Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

-SHARED-g-GMVSKI-net-Tab-TMM_KP

.pdf
Скачиваний:
10
Добавлен:
30.05.2015
Размер:
1.66 Mб
Скачать

E =

770 48 56 57

= 77 (целое).

33 8

 

 

Условие сборки выполняется.

Поскольку выполняются рекомендации табл. 6.5, условие соседства можно не проверять.

Пример 3. Для механизма AJ (см. рис. 6.1, б) найти числа зубьев зубчатых колес при следующих данных:

i(3)

= 21, K

2,2'

= 3,

m

= 3мм, m = 4 мм.

1,H

 

 

1,2

2',3

Зубчатые колеса прямозубые, некорригированные.

Решение. 1. Определяем передаточное отношение обращенного механизма по формуле (6.29):

 

 

 

 

 

 

 

i(H ) =121 = −20.

 

 

 

 

 

 

 

1,3

 

 

 

 

 

 

2. Представляем

 

i(H )

 

 

в виде дроби A B (где В=1):

 

 

 

 

1,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i(H )

 

=

A

=...L=

C2

 

C3

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,3

 

 

 

B

 

C1

 

C2'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Записываем в табл. 6.12 возможные варианты её разложения на сомножители (варианты 1–6) и варианты разложения с помощью дополнительных множителей (варианты 7–10).

Таблица 6 . 12

 

№ вари-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

анта раз-

 

1

 

 

2

 

 

3

 

 

4

 

 

 

5

 

 

 

 

6

 

 

 

 

7

 

 

 

 

8

 

 

 

 

9

 

 

10

 

ложения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C2

 

C3

2

20

20 2

4

 

5

5

 

4

2

10

 

10 2

 

9

40

 

40 9

 

10 6

 

5

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

C1

C2'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

2

1

1

1

1

1

1

 

1

 

1

 

1

 

2

 

9

 

9

 

2

 

3

 

1

 

2

В соответствии с рекомендациями (табл. 6.5) варианты 1, 2 и 6 должны быть исключены из рассмотрения.

3. ОпределяемP, Q иP+Q дляоставшихсявариантовпоформуле(6.29):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

=

µ2 ',3

 

C C

2 '

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

µ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C +C

2

 

 

µ2',3

 

 

m2',3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,2

 

1

 

где

=

 

=

4

, значения

С1, С2,

С2', C3 берутся из табл. 6.12 для со-

µ

 

m

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,2

 

 

 

1,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ответствующего варианта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Например, для варианта 3 (C1 = 1; C2 = 4; C2' = 1; C3 = 5) получим

 

 

 

 

P

 

4

 

 

5 1

16

 

 

 

P =16 , Q =15 , P + Q = 31.

 

 

 

 

 

=

 

 

=

 

 

,

 

 

 

 

Q

3

15

 

 

 

 

 

 

 

4 +1

 

 

 

 

 

 

 

 

71

Аналогичные вычисления проводим для остальных вариантов и результаты записываем в табл. 6.13.

Таблица 6 .13

№ варианта

3

4

5

7

8

9

10

разложения

 

 

 

 

 

 

 

P

16

2

4

124

4

28

4

Q

15

3

1

33

21

39

3

P + Q

31

5

5

157

25

67

7

Из табл. 6.13 видим, что в варианте 3 отношение P/Q к единице ближе, чем в других вариантах, а в вариантах 4 и 5 сумма меньше, чем в других вариантах. Поэтому один из этих (3, 4, 5) вариантов должен обеспечить наименьшие габариты механизма.

4. Определяем числа зубьев колес для вариантов 3, 4 и 5 по форму-

ле (6.30):

Z1 =C1Pγ; Z2' =C2'Qγ;

Z2 =C2 Pγ; Z3 = C3Qγ.

Например, для варианта 3 (C1 = 1, C2 = 4, C2' =1, C3 =5;

P =16;

Q =15 )

получим

 

 

 

 

Z1 =1 16γ;

 

 

Z2' =1 15γ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z2 = 4 16γ;

 

 

Z3 = 5 15γ;

 

 

 

 

Приняв γ = 2 , получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z1=32,

Z2=128, Z2' =30,

Z3=150.

 

 

 

 

5. Определяем габариты Г1 и Г2 (см. рис. 6.1, б):

 

 

 

 

 

 

 

 

Г1 = m1,2 (Z1 + 2Z2 );

 

Г2 = m2',3Z3.

 

 

 

 

После подстановки значений m1,2 и m2',3 и чисел зубьев имеем

 

 

Г1 = 3(32 + 2 128) = 864 мм,

Г2 = 4 150 = 600 мм.

 

 

Аналогичные расчеты проводим для 4 и 5 вариантов и результаты

записываем в табл. 6.14.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 6 . 14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ вари-

 

Сомножители

 

 

 

 

 

 

 

 

Условие

 

Габариты (мм)

 

анта

 

 

 

 

 

 

 

Z1

 

Z2

 

Z2'

 

Z3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

разло-

С1

 

С2

 

C2'

 

С3

 

 

 

 

сборки

 

Г1

Г2

 

жения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

1

 

4

 

1

 

5

32

 

128

 

30

 

150

 

вып.

 

864

600

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

1

 

5

 

1

 

4

18

 

90

 

27

 

108

 

вып.

 

594

600

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

1

 

2

 

1

 

10

72

 

144

 

18

 

180

 

вып.

 

1080

720

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

72

Из табл. 6.14 видим, что наименьшие габариты обеспечивает вариант 4, в котором сумма P + Q наименьшая. Поэтому принимаем

Z1 =18, Z2 = 90, Z2' = 27, Z3 = 108.

6. Проверяем выполнение заданного передаточного отношения по

формуле (6.6):

=1 (1)n Z2

 

Z3

 

i(3)

 

,

 

1,H

Z1

 

Z2'

где n =1. Тогда

 

 

 

 

 

i1(,3H) =1(1) 12832 15030 = 21.

Заданное передаточное отношение выполняется.

7. Проверяем выполнение условия соосности по формуле

(см. табл. 6.4):

µ1,2 (Z1 + Z2 ) = µ2',3 (Z3 Z2' ), где µ1,2 = m1,2 = 3 мм, µ2',3 = m2',3 = 4 мм.

Тогда (32 +128) 3 = (150 30) 4 , или 480 = 480.

Условие соосности выполняется.

8. Проверяем условие сборки по формуле (6.18):

Z1Z2' + Z2Z3 = E , K2,2' D2,2'

где K2,2' = 3, D2,2' = 2.

После подстановки в уравнение сборки значений K2,2' и D2,2' и чисел зубьев получим

E =

32 30 +12 150

= 3200 (целое).

3 2

 

 

Условие сборки выполняется.

Поскольку выполнены рекомендации табл. 6.5, условие соседства можно не проверять.

Пример 4. Для механизма JJ (см. рис. 6.1, в) найти числа зубьев колес при следующих данных:

i(3)

= 20, K

2,2'

= 3,

m = 2 мм, m

2',3

= 2 мм.

H ,1

 

 

1,2

 

Зубчатые колеса прямозубые, некорригированные.

Решение. 1. Определяем передаточное отношение обращенного механизма по формуле (6.24):

 

i(3) 1

 

i(H ) =

H ,1

.

 

 

1,3

iH(3),1

 

 

 

73

Подставив в эту формулу заданное значение iH(3,)1 = 20, получим i1(,H3 ) = 20201 = 1920 .

2. Запишем в табл. 6.15 возможные варианты разложения i1(,H3 ) = 1920

на сомножители (варианты 1–6) и варианты разложения с помощью дополнительных множителей (варианты 7–11):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i(H )

 

=

 

A

= 19 = C2

C3

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,3

 

 

 

 

 

B

 

 

20 C1

 

C2'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 6 . 15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ вариантов

 

 

1

 

2

 

 

 

 

3

 

4

 

 

 

 

5

 

 

 

 

6

 

 

 

 

7

 

 

 

8

 

 

 

 

9

 

 

 

10

 

11

 

разложения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C2

 

C3

 

 

1

 

19

 

19

 

1

 

1

 

19

 

19

 

 

1

 

1

 

19

 

19

 

 

1

 

2

 

19

 

19

 

2

 

1

 

57

 

3

 

38

 

3

 

19

 

 

C1

C2'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

5

 

5

4

 

5

4

 

4

 

5

 

10

2

 

2

10

 

5

8

 

8

5

 

3

20

 

8

15

 

10

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В соответствии с табл. 6.5 варианты 2, 4, 6, 8 следует исключить из рассмотрения.

3. Определяем P, Q и P+Q для оставшихся вариантов (1, 3, 5, 7, 9, 10 и 11) по формуле (6.29):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

µ2',3

 

C C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

3

 

2'

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

µ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C C

2

 

 

 

 

 

 

µ2',3

 

 

m2',3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,2

 

1

 

 

 

 

 

где

 

=

=

2

=

1

, а значения C1,

C2, С2' и C3 берутся из табл. 6.15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

µ

1,2

 

m

2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

для соответствующего варианта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Например, для варианта 1 (C1 = 4, C2 = 1, C2' = 5, C3 =19) получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

=

1

 

19 5

= 14

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

1

4 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

т. е. P = 14, Q = 3,

P+Q =14+3 = 17.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аналогично определяем P, Q и P+Q для других вариантов и ре-

зультаты записываем в табл. 6.16.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 6 . 16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ варианта

 

1

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

7

 

9

10

11

разложения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

14

 

 

 

 

 

15

 

 

 

 

 

 

17

 

 

 

11

 

37

23

13

 

 

Q

 

 

 

3

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

3

 

2

5

7

 

P + Q

 

 

 

17

 

 

 

 

 

19

 

 

 

 

 

 

26

 

 

 

14

 

39

28

20

74

Из таблицы видим, что минимальную сумму P + Q имеет вариант 7, а отношение P/Q ближе других к единице у вариантов 5 и 11. Поэтому наименьшие размеры механизма должны получаться по одному из этих вариантов.

4. Определяем числа зубьев зубчатых колес для варианта 7 по фор-

мулам (6.30):

Z1 =C1Pγ;

Z2' = C2'Qγ;

Z2 =C2 Pγ;

Z3 = C3Qγ.

Подставив значения (C1 = 5, C2 = 2, C2′ = 8, C3 = 19, P = 11, Q = 3) в эту

формулу, получим

 

Z1 = 5 11γ = 55γ;

Z2' =8 3γ = 24γ;

Z2 =1 11γ = 22γ;

Z3 =19 3γ = 57γ.

Приняв γ =1, получим числа зубьев, удовлетворяющие условию правильного зацепления (см. табл. 6.2):

 

 

 

 

Z1 = 55,

Z2 = 22, Z2' = 24,

Z3 = 57.

 

 

5. Для сравнения проводим аналогичные расчеты для вариантов 1,

3 и 11 и результаты записываем в табл. 6.17.

 

Таблица 6 . 1 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ вари-

 

Сомножители

 

 

Z1

 

Z2

 

 

Z2'

 

 

 

 

Z3

Условие

Габариты (мм)

анта раз-

С1

 

С2

C2'

С3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сборки

Г1

Г2

ложения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

4

 

1

5

19

 

 

112

28

 

 

 

30

 

 

 

 

114

вып.

224

228

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

5

 

1

4

19

 

 

150

30

 

 

 

32

 

 

 

 

152

вып.

300

304

7

5

 

2

8

19

 

 

55

22

 

 

 

24

 

 

 

 

57

вып.

110

114

11

10

 

3

6

19

 

 

130

39

 

 

 

42

 

 

 

 

133

не вып.

260

266

Из табл. 6.17 видно, что наименьшие габариты дает вариант 7. При

этом выполняются все условия. Поэтому принимаем

 

 

 

 

 

 

Z1 = 55,

Z2 = 22, Z2' = 24,

Z3 = 57.

 

 

6. Проверяемвыполнениепередаточногоотношенияпоформуле(6.5):

 

 

 

 

 

 

i(3) =

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

 

 

 

 

Z3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H ,1

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

1

 

Z

2'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

После подстановки значений Z1, Z2, Z2', Z3 получим

 

 

 

 

 

 

 

i(3)

=

 

1

 

 

 

 

 

= 20 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22

 

 

57

 

 

 

 

 

 

 

 

H ,1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

55

 

24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

75

Найденные числа зубьев обеспечивают выполнение заданного передаточного отношения.

7. Проверяем условие соосности по формуле (см. табл. 6.4)

m1,2 (Z1 Z2 ) = m2',3 (Z3 Z2' ).

Подставив значения m1,2 = 2, m2',3 = 2,

Z1 = 55, Z2 = 22, Z2' = 24,

Z3 = 4, получим

 

2 (55 22) = 2 (57 24) ,

или 66 = 66 .

Условие соосности выполняется.

9. Проверяем условие сборки по формуле (6.18)

Z1Z2' Z2 Z3 = E,

K2,2' D2,2'

где K2,2' = 3, D2,2' = 2.

Тогда, после подстановки значений величин, входящих в уравнение сборки, получим

E =

55 24 22 57

=11 (целое).

3 2

 

 

Условие сборки удовлетворяется. Условие соседства не проверяем, по-

скольку отношения С2 С1 и С3 С2'

взяты в пределах рекомендуемых

значений (см. табл. 6.5).

 

Пример 5. Для механизма

 

 

(см. рис. 6.1, г) определить числа

AJ

зубьев колес при следующих данных:

 

i(3) = 7,

K2=3.

1, H

 

Зубчатые колеса прямозубые, некорригированные.

Решение. Применяя генеральное уравнение, определяем числа зубьев колес механизма по формуле (6.35)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3)

 

 

: (i(3)

1):

 

(3)

 

Z

: Z

 

: Z

 

: E = Z

 

1:

i1,H 2

 

i1,H

.

 

 

 

 

K2

1

 

2

 

3

 

 

 

 

1

 

2

 

 

 

1,H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставив сюда заданные значения i(3)

= 7 и K

2

=3 , получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1, H

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

: Z

 

: Z

 

: E = Z

 

5

: 6 :

7

 

 

 

 

 

 

 

 

1:

2

.

 

 

 

Следовательно,

 

1

 

 

2

 

3

 

1

 

 

3

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 Z1.

 

 

 

 

 

 

Z2

=

 

Z1;

 

Z3 = 6Z1; E =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

76

Для получения целых значений чисел зубьев (Е), а также минимальных размеров механизма, и обеспечивая правильное зацепление ( Z min 17 ), принимаем Z1 = 18.

Тогда получим Z1 = 18, Z2 = 45, Z3 = 108.

При этом условие сборки обеспечивается, так как

E = 73 18 = 42 (целое).

Проверяем выполнение заданного передаточного отношения по формуле (см. табл. 6.4):

i(3)

=1 +

Z3

;

i(3)

=1 +108 = 7.

 

1, H

 

Z1

 

1, H

18

 

 

 

 

Заданное передаточное отношение обеспечивается.

Проверяем условие соседства по формуле (6.19), где K2=3,

f

2

= h* =1 (нулевые колеса).

 

 

 

a

180

 

45 + 2 1

 

Тогда

sin

>

, или 0,866 > 0,746.

 

3

18 + 45

 

 

 

 

 

 

 

 

Условие соседства выполняется.

Таким образом, принимаем Z1 = 18, Z2 = 45, Z3 = 108.

77

7. КИНЕМАТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СЛОЖНЫХ ЗУБЧАТЫХ МЕХАНИЗМОВ

Под кинематическим исследованием зубчатых механизмов понимают определение передаточного отношения (или передаточного числа) механизма, частоты и направления вращения звеньев.

В принципе, кинематическое исследование может быть выполнено аналитическим или графическим методами. Как правило, кинематическое исследование зубчатых механизмов проводится аналитическим методом, при котором результаты могут быть получены с любой наперед заданной точностью. При этом достаточно иметь принципиальную схему механизма, тогда как при графическом методе необходимо вычерчивать механизм в масштабе, строить планы линейных и угловых скоростей. Этот метод больше используется в познавательных целях, а при больших передаточных отношениях могут быть значительные погрешности при графическом их определении.

Как известно, зубчатые механизмы могут быть разделены на две группы:

1)рядовые механизмы – это механизмы, оси зубчатых колес которых неподвижны;

2)планетарные и дифференциальные механизмы, у которых име-

ются колеса, совершающие сложное движение – вращаются относительно собственной оси и вместе с ней вращаются относительно осей

центральных колес.

Простейший зубчатый механизм состоит из пары колес с неподвижными осями. Механизм, у которого число колес более двух, относят

ксложным.

Ниже рассмотрен пример кинематического исследования сложного зубчатого механизма.

Пример. Пусть для механизма, представленного на рис. 7.1, задано: числа зубьев колес Z1 = Z2' = Z3' =18, Z2 = Z3 = 42, Z4' =16, Z5 = 38. Модули зацепления m2',3 = m3',4 . Частота вращения ведущего

звена n1 = 2200 об/мин. Определить общее передаточное отношение,

передаточные отношения отдельных ступеней и частоту вращения каждого звена.

Данный механизм состоит из двух рядовых ступеней с неподвижными осями 1 – 2 и 4– 5 и планетарного механизма (ступени) 2′ −3 3′ − 4 H , у которого входное ведущее звено 2и выходное звено – водило H.

78

 

3'

 

3

2

2'

 

 

H

n1

1

 

5

n5

4'

4

Рис. 7.1

Передаточное отношение сложного механизма с последовательным соединением ступеней равно произведению передаточных отношений отдельных ступеней, т. е.

 

 

i1,5 = i1,2 i2,H i4,5 ,

(7.1)

где

i = − Z2

= − 42 = −2,333.

 

 

1,2

Z1

18

 

 

 

 

 

Для планетарного механизма передаточное отношение от колеса j

к водилу H (формула Виллиса) в общем виде имеет вид

 

 

 

i j,H

=1 i(jH,K) ,

(7.2)

где K – неподвижное колесо планетарного механизма;

i(jH, K) – передаточное отношение от колеса j к колесу K при непод-

вижном водиле H.

Тогда, так как для рассматриваемого механизма j – это колесо 2, а K – это колесо 4, будем иметь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(H )

(H )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z3 Z4

 

 

 

 

 

Z3

 

Z4

 

 

 

 

i2,H =1i2,4 =1[i2,3

i3,4

]=1

 

 

 

+

 

 

 

 

=1+

 

 

 

. (7.3)

Z

 

Z

 

Z

Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

3

 

 

 

 

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заметим, что при использовании уравнения (7.2) обязательно следует учесть знак передаточного отношения: для внешнего зацепления он отрицательный, для внутреннего – положительный.

Число зубьев на колесе 4 определим из условия соосности, обязательного для планетарных механизмов.

Условие соосности для данного механизма выражается в равенстве межосевых расстояний:

aw2,3 = aw3,4.

(7.4)

79

Если модули колес одинаковые, то для нулевых передач это уравнение можно выразить через числа зубьев:

Z + Z

3

= Z

4

Z ,

(7.5)

 

2

 

 

 

3

 

отсюда

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

4

= Z

3

+ Z + Z .

(7.6)

 

 

 

2

3

 

Подставив значения, получим

Z4 = 42 +18 +18 = 78.

Передаточное отношение планетарной ступени механизма

i

=1+

42

78

=11,111.

 

 

2 ,H

18

18

 

Передаточное отношение положительное, это означает, что колесо 2и водило H вращаются в одну сторону.

Передаточное отношение последней ступени 4′−5

i4,5 = − Z5 = − 38 = −2,375.

Z416

Передаточное отношение всего механизма будет i1,5 = (2,333) 11,111 (2,375)= 61,565 .

Найдем частоту вращения звеньев.

Частоту вращения колес 2, 2найдем из выражения

i1,2 = n1 ,

n2

отсюда

n2,2= n2= −2200 = −942,99 об/мин i1,2 2,333

(вращение в обратную сторону).

Частота вращения водила, равная частоте вращения колеса 4', найдется из формулы

i2',H = n2' ,

nH

отсюда

nH =

n2

=

942,99

= 84,87

об/мин.

i2',H

11,111

 

 

 

 

80