Практическая работа. Расчет основных параметров зубчатых передач.

Практическая работа.  Расчет основных параметров зубчатых передач. Цель работы: 1 Научиться выполнять расчеты основных параметров                            зубчатых передач.                         2 Научиться выполнять анализ кинематических схем                            и описание их работы. (Задание по самостоятельной работе).                           Основные понятия и определения аа аа  Зубч тая перед ча передачи, в состав которого входят зубчатые колёса.  — это механизм или часть механизма механической  Назначение:   передача вращательного движения между валами, которые могут иметь  параллельные, пересекающиеся и скрещивающиеся оси. преобразование вращательного движения в поступательное, и наоборот. При этом усилие от одного элемента к другому передаётся с помощью зубьев. Зубчатое колесо передачи с меньшим числом зубьев называется шестернёй,  второе колесо с большим числом зубьев называется колесом. Пара зубчатых  колёс, имеющих одинаковое число зубьев, — в этом случае ведущее зубчатое  колесо называется шестернёй, а ведённое — колесом. Обычно число зубьев на сопряжённых зубчатых колёсах стремятся  делать взаимно простым, что обеспечивает б льшую равномерность износа: в  этом случае каждый зуб одного колеса будет по очереди работать со всеми  зубьями другого колеса. оо Зубчатая передача – трехзвенный механизм, в котором два подвижных звена  являются  зубчатыми  колесами,  образующими  с  неподвижным   звеном вращательную или поступательную пару (рис.1). Рис.1. Зубчатая передача с внешним зацеплением   Парное зубчатое колесо ­ зубчатое колесо передачи, рассматриваемое по отношению к другому зубчатому колесу данной передачи. Зубчатое колесо 2 (рис.1) является парным колесу 1, зубчатое колесо 1 парное колесу 2. Шестерня – зубчатое колесо передачи с меньшим числом зубьев. Колесо – зубчатое колесо передачи с большим числом зубьев. Передаточное отношение зубчатой передачи – это отношение угловой скорости ведущего зубчатого колеса к угловой скорости ведомого зубчатого колеса. Ведущее зубчатое колесо – зубчатое колесо передачи, которое сообщает движение парному зубчатому колесу. Ведомое   зубчатое   колесо ­   зубчатое   колесо   передачи,   которому сообщает движение парное зубчатое колесо. Общее   передаточное   число (отношение)   зубчатой   передачи   при последовательном   соединении   ступеней   равно   произведению   передаточных чисел входящих в них ступеней. Для передачи на рис.7: . Зубчатые   колеса,   числа   зубьев   которых   не   влияют   на   общее передаточное отношение механизма, называются паразитными колесами. Для четырехступенчатой   передачи,   показанной   на   рис.8,   передаточное   число равно: Знаки   ступеней   не   учитываются   так   как   передача   включает   кроме цилиндрических и конические ступени. Зубчатые колеса с числами зубьев  и   являются паразитными, каждое из них входит в два зубчатых зацепления.  Порядок выполнения работы 1  Получить задание  у преподавателя. Каждый студент должен определить передаточное отношение и  передаточное число  зубчатых передач: 1) цилиндрической зубчатой передачи; 2) конической зубчатой передачи; 3) зубчатой передачи со скрещивающимися осями; 4) многоступенчатой передачи с неподвижными осями колес; 2  Для каждой передачи: 2.1  Нарисовать кинематическую схему. 2.2  Дать полное название зубчатой передачи (определить ее тип и вид). Например,   механизм,   показанный   на   рис.7,   называется цилиндрическая косозубая эвольвентная зубчатая передача. 2.3 Рассчитать передаточное число аналитически. Для чего посчитать числа зубьев колес передачи и по формулам найти передаточное число. Для   сложных   зубчатых   передач   определить   количество   ступеней, указать паразитные колеса. Расчитать передаточное число механизма, выразив его через числа зубьев колес. 2.4  Все результаты занести в отчет по лабораторной работе. Пример выполнения задачи ɷ ɷ ɷ ƞ  = 0,96.             Рассчитать открытую прямозубую цилиндрическую передачу привода конвейера при следующих расчетных данных:      ­ мощность на валу электродвигателя Р1 = 5,5 кВт;      ­ угловая скорость  1 = 101 рад/с;      ­ передаточное число редуктора u = 4;      ­ КПД редуктора                 Нагрузка постоянная, срок службы 20000 ч, передаточное отношение открытой передачи i =  1/  2 = 3,15.      1 Уточняем угловые скорости валов привода:  2 =  1/  рад/с;  3 =  2/3,15 = 8,01 рад/с.      2 Принимаем число зубьев шестерни z2 = 20; тогда z3 = z2u2=20∙3,15 = 63. Передаточное число u2 = 63/20 = 3,15.      3 Мощности на валах: Р2 = Р1  ред = 5,5 ∙ 0,96 = 5,27 кВт; Р3 = Р2  3  п = 5,27 ∙ 0,95 ∙ 0,99 ∙ 0,99 = 4,9 кВт; здесь  3 = 0,95,    п = 0,99 ∙ 0,99   (пары подшипников).       4 Вращающие моменты. Для шестерни Т2 = Р2/  2 = 5,27 ∙ 1000/25,25 = 208,7 Н ∙ м.                                     Варианты заданий для расчетов ɷ u = 101/4 = 25,25 ƞ ɷ ɷ ɷ ƞ ƞ ɷ ƞ ƞ № 1 2 3 4 5             Р1,кВт                2,0                1.5                 4,4                3,5                0,8 ɷ 1, рад/сек        98       101        95        100        150           u           4           5           4          3,4            3 ƞ  ,кпд         0,96   0,96   0,96   0,96   0,96          Определить:         1 Передаточное отношение I, ,ɷ         2 Угловые скорости валов          3 Мощности на валах Р,         4 Вращающие моменты на валах М1, М2, М3.           Примечание: Принять число зубьев z2 = 22 Основные параметры зубчатых колес: 1.   Делительными   окружностями   пары   зубчатых   колес   называются соприкасающиеся   окружности,  катящиеся   одна   по   другой   без   скольжения. Эти   окружности,   находясь   в   зацеплении   (в   передаче),   являются сопряженными.   На   чертежах   диаметр   делительной   окружности   обозначают буквой d. 2.   Окружной   шаг   зубьев  Рt —   расстояние   (мм)   между   одноименными профильными   поверхностями   соседних   зубьев.   Шаг   зубьев,   как   нетрудно представить, равен делительной окружности, разделенной на число зубьев z. 3.  Длина делительной окружности. Модуль. Длину делительной окружности можно выразить через диаметр и число зубьев:  Пd = Pt • z. Отсюда диаметр делительной окружности d = (Рt • z)/П. Отношение  Pt/П  называется   модулем   зубчатого   зацепления   и   обозначается буквой  m.  Тогда   диаметр   делительной   окружности   можно   выразить   через модуль и число зубьев d = m • z. Отсюда m = d/z. Значение модулей для всех передач — величина стандартизированная.    Основная   кинематическая   характеристика   всякой   зубчатой передачи – передаточное число, определяемое по стандарту как отношение числа   зубьев   колеса   к   числу   зубьев   шестерни   и   обозначаемое u, следовательно: u= z2/z1. Определение передаточного   отношения остается   таким   же,   как   для других механических передач, т.е.: u= ω1/ ω2. Потери энергии в зубчатых передачах зависят от типа передачи, точности ее изготовления, смазки и складываются из потерь на трение в зацеплении, в опорах   валов   и   (для   закрытых   передач)   потерь   на   перемешивание   и разбрызгивание   масла.   Потерянная   механическая   энергия   переходит   в тепловую,   что   в   некоторых   случаях   делает   необходимым   тепловой   расчет передачи.