- •Основы теории механизмов и машин
- •Введение. Краткие сведения из истории развития теории механизмов м машин
- •Глава 1. Структура и классификация механизмов
- •1.1. Основные понятия теории механизмов и машин (машина, механизм, звено, кинематическая пара, высшие и низшие пары)
- •1.2. Классификация кинематических пар по числу степеней свободы и числу условий связи
- •1.3. Избыточные связи и лишние степени свободы в механизме
- •Замена в плоских механизмах высших кинематических пар цепями с низшими парами
- •1.5. Образование плоских механизмов по Ассуру
- •Определение положений и перемещений звеньев
- •Глава 2. Кинематический анализ механизмов с низшими парами
- •Определение скоростей и ускорений звеньев
- •Глава 3. Кинематический анализ механизмов с высшими парами
- •3.1. Соотношение скоростей в высшей кинематической паре
- •3.2 Механизмы с постоянным передаточным отношением
- •3.3. Сателлитные механизмы
- •Замкнутые дифференциальные механизмы.
- •3.4. Конический дифференциал
- •3.5. Волновые передачи
- •3.6. Механизмы с переменным передаточным отношением
- •Кулачковые механизмы.
- •Глава 4. Силы,действующие в механизме
- •4.1 Классификация сил
- •Движущие силы и моменты.
- •Силы полезного сопротивления
- •4.2. Силы инерци Общий случай движения.
- •Поступательно - вращающееся звено.
- •Вращающееся звено.
- •4.3. Силы трения Виды трения
- •Сила трения.
- •Трение качения.
- •Коэффициент трения качения.
- •Глава 5. Синтез зубчатых механизмов
- •5.1. Основная теорема и основной закон зацепления
- •Из подобия иииимеем
- •Равенство (5.4) называется основной теоремой зацепления.
- •Расстояние a между точками иравно
- •5.2. Эвольвента окружности. Её уравнение и свойства
- •5.3. Свойства эвольвентного зацепления
- •5.4. Элементы эвольвентного зубчатого колеса
- •5.5. Исходный производящий реечный контур
- •5.6. Способы изготовления зубчатых колёс. Понятие о стандартном зацеплении
- •5.7. Определение монтажного угла зацепления ()
- •5.8. Явление подрезания зубьев
- •5.9. Исходный производящий реечный контур
- •5.10. Определение Zmin и Xmin из условия отсутствия подрезания
- •5.11. Определение толщины зуба по делительной окружности и окружности произвольного радиуса
- •5.12. Определение угла зацепления для колёс, нарезанных со сдвигом рейки
- •5.13. Определение геометрических размеров колёс со сдвигом
- •Глава 6. Синтез кулачковых механизмов
- •6.1. Основные виды кулачковых механизмов
- •6.2. Исходные данные для проектирования кулачковых механизмов
- •6.3. Определение основных размеров кулачковых механизмов
- •6.4. Определение угла давления через основные параметры кулачкового механизма
- •6.5. Определение минимального радиуса профиля кулачка
- •6.6. Проектирование кулачковых механизмов из условия выпуклости кулачка
- •Глава 7. Требования, предъявляемые к механизмам
- •Факторы, определяющие работоспособность механизмов и их деталей
- •. Материалы
- •Точность изготовления деталей механизмов и приборов
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
5.10. Определение Zmin и Xmin из условия отсутствия подрезания

Рис.5.9. О подрезании зубьев колёс.
Рассмотрим, как
связан коэффициент сдвига x
рейки с числом зубьев, которое может
быть нарезано рейкой на колесе. Пусть
рейка установлена в положении 1(рис.5.9.).
В этом случае прямая головок рейки
пересечёт линию зацепления N-N
в т.
и нарезаемое колесо будет нарезано.
Отодвинем рейку, сохраняя положение
полюса
в положении 2 так, чтобы прямая головок
проходила через крайнюю т.B
теоретической линии зацепления. В этом
случае колесо не будет подрезано и
минимальное число зубьев Zmin,
которое может быть нарезано, определится
по формуле
:
(5.21)
Отодвинем рейку
ещё дальше от оси колеса в положение 3
на величину
.
Тогда прямая головок рейки пройдёт
через т.
,
и, следовательно, на колесе может быть
без подрезания нарезано некоторое число
зубьевz,
меньшее, чем
,
подсчитанное по формуле (5.21).
Выведем зависимость
между
и![]()
.
Т.к. мы предложили, что полюс зацепления![]()
при сдвиге рейки не изменял своего
положения, то из рис.9.9. следует, что
основная окружность после сдвига будет
иметь в качестве центра точку, которую
мы получим, если в т.
восстановим перпендикуляр к линии
зацепления
и найдём точку
,
как точку пересечения этого перпендикуляра
с линией
.
Из подобия треугольников получим
![]()
Так как
,
,
и
,
то
,
или
;
Отсюда
(5.22)
где
подсчитывается по формуле (9.21). Для угла
зацепления
и коэффициент
имеем
(5.23)
Для угла зацепления
и![]()
(5.24)
и для угла зацепления
и![]()
(5.25)
Для стандартного
угла зацепления
и
,
воспользовавшись формулами (5.22) и (5.23),
получаем выражение для коэффициента
сдвига:
(5.26)
Формула (5.26)
позволяет создавать требуемую величину
сдвига рейки для нарезания желательного
числа зубьев без всякого их подрезания
при угле зацепления
и
.
В современных расчётах допускают некоторый малый надрез, при котором срезается незначительная часть эвольвенты, и часто пользуются формулой
(9.27)
5.11. Определение толщины зуба по делительной окружности и окружности произвольного радиуса

Рис. 5.10. К определению толщины зуба колеса по делительной окружности.
Толщина зуба
(рис. 5.10) у нулевого колеса т.е. при
,
измеренная по начальной окружности
равна
(5.28)
и соответствует
ширине впадины на рейке, измеренной по
прямой, перекатывающейся по начальной
окружности обработки (делительной
окружности), которая в этом случае
совпадает с начальной окружностью
колеса. Дадим рейке смещение вдоль оси
,
равное
.
Это положение показано на рис. 9.11
штриховой линией. Тогда толщина зуба
колеса (или ширины впадины на производящей
рейке), измеренная по делительной
окружности, будет равна
(5.29)
При сдвиге рейки
т. B
переместится в положение
,
а т. С – в положение
.
Очевидно, что отрезки
и
равны, т.е.
.
Из прямоугольного
имеем
,
где
-
выбранный угол зацепления при нарезании
колеса (обычно
).
Или т.к.
и
,
то
(5.30)
Величина сдвига x, являясь величиной алгебраической, может иметь знак плюс или минус. Подставляя полученное выражение в равенство (9.29) и учитывая выражение (9.28), получаем
(5.31)
Толщина зуба
,
измеренная по любой окружности радиуса
(рис. 5.11 и 5.12), определяется из следующих
условий. Сумма углов
и
равна
,
откуда при
и
![]()
получаем
![]()

Рис. 5.11. К определению толщины зуба колеса по окружности произвольно заданного радиуса.
Рис.5.12. К выводу формулы для определения монтажного угла зацепления
Далее, используя функцию, описывающую эвольвенту боковой поверхности зуба:
и
,
то
,
(5.32)
откуда
(5.33)
Подставляя в
формулу (5.33) вместо
выражение (5.31) получаем окончательно
(5.34)
где угол
определяется из условия
(рис. 5.11)
С помощью формулы
(5.34) может быть определена толщина зуба
на окружности любого заданного радиуса
.
Формулы (5.33) и
(5.34) позволяют проверить, не имеет ли
зуб заострения, т.е. не пересекаются ли
боковые профили зуба в т. D
(рис.5.11). На окружности заострения (рис.
5.11) толщина зуба равна нулю. Следовательно,
в равенстве (5.33) следует положить
,
,
где
-
радиус окружности заострения и
откуда
![]()
т.к.
,
то определив угол
,
можно найти величину радиуса
окружности заострения из условия
.
Обычно толщина зуба по окружности выступов не должна быть меньше (0,25…0,3)m.
