ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ И РАСЧЕТ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НАРЕЗАЕМОГО КОЛЕСА

В данной лабораторной работе моделируется процесс нарезания зубьев долбяком.

Лабораторная установка (в дальнейшем прибор) состоит из прозрачного пластмассового диска и имитатора долбяка, смонтированных на общей панели. Согласованное перемещение диска и долбяка осуществляется с помощью гибкой нити, навитой на соосные (начальные) цилиндры заготовки и долбяка. Постоянное натяжение нити осуществляется с помощью подпружиненного рычага с роликом.

Круглая бумажная заготовка накалывается на три иглы, расположенные в средней части диска, и закрепляется металлической накладкой с помощью винта. В металлическую ось диска впрессована игла с небольшим вылетом острия. Эта игла намечает центр заготовки.

С помощью установочного винта, расположенного на ближней части панели рядом с клавишей, можно изменять станочное межосевое расстояние, вводя смещение инструмента. Величина смещения устанавливается по шкале, размещенной на ползуне рядом с установочным винтом.

Совместное прерывистое вращение долбяка и заготовки осуществляется с помощью клавиши, расположенной в средней части передней кромки прибора. Рабочее положение прибора наклонное. Оно обеспечивается откидывающейся подставкой, расположенной с тыльной (нижней) стороны прибора.

Исходные данные, необходимые для геометрических расчетов имеют следующие значения:

1) число зубьев долбяка ;

2) коэффициент смещения долбяка ;

3) модуль (выгравирован на долбяке);

3) коэффициент высоты головки зуба

4) коэффициент радиального зазора

5) угол профиля исходного контура

6) диаметр делительной окружности заготовки (выгравирован на долбяке);

Примечание: на долбяке, помимо модуля и диаметра делительной окружности, выгравирован и масштаб М, поэтому в расчетах следует принимать значение модуля равным (мм).

Геометрические расчеты рекомендуется производить в следующем порядке:

1) делительный диаметр долбяка

(7)

2) диаметр основной окружности долбяка

(8)

3) число зубьев нарезаемого колеса

; (9)

4) положительный коэффициент смещения инструмента, при котором исключается подрезание зубьев нарезаемого колеса

; (10)

5) положительное смещение инструмента, при котором исключается подрезание зубьев нарезаемого колеса (устанавливается с помощью шкалы);

; (11)

6) инволюта угла станочного зацепления

; (12)

7) угол станочного зацепления (определяется по таблице инволют или как решение трансцендентного уравнения (13));

8) коэффициент воспринимаемого смещения

; (14)

9) коэффициент уравнительного смещения

; (15)

10) диаметр делительной окружности нарезаемого колеса

; (16)

11) диаметр основной окружности нарезаемого колеса

; (17)

12) диаметр окружности вершин зубьев нарезаемого колеса

(18)

13) диаметр окружности впадин нарезаемого колеса

(19)

14) высота зуба нарезаемого колеса

; (20)

15) толщина зуба по делительной окружности нарезаемого колеса

; (21)

16) угол профиля зуба по окружности вершин нарезаемого колеса

; (22)

17) инволюта угла профиля зуба по окружности вершин нарезаемого колеса

; (23)

18) толщина зуба по окружности вершин нарезаемого колеса

. (25)

При выполнении расчетов геометрических параметров рекомендуется воспользоваться программой в системе Maple V, один из возможных вариантов которой представлен ниже.

> restart;

Исходные данные

> z0: =9: x0: =0: M: =5: ms: =3: m: =ms*M: z: =9: alpha: =(20*Pi/180):

Рассчетное значение коэффициента смещения, при котором отсутствует подрезание зубьев

> x: =evalf((17-z)/17);

Рассчетное значение величины смещения

> b: =x*m;

Принятое значение величины смещения, устанавливаемое на приборе

> bp: =7:

Принятое значение коэффициента смещения

> x: =evalf(bp/m);

Инволюта угла главного профиля

> inv_alpha: =evalf(tan(alpha)-alpha);

Инволюта угла станочного зацепления

> inv_alphaw: =evalf(inv_alpha+2*(x+x0)*tan(alpha)/(z0+z));

Примечание: При некоторых отрицательных коэффициентах смещения инволюта угла станочного зацепления может оказаться отрицательной. В этом случае следует уменьшить величину отрицательного смещения

> plot({inv_alphaw, tan(alphaw)-alphaw}, alphaw=10*Pi/180..30*Pi/180);

Угол станочного зацепления в радианах

> alphaw: =fsolve(inv_alphaw-tan(alphaw)+alphaw, alphaw=0.1..0.6);

Угол станочного зацнепления в градусах

> alphw_deg: =evalf(alphaw*180/Pi);

Коэффициент воспринимаемого смещения

> y: =evalf((z0+z)*((cos(alpha)/cos(alphaw))-1)/2);

Коэффициент уравнительного смещения

> deltay: =x0+x-y;

Диаметр делительной окружности

> d: =m*z;

Диаметр основной окружности

> db: =evalf(d*cos(alpha));

Диаметр окружности вершин

> da: =m*(z+2+2*x-2*deltay);

Диаметр окружности впадин

> df: =m*(z-2.5+2*x);

Высота зуба

> h: =m*(2.25-deltay);

Толщина зуба по делительной окружности

> s: =evalf(m*Pi/2+2*x*m*tan(alpha));

Угол профиля зуба по окружности вершин

> alphaa: =arccos(db/da);

Инволюта угла профиля зуба по окружности вершин

> invalphaa: =tan(alphaa)-alphaa;

Толщина зуба по окружности вершин

> sa: =(da/2)*(s/(d/2)+2*inv_alpha-2*invalphaa);

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

4.1. Поставить прибор в рабочее положение. Для этого необходимо откинуть подставку с тыльной стороны прибора.

4.2.Установить заготовку (бумажный круг) на диск прибора. Для этого следует снять накладку и поместить заготовку на диск так, чтобы она расположилась под имитатором долбяка. Наколов заготовку на три иглы, закрепить ее с помощью накладки и винта.

4.3. С помощью установочного винта и шкалы установить нулевое смещение инструмента ( ).

4.4. Нарезать три-четыре зуба колеса. Для этого контур зубьев долбяка очерчивается карандашом после каждого нажатия клавиши. При нажатии клавиши долбяк и заготовка, связанные гибкой нитью, поворачиваются на один шаг. При многократном нажатии клавиши и обводке контура зубьев долбяка карандашом на заготовке постепенно получится изображение зубьев " нарезаемого колеса".

4.5. После нарезания трех зубьев заготовка и долбяк поворачиваются без обводки карандашом зубьев долбяка (пропускаются примерно три зуба долбяка).

4.6. С помощью установочного винта и шкалы установить положительное смещение инструмента вычисленное по формулам (12) и (13).

4.7. Нарезать три зуба колеса с положительным смещением инструмента (см. п. 4.4).

4.8. С целью иллюстрации подреза зубьев, с помощью установочного винта и шкалы установить отрицательное смещение инструмента мм.

4.9. Нарезать три зуба колеса с отрицательным смещением (см. п.4.4).

4.10. На бумажном диске циркулем провести все расчетные окружности колес (основную, делительную, вершин зубьев и впадин).

4.11. Произвести обмер зубьев (нарезанных при нулевом, положительном и отрицательном смещениях инструмента): измерить толщины зубьев по делительным окружностям и окружностям вершин (допускается производить измерения по хордам); измерить диаметры делительных и основных окружностей, окружностей вершин и впадин.

4.12. Произвести расчеты геометрических параметров нарезанных фрагментов колес по зависимостям (7)-(25). Результаты свести в таблицу.

4.13. Сравнить результаты обмера с результатами расчета по аналитическим зависимостям.

4.14. Сделать выводы по работе.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

5.1. Тема и цель работы.

5.2. Исходные данные

5.2.1. Число зубьев долбяка ;

5.2.2. Коэффициент смещения долбяка ;

5.2.3. Модуль =…мм

5.2.4. Коэффициент высоты головки зуба

5.2.5. Коэффициент радиального зазора

5.2.6. Угол профиля исходного контура

5.2.7. Диаметр делительной окружности заготовки …мм;

5.2.8. Масштаб …

5.3. Круг с нарезанными зубьями

5.4. Таблица измеренных и рассчитанных параметров

Наименование параметра
Расчет	Измерение	Расчет	Измерение	Расчет	Измерение
Модуль
Число зубьев
Делит. диаметр (мм)
Диам. основной окр. (мм)
Диам. окр. вершин, (мм)
Диам. окр. впадин, (мм)
Толщ. зуба по дел. окр., (мм)
Толщ. зуба по окр. вер., (мм)

5.5. Выводы по работе

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

6.1. На какие группы подразделяются технологические процессы изготовления зубчатых колес?

6.2. Какова особенность профиля зуборезного инструмента работающего по методу копирования и по методу обкатки?

6.3. В чем заключается причина низкой точности зубчатых колес, нарезанных по методу копирования?

6.4. Почему для метода копирования требуется значительно большее инструментальное хозяйство, чем для метода обкатки?

6.5. Какой из методов (копирования или обкатки) требует использования станков более сложной кинематики (например, зубофрезерных), а какой - более простых станков (например, фрезерных)?

6.6. Почему одним и тем же инструментом, работающим по методу обкатки, можно нарезать колеса данного модуля с разными числами зубьев?

6.7. Можно ли смещать инструмент (например, для устранения подреза) при нарезании по методу копирования?

6.8. Дайте определение исходного контура, исходного производящего контура.

6.9. Какой знак присваивается коэффициенту смещения при удалении делительной прямой исходного контура от оси колеса (заготовки)?

6.10. Каких положительных качеств колеса и передачи можно добиться выбором рациональных коэффициентов смещения?

6.11. Какой инструмент называется долбяком?

6.12. Что представляет собой станочное зацепление?

6.13. Каким образом обеспечивается требуемое относительное движение заготовки и долбяка (на зубодолбежном станке и на учебном приборе?

6.14. Как можно влиять на геометрию нарезаемого, на зубодолбежном станке колеса (предполагается, что зуборезный инструмент - долбяк стандартный)?

6.15. В каком случае возникает подрез нарезаемого колеса (заострение вершин зубьев), если зуборезный инструмент - долбяк?

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

7.1. Теория механизмов и машин: Учеб. для втузов/К.В. Фролов, С.А. Попов, А.К. Мусатов и др.; Под ред. К.В. Фролова.-М.: Высш. шк., 1987.-496 с.

7.2. Ф.Л.Литвин Теория зубчатых зацеплений. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: - Наука, 1968.-

584 с.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №10

Тема работы: Экспериментальное определение момента инерции шатуна.

Цель работы:

- изучение понятия момента инерции твердого тела;

- освоение методики экспериментального определения моментов инерции твердых тел сложной конфигурации.

1 2 3 45