Разработка и исследование зубчатых эксцентриковых подшипников и механизмов, построенных на их базе

• Автор: Курасов, Дмитрий Алексеевич
• Шифр специальности: 05.02.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Курган
• Количество страниц: 140 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. МЕХАНИЗМЫ, СОВМЕЩАЮЩИЕ ФУНКЦИИ РЕДУКЦИИ И ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ В КОЛЕБАТЕЛЬНОЕ, И ДРУГИЕ АНАЛОГИ ЗЭП СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
1.1. Зубчато-рычажные механизмы и методы их исследования
1.2. Фрикционные эксцентриковые подшипники
1.3. Фрикционные механизмы с замкнутыми системами тел качения (ЗСТК)
1.4. Зубчатые подшипники
1.5. Выводы по главе
2. ВОЗМОЖНЫЕ ВАРИАНТЫ РЕАЛИЗАЦИИ ЦЕНТРОИДНОЙ ПАРЫ
2.1. Беззарное прямозубое эвольвентное зацепление
2.2. Зацепление Новикова
2.3. Сочетание зубчатых зацеплений и дорожек качения
2.4. Выводы по главе
3. СТРУКТУРА И КОСТРУКЦИИ ЗЭП
3.1. Закономерности строения и структурный синтез ЗЭП
3.2. Выбор структурных схем и разработка принципиальных конструкций ЗЭП
3.3. Выводы по главе
4. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ СУЩЕСТВОВАНИЯ ЗЭП
4.1. Условие невыпадения сателлитов
4.2. Условие сборки ЗЭП
4.3. Условие соответствия начальных диаметров колёс их расположению
4.4. Примерный алгоритм геометрического расчёта ЗЭП по условиям сборки
4.5. Выводы по главе

5. КИНЕМАТИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ЗЭП И МЕХАНИЗМОВ, ПОСТРОЕННЫХ НА ИХ БАЗЕ
5.1. Кинематические возможности ЗЭП и ЗЭПН
5.2. Кинематика кривошипно-ползунного механизма с зубчатым эксцентриковым подшипником
5.3. Модификация закона движения ползуна по принципу сложения двух гармоник
5.4. Выводы по главе
6. СИЛОВОЙ АНАЛИЗ ЗЭП
6.1. Заменяющий механизм
6.2. Метод решения задачи силового анализа ЗЭП
6.3 Определение углов для схемы ЗЭП
6.4. Метод решения задачи силового анализа для ЗЭПн
6.5. Алгоритмы и примеры силового расчёта ЗЭП и ЗЭПн
6.6. Выводы по главе
7. ВОПРОСЫ ПРОЧНОСТИ, РАЦИОНАЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ СООТНОШЕНИЯ, ИСПЫТАНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ

7.1. Прочность элементов ЗЭП
7.2. Характерные режимы нагружения и рациональные параметрические соотношения ЗЭП
7.3. Испытания ЗЭП
7.4. Перспективы применения ЗЭП
7.5. Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Одним из направлений уменьшения стоимости, упрощения конструкции, снижения металлоёмкости машин является использование элементов, совмещающих в себе несколько функций.
В машиностроении широко распространены механизмы, преобразующие вращательное движение в колебательное (возвратно-поступательное или возвратно-вращательное). Как правило, они используются в сочетании с редуктором. Обычно это рычажные механизмы, содержащие кривошип или эксцентрик, совмещённые с зубчатой или ремённой передачей. Совершенствование таких конструкций может быть достигнуто путём применения одного механизма, соединяющего в себе функции преобразователя и редуктора.
Подобную задачу решают зубчато-рычажные механизмы, но они сложны и громоздки. Более простое конструктивное решение - это фрикционные эксцентриковые подшипники. Однако они имеют серьёзные недостатки: износ сепаратора, ограниченная величина эксцентриситета, обусловленная коэффициентом трения, непостоянство передаточного отношения.
Указанные недостатки эксцентрикового подшипника могут быть устранены заменой фрикционных связей тел качения и колец зубчатыми зацеплениями. Такой механизм будем называть «зубчатый эксцентриковый подшипник» (ЗЭП). Подобный подшипник до настоящего времени не нашёл применения в машиностроении и не был предметом научного изучения. В силу сказанного, исследование структурных, геометрических, кинематических и силовых характеристик этого механизма является актуальной задачей, решение которой позволит существенно упростить конструкцию и удешевить изготовление приводов многих машин, а также расширить их кинематические и функциональные возможности.

Соответствующие расчёты выполнены для параметров зацепления а = 20°, й*= 1, т = 1 и представлены на рис.2.2.
Рис. 2.2. Границы существования эвольвентного зубчатого зацепления при а =20°, й° = 1, т = 1,
1 - линия £=1,0; 2 - линия £ = 1,2; 3 - граница допустимого подрезания зуба
колеса г2
Максимально возможный угол зацепления здесь достигает сравнительно небольших величин аш = 28-30° при е = 1 и аш= 26,5° при е = 1,2. Любопытно, что он практически не зависит от числа зубьев г, = г2, так как с ростом числа зубьев уменьшается коэффициент смещения х, = х2 допустимый по условию существования зацепления (£ > 1). Толщина зуба больше предельной (5а > 0,2-т) со значительным запасом.
Результаты расчёта для зацепления, соответствующего исходному контуру с параметрами а = 30°, й*= 1, т = 1, показаны на рис. 2.3.