Передачи, применяемые в станках

В приводах металлорежущих станков находят применение следующие передачи:

1. ременная;

2. цепная;

3. зубчатая;

4) червячная;

1. реечная;

2. передача винтом и гайкой.

Условимся везде в дальнейшем называть термином передаточное отношение "i" числа n_вм об/мин ведомого вала к числу n _вщ об /мин ведущего вала, т.е.

.

Для всех видов передач, связывающий ведомый вал с ведущим, справедливо соотношение

1. ременная передача осуществляется плоскими, клиновидными и реже круглыми ремнями через шкивы, сидящие на ведущем и ведомом валах.

Передаточное отношение ременной передачи

,

а с учетом проскальзывания ремней

, ( )

– коэффициент проскальзывания ремней;

– диаметры шкивов , мм ;

2) цепная передача состоит из двух звездочек с параллельными осями, соединенных бесшумной или роликовой цепью

;

3) зубчатая передача осуществляется цилиндрическими или коническими зубчатыми колесами.

Передаточное отношение зубчатой передачи

;

Некоторые зубчатые колеса механизмов являются одновременно ведущими и ведомыми. Такие колеса называют паразитными. Наличие паразитного колеса не изменяет общего передаточного отношения. Назначение этих колес – изменять направление вращения ведомого вала;

4) червячная передача состоит из червяка и червячного зубчатого колеса. Если червяк имеет К заходов, а число зубьев червячного колеса равно Z ,

то

;

5) реечная передача осуществляется зубчатым колесом и рейкой или червяком и рейкой. Эта передача преобразует вращательное движение зубчатого колеса или червяка в поступательное движение рейки. Если число зубьев реечного колеса Z , а шаг рейки i,

(мм).

Для червяка рейки

(мм).

6) винт и гайка. Передача предназначена для преобразования вращательного движения винта в поступательное перемещение гайки. За n оборотов винта гайка пройдет

, мм,

где к – число заходов резьбы.

Названные передачи, расположенные в необходимой и определенной последовательности и осуществляющие в станках пере дачу движений представляют собой кинематическую цепь.

Условное изображение кинематической цепи называется кинематической схемой.

Основным параметром кинематической цепи является:

полное передаточное отношение кинематической цепи равно произведению передаточных отношений всех звеньев, входящих в цепь. Зная число оборотов ведущего вала I, можно определить число оборотов ведомого вала VI (или любого ведомого в середине). Определим

Элементарные механизмы станков

т.е. при m = const сумма зубьев передач в группе одинакова. Коробка скоростей или подач может содержать несколько групп передач.

Здесь две группы передач: между валами I-II – две передачи; II-III – 3 передачи. В I группе передач – две передачи: ; . Следовательно II вал получит два числа оборотов:

; .

Каждое из этих чисел оборотов будет во II группе передаваться через 3 передачи и получим

;

;

;

;

;

.

Таким образом, число передач в кинематической цепи равно произведению чисел передач отдельных групп, входящих в эту цепь. По такому принципу создают коробки скоростей почти всех станков.

Основное достоинство механизмов с передвижными блоками – их простота. Колеса, не участвующие в передаче рабочих нагрузок, не изнашиваются. К числу недостатков можно отнести невозможность переключения передачи на ходу и сравнительно большие осевые габаритные размеры;

2) механизм с шестеренчатым конусом или механизм Нартона.

Передвижное колесо находится в зацеплении с накидным зубчатым колесом Z₇, смонтированным в рамке 5. Поворачивая и перемещая рамку вдоль оси вала I можно вводить в зацепление колесо Z ₇ с колесами Z₁, Z₂, Z₃, Z₄, образующими блок.

Для удержания колес работающей передачи в зацеплении предусмотрен фиксатор. Количество колес в конусе Нортона достигает 12. Блок может быть как ведущим, так и ведомым звеном. Если вал I – ведущий, то передаточные отношения будут i₁ = Z₆/Z₄ , i₂=Z₆/Z₃, i₃ = Z₆/Z₂, i₄ = Z₆/Z₁, тогда i₁ < i₂< iз< i₄. Достоинством данного механизма является большой диапазон регулирования, простота конструкции и комплектность.

Недостатки рассмотренного механизма: малая жесткость сцепления колес из-за слабой фиксации и закрепления рамки, ненадежная смазка.

Применяется в цепях подач.

3) механизм перебора геометрического ряда или механизм Меандры..

Здесь три группы колес: малые (Z₁ = Z₅ = Z_М); средние (Z_з = Z₄ = Z₇ = Z_с) и большие (Z₂=Z₆=Z₈=Z_б).

Передвижное колесо 8 непосредственно входит в контакт только с большими колесами Z₂, Z_6, Z₈, Z_б вследствие чего количество ступеней скорости уменьшается вдвое. Если принять Z_м:Z₆=1:4–ряд передаточных отношений при перемещении колеса 8 вправо будет

Эта схема механизма обладает значительно большей жесткостью сцепления колес. Количество блоков, устанавливаемых на валах I и II, зависит от числа ступеней скорости вращения вала III и обычно не превышает семи-восьми. Знаменатель ряда φ чаще всего равен 2.

4) механизм перебора (ступень возврата). Вращение колеса Z₁ может быть передано валу I через перебор по цепи колес Z₁-Z₂, Z₄-Z₃ и непосредственно, если переместить колесо Z₃ влево до сцепления торцев кулачков полумуфт. Вал II, колеса Z₂ и Z₄ называются переборными. Таким образом, вал I может иметь 2 скорости вращения.