MACHINE-TOOLS

Для изменения чисел оборотов шпинделя или подач в широких пределах в современных станках обычно применяют коробки с зубчатыми колесами, называемые соответственно коробками скоростей и коробками подач.

Коробки скоростей. Коробка скоростей служит для изменения чисел оборотов шпинделя и передачи его соответствующего крутящего момента.

Существует несколько способов переключения зубчатых колес. Наибольшее распространение в коробках скоростей токарных станков получили два основных способа:

1. переключение при помощи передвижных колес или блоков колес, скользящих на шлицах валов:
2. переключение муфтами (кулачковыми или фрикционными).

Переключение передвижными колесами или блоками наиболее часто применяется в современных коробках скоростей. На рис. 236, а показан блок из трех передвижных колес, который можно перемещать на шпонке вдоль оси вала II. Вводя в зацепление различные пары зубчатых колес z₁-z₂, z₃-z₄, z₅-z₆, имеющие различные передаточные отношения, можно при постоянном числе оборотов вала I, получить три различных числа оборотов вала II.

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 z₄ которые 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.

При перемещении кольца 7 с помощью тяги 10 влево происходит прямое вращение шпинделя, а вправо - обратное вращение шпинделя. Благодаря значительной площади трения пластинчатые фрикционные муфты способны при сравнительно небольших размерах передавать большие крутящие моменты. Преимущество этих муфт заключается также в том, что их можно плавно (без удара) переключать на ходу и под нагрузкой.

когда муфта в результате износа дисков начинает буксовать, ее следует отрегулировать. Регулируют муфты вращением нажимных гаек 6 и 8, навинченных на кольцо 7. Повернуть нажимную гайку можно лишь после того, как защелка 11 будет вдавлена в кольцо 7.

На рис. 238 показана более сложная кинематическая схема коробки скоростей токарно-винторезного станка модели 1А62 с четырьмя подвижными блоками зубчатых колес 2, 3, 4, 5 в сочетании с пластинчатой фрикционной муфтой М и кулачковой муфтой К, которые обеспечивают получение 24-х различных чисел оборотов шпинделя.

Число оборотов шпинделя выражается в общем виде формулой n_шn=n_эд*i_рп*0,985*i_кс,

где

n_шn - число оборотов шпинделя в минуту;

n_эд - число оборотов электродвигателя в минуту;

i_рп - передаточное отношение клиноременной передачи;

0,985 - коэффициент, учитывающий скольжение ремня;

i_кс - передаточное отношение, характеризующее кинематическую цепь коробки скоростей.

i_кс = i₁*i₂*i₃...*i_n, где i - передаточные отношения отдельных пар зубчатых колес, входящих в кинематическую цепь коробки скоростей.

Коробки подач. В токарно-винторезных станках применяют для изменения величины подачи в широких пределах коробки подач, в которых используются механизмы, показанные на рис. 239.

Сменные зубчатые колеса (рис. 239, а) связывают между собой коробку скоростей с коробкой подач и обеспечивают настройку станка на большой диапазон подач при нарезании резцами различных резьб.

Механизм зубчатого конуса с накидным колесом (рис. 239, б) - наиболее распространенный механизм коробки подач - рассмотрен был выше.