книги / Технология металлов

Нужное для получения желаемой скорости количество масла пропускается в рабочий цилиндр, а избыток его возвращается в резервуар. Длина рабочего хода ползуна равняется расстоя­ нию между передвижными упорами и регулируется их пере­ становкой.

Периодическое движение

Некоторые движения в металлорежущих станках должны выполняться периодически. Это при непрерывном движении ве­ дущего элемента достигается периодичностью движения ведо­ мого элемента.

5

Рис. 278. Периодическое движение:

а — храповый механизм;		б — мальтийский		крест
Наиболее	употребительным	является	храповой механизм
(рис. 278, а). Палец кривошипа		соединен	посредством		шатуна
с коромыслом	и сообщает ему	качательное		движение.	Осью

качания коромысла служит ось храпового колеса с односторон­ не направленными зубьями. На коромысле помещается собач­ ка. При наклоне коромысла она упирается в очередной зуб и по­ ворачивает храповое колесо. При обратном наклоне коромысла она проскальзывает по зубьям храпового колеса, оставляя его в состоянии покоя. Но во избежание обратного поворота храпо­ вого колеса, вторая, неподвижная собачка, проскальзывая по его зубьям во время поворота, вводится силой пружины в очередную впадину и, упираясь в следующий за нею зуб, предотвращает возможный поворот храпового колеса в обратную сторону и, таким образом, служит запорным устройством.

Передаточное отношение храпового механизма зависит от числа зубьев, захватываемых собачкой при одном качании ко­ ромысла и при одном обороте кривошипного диска, и от общего

числа зубьев храпового колеса и всегда является числом мень шим единицы.

где 1хр— передаточное отношение храпового механизма;

Zc— число зубьев, захватываемых собачкой за одно кача­ ние коромысла;

Zxp — число зубьев храпового колеса.

Регулирование захватываемого собачкой числа зубьев осу­ ществляется одним из трех способов: изменением радиуса кри­ вошипа, изменением длины качающегося коромысла и поворо­ том защитного козырька. В последнем случае остается открытым только нужное число зубьев храпового колеса, и собачка при ра­ бочем качании коромысла сначала скользит по наружной поверх­ ности козырька и только в нужном месте попадает во впадину между зубьями.

Реже встречается механизм мальтийского креста (рис. 278,6). Он состоит из вращающегося водила с пальцем на конце и мальтийского креста с радиальными пазами в количестве от трех до восьми. При вращении водила его палец входит в оче­ редной паз мальтийского креста и поворачивает его до тех пор, пока сам не выйдет из паза. Остальную часть окружности палец описывает, не производя никакой работы, но, подойдя снова к мальтийскому кресту, попадает во второй радиальный паз, который при повороте пришел на место первого. Чтобы маль­ тийский крест не повернулся во время остановки, механизм снаб­ жают запорным устройством в виде неполного диска, вращаю­ щегося вместе с водилом. Запорный диск входит во время оста­ новки в дуговой вырез мальтийского креста между радиальными пазами и препятствует его повороту. Вырез на запорном диске со стороны водила делают для того, чтобы не мешать повороту мальтийского креста водилом. Передаточное отношение меха­ низма мальтийского креста зависят только от числа радиальных пазов.

. _ 1 *кр — ~2 >

где /Нр — передаточное отношение механизма мальтийского креста;

Z — число радиальных пазов мальтийского креста.

Число оборотов ведомого элемента в механизмах периодиче­ ского движения находят обычным путем

Направление движения

Ременная передача

Прямая ременная передача сообщает ведомому шкиву то же направление вращения, которое имеет ведущий шкив (рис. 279, а). При перекрестной же ременной передаче ведомый шкив враща­ ется в противоположную сторону (рис. 279, б). На некоторых станках делают обе ременные передачи: прямую и перекрест-

		Рис. 279. Направление					вращения:
о — в прямой			ременной	передаче;	б	— в перекрестной		ременной
передаче;	в	— в	цепной	передаче;	г — в		цилиндрической	зубчатой
передаче;	д	— в конической зубчатой				передаче; е — в		червячной
				передаче

кую, при этом их можно переключать. Одним из механизмов пе­ реключения является устройство с передвижными ремнями (рис. 280, а). На ведущем валу сидят два широких шкива, шири­ на каждого из которых превышает двойную ширину ремня. На ведомом валу размещены три шкива. Из них средний (широкий) сидит на валу неподвижно и является рабочим шкивом, а край­ ние (нормальной ширины) сидят свободно. Для получения нуж-

ного направления вращения ведомого вала один из ремней надвигается на рабочий шкив. Это выполняется особым устрой­ ством, которое предварительно сдвигает с рабочего шкива дру­ гой ремень. Таким образом, оба ремня все время находятся в движении, но только один из них приводит ведомый вал во вра­ щение. Этот устарелый способ применяется теперь редко.

а

5

/	1
г	г

4

Рис. 280. Изменение направления вращения в ременной передаче:

а — передвижны

ремнями; б — электромагнитной муфтой

Вместо рабочего шкива на ведомом валу может быть элек­ тромагнитная муфта на скользящей шпонке (рис. 280, б). Муфта не может поворачиваться относительно вала, но может пере­ двигаться по нему, входить в зацепление с одним из шкивов и передавать валу его вращение.

Цепная передача

В цепной передаче ведомая звездочка всегда вращается в на­ правлении вращения ведущей звездочки (см. рис. 279, в). Изме­ нение направления вращения ведомого вала при постоянном на­ правлении вращения ведущего вала при помощи данной пере­ дачи не может быть осуществлено.

Цилиндрическая зубчатая передача

В зубчатой передаче направление вращения ведомого зубча­ того колеса по отношению к направлению вращения ведущего определяется количеством зубчатых колес, находящихся в после­ довательном зацеплении (см. рис. 279, г). При четном количе­ стве их ведущее и ведомое зубчатые колеса вращаются в проти­ воположные стороны, а при нечетном — в одну сторону. Это зна­ чит, что при отсутствии промежуточных зубчатых колес и при четном количестве их вращение ведущего и ведомого зубчатых колес происходит в разные стороны, а при нечетном количестве

• а

г	ч - X--ПП		''Л
'к	2	I_	Т У
		4

Рис. 281. Изменение направления вращения в цилиндрической зубчатой передаче:

а — трензелем с передвижными зубчатыми колесами; б — трензелем с кулачковой или

фрикционной муфтой; в*— трензелем с накидными зубчатыми колесами

промежуточных колес в одну сторону. На этом правиле строят­ ся все переключающие устройства в цилиндрических зубчатых передачах.

Цилиндрический трензель с передвижными зубчатыми коле­ сами имеет на ведущем валу два неподвижно сидящих зубчатых колеса, а на ведомом валу передвижной блок, состоящий из втул­ ки и двух зубчатых колес (рис. 281, а). Зубчатые колеса сидят на концах втулки неподвижно, а сама втулка связана с валом скользящей шпонкой, т. е. не может на нем поворачиваться, но может по нему передвигаться в осевом направлении. При пере­ движении блока в одну сторону ведомое зубчатое колесо полу­ чает вращение непосредственно от ведущего колеса. При пере­ движении блока в другую сторону другое ведомое колесо полу­ чает вращение от другого ведущего колеса через промежуточное колесо, которое находится в постоянном зацеплении с ведущим зубчатым колесом. Ввиду разного количества зубчатых колес, входящих в зацепление, при различных положениях передвиж­ ного блока, ведомый вал вращается -в противоположные стороны.

На ведущем валу цилиндрического трензеля с кулачковой или фрикционной муфтой сидят два неподвижных зубчатых колеса, а на ведомом в а л у — два свободно сидящих колеса, которые на­ ходятся в постоянном зацеплении с ведущими колесами, но одно непосредственно, а другое через промежуточное зубчатое коле­ со (рис. 281, б). Между ведомыми зубчатыми колесами на валу помещается кулачковая или фрикционная муфта. Первая созда­ ет сцепление посредством кулачков на торцах, а вторая путем трения. Благодаря скользящей шпонке муфта не может повора­ чиваться относительно вала, но может по нему передвигаться продольно и связывать с ним одно из двух зубчатых колес, вра­ щающихся в противоположные стороны. В зависимости от поло­ жения муфты ведомый .вал вращается в одну или в другую сто­

рону.

Цилиндрический трензель с накидными зубчатыми колесами состоит из ведущего, ведомого и двух промежуточных зубчатых колес (рис. 281, в), которые свободно сидят на пальцах, на двух углах треугольной обоймы, третий ее угол совпадает с осью ве­ домого вала. Промежуточные зубчатые колеса находятся в по­ стоянном зацеплении между собой, а второе из них еще, кроме того, и с ведомым зубчатым колесом. Обойма может поворачи­ ваться вокруг оси ведомого вала и, занимая разные положения, вводить в последовательное зацепление между ведущим и ведо­ мым зубчатыми колесами или оба промежуточных колеса, или только второе. В зависимости от положения обоймы и количе­ ства участвующих в работе промежуточных зубчатых колес ве­ домый вал вращается в ту или в другую сторону.

Коническая зубчатая передача

В конической зубчатой передаче направление вращения ве­ домого зубчатого колеса зависит от того, с какой стороны поме­ щается ведущее колесо (рис. 279, д). На этой зависимости осно­ вано переключающее устройство в конических зубчатых пере­ дачах.

В коническом трензеле с передвижными зубчатыми колесами на ведущем валу помещается втулка с двумя коническими зуб­ чатыми колесами, неподвижно сидящими на ее концах (рис. 282, а). Втулка связана с валом скользящей шпонкой, т. е. вращается вместе с ним и, кроме того, может по нему передви­ гаться в продольном направлении и вводить в зацепление с ве­ домым коническим зубчатым колесом одно или другое ведущее. Таким образом, ведомый вал, на котором ведомое зубчатое коле­ со сидит неподвижно, может вращаться в разные стороны-

В конических трензелях с кулачковой или фрикционной муф­ той той конических зубчатых колеса находятся в постоянном за­

цеплении и все время вращаются. Имеются две разновидности таких трензелей.

В одном случае ведущие зубчатые колеса свободно сидят на ведущем валу, а ведомое соединено неподвижно с ведомым ва­ лом, расположенным перпендикулярно ведущему (рис. 282, б). Для передачи вращения ведущего вала одному из свободно си­ дящих на нем зубчатых колес служит кулачковая или фрикцион­ ная муфта на скользящей шпонке. Муфта вращается вместе с ведущим валом и, будучи передвинута в одну или в другую сто­ рону, соединяет его с одним из ведущих конических зубчатых

Рис. 282. Изменение направления вращения в конической зубчатой передаче:

а — трензелем с передвижными зубчатыми колесами; б — трензелем с кулачковой или фрикционной муфтой на ведущем валу; в — трензелем с кулачковой или

фрикционной муфтой на ведомом валу

колес и передает вращение ведомому зубчатому колесу. Направ­ ление вращения ведомого зубчатого колеса, а следовательно, и ведомого вала, зависит от того, в какую сторону передвинута муфта.

В другом случае, те же три последовательно сцепленные и по­ стоянно вращающиеся конические зубчатые колеса выполняют роль ведущего, промежуточного и ведомого колес (рис. 282, в). Ведущее колесо сидит неподвижно на втулке, а втулка сидит свободно на ведомом валу, и получает вращение от шкива или цилиндрического зубчатого колеса, сидящего неподвижно на другом ее конце. Между ведущим и ведомым зубчатыми колеса­ ми на ведомом валу передвигается на скользящей шпонке ку­ лачковая или фрикционная муфта. В одном из своих крайних положений она связывает с ведомым валом ведущее коническое зубчатое колесо и его вращение непосредственно передается ва­ лу. В другом крайнем положении муфта связывает с ведомым валом ведомое зубчатое колесо, которое вращается от ведущего

колеса через промежуточное зубчатое колесо, и ведомый вал вращается в противоположную сторону.

Если в конических трензелях ведущий и ведомый валы меня­ ются местами, то соответственно изменяется и передача дви­ жений.

Червячная передача

В червячной передаче, где ведущим является червяк и ведо­ мым червячное колесо, направление вращения последнего зави­ сит от направления витков червяка и от того, с какой стороны червяка оно находится (см. рис. 279, е).

Числа оборотов

Ступенчатое регулирование числа оборотов

Ранее был разобран порядок решения задачи, определяющей скорость резания, допускаемую стойкостью инструмента, и поря­ док определения на основании допускаемой скорости резания необходимого числа двойных ходов или чисел оборотов, которые должна делать в минуту заготовка или инструмент. При обра­ ботке разных заготовок, разного размера, из разных материалов^ разными инструментами, с разными условиями резания, возни­ кает потребность большого разнообразия числа двойных ходов или оборотов в минуту и в большом их диапазоне. Работа может быть эффективной и выгодной, если станок дает нужное число двойных ходов или оборотов в минуту. При ступенчатом регу­ лировании такое совпадение может быть только случайностью и работа производится с одним из имеющихся у станка числом двойных ходов или оборотов в минуту и наиболее близким к потребному. Числа двойных ходов или оборотов в минуту пред­ ставляют собой геометрический ряд с постоянным его знамена­ телем

f l 2 ^ ^1ф’> П 3 = * *^ rn =

где п — число двойных ходов или оборотов, дв. х/мин или об/мин; Ф— знаменатель геометрического ряда;

m — количество ступеней	изменения числа двойных ходов
и оборотов в минуту
или
п2 = пгср; п3=	пгср2; пт=
и вообще

Я<= п ^ 1- ',

где tii — произвольный член геометрического ряда.

Стандартом предусмотрены следующие величины знамена­ теля геометрического ряда:

1,06; 1,062 = 1,12; 1,06*= 1,26; 1,06е = 1,41; 1,068 = 1,58; 1,0610 = 1,78; 1,0612 = 2.

При постоянном количестве ступеней изменения числа двой­ ных ходов или оборотов в минуту диапазон их больше у того станка, который обладает большим знаменателем геометриче­ ского ряда. Преимуществом станков с большим диапазоном яв­ ляется возможность обрабатывать самые разнообразные заго­ товки, а недостаток их состоит в том, что ввиду большой разницы между соседними числами двойных ходов или оборотов в мину­ ту выбранное число может значительно отличаться от желатель­ ного. Станки с малым диапазоном при том же количестве ступе­ ней, наоборот, сужают круг обрабатываемых на них заготовок, но зато делают возможной работу с числом двойных ходов или оборотов в минуту, близким к необходимому.

Изменение числа оборотов ведомого вала при постоянном числе оборотов ведущего приводит к изменению числа двойных ходов или оборотов последнего звена кинематической цепи. Оно может осуществляться несколькими способами.

Ступенчатошкивная передача

В ступенчатошкивной передаче число оборотов ведомого вала меняют переводом ремня с одной пары ступеней двух шкивов на другую (рис. 283,а). Количество передаточных отношений и количество ступеней чисел оборотов равняется числу ступеней шкива. В зависимости от положения ремня на шкивах получают следующие передаточные отношения

где	/р — передаточное отношение ременной передачи;
du dZl d5— диаметр ведущего шкива, мм\
d2, d\,	d6— диаметр ведомого шкива, мм

и следующие числа оборотов ведомого вала

^в м , = ^вщ ^рД » ^в м 2 = ^вщ ^ргТ» ^ в м а = ^вщ^рзУ»

где /гпм — число оборотов ведомого вала, об/мин; пвщ— число оборотов ведущего вала, об/мин;

у— коэффициент, учитывающий скольжение ремня. Достоинством ступенчатошкивной передачи являются хоро­

шая работа при больших числах оборотов, плавность хода и отсут­ ствие вибраций. К ее недостаткам относятся небольшое количе­ ство ступеней чисел оборотов, неудобство перевода ремня, неболь­

шая окружная сила, зависимость мощности от скорости ремня и уменьшение мощности при малых числах оборотов. Ступенчатошкивную передачу применяют почти исключительно в кинемати­ ческой цепи рабочего движения и очень редко в цепи подачи.

Рис. 283. Изменение числа оборотов:

а — ступенчатошкивной	передачей;	б — сменными зуб*
чатцмн	колесами на	гитаре

Сменные зубчатые колеса на гитаре

Самой простой зубчатой передачей из числа предназначаемых для изменения числа оборотов являются сменные зубчатые ко­ леса (рис. 283,6). Их применяют в количестве одной или чаще двух пар. Первое ведущее зубчатое колесо закреплено неподвиж­ но на ведущем валу, последнее ведомое размещено неподвижно на ведомом валу. Ведомое зубчатое колесо первой пары и веду­ щее второй пары устанавливают неподвижно на втулке, которая свободно вращается на пальце. В зависимости от числа зубьев сменных зубчатых колес меняются их диаметры и, следовательно, междуосевые расстояния. Сумма междуосевых расстояний первой и второй пары зубчатых колес является, таким образом, перемен­ ной величиной, и она в общем случае не совпадает с постоянным междуосевым расстоянием ведущего и ведомого валов. В связи с этим, чтобы палец находился в нужном месте, его устанавли­ вают на гитаре, т. е. планке с одним или несколькими прорезями, поворачивающейся вокруг оси ведомого вала. При одной паре сменных зубчатых колес на втулке, вращающейся на Пальце, помещают промежуточное зубчатое колесо, которое должно за-