Проектирование мелкомодульных передач и зубчато-кулачкового ограничителя вращения.

Общие сведения.

Зубчаты передачи, применяемые в приборостроении, основаны на тех же принципах построения зацеплений и теории расчета, что и в общем машиностроении. Отличием является то, что в приборостроении они в большинстве случаев предназначены для передачи незначительных усилий и крутящих моментов, а размеры определяются не расчетом на прочность, а конструктивными соображениями и оптимизацией компоновки отдельных элементов и узлов приборов. Расчет ведется исходя из желаемой долговечности работы передачи, то есть полного числа оборотов, которые должна сделать передачи, прежде, чем люфт в ней в следствии износа достигнет предельно допускаемой величины.

Основные требования в ненагруженных отсчетных линиях – требования постоянства передаточного числа в любой момент времени, то есть равномерности и плавности вращения. Поэтому для достижения быстрой приработки сопряжённой пары колес выбирают передаточное отношение в парах

или

….,

то есть число зубьев большего колеса должно без остатка делиться на число зубьев меньшего колеса.

Приборостроение, как и в машиностроении, наибольшее распространение получило эвольвентное зацепление, при котором боковые профили зубьев образуются двумя симметричными эвольвентами.

Мелкомодульные зубчаты колеса, работающие в ненагруженных отсчетных устройствах с окружной скоростью м/с обычно изготавливают из стали 35, с более высокой окружной скоростью и небольшом удельном давлении на зубья применяют стали 45, 50. Коррозионностойкие колеса изготавливают из нержавеющих сталей 9Х18; 2Х13; 40Х; 30ХГН.

Передаточное число для металлических колёс рекомендуется выбирать в пределах:

для метало - цилиндрических колес находится в пределах

В точных приборах применяют колеса с наименьшим числом зубьев равным 25, что увеличивает точность изготовления зубчатых колес.

Число зубьев свыше 240 рекомендуется принимать кратным 10.

С целью уменьшении номенклатуры зуборезного измерительного инструмента ряд модулей ограничивается, и наиболее предпочтительными являются:

- по первому ряду: 0,3; 0,5; 1; 2; 3; 5;

- по второму ряду: 0,2; 0,8; 1,5; 2,5; 4; 6.

Для мелкомодульных приборных механизмов необходимо совместное удовлетворение ряда критерий: к.п.д. передачи, суммарная угловая скорость, приведённый момент инерции, габаритные размеры. Теоретические исследования показывают, что угловая скорость, приведённый момент инерции Iпр и к.п.д. имеют лучшие показатели при больших передаточных отношениях, особенно

тихоходных передачах. Поэтому принцип разбивки основывается на следующем условии:

В случае равенства передаточных отношений в механизме используют одинаковые зубчатые колеса, и передаточные отношения определяются по формуле

,

где k – число ступеней

j – передаточное отношение j-той ступени.

Оптимальное число ступеней k_опт определяется: