книги из ГПНТБ / Кругман, А. Е. Зубчатые механизмы (кинематический анализ)
.pdfв ) |
5 ) |
f?
Рнс. 20. Механизм координатора
»
2. |
Определим |
передаточное отношение через |
числа |
зубьев: |
||||||
|
|
|
.и |
.к |
гг |
z8 |
20 |
75 |
|
|
|
|
ii3 |
|
z2 |
60 |
35 =0,71. |
|
|||
|
|
ll2 |
12'3 |
|
|
|||||
3. |
Число оборотов |
водила пн определится из формулы (9): |
||||||||
|
пн = |
—lis n8+ nj |
|
0, 7155 + 70 |
= 376 |
об/мин. |
(10) |
|||
|
|
1 — i»3 |
|
|
1—0,71 |
|
|
|
||
4. |
Число |
оборотов |
блока |
колес |
z2 — z2 определяется из за |
|||||
висимости: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П 2 -2' — Пн |
|
|
|
|
|
|
|
i(2 - 2 ')3 |
Пз |
Пн |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
откуда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П 2-2' = П„ + Ц'2_ 2.)3 (П , — Пн ), |
|
(1 1 ) |
||||||
где i»2_2,)3 — передаточное отношение между |
блоком |
колес |
||||||||
zs— z2 и колесом |
г г при остановленном |
водиле. |
|
|
||||||
|
Схема механизма |
|
|
Картина скоростей |
|
Рис, 21, К кинематическому исследованию дифференциального
механизма
31
I |
I |
75 |
= 2,14. |
|
35 |
||||
(2—2')3 |
г\ |
|||
|
|
|
Следовательно,
п2_2.= 376 +2,14 ( - 5 5 - 376) = -5 4 6 ,3 об/мин.
Определим число оборотов звеньев механизма другим спо собом, описанным ранее (формула (7), стр. 18).
Число оборотов водила находим из равенства:
Пн = п, • 1J, + n, 1^
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i;,i |
Мн |
|
1 — iH |
’ |
|
|
|
||
|
|
|
|
1 |
мз |
|
|
|
|
|
|
*ia- |
j 3h |
|
1 — iH |
' |
|
|
|
||
После подстановки |
|
|
* |
*31 |
|
|
|
|
||
значений |
1^ |
и i’3 и преобразований по-. |
||||||||
лучим: |
|
|
■1,з Пз+П, |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
( 12) |
|||
|
|
|
1 — 1" |
|
|
|
|
|||
|
|
|
1 |
М*133 |
|
|
|
|
|
|
Число оборотов блока |
колес г %— г2 |
определится |
|
по формуле: |
||||||
П2—2' — |
П, • |
|
|
Пз i(2_2')3, |
|
|
( 1 3 ) |
|||
где |
|
П 2-2’ |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
1 — 1" |
|
|||||
;з |
П 2 - 2 ' |
|
п„ |
|
1(2-2')н |
|
||||
|
|
1 |
мг-гмз |
|||||||
(2— 2')1 |
|
|
|
|
|
13 |
|
1 — 1" |
||
|
|
|
|
|
|
Ив |
|
1 |
мз |
|
аналогично |
:1 |
|
1 |
_ JH |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
1 |
1(2 |
- 2 ')1 |
• |
|
|
|
||
|
|
(2—2'J3 — |
, |
_ |
-------- |
|
|
|
||
' |
|
|
|
1 |
*31 |
|
|
|
|
|
Подставив в формулу |
(13) |
значение n, из формулы (12), |
||||||||
учитывая величины lf2~2')i |
и *{2—2г)з> после преобразований по |
|||||||||
лучим: |
|
n„ + i»2_2,)3 (п, — П„ ). |
|
|
(14) |
|||||
П2- 2' = |
|
|
||||||||
Таким образом, формулы |
(12) и (14) |
аналогичны формулам |
||||||||
( 10) и (1 1 ), что |
позволяет сделать |
вывод, |
что |
|
оба способа |
|||||
аналитического |
исследования |
дифференциальных |
механизмов |
дают одинаковый результат.
32
Табличный метод исследования дифференциального
.механизма
Все расчеты сводим в таблицу 1.
Характер движения
Переносное движение Вращ ение закрепленной
системы
О тносительное движение Вращ ение колеса z3 при неподвижном водиле с
угловой скоростью — гы
Относительное движение Вращ ение колеса. z3 при
неподвижном водиле с угловой скоростью • п3
Слож ение |
~ |
результатов |
|
движ ения |
|
|
|
О кончательны й |
результат |
||
. при заданны х числах |
|||
оборотов |
щ |
и |
п3 |
Водило
Н
Пн
О
О
Пн
— ‘"з п3 + п 1
1— 1н 1 М3
|
Т а б л и ц а 1 |
||
|
К о л е с а |
|
|
2, |
Z3— Z а |
23 |
|
Пн |
Пн |
Пн |
|
- П н 1?з |
— Пн 1(2—2')3 |
— Пн |
|
«13 |
п3 *’(2—2')3 |
п3 |
|
Пн — |
Пн — 1(2 -2 ’)3« |
п3 |
|
—iVa(n,i — п3) |
• (Пн — П3) |
||
|
Пн + ’(2 -2 ')3 -
Пз
■ ( — Пн - п3)
Данные таблицы 1 показывают, что формулы, с помощью которых определяются числа оборотов блока колес z2—z'2 и во дила, аналогичны формулам, полученным с помощью аналити ческого метода исследования.
Таким образом, аналитический и табличный методы иссле дования дают одинаковый результат. Менее точный результат дает графический метод исследования за счет неизбежных ошибок при графических построениях.
При графическом методе допускаемое отклонение Д < 5 % .
3 Зак. 578 |
33- |
Графический метод исследования дифференциального механизма
Определяем радиусы начальных окружностей колес:
Ri |
= |
mz. |
|
5 • |
60 |
== 150 m m ; |
|||
2 |
~ |
2 |
|||||||
|
|
|
|
|
|||||
r 2 = |
m z 2 |
|
5 • |
20 |
= |
50 m m ; |
|||
2 |
~ |
2 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
||||
r .; = . |
mZ2 |
|
5 • |
35 |
- = |
87,5 |
m m ; |
||
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
||
R 3 — |
m z 3 |
~ |
5 • |
75 |
= |
187,5 |
мм |
||
|
|
2 |
2 |
|
|
м |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Строим план |
механизма |
п масштабе Ks = 0,005 мм' |
Скорости точек А и В колес г х и z3определяем по формулам:
Va = «>iRi |
К" I |
Ri |
3,14 • |
70 |
|
|
|
|||
30 |
0,15=1,1 м/сек; |
|||||||||
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|||
VB= |
rcn.i |
p |
_ |
|
3,14 • 55 |
0,1875 = |
— 1,08 м/сек. |
|||
Ж |
- K;! |
_ |
~ |
30 |
||||||
|
|
|
|
|
||||||
План линейных скоростей строим в масштабе Kv |
= 0,05----------. |
|||||||||
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
сек. мм |
|
Зная скорости точек О и А (колесо zx) и О |
и В |
(колесо z3), |
||||||||
строим в , -- линию и 0 Я |
— линию, |
которые |
изображают закон |
|||||||
распределения линейных скоростей колес z, и z3. |
линейных |
|||||||||
Для блока колес |
гг — г2 закон |
распределения |
скоростей изобразится 02- 2' - линией, полученной в результате
соединения прямой линией векторов |
скоростей |
точек |
А и В |
|||
(точка А принадлежит |
колесам |
г х и |
гъ |
точка |
В — колесам |
|
z' и z3). |
|
|
|
|
|
|
По 02- 2' — линии определим скорость точки |
О,, принадле |
|||||
жащей одновременно оси блока и водилу Н. |
|
(закон |
||||
Зная скорости точек |
О и Оь |
построим |
0Нлинию |
распределения линейных скоростей для водила).
После построения плана линейных скоростей строим план угловых скоростей (стр. 31).
По плану угловых скоростей определяем числа оборотов4 звеньев механизма и их направление,
3 4
Число оборотов водила определится из формулы:
|
|
• |
_ |
2Ll _ E H |
|
||
|
|
1н1 ~ |
п, ~ |
Р1 ’ |
|
||
откуда |
PH |
|
|
63 |
|
|
|
|
= 70 |
= 383,5 об/мин. |
|||||
n„ = n, -pj |
11,5 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Аналогично числа оборотов |
блока |
колес |
г г — г2 равно: |
||||
112- 2' = - |
Р (2 -2 ') |
|
_ |
|
88 |
-535,7 об/мин. |
|
Р1 |
= -70 |
|
11,5 |
||||
|
|
|
|
|
|||
Определяем относительное отклонение результатов, полу |
|||||||
ченных аналитическим и графическим способами: |
|||||||
при определении п„ |
383,5 - |
376 |
|
|
|
||
|
Д = |
|
100% = 2 %, |
||||
|
|
376 |
|
|
|||
при определении пг-2’ |
|
|
|
|
|
||
|
546,3 - |
535,7 |
100% = |
1,9%. |
|||
|
Л ~ |
546,3. |
|
||||
|
|
|
|
|
Пример 7. .
Определить, с каким числом оборотов в минуту надо вра щать колесо z3 j/рис. 22), чтобы число оборотов водила в минуту было равно нулю, если известно, что колесо г\ вращается со
скоростью, равной |
= |
щ = 12Q об/мин, а числа зубьев колес |
Z] = 40, z2 = 20, z3 |
80. |
Ответ: п3 = ■—60 об/мин.
Пример 8.
Определить число обЪротов п„ вала водила-и число зубьев колеса z3 дифференциального механизма (рис. 23), если все колеса имеют одинаковый мо дуль и числа зубьев их равны: z,=75, z3=25, г 2' = 35; числа
оборотов колес z, и z3 соот ветственно равны: п, == 100 об/мин, п3=200 об/мин.
Ответ z3==15,
пн =112,5 об/мин.
3* |
35 |
1__i
\к 1— '
\ l z
Р и с . 2 3 . К прим еру 8
Пример 9.
Определить число оборотов водила пн дифференциального механизма (рис. 24), если чис ла зубьев колес z, = 45, z2= 30, г '2 = z3 == 15, а числа оборотов
первого и третьего звеньев соответственно равны: nj = 100 об/мин, п3=50 об/мин.
Ответ: пн.= 200 об/мин. Пример 10.
Определить число оборотов колеса z, дифференциального механизма (рис. 25), если
число |
зубьев колес |
z, = 40, |
z2= 70, z' ~ 50, |
z3 = |
60, а число |
оборотов водила и |
третьего |
колеса равны: |
п„ = |
150 об/мин, |
|
п3=50 |
об/мин. |
|
|
|
|
Ответ: ni = —60 об/мин.
1 2
§ 6. ПЛАНЕТАРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ
Планетарные механизмы (рис. 6) имеют степень подвиж ности (как уже указывалось выше), равную единице. Формула Виллиса справедлива и для планетарных передач, если считать в ней ш3= 0.
|
|
В этом случае 1^3= |
—!-------, |
или |
|
|
|
|
|
(Он |
|
(j) I |
. |
i1,'., |
т . |
(О. |
представляет собой |
— — - - |
1 = |
По равенство |
— =ii„ |
||
<»,, |
|
|
|
Ю|| |
|
■передаточное отношение планетарной передачи и является вполне определенной величиной.
Учитывая это, получим;
ill! — 1 |
(15) |
Следовательно, передаточное отношение от любого колеса планетарной ступени к водилу Н равно единице минус пере даточное отношение в обращенном движении (при закреплен ном водиле) от этого же колеса к неподвижному.
Передаточное отношение от центрального колеса Zi к сател литу Z2 определится следующим образом;
mj |
Ши |
ll!. |
1 |
— i" |
(16) |
ш2 |
С1>2 |
12и |
1 |
М3 |
|
1 |
—1" |
|
|||
|
|
|
1 |
*23 |
|
шн
Кинематическое исследование планетарных механизмов мо жет быть также осуществлено табличным и графическим мето дами.
38
Рассмотрим основные типы планетарных механизмов: 1. Механизм Джемса (рис. 6):
im = 1 + — ■ |
(17) |
L\ |
|
Этот механизм не дает большого выигрыша в передаточном отношении без увеличения габаритов механизма. Но при нали чии нескольких сателлитов нагрузка распределяется равномерно между ними и воспринимается большим числом зубьев, а пото му можно применять колеса с меньшим модулем, что уменьшает
габариты механизма. |
|
(планетарный механизм с двумя внеш |
|||
2. Механизм Давида |
|
||||
ними зацеплениями) (рис. 26): |
|
|
|
||
1 |
_ |
р _ 1 ____ ъ |
. ь . . |
(1 8 ) |
|
1 |
|
Ь з |
Zl |
Z' ’ |
|
|
|
||||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
1 - Ъ . . |
1» |
|
(1 9 ) |
|
|
Zl |
Z2 |
|
|
И
Н
€
Рис. 26. Механизм Давида
39