Классификация зубчатых механизмов

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

Кафедра конструирования и стандартизации в машиностроении

 

 

Теория машин и механизмов

 

 

Методические указания к разделу:

 

«Кинематический анализ зубчатых механизмов»

 

 

Иркутск 2008

 

Теория машин и механизмов: Метод. указания к разделу: «Кинематический анализ зубчатых механизмов»/А.В.Шматкова – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2008.

 

 

Настоящее методическое указание предназначается для студентов механических и машиностроительных специальностей всех видов обучения, изучающих курс «Теории машин и механизмов».

 

Рецензент: П.Д.Перфильев, канд.техн.наук, доцент кафедры «Теоретическая и прикладная механика» (ИрУГПС).

 

 

Печатается в авторской редакции

 

Иркутский государственный технический университет

664074, Иркутск, ул. Лермонтова,83

Оглавление

 

1. Основные понятия и определения………………………….…….......4

2. Классификация зубчатых механизмов…………..…………………...6

3. Кинематика зубчатых механизмов с неподвижными осями……..…7

Одноступенчатый зубчатый механизм………………………..…….7

Аналитический метод………………………………………….7

Графический метод………………………………………….…8

Многоступенчатый зубчатый механизм………………………..…...9

Аналитический метод…………………………………….……9

Графический метод……………………………………………10

4. Кинематика зубчатых механизмов с подвижными осями…………11

Планетарные зубчатые механизмы………...……………….……11

Аналитический метод…………………………………………11

Графический метод……………………………………………15

Дифференциальные механизмы…………………………………21

Аналитический метод…….………………………..…….……21

Незамкнутые дифференциальные механизмы….……21

Замкнутые дифференциальные механизмы………….24

Графический метод………………………………….………..27

Незамкнутые дифференциальные механизмы………27

Замкнутые дифференциальные механизмы…….……29

Список литературы

 

 

Основные понятия и определения

 

Зубчатые механизмы, применяются для передачи вращательного движения с одновременным изменением в iраз угловой скорости и, следовательно, передаваемого момента.

Зуб – выступ звена, образующий высшую кинематическую пару с выступом другого звена.

Зубчатое колесо – звено с замкнутой системой зубьев, обеспечивающее непрерывное движение другого зубчатого колеса.

Ступень–передача между двумя ближайшими подвижными звеньями с неподвижными геометрическими осями.

Зубчатый механизм – передаточный механизм, содержащий, по крайней мере, одно зубчатое зацепление.

Зубчатое зацепление – высшая кинематическая пара (сопряжение), образованная последовательно соприкасающимися элементами (зубьями) двух звеньев.

Червяк –зубчатое колесо с одним или более зубьями, расположенными в виде винта на цилиндрической (или глобоидальной) поверхности, шаг которого меньше его диаметра. Имеет настолько малый диаметр и малый угол подъема винтовой линии зубьев, что последние образуют полные винтовые нитки.

Редуктор–механизм, понижающий угловую скорость.

Мультипликатор–механизм, повышающий угловую скорость.

Сателлит – зубчатое колесо, ось которого вращается вокруг другой оси.

Водило – звено, на котором располагаются оси сателлитов.

Передаточное отношение –передаточным отношением от колеса 1 к колесу 2 называется отношение угловой скорости (или числа оборотов в минуту ) звена 1 к угловой скорости (или ) звена 2:

.

Таким образом:

.

Передаточному отношению присваивается знак минус при внешнем зацеплении колес, знак плюс при внутреннем. Знак передаточного отношения указывает направление вращения ведомого звена по отношению к ведущему звену.

Исходной характеристикой при проектировании зубчатого механизма является передаточное отношение, которое чаще определяется по предусмотренным угловым скоростям ведущего А и ведомого В валов зубчатого механизма.

 

Пример 1.

Требуется спроектировать холодно – высадочный автомат для изготовления болтов производительностью 85 шт./мин.

Автомат выдает готовое изделие через каждые два оборота коленчатого вала, электродвигатель имеет скорость вращения ротора 3000 об./мин.

Определить передаточное отношение редуктора.

 

При производительности 85 шт./мин. Вал должен вращаться со скоростью 170 об./мин.

1 шт. – 2 об.

85 шт. – Х об.

Редуктор, поставленный между электродвигателем и коленчатым валом, должен иметь передаточное отношение:

В некоторых передачах необходимо в первую очередь обеспечить требуемое изменение момента, при этом скорость ведомого звена не регламентируется. В таких случаях передаточное отношение определяют исходя из моментов на ведущем А и ведомом В звеньях зубчатого механизма и его предполагаемого КПД.

 

Пример 2.

Определить передаточное отношение редуктора лебедки с ручным приводом, если максимальный момент на барабане , а допустимый момент на рукоятке .

 

Ориентировочно задаемся значением КПД , тогда

Этот расчет следует уточнить после проектирования схемы редуктора и обоснованного определения КПД. Полученное расчетом передаточное отношение является исходным заданием при проектировании зубчатого механизма. Для распределительных передач, счетно-решающих и некоторых других устройств, где даже очень малая ошибка постепенно накапливается и приводит к рассогласованию в работе звеньев системы, передаточное отношение следует выдерживать абсолютно точно. В редукторах и в других механизмах, где небольшое отклонение скорости или перемещения не нарушает работу машины, реальное передаточное отношение может отличаться от заданного в пределах %.

 

 

Классификация зубчатых механизмов

 

 

- по виду зацепления

 

- по форме зуба

 

 

- по расположению осей

 

Кинематика зубчатых механизмов с неподвижными осями