Методы геометро-кинематического анализа и синтеза пространственных фрикционных передач с замкнутой системой тел качения

• Автор: Федченко, Евгений Михайлович
• Шифр специальности: 05.02.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Курган
• Количество страниц: 256 с. : ил.

1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ФРИКЦИОННЫХ ПЕРЕДАЧ

1.1 Опыт эксплуатации фрикционных передач

1.2 Технические решения современных фрикционных передач

1.3 Особенности фрикционных передач с ЗСТК. Пространственные передачи на основе ЗСТК

1.4 Постановка задач исследования

2. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ СТРОЕНИЯ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗСТК

2.1 Геометрия звеньев в пространственных ЗСТК

2.2 Задание положения звеньев в пространственных ЗСТК

2.3 Параметрическое описание поверхностей звеньев ЗСТК

2.4 Описание геометрии звеньев ЗСТК на основе Л-функций. Выявление контактов и интерференций между звеньями ЗСТК

2.5 Условие рабочего контакта поверхностей звеньев в ЗСТК

2.5.1 Сопряжение конических и плоских рабочих поверхностей звеньев пространственных ЗСТК по их вершинам
2.5.2 Угловое сопряжение рабочих поверхностей звеньев пространственных ЗСТК
2.5.3 Сопряжение цилиндрических рабочих поверхностей звеньев пространственных ЗСТК по расстоянию между их осями
2.5.3 Сопряжение рабочих поверхностей звеньев
пространственных ЗСТК по их образующим отрезкам
2.6 Выводы по главе

3. СВЯЗИ В ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ЗСТК. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ И СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ ЗСТК
3.1 Кинематические связи в ЗСТК и их описание. Кинематическая совместимость ЗСТК
3.2 Нормальные связи в ЗСТК и их описание. Геометрическая неизменяемость ЗСТК
3.3 Выводы по главе
4. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ РАСЧЕТА ГЕОМЕТРО-КИНЕМАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ФРИКЦИОННЫХ ПЕРЕДАЧ С
ПРОСТРАНСТВЕННЫМИ ЗСТК
4.1 Структурное описание пространственных ЗСТК
4.2 Геометрический синтез ЗСТК
4.3 Формирование и анализ информационной модели пространственных ЗСТК
4.4 Геометрический анализ пространственных ЗСТК
4.5 Структурный анализ ЗСТК
4.6 Кинематический анализ ЗСТК
4.7 Выводы по главе
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ФРИКЦИОННЫХ МЕХАНИЗМОВ С ЗСТК
5.1 Синтез пространственной ЗСТК
5.2 Увеличение многопоточности пространственной ЗСТК
5.3 Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Параметры информационной модели сегмента
пространственного механизма
Приложение 2. Структура пространственного механизма с ЗСТК в
кодовом виде
Приложение 3. Дерево ассоциативных связей параметра
«Звено5 .Поверхность2.К»

С появлением новых потребностей техники, а также развитием технологических возможностей машиностроения, все большее внимание уделяется высокоскоростным силовым передачам постоянного передаточного отношения. Для передачи вращения в силовых приводах современных машин чаще других применяются зубчатые механизмы. Однако в ряде случаев это обусловлено не столько объективными преимуществами зубчатых передач, сколько недостаточной изученностью других видов механических передач, в том числе фрикционных.
Большинство фрикционных передач превосходят зубчатые в быстроходности, бесшумности и КПД, но проигрывают им в нагрузочной способности. Последнее обстоятельство удается частично скомпенсировать за счет применения рациональных конструкций, в частности, многопоточных схем передач. Использование многопоточных схем позволяет одновременно избавиться от некоторых деталей и опор звеньев во вращательном движении, так как их функции могут выполнять сами фрикционные катки, образуя замкнутую систему тел качения (ЗСТК). Данное свойство ЗСТК позволяет создавать механизмы, не содержащие или почти не содержащие подшипников, что может существенно упростить конструкцию и создает предпосылки для дополнительного повышения КПД и быстроходности.
На данный момент получены достаточно полные представления о закономерностях строения и методах расчета ЗСТК с цилиндрическими рабочими поверхностями. Известно множество схем бессепараторных подшипников и фрикционных передач, содержащих плоские ЗСТК. Тенденция развития механических фрикционных передач состоит в повышении их быстроходности, КПД и улучшении тяговых свойств. Данному направлению удовлетворяют механизмы с пространственной замкнутой системой тел качения. В настоящее время отсутствуют систематические представления о закономерностях строения и методах

+ *
Запишем координаты векторов ЬМ и ЬМх в плоскости ХрОрУр , где
, *
ЬМх - проекция вектора ЬМ на ось ОрХР
ш'=(х‘-|,у',оМ(?;у-х),аа,0
I 2(у — у)

^(У±У)(х-х)
2(У-У)
(2.1.3)
Заметим, что точка М выбрана таким образом на случай касания одного из концов отрезка ММ оси ОрХр, что допускается ограничениями (2.1.1), налагаемыми на образующий отрезок.
* ► *
Косинус угла а найдем как косинус угла между векторами ЬМ и ЬМх
соьа
"(у + уХх-х)^ 2(У-У)
2(У-У)

'(у + у)(х-х)У ,Г(у + у)У К (у + у)(х - х)
2(У-у)
или, после преобразований
соьа
| X - X I
7(х - х) +(у-у)2
(2.1.4)
Составим формулу для вычисления синуса того же угла

= л/і-сов2а

Л/(х-х)2+( у-у)2
(2.1.5)
Проанализируем результаты. В формулах (2.1.4) и (2.1.5) получены модули в верхних частях выражений. Это означает, что для любого