Вопросы/задания к тесту/контрольной: Анализ и синтез планетарного механизма

Введение……………………………………………………………………. 3

Исходные данные………………………………………………………….. 6

Расчетная часть:

Определение требуемого передаточного отношения между угловыми

скоростями входного и выходного валов планетарной передачи……… 7

Определение соотношения между передаточным отношением и числами зубьев колес……………………………………………………… 7

Определение чисел зубьев колес………………………………………… .8

Анализ ограничений (условий соосности, сборки и соседства) ……… 11

Определение радиусов зубчатых колес…………….………………....... 12

Определение масштабного коэффициента по длине µ_l….…….………. 12

Заключение……………………………………………………………….. 15

Библиографический список……………………………………………… 16

Введение

Зубчатые механизмы находят очень широкое применение во многих машинах и приборах для передачи вращательного движения (с изменением угловой скорости и крутящего момента) в широком диапазоне мощностей (до 100 тыс. кВт) и скоростей (до 200 м/с), а также для преобразования вращательного движения в поступательное или наоборот (реечные передачи). Они имеют высокий КПД (до 0,98-0,99 для одной пары колёс – ступени), надёжны в работе, просты в обслуживании, компактны.

Зубчатые механизмы относятся к механизмам с высшими кинематическими парами. Передача движения осуществляется зацеплением. Высшая кинематическая пара, образуемая последовательно взаимодействующими поверхностями зубьев, называется зубчатым зацеплением.

Простейшим зубчатым механизмом является механизм, состоящий из пары зубчатых колес и стойки. Меньшее из этих колес (с меньшим числом зубьев) называется шестерней, большее – колесом. Механизмы с числом зубчатых колёс больше двух являются сложными.

В кинематическом отношении зубчатые передачи можно разделить на две группы:

1) рядовые механизмы – механизмы, у которых оси вращения зубчатых колёс неподвижны;

2) сателлитные механизмы – механизмы, у которых имеются зубчатые колёса с подвижными осями вращения.

Если степень подвижности таких механизмов равна единице, они называются планетарными, а механизмы с двумя и более степенями подвижности – дифференциальными.

Основной задачей кинематического анализа зубчатых механизмов является определение угловых скоростей или частоты вращения звеньев механизма, частоты вращения звеньев механизма, направления вращения. Эта задача обычно решается через вычисление передаточных отношений.

Передаточным отношением u₁₂ пары зубчатых колес является отношение угловой скорости ω₁ входного звена 1 к угловой скорости ω₂ выходного звена 2:

.

Знак плюс соответствует случаю, когда зацепляющиеся колеса вращаются в одну сторону: внутреннее зацепление колес. Знак минус – в разные стороны: внешнее зацепление.

Передаточное отношение может быть выражено через радиусы колес или пропорциональные им числа зубьев колес.

.

Общее передаточное отношение многоступенчатой зубчатой передачи равно произведению частных передаточных отношений отдельных ее ступеней.

При проектировании планетарного механизма по выбранной схеме и заданному передаточному отношению желательно с минимальным объёмом вычислений подобрать числа зубьев колес, при которых получились бы наименьшие размеры механизма. При прочих равных условиях наименьшие габариты механизма получаются при выборе минимально возможных чисел зубьев колес.

Выбранные числа зубьев колес планетарного механизма должны удовлетворять следующим основным условиям:

а) обеспечению заданного передаточного отношения;

б) соосности центральных зубчатых колес;

в) возможности сборки механизма;

г) соседству смежных сателлитов;

д) правильному зацеплению каждой пары зубчатых колес.

От того, насколько удачно подобраны числа зубьев зубчатых колес, будут зависеть такие качественные характеристики проектируемого механизма, как компактность, масса, технологичность и др.

Для кинематического анализа планетарных механизмов используют три основных метода: аналитический, табличный, графический.

В данной работе будем использовать аналитический и графический методы. При аналитическом способе расчета используют метод обращенного движения. Для этого мысленно сообщают дополнительное вращение механизму со скоростью, равной скорости водила, но в противоположном направлении. Графический метод основан на положении, что линейная скорость при вращении тела пропорциональна радиусу вращения, то есть линейные скорости точек, лежащих на любом радиусе вращающегося тела, изменяются по закону прямой линии.

Исходными данными для построения картины линейных скоростей и картины частоты вращения являются угловая скорость входного звена и кинематическая схема зубчатого механизма, построенная с учетом масштабного коэффициента длины.

Исходные данные

Схема зубчатого механизма изображена на рис. 1.

Рисунок 1 – Схема зубчатого механизма