Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Типовые узлы и механизмы электронного машиностроения. Учебное пособие
.pdf
В схеме (рис.1.3) корпус с улитой 2 устанавливают и крепят к
редуктору программного КА 3 вместо одного из блока кулачков. На
другом конце вала кулака-улиты можно смонтировать еще несколько
кулачков для обеспечения хода толкателя свыше 55 мм – блок 1. К корпусу
редуктора крепят блок кулачков КА – 4 с ходом толкателей до 55 мм.
Рис. 1.3 Схема автомата с кулачком-улитой на РВ:
1 - дополнительный блок управляющих кулачков; 2 - кулачково-роликовый механизм;
3 - редуктор; 4 - командаппарат; 5 - электродвигатель; 6 - сменные шестерни
11
Рис. 1.4 Схема автомата с кулачком-улитой на ВВ:
1 – командаппарат; 2 – ременная передача; 3 – кулак-улита
В схеме (рис. 1.4) вал кулака – улиты связывается с РВ программного
КА 1 цепной, ременной или зубчатой передачами с i=1.
12
Рис. 1.5 - Схема автомата с периодическим включением ВВ:
1- кулак-улита; 2 - передаточный механизм; 3 - командаппарат;
4 - блок кулачков; 5 - кулак включения ВВ
В схеме (рис. 1.5) улита 1 расположена на ВВ, который включается
по команде 2 от кулака 5 на РВ. В этом случае ВВ может быть выполнен в
виде отдельного КА – 4 с улитой 1 и блоком кулачков 3 для привода
механизмов, срабатывающих во время поворота ротора – карусели. ВВ
имеет скорость вращения значительно большую, чем РВ, и периодически
включается от КА основного РВ, а после одного оборота отключается от
реле времени. Производительность автомата повышается за счет
ускоренного холостого хода (поворота) ротора.
13
ГЛАВА 2. СТУПЕНЧАТЫЕ ВАРИАТОРЫ СКОРОСТЕЙ (КОРОБКИ
СКОРОСТЕЙ)
2.1. Особенности эксплуатации
Коробкой скоростей (КС) называется механизм, предназначенный
для ступенчатого изменения частоты (скорости) вращения ведомого вала
при постоянной частоте вращения ведущего путем изменения
передаточного числа. Изменение частоты вращения достигается
включением различных зубчатых кинематических пар между валами.
Коробки скоростей должны обеспечивать расчетный ряд частот вращения
шпинделя по ГОСТ 8032-56.
Коробки скоростей
компактны, удобны в управлении и надежны в
работе. Их недостатки: трудность или невозможность бесступенчатого
регулирования частот вращения, вибрации и шумы на некоторых частотах.
Несмотря на большое число конструкций КС, все они представляют
сочетание отдельных типовых механизмов.
Коробки скоростей выполняются в закрытом корпусе, зубчатые
колеса работают в масляной ванне. Это обеспечивает
обильное смазывание
и хорошее охлаждение механизмов, повышение КПД КС.
2.2. Коробки скоростей с передвижными блоками зубчатых колес
Эти КС могут передавать большие крутящие моменты при
сравнительно небольших радиальных размерах зубчатых колес. В
зацеплении находятся только те зубчатые колеса, которые передают поток
мощности.
Рис. 2.1
14
Остальные колеса в это время не изнашиваются. Обычно
используются прямозубые колеса. Недостатки КС: невозможность
переключения блоков на ходу, относительно большие осевые размеры.
Схема двухваловой КС со скользящим блоком зубчатых колес z
и z3,
1
расположенных на валу I со шлицами показана на рис. 2.1. Зубчатые
колеса z
колесами z
и z4 установлены на валу II неподвижно. Расстояние между
2
и z4 должно быть немного больше длины l подвижного блока
2
колес (при этом все зубчатые колеса выведены из зацепления). Перед
переключением зубчатых колес необходима их остановка.
2.3. Коробки скоростей с кулачковыми муфтами
Имеют малые осевые перемещения муфт и меньшие силы для
переключения, чем у подвижных блоков колес. Могут использоваться
косозубые и
шевронные зубчатые колеса. Вместе с тем кулачковые муфты
не позволяют переключать передачи на ходу при большой разнице частот
вращения шпинделя, имеют потери мощности на вращение неработающей
пары колес и их изнашивание (рис. 2.2).
Рис. 2.2
КС содержит кулачковую муфту, скользящую по шпонке или
шлицам. Колеса z
постоянном зацеплении с колесами z
и z3 установлены на валу I неподвижно и находятся в
1
и z4, которые имеют кулачки
2
(зубчатые венцы) и сидят на валу II со скольжением. Включение пар
зубчатых колес z
и z3/z4 производится перемещением кулачковой
1/z2
муфты. Вместо кулачковой муфты могут быть использованы конусная или
многодисковая фрикционные муфты.
КС с фрикционными и электромагнитными муфтами позволяет
быстро и плавно переключать передачи на ходу и под нагрузкой.
Недостатки: потери мощности на вращение неработающей пары колес и их
изнашивание, большие радиальные и осевые размеры муфт для
передачи
15
больших крутящих моментов, снижение КПД за счет трения в муфтах,
нагревание муфт и шпиндельного узла.
Комбинированные КС содержат механизмы с передвижными
блоками, кулачковыми муфтами, переборными устройствами.
2.4. Многоступенчатые КС со сменными зубчатыми колесами,
муфтами, переборами и блоками колес
а б
Рис. 2.3
Схемы КС на три и четыре частоты вращения показаны на рис. 2.3 а,
б. В КС по схеме б) на валу I расположены два подвижных блока,
состоящие соответственно из колес z
неподвижные зубчатые колеса z
, z4, z6, z8.
2
Передвижение блоков обеспечивает зацепление зубчатых колес z
z
; z3 с z4; z5 с z6; z7; с z8. Особенностью схемы является необходимость
2
и z3, z5 и z7, на валу II –
1
с
1
блокировки, которая исключает одновременное включение двух пар колес
(элементы А и Б). Недостаток КС - большие осевые размеры.
Рис. 2.4
16
⋅
⋅
⋅
⋅
Трехваловая КС (рис. 2.4) на четыре частоты вращения состоит из
двух последовательно расположенных элементарных КС на две частоты
вращения.
Схемы четырехваловых коробок скоростей (рис. 2.5) более сложны
по своей структуре.
а б
Рис. 2.5
В схеме КС (рис. 2.5 б) два верхних поддиапазона частот вращения
образуются при соединении валов II и IV сцепкой муфтой:
z
1
⋅=
IV
ПП
11,
z
2
IV
;
z
3
⋅=
ПП
12,
,
z
4
а два нижних вала включаются через одиночные передачи между валами II
и III и валами III и IV:
zzz
⋅=
VI
ПП
13,
753
VI
;
zzz
⋅⋅
864
⋅=
ПП
14,
zzz
751
.
zzz
⋅⋅
862
Ступенчатое регулирование можно также осуществлять сменными
шестернями z
и z2 при постоянном расстоянии А между валами I-II (рис.
1
2.5а). Применение двухскоростных асинхронных или двигателей
постоянного тока расширяет диапазон регулирования КС.
2.5. Определение основных параметров коробок скоростей
Кинематический расчет
Чаще используется графоаналитический метод расчета, при котором
строят структурную сетку, а затем график частоты вращения.
В структурной сетке содержатся данные, характеризующие привод:
число групп передач, число передач в каждой группе, относительный
порядок конструктивного расположения групп вдоль цепи передач,
17
диапазон регулирования передач и всего привода, число ступеней
S
⋅
=
⋅⋅⋅
⋅
+
=
B
≤
вращения ведущего и ведомого валов.
Для разработки коробки скоростей необходимы следующие
исходные данные:
а) число ступеней частот вращения шпинделя;
б) значения частот от n
min
до n
max
;
в) частота вращения электродвигателя;
г) знаменатель геометрического ряда.
Передачи в коробках скоростей обычно проектируют в виде ряда
двухваловых механизмов с переключаемыми муфтами и блоками из двух
или трех зубчатых колес. Поэтому число передач S коробки должно
состоять из произведения множителей 2 и 3, что позволяет составить
структурную формулу числа частот передач:
EE
где Е
Е
21
32
,
– число переключаемых муфт и двойных блоков;
1
– число тройных блоков.
2
По этой формуле можно получить следующие значения числа частот
вращения шпинделя:
S=2; 3; 4; 6; 8; 12; 16; 18; 24; 27; 32 и т.д.
В общем виде число частот вращения
ppppS
q
,
где p
= ...
и p2 и т.д. – числа передач между соседними валами;
1
321
q – число переключаемых муфт и блоков зубчатых колес.
Число валов коробки передач можно определить по формуле:
1
q
.
Для передач между соседними валами надо выбирать оптимальные
условия работы. Так, для некорригированных колес числа зубьев
20
min
≥z
z
,
max
120
Передаточные отношения зубчатых пар должны лежать в пределах
1
2
≤≤ i
, отсюда можно определить максимально допустимое отношение
4
i
i
max
min
2
8
==
25,0
.
Это отношение определяет максимальный перепад частот вращения
какого-либо вала. Следовательно, в каждой группе передач между валами
необходимо соблюдать условие
i
max
8
≤
i
min
.
18
Частоты вращения шпинделя должны иметь геометрический ряд со
=⋅⋅=⋅⋅=⋅⋅
=⋅⋅=
S
ϕ
знаменателем
, тогда частоты вращения промежуточных валов должны
составлять геометрические ряды со знаменателем
Пример:
Рассчитать коробку скоростей, если задано число частот S=12,
=11,2 мин-1, ϕ=1,41.
n
min
Напишем структурную формулу
pppS
321
Анализ формулы показывает, что порядок расположения зубчатых
блоков на частоту вращения не влияет.
Выберем вариант
12232 =⋅⋅=
.
х
ϕ
, где х – целое число.
12322223232
.
Структурная сетка служит графическим выражением структурной
формулы коробки скоростей.
Рис. 2.6
19
Рис. 2.7
Ее строят для выявления числа валов коробки скоростей,
последовательности переключения зубчатых блоков или муфт,
распределения величин передаточных отношений.
Вертикали I, II, III и IV условно обозначают валы коробки, точки
1…9 и n
…n12 обозначают частоты вращения, отложенные на
1
логарифмической шкале. Поэтому расстояния по вертикали между
x
ϕ
точками равны
lg
, где х – целое число.
Линии, соединяющие точки, обозначают передаточные отношения i
кинематических пар. Например, линия 1-2 обозначает i
линия 2-6 - i
=1.
>1, линия 1-3 - i<1,
На основе структурной сетки строят график частот вращения
шпинделя.
График частот вращения шпинделя
График дает более конкретное представление о структуре и
кинематике коробки передач.
На графике указаны числа зубьев пар зубчатых колес и частоты
вращения всех валов. По этому графику можно видеть, какие зубчатые
пары должны участвовать в передаче для получения каждого из чисел
частот вращения шпинделя.
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]