2.2.2 Зубчатые механизмы ступенчатого изменения скорости главного движения

В станочных приводах со ступенчатым регулированием часто применяются зубчатые механизмы (далее: механизмы, группы передач или групповые передачи) на 2, 3, 4 скорости с передвижными (подвижными) блоками шестерён и с муфтами.

2.2.2.1  Некоторые варианты групповых передач с передвижными блоками шестерёнпоказаны на рис. 2.2:

Рис. 2.2. Группы передач с передвижными блоками шестерён: а, б – варианты групп на 2 скорости; в – основное решение группы на 3 скорости при Z5-Z3≥5 (г); д, е – варианты групп на три скорости при Z5-Z3<5 (г) с разделённым и широким блоками соответственно; ж – основной вариант группы на 4 скорости

- механизм на 2 скорости c узким передвижным блоком шестерён(см. рис. 2.2,а) обеспечивает следующие передаточные отношения:

;. Их можно представить единой записью:.

Примечание.Здесь и далее шестерни в групповых передачах обозначаются буквами с цифровым индексом, при этом наименьшее колесо на ведущем валу обозначается Z₁,связанное с ним –Z₂,следующее по величине на ведущем валу –Z₃, связанное ним –Z₄и т.д.

В группе передач шестерни Z₁и Z₃составляют передвижной двухвенцовый зубчатый блок или блок-двойку.

Конструктивная длина механизма – больше 4b, где b – ширина зубчатого колеса.

Расстояние между неподвижными шестернями В>2b, а именно B = 2b + 2t + с,

где t – зазор между сопрягаемыми зубчатыми венцами при нейтральном положении блока, принимаемый обычно не менее 1-3 мм;

с– ширина технологической канавки (для выхода зуборезного долбяка). Ширина канавки и её глубинаапринимаются в зависимости от модуля зацепления:

Модуль, мм ()	2	4	6	8
с, для прямозубых колес, мм ()	5	6	7	8
а, мм ()	0,5	1,5	2	2,5

- механизм на 2 скорости c широким передвижным блоком шестерён(см. рис. 2.2,б) имеет большую длину, чем предыдущий механизм (>6b), но действие усилий на валы при включении разных передач сосредоточено почти в одном месте;

- группы передач на 3 скорости(см. рис. 2.2,в,д,е):

;;или.

Более распространенный вариант – механизм c узким передвижным блоком шестерён или блоком-тройкой Z₃-Z₅-Z₁(см. рис. 2.2,в). Он применяется, когда разница в числах зубьев соседних венцов Z₅Z₃5. Если это условие не выдерживается, то при перемещении блока для соединения колёс 1 и 2 (Z₁и Z₂) произойдёт сцепление колеса 6 одновременно с колёсами 3 и 5 (см. рис. 2.2,г).

При Z₅Z₃5 применяют механизмы других конструктивных оформлений (см. рис. 2.2,д,е). В случае разделённого блока длина механизма меньше, но необходимо предусматривать блокировочное устройство для невозможности одновременного включения передачи 3-4 с передачей 1-2 либо 5-6. При широком блоке этого не требуется, но длина механизма больше;

- группа передач на 4 скоростиобычно выполняется из двух параллельных групп на две скорости (см. рис. 2.2,ж). В этом случае также необходима блокировка от одновременного включения двух передач.

2.2.2.2  В группах передач с муфтамииспользуются сцепные муфты фрикционные, кулачковые, зубчатые. На рис. 2.3 показаны некоторые варианты механизмов:

- группы передач на 2 скорости с двухсторонними муфтами(см. рис. 2.3,а,б);

- группа на 2 скорости с односторонней муфтой и передвижным колесом(см. рис. 2.3,в);

- перебор– трёхваловая группа передач на 2 скорости (см. рис. 2.3,г), обеспечивающая значительную редукцию.передаточные отношения механизма:

.

Первое передаточное отношение обеспечивается при передаче движения с вала IнаIIIчерез валIIпри выключенной муфте М и сцепленных последовательных зубчатых парах. При включении муфты и расцеплении зубчатых пар валыIиIIIсоединяются, что равносильно передаточному отношению, равному 1;

- группа передач на 3 скорости(см. рис. 2.3,д);

- группа передач на 4 скоростиоригинальной конструкции (см. рис. 2.3,е); в ней число пар передач меньше числа обеспечиваемых скоростей, обычно же эти числа равны (см. рис. 2.3,а,б,в,д). Группа является четырёхваловой и имеет четыре односторонних муфты. Передаточные отношения механизма в зависимости от включения муфт приведены в таблице под рисунком.