование вращательного движения вокруг одной оси во вращательное движение вокруг другой оси;
2) преобразование вращательного движения вокруг одной оси в поступательное движение вдоль некоторой заданной прямой, и наоборот;
3) преобразование поступательного движения вдоль одной заданной прямой в поступательное движение вдоль другой заданной прямой;
4)воспроизведение одной из точек звеньев рычажного м/ма требуемой траектории, воспроизведение заданных углов поворота выходного звена, движения выходного звена с остановками.
М/мы, у которых элементы высших пар являются:
1) центроидами, называются центроидными (элементы ВП перекатываются без скольжения);
2) взаимоогибаемыми кривыми, в зависимости от их конструктивного оформления называются кулачковыми или зубчатыми м/ми.
М/мы, в состав которых входят только низшие пары, в зависимости от их конструктивного оформления, называются рычажными, клиновыми, винтовыми, …
Передаточное
число – отношение угловой скорости
ведущего тела к угловой скорости
ведомого тела
.