Коробки скоростей с кулачковыми муфтами
Коробки скоростей с кулачковыми муфтами (рисунок 1.3) применяются при невысоких окружных скоростях на зубцах муфт (до 1-1,5 м/с). Преимуществом кулачковых муфт являются малые осевые перемещения при переключениях, возможность применять в коробке передачи косозубыми и шевронными колесами, а также меньшие усилия для переключения, чем у подвижных блоков зубчатых колес, что имеет значение для коробок скоростей тяжелых станков.
Недостатки переключения передач кулачковыми муфтами следующие:
а) возможность поломки зубцов муфты при включении передач на ходу при больших скоростях вращения. Это вызывает необходимость выключать и притормаживать привод при переключении скоростей или вводить синхронизатор для предварительного уменьшения разности скоростей вращения сцепляемых половинок муфты;
б) холостое вращение зубчатых колес выключенных, но оставшихся в зацеплении, вызывает потери и преждевременный износ в зацеплениях и в опорах валов.
Рисунок 1.3 - Схема коробки скоростей токарного станка с кулачковыми муфтами
При опорах скольжения в некоторых коробках (со ступенями возврата) эти потери сильно снижают к. п. д. и вызывают значительное торможение зубчатых передач. Но и при опорах качения холостое вращение зубчатых колес вызывает потери, особенно Заметные на высоких ступенях скорости выходного вала коробки скоростей. Эти недостатки ограничивают применение кулачковых муфт в коробках скоростей современных станков. Наиболее удачными являются комбинации зубчатых муфт с передвижными зубчатыми колесами, исключающие или ограничивающие холостое вращение колес.
Коробки скоростей с фрикционными муфтами
Применение фрикционных муфт (рисунок 1.4) дает возможность быстрого и плавного переключения зубчатых передач на ходу, что является эффективным средством сокращения затрат вспомогательного времени. Кроме того, такой способ переключения допускает применение в коробке косозубых и шевронных передач.
Ограниченная величина крутящего момента из-за проскальзывания трущихся поверхностей муфты, большие радиальные и осевые габариты, потери и износ при холостом вращении постоянно сцепленных передач, а также снижение КПД вследствие трения в выключенных муфтах являются основными недостатками коробок скоростей с переключением фрикционными муфтами.
Иногда к этим недостаткам прибавляются эксплуатационные неполадки - буксование и нагревание муфт, необходимость их частой регулировки.
Рисунок 1.4 - Схема коробки скоростей токарно-револьверного станка модели 1М36
Переключение групповых передач фрикционными муфтами применяется преимущественно в коробках скоростей небольших и средних токарно-револьверных станков.
Коробки скоростей с переборами
Рисунок 1.5 - Схема коробки скоростей с перебором
Под перебором понимается дополнительная зубчатая передача в коробке скоростей, при помощи которой достигается увеличение количества скоростей выходного вала. Кроме того, наличие переборов позволяет получать низкие числа оборотов и соответственно высокие значения крутящих моментов на выходном валу коробки. Переборы проектируются с двумя и больше парами зубчатых колес в зависимости от типа (одинарный, двойной или тройной перебор). На рисунке 1.5 приведена простая коробка на 6 скоростей с перебором.
Ведущий вал перебора 1 получает три различные скорости. От ведущего вала эти скорости либо непосредственно передаются на выходной вал 2 при включенной кулачковой муфте, либо через две пары зубчатых колес перебора u1 и u2.
Применение перебора дает возможность увеличить редукцию к последней множительной передаче за счет совпадения одной скорости ведущего и ведомого валов. Однако коробки скоростей с переборами имеют существенный недостаток: в них значительно усложняется конструкция механизма переключения скоростей, так как требуется применение большого количества передвижных муфт и рычагов. Коробки скоростей с переборами применяются во многих универсальных станках при невысоких окружных скоростях зубчатых колес.
Достоинство таких коробок состоит в их компактности и меньшем числе валов в корпусе коробки.