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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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 х 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

 

 

 

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)

 

 

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 ""' =

\>"

=

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

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=

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 .