Коробки подач

Коробки подач предназначены для изменения скорости и направления подач при обработке на станке различных деталей. Коробка подач в большинстве случаев получает движение от шпинделя станка или от отдельного электродвигателя. Значения подач должны обеспечивать требуемые параметры шероховатости поверхности, а также высокую стойкость инструмента и производительность станка.

Подачу можно изменить различными способами: с помощью механизмов с зубчатыми передачами и без применения зубчатых передач (например, электрическим или гидравлическим путем, храповым или кулачково-рычажными механизмами и т. д.).

Ниже рассмотрены лишь коробки подач с зубчатыми передачами. Коробки подач с зубчатыми передачами бывают со сменными зубчатыми колесами с постоянными расстояниями между осями валов, с передвижными блоками зубчатых колес, со встречными ступенчатыми конусами колес и вытяжными шпонками, в форме гитар сменных зубчатых колес.

Для получения большого числа значений подач используют комбинацию из вышеперечисленных механизмов.

Коробки подач со сменными зубчатыми колесами (с постоянным расстоянием между осями валов) применяют в станках для крупносерийного производства при редкой наладке (см. рис. 2.10, и). Такие коробки преимущественно применяются в автоматах, полуавтоматах и специальных станках. Конструкции коробок подач, состоящих из одних только сменных зубчатых колес, просты и не отличаются от аналогичных коробок скоростей.

Коробки подач с передвижными блоками зубчатых колес широко применяют в универсальных станках. Они позволяют передавать большие крутящие моменты и работать с большими скоростями.

К недостатку коробок подач этого типа относится невозможность использования в них косозубых колес. По конструкции коробки подач с передвижными зубчатыми колесами аналогичны соответствующим коробкам скоростей. Представляет интерес применение корригированных зубчатых колес в блоке, зацепляющемся с одним зубчатым колесом z ₁ (см. рис. 2.12, а). Путем изменения шага получают зубчатые колеса одинакового диаметра (по делительной окружности), но с разным числом зубьев z ₂, z ₃, изменяющимся в небольших пределах. Переключением блока получим два передаточных отношения.

Коробка подач со встречными ступенчатыми конусами колес и вытяжной шпонкой на четыре различных передаточных отношения (число передач в таких коробках может достигать восьми – десяти в одной группе); кинематическая схема ее показана на рис. 2.12, в, а конструкция – на рис. 2.12, б.

    Рис. 2.12. Коробки подач: а – с корригированными зубчатыми колесами; б – с вытяжной шпонкой (конструкция); в – с вытяжной шпонкой (кинематическая схема)

Зубчатый конус на ведомом валу II жестко связывается с валом вытяжной шпонкой только с одним зубчатым колесом, через которое и передается движение с вала I; при этом остальные зубчатые колеса на валу II вращаются вхолостую и снижают КПД механизма. На ведущем валу I жестко сидят зубчатые колеса z ₁, z ₃, z ₅, z ₇ и вращают соответствующие им колеса z ₂, z ₄, z ₆, z ₈ обратного зубчатого конуса, которые свободно сидят на полом валу 5, имеющем прорезь.

Вращаясь, зубчатое колесо 1 перемещает тягу 2 с вытяжной шпонкой 3. Последняя под действием пружины заскакивает в шпоночный паз выбранного колеса и закрепляет его на валу 5. Для предотвращения одновременного включения двух ведомых зубчатых колес механизм снабжен специальными разделительными кольцами 4.

Преимущество этого механизма в его компактности. К недостаткам относится возможность перекоса вытяжной шпонки, малая жесткость шпоночного валика, ослабленного продольным пазом. Коробки подач с вытяжными шпонками применяют в небольших, а иногда и в средних по размеру сверлильных и токарно-револьверных станках.

Коробки с конусом зубчатых колес и накидным элементом (см. рис. 2.13, а), именуемые механизмами Нортона, благодаря нежесткой связи между валами обеспечивают свободный выбор числа зубьев колес и, следовательно, выполнение любых передаточных отношений. Коробки выполняют по закону арифметической прогрессии, а также по геометрическому ряду с малыми значениями знаменателя j. Конус зубчатых колес в резьбонарезных цепях станков может быть ведущим или ведомым. На валу I в рамке на шпонке скользит зубчатое колесо z ₁, связанное с накидным паразитным колесом z ₀, на валу II закреплен на шпонке конус зубчатых колес. Для переключения передачи рамку отводят и, переместив ее вдоль вала II к одному из колес зубчатого конуса, вновь подводят до зацепления (z ₂ – z ₈).

Паразитное колесо на передаточные отношения влияния не оказывает, поэтому

и т. д.

Допустимое число передач – 6¸11.

Механизм имеет недостаточную жесткость и длительное время переключения.

Коробка подач с механизмами типа «меандр» называется так по рисунку передаваемого движения (см. рис. 2.13, б), состоит из трех валов. Зубчатые колеса z ₁ и z₉ закреплены на валу I. Остальные колеса сидят свободно на валах I и II, но при этом каждое большое колесо соединяется с малым в блок: z ₇ c z ₆; z ₃ c z ₂; z ₁₀ c z ₁₂; z ₁₃ c z ₁₅; z ₁₁ c z ₁₄; z ₅ c z ₄. Зубчатое колесо z _в перемещается по шлицам вала III, а паразитное колесо z ₀ может поворачиваться и накидываться на колеса z ₇, z _6, z ₃, z ₂, z ₁₀, z ₁₂, z ₁₃, z ₁₅. Число зубьев большого колеса в этих механизмах принимают в 2 раза больше числа зубьев меньшего колеса. Представленный механизм обеспечивает восемь частот вращения вала III и, следовательно, восемь подач.

Так как z ₁ = z ₃ = z ₅ = z ₇ = z ₁₀ = z ₁₁ = z ₁₃; z ₂ = z ₄ = z ₆ = z ₈ = z ₉ = z ₁₂ = z ₁₄ = z ₁₅, то

.

  Рис. 2.13. Коробки подач: а – с накидным элементом; б – с петлевым движением

К недостаткам механизма с петлевым движением относятся: нежесткая конструкция накидного элемента, вращение всех блоков, снижающих КПД механизма, и потребность в большом числе колес.

Механизм «меандр» применяют в сочетании с другими типами коробок подач в качестве множительного механизма, например, в токарно-винторезных станках, для увеличения основного ряда подач в 2, 4 и более раз.

Методика расчета коробок подач различных типов подробно изложена [6].

Беззазорные передачи используются в приводах подач станков с ЧПУ. Зазор в зубчатых передачах устраняется радиальным сближением прямозубых зубчатых колес, сидящих на двух валах (см. рис. 2.14, а); осевым сближением двух косозубых колес, сидящих на одном валу и сцепляющихся с широким колесом другого вала (см. рис. 2.14, б) или разворотом двух колес одного вала (см. рис. 2.14, в). В первом случае при регулировочных работах устранение зазора достигается разворотом эксцентриковой втулки 2 корпуса, в котором размещены опоры вала 3 с ведущим зубчатым колесом 4, при повороте уменьшается межцентровое расстояние А и зазор в зацеплении колес 1 и 4 (см. рис. 2.14, а).

Рис. 2.14. Беззазорные передачи

В конструкции на рис. 2.14, б спаренные косозубые зубчатые колеса 6 и 8 соединены между собой винтами 5 и штифтами 3. Колесо 8 сидит на ступице колеса 6. При изменении толщины компенсаторных полуколец 7 и 2 устраняется зазор в зацеплении колес 6 и 8 с широким зубчатым колесом 1.

В конструкции (рис. 2.14, в) на валу 7, на шпонке сидит зубчатое колесо 2. Колесо 3 сидит на ступице колеса 2 и скреплено с ним винтами 5. Колеса прямозубые, а устранение зазора в зацеплении достигается путем разворота колеса 3 относительно общей оси с колесом 2. Для облегчения регулировочных работ предусмотрены эксцентрики поворота 4 между колесами 2 и 3. Спаренные колеса работают одним (одно – левым, другое – правым) профилем зубчатого венца.

Дата добавления: 2014-12-29