Краткие теоретические сведения. Передачей называют механизм, передающий движение от одного элемента к другому (с вала

Передачей называют механизм, передающий движение от одного элемента к другому (с вала на вал), или преобразующий один вид движения в другой.

В металлорежущих станках для передачи вращательного движения применяют ременные, цепные, зубчатые и другие передачи; для сообщения узлам станков поступательного движения – кинематическую пару «винт-гайка», реечную передачу и другие механизмы. Требования ЕСКД предусматривают условные обозначения элементов в кинематических схемах (ГОСТ 2.770-68), наиболее часто встречающиеся из которых приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Условные обозначения элементов в кинематических схемах

Наименование	Обозначение
Вал, валик, ось, стержень, шатун и т.п.
Неподвижное звено (стойка). Для указания неподвижности любого звена часть его контура покрывают штриховкой.
Неподвижное соединение детали с валом, стержнем
Подшипники на валу (без уточнения типа):   радиальные упорные
Муфты:   общее обозначение без уточнения типа   сцепляемая (управляемая) упругая     фрикционная конусная   кулачковая (зубчатая) односторонняя   кулачковая (зубчатая) двухсторонняя
Звено рычажных механизмов двухэлементное:   ползун     кулиса
Храповые зубчатые механизмы:   с наружным зацеплением односторонние   с наружным зацеплением двусторонние
Шкив ступенчатый, закрепленный на валу
Передача ременная (без уточнения типа ремня)
Передачи зубчатые (цилиндрические):   внешнее зацепление (общее обозначение без уточнения типа зубьев)   внутреннее зацепление
Передачи зубчатые с пересекающимися валами и конические (общее обозначение без уточнения типа зубьев)
Окончание табл. 1.1.
Передачи зубчатые со скрещивающимися валами:     червячные с цилиндрическим червяком
Передачи зубчатые реечные (общее обозначение без уточнения типа зубьев)
Кинематическая пара «винт-гайка»:   гайка на винте, передающем движение: неразъемная     разъемная
Вал с концевой частью под съемную рукоятку
Электродвигатель

В механизмах станков используются следующие виды соединений деталей (зубчатых колес, полумуфт и др.) с валом:

неподвижное (рис. 1.1, а) – зубчатое колесо жестко связано с валом;

свободное при вращении (рис. 1.1, б) – зубчатое колесо и вал вращаются независимо друг от друга, и колесо не может перемещаться вдоль вала;

а	б

Рис. 1.1. Виды соединений зубчатых колес с валами:

а – неподвижное соединение; б – свободное при вращении

подвижное без вращения – зубчатое колесо вращается вместе с валом (рис. 1.2) и может перемещаться по шлицам или по шпонке вдоль вала. Например, за счет перемещения блока зубчатых колес (тройного блока из шестерен z 1, z 2, z 3) возможны следующие три варианта передачи вращения от вала I к валу II: блок будет смещен влево – в зацеплении будут находиться зубчатые колеса z 1- z 4; если блок находится в центральном положении – z 2- z 5; если блок смещен вправо, тогда шестерня z 3 будет вращать шестерню z 6;

при помощи вытяжной шпонки (рис. 1.3), которая может соединить с валом I только одну шестерню из трех (z 1, z 2, z 3), остальные две вращаются на валу I свободно. На валу II шестерни закреплены неподвижно.

Рис 1.2. Схема механизма передачи вращения от вала I на вал II с помощью подвижного блока из трех зубчатых колес (вдоль вала I по шпонке)	Рис. 1.3. Схема механизма передачи вращения на вал II с помощью блока из трех зубчатых колес, соединяемых с валом I вытяжной шпонкой

Изменяя положение шпонки, можно обеспечить три различных частоты вращения вала II, используя следующие варианты зацепления зубчатых колес: z 1- z 4, z 2- z 5 или z 3- z 6.

При составлении кинематических схем необходимо соблюдать следующие правила:

– шестерни, входящие в зацепление при переключении зубчатых передач, должны на схеме касаться друг друга своими диаметрами (см. рис. 1.2);

– на плоской развертке пространственной кинематической схемы зацепления между шестернями, насаженными на валы и расположенными в разных параллельных плоскостях, обозначаются пунктирными линиями. Например, в реверсивном механизме (рис. 1.5) передача вращения с вала I на вал III, который в действительности не располагается в плоскости схемы, осуществляется непосредственно через зубчатые колеса z 1- z 2 при левом фиксированном положении колеса z 1.

В механизмах металлорежущих станков для реверсирования вращения валов, т. е. изменения направления вращения, используются реверсивные механизмы различной конструкции. Принцип работы их, чаще всего, основан на изменении количества последовательно зацепленных шестерен в кинематической цепи. Первая и последняя шестерни такого механизма будут вращаться в одну сторону только при нечетном количестве последовательно зацепленных колес, а в разные стороны – только при четном (рис. 1.4).

Нечетное Четное
Рис. 1.4. Кинематическая схема реверсивного механизма с «паразитной» шестерней («трензель»)	Рис. 1.5. Кинематическая схема реверсивного механизма с широкой шестерней на промежуточном валу

Этот принцип реализуется и в реверсивном механизме, схема которого приведена на рис. 1.5: при левом фиксированном положении шестерни z 1 на валу I – вращение вала I на вал II передается через две шестерни (четное количество). При правом фиксированном положении шестерни z 1 – вращение вала I на вал II передается через три шестерни (нечетное количество – z 1- z 3- z 4).

Линейная скорость точки на делительной окружности шестерен, находящихся в зацеплении равна V = πD₁n₁ = πD₂n₂ = πmz₁n₁ = πmz₂n₂, так как диаметр делительной окружности зубчатого колеса равен произведению его модуля m на число зубьев z (). Отсюда:

n2/n1 = D1/D2 = z1/z2,

(1.1)

Отношение частоты вращения ведомого вала n₂ к частоте вращения ведущего вала n₁ называется передаточным отношением i, которое определяется по формуле:

для ременной передачи –

;

(1.2)

зубчатой –

;

(1.3)

червячной –

,

(1.4)

где i – передаточное отношение;

D ₁, D ₂ – диаметры ведущего и ведомого шкива ременной передачи соответственно;

z ₁, z ₂ – число зубьев ведущего и ведомого колеса соответственно;

k – число заходов червяка;

z _ч.к – число зубьев червячного колеса.

Для преобразования вращательного движения в поступательное, служат реечная и винтовая («винт-гайка») передачи и другие механизмы.

Перемещение рейки или реечного зубчатого колеса при неподвижной рейке за один оборот реечного колеса (ход реечного колеса по рейке) рассчитывается по следующей формуле, мм:

So = πd = πmz р.ш,

(1.5)

где m – модуль реечной (зубчатой) передачи, мм;

;

(1.6)

z _р.ш – число зубьев реечной шестерни;

d – диаметр делительной окружности реечной шестерни, мм.

Перемещение гайки за один оборот винта (ход винтовой передачи), мм:

,

(1.7)

где t _х.в – шаг ходового винта, мм;

k – число заходов винта.

Приводом станка называют комплекс механизмов, передающих движение от источника (электродвигателя, приводного вала) к рабочим органам станка.

Совокупность всех передач передающих вращение от источника на исполнительный механизм называется кинематической цепью. Общее передаточное отношение кинематической цепи i _об равно произведению передаточных отношений отдельных ее звеньев (передач):

i об = i 1 i 2 … i n,

(1.8)

где i ₁, i ₂, …, i _n – передаточные отношения отдельных звеньев (передач), входящих в состав кинематической цепи.

Частота вращения шпинделя (полый вал, на котором с помощью приспособления крепится деталь на токарных или инструмент на сверлильно-расточных и фрезерных станках) определяется по формуле:

,

(1.9)

где n _шп – частота вращения шпинделя, об/мин;

n _эд – частота вращения вала электродвигателя, об/мин.

Скорость перемещения гайки по ходовому винту для винтовой передачи (подача за минуту или минутная подача), мм/мин:

,

(1.10)

где n _х.в – частота вращения ходового винта, об/мин.

Скорость перемещения рейки (реечной шестерни по рейке), мм/мин:

,

(1.11)

где n _р.ш– частота вращения реечной шестерни, об/мин.

Дата добавления: 2015-07-07