книги / Металлорежущие станки Краткий курс

Поэтому определение передаточных отношений отдельных пере­ дач и особенно расчет числа зубьев колес должны быть произве­ дены с точностью, обеспечивающей допустимые отклонения общего передаточного отношения.

Sz—18+57 = 75 n, следовательно, 23 = 24 = 37,5. Примем 23 = 24 = 37. Пусть расчетные Sz = 74; тогда передачу zt — z2, имеющую Sz — 75, необходимо

§ 6. ОСОБЫЕ МНОЖИТЕЛЬНЫЕ СТРУКТУРЫ

Коробки скоростей обычной множительной структуры строятся путем последовательного соединения групп передач в одну кине­ матическую цепь. Выбор оптимальных конструктивных и кинема­ тических порядков, соблюдение ограничения величины переда­ точных отношений передач, суммы зубьев их колес, чисел зубьев наименьших шестерен могут обеспечить наиболее простые и ком­ пактные схемы привода, отвечающие предъявляемым требова­ ниям. Однако многообразие условий работы станков и наклады-

Рис. 25. Привод главного движения со сменными колесами

ваемые ограничения не всегда приводят к оптимальным решениям. Вот почему в ряде случаев целесообразно отклоняться от класси­ ческих принципов и проводить мероприятия, упрощающие схему привода в целом.

Приводы главного движения со сменными колесами значительно упрощают схему и конструкцию станка. Работа последнего дли­ тельное время без изменения скорости вращения шпинделя позво­ ляет использовать в качестве множительной группы звено на­ стройки со сменными колесами. На рис. 25, а показана схема при­ вода главного движения, у которого регулирование скорости вращения шпинделя осуществляется исключительно сменными колесами Л — В. Наличие в схеме конических пар вызывается

конструктивными соображениями. Передаточные отношения для них обычно равны 1 1 .

В коробке скоростей, приведенной на рис. 25, б, первая группа состоит из сменных колес А — В, а вторая и третья содержат по две пары передач. Следовательно, имеется возможность ступенча­ того регулирования чисел оборотов шпинделя путем переключения блоков, а установка сменных колес смещает область регулиро­

стимо малое передаточное отношение одной из передач (см. стр. 50). Путем искусственного уменьшения характеристик можно с неко­ торыми отклонениями сохранять желательную структуру.

Этого можно избежать, если уменьшить характеристику последней

= —4> Но одновременно с этим уменьшился диапазон регу­

лирования (ср9), уменьшилось число ступеней скорости (z = 1 0 ), так как две скорости (на графике отмечены двойными кружками) повторяются.

Рассмотрим другой случай. Увеличим характеристики первой и второй групп до значения хх = 2, х2 — 5. Структура примет вид z — 12 = 32 -25 -20. Строим картину скоростей (рис. 26, б). Она свидетельствует о сохранении минимального передаточного отно­

шения = но одновременно расширяется диапазон регули­

рования (ф15) вследствие выпадения отдельных скоростей в нижней и верхней части ряда, где знаменатель принимает величину, рав-

Рис. 27. Схемы коробок скоростей со связанными колесами

ную ф2. Такой ряд называют ломаным. Если, например, ф = = 1,26, то диапазон регулирования при обычном кинематическом

Коробки скоростей со связанными колесами. Для уменьшения количества зубчатых колес и осевых габаритов коробок скоростей применяют передачи со связанными колесами. Сущность данного мероприятия заключается в следующем. Пусть коробка скоростей, изображенная на рис. 27, а, имеет две группы передач: 1—2, 3—4 и 5—6, 7—8. Если подобрать числа зубьев колес 4 и 5 так, чтобы они были одинаковы (г4 = z5), то представляется возможность оба колеса объединить в одно колесо (см. рис. 27, б). Оно одновременно принадлежит и первой, и второй группам, работает в качестве и ведомого, и ведущего звена. Подобные колеса называют свя­ занными.

Аналогичным образом можно объединить колеса 2 и 7. Тогда привод будет содержать два связанных колеса (рис. 27, в). Коли­ чество связанных колес может быть большим: три-четыре в зави­ симости от структуры привода.

Кинематический расчет коробок скоростей с одним связанным колесом затруднений не представляет. При большом количестве связанных колес расчет осложняется, так как обычные методы расчета не приводят к оптимальным вариантам. Подробно этот вопрос освещен в специальной литературе [1 ,1 0 ].

§ 7. КОРОБКИ СКОРОСТЕЙ СО СЛОЖЕННОЙ СТРУКТУРОЙ

Обычная множительная структура, состоящая из одной кине­ матической цепи, с последовательным соединением групп передач является наиболее простой. Она позволяет успешно решать задачи по созданию рациональных приводов главного движения. Однако во многих случаях, особенно при увеличении диапазона регули­ рования скоростей, создать простой привод, удовлетворяющий требованиям, на базе обычной структуры невозможно. Поэтому в практике станкостроения применяют так называемые сложен­ ные структуры. Они состоят чаще всего из двух кинематических цепей, каждая из которых представляет собой обычную множи-

Рис. 28. Схемы соединения множительных структур

тельную структуру. Общее число скоростей привода z = z'M-f- -j- zZt. Здесь z'Mи ZM — число ступеней скорости первой и второй кинематических цепей.

Если последние имеют одинаковые группы передач (по коли­

более распространенные принципиальные схемы соединения двух структур представлены на рис. 28. Верхнюю область регулиро­ вания скоростей вращения шпинделя получают при помощи основ­ ной структуры z0 и передают движение на шпиндель / через зуб­ чатую передачу 1—2 (рис. 28, а) или через муфту М (рис. 28, б).

Рис. 30. Структурная сетка н график чисел оборотов шпинделя коробки скоростей со сложенной структурой

щ — щ2. Из них же проводим линий, изображающие соедини­ тельную передачу 11—12 и далее 13—14.

Пример. Произвести кинематический расчет коробки скоростей по дан­ ным: z = 12; ф = 1,58. Попытка использовать обычную множительную струк­ туру в аналогичном примере не удалась. На основе сложенной структурной сетки, изображенной на рис. 30, б, строим график чисел оборотов, приняв п = лтах = п12 (рис. 30, в). Рассмотрение графика показывает, что минималь-

На рис. 31 показана другая схема коробки скоростей со сложен­ ной структурой. Вращение от вала I валу II сообщает группа колес ра. Далее движение на шпиндель V передается по двум цепям. При левом и среднем положениях блока 7—9—11 — через

Рис. 31. Схема коробки скоростей со сложенной структурой

передачи 7—8 или 9—10 (группа рь), при правом положении блока 7—9—11 — группой передач рс, pih ре. Таким образом, число ступеней скорости

Z = ZM+ ZM= ра (р„ + pcpdpe).

Для нашего случая ра = Зх; рь = 23; рс = 1; ра = 23; ря = 2в. Следовательно,

2 = 3! (2 3 + 1 •2 8 •2 в) = 18.

Пример. Построить график чисел оборотов шпинделя коробки, схема ко­ торой изображена на рис. 31. Построим сначала структурные сетки отдельно для каждой структуры (рис. 32, a): zM = 31 23 и ъ"м = Зх 1 23 •2в. Первая

группа передач 3i — общая для обеих структур. Придаем ее первой струк­ туре, для которой строим сложенную структурную сетку (рис. 32, б). Она остается без изменения. Оставляя на месте точки 5, 6 и 7, строим сетку для второй структуры. Соединяя точки 2, 3, 4 с точками 5, б, 7, получим линии,

2 11

изображающие соединительную передачу — . По сложенной структурной

212

сетке строим обычным способом график чисел оборотов (рис. 32, в). Для этого точки 1, 2, 3 п4 переносим на уровень п19 — верхнего предела регулирования первой структуры, а точки б, 6 и 7 — на уровень п12 — верхнего предела регулирования второй структуры. Построенный график дает возможность определить передаточные отношения всех передач. В зависимости от значе­ ния ф он может быть ори необходимости откорректирован.

СО