Детали машин

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Назначение и область применения

2. Расчёт червячной передачи

3. Механизмы, суммирующие движение

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Суммирующие механизмы широко используются в современной технике при конструировании различного рода механизмов. Суммирующий механизм основан на сложении независимых перемещений. Эти перемещения могут быть как поступательные, так и вращательные. В современных механизмах эти два вида движения могут сочетаться в разнообразных комбинациях. В результате данный суммирующий механизм может быть применен к объектам различного функционального назначения:

1. Резьбонарезной станок с гидравлическими связями для нарезания червяков обкаточным резцом может использоваться в станкостроительной промышленности для нарезания цилиндрических червяков долбяком. Поскольку заготовка участвует в двух исполнительных движениях - вращение заготовки и инструмента, а также вращение заготовки и поступательное движение инструмента, и эти движения происходят одновременно, а заготовка является общим звеном, одновременно принадлежащим обеим группам движений, то сложение этих двух движений происходит на заготовке через суммирующий механизм в виде дифференциала с коническими колесами.

2. Зуборезный станок. С помощью суммирующего механизма осуществляется коррекция погрешности.

3. Устройство оптических прицелов. Для более точной наводки в цель оптического прицела в фокальной (фокусной) плоскости объектива устанавливаются прицельные приспособления. Они снабжаются суммирующим механизмом, позволяющим с большой точностью перемещать их как в горизонтальном, так и в вертикальном положении.

1. Назначение и область применения

Редуктором называется механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного органа и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины. Назначение редуктора - понижение угловой скорости и повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим.

Редуктор состоит из корпуса, в котором размещают элементы передачи - зубчатые колеса, валы, подшипники и т.д. В отдельных случаях в корпусе размещают также устройства для смазывания или устройства для охлаждения. обкаточный резец прицел

В данном курсовом проекте рассматривается суммирующий механизм, предназначенный для перемещения прицельных нитей в артиллеристских системах. Установка угла прицеливания осуществляется суммированием вращения 2-х валов, на которых для облегчения вращения укреплены маховики. Один из них предназначен для грубой настройки, а второй - для коррекции установленного угла прицеливания.

Рассматриваемый суммирующий механизм, состоящий из эвольвентного червяка, получающего вращательное движение от маховика и поступательное движение вдоль своей оси от пары винт-гайка, которая в свою очередь преобразует вращательное движение от второго маховика. Червяк входит в зацепление с червячным колесом, суммарный угол поворота которого является алгебраической суммой двух движений.

В курсовом проекте предусмотрено устройство для постоянного выбора мертвых ходов в червячной и винтовой парах с целью устранения погрешностей при установке угла прицеливания.

Описание и обоснование выбора конструкции

Согласно техническому заданию на курсовое проектирование данный суммирующий механизм предназначен для перемещения прицельных нитей в артиллеристских системах. Установка угла прицеливания осуществляется суммированием вращения 2-х валов, на которых для облегчения вращения укреплены маховики. Один из них предназначен для грубой настройки, а второй для коррекции установленного угла прицеливания.

Червячные передачи обладают высокой плавностью и бесшумностью в работе, большими передаточными числами при сравнительно малых габаритах, повышенной кинематической точностью. Кинематические передачи винт-гайка также характеризуются большой плавностью и точностью перемещений и используются в механизмах настройки. В соответствии с описанными характеристиками эти передачи удовлетворяют техническим требованиям проектируемого механизма. Поэтому спроектированный в курсовом проекте суммирующий механизм конструктивно объединяет червячную передачу и передачу винт-гайка.

Грубая настройка угла прицеливания осуществляется при помощи червячной передачи, состоящей из эвольвентного червяка с нижним расположением, получающего вращательное движение от маховика, и составного червячного колеса, оснащенного люфтовыбирающим устройством на базе пружинной проволоки. Кроме того, червяк конструктивно объединен при помощи вилки с гайкой от пары винт-гайка и тем самым получает поступательное движение вдоль своей оси от передачи винт-гайка, которая в свою очередь преобразует вращательное движение от второго маховика. Тем самым осуществляется коррекция установленного при помощи первого маховика угла прицеливания. Суммарный угол поворота червячного колеса является алгебраической суммой двух движений. Для передачи винт-гайка также предусмотрен механизм выборки мертвого хода в виде раздвоенной гайки, поджимаемой в радиальном направлении болтом.

Корпус редуктора выполнен разъемным, литым из чугуна марки СЧ 15 ГОСТ 1412-79. Оси валов редуктора расположены в одной вертикальной плоскости. Валы редуктора изготовляются из стали 40Х. Они воспринимают осевые нагрузки, поэтому опираются на радиально-упорные шарикоподшипники качения.

Герметично закрытый корпус редуктора обеспечивает соблюдение требований, как техники безопасности, так и производственной санитарии.

В работе над курсовым проектом широко применялась стандартизация и унификация. Спроектированный в настоящем курсовом проекте редуктор соответствует условиям технического задания.[1]

2. Расчёт червячной передачи

Исходные данные:

- момент нагрузки на червячном колесе;

- максимальная скорость вращения червячного колеса;

u=30 - передаточное число;

- ресурс времени;

- модуль червячной передачи.

Для суммирования движений на одном звене в кинематические цепи некоторых станков вводят специальные механизмы.

В качестве таких механизмов используют:

-винтовые пары,

-реечные и червячные передачи,

-дифференциалы с цилиндрическими и коническими зубчатыми колесами.

Рисунок 1-Суммирующие механизмы.

На рис.1,а, б показаны две схемы дифференциальных механизмов, составленных из цилиндрических колес. На валах I и III (рис.1,а) жестко установлены зубчатые колеса 1и 4, находящиеся в зацеплении с колесами 2 и 3. Движение от валов I и себе представить состоящим из двух движений: первое он получает от вала I при неподвижном вале II и второе - от вращения вала II при неподвижном вале I.

Вал I передает вращение по цепи зубчатых колес 1 - 2, 3 - 4. При вращении вала II вместе с водилом сателлитное колесо 2, обкатываясь вокруг неподвижного колеса 1, получает вращение вокруг своей оси, которое передается валу III при помощи передачи 3 - 4.Передаточное отношение от ведущих звеньев I и II к ведомому звену III

;

Другой механизм (рис.1,б) отличается от предыдущего формой водила 5. Вместо блока сателлитных колес 2 и 3 здесь установлено одно удлиненное колесо 3 на оси 6 и промежуточное колесо 2.

Передаточное отношение механизма от звеньев I и II к звену III

;

.

Большое применение в станках получил конический дифференциал (рис.1,в). На валу I жестко установлено коническое зубчатое колесо 1. Вал II полый, связан с коническим колесом 3.Вал III имеет поперечную ось с двумя колесами 2. Числа зубьев всех колес одинаковы, поэтому передаточное отношение от вала I или II к валу III . В коническом дифференциале (рис.1.,г) поперечная ось с сателлитными колесами 2 смонтирована в водиле 4, связанном с валом II. Передаточное отношение от звеньев I и II к звену III ;

В зубообрабатывающих, токарно-затыловочных, резьбошлифовальных и ряде других станков с механическими связями применяют суммирующие механизмы, называемые дифференциалами. При этом кинематическая структура станков, одинаковых по назначению, становится различной в зависимости от того применен в ней дифференциал или нет. С помощью дифференциалов создают несколько элементарных движений на одном исполнительном звене. Дифференциалы позволяют изменять скорость каждого элементарного движения, не изменяя скорости остальных алгебраически складываемых движений, прекращать любое элементарное движение и вновь создавать его в требуемый по циклу работы станка момент времени. Расположение дифференциала в кинематической структуре зависит от решаемой задачи. При расположении дифференциала в одной кинематической группе решается задача или повышения точности работы группы, или коррекции точности настройки параметров создаваемого исполнительного движения, или расширения диапазона его настройки. С помощью дифференциала, соединив две кинематические группы между собой можно уменьшить число подвижных исполнительных звеньев станка. В этом случае одно и то же исполнительное звено может участвовать одновременно в двух исполнительных движениях, имеющих независимые траектории, скорости и другие параметры. В суммирующих механизмах обязательны три приводных звена: два входных или ведущих и одно выходное или ведомое.

Схемы дифференциалов, применяемых в станках, зависят от вида используемых передач. А все их многообразие состоит из двух больших групп: планетарные и не планетарные дифференциалы.[2].

3. Механизмы, суммирующие движение

Важно заметить, что для суммирования движения на одном звене в кинематической цепи некоторых станков вводят специальные механизмы: винтовые и червячные передачи, дифференциалы с цилиндрическими и коническими зубчатыми колесами.

Схема дифференциального механизма состоящего из цилиндрических колес.

На валах I и III жестко установлены зубчатые колеса z1 и z4. Полый вал II имеет водило, в ??????? вмонтирован сателлитный вал 1 с колесами z2 и z3. Движение любых двух валов может суммироваться на третьем валу. Наиболее часто в практике машиностроения и станкостроения суммируются вращения валов I и III.

Еще одним способом суммирования является способ Свампа:

Допустим, крайне важно просуммировать движение валов I и II на валу III. Задача решается в два этапа. Сначала рассматривается случай, когда ведет только вал I, а вал II является неподвижным, а затем наоборот. В первом случае передача работает как обыкновенная и передаточное отношение:

Второй случай более сложный. Для его решения воспользуемся таблицей. Вообразив механизм жестким, повернем валы I, II, III по часовой стрелке на (+1) оборот.

Зафиксируем это в таблице.

Но вал I по условию неподвижен. Оставляя на месте вал II, поворачиваем вал I на (-1) оборот (в обратном направлении). Заносим это в таблицу. Тогда вал III сделает оборота.

Просуммировав вращение, записываем результат в

третью строчку таблицы.

Передаточное отношение механизмов от вала II к валу III

В случае если частота вращения валов I, II, III - nI, nII и nIII, то

Большое распространение в станках получил конический дифференциал.

На валу I жестко установлено коническое зубчатое колесо z1. Вал II - полый и связан с коническим колесом z3. Вал III имеет поперечную ось с двумя колесами z2. Числа зубьев всех колес одинаковы. Передаточное отношение механизма находят по предыдущему.

К особым механизмам кинематических цепей можно отнести:

- суммирующие (дифференциальные) механизмы; - реверсирующие механизмы; - механизмы обгона;

- механизмы периодического действия;

- механизмы управления кинематическими цепями.

Суммирующие механизмы встраиваются в специальные суммирующие (дифференциальные) цепи для суммирования движений с целью расширения диапазона настройки на заданный параметр обработки или для ускоренных перемещений путем сложения (вычитания) движений двух кинематических цепей. В качестве суммирующих механизмов используются в основном червячные передачи особой конструкции, планетарные редукторы и конические дифференциалы. Червячные дифференциальные передачи. В этих передачах червяк имеет некоторое осевое перемещение в результате одновременного вращательного и поступательного движения червяка червячное колесо имеет суммарное вращательное движение.

Рисунок 2. Планетарный редуктор для двигателей 1FK6/1FK7

Данный суммирующий механизм применяется в основном для коррекции кинематических погрешностей обкатных цепей или цепей деления в зубообрабатывающих станках. Приводом осевого перемещения червяка служит копир. Планетарные редукторы (рис.2),данные механизмы служат для ускоренного перемещения исполнительных органов станков и для расширения диапазона регулирования резьбонарезных или обкатных цепей. Ниже приведена схема планетарного редуктора.

Конический дифференциал. Данный механизм применяется в основном для суммирования движений в обкатных цепях зубообрабатывающих станков и некоторых других. Кинематическая схема дифференциала представлена на рисунке. Основными конструктивными элементами являются:

- Т - образный вал, на котором располагается свободно одно или два колеса;

- корпус к которому жестко крепится с одной стороны коническое колесо, а другой какой либо приводной элемент (шкив, шестерня, червячное колесо и т.д.); - прямой вал на котором жестко крепится коническое колесо.

Число зубьев всех конических колес как правило одинаковое. Передаточное отношение данного механизма может быть различным в зависимости от схемы сообщения ему движений, то есть каким элементам: корпусу, Т - образному валу или прямому валу будут сообщатся или не сообщаться движения, а с какого элемента движение будет сниматься. Рассмотрим векторную диаграмму этого механизма когда ведущим будет Т - образный вал, ведомым - прямой вал, а корпус будет неподвижен. Из диаграммы видно, что окружная скорость колеса на прямом валу будет в два раза выше, чем на Т - образном, а значит передаточное отношение будет равно двум. Для определения передаточных отношений для всех других случаев построим аналогичные векторные диаграммы, а результаты построений сведем в таблицы для случаев когда данный мВ случае когда механизм работает как простой его передаточное отношение может меняться от 0,5 до 2, а когда он работает как суммирующий его передаточные отношения меняются от 0 до 3 в зависимости от того совпадают или не совпадают направления вращений ведущих валов. Механизм работает как обычный, и как суммирующий.

Суммирующий механизм состоит t-из зубчатого колеса радиусом т и двух параллельных зубчатых реек, движущихся в одном направлении с постоянными скоростями Vi и Da. Приведенные масштабы суммирующих механизмов устанавливаются в зависимости от назначения механизма.

Суммирующие механизмы, служащие для сложения скаляров или векторов. Суммирующие механизмы обладают числом степеней свободы, совпадающим с числом слагаемых линейно независимых параметров.

Суммирующий механизм с двумя червяками, аналогичный механизму. Ввод слагаемых производится поворотом червяков. Суммирующий механизм, составленный из зубчатых колес с косым зубом. Суммирующий механизм, составленный из винтовых колес, схема которого показана на фиг. Применяется в кинопроекторе для дополнительного поворота обтюратора при наводке на кадр. Суммирующий механизм с тремя вводами, схема которого приведена на фиг. Слагаемые вводятся вращением рукояток а, Ь и с, связанных с винтами, которые сообщают движение гайкам. Суммирующие механизмы выпускаются заводом уже отрегулированными, поэтому при эксплуатации не следует пользоваться выведенным на неподвижный диск счетчика рычажком корректора, который установлен против красной отметки шкалы. Суммирующий механизм смонтирован в корпусе прибора.

Суммирующий механизм весов приводится в действие от зубчатой рейки 6, которая поднимается вверх с помощью кулака 16 и опускается вниз (падает) под действием собственного веса. При опускании рейка проходит путь, длина которого пропорциональна углу поворота коромысла, а последний, как указывалось выше, пропорционален нагрузке. Рейка вращает зубчатое колесо И, которое при помощи системы зубчатых колес и дифференциала 17 приводит в движение счетчик 19 или пишущий механизма иногда и то и другое), фиксирующий массу прошедшего через весы продукта.

Суммирующий механизм вторичного прибора аналогичен суммирующему механизму кольцевого дифманометра-расходомера. Дисковая суточная диаграмма приводится во вращение синхронным электродвигателем.

Кулачковый суммирующий механизм состоит из кулачка J, соединенного со стойкой посредством двухподвижной цилиндрической кинематической пары А, толкателя 2, перемещающегося в поступательной паре С и образующего с кулачком 7 высшую пару В. Кулачок 7 имеет переменный профиль как в осевом, так и радиальном направлениях. Поверка суммирующего механизма прибора ведется путем подачи в сильфон.

В суммирующих механизмах применяются зубчатые, рычажные, блочные и другие механизмы.

Наиболее распространенными суммирующими механизмами являются зубчатые дифференциалы. Из их многочисленных разновидностей мы рассмотрим только конический дифференциал, имеющий в вычислительной технике наиболее широкое применение. МВПС с суммирующим механизмом отличается от вышеописанной отсутствием привода диаграммы.

На рисунке изображен суммирующий механизм. В него входят стержни 1 и 2, движущиеся вдоль вертикальных направляющих. Эти стержни соединены с коромыслом АВ цилиндрическими шарнирами, скользящими з пазах коромысла. Стержни движутся со скоростями v. В него входят стержни / и 2, движущиеся вдоль вертикальных направляющих. Эти стержни соединены с коромыслом АВ цилиндрическими шарнирами, скользящими в пазах коромысле.

Дифференциалы используют в качестве суммирующих механизмов, осуществляющих алгебраическое сложение двух движений. Наиболее распространен конический дифференциал, применяющийся на зубофрезерных станках. Конический дифференциал по схеме действия является планетарной передачей с двумя степенями свободы. У дифференциала из трех его звеньев любые два звена могут быть ведущими, третье - ведомым. Дифференциалы обоих типов используются как суммирующие механизмы. В суммирующих тахометрических головках имеется суммирующий механизм 8 (счетчик оборотов), который приводится в движение валиком 9 через зубчатую передачу.

Дифманометры ДКС-РПВ и ДКС-РПР имеют суммирующий механизм, служащий для автоматического суммирования количества протекающего вещества за учитываемый промежуток времени. Вращение двигателя через передаточный механизм передается счетному механизму роликового типа. Емкость счетного механизма равна 82 суткам непрерывного измерения при максимальном расходе. Счетчик реагирует на мгновенное значение расхода через каждые 15 сек.

В суммирующих тахометрических головках имеется суммирующий механизм 8 (счетчик оборотов), который приводится в движение валиком 9 через зубчатую передачу. Дифференциалы обоих типов используются как суммирующие механизмы. В суммирующих тахометрических головках имеется суммирующий механизм 8 (счетчик оборотов), который приводится в движение валиком 9 через зубчатую передачу. По устройству и принципу действия суммирующий механизм вторичного прибора одинаков с суммирующим механизмом кольцевого дифманометра. Осциллирующие датчики требуют также установки суммирующего механизма.

Суммирующий механизм вторичного прибора аналогичен суммирующему механизму кольцевого дифманометра-расходомера. Дисковая суточная диаграмма приводится во вращение синхронным электродвигателем.[3]

Заключение

Червячная передача относится к передачам зацеплением с перекрещивающимися осями валов. Основные достоинства червячных передач: возможность получения больших передаточных чисел в одной паре, плавность зацепления, возможность самоторможения. Недостатки: сравнительно низкий К.П.Д., повышенный износ и склонность к заеданию, необходимость применения для колес дорогих антифрикционных материалов. Червячные передачи дороже и сложнее зубчатых, поэтому их применяют, как правило, при необходимости передачи движения между перекрещивающимися валами, а также там, где необходимо большое передаточное отношение. Критерием работоспособности червячных передач является поверхностная прочность зубьев, обеспечивающая их износостойкость и отсутствие выкрашивания и заедания, а также изгибная прочность. При действии в червячном зацеплении кратковременных перегрузок проводится проверка зубьев червячного колеса на изгиб по максимальной нагрузке. Для тела червяка осуществляется проверочный расчет на жесткость, а также проводится тепловой расчет. Проектирование осуществляется в два этапа: проектировочный - из условий контактной выносливости определяются основные размеры передачи и проверочный - при известных параметрах передачи в условиях ее работы определяются контактные и изгибные напряжения и сравниваются с допускаемыми по выносливости материала. Определяются силы, нагружающие подшипники и производится подбор подшипников по грузоподъемности.

Список использованной литературы

1. Дунаев П.Ф. Леликов О.П. Детали машин. Конструирование узлов и деталей машин: Учебное пособие для техн. спец. вузов. - 7-е изд., перераб. и доп. М.: - Высшая школа, 2001.

Размещено на Allbest.ru