- •1 Структурный анализ плоского рычажного механизма
- •2 Синтез кинематической схемы плоского рычажного механизма
- •3 Кинематический анализ плоского рычажного механизма
- •4 Силовой анализ плоского рычажного механизма
- •5 Теорема Жуковского
- •6 Динамический анализ плоского рычажного механизма
- •7 Простые зубчатые механизмы
- •8 Сложный зубчатый механизм
- •9.1 Структурный анализ
- •9 Кулачковый механизм
- •Список используемой литературы
7 Простые зубчатые механизмы
7.1 Структурный анализ простого зубчатого механизма
Структурный анализ простых зубчатых механизмов сводится к определению подвижности механизма.
Подвижность механизма определяем по формуле Чебышева:
где W - подвижность механизма;
n - число подвижных звеньев;
p1 и p2 - соответственно число пар пятого и четвертого класса.
№ |
схема |
Название/ кинематическое состояние |
1 |
|
Зубчатое колесо/ подвижное |
2 |
|
Зубчатое колесо/ подвижное |
0 |
|
Стойка/ неподвижное |
В структуру механизма входят два подвижных звена (зубчатые колеса) и стойка, представленная двумя шарнирно-неподвижными опорами. Следовательно, n=2.
№/название |
схема |
Класс/ подвижность |
Вид контакта/ замыкание |
0-1/ Вращатель-ная |
|
5/1 |
Поверхность/ геометрическое |
0-2/ Вращатель-ная |
|
5/1 |
Поверхность/ геометрическое |
1-2/ зубчатая |
|
4/2 |
Линия/ геометрическое |
Кинематические пары 0-1 и 0-2 являются вращательными парами пятого класса, следовательно, p1=2.
В структуру механизма входят два подвижных звена (зубчатые колеса) и стойка, представленная двумя шарнирно-неподвижными опорами. Следовательно, n=2.
Кинематические пары 0-1 и 0-2 являются вращательными парами пятого класса, следовательно, p1=2.
Кинематическая пара 1-2 является парой четвертого класса, следовательно, p2=1.
Подставим число подвижных звеньев и число пар пятого и четвертого классов в формулу Чебышева:
.
Полученный результат означает, что для однозначного описания положения всех звеньев механизма в рассматриваемой плоскости достаточно знать одну обобщенную координату.
7.2 Синтез эвольвентного зацепления простого зубчатого механизма
Найдем инвалюту угла зацепления:
,
По таблице значений инвалют найдем угол зацепления:
Найдем минимальную величину коэффициента смещения для шестерни:
Найдем коэффициент смещения для колеса:
Отложим значение
смещения
и
на осях блокирующего контура. Точка их
пересечения должна находится в блокирующем
контуре. В данном случае точка находится
в контуре, точка
,
следовательно оставляем полученные
значения коэффициентов для дальнейших
расчетов.
Найдем геометрические параметры зубчатых колес.
Диаметры делительных окружностей:
для шестерни
для колеса
где - модуль;
- число зубьев на шестерне и колесе
соответственно.
Диаметры начальных окружностей:
для шестерни
для колеса
Шаг по делительной окружности:
Шаг по основной окружности:
Диаметры основных окружностей:
для шестерни
для колеса
Диаметры окружностей впадин зубьев:
для шестерни
для колеса
где
- - коэффициент ножки зуба.
Диаметры окружностей вершин зубьев:
для шестерни
для колеса
где
- коэффициент головки зуба.
Коэффициент уравнительного смешения:
.
Коэффициент воспринимаемого смешения:
.
Уточненное межосевое расстояние:
Делительное межосевое расстояние:
Толщина зуба по делительной окружности:
для шестерни
для колеса
Толщина впадин по делительной окружности:
для шестерни
для колеса
Высота зубьев:
Углы профиля на окружности вершин:
для шестерни
для колеса
Толщина зубьев по окружности вершин:
для шестерни
для колеса
Проверка:
,
где
Оба значения толщины зубьев по окружности больше значения минимальной толщины, проверка сходится.
Коэффициент торцевого перекрытия:
(7.1)
Для построения
зубчатого зацепления определим
масштабный коэффициент длин и переведем
все геометрические параметры зубчатых
колес в данный масштабный коэффициент,
при условии, что высота зуба должна быть
не менее
на чертеже.
Переведем все
значения через
:
Для построения
зубчатого зацепления отложим межосевое
расстояние (
).
Проведем начальную, делительную,
основную окружности, а также окружности
вершин и впадин зубьев для каждого
зубчатого колеса. Начальные окружности
(
и
)
должны сопрягаться в полюсе зацепления
(
).
Откладываем под углом (
)
от линии центров (
)
для колеса и для шестерни лучи,
пересекающие основные окружности в
точках
и
.
Через точки
и
проводим прямую - линию зацепления. Она
проходит через полюс зацепления (
).
Отрезок от точки сопряжения (
)
до точки пересечения (
),
делим на шесть равных частей аi.
Проецируем полученные точки на основную
окружность, проводим через каждую из
них касательную к основной окружности,
и на касательных откладываем величину
отрезка (
),
каждый раз уменьшая на величину аi.
Полученные точки соединяем плавной
кривой и получаем нижнюю половину
эвольвентного профиля зуба. Аналогично
построим вторую половину профиля зуба,
только увеличивая отрезок
на величину аi.
Откладываем толщину зуба по делительной
окружности и ширину зуба по окружности
вершин. Симметрично отобразим вторую
половину профиля зуба. По делительной
окружности откладывая ширину впадины
и шаг, строим еще два - три зуба. Аналогично
строим профили зубьев шестерни.
