191. Элементарные механизмы шестеренных коробок

_.

В современных станках основными механизмами, обеспечивающими раз­личные числа оборотов шпинделя или подач, являются зубчатые коробки, состоящие из отдельных элементарных механизмов.

Фиг. 314. Механизмы коробок скоростей и подач.

Механизм со скользящими зубчатыми колесами (фиг, 314, а). Валу //мо­гут сообщаться три скорости путем сцепления зубчатых колес с передаточ­ными отношениями

Причем:

i₁<i₂<i₃

Механизм с шестеренчатым конусом, со скользящим z_c и накидным z_H зубчатыми колесами (фиг. 314, б). Движение может передаваться с вала на вал ІІ или наоборот. Если вал І- ведущий, то передаточные отношения будут, а

в этом случае

i₁<i₂<i₃<i₄<i₅<i₆

Механизм геометрического ряда со скользящим г_с и накидным z_H зубчаты­ми колесами (фиг. 314, в). Этот механизм устроен так, что у него

z₁=z₃=z₅ =a

z₂=z₄=z₆=z_c=2a;

где а — некоторое постоянное число зубьев.

Передаточные отношения механизма равны

i₁=(z₁/z₂)*(z₃/z_c)=(a/2a)*(a/2a)=1/4

i₂=(z₁/z₂)*(z₂/z_c)=(a/2a)*(2a/2a)=1/2

i₃=(z₄/z₅)*(z₅/z_c)=(2a/a)*(2a/a)=1

i₄=(z₄/z₆)*(z₆/z_c)=(2a/a)*(2a/2a)=2

Таким образом, передаточные отношения представляют собой ряд гео­метрической прогрессии со знаменателем φ= 2.

Механизм с двойным шестеренчатым конусом и выдвижной шпонкой

(фиг. 314, г). Зубчатые колеса первого конуса жестко закреплены на валу /, зубчатые колеса второго конуса имеют шпоночные канавки и сидят на валу // свободно.

Внутри полого вала // проходит тяга b с которой шарнирно связана выдвижная шпонка.

При движении тяги вдоль вала /7 шпонка может заскочить в паз любого зубчатого колеса на этом валу.

Коробки скоростей и коробки подач в станках дают возможность устана­вливать различные числа оборотов шпинделя, а также различные подачи.

В современных станках коробки скоростей и коробки подач большей частью бывают комбинированными, т. е. составляются из комбинаций отдельных механизмов, рассмотренных выше.

§ 192. Приводы бесступенчатого регулирования чисел оборотов

1. Фрикционные приводы позволяют непрерывно и плавно изменять числа оборотов в определенном диапазоне.

Существенные недостатки фрикционных передач (большие их габариты при передаче значительных крутящих моментов, уменьшение эффективной мощности при малых числах оборотов, сравнительно быстрый износ фрик­ционных поверхностей, ограниченный диапазон регулирования и др.) огра­ничивают их применение в ставках.

Одна из конструкций, фрикционного привода дана на фиг. 315, а. Ведущий вал I при n₁ = const передает движение валу // при посредстве ремня с деревянными брусками на его внутренней стороне (или металлической ленты, собранной из отдельных звеньев, или стального кольца со скошенными фас­ками).

Число оборотов вала // (п_и) изменяется от n_min до п_тах.

Вращением маховика / в одну сторону конусы 2 и 2' сдвигают, а конусы 3 и 3' раздвигают; вращением его в другую сторону получают раздвижение

Фиг. 315. Бесступенчатые приводы:

_a — фрикционный, б — схема шунтового электродвигателя, в — гидравлический привод вращательного движе­ния: 1 — электродвигатель; 2 — насос; 3 — гидромотор; 4 — трубопровод; S — предохранительный клапан; 6 — ма­нометр; 7 — всасывающая трубка с фильтром; 8 — сливная труба; 9—^резервуар для масла.

конусов 2 и 2' и сближение конусов 3 и 3'; в первом случае п_п = п_тах, во втором п_и = п_т1п.

Рычаги 4 и 4' вращаются вокруг центров О и 0₂. Пальцы 5 и 5' закреплены на диске 6.

2. Электрические приводы. Шунтовые электродвигатели постоянного тока допускают бесступенчатое регулирование с диапазоном:

D=n_max/n_min=3÷5

Регулирование происходит за счет изменений силы тока в обмотке воз­буждения при помощи реостата.

Схема шунтового электродвигателя постоянного тока представлена на фиг. 315, б.

По проводам ток поступает в электродвигатель 2 трехфазного тока, кото­рый через предохранительную муфту 3 связан с генератором 4 постоянного тока. Постоянный ток через провода 5, пусковой реостат 6, реостат 7 регулирования чисел оборотов, щетки 8—8 поступает на якорь шунтового электродвигателя 9.

Реостаты 6 и 7 управляются одной рукояткой 14; при повороте ее от положения 10 к // происходит пуск электродвигателя, при дальнейшем ее повороте из положения 12 к-73 достигается изменение числа оборотов якоря 9.

Включая реостат 7 (больше или меньше), изменяют силу тока в обмотке 15 полюсов, в результате чего получают то или другое число оборотов якоря 9 в пределах от п_min до n_max

3. Гидравлические приводы вращательного движения (фиг. 315, в). Сущность устройства таких приводов заключается в том, что электродви­гатель / с постоянным числом оборотов вращает ротор насоса 2, засасываю­щего из резервуара 9 масло и нагнетающего его в статор гидромотора 3. Из статора масло попадает в ротор гидромотора и заставляет его вращаться. Скорость вращения ротора с валом гидромотора регулируется количеством масла, подаваемого насосом в единицу времени.

Ротор в насосе 2 установлен эксцентрично (эксцентриситет е_и); ротор в гидромоторе 3 также расположен эксцентрично (эксцентриситет е_гм). Эксцентриситеты е_н и е_гм изменяются от нуля до максимального значения.

Число оборотов гидромотора в минуту:

n_г..м.=n_насη_об(е_н/е_г.м.)

где п_нас- постоянное число оборотов насоса 2 в минуту; η_об= η_об'*η_об=общий коэффициент, учитывающий утечку масла в на сосе 2 и гидромоторе 3 (или объемный к. п. д. гидравли­ческой коробки скоростей); е_н и е_гм- эксцентриситеты (см. выше). Изменение можно бесступенчато производить за счет изменения е_№ или е_гм, или е_н и ё_гм одновременно.