Лабораторная работа № 2
«РЕГУЛИРОВАНИЕ ЗАЗОРОВ (НАТЯГОВ) В УЗЛАХ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ»
2.1. Цель работы
Целью работы является изучение способов регулирования зазоров и создания натягов в основных узлах металлорежущих станков и практическая реализация некоторых способов.
2.2. Применяемое оборудование и инструмент
Металлорежущее оборудование кафедры технология машиностроения;
узлы металлорежущих станков;
тарированные ключи;
набор гаечных и накидных ключей;
индикаторы часового типа с ценой деления 0,001 мм и 0,01 мм.
2.3. Основные положения
Работоспособность и точность большинства механизмов станков в значительной степени зависят от зазоров в соединениях, опорах и передачах. Чаще всего зазоры отрицательно сказываются на эксплутационных показателях, поэтому при разработке конструкций узлов необходим поиск эффективных решений, устраняющих зазоры полностью или хотя бы частично. Особенно актуальна эта проблема для станков с ЧПУ, так как зазоры оказывают также влияние на работу приводов и систем управления. Особую роль играют так называемые упругие зазоры, которые возникают в результате деформаций элементов станка, в частности, направляющих. Упругие зазоры зависят от жесткости соединения, сил трения, расстояния от направляющих до места измерения и т.д.
2.4. Основные способы регулирования зазоров и создание натяга
2.4.1. Зубчатые и червячные передачи
В большинстве случаев необходимо стремиться к безлюфтовому зацеплению зубчатых передач, что достигается регулированием межосевых расстояний, подбором зубчатых пар, применением составных зубчатых колес и другими способами.
При этом используются следующие основные эффекты:
а) упругие свойства материала колес за счет радиального сближения колес пары (рис. 2.1). Устраняется зазор между цилиндрическими колесами (рис. 2.1 а) или червяком и червячным колесом (рис. 2.1 б). Однако в этом случае из-за искусственно увеличенной податливости в радиальном направлении жесткость передач невысокая;
б) относительное перемещение элементов (рис. 2.2). Такие соединения отличаются, как правило, высокой жесткостью. На схеме, изображенной на рис. 2.2 а, тангенциальное относительное смещение (разворот) зубчатых венцов 1 и 2 осуществляем винтом 4, взаимодействующим с пальцем 3 и с торцом пазa 5, выполненного в венце 2. Осевое смещение червяков 1 и 2 червячнореечной передачи (рис. 2.2 б) и червяка 2 червячной пары (рис. 2.2 в) производится с помощью гидроцилиндра или пружины;
в) свойства конических и клиновых соединений (рис. 2.3). Зазор в цилиндрической зубчатой передаче (рис.2.3 а) выбирается путем наклона зубчатых венцов на угол от одного до двух градусов и осевого смещения одного относительно другого.
При износе червячного колеса 1 (рис. 2.3 б) образующийся зазор в червячной передаче периодически уменьшают путем осевого перемещения червяка 2, имеющего различную толщину витка (S2 > S1) в осевом сечении (так называемая «разноходовая» передача; в этом случае при перемещении червяка в зацепление вступает профиль с большей толщиной);
г) применение составных зубчатых колес. Примеры конструкций составных зубчатых колес, при помощи которых могут быть устранены боковые зазоры в зацеплениях, показанных на рис. 2.4.
Два зубчатых колеса 1 и 2 (рис. 2.4 а), имеющие одинаковые зубчатые венцы, соединены при помощи винтов 4, допускающих взаимное вращательное движение колес вокруг центра в пределах овальных отверстий. Колесо 1 жестко закрепляется на валу, а колесо 2 свободно надевается на ступицу колеса 1. При соединении с ведомым зубчатым колесом части составного колеса смешаются на несколько угловых шагов, растягивая при этом пружину 3. Под действием пружины зубья частей составного колеса прижимаются к разноименным профилям зубьев ведомого колеса и образуют с ним беззазорное зацепление 3. При этом момент, создаваемый натяжением пружин, должен быть несколько больше, чем крутящий момент, передаваемый составным зубчатым колесом. Другая конструкция составного колеса приведена на рис. 2.4 б, где применен виток кольцевой пружины 1, которая закреплена одним концом в левой части 2 колеса, а другим - в правой его части 3. Для устранения бокового зазора в зацеплениях при переменном направлении вращения может быть использована конструкция, показанная на рис. 2.5.
Ведущим и этой передаче является колесо 1, но допускаются и распорные колеса 2 и 3, например при зацеплении их с рейками. Выбор бокового зазора осуществляется путем углового смешения колес 2 и 3 относительно друг друга винтами 4.
Для выбора зазора в передачах с переменным направлением вращения применяются конструкции, аналогичные рис. 2.5. Для выбора зазора в зацеплении колес 1 и составного колеса, состоящего из двух 2 и 3, винтами 4 поворачивают колесо 2 относительно части колеса 3. После регулировки колёса необходимо провернуть на полный оборот для проверки результатов регулировки. косозубой передаче зазор можно регулировать путем осевого смешения одного из колес. Регулирование осуществляется либо эпизодически с помощью компенсатора 2 (рис. 2.6 а), либо постоянно тарельчатыми пружинами 1 (рис. 2.6 б).
В последнем случае зазор выбирается полностью, и обеспечивается жесткость соединения, зависящая от характеристик пружины
На рисунке 2.7 показано составное червячное колесо, выбирающее люфт при зацеплении с червяком. Меньшая часть 1 колеса посажена на ступицу большей части 2 и имеет возможность вращаться. С внутренней стороны каждая часть имеет штырь 3, на котором крепятся концы спиральной пружины 4. При зацеплении с червяком пружина 1 должна быть заведена с таким расчетом, чтобы момент пружины был больше момента, передаваемого червяком. При тaком условии в сопряжении зубьев червяка и червячного колеса будет обеспечена беззазорная передача движения в обоих направлениях.
