Файл: Литвин Ф.Л. Проектирование механизмов и деталей приборов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 280
Скачиваний: 3
профилей положение полюса зацепления Р на линии центров
остается прежним, |
а передаточное |
отношение постоянным. |
||
2. Окружности |
радиусов ОхР = |
гн1 |
и 02Р = |
г н 2 являются |
начальными окружностями — центроидами колес. |
|
|||
3. Линией зацепления эвольвентных |
профилей |
(геометриче |
ским местом точек касания профилей в системе координат), свя занной со стойкой, является касательная KL к основным окруж ностям.
Рис. 8.15
Угол а, образуемый линией зацепления с касательной к на чальным окружностям, носит название угла зацепления. В общем
случае а ф а д (см. п. |
8.7). |
4. При изменении |
межцентрового расстояния эвольвентных |
колес постоянство передаточного отношения и величина его со храняются; меняются лишь угол зацепления и размеры началь ных окружностей.
Пусть при межцентровом расстоянии А (рис. 8.15) полюс за цепления находится в Р, угол зацепления а, радиусы начальных
окружностей r H l |
= |
ОхР |
и г н 2 |
= |
0 2 Р . Вследствие |
изменения меж |
||||
центрового расстояния (Ох переместилось |
в 01) |
полюсом |
зацеп |
|||||||
ления становится |
точка Р', |
угол зацепления |
принимает |
значе |
||||||
ние а', |
радиусы |
|
начальных |
окружностей |
r„i = |
0[Р' и |
г„2 = |
|||
= ОгР'. |
Легко |
убедиться, |
что |
передаточное |
отношение |
не из |
||||
менится, |
так как |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
і = |
= |
|
— -J12- = I™- |
|
|
|
||
|
|
|
1 2 |
Ы 2 |
ГН1 |
/ Н 1 |
'01 |
|
|
|
5. Участок ВХВ2 линии зацепления (рис. 8.14) носит назва ние рабочего участка линии зацепления. Точки Вх и В2 находятся
как точки пересечения линии KL с окружностями выступов ве
домого и ведущего |
колес. |
|
|
||
6. Коэффициент |
перекрытия (одновременности |
зацепления) |
|||
представляет отношение пути, пройденного точкой касания |
пары |
||||
профилей по линии зацепления, к шагу между этими |
профилями, |
||||
измеренному |
по |
нормали. |
|
|
|
Обратимся |
к |
построениям рис. 8.14, где В± и |
В2— |
точки |
касания одной и той же пары профилей в начале и в конце за
цепления. Еще до |
выхода из зацепления рассматриваемой |
пары |
|||||||
профилей в действие должны вступить профили соседних |
зубцов |
||||||||
колес. Это будет достигнуто, если |
|
окажется, что ВХВ2 |
> |
tn, |
|||||
где tn = t0 — расстояние между соседними профилями, |
измерен |
||||||||
ное по общей нормали. Коэффициент |
перекрытия |
|
|
|
|||||
|
|
8 = |
= |
|
. |
|
|
(8.24) |
|
|
|
t0 |
тл cos а д |
|
|
4 |
' |
||
На основании |
построений |
рис. 8.14 |
|
|
|
|
|||
I = /"оа (tg ссе2 — tg а) + |
r01 |
(tg ае1 |
— tg а) . |
|
(8.25) |
||||
Подставив / в выражение (8.24), после преобразований по |
|||||||||
лучим |
г і |
aei — tg а) + z2 |
(tg ae2 — tg a) |
|
^ |
^ |
|||
є = |
|
||||||||
Здесь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cos |
aei |
= |
то'с08ОД |
|
(i = |
1, 2). |
|
(8.27) |
|
УГОЛ зацепления а определяется |
из формулы ( 8 . 4 1 ) . |
zx |
|
г2. |
|||||
Коэффициент перекрытия |
е возрастает с увеличением |
и |
Во внешнем зацеплении наибольшего значения є достигает при
зацеплении колеса |
с рейкой. |
|
|
|
|
|
Пусть с рейкой 2 зацепляется |
колесо / . На основании |
построе |
||||
ний рис. 8 . 11 |
|
|
4 ( £ > - £ ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
P G |
_ |
s i |
n 2 а д |
_ |
(8 28) |
|
тл cos а д |
|
2л |
|
|
|
Выражение (8.28) нужно подставить в (8.26) вместо z2 |
(tg ае2 —• |
|||||
—tgct), после чего |
получим |
|
|
|
|
|
є = |
Zi (tg аа |
— tg ад) |
+ 4 ( f 0 |
- S ) |
(8.29) |
|
|
|
2л |
5 і п |
2 а д . |
||
|
|
|
|
|
|
При прочих равных условиях коэффициент перекрытия во внутреннем зацеплении больше, чем во внешнем. Это объясняется тем, что во внутреннем зацеплении возрастает длина рабочего участка В2В1 линии зацепления (рис. 8.16); во внешнем зацепле нии точка В І занимала бы положение В{. Проделав выводы, ана-
логичные выводам формулы (8.26), получим следующее выражение для коэффициента перекрытия:
Д А ^ |
Ч (tg ае1 |
— tg а) — г2 |
(tg ае г — tg а) |
(8.30) |
t0 |
|
2п |
|
|
|
|
|
При наличии погрешностей профиля и основного шага дей ствительный коэффициент перекрытия равен единице. В этом слу чае при пересопряжении зубцов происходит мгновенное изме нение угловой скорости.
Рис. 8.16
7. При касании профилей вне полюса зацепления имеет место их скольжение. Пусть профили зубцов касаются друг друга в точке М (рис. 8.17), для которой построим план скоростей. Согласно материалам, приведенным в [72],
v( 1 ) = v r 4 v ^ ; v( 2 ) = v<2) + v^2 ) .
Здесь |
v ' ! ) = v<2> — скорость перемещения |
точки касания по |
линии |
зацепления; v^ 0 и v ' 0 — с к о р о с т ь |
перемещения точки |
в переносном движении (вместе с колесом) и относительном дви жении (по профилю зубца). Элементарная дуга кривой
dsk = |
pkdiik, |
где d\ik — угол |
между двумя |
бесконечно близкими |
нормалями |
||||
(к — 1, 2). В эвольвентном |
зацеплении d^k |
— dcp*, |
где |
dqk — |
|||
элементарный угол |
поворота |
колеса номера |
к. С учетом |
этого |
|||
получим |
|
ds, |
|
ds2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
(8.31) |
||
|
|
-it = Pl C O i ; |
dt = Р2 ю2 . |
|
|||
|
|
|
|
||||
На рис. 8.17 |
р1 |
= КМ, |
р 2 |
= LM. |
|
|
|
Рис. 8.17
Скорость скольжения точки М профиля зубца / относительно точки профиля зубца 2 (рис. 8.16)
,(12) |
,(2) |
(!) |
(') |
(2) |
(8.32) |
|
V4 ""' = |
\>" — |
\у |
= |
Vg"' — |
\е~' = рісої — P2CO2. |
|
В полюсе зацепления |
v ( 1 2 ) |
= 0. |
Переход точки касания |
через |
полюс зацепления сопровождается изменением направления сколь- "жения.
8. При больших значениях коэффициентов смещений инстру ментальной рейки может возникнуть явление интерференции, при котором в зацепление с эвольвентным профилем одного ко леса начинают вступать в зацепление точки переходной кривой другого колеса.
Определим условия отсутствия интерференции колес, нарезан
ных рейкой. |
Согласно |
построениям рис. 8.11, |
угол aG, |
опреде |
||
ляющий точку G сопряжения эвольвентного профиля с переходной |
||||||
кривой, определяется формулой (8.12). |
|
|
|
|||
Обозначим |
через Вг |
точку профиля |
на ножке зубца |
колеса |
/ , |
|
вступающую |
в касание |
с вершиной |
профиля |
зубца |
колеса |
2 |
(рис. 8.14). Под вершиной профиля зубца понимается точка пере
сечения |
профиля |
с окружностью |
выступов. |
На |
ножке зубца |
||||||
колеса 2 можно отметить точку |
В2, |
вступающую в касание с вер |
|||||||||
шиной зубца колеса / . Углы давления в точках |
Вх |
и В2 |
опреде |
||||||||
ляются |
из |
уравнений |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tg «ві = |
( Г |
п + Л ° 2 ) t g |
" ~ Г ° гt g " е 2 |
= |
tg а - |
f - (tg ае2 |
- |
tg а); |
(8.33) |
||
|
|
|
Ли. |
|
|
|
z l |
|
|
|
|
|
|
t g a £ 2 = t g a |
— -fji-(tgae l — tga) . |
|
|
(8.34) |
|||||
Интерференция профилей при нарезании рейкой будет исклю |
|||||||||||
чена при соблюдении следующих |
неравенств: |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
а<?і < «вії |
«аг < |
«вг- |
|
|
|
(8 -35) |
8.7. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КОЛЕС,
НА Р Е З А Н Н Ы Х РЕЕЧНЫМ ИНСТРУМЕНТОМ
Внастоящей книге рассматривается лишь внешнее зацепле ние эвольвентных колес, нарезаемых реечным инструментом. Геометрический расчет колес внешнего и внутреннего зацепле ния, нарезаемых долбяком, изложен в монографиях В. Н. Ку
дрявцева [50], В. А. Гавриленко [19], автора [72], в работе [15].
Виды корригирования и назначение коэффициентов смещения.
Корригирование профилей достигается смещением реечного ин струмента при нарезании зубцов и не требует применения спе циального оборудования и специального инструмента. Конструк тору при проектировании передачи необходимо лишь назначить коэффициенты смещения, определяемые из условий работы, и рассчитать затем геометрические параметры передачи. Нужно подчеркнуть, что смещение инструмента не сказывается на диа метре основной окружности, и при корригировании изменяется лишь расположение одного и того же эвольвентного профиля по отношению к окружности впадин и выступов колеса.
Корригирование профилей производится в следующих слу чаях: а) для повышения изгибной прочности зубцов, что дости гается увеличением их толщины на делительных окружностях и у основания зубцов; б) для повышения контактной прочности, что достигается повышением радиуса кривизны в полюсе зацеп ления; в) для устранения подрезания зубцов; г) для получения заданного межцентрового расстояния колес при стандартном мо дуле; д) для получения двухпарного зацепления в полюсе и т. д.
Сочетание колес с различными коэффициентами смещения образует три типа передач: а) нулевую передачу с суммарным коэф
фициентом смещения |
| s = |
? i + ^2 = |
0; |
межцентровое |
расстоя |
|||||||
ние в такой передаче А0 |
— rRl-\- |
г д 2 , |
начальные |
окружности |
||||||||
совпадают с делительными; угол зацепления а = а д ; |
б) |
положи |
||||||||||
тельную |
передачу |
(££ >>0); межцентровое |
расстояние |
колес |
||||||||
А > > Л 0 ; |
начальные |
окружности |
больше |
делительных; |
угол за |
|||||||
цепления |
ос > а д ; |
в) |
отрицательную |
передачу |
(£2 |
<< 0); |
меж |
|||||
центровое расстояние колес А<СА0; |
|
начальные |
окружности |
|||||||||
меньше делительных; угол зацепления а |
•< |
а д . |
|
|
|
|
||||||
Корригирование, приводящее к образованию нулевой пере |
||||||||||||
дачи (£s |
= gx + g 2 |
= 0), |
называется |
высотным. |
Корригирова |
ние, при котором образуются положительная и отрицательная передачи, называется угловым. Эти названия не совсем точно отражают различия в видах корригирования. При высотном кор ригировании изменяются не только соотношения высот головок и ножек, но и толщины зубцов по делительной окружности; меж центровое расстояние и угол зацепления сохраняют номинальные значения. При угловом корригировании изменяется не только
угол |
зацепления |
(а Ф а д ) , |
но и межцентровое |
расстояние |
(А ф |
||
Ф А 0 |
) , соотношения |
высот |
головок и ножек, |
толщина |
зубцов |
||
по делительной |
окружности. |
|
|
||||
Корригирование |
для |
образования нулевой передачи может |
|||||
применяться лишь в том |
случае, если суммарное |
число |
|
Выражение (8.36) можно получить из формулы (8.13), согласно которой
t |
t |
z i sin 2 |
ад |
. |
6 |
f |
z2 |
sin 2 |
ад |
Si =5=/о |
2 |
|
' |
Ь2=5=/о |
|
2 |
' |
||
Приняв, что для |
образования |
нулевой |
передачи выбирают |
||||||
Es — Еі + І2 — 0, |
придем |
к |
выражению |
(8.36). |
Назначение коэффициентов смещения лучше всего произво дить с помощью блокирующих контуров [15]. Коэффициенты смещения, при которых устраняется подрезание зубцов, опреде
ляются из уравнения (8.13). |
известны: zlt |
|
Геометрический расчет. При выполнении расчета |
||
z2, |
І ! и | 2 ; параметры исходного контура а д , / 0 , |
с0 и т (см. |
рис. |
8.9). |
|
Для определения угла зацепления воспользуемся тем, что при отсутствии бокового зазора толщина зубца по начальной окруж ности одного колеса должна быть равна ширине впадины другого, поскольку начальные окружности перекатываются друг по другу без скольжения, т. е. SH l = 0 У н 2 .