Лгоритма его функционирования), устранения некорректности первичного описания и последовательного представления (при необходимости) описаний на различных языках

Вид материалаДокументы
Аналитическое определение передаточного отношения.
Обеспечение условия соседства сателлитов
Подобный материал:
1   ...   9   10   11   12   13   14   15   16   17




59

При кинематическом синтезе (подборе чисел зубьев колес) задача формулируется так: для выбранной схемы планетарного механизма при заданном числе силовых потоков (или числе сателлитов k) и заданном передаточном отношении u необходимо подобрать числа зубьев колес zi, которые обеспечат выполнение ряда условий.





. Обеспечить возможность сборки механизма с подобранными числами зубьев колес при заданном числе сателлитов k > 1.

Для вывода формулы условия сборки воспользуемся следующим методом. Допустим, что все сателлиты устанавливаются на оси водила в одном и том же положении – точке В1. После установки первого сателлита, зубья колес z1 и z4 определенным образом установились относительно зубьев венцов сателлита. Тогда установить второй сателлит в этом же положении будет можно, если после поворота водила на угол jh колесо z1 повернется на целое число угловых шагов В. При этом зубья колес z1 и z4 установятся относительно зубьев венцов сателлита так же, как и при установке первого сателлита.

Угол поворота водила Þ jh = 2 × p / k;

Угловой шаг первого колеса Þ t1 = 2 × p / z1 ;

Угол на который повернется первое колесо при повороте водила на угол jh

j1 = jh × u1h Þ j1 = 2 × p × u1h / k ;

Число угловых шагов t1 в угле j1 Þ B = j1 / t1 ,

где B - произвольное целое число.

Подставляем все эти выражения в формулу для B и после преобразований получаем

2 × p × u1h × z1/ (k × 2 × p) = B Þ u1h × z1 / k = B.


Поворачивать водило можно на угол jh плюс произвольное число р полных оборотов водила, то есть

jh = 2 × p / k + 2 × p × р = 2 × p / k ( 1 + k × р).

С учетом этого, формула для условия сборки примет следующий вид


u1h × z1 / k ( 1 + k × р). = B.


60 Кинематическое исследование типовых планетарных механизмов графическим и аналитическим методами.

Двухрядный механизм с одним внутренним и одним внешним зацеплением.

Дано: Кинематическая схема механизма – ri ,

числа зубьев колес - zi ;

Определить: Передаточное отношение механизма - ?





Аналитическое определение передаточного отношения.


В планетарном редукторе, изображенном на рис на звене 2 нарезаны два зубчатых венца:

z2 , который зацепляется с зубчатым венцом z1 звена 1;

z3 , который зацепляется с внутренним зубчатыми венцом z4 звена 3.

По формуле Виллиса отношение угловых скоростей звеньев

для внешнего зацепления колес z2 и z1 (w1-wh) / (w2-wh) = - z2/z1 ;

для внутреннего зацепления колес z4 и z3 (w2-wh) / (w3-wh) = z4/z3 .

Перемножим, правые и левые части этих уравнений, и получим

[(w1-wh) / (w2-wh)]×[(w2-wh) / (w3-wh)] = - z2× z4/( z1× z3),

[(w1-wh) / (-wh)] = - z2× z4/( z1× z3),

u1h (3)= w1 / wh = 1 + z2×z4/(z1×z3).

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 a a. 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 y1. Так как в точке с скорости звеньев 2 и 3 равны между собой и равны нулю, то соединяя точку с с прямой с точкой a, получим линию распределения скоростей для звена 2. Так как точка принадлежит звеньям 2 и h, то ее скорость определяется по лучу с a для радиуса равного rB = (r1+r2), что в масштабе mV, мм/м×с-1 соответствует отрезку bb. Соединяя точку b с началом координат прямой, найдем линию распределения скоростей для водила. Эта линия образует с осью ri угол yh. Передаточное отношение планетарного механизма определенное по данным графическим построениям можно записать так u1h(3) = w1/wh = tg y1 / tg yh = aa/aa’’ .



61 Подбор чисел зубьев по методу сомножителей.

Внутренним называют передаточное отношение механизма при остановленном водиле, то есть механизма с неподвижными осями или рядного механизма.

u14 h = (z2×z4)/(z1×z3) = [ u1h / ( 0.95 … 1.05 ) – 1] = (B × D)/(A × C).

Разложим внутреннее передаточное отношение u14 h на сомножители - некоторые целые числа A, B, C и D. При этом сомножитель A соответствует числу зубьев z1, B - z2, C - z3 и D - z4 . Сомножители могут быть произвольными целыми числами, комбинация (B × D)/(A × C) которых равна u14 h . Для рассматриваемой схемы желательно придерживаться следующих диапазонов изменения отношений между сомножителями

B / A = z2 / z1 = 1 … 6 - внешнее зацепление ;

D / C = z4 / z3 = 1.1 … 8 – внутреннее зацепление .

Включим в рассмотрение условие соосности z1 + z2 = z4 - z3

и выразим его через сомножители a×( A + B) = b×( D – C ).

Если принять, что коэффициенты a и b равны a = ( D – C ), b = (A + B),

то выражение превращается в тождество. Из этого тождества можно записать

z1= ( D – C ) × A × q ; z3= ( A + B ) × C × q ;

z2= ( D – C ) × B × q ; z4= ( A + B ) × D × q ;

где q - произвольный множитель.

Примеры подбора чисел зубьев для типовых планетарных механизмов.

Двухрядный планетарный редуктор с одним внешним и с одним внутренним зацеплением. Дано: Схема планетарного механизма; u1h = 13; k = 3; Определить: zi - ?

Внутреннее передаточное отношение механизма

u14 h = (z2×z4)/(z1×z3) = [ u1h / ( 0.95 … 1.05 ) – 1] = 12 = (B × D)/(A × C) = 3×4/ (1×1) = 2×6/ (1×1)= 4×3/ (1×1) = ...

Для первого сочетания сомножителей

z1= ( D – C ) × A × q = ( 4 – 1 ) × 1 × q = 3× q ; z1= 18 > 17;

z2= ( D – C ) × B × q = ( 4 – 1 ) × 3 × q = 9× q ; q = 6; z2= 54 > 17;

z3= ( A + B ) × C × q = ( 3 + 1 ) × 1 × q = 4× q; z3= 24 > 20;

z4= ( A + B ) × D × q = ( 3 + 1 ) × 4 × q = 16× q; z4= 96 > 85;

Проверка условия соседства sin ( p/k ) > max [( z2,3 + 2)/ (z1 + z2) ];

sin ( p/3 ) > (54 + 2)/(18+54); 0.866 > 0.77 - условие выполняется.

Проверка условия сборки ( u1h × z1 / k ) × ( 1 + k × р) = B;

(13×18/3) ×( 1 + 3 р) = В – целое при любом р .

Условие сборки тоже выполняется. То есть, получен первый вариант решения.

Габаритный размер R = (18 + 2× 54) = 126.

Для второго сочетания сомножителей

z1= ( D – C ) × A × q = ( 6 – 1 ) × 1 × q = 5× q ; z1= 45 > 17;

z2= ( D – C ) × B × q = ( 6 – 1 ) × 2 × q = 10× q ; q = 9; z2= 90 > 17;

z3= ( A + B ) × C × q = ( 2 + 1 ) × 1 × q = 3× q; z3= 27 > 20;

z4= ( A + B ) × D × q = ( 2 + 1 ) × 6 × q = 18× q; z4= 162 > 85;

Проверка условия соседства sin ( p/k ) > max [( z2,3 + 2)/ (z1 + z2) ];

sin ( p/3 ) > (90 + 2)/(45+90); 0.866 > 0.681 - условие выполняется.

Проверка условия сборки ( u1h × z1 / k ) × ( 1 + k × р) = B;

(12×45/3) ×( 1 + 3 р) = В – целое при любом р .

Условие сборки тоже выполняется и получен второй вариант решения.

Габаритный размер R = (45 + 2× 90) = 225.

Для третьего сочетания сомножителей

z1= ( D – C ) × A × q = ( 3 – 1 ) × 1 × q = 2× q ; z1= 18 > 17;

z2= ( D – C ) × B × q = ( 3 – 1 ) × 4 × q = 8× q ; q = 9; z2= 72 > 17;

z3= ( A + B ) × C × q = ( 1 + 4 ) × 1 × q = 5× q; z3= 45 > 20;

z4= ( A + B ) × D × q = ( 1 + 4 ) × 3 × q = 15× q; z4= 135 > 85;

Проверка условия соседства sin ( p/k ) > max [( z2,3 + 2)/ (z1 + z2) ];

sin ( p/3 ) > (70 + 2)/(18+72); 0.866 > 0.8 - условие выполняется.

Проверка условия сборки ( u1h × z1 / k ) × ( 1 + k × р) = B;

(13×18/3) ×( 1 + 3 р) = В – целое при любом р .

Условие сборки тоже выполняется и получен третий вариант решения.

Габаритный размер R = (18 + 2× 72) = 162.

Из рассмотренных трех вариантов габаритный наименьший размер получен в первом.




63

При кинематическом синтезе (подборе чисел зубьев колес) задача формулируется так: для выбранной схемы планетарного механизма при заданном числе силовых потоков (или числе сателлитов k) и заданном передаточном отношении u необходимо подобрать числа зубьев колес zi, которые обеспечат выполнение ряда условий.




Обеспечение условия соседства сателлитов (при числе сателлитов k > 1).

Сателлиты размещаются на окружности радиуса aw . Вершины зубьев сателлитов не будут мешать движению друг друга, если выполняется условие

max ( da2,3 ) < lB2B3.

Для зубчатых колес без смещения максимальный из диаметров сателлитов равен

=1 =0 =0



max ( da2,3 ) = max [( z2,3 + 2× ha* +2× x2,3 - 2Dy) × m ] = max[( z2,3 + 2) × m ].

Расстояние между осями сателлитов

lB2B3 = 2 × aw× sin ( jh/2 ) = 2 × (r1 + r2) × sin ( p/k ). = (z1 + z2) × m × sin ( p/k ).


Подставим полученные выражения в неравенство и получим условие соседства

max [( z2,3 + 2) × m ] < (z1 + z2) × m × sin ( p/k ),


sin ( p/k ) > max [( z2,3 + 2)/ (z1 + z2) ].


. Обеспечить возможность сборки механизма с подобранными числами зубьев колес при заданном числе сателлитов k > 1.

Для вывода формулы условия сборки воспользуемся следующим методом. Допустим, что все сателлиты устанавливаются на оси водила в одном и том же положении – точке В1. После установки первого сателлита, зубья колес z1 и z4 определенным образом установились относительно зубьев венцов сателлита. Тогда установить второй сателлит в этом же положении будет можно, если после поворота водила на угол jh колесо z1 повернется на целое число угловых шагов В. При этом зубья колес z1 и z4 установятся относительно зубьев венцов сателлита так же, как и при установке первого сателлита.

Угол поворота водила Þ jh = 2 × p / k;

Угловой шаг первого колеса Þ t1 = 2 × p / z1 ;

Угол на который повернется первое колесо при повороте водила на угол jh

j1 = jh × u1h Þ j1 = 2 × p × u1h / k ;

Число угловых шагов t1 в угле j1 Þ B = j1 / t1 ,

где B - произвольное целое число.

Подставляем все эти выражения в формулу для B и после преобразований получаем

2 × p × u1h × z1/ (k × 2 × p) = B Þ u1h × z1 / k = B.


Поворачивать водило можно на угол jh плюс произвольное число р полных оборотов водила, то есть

jh = 2 × p / k + 2 × p × р = 2 × p / k ( 1 + k × р).

С учетом этого, формула для условия сборки примет следующий вид


u1h × z1 / k ( 1 + k × р). = B.


68 и 70

. Для кулачкового механизма с внеосным толкателем.(е=0, е не равно 0)

Построение профилей кулачка проводится в следующей последовательности:
  • выбирается масштаб построения ml , мм/м;
  • из произвольного центра проводятся в масштабе окружности с радиусами r0 и е;
  • из произвольной точки на окружности ro в направлении - j1 откладываeтся рабочий угол , угол делятся на n интервалов;
  • из каждой точки деления касательно к окружности радиусом е проводятся прямые (если е равно нулю , то эти прямые проводятся из каждой точки деления в точку О1 );
  • на этих прямых от точки пересечения с окружностью r0 откладываются в масштабеml соответствующие перемещения толкателя SВi;
  • полученные точки соединяются плавной кривой , образуя центровой профиль кулачка;
  • проводятся из произвольных точек выбранных равномерно по центровому профилю кулачка дуги окружностей радиуса rр ;
  • конструктивный профиль кулачка получаем как огибающую к множеству положений ролика толкателя.