10. Электромеханические приводы подачи со ступенчатым регулированием

10.1. Структуры и механизмы приводов

Токарно-винторезные, вертикально-сверлильные и станки других типов имеют приводы подачи, кинематически связанные с главным приводом (рис. 10.1,.а, б) . Шпиндель получает вращение от электродвигателя М через коробку скоростей с регулируемым передаточным отношением / и ряд постоянных передач i _n . Тяговый механизм привода подачи связан со шпинделем с помощью коробки передач или сменных колес с регулируемым передаточным отношением i _s и постоянных передач i _s .Фрезерные и другие станки имеют привод подачи с отдельным электродвигателем (рис. 10.1, в, г) .

Для изменения подачи применяют коробки передач с передвижными ко­лесами или электромагнитными муфтами, сменные зубчатые колеса и спе­циальные механизмы. Компактный механизм со ступенчатым конусом (рис. 10.2, а) позволяет получать от 4 до 12 ступеней подачи. В цепь подачи он может быть включен таким образом, что от конуса зубчатых колес движение с помощью колес г_г и г передается на вал Л каретки или в обратном направлении —отвала II каретки на вал / конуса. Недостатком механизма является пониженная жесткость.

Механизм с вытяжной шпонкой (рис. 10,2,6) состоит из колес, находя­щихся в постоянном зацеплении. На валу / колеса закреплены, на валу II установлены свободно. Вытяжная шпонка, которую можно перемещать вдоль прорези в валу, входит в шпоночный паз одного из колес и связывает его

с валом П. В этом компактном механизме можно установить косозубые ко­леса. Механизм имеет сравнительно малую жесткость.

Механизм типа меандра (рис. 10.2, в) состоит из нескольких одинаковых зубчатых блоков и передвижной каретки с накидным или передвижным коле­сом. Зубчатые блоки, за исключением одного, на валах установлены свобод­но. Передаточные отношения передач образуют геометрический ряд. Для ме­ханизма характерны малые осевые габариты, большой диапазон регулирова­ния и в то же время пониженные жесткость и износостойкость.

Приводы подачи со ступенчатым регулированием применяют в универ­сальных неавтоматизированных станках, а также в редко переналаживаемых автоматах и полуавтоматах.

10.2. Кинематический расчет привода

Исходными данными при проектировании привода подачи со ступенчатым регулированием являются минимальная подача максимальная подача , число ступеней подачи z, тип ряда подач (геометрический или арифмети­ческий) , тип станка, для которого проектируется привод. С типом станка свя­заны структура привода подачи (общая или раздельная) , характер движения подачи (непрерывное или периодическое), вид тягового механизма, уровни скорости подачи, необходимая точность настройки. Рассмотрим несколько случаев.

1. Проектируется раздельный привод подачи с регулированием по геомет­рическому ряду при применении в качестве тягового механизма винтовой пе­редачи (см. рис. 10.1, в) . Заданы значения минутной подачи S_mb и 5_тах ,

По исходным данным определяют диапазон регулирования привода

знаменатель ряда подач

Значение R_s округляют до ближайшего, рекомендуемого для станков данно­го типа (табл. 10.1).

Получив значения подач ряда, округляют их до стандартных. Если крайние значения существенно отличаются от заданных, возможна коррекция z. В ре­зультате получают ряд подач:

Ориентируясь на существующие станки, принимают шаг ходового винта р. Определяют ряд его частот вращения (об/мин), соответствующий ряду подач:

Дальнейший расчет привода подачи выполняют аналогично расчету главно­го привода. Одиночные передачи, необходимые для редукции частоты враще­ния, располагают между коробкой подач и тяговым устройством и этим уменьшают крутящие моменты на ее валах. Изменение передаточных отноше­ний зубчатых передач в коробке подач допускается в интервале от 0,2 до 2,8.

2. Проектируется раздельный привод подачи с регулированием по геометрическому ряду при применении в качестве тягового механизма пары зубчатое колесо—рейка (см.рис. 10.1,г).

Ориентируясь на существующие станки, принимают число зубьев z и модуль т реечного колеса и вычисляют длину его делительной окружности u mz . Затем определяют ряд частот вращения реечного колеса (об/мин):

3. Проектируется общий привод подачи с регулированием по геометрическому ряду при применении в качестве тягового механизма винтовой передачи (см. рис. 10.1, а). Подача задается в миллиметрах на оборот.

В качестве первого вала привода принимают шпиндель станка и за его расчетное число оборотов — 1 оборот. Частоты вращения ходового винта отно­сят к одному обороту шпинделя.

4. Проектируется общий привод подачи с регулированием по геометрическому ряду при применении в качестве тягового механизма передачи зубчатое колесо - рейка (см. рис. 10.1, б). Подача задается в миллиметрах на оборот.

При построении графика частот вращения в качестве первого вала прини­мают шпиндель станка. За расчетное число оборотов шпинделя принимают 1 оборот- Частоты вращения реечного колеса относят к одному обороту шпин­деля.