Проектирование и исследование механизмов установки для укладки арматурной проволоки

Для построения профиля кулачка проведем из центра вращения кулачка в масштабе mS окружность радиусом r_o. Точку O1 соединяем с точкой B_o на окружности радиуса r_o. От полученного луча O₁B_o в направлении w₁ откладывают угол рабочего профиля кулачка. Дугу, соответствующую углу , делим на части в соответствии с делением по оси на графике . Через точки 1,2,3….. и точку O1 проводим лучи. От точек 1,2,3… , лежащих на окружности радиуса r_o, вдоль проведённых лучей откладываем в масштабе перемещения толкателя в каждой позиции. Соединяя полученные точки плавной кривой, получаем теоретический (центровой) профиль кулачка. Для получения конструктивного (рабочего) профиля кулачка строим эквидистантный профиль, отстоящий от центрового на величину радиуса ролика. Он получается как огибающая к дугам, проведённым из произвольных точек центрового профиля радиусом ролика.

Построение графика  изменения углов давления.

График  изменения угла давления на фазе удаления толкателя при рабочем направлении  вращения кулачка и при его  реверсе строим с использованием  фазового портрета кулачка.

Тот же результат получается при вычислении угла давления по формуле:

Построения  графика выполняем в масштабе

Необходимые данные для построения в таблице  5

 Таблица  5.

№поз.	φ, град
0	0,000	0,068	0,135
1	10,000	13,099	26,198
2	20,000	23,634	47,269
3	30,000	19,578	39,155
4	40,000	13,568	27,136
5	50,000	7,984	15,969
6	60,000	2,651	5,303
7	70,000	0,026	0,052
8	80,000	-2,599	-5,197
9	90,000	-7,929	-15,859
10	100,000	-13,509	-27,018
11	110,000	-19,513	-39,026
12	120,000	-23,562	-47,124
13	130,000	-13,021	-26,041
14	140,000	0,000	0,000

 

Проектирование зубчатой передачи.

Необходимо  спроектировать цилиндрическую зубчатую передачу, осуществляемую колесами 5 и 6. В качестве известных параметров принимается:

Число зубьев шестерни:  Z5=14

Число зубьев колеса:   Z6=28

модуль  зубчатых колёс                    m=5;

Параметры исходного контура реечного инструмента: a=20°;   ha*=1;

c*=0.25.

Выполнение геометрического  расчета эвольвентной передачи 

1). Радиусы делительных окружностей  колес:

    

2). Радиусы основных окружностей  колес:

  .

3). Наименьшее число свободных  от подрезания зубьев на колесе  без смещения:

      

  4). Коэффициенты наименьшего  смещения исходного контура:

    

5). Угол зацепления передачи 

     

6). Коэффициент воспринимаемого  смещения:

        

7). Коэффициент уравнительного  смещения:

        

8). Радиусы начальных окружностей:

    

9). Межосевое расстояние:

    

10). Радиусы окружностей вершин:

    

11). Радиусы окружностей впадин:

    

12). Высота зубьев колес:

     .

13). Толщина зубьев по дугам  делительных окружностей:

    

     14). Углы профиля на  окружностях вершин зубьев колес:

     

15). Толщины зубьев по дугам  окружностей вершин:

     

16). Толщина зуба S₀ исходного производящего контура по делительной прямой, равная ширине впадины e₀ :

      

17). Шаг:

     

18). Радиус скругления основания  ножки зуба:

     

19). Шаг по хорде делительной  окружности шестерни:

     

20).Коэффициент торцового перекрытия:

      

21).Коэффициент торцового перекрытия (для косозубой передачи):

       , где - коэффициент осевого перекрытия; - коэффициент ширины зубчатого венца, выбираемый из условий прочности и износостойкости зуба.

Определение геометрических параметров зубчатой передачи с использованием ЭВМ.

Исходные данные программы.

Таблица 6.

Величина	Обозначение	Единица измерения	Идентификатор
Число зубьев шестерни		-	z1
Число зубьев колеса		-	z2
Угол наклона образующей		град	BETA
Главный угол профиля исходного производящего  контура		град	ALF
Коэффициент высоты головки исходного  производящего контура		-	НА
Коэффициент радиального зазора		-	C
Модуль нормальный	m	мм	M
Межосевое расстояние	аw	мм	AW

 

Идентификаторы, обозначения и  наименования результирующих величин.

Таблица 7.

Идентификатор	Обозначение	Величина	Единица измерения
R1   R2		Радиусы делительных окружностей	мм
RB1   RB2		Радиусы основных окружностей	мм
PT		Шаг торцовый	мм
MT		Модуль торцовый	мм
HAT		Коэффициент высоты головки исходного  контура	-
CT		Коэффициент радиального зазора в  торцовом сечении	-
ALFT		Главный угол профиля исходного контура  в торцовом сечении	град
R0		Радиус кривизны переходной кривой	мм
P1x   P2x		Шаги по хордам делительных окружностей	мм
ZMINt		Наименьшее число зубьев без смещения	-
XMINt1   XMINt2		Наименьшие коэффициенты смещения исходного  производящего контура	-
S0		Толщина зуба исходного производящего  контура по делительной прямой	мм
X1   X2		Коэффициенты смещения исходного  производящего контура	-
Y		Коэффициент воспринимаемого смещения	-
DY		Коэффициент уравнительного смещения	-
RW1   RW2		Радиусы начальных окружностей	мм
AW*		Межосевое расстояние передачи	мм
RA1   RA2		Радиусы окружностей вершин	мм
RF1   RF2		Радиусы окружностей впадин	мм
H		Высота зубьев колес	мм
S1   S2		Толщина зубьев по дуге делительных  окружностей	мм
ALFWT		Угол зацепления передачи	град
SA1   SA2		Толщина зубьев по дугам окружностей  вершин	мм
EALF		Коэффициент торцового перекрытия	-
EGAM		Суммарный коэффициент перекрытия	-
LAM1     LAM2		Коэффициенты скольжения	-
TETA		Коэффициент удельного давления	-

 

В результате расчёта на ЭВМ получил  данные, представленные ниже.

              Расчёт зубчатой передачи      

********Исходные данные*******

z_1=14 - число зубьев шестерни

z_2=28 - число зубьев колеса

m=5,000 - нормальный модуль

          Прямозубая  передача

betta=0,000 - угол наклона зубьев

           Параметры  исходного производящего контура

alfa=20,000 - угол профиля

h_a=1,000 - коэффициент высоты головки  зуба

c_=0,250 - коэффициент радиального  зазора

           Межосевое  расстояние не задано!

 

 

	2	3	4	5	6	7	8	9
x1	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7
	0,8	0,9	1	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5
x2	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5
	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5
y	0,464	0,550	0,635	0,717	0,798	0,878	0,957	1,034
	1,111	1,186	1,260	1,334	1,406	1,478	1,549	1,620
dy	0,036	0,050	0,065	0,083	0,102	0,122	0,143	0,166
	0,189	0,214	0,240	0,266	0,294	0,322	0,351	0,380
rw_1	35,774	35,917	36,058	36,196	36,331	36,464	36,595	36,724
	36,851	36,977	37,101	37,223	37,344	37,464	37,582	37,699
rw_2	71,548	71,835	72,115	72,391	72,662	72,928	73,190	73,448
	73,702	73,954	74,201	74,446	74,688	74,928	75,165	75,399
a_w	107,322	107,752	108,173	108,587	108,992	109,392	109,784	110,172
	110,553	110,930	111,302	111,669	112,032	112,392	112,747	113,098
ra_1	39,822	40,252	40,673	41,087	41,492	41,892	42,284	42,672
	43,053	43,430	43,802	44,169	44,532	44,892	45,247	45,598
ra_2	77,322	77,252	77,173	77,087	76,992	76,892	76,784	76,672
	76,553	76,430	76,302	76,169	76,032	75,892	75,747	75,598
rf_1	28,750	29,250	29,750	30,250	30,750	31,250	31,750	32,250
	32,750	33,250	33,750	34,250	34,750	35,250	35,750	36,250
rf_2	66,250	66,250	66,250	66,250	66,250	66,250	66,250	66,250
	66,250	66,250	66,250	66,250	66,250	66,250	66,250	66,250
h	11,072	11,002	10,923	10,837	10,742	10,642	10,534	10,422
	10,303	10,180	10,052	9,919	9,782	9,642	9,497	9,348
s_1	7,854	8,218	8,582	8,946	9,310	9,674	10,038	10,402
	10,766	11,130	11,494	11,858	12,222	12,586	12,950	13,314
s_2	9,674	9,674	9,674	9,674	9,674	9,674	9,674	9,674
	9,674	9,674	9,674	9,674	9,674	9,674	9,674	9,674
alfa_tw	23,167	23,696	24,199	24,680	25,140	25,582	26,007	26,417
	26,812	27,195	27,565	27,924	28,272	28,611	28,940	29,260
s_a1	3,460	3,315	3,166	3,012	2,855	2,693	2,527	2,358
	2,187	2,011	1,833	1,653	1,471	1,284	1,097	0,908
s_a2	3,029	3,112	3,206	3,308	3,419	3,537	3,661	3,791
	3,927	4,066	4,211	4,358	4,510	4,664	4,821	4,981
eps_alfa	1,414	1,383	1,351	1,320	1,288	1,255	1,223	1,190
	1,157	1,124	1,090	1,056	1,022	0,988	0,954	0,919
eps_gamma	1,414	1,383	1,351	1,320	1,288	1,255	1,223	1,190
	1,157	1,124	1,090	1,056	1,022	0,988	0,954	0,919
lyamda_1_	11,874	6,251	4,069	2,905	2,180	1,684	1,323	1,047
	0,829	0,652	0,506	0,383	0,277	0,185	0,105	0,034
lyamda_2_	0,636	0,655	0,672	0,689	0,704	0,719	0,732	0,746
	0,758	0,770	0,781	0,792	0,803	0,813	0,823	0,833
tetta_p	0,533	0,520	0,507	0,496	0,486	0,476	0,467	0,459
	0,451	0,444	0,437	0,430	0,424	0,418	0,412	0,407
alfa_a1	34,319	35,207	36,038	36,824	37,565	38,270	38,940	39,579
	40,189	40,774	41,335	41,874	42,392	42,892	43,374	43,839
alfa_a2	31,711	31,627	31,532	31,427	31,312	31,188	31,056	30,916
	30,767	30,612	30,449	30,279	30,101	29,918	29,727	29,528

 

********Результаты расчёта*******

x_2=0,500 - коэффициент смещения колеса (задаёмся)

r_1=35,000 - радиус делительной окружности  шестерни

r_2=70,000 - радиус делительной окружности  колеса

rb_1=32,889 - радиус основной окружности  шестерни

rb_2=65,778 - радиус основной окружности  колеса

p_t=15,708 - шаг торцовый

m_t=5,000 - модуль торцовый

alfa_t=20,000 - угол профиля торцовый

h_ta=1,000 - коэффициент высоты головки  зуба торцовый

c_t=0,250 - коэффициент радиального  зазора торцовый

p_ft=1,900 - радиус скругления основания  ножки зуба

p__1=15,576 - шаг по хорде делительной  окружности шестерни

p__2=15,675 - шаг по хорде делительной  окружности колеса

zt_min=17,097 - наименьшее на колесе  число зубьев без смещения, свободных  от подрезания

xt_min_1=0,181

xt_min_2=-0,638 - коэффициенты наименьшего  смещения исходного контура

s_0t=7,854 - толщина зуба s_0t исходного  производящего контура по делительной  прямой,равная ширине впадины  e_0t

 

Выбор   коэффициентов   смещения    с    учетом    качественных показателей работы зубчатой   передачи.

От выбора коэффициентов смещения во многом зависит геометрия и  качественные показатели зубчатой передачи. В каждом конкретном случае коэффициенты смещения следует назначать с  учетом условий работы зубчатой передачи.

Спроектировать зубчатую передачу с минимальными габаритными размерами, массой и требуемым ресурсом работы можно только в том случае, если будут правильно учтены качественные показатели, т.е. коэффициенты удельного  давления, определяющие контактную прочность  зубьев передачи, коэффициенты скольжения, характеризующие в определенной степени абразивный износ, коэффициент  перекрытия, показывающий характер нагружения зубьев и характеризующий плавность  работы передачи. При этом немаловажное значение имеют габаритные размеры  и масса спроектированной передачи.

Необходимо учитывать общие  рекомендации по выбору коэффициентов  смещения x₁ и x₂:

1. проектируемая передача не должна заклинивать;
2. коэффициент перекрытия проектируемой передачи должен быть больше допустимого e_a > [e_a];
3. зубья у проектируемой передачи не должны быть подрезаны и толщина их на окружности вершин должна быть больше допустимой S_a > [S_a].

Значения коэффициентов x₁ и x₂ должны быть такими, что бы предотвратить все перечисленные явления. Расчетные коэффициенты смещения должны быть выбраны так, чтобы не было подрезания и заострения зубьев. Отсутствие подрезания обеспечивается при наименьшем, а отсутствие заострения – при максимальном значении коэффициента смещения, следовательно, должно выполняться неравенство  x_1min > x₁ > x_1max