Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

1463

.pdf
Скачиваний:
7
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
27.3 Mб
Скачать

полнить междуосевое расстояние. Передаточное отношение смен­ ных зубчатых колес составляет при одной паре их

и при двух парах

 

а д ,

 

^СМ-- w

где

/См — передаточное отношение сменных зубчатых колес;.

 

Za, ZB— ведущее зубчатое колесо;

 

Ze, Zr — ведомое зубчатое колесо.

 

Число оборотов ведомого вала равняется

 

Явм — ЯвЩ^СМ’

 

Недостатком изменения числа оборотов посредством подбора

и перестановки сменных зубчатых колес является неудобство этой перестановки.

Сменные зубчатые колеса применяют почти исключительно в кинематической цепи подачи.

Зубчатые переборы

Зубчатый перебор — это две пары зубчатых колес, из которых ведущее первой пары и ведомое второй пары сидят на ведомом валу, а ведомое первой пары и ведущее второй пары — на проме­ жуточном валу. Ведущий вал заменяют в зубчатом переборе Етулкой, которая свободно вращается на ведомом валу.

Самым простым является накидной зубчатый перебор (рис. 284, а).

На ведомом валу свободно сидит втулка с неподвижным одно­ ступенчатым или многоступенчатым шкивом и неподвижным ве­ дущим зубчатым колесом первой пары. На изогнутом промежу­ точном валу свободно сидит втулка, на концах которой находятся неподвижные ведомое зубчатое колесо первой пары и ведущее зубчатое колесо второй пары. Наконец, на ведомом валу непо­ движно сидит ведомое колесо второй пары. Для выключения зубчатого перебора изогнутый промежуточный валик откиды­ вается и зубчатые колеса, сидящие на его втулке, выходят из за­ цепления с колесами на ведомом валу. Одновременно ведущая втулка соединяется выдвижным пальцем с зубчатым колесом, си­ дящим на ведомом валу неподвижно и, таким образом, непосред­

ственно передает ему движение. Передато.чное отношение при включенном переборе составляет

, _ ztz3 *П6р ~ z^z7’

где /Пер — передаточное отношение перебора;

Zb Z3— число зубьев ведущего зубчатого колеса; Z2, Z4 — число зубьев ведомого зубчатого колеса.

Рис. 284. Зубчатые переборы:

а — накидной; б — с кулачковой или

фрикционной муфтой;

в

двойной с передвижными зубчатыми

колесами; г — двойной с

ку­

лачковыми или фрикционными муфтами

 

Число оборотов ведомого вала при включенном зубчатом пе­ реборе составляет

^вм = ^вщ^пер»

а при выключенном переборе оно равняется числу оборотов шки­ ва. Зубчатый перебор удваивает количество ступеней чисел обо­ ротов, которое дает шкив. Так, при одноступенчатом шкиве получается два разных числа оборотов, т. е. с перебором и без него, а при трехступенчатом шкиве шесть разных чисел оборотов, из которых три с перебором и три без перебора.

Зубчатый перебор с кулачковой или фрикционной муфтой отличается от накидного перебора способом включения и выклю­ чения (рис. 284, б). В связи с этим промежуточный вал делают прямым, на нем нет втулки, и зубчатые колеса сидят неподвижно. На ведомом валу помещают на скользящей шпонке кулачковую или фрикционную муфту. Перемещаясь вдоль вала, она соеди­ няет с ним или ведомое зубчатое колесо второй пары и тем самым включает перебор, или непосредственно соединяет с ведомым валом ведущую втулку, и тогда зубчатые колеса перебора про­ должают вращаться, не выполняя работы. Передаточное отно­ шение и числа оборотов подсчитывают так же.

Двойной зубчатый перебор служит для того, чтобы утраивать количество ступеней чисел оборотов. Так, при одноступенчатом шкиве он дает три разных числа оборотов, а при трехступенчатом девять разных чисел оборотов ведомого вала.

Двойной зубчатый перебор с передвижными зубчатыми коле­ сами отличается от простого перебора заменой первой пары зуб­ чатых колес двумя парами, из которых одновременно работает только одна (рис. 284,в). Включение в работу той или другой пары осуществляется передвижением вдоль промежуточного вала втулки на скользящей шпонке. На втулке неподвижно сидят ве­ домые колеса и при передвижении с втулкой одно из них входит в зацепление с соответственным ведущим колесом. Таким обра­ зом, получаются два передаточных отношения зубчатого пе­

ребора:

_Z3Z5

_.

*пеР‘ Zo2V

перг ~ Z4Zo’

где Zb Z3, Z5— число зубьев ведущего зубчатого колеса; Z2, Z4, Z6 — число зубьев ведомого зубчатого колеса.

Числа оборотов ведомого вала при работе с перебором рав­ няются

^DMt = ^ в щ ^ п е р р ^ в м 2 = ^вщ ^перг»

а при работе без перебора число оборотов ведомого вала рав­ няется числу оборотов шкива.

В двойном переборе с кулачковыми или фрикционными муф­ тами ведомые колеса первых двух пар не передвигаются с втул­ кой по промежуточному валу, а сидят на нем свободно, находясь в постоянном зацеплении с ведущими зубчатыми колесами и все время с ними вращаясь (рис. 284, г). Для сообщения вращения промежуточному валу на нем между ведомыми зубчатыми коле­ сами сидит на скользящей шпонке кулачковая или фрикционная муфта. Она, передвигаясь по валу, соединяет с ним одно из ведо­ мых зубчатых колес. Передаточные отношения и числа оборотов ведомого вала остаются такими же, как в предыдущем случае.

33 Ы. А. Баринов и др.

Достоинствами накидного зубчатого перебора и перебора с передвижными зубчатыми колесами являются удобное переклю­ чение и отсутствие зацеплений зубчатых колес при работе без перебора, а недостатком — невозможность переключения на ходу. Недостатками зубчатых переборов с кулачковой муфтой является необходимость проворачивания валов из-за несовпадения кулач­ ков и впадин, зацепление неработающих зубчатых колес, их вра­ щение, износ и потеря мощности и невозможность переключения на ходу. Достоинство зубчатых переборов с фрикционной муфтой заключается в возможности переключения на ходу и в плавности и безударности этого переключения. Недостатками этих перебо­ ров являются износ неработающих зубчатых колес, ввиду их за­ цепления и вращения, и потеря при этом мощности, а также большие габариты перебора. *

Зубчатые переборы применяют только в кинематической цепи рабочего движения.

Коробки передач

Если в зубчатых переборах первое ведущее и последнее ведо­ мое зубчатые колеса сидят на одном валу, то в коробках передач ведущие и ведомые зубчатые колеса размещаются на параллель­ ных валах. Ниже рассматриваются элементарные механизмы, ко­ торые в простых коробках передач являются полной кинематиче­ ской цепью коробки, а в сложных коробках передач частью этой цепи.

В коробке передач с передвижными зубчатыми колесами на ведущем валу сидят неподвижно два или три ведущих зубчатых колеса (рис. 285,а). На ведомом валу такое же количество ведо­ мых зубчатых колес сидит неподвижно на втулке, образуя вместе с ней передвижной блок на скользящей шпонке. Перемещаясь вдоль ведомого вала, блок вводит в зацепление одну из пар зубчатых колес и, не имея возможности поворачиваться незави­ симо от вала, передает ему вращение ведущего вала. Таким образом, получаются два или три передаточных отношения

 

:

_ £ l_ .

;

_ Z 3a .

__ Z5

 

* K O p j

------ 2 2 » ^ К О р 2

-------- 2 4 * ^ K O p j -------

где

«кор — передаточное отношение коробки передач;

 

Zu Z3, Zb — число зубьев ведущего зубчатого колеса;

 

Z2 , Z4, Z6 — число зубьев ведомого зубчатого колеса и такое

 

же количество ступеней чисел оборотов

 

^вм< = ^вщ^корр

Явм2 =

^вщ^корг!

^вм3 = ^вщ^кора-

В коробке передач с кулачковой или фрикционной муфтой два ведущих зубчатых колеса помещаются неподвижно на ведущем

валу (рис. 285,6). В постоянном зацеплении с ними находятся два зубчатых колеса, свободно сидящих на ведомом валу. Между ними находится кулачковая или фрикционная муфта. Передви­ гаясь вдоль ведомого вала на скользящей шпонке, она связывает

Рис.

285.

Коробки передач:

а — с передвижными

зубчатыми

колесами:

б —с кулачковой

или фрикционной муфтой;

в —с

накидным

зубчатым колесом;

гс выдвижной шпонкой

сним одно из ведомых зубчатых колес и передает ему враще^ ние их. Получаются два передаточных отношения

h.-

*КОр2

^3

*KOPt --

24

V

 

и два числа оборотов ведомого вала

^BMi = ^вщ^кор41 Явм2= Явщ^кора»

В коробке передач с накидным зубчатым колесом на ведущем валу размещены ведущие зубчатые колеса, соединенные с ним неподвижно (рис. 285, в). Они установлены в порядке увеличения или уменьшения числа зубьев, и количество их может быть раз­ ным. Ведомое колесо одно и оно соединено с ведомым валом скользящей шпонкой. В постоянном зацеплении с ним находится промежуточное зубчатое колесо. Оно помещается в одной обойме с ведомым колесом и, передвигаясь вместе с ним параллельно ведомому валу, может быть накинуто на одно из ведущих зубча­ тых колес. Через промежуточное зубчатое колесо вращение передается ведомому колесу и ведомому валу. Количество пере­ даточных отношений и количество разных чисел оборотов ведо­ мого вала равняется количеству ведущих зубчатых колес

i

-*L -

‘'КОрг —

7

*

*KOPJ 7 J

- h

.

-

 

^2

 

 

 

 

 

i

-*L -

^KOp5 ----

Z Q .

7

»

* к о р 4

Z i ,

 

 

 

^2

 

^корв =

*кор„ =

 

Z t .

 

z j

II

4 *

 

.

^BM j = =

Я-ВЩ^КОр,»

#B M 2 ^

^ВЩ^КОРг»

^BM 3 ----

^ВЩ^КОРз?

^B M 4 =

^ в щ ^ к о р 4»

^BM j —

^ в щ ^ к о р 5»

^BM a =

^ВЩ^КОРв*

Коробка передач с выдвижной шпонкой имеет одинаковое количество ведущих и ведомых зубчатых колес и все они нахо­ дятся в постоянном зацеплении (рис. 285, г). Ведущие колеса сидят на ведущем валу неподвижно, а вращающиеся от них ведо­ мые колеса располагаются на ведомом валу свободно. Для сцеп­ ления одного из них с ведомым валом и передачи ему движения служит выдвижная шпонка. Она при помощи тяги передвигается внутри полого ведомого вала и, выступая через продольное окно в этом валу, входит в шпоночную канавку одного из ведомых зубчатых колес и, связывая его таким образом с валом, передает ему вращение колеса. Между зубчатыми колесами находятся разделительные стальные кольца, устраняющие возможность одновременного зацепления шпонкой соседних колес. Количество передаточных отношений и количество разных чисел оборотов, получаемых при помощи этой коробки передач, равняется коли­ честву пар зубчатых колес

/_Zi. . __ z3. . __ Zb.

►Kopi —

‘'Корг — 2 4 » ^кор* — 2 в 1

^вм, = ^вщ^кор,»

/2вм* = ^вщ^кор2» ^вм3 = ^вщ^кора*

К достоинствам коробки передач с передвижными зубчатыми колесами относятся возможность передачи большой мощности, удобное переключение и отсутствие зацепления неработающих зубчатых колес. К недостаткам этой коробки относится невозмощность переключения на ходу. К недостаткам коробки передач

с кулачковой муфтой относятся необходимость проворачивания валов для совпадения кулачков со впадинами, износ зацепленных и вращающихся неработающих зубчатых колес и потеря при этом мощности, невозможность переключения на ходу. Достоин­ ства коробки передач с фрикционной муфтой заключаются в воз­ можности переключения на ходу, в его плавности и безудар­ ности. Недостатками этой коробки передач являются зацепление

ивращение неработающих зубчатых колес, вызывающие их износ

ипотерю мощности, и большие габариты коробки. Коробки пере­ дач с накидным зубчатым колесом и с выдвижной шпонкой отли­ чаются большой компактностью, но не имеют достаточной жест­ кости и не пригодны поэтому для передачи большой мощности.

Коробки передач используются как в кинематической цепи рабочего движения, так и в цепи подачи. В первом случае они называются коробкой скоростей, а во втором — коробкой подач. Коробки передач с передвижными зубчатыми колесами и с'кулач­ ковой или фрикционной муфтой чаще используются как коробки скоростей, а коробки с накидным зубчатым колесом и с выдвиж­ ной шпонкой — главным образом в виде коробок подач.

Бесступенчатое регулирование числа оборотов

Преимуществом бесступенчатого регулирования числа оборо­ тов является возможность получения такого числа двойных ходов или оборотов в минуту, которое полностью отвечает необходимому. Следовательно, резание металлов при этом можно производить с наиболее выгодной скоростью, и использование режущей спо­ собности инструмента может быть наиболее полным. Регулиро­ вание числа оборотов в бесступенчатой передаче приводит к бес­ ступенчатому изменению числа двойных ходов или оборотов последнего звена кинематической цепи.

Одним из видов бесступенчатого регулирования является ме­ ханическое изменение числа оборотов посредством фрикционных передач. В таких передачах движение ведущего элемента пере­ дается ведомому путем трения. Число оборотов ведомого вала может при постоянном числе оборотов ведущего вала изменяться непрерывно и плавно. Несмотря на эти преимущества, фрикцион­ ные передачи в металлорежущих станках применяют редко. При­ чиной является малый диапазон получаемых на фрикционных передачах чисел оборотов и довольно быстрый износ поверхностей трения.

Электрическая бесступенчатая передача состоит из электри­ ческого двигателя трехфазного переменного тока, генератора постоянного тока и электрического двигателя постоянного тока с реостатом. Трехфазный электрический двигатель получает пи­ тание от промышленной сети переменного тока. Он приводит

в действие электрический генератор, вырабатывающий постоян­ ный ток. Питающийся им электрический двигатель постоянного тока допускает бесступенчатое регулирование числа оборотов при помощи реостата, который изменяет ток в обмотке возбужде­ ния двигателя. Это дорогое устройство с небольшим диапазоном изменения числа оборотов имеет в металлорежущих станках ограниченное применение.

Гидравлическая бесступенчатая передача состоит из насоса, приводимого в действие электрическим двигателем, и гидравли­ ческого двигателя (рис. 286). Насос и гидравлический двигатель бывают лопастные и поршневые. Насос нагнетает масло из ре-

/

г

Рис. 286. Гидравлическая бесступенчатая передача:

/ — насос; 2 — гидравлический двигатель

зервуара в двигатель и заставляет вращаться его вал. Из двига­ теля масло возвращается в резервуар. Пропускная способность насоса, т. е. количество масла, нагнетаемого им за один оборот вала в двигатель и пропускная способность двигателя, т. е. коли­ чество масла, пропускаемого им за один оборот его вала, регу­ лируются бесступенчато. Передаточное отношение

/ -is-.

*гндр — 4ДО»

где /Гндр— передаточное отношение гидравлической передачи; qn— пропускная способность насоса, лш3/об;

<7дв — пропускная способность двигателя, мм3/об.

Если регулируемой является пропускная способность только насоса или только двигателя, то диапазон бесступенчатого изме­ нения передаточных отношений, меньше, чем при одновременном регулировании пропускной способности насоса и двигателя, когда

передаточные отношения можно бесступенчато изменять в широ­ ких пределах.

В гидравлической бесступенчатой передаче ведущим является вал насоса и ведомым валдвигателя. Соответственно этому и в зависимости от передаточного отношения бесступенчато из­ меняются и числа оборотов

^вм = ^виз^гидр-

Техническая характеристика

Назначение характеристики

При рассмотрении вопросов целесообразного резания метал­ лов было установлено, что для наиболее полного и выгодного использования режущих свойств инструмента при данных усло­ виях резания необходима определенная скорость резания. Для получения нужной скорости резания требуется определенное чис­ ло двойных ходов или оборотов в минуту. Резание металлов це­ лесообразно, если действительная скорость резания соответст­ вует расчетной, т. е. если число двойных ходов при прямолиней­ ном движении или число оборотов при вращательном движении совпадает с необходимым. Следовательно, числа двойных ходов или оборотов в минуту являются одной из его характеристик, позволяющих выбрать нужный станок и правильно его на­ строить.

Было установлено, что для срезания определенного слоя ме­ талла при данных условиях резания требуются соответствующая сила резания, крутящий момент и мощность. Это — величины, необходимые для выполнения резания при определенных усло­ виях. Этим величинам должны отвечать такие же величины на станке. Если они меньше потребных, то запроектированные ус­ ловия резания не могут быть выполнены, так как технические возможности станка меньше предъявляемых к ним требований. Если, наоборот, станок располагает техническими возможностя­ ми, превышающими потребность, то его использование делается неполным и выполнение работы на таком станке нецелесообраз­ но. Таким образом передаваемая сила, крутящий момент и мощ­ ность являются наряду с числами двойных ходов или оборотов

вминуту техническими характеристиками станка.

Всоответствии со степенью влияния отдельных параметров резания на тепловые явления, возникающие при резании метал­ лов, следует для целесообразного и выгодного выполнения реза­ ния сначала назначать глубину резания, затем подачу и потом скорость резания. Ограничением назначения большой подачи при

черновой работе является прочность деталей механизма подачи

станка, которая должна противостоять силе резания, действую­ щей в направлении подачи. Следовательно, предельная величина силы, допускаемой прочностью механизма подачи станка, явля­ ется еще одной его характеристикой.

Перечисленные технические характеристики являются важ­ нейшими в области механики станка. Их записывают в паспорт, который, кроме того, содержит еще ряд других сведений о стан­ ке. На основании паспортных данных для каждой работы выби­ рают соответствующий ей станок.

Передаваемая сила

Сила, передаваемая ремнем, зависит от напряжения, которое допускается материалом ремня, а также от ширины и толщины ремня. Ширину ремня подсчитывают по ширине шкива

Ь = 0,95, где Ь — ширина ремня, мм;

В— ширина шкива, мм,

изатем выбирают из числа стандартных данных. После этого

определяют по справочным данным толщину и допускаемое в данных условиях напряжение ромня и подсчитывают силу

Р = КЬа,

где Р — сила, передаваемая ремнем, кг;

К— допускаемое напряжение ремня, кг/мм2;

а— толщина ремня, мм.

Коэффициент полезного действия

Передаваемая сила не может быть полностью использована на выполнение полезной работы, так как во время работы станка преодолеваются вредные сопротивления, возникающие в его ме­ ханизмах, главным образом на трущихся поверхностях. Простой станок с короткими кинематическими цепями рабочего движения и подачи и небольшим количеством деталей в них имеет более высокий коэффициент полезного действия, чем сложный станок с длинными кинематическими цепями и большим количеством деталей и механизмов. Коэффициент полезного действия станка зависит от состава и размера кинематической цепи

7]

=

'П % т1?27)'гск7)'2кач • К у

 

ст

2

ск кач

где п — количество

элементов

в кинематической цепи рабо­

чего движения;

полезного действия станка;

т]ст— коэффициент

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]