Лекции по "Машиностроению"

Недостатки механизма:

• Низкий КПД, т.к. при включении вращаются все шестерни.
• Механизм нельзя включать на ходу, иначе может зуб попасть на зуб и полумуфта не включится.

2)Механизм шестерен с фрикционными муфтами..

Преимущества:

• Данную муфту можно переключать на ходу.
• Данная муфта может быть использована в качестве предохранительного механизма.
• Малые перемещения при переключении.

Недостатки:

• Большое усилие при переключении.
• Передача ограниченного крутящего момента.
• Есть необходимость периодического регулирования муфты.
• Низкий КПД, т.к. одна из передач работает в холостую.

3) Механизм с передвижными блоками колес.

Для нормальной работы механизма необходимо три условия:

1.Условие размещения.

Требуется постоянство суммы чисел зубьев сопряженных колес, т.к. модуль всех колес одинаков:

2. Условие переключения  заключается в том, что при  переключении блок должен занимать  нейтральное положение:

ℓ≥7в для трех венцового блока, где в – ширина зубчатой шестерни.

ℓ≥4в для двух венцового блока.

Это условие ведет к большим осевым габаритам, поэтому 4-х венцовые применяют редко, часто заменяя двумя двойными, но усложняется механизм управления.

3. Условие проходимости  блока:

Для удобства переключения венец с наибольшим числом зубьев всегда располагают в середине блока.

Разность чисел зубьев соседних венцов не должна быть меньше, чем 4 зуба.

Достоинства механизма:

• Простота.
• Возможность передачи больших крутящих моментов.
• Нет не нагруженных передач.
• Легче переключается, чем кулачковая муфта, т.к. нет свободно вращающихся частей.

Недостатки механизма:

• Нельзя переключать на ходу.
• Малый К.П.Д.
• Большие перемещения при переключении.
• Используются только прямозубые шестерни.

4)Механизм, с откидным колесом и конусом Нортона.

Достоинства механизма:

• Возможность обеспечивать точные передаточные отношения т.к. не нужно соблюдать условие Sz=const.
• Нет ненагруженных передач.
• Возможность получения близких передаточных отношений.
• Компактность, обеспечивает К ступеней, где К – число ступеней в конусе Нортона.

Недостатки механизма:

• Передаёт малые крутящие моменты.
• Нельзя переключать на ходу.
• Недостаточная жесткость соединения откидного колеса с конусом.
• Сложность механизма переключения.
• Плохие условия смазки, попадание пыли в механизм.

 

5)Механизм шестерен с вытяжной шпонкой.

Механизм обратимый, состоит из двух конусов Нортона.

6)Механизм со ступенями  возврата.

Достоинства:

• Большой диапазон регулирования.
• Одинаковые блоки.
• Передаёт большие крутящие моменты.

Недостатки:

• Работают ненагруженные колеса – низкий КПД.
• Если на нижнем валу поместить каретку с откидным колесом, как в механизме Нортона,то вместо 4-х получим 8 передаточных отношений.

7)Механизм корригированных  колес.

M1 и M2 включаются и выключаются  одновременно.

 

 

 

 

 

12. Определение  оптимальной структуры привода  станка. Выбор варианта коробки (рекомендации).

Главный привод металлорежущих станков в значительной степени определяет технико-экономические характеристики станка в целом, такие как диапазон режимов обработки для которого может быть использован станок, точность и качество обработанных деталей, производительность обработки, энергопотребление станка, соответствие требованиям техники безопасности и производственной санитарии.

Совокупность передач от двигателей, обеспечивающих движение исполнительных органов, называют приводом. Различают механический, электрический, пневмо- и гидроприводы и их комбинации: электромеханический, электрогидравлический. В приводах источником движения является электродвигатель, а тип привода определяется видом передач к исполнительному органу: механическая, электрическая цепь или гидро-(пневмо) сеть. По характеру переключения частот (дискретному или непрерывному) различают ступенчатые и бесступенчатые приводы.

Ступенчатый привод (рис. 2.1) включает в себя: двигатель (М), передачу (П) ременную или зубчатую, коробку скоростей (КС) или коробку подач (КП), систему управления (СУ) частотами вращения, шпиндель (Ш) или суппорт (С). В станках с программным управлением привод включает датчик (Д) скорости и положения исполнительного органа или тахогенератор (ТГ), а также обратную связь, как правило, электрическую, систему управления.

Рис. 1 Обобщенная схема привода главного движения

металлорежущего станка

ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО ВАРИАНТА КОРОБКИ СКОРОСТЕЙ

Выбор оптимального варианта коробки скоростей очень сложен. Здесь большое значение имеют группы и типы станков, их технические характеристики, степень универсальности. При выборе варианта коробки скоростей в основном предпочтение отдается при одних и тех же выходных параметрах, вариантам со следующими достоинствами: коробка должна быть наиболее простой, т.е. должна иметь наименьшее число групп передач, наименьшее количество колес, валов и других усложняющих ее конструкцию деталей. Наивыгоднейшим из всех вариантов считается тот, у которого характеристика групп увеличивается от первого вала коробки скоростей к выходному валу.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14. Привод  подач. Его кинематика.

Движение подачи по определению - движение со скоростью, существенно меньшей, чем скорость главного движения. Поэтому в приводе подачи обычно требуется очень малое общее передаточное отношение. Кроме того, во многих случаях исполнительное звено в приводе подачи отстоит от источника движения на значительном расстоянии, что требует применения большого количества одиночных передач. Движение подачи в большинстве случаев - поступательное, в результате чего необходимо иметь в приводе механизм для преобразования вращательного движения в поступательное.

В качестве источника движения в приводе подачи может быть использован шпиндель станка (именно так устроен привод подачи в универсальных токарных и сверлильных станках, а также в некоторых других).

В ряде случаев источником движения в приводе подачи служит отдельный электродвигатель. Характерный пример такого конструктивного решения - фрезерные станки. Такое же решение используется во многих современных станках с числовым программным управлением, причем здесь в большинстве случаев используются бесступенчато регулируемые электродвигатели, соединенные с тяговым устройством только с помощью одиночных передач без каких-либо коробок подач.

Ниже рассмотрена разработка кинематики ступенчато регулируемого привода подачи.

При обосновании технической характеристики станка определяются величины максимальной и минимальной подачи: Smax и Smin. Выбрав величину знаменателя ступенчатого ряда f, можно рассчитать требуемое количество ступеней подач:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15. Бесступенчатые  приводы.

Токарные станки с б/с приводом (Болгария)

Предназначены для токарных работ: обработки точением заготовок из металлов и др. материалов в виде тел вращения, нарезания правой и левой метрической, дюймовой, одно и многозаходных резьб с нормальным и увеличенным шагом; нарезания торцовой резьбы и т, д. Такие токарные станки выполнены с бесступенчатой регулировкой частоты оборотов двигателя. Преимущества станков с беcступенчатым приводом:

• Плавная регулировка частоты оборотов двигателя.

• Надежность и долговечность работы станка за счет отсутствия коробки скоростей.

• Простота в обслуживании.

• Возможность смены частоты оборотов двигателя не останавливая шпиндель.

Бесступенчатые приводы применяют для плавного и непрерывного изменения частоты вращения шпинделя или подачи. Они позволяют получать наивыгоднейшие скорости ре-зания и подачи при обработке различных деталей. Кроме того, они дают возможность изменять скорость главного движения или подачу во время работы станка без его остановки. В токарных станках применяют следующие способы бесступенчатого регулирования скоростей главного движения и движения подачи. Электрическое регулирование производится изменением ча.стоты вращения электродвигателя, который приводит в движение соответствующую цепь станка, способы регулирования частоты вращения электродвигателей различных типов рассмотрены гл. Гидравлическое регулирование применяют главным образом для регулирования скоростей прямолинейных движений (в стро.гальных, долбежных, протяжных станках), значительно реже . для регулирования вращательных дви.жений (гидравлическое регули.рование скоростей движений в станках изложено в гл. 4). Регулирование с помощью механических вариаторов. Большинство механических вариаторов, применяемых в токарных станках, фрикционное. Лобовой вариатор. При перемещении малого ведущего ролика относительно диска изменяется рабочий радиус последнего и, следовательно, передаточное отношение между ведущим и ведомым валами. Привод с раздвижными конусами работает следующим образом. От шкива на валу вращаются два ведущих конуса . На валу находятся два таких же ведомых конуса. Передача между валами осуществляется клиновидным ремнем с деревянными накладками с внутренней стороны или широким ремнем соответствующего профиля.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

Количество зубчатых колес, соединенных в один блок, бывает два, три и реже четыре.

Переключение кулачковой муфтой показано на рис. 236, б. На ведущем валу I на шпонках закреплены два зубчатых колеса z1 и z2 на ведомом валу II свободно сидят колеса z3 и z4которые находятся в постоянном зацеплении с колесами z1 и z2. Между колесами z3 и z4 на валу II сидит на направляющей шпонке 3 муфта 4, имеющая на торцах кулачку 1 и 2. Кулачковую муфту можно перемещать влево и вправо рычагом 5 и сцеплять соответственно с торцовыми кулачками колес z3 и z4.

Если кулачковая муфта включена влево, то вращение от вала 1 передается валу II через колеса z1 и z3, если муфту включить вправо, то вращение передается валу II через колеса z4 и z2.

Кулачковые муфты просты по конструкции, работают надежно и могут передавать большие усилия и крутящие моменты. Однако их можно переключать только при остановленном станке, так как иначе легко повредить кулачки.

Переключение фрикционными пластинчатыми муфтами получило наибольшее распространение для включения прямого и обратного вращения шпинделя, а также для его останова в современных токарных станках. Устройство фрикционной пластинчатой муфты показано на рис. 237. Крутящий момент передается от шлицевого вала 1 к зубчатых колесам 2 и 9, свободно сидящим на этом валу, при помощи двух групп стальных плоских дисков 4 и 5.Диски 4 с выступами на их поверхности входят в пазы ступиц 3 зубчатых колес 2 и 9, а на внутренней окружности дисков 5 расположены вырезы, которыми они насажены на шлицевой вал 1. Если диски 5 и 4 плотно сжать, то вследствие трения, возникающего между их боковыми сторонами, начнет вращаться колесо 2 или 9 в зависимости от того, какая правая или левая - часть муфты включена.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22

Кривошипно-шатунные механизмы

Кривошипно-шатунные механизмы служат для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот. Основными деталями кривошипно-шатунного механизма являются: кривошипный вал, шатун и ползун, связанные между собой шарнирно (а). Длину хода ползуна можно получить любую, зависит она от длины кривошипа (радиуса)

Кулисные механизмы

Возвратно-поступательное движение в кривошипных механизмах можно передавать и без шатуна. В ползунке, которая в данном случае называется кулисой, делается прорез поперек движения кулисы. В этот прорез вставляется палец кривошипа. При вращении вала кривошип, двигаясь влево и вправо, водит за собой и кулису.

 

Вместо кулисы можно применить стержень, заключенный в направляющую втулку. Для прилегания к диску эксцентрика стержень снабжается нажимной пружиной. Если стержень работает вертикально, его прилегание иногда осуществляется собственным весом.

Для лучшего движения по диску на конце стержня устанавливается ролик.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23

Назначение и область применения передачи винт-гайка

Передача винт-гайка предназначена для преобразования вращательного движения в поступательное движение рис.2.4.1. При этом как винт, так и гайка могут иметь либо одно из названных движений, либо оба движения одновременно.