Общие сведения о зубчатых механизмах

Зубчатая передача является одним из наиболее распространенных видов привода, включаемого между машиной-двигателем и исполнительной машиной, в том числе и рабочей машиной, если число оборотов двигателя не соответствует числу оборотов приводимой машины.

В простейшем случае зубчатая передача представляет собой трехзвенный механизм с высшей парой, оба подвижных звена которого являются зубчатыми колесами. Зубчатые колеса образуют со стойкой вращательные пары, а между собой – высшую.

Передача непрерывного движения от одного вала механизма к другому с заданным соотношением угловых скоростей чаще всего осуществляется при помощи зубчатых механизмов. Зубчатые механизмы получили очень широкое применение как в машиностроении, так и в приборостроении, благодаря их большой надежности и точности воспроизведения заданного закона движения.

Конструкции зубчатых передач и условия их работы весьма разнообразны, поэтому классифицировать их можно по разным признакам (Рис. 1).

По характеру преобразования движения различают передачи для преобразования вращательного движения во вращательное и возвратно- вращательного в возвратно-поступательное.

По взаимному расположению осей валов различают передачи цилиндрическими колесами с параллельными осями валов (1.1. а. б, д. е. ж); передачи коническими колесами с пересекающимися осями валов (г. з); планетарные и дифференциальные передачи с соосным расположением ведущего и ведомого валов (и. л).

Планетарный зубчатый механизм представляет собой многозвенный механизм, в составе которого имеются зубчатые колеса с движущимися геометрическими осями относительно его стойки. Такие колеса называются сателлитами. Планетарные механизмы с одной степенью свободы являются редукторами, а с двумя и более степенями - дифференциалами.

По числу ступеней зубчатые редукторы делятся на одноступенчатые (а,б,г) и многоступенчатые (е, з).

По виду зацепления зубьев различают передачи с внешним (а), и внутренним (б) и реечным (в) зацеплениями.

По расположению зубьев относительно образующей обода колес различают передачи прямозубые (1), косозубые (2), шевронные (3) и с криволинейными или круговыми зубьями (4).

По форме центроид колес различают передачи круглыми колесами с и передачи некруглыми колесами с .

По характеру относительного движения различают передачи с неподвижными осями вращения колес и эпициклические-планетарные (и) и дифференциальные (л), у которых имеются колеса (сателлиты) с подвижными осями вращения.

Возможна классификация зубчатых передач и по другим признакам.

Зубчатые передачи обладают рядом достоинств: малыми размерами при передаче значительной мощности, высоким КПД, большой долговечностью и надежностью, постоянством передаточного числа (при круглых колесах); простотой эксплуатации; возможностью применения в широком диапазоне мощностей, скоростей и передаточных отношений.

Недостатки зубчатых передач: необходимость высокой точности изготовления; шум при значительных окружных скоростях: ограниченность выбора передаточных отношений, так как число зубьев колес всегда должно быть целым.

 

Рисунок 1 - Возможные виды зубчатых передач

ОБОРУДОВАНИЕ И ПРИБОРЫ

2.1 Зубчатые механизмы.

2.2 Дифференциальные механизмы.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

3.1. Ознакомиться с устройством и принципом действия экспериментальной установки, подлежащей исследованию, для чего:

3.1.1. Путем медленного проворачивания звеньев механизма выяснить характер абсолютного и относительного движения его звеньев.

3.1.2. На основании подвижности звеньев механизма экспериментально установить число входных звеньев.

3.1.3. Установить число подвижных звеньев механизма и их взаимосвязь с сопряженными звеньями механизма.

3.1.4. Установить, какие звенья образуют кинематические пары четвертого и пятого класса (высшие и низшие).

3.2. В соответствии с ГОСТ 2.770-68 выполнить структурную схему зубчатого механизма.

3.3. На структурной схеме механизма выполнить нумерацию звеньев и обозначить кинематические пары.

3.4. На основании полученных данных заполнить таблицы звеньев и кинематических пар.

3.5. Определить степень подвижности механизма и указать ведущее звено.

3.6. При наличии пассивных звеньев и пассивных связей исключить из структурной схемы пассивные звенья и повторно определить степень подвижности механизма.

 

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА О ВЫПОЛНЕНИИ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

 

4.1. Структурная схема исследуемого механизма.

 

Рис. 4.1. Схема механизма

 

4.2. Таблицы звеньев и кинематических пар.

 

Таблица 4.1.

Звенья механизма

Номер звена

Наименование звена

Характер движения звена относительно стойки

 

Таблица 4.2

Кинематические пары механизма

Обозначение пары

Звенья, составляющие Пару

Вид пары

Класс пары

 

4.3. Определение степени подвижности механизма.

W=3n-2p,-p₄.

где: n - число подвижных звеньев;

р - число кинематических пар пятого класса;

р₄ - число кинематических пар четвертого класса.

4.4. Наименование пассивных звеньев и связей.

4.5. Начальное звено механизма.

4.6. Степень подвижности механизма после исключения пассивных звеньев.

W=3n-2p,-p₄,

 

где: n - число подвижных звеньев;

р₅ - число кинематических пар пятого класса;

р, - число кинематических пар четвертого класса.

 

ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЁТА О ВЫПОЛНЕНИИ

ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

 

СПИСОК КОНТРОЛЬНЫХ ВОПРОСОВ

1. Дайте определение планетарному и дифференциальному зубчатому механизму.

2. С какой целью и где применяются эти механизмы?

3. В чем заключаются основные достоинства эпициклических передач?

4. Как определить число входных звеньев сложного зубчатого механизма?

5. В каких движениях участвуют солнечные колеса, водило, сателлиты?

6. Какие кинематические пары образуют между собой звенья сложных зубчатых передач?

7. С какой целью на одном водиле устанавливают два-четыре сателлита?

8. В каком случае сателлит является пассивным звеном?

9. Как обозначаются зубчатые и червячные передачи по ГОСТ 2.770-68?

10.Какие математические операции могут выполнять дифференциальные зубчатые механизмы?

11.С какой целью дифференциальный зубчатый механизм устанавливают в

автомобилях, тракторах, танках?

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин/И.И. Артоболевский.-М.: Наука, 1988. - 638с, (с. 21...47).

2. Теория механизмов и механика машин: Учеб. для видов / К.В. Фролов, С.А. Мусатов и др. Под ред. К.В. Фролова,- 4-е изд., испр. и доп. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002.-664с.

3. Артоболевский И.И. Сборник задач по теории механизмов и машин/И.И. Артоболевский, Б.В. Эдельштейн.-М.: Наука, 1975.- 256с,(с.7...13, 15...24).

4. ЕСКД ГОСТ 2.770-68. Обозначения условные графические в схемах. Элементы кинематики. - М.: Изд-во стандартов, 1983. – 26с.

5. Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Теория механизмов и машин» для студентов технических специальностей дневной и заочной форм обучения/Разраб. М.И. Калинин, Л.В.Зуева.- Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2006. - 10 с

Лабораторная работа № 3

 

«ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ ШАТУНА