Гаврилин А.М. и др. Расчет и проектирование металлорежущих станков

Подождите немного. Документ загружается.

5 Особенности проектирования механизмов переключения скоростей

и подач металлорежущих станков

5.2 Многорычажные 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 пла-

тиком.

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

Рис. 5.1. Рукоятка переключения

5 Особенности проектирования механизмов переключения скоростей

и подач металлорежущих станков

fr'/////J

ч)

о.

ев

Я"

го

142

5.2 Многорычажные механизмы переключения

ев

о.

ГО

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.

Для расчета используется схема, приведенная на рис. 5.6. Из этой

схемы следует:

и R

(Ai+af.

Таким образом, задавая размер

А \

и величину хода блока

можно

определить величину радиуса R рычага механизма переключения:

=oc

+cb

=(A,-a)

;

{А,

а)

{А,

- а)

; А

+ 2А,а +

= А] - 2А,а

;

4A,a =

; a- , тогда

R =

. (5-1)

4А,

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)

о.

ев

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 (в

) (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

P~77t

-v

Ми

' -М

А = а + (2*4) мм

В = в + (1*2)мм

С = с + (2*4) мм

вт^та.

17.1.7777,73

•^ ^ уЗ^

y-j-

—

- рАл^.

ЛС

Рис.

Схема определения осевых габаритов блоков

148

5.2 Многорычажные механизмы переключения

ввввв в

2а

е|2 в

III

8в +Д

в 2в

111

бе

о) А, # А

в общем случае.

3-валовая

коробка.

В корпусе три расточки.

Последовательное включение

£щ

Разъем валов I и III

III

б) Широкий нижний блок.

Последовательное включение.

3-валовая

коробка.

В корпусе три расточки.

Уменьш. осевой габарит

Сплошной вал

«А*

•&+

: +Д

в)А| =А

Д[»Д.

3-валовая

коробка.

В корпусе две расточки.

Последовательное вкл. звеньев.

Уменьшенные поперечные

размеры коробки, увелич.

осевой габарит

г) Параллельное включение.

2-валовая

коробка.

В корпусе две расточки.

При включении одного блока

второй должен быть в нейтральном

положении (блокировка)

Рис.

5.8.

Варианты кинематических схем 4-скоростных коробок

149