00p / Гаврилин А.М. Расчет и проектирование металлорежущих станков

5 Особенности проектирования механизмов переключения скоростей

иподач металлорежущих станков

5.2Многорычажные механизмы переключения

Управление механизмами переключения сводится к перемещению подвижных элементов привода станка: блоков, зубчатых колес, муфт и т.д. Механизмы переключения, несмотря на их многообразие, со­ держат три основные части:

-управляющий орган;

-промежуточное устройство;

-исполнительный орган.

Управляющим органом, как правило, являются рукоятки, ручки и маховички; Ручки и маховички нормализованы. Форма рукояток от­ личается многообразием, но их общая черта - наличие фиксирующего элемента, выполненного в виде шарика /, входящего в гнезда фикси­ рующего диска 2 (рис; 5.1).

Исполнительные органы механизма переключения, перемещаю­ щие подвижные элементы (блоки, зубчатые колеса, муфты), выпол­ няются чаще в виде зубчато-реечной пары 1, 2 (рис. 5.2), рычага / с камнем 2 (рис. 5.3).

В случае использования механизма с зубчато-реечной парой сле­ дует иметь в виду, что ось 3 ползуна 4 (рис. 5.2) должна быть распо­ ложена параллельно главной оси / коробки скоростей (рис. 5.4) и от­ верстию (ось 3).

Использование механизма с зубчато-реечной передачей повышает точность работы механизма, однако увеличивает трудозатраты на об­ работку отверстий в корпусе и создает неудобства сборки механизма, поскольку его сборка выполняется внутри коробки одновременно со сборкой коробки скоростей или подач. В этом случае корпус коробки скоростей выполняется, как правило, без проемов в лицевых стенках, что увеличивает жесткость коробки скоростей и станка в целом.

При использовании механизма переключения с рычагом и камнем (см. рис. 5.3) следует иметь в виду, что устройство можно собирать отдельно, базируясь на крышке 3, что упрощает сборку, и в собран­ ном виде присоединить к коробке. Тогда в лицевой стенке корпуса коробки скоростей выполняется проем с чисто обработанным платиком.

Исполнительные органы механизмов переключения значительно отличаются друг от друга как конструктивно, так и приложением си­ лы, заставляющей перемещаться подвижной элемент, например, блок зубчатых колес. Сила может быть направлена центрально (см. рис. 5.2) или иметь боковое приложение (рис. 5.5).

140

5 Особенности проектирования механизмов переключения скоростей и подач металлорежущих станков

fr'/////J

ч)

^^

о. w

С

К

I ев X

5

*

ж

Я"

ю

го

3,

142

5.2 Многорычажные механизмы переключения

х

s

ев

я

X

4>

S"

2

U

о.

о

с

S

ГО

5

X

143

5 Особенности проектирования механизмов переключения скоростей и подач металлорежущих станков

Рис. 5.4. Общий вид коробки

В процессе конструирования механизмов переключения с рыча­ гом и камнем необходимо правильно определить радиус рычага 1.

144

5.2 Многорычажные механизмы переключения

г>,*ул

wrm

Рис. 5.5. Боковое приложение силы переключения (сборные блоки зубчатых колёс)

145

5 Особенности проектирования механизмов переключения скоростей и подач металлорежущих станков

о.

я)

а

>^

к

э

о.

с

о

ев

S

о

X

О

2.

146

5.2 Многорычажные механизмы переключения

Блоки зубчатых колес имеют два или три зубчатых венца и по конструктивному исполнению могут быть как цельными (рис. 5.7), так и сборными (см. рис. 5.5). Когда требуется передача больших кру­ тящих моментов с большими окружными скоростями, предпочтение отдают сборным блокам, так как каждый зубчатый венец блока можно отдельно прошлифовать, обеспечив его высокую точность. Себестои­ мость производства в этом случае выше, чем при изготовлении цель­ ного блока, где последней операцией зубообработки является шевин­ гование. Использование цельных закаленных и шлифованных блоков не рационально из-за резкого увеличения их длины.

При назначении осевых размеров блоков следует стремиться к их максимальному сокращению, так как это напрямую связано с про­ дольными размерами коробки скоростей. Однако здесь нужно учиты­ вать следующие обстоятельства:

а) вилка или камень, перемещающие блок, могут быть расположе­ ны между венцами (рис. 5.7, а, б);

б) сила, перемещающая блок, может вызвать перекос его на оси в зависимости от величины плеча U (рис. 5.7, в, г);

в) минимальную ширину канавки для выхода долбяка (в мм) для цельных блоков и ширину камня (вк) (рис. 5.7, в) рекомендуется при­ нимать по данным, приведённым в приложениях Н и П.

При проектировании коробок скоростей или подач наиболее ра­ циональной будет считаться та, которая, обеспечивая весь диапазон регулирования, имеет минимальные продольные и поперечные разме­ ры, короткие и простые цепочки управления. Эту задачу необходимо решать уже на стадии разработки эскизного проекта.

Основные рекомендации, касающиеся осевых размеров зубчатых колес, даны в п. 3.2.2 в процессе их расчета. Величина поперечных размеров (поперечное сечение корпуса) пропорционально уменьша­ ется с сокращением количества расточек под главные оси и оси валов управления.

Наиболее короткие цепочки управления можно обеспечить в слу­ чае, когда отверстия для монтажа осей механизма переключения и пе­ ремещения блоков максимально приближены к лицевой стенке кор­ пуса коробки скоростей.

147

5 Особенности проектирования механизмов переключения скоростей и подач металлорежущих станков

6

P~77t -v

Ми м' -М

Рис. J. 7. Схема определения осевых габаритов блоков

148

Рис. 5.8. Варианты кинематических схем 4-скоростных коробок

149