Выберем масштаб построения

Проведем:

делительную окружность, радиус которой

;

основную окружность, описывающую боковую поверхность зуба,

;

окружность вершин,

;

окружность впадин,

.

Отложим от делительной окружности смещение и проведем делительную прямую ИПК инструмента. На расстоянии (высота головки зуба) вверх и вниз от делительной прямой проведем граничные прямые. На расстоянии ( глубина впадин) проведем линии вершин и впадин. Проведем станочно-начальную прямую, касательную к делительной окружности в полюсе станочного зацепления . Проведем линию станочного зацепления, касательную к основной окружности в точке через полюс . Эта линия образует с прямыми исходного контура угол .

Относительно вертикальной оси, отступив от точки G (Пересечение вертикальной оси и делительной прямой рейки) на ¼ шага влево построим наклонную линию перпендикулярно линии с вертикалью и соответствует прямолинейной части профиля ИПК. Закругленный участок строят как сопряжение Прямолинейной части контура с линией вершин или линией впадин радиусом . Симметрично относительно линии строим профиль зуба ИПК. На расстоянии, равном шагу = строим профили соседних зубьев ИПК.

В точке контакта К построим профиль изготавливаемого колеса. Для этого строят ряд последовательных положений профиля зуба ИПК, т.о. будет получена картина реального процесса изготовления колеса. Проведем вспомогательную линию ММ, касательную к окружности вершин. На ней отмечают отрезки равной длины I, II, III… , такие же отрезки откладывают на станочно-начальной прямой 1, 2, 3… и проецируют их на дугу делительной окружности (1’, 2’, 3’…). Из центра проводят лучи и т.д. до пересечения с окружностями вершин и отмечают точки I’, II’, III’, … Фиксируют точку W пересечения прямой ММ и прямолинейной части профиля ИПК и точку L (центр окружности закругленной части профиля ИПК).

При перекатывании без скольжения станочно-начальной прямой по делительной окружности точки 1, 2, 3, … и 1’, 2’, 3’, … последовательно совпадают, при этом точки W и L описывают укороченную и удлиненную эвольвенты соответственно. Любое промежуточное значение точки W находят построением соответствующий треугольников. Например, в точке 2 строят треугольник II2W, размеры которого при обкатке сохраняются. Когда точка 2 совпадет с точкой 2’, сторона треугольника II2 совпадет с лучом O1 2’ ляжет на отрезок II’2’. Тогда точка WII будет соответствовать вершине треугольника. Так повторяем для всех точек W.

Отметим расстояние с0 между окружностью вершин зубьев колеса и прямой впадин ИПК, которое называется станочным зазором и складывается из стандартного зазора и уравнительного смещения .

4.1.6. Построение схемы зацепления колес эвольвентной зубчатой передачи

Выберем масштаб построения мм/м.

Отложим межосевое расстояние = 2.8 * 94,321=264 мм.

Проведем начальные окружности (окружности, которые делят поверхность зуба на ножку зуба и головку зуба):

;

.

Начальные окружности соприкасаются в полюсе P зацепления.

Проведем делительные окружности:

Проведем основные окружности:

Проведем окружности вершин и впадин:

;

Расстояние между делительными окружностями по осевой линии равно воспринимаемому смещению

Расстояние между окружностями вершин одного колес и впадин другого по осевой линии равно радиальному зазору:

мм.

Проведем линию зацепления, касательную к основным окружностям колёс.

Точки - предельные точки линии зацепления.

- точка начала зацепления (точка пересечения окружности вершин колеса с линией зацепления).

- точка конца зацепления (точка пересечения окружности вершин шестерни с линией зацепления).

- активная часть линии зацепления.

- угол зацепления (угол между перпендикуляром к осевой линии в полюсе зацепления и линией зацепления).

Профиль зуба колеса строим с помощью геометрического построения эвольвенты.

4.2 Планетарный редуктор

4.2.1 Проектирование планетарного редуктора

Исходные данные:

К=3 – число сателлитов в планетарном редукторе

- число оборотов электродвигателя

Для подбора чисел зубьев применим метод сомножителей. В основе реализации метода используются два основных условия:

- выполнение заданного передаточного отношения;

- выполнение условия соосности.

`

Передаточное отношение планетарного редуктора со смешанным зацеплением определяется по формуле

Полученное число разложим на сомножители A, B, C и D, которым числа зубьев , , , должны быть соответственно пропорциональны. Чтобы обеспечить соосность механизма, введем дополнительные множители, поставленные в скобки:

Общий множитель q необходимо подобрать так, чтобы все числа зубьев были целыми и, кроме того, и

Примем:

А=3, В=6, С=2, D=7.

Межосевое расстояние определяется по формуле

Так как модули первой ( и ) и второй ( и ) ступеней равны то условие соосности упростится и примет вид

С учетом условия соосности

При q=2:

Проверим условие сборки:

где П=0,1,2,... - произвольное дополнительное число оборотов водила при сборке; Ц - любое целое число.

условие выполнено.

Проверим условие соседства, которое при принимает вид

условие выполнено.

4.2.2. Графическое определение передаточного отношения

В системе координат ri0V построим треугольники распределения линейных скоростей звеньев. Для этого из точки А с ординатой r1 в выбранном произвольном масштабе mV, мм/м*с-1 отложим отрезок АА'. Через конец этого отрезка и начало координат проведем прямую, которая определит распределение скоростей для точек звена 1, лежащих на оси ri. Эта прямая образует с осью ri угол  1. Так как в точке с скорости звеньев 2 и 3 равны между собой и равны нулю, то соединяя точку с с прямой с точкой А', получим линию распределения скоростей для звена 2. Соединяя точку В' с началом координат прямой, найдем линию распределения скоростей для водила. Эта линия образует с осью ri угол  h. Передаточное отношение планетарного механизма определенное по данным графическим построениям можно записать так

5. Проектирование кулачкового механизма

5.1. Построение кинематических диаграмм движения толкателя

Исходные данные:

Схема механизма – плоский кулачковый механизм с коромысловым толкателем с силовым замыканием с помощью пружины;

Дуговой ход толкателя h_в =0,08м;

Допустимый угол давления = 40°

Угол рабочего профиля = 45 + 10 + 45=100°

Фазовый угол удаления равен фазовому углу сближения

Длина толкателя l_вм=0,2 м

Соотношение между максимальными ускорениями толкателя:

По условию задания задан закон изменения аналога углового ускорения толкателя в зависимости от относительного угла k поворота кулачка, который меняется от 0 до 1.

На фазе удаления график ускорения синусоидальный несимметричный с нулевым участком. На фазе сближения – треугольный несимметричный.

Определяют характерные точки графика ускорений k1, k2, k3.

Кулачковые механизмы относятся к цикловым механизмам. В течение полного цикла движения толкатель кулачкового механизма должени переместиться из начального положения на расстояние, соответствующее ходу h_в, затем возвратиться в исходное положение, т.е. перемещение толкателя в фазе удаления равно его перемещению в фазе сближения. Следовательно, кинематическая передаточная функция скорости должна удовлетворять условию

(1)

Скорость и кинематическая передаточная функция скорости толкателя в фазах ближнего и дальнего выстоя равны нулю, т.е. скорость толкателя в момент начала фаз удаления и сближения и в момент их окончания равны нулю, при этом необходимо, чтобы выполнялись соотношения

(2)

(3)

Связь аналогов ускорения и скорости и перемещения толкателя выражается формулами:

Далее в программе MathCAD строим графики передаточных функций ускорения и скорости и функции перемещения от угла поворота кулачка

Далее, интегрируя, получают функции перемещения и аналога скорости толкателя

5.2. Определение основных размеров кулачкового механизма

Для определения допустимой области расположения центра вращения кулачка необходимо произвести построение его фазового портрета. Эта операция сводится к построению зависимости передаточной функции скорости толкателя от его перемещения. Затем проведем прямые, касательные к крайним точкам фазового портрета для каждого положения и перпендикулярные аналогам скорости, и отложим от них допустимые углы давления. Проведя под этим углом прямые до их пересечения, получим точку, являющуюся центром кулачка минимальных размеров. Такой кулачок будет обеспечивать прямой и обратный ход толкателя без заклинивания.