Министерство образования Российской Федерации

Томский политехнический университет

Кафедра теоретической и прикладной механики прикладной механики

Пояснительная записка

К курсовому проекту по теории машин и механизмов

Синтез зубчатого механизма

Выполнил студент группы 4В11

Цымбалов С.В.

Руководитель профессор

Ан И Кан

Томск 2003г.

Содержание

Синтез зубчатого механизма

2.1. Введение…………………………………………………………………………………….......................................................................................................2

2.2. Разбивка передаточного отношения…………………………………………………………………………………………………………………..…4

2.3. Подбор чисел зубьев зубчатых колёс…………………………………………………………………………………………………………….….…4

2.3.1. Проверка передаточного отношения……………………………………………………………………………………………………………….…6

2.3.2. Проверка выполнения условия соосности………………………………………………………………………………………………….……7

2.3.3. Проверка условия сборки…………………………………………………………………………………………………………………………………………7

2.3.4. Подбор чисел зубьев для рядового механизма…………………………………………………………………………….………………7

2.4. Геометрический расчёт внешнего эвольвентного зацепления……………………………………………………….…….8

2.5. Расчёт качественных показателей зацепления……………………………………………………………………………………………10

2.5.1. Расчёт коэффициента удельного скольжения…………………………………………………………………………………………….10

2.5.2. Расчёт коэффициента удельного давления……………………………………………………………………………………………..…11

2.5.3. Коэффициент полезного действия……………………………………………………………………………………………………………..……12

2.6. Определение частоты вращения всех звеньев механизма…………………………………………………………..…………12

2.7. Анализ по результатам профилирования……………………………………………………………………………………………………..…14

Синтез кулачкового механизма

3. Синтез плоского кулачкового механизма……………………………………………………………………………………………………...15

3.1. Масштаб закона движения кулачка…………………………………………………………………………….………………………………………15

3.2. Масштабы графиков первой производной………………………………….……………………………………….…………………………..16

3.3. Масштабы графиков второй производной……………………………………….…………………………………………..……………......16

3.4. Выбор минимального радиуса кулачковой шайбы ………………………………..…………………………..………………………...17

3.5. Обоснование метода профилирования кулачка…………………………………..……………………………………..………………….17

3.6. Выбор радиуса ролика………………………………………..…………………………..…………………………..……………………………………………..17

3.7. Силовой расчёт……… …………………………..…….……………………..…………………………..……….…………………………………………………….18

Вывод……………………………………………..…………………………..…………………………..…………………………………………………………………………..19

Список литературы………………..…………………………..…………………………..………………………………………………………………………….20

2. Зубчатый механизм

1. Введение

Целью данной работы является приобретение навыков в подборе чисел зубьев планетарного механизма, геометрического расчета зубчатого эвольвентного зацепления, кинематического исследования зубчатого механизма

По данным задания необходимо:

1. Произвести разбивку передаточного отношения сложного зубчатого механизма по ступеням и подобрать числа зубьев зубчатых колес, удовлетворяющим требуемому передаточному отношению, условиям соосности, сборки и соседства(для планетарной ступени). Размеры механизма должны быть минимальными

2. Определить основные геометрические параметры всех зубчатых колёс механизма(если число зубьев зубчатого колеса меньше 17, то такое колесо должно быть нарезано со смещением режущего инструмента).

3. Определить числа оборотов всех звеньев механизма аналитическим и графическими способами, для чего вычертить механизм в масштабе, построить картину линейных и диаграмму угловых скоростей звеньев. Результаты определения передаточных отношений и чисел зубьев аналитическим и графическим способами сравнить, определить величину ошибки

.

4. Провести полный геометрический расчёт одного и того же эвольвентного зацепления зубчатых колёс, нарезанных со смещением режущего инструмента (А) и без (Б – нулевые колёса). Результаты расчёта геометрических параметров зубчатых колёс свести в таблицу

5. По данным расчёта пункта IV провести профилирование зацеплений А и Б,

при этом:

1. построить профили не менее трех – четырех зубьев на каждом колесе;

2. найти теоретические и действительные линии зацепления;

3. найти дуги зацепления (действительные);

4. найти и выделить рабочие участки профилей зубьев;

5. построить диаграмму удельного скольжения и удельного давления на профилях зубьев;

6. определить коэффициенты перекрытия графическим методом (результаты сравнения с коэффициентами перекрытия полученные аналитическим способом);

7. дать анализ по результатам профилирования корригированного зацепления: дать качественную и количественную оценку изменений размеров зубьев и показателей зацепления, нарезанных со смещением (корригированных) зубчатых колёс по сравнению с не корригированными колёсами нулевого зацепления.

6. определить КПД всего механизма (КПД, одной пары зубчатых колёс принять 0,99)

2. Разбивка передаточного отношения по ступеням

Данный механизм состоит из двух ступеней:

Первая ступень – планетарная зубчатая передача вида АJ, состоит из зубчатых колес 1, 2, 2', 3 и водила Н;

Вторая ступень – зубчатая передача внешнего зацепления, состоящая из зубчатых колес 4 и 5;

Передаточное отношение всего механизма определим как произведение всех передаточных чисел механизма:

;

где - передаточное отношение планетарного механизма AJ;

- передаточное отношение рядового механизма.

(при условии ), примем передаточное отношение планетарного механизма , тогда передаточное отношение рядового механизма определим следующим образом

.

3. Подбор чисел зубьев зубчатых колес

   Подберем число зубьев зубчатых колес, удовлетворяющих требуемому отношению, условию соосности, сборки и соседства по методу сомножителей. Так как передача осуществляется от колеса 1 к водилу Н и задано передаточное отношение , то передаточное отношение обращаемого механизма определим по формуле

Осуществим подбор зубьев для планетарного механизма типа АJ по формуле:

;

подставив в эту формулу полученное получим:

.здесь

;

выразим через числа зубьев:

.

Заменим числа зубьев пропорциональными им коэффициентами С, тогда

.

Запишем в таблицу 1 все возможные варианты разложения на сомножители виде дроби , где B =1 и варианты разложения с помощью дополнительных множителей учитывая рекомендации

Таблица 1

№ вариант	1	2	3	4	5	6

В соответствии с рекомендациями пределами отношения сомножителей при которых выполняется условие соседства смежных сотелитов исключаем из рассмотрения.

Определим P, Q и P+Q по формуле:

;

где , а значение С₁, С₂, С₂^I, С₃ берутся из таблицы 1 для соответствующего варианта.

Например для варианта 1 (С₁=2, С₂=6, С₃=19, С₂^I =3)

;

т.е. Р=1, Q=1, P+Q=2

Аналогично определяем P и Q для других вариантов, а результаты заносим в таблицу 2.

Таблица 2

	1	2	4	5	6
Р	16	5	18	18	6
Q	8	25	12	20	22
P+Q	24	30	30	38	28

Из таблицы следует, что минимальную сумму P+Q имеет вариант 1.

Определим числа зубьев зубчатых колёс для варианта 1 по формуле:

; ;

; ;

.

Подставив значения (С₁=2, С₂=6, С₂^I =3, С₃=19, Р=16, Q=8) приняв значение получим:

.

.

.

.

Определяем габариты и

после подстановки значений и и чисел зубьев имеем:

.

Аналогичные расчёты проводим для 2,6 вариантов.

1. Проверка передаточного отношения

Проверяем выполнение заданного при принятом числе зубьев по формуле:

;

где n – число пар колес внешнего зацепления n =1

;

Заданное передаточное отношение выполняется.

2. Проверка выполнения условия соосности

Проверяем выполнение условия соосности по формуле:

,где , ,

Условие соосности выполняется.

3. Проверка условия сборки

Проверяем условие сборки по формуле:

;

где К_2.2=2 (число сателлитов), D_2.2=24 (наибольший общий делитель зубьев Z₂ и Z₂^I )

- целое число

Условие сборки выполняется.

Поскольку выполнены рекомендации, то условие соседства можно не проверять.

4. Подбор чисел зубьев для рядового механизма

Передаточное отношение рядового механизма вычисляется по формуле:

,

где и - числа зубьев рядового механизма.

Примем число зубьев для шестерни , тогда число зубьев для колеса

.

4. Геометрический расчёт внешнего эвольвентного зацепления

Для зубчатых колёс 4,5 выполняется полный геометрический расчёт, который приведен в таблице 3. Коэффициенты смещения приняты из условия износостойкости.