Определение положений, скоростей и ускорений звеньев механизма методом планов (стр. 3 из 4)
Инженерная методика расчета заключается в использовании дополнительных конусов.
Дополнительным делительным конусом называют соосную коническую поверхность, образующая которого перпендикулярна образующей делительного конуса конического зубчатого колеса. Введение дополнительных конусов позволяет рассматривать взаимодействие профилей зубьев не на сфере, а на поверхности соприкасающихся со сферой дополнительных конусов. Если дополнительные конусы развернуть на плоскость, то профили зубьев становятся плоскими кривыми, достаточно близкими к обычным эвольвентам, соответствующим определенным размерам основных окружностей, радиусы которых находят для эквивалентной цилиндрической передачи. Каждое из зубчатых колес такой передачи называют эквивалентным цилиндрическим зубчатым колесом с числами зубьев zvt1 и zvt2 в отличие от чисел зубьев z1 и z2 на конических колесах.
Связь между числами зубьев z1 и zvt1 или z2 и zvt2 легко установить при рассмотрении размеров концентрических окружностей конического и эквивалентного цилиндрического колес:
rvte1 = 0,5de1/cos 
1 = 0,5mez1/cos 1 = 0,5mezvt1;
rvte2 = 0,5de2/cos 2 = 0,5mez1/cos 2 = 0,5mezvt2
Расчет параметров конической передачи проводят а такой последовательности: число зубьев плоского колеса:
при 
=90°
внешнее конусное расстояние:
Re = 0,5mezc
ширина зубчатого венца b 
0,3Re или b 10me; коэффициент ширины зубчатого венца kbe = b/Rwe = 0,2 
0,3; угол делительного конуса
1 = arctg (sin / (z2/z1 + cos )); 2 = - 1; при =90°, 
1 = arctg (z1/z2);
коэффициент смещения исходного контура x1 = 0 0,6 в зависимости от числа зубьев z1 и передаточного отношения передачи; x2 = - x1;
x1 
x1min = 1,068 - 0,058z1/cos 1
коэффициент изменения расчётной толщины зуба исходного контура
x 
1 = 0,03 - 0,008 (z2/z1 - 2,5); x 2 = - x 1
Расчёт параметров зубчатых колёс проводят по следующим расчётным формулам: внешняя высота головки зуба
hae1 = (h*a + x1) me; hae2 = 2h*ame - hae1;
внешняя высота ножки зуба
hfe1= hae2 + c*me; hfe2 = hae1 + c*me;
внешняя высота зуба
he = hae + hfe;
внешняя окружная толщина зуба
se1 = (0,5 
+ 2x1tg 
+ x 
1) me; se2 = me - se1;
угол ножки зуба
f1 = arctg hfe1/Re;
f2 = arctg hfe2/Re;
угол головки зуба
1 < f2; a2 < f1
угол конуса вершин
a1 = 1 + a1; a2 = 2 + a2
угол конуса впадин
f1 = 1 + f1; f2 = 2 + f2
внешний делительный диаметр
de1 = mez1; de2 = mez2
внешний диаметр вершин зубьев
dae1 = de1 + 2hae1 
cos 1; dae2 = de2 + 2hae2 cos 2
Валы, отличие валов от осей. Принцип конструирования валов. Проектный расчет валов на кручение
Наблюдали ли вы разрушение валов? В чем причина, каков характер разрушения?
Валы и оси предназначены для поддержания, установки и крепления на них вращающихся деталей механизмов типа зубчатых колес, шкивов, полумуфт, муфт, маховичков, указателей и т.д. Вал отличается от оси тем, что передает вращающий момент от одной детали к другой, а ось не передает. Вал всегда вращается, а ось может быть вращающейся или невращающейся. Различают валы прямые, коленчатые и гибкие. Наибольшее распространение имеют прямые валы. Коленчатые валы применяют в поршневых машинах. Гибкие валы допускают передачу вращения при больших перегибах. По конструкции различают валы и оси гладкие, фасонные или ступенчатые, а также сплошные и полые. Образование ступеней на валу связано с закреплением деталей или самого вала в осевом направлении, а также с возможностью монтажа детали при посадках с натягом. Полыми валы изготовляют для уменьшения массы или в тех случаях, когда через вал пропускают другую деталь, подводят масло и пр. Прямые валы изготовляют преимущественно из углеродистых и легированных сталей. Чаще других применяют сталь Ст5 для валов без термообработки; сталь 45 или 40Х для валов с термообработкой (улучшение); сталь 20 или 20Х для быстроходных валов на подшипниках скольжения.
Диаметры посадочных поверхностей валов и осей под ступицы насаживаемых деталей выбирают по ГОСТу из стандартного ряда линейных размеров, а диаметры цапф под подшипники качения - из стандартного ряда диаметров внутреннего кольца подшипников качения. Для уменьшения концентрации напряжений изменение диаметра ступенчатого вала выполняют плавным переходом - галтелью - по возможно большему радиусу. Длина каждой ступени вала определяется шириной насаженных на него деталей: ступиц зубчатых колес, муфт, подшипников, крышек подшипников и т.д. Она должна обеспечивать возможности точной обработки, сборки и съема деталей. Детали на валах и осях крепятся с помощью цилиндрических или конических штифтов при d ³ 6 мм, - с помощью призматических или сегментных шпонок. Размеры штифтов, шпонок должны соответствовать размерам вала, например диаметр штифта dш £ (0,2 … 0,25) d. Торцы осей и валов и их ступеней выполняют с конусными фасками для облегчения посадки деталей и снятия заусенцев, которые могут быть причиной травматизма при сборке. Сопряжение вала с насаженными на него деталями осуществляется, как правило, в системе отверстия по переходным посадкам или посадкам с минимальным зазором (H/h), обеспечивающим точное центрирование и допускающим разборку и повторную сборку узла. Размеры посадочных поверхностей вала выполняются по шестому квалитету, в особо точных узлах - по пятому, при соответствии требуемой точности параметров шероховатости. Точность отверстия насаженных деталей принимается, как правило, на один квалитет грубее, т.е. квалитет отверстия больше квалитета вала.