ОП.07 Технологическое оборудование

ОП.07 Технологическое оборудование

Тема 2.6. (24.04) – 80 мин

Коробки подач

Лекция 12

Цели занятия:

1. Изучить основные понятия темы лекции, типы коробок подач, их назначение, способы переключения, рассмотреть различные механизмы, применяемые в коробках передач

2. Ответить на контрольные вопросы в конце лекции

3. Для закрепления материала просмотреть видеофильм на канале YouTube по ссылке:

https://www.youtube.com/watch?v=Ka5ZcRV7KXk&t=265s

План

1Типы коробок подач, назначение, способы переключения передач

2 Механизмы, применяемые в приводах подач: сменные шестерни, планетарные механизмы

Ответы на контрольные вопросы оформить в конспекте, сфотографировать на телефон и выслать на электронную почту: dyachencko@ mail.ru или сообщением на личную страницу ВКонтакте https://vk.com/id121881712 до 29.04.2020

ФОТО ОБЯЗАТЕЛЬНО ДОЛЖНЫ ВЫСЛАТЬ СЛЕДУЮЩИЕ ОБУЧАЮЩИЕСЯ:

1. Вязовой А.Э.

2. Головацкая Т.В.

3. Качанова Н.И.

4. Кулинич В.Д.

5. Поляков В.Ю.

6. Тищенко С.Н.

7. Тищенко Ст.Н.

8. Цыгальнюк А.О.

Рекомендуемая литература:

1.Технологическое оборудование машиностроительного производства: Учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / Б.И.Черпаков, Л.И.Вереина. с 74-79

ЛЕКЦИЯ №12

Коробки подач в металлорежущих станках предназначены для изменения величины и направления подачи переключением зубчатых передач. В механические кинематические цепи подач могут входить: множительные зубчатые передачи (см. рис. 1), как в коробках скоростей; передачи, дающие арифметический ряд частоты вращения (конусные наборы с накидным зубчатым колесом и с вытяжной шпонкой); храповые механизмы; суммирующие механизмы, гитары и др.

Конусный набор с накидным зубчатым колесом (рис. 1, а) применяют в приводах подач токарно-винторезных станков с ручным управлением. Число зубчатых колес в данном наборе достигает десяти, переключение производится рукояткой /, перемещающей накидное колесо 2. Преимущество этой передачи — малая металлоемкость (число зубчатых колес на два больше числа передач).

Рисунок 1 Схемы механизмов коробок подач:

а — конусный набор с накидным зубчатым колесом; б — конусный набор с вытяжной шпонкой; в - конический дифференциал; г — планетарный механизм; д однопарная гитара; 1— рукоятка; 2 — накидное зубчатое колесо; 3 — вытяжная шпонка; 4 — Т-образный вал; 5 — поводок, 6 — крышка гитары; 7, 8 — сменные зубчатые колеса

Однако из-за наличия накидного зубчатого колеса конусный набор не может быть использован в станках, передающих большие мощности, так как механизм имеет низкую жесткость. Другим недостатком является невозможность применения этой передачи в цепях, где реверсируется движение ведущего вала, так как движение с конуса на накидное зубчатое колесо (или наоборот) может передаваться только в направлении, указанном на рисунке.

Конусный набор с вытяжной шпонкой (рис. 1, б) — компактный механизм, реализующий до 10 различных передаточных отношений. Управление переключением всех передач пары конусов осуществляется одной рукояткой, связанной с вытяжной шпонкой 3. К недостаткам этого механизма относятся: невозможность передачи больших крутящих моментов вследствие недостаточной жесткости полого вала, в котором перемешается тяга с вытяжной шпонкой; неудовлетворительное базирование узких зубчатых колес; повышенный износ зубчатых колес (все постоянно находятся в зацеплении) и вытяжной шпонки; низкий КПД.

Конусный набор с вытяжной шпонкой применяют в легких, и иногда и средних сверлильных и токарно-револьверных станках с ручным управлением. В настольных сверлильных станках один конусный набор с вытяжной шпонкой заменяет коробку подач, что позволяет уменьшить габариты шпиндельной головки станка.

2.Храповые механизмы используют в станках с периодической подачей заготовки или инструмента — в строгальных, долбежных, шлифовальных. Здесь подача осуществляется не в процессе резания, а в момент холостого хода; ее величина, как и при непрерывном движении подачи, влияет на шероховатость обрабатываемой поверхности и стойкость инструмента.

В качестве суммирующих механизмов в станках применяют конические дифференциалы, планетарные механизмы, реечные передачи и винтовые пары (с несамотормозяшей резьбой), червячные и другие передачи.

Суммирующие (дифференциальные) механизмы предназначены для алгебраическою сложения однородных движений, их применяют для увеличения диапазона настройки цепей в целях расширения технологических возможностей затыловочных, зуборезных, резьбошлифовальных и других станков.

Рассмотрим суммирование движений в коническом дифференциале (рис. 1, в), у которого коническое зубчатое колесо Z₁ и Т-образный вал 4 — ведущие звенья. Для определения передаточного отношения конического дифференциала, имеющего две степени свободы, вначале вычислим его передаточное отношение, когда дифференциал имеет одно ведущее звено — Т-образный вал. Остановим вал I, тогда колесо z₁ неподвижное, а колесо z₂ мгновенно вращается относительно мгновенного центра скоростей (МЦС). Скорость точки А колеса z₂ будет в два раза больше скорости v₀ точки О, которая принадлежит одновременно и Т-образному валу. Следовательно, v₀ = ώ₂R₂= ώ_TR_Т, где ώ, ώ₂, ώ_T^— угловые скорости соответственно конических колес z₁, z_i и Т-образного вала II; R₁, R₂, R_T— радиусы колес z₁,z₂ и Т-образного вала II. Поскольку все радиусы одинаковые, то

Следовательно, передаточное отношение, равное отношению ведомой угловой скорости к ведущей, будет равно двум, т.е. угловая скорость колеса z₃будет в два раза больше, чем скорость Т-образного вала II.

Теперь остановим Т-образный вал, и вращение на дифференциал будет поступать только от ведущего конического зубчатого колеса z₁. В этом случае передаточное отношение будет равно единице, так как все конические колеса имеют одинаковое число зубьев — фактически работает простая кинематическая цепь из конических зубчатых колес.

Выше передаточные отношения дифференциала определены для случая, когда он имел поочередно одну степень свободы. Если движение будет передаваться одновременно от Т-образного вала и конического зубчатого колеса z₁(т.е. у дифференциала две степени свободы), то передаточное отношение будет равно алгебраической сумме: i_a = 2+ I.

В том случае, если Т-образный вал является ведомым звеном, передаточное отношение дифференциала

Конический дифференциал, как суммирующий механизм, в станках имеет наибольшее применение. Однако в качестве суммирующих иногда применяют и планетарные механизмы.

Планетарным называют механизм с подвижными осями зубчатых колес и одной степенью свободы. Их используют как суммирующие механизмы (когда ведущими, например, являются поводок 5 и зубчатое колесо z₁ — рис. 1, г) или как механизмы, резко снижающие скорость.

Планетарные механизмы широко применяются в зубофрезерных станках и различных редукторах, так как позволяют получить большой диапазон передаточных отношений при малых габаритах и незначительных потерях на трение.

Коробки подач с бесступенчатым регулированием не обеспечивают точных передаточных отношений, поэтому их применяют лишь в тех случаях, когда подачи определяются режимами резания.

С точки зрения передачи усилий в коробках подач имеются большие возможности по применению фрикционных вариаторов с бесступенчатым регулированием, так как обычно передается небольшая мощность и низкая частота вращения. При большом диапазоне регулирования подач механизмы бесступенчатого регулирования могут применяться в сочетании со ступенчатым приводом.

На рис. 2 показана бабка изделия круглошлифовального станка; круговая подача шпинделя изделия регулируется бесступенчато. Ведущий вал 1 приводится во вращение от электродвигателя через клиноременную передачу. Для изменения круговой подачи служит фрикционная передача с раздвижными коническими шкивами 2, 3 и промежуточным стальным кольцом 4. Сближение одной пары конусов и одновременный развод второй изменяет диаметр, по которому происходит касание конусов стальным кольцом, следовательно, меняется передаточное отношение. Частоту вращения шпинделя изделия изменяют на ходу поворотом рукоятки управления.

Бесступенчатое регулирование с механическим вариатором применяется в приводах подач шлифовальных, револьверных, координатно-расточных, сверлильных и других станков.

Все большее распространение получают коробки подач с регулируемыми электродвигателями постоянного и переменного тока. Упрощение механической части и легкость управления являются важными эксплуатационными качествами этого привода. Имеются примеры успешной замены на станках обычных коробок подач приводом от электродвигателей постоянного тока с широким диапазоном D регулирования. Так, в координатно-расточных станках применена система электрического управления приводом подач от электродвигателя постоянного тока с D= 1800 при изменении частоты вращения от 2 до 3600 мин^-1.

В приводах подач тяжелых станков часто встречается сочетание регулируемого двигателя постоянного тока с механической частью коробки подач, которая расширяет диапазон регулирования электродвигателя.

В некоторых приводах тяжелых станков регулируемый электродвигатель применяют в сочетании с планетарными передачами, которые дают большую редукцию и удобны для включения ускоренных перемещений без отключения цепи рабочих подач.

Рисунок 2- Привод бесступенчатого регулирования круговой подачи изделия в круглошлифовальном станке: 1 — вал; 2, 3 — ведомые и ведущие конические шкивы соответственно; 4 — кольцо

Контрольные вопросы

1 Какое назначение у коробок подач?

2 Что входит в механические кинематические цепи подач?

3 Конусный набор с накидным зубчатым колесом: принцип работы, преимущества и недостатки

4 Конусный набор с вытяжной шпонкой: принцип работы, его преимущества и недостатки

5 Какие механизмы используют в станках в качестве суммирующих и их предназначение?

6 Для чего применяют планетарные механизмы в станках?

7 В каких станках применяются коробки подач с бесступенчатым регулированием?

8 В чем заключается принцип работы коробки подач с бесступенчатым регулированием?

12 Следующая ⇒