Проектирование типовых плоских и пространственных механизмов

Задачи проектирования

При проектировании механизмов различают три этапа:

1. первым этапом является установление кинематической схемы механизма, которая обеспечила бы требуемый вид и закон движения;

2. второй этап – разработка конструктивных форм механизма, обеспечивающих прочность, долговечность, высокий к.п.д. и т.д.;

3. третий этап – разработка технологических и технико-экономических показателей проектируемого механизма, определяемых эксплуатацией в производстве, ремонтами и т.д.

Теория механизмов и машин занимается первым этапом. Раздел ТММ, посвященный методам проектирования по заданным кинематическим условиям схем механизмов, получил название – синтеза механизмов.

Основные задачи синтеза механизмов:

- преобразование вращательного движения вокруг одной оси во вращательное движение вокруг другой оси;

- преобразование вращательного движения вокруг одной оси в поступательное движение вдоль некоторой заданной прямой и наоборот;

- преобразование поступательного движения вдоль одной заданной прямой в поступательное движение вдоль другой заданной прямой;

- воспроизведение одной из точек звеньев рычажного механизма требуемой траектории, воспроизведение заданных углов поворота выходного звена, движение выходного звена с остановами.

Механизмы передачи

Предназначены для передачи вращательного движения между звеньями.

Передача вращательного движения может производиться с изменением угловой скорости вращения, с сохранением или изменением направления вращения. Параметр, характеризующий при передаче движения изменение скорости и направления, называют передаточным отношением:

, или ,

где знак (+) если вращение звеньев в одном направлении; знак (-) если вращение звеньев в противоположных направлениях; n ₁, w₁ - соответственно частота, об/мин. и скорость вращения, рад/с, вала 1; n ₂, w₂ - соответственно частота, об/мин. и скорость вращения, рад/с, вала 2.

Примечание: Знак передаточного отношения имеет смысл при передачи движения между звеньями с параллельными осями.

Механизмы передачи (механические передачи) классифицируются в зависимости от названия основных звеньев: фрикционные, ременные, цепные, зубчатые, червячные, волновые.

Все передачи характеризуются количеством ступеней. Одноступенчатая – это передача образованная двумя подвижными звеньями, образуемыми низшие пары со стойкой и высшую пару между собой (рис. 4.4).

Рис. 4.4

Многоступенчатая – несколько ступеней соединенных последовательно (рис. 4.5).

Общее передаточное отношение любого типа сложного зубчатого механизма i _{1 n}, включающего несколько последовательно соединенных друг с другом простых (одноступенчатых) механизмов, равно произведению передаточных отношений отдельных простых механизмов (ступеней), входящих в его состав, т.е.:

Так, для механизма, представленного на рис. 4.5 общее передаточное отношение равно:

.

Рис. 4.5

Кроме одноступенчатых и многоступенчатых применяются планетарные и волновые передачи.

Контрольные вопросы

6. На чем основано графическое дифференцирование по методу хорд?

7. Сформулируйте основные задачи, решаемые ТММ при проектировании механизма?

8. Что такое передаточное отношение?

9. Что означает знак передаточного отношения?

10. Что такое ступень в зубчатом механизме?

11. Как определяется передаточное отношение сложного зубчатого механизма?

Лекция 5

Фрикционные передачи. Вариатор скорости. Зубчатые механизмы. Основная теорема зацепления. Геометрические параметры зубчатых колес.