2.2.3 Зубчатые механизмы ступенчатого изменения подач

В приводах подач широко распространены механизмы с передвижными блоками шестерён и муфтами (за исключением переборов), применяемые в приводах главного движения. Кроме того, в них находит применение ряд особых механизмов, не имеющих прочности и жёсткости, необходимых для приводов главного движения, но позволяющих обеспечить либо количество вариантов скоростей большее четырёх, либо значительную редукцию, либо большую компактность и пр. Некоторые варианты таких механизмов показаны на рис. 2.4:

- механизм Нортонаили механизм с зубчатым конусом и накидной шестерней (см. рис. 2.4,а) имеет передвижную каретку с двумя сцепленными шестернями: скользящей Z_си накидной Z_н. Накидная шестерня также сцепляется с одной из шестерён т.н. зубчатого ступенчатого конуса (на рисунке в конусе показано 8 шестерён – Z₁, Z₂, ..., Z₈, их может быть до 12, а чаще – 4-6). для переключения механизма необходимо поворотом каретки расцепить шестерню Z_нс колесом конуса, переместить каретку по валу II до нужного колеса и повернуть её для сцепления Z_нс ним. Перемещение каретки и её установ в требуемом положении осуществляется рукояткой с фиксатором.

Если движение передаётся от вала I к валу II, то механизм обеспечивает передаточные отношения:

.

Накидная шестерня является паразитной и на величину передаточного отношения не влияет.

Механизм имеет малое количество шестерён – всего на две больше числа обеспечиваемых им вариантов;

- в механизме с вытяжной или заскакивающей шпонкой (см. рис. 2.4,б) на валах I и II установлены два встречных зубчатых конуса, колёса которых постоянно сцеплены.

Шестерни первого вала имеют свободное соединение с ним, шестерни второго вала – глухое. Крутящий момент с вала 1 передаётся одной из шестерён конуса через выступающую из продольного паза вала подпружиненную шпонку 3. Для соединения другой шестерни с валом 1 шпонка тягой 2 перемещается по валу. Чтобы не произошло одновременного соединения с валом двух шестерён (и заклинивания из-за этого механизма), шестерни разделяются распорными кольцами 4, утапливающими заскакивающую шпонку при её перемещении от одной шестерни к другой.

Число передач в таких механизмах – до 10, в механизме по рис. 2.4,б – 4:

;

- меандр с передвижной шестерней (см. рис. 2.4,в). Меандр – трёхваловый механизм, в котором на валу I закреплена шестерня Z₁, а другие шестерни, объединённые попарно в блоки Z₄-Z₅, Z₈-Z₉, Z₁₂-Z₁₃, установлены свободно, на валу II установлены свободно одинаковые двухвенцовые зубчатые блоки (Z₂-Z₃ и др.) и шестерня Z₁₄, на валу III находится скользящая (передвижная) шестерня Z_с. Шестерня Z_с сцепляется с одной из шестерён большего диаметра вала II (Z₂, Z₆, Z₁₀, Z₁₄). Шестерня, сцепленная с Z_с, является паразитной и передаточного отношения не изменяет, в этой связи в трёх последних из четырёх нижеследующих записей передаточных отношений она не указана:

- меандр с накидной шестерней (см. рис. 2.4,г) отличается от предыдущего механизма наличием вместо передвижной шестерни передвижной каретки с накидной Z_н и скользящей Z_с шестернями – такой же, как в механизме Нортона. В связи с этим, накидная шестерня может быть сцеплена с любым колесом вала II. Показанный механизм обеспечивает четыре передаточных отношения:

.