Типові механізми для ступінчастої зміни швидкості

 

В залежності від призначення верстата, необхідного діапазону регулювання, величини переданих навантажень і інших умов роботи в приводах металорізальних верстатів використовуються різні механізми для ступінчастої зміни швидкості (рис. 2.2)

Багатошвидкісні електродвигуни. В сучасних конструкціях металорізальних верстатів досить часто зустрічаються дво- три- і навіть чотиришвидкісні асинхронні електродвигуни (поз. 1). Двошвидкісні електродвигуни випускають з числом обертів 3000/1500 чи 1500/750, тришвидкісні - з числом обертів 3000/1500/1000 і чотиришвидкісні з числом обертів 3000/1500/1000/750.

Ступінчасті шківи (поз. 2 ). Зміна швидкості за допомогою ступінчастих шківів досягається перестановкою ременя з однієї ступіні на іншу. Для того щоб ремінь без спеціального натяжного пристрою міг передавати крутний момент, на кожній з наявних швидкостей, суму діаметрів сполучених шківів роблять постійною на всіх ступінях, тобто D₁+D₅=D₂+D₆=D₃+D₇=D₄+D₈

Парнозмінні колеса. У верстатах для масового і крупносерійного виробництва, а також у спеціалізованих верстатах для зміни швидкості рухи використовуються парнозмінні колеса А і В (поз.3 ). В залежності від бажаної кількості швидкостей до верстата додається комплект змінних коліс, користуючись якими одержують геометричний ряд чисел обертів шпинделя. Кількість можливих швидкостей рівна кількості змінних коліс.

 

 

Шестеренні коробки швидкостей. Коробки застосовуються як самостійні вузли у верстатах з розділеним приводом і як складова частина шпиндельної чи бабки механізму подачі (вмонтовані коробки). Останні мають більше застосування у верстатах внаслідок їхньої компактності, меншої вартості і зручності передачі обертання робочим органам верстата. Зміна швидкості обертання веденого вала шестеренних коробок досягається за рахунок вмикання в роботу тієї чи іншої комбінації шестерень. В коробках швидкостей застосовуються різні способи вмикання зубчастих коліс у роботу: пересуванням блоків шестерень вздовж осі валів (поз. 4, 5, 6, 14 і 15), кулачковими муфтами М_к (поз. 7 і 8), фрикційними муфтами М_ф, (поз 9), накиданням шестерні (поз. 13 і 16), чи висувною шпонкою (поз. 12). Кожен із зазначених способів переключення швидкостей має свої переваги і недоліки.

Коробки швидкостей з кулачковими і фрикційними муфтами дозволяють використовувати зубчасті колеса з косими і шевронними зубами, що забезпечують за інших рівних умов велику міцність і довговічність, а також безшумність у роботі. Через низький ККД, вони мало придатні для швидкохідних приводів. Коробки швидкостей з накидними шестернями, висувною шпонкою і множильного типу, в силу недостатньої їх міцності і низького ККД застосовуються винятково в механізмах подач і допоміжних рухів.

Переборні пристрої (поз. 10). В старих конструкціях верстатів ступінчасто-шківні приводи звичайно забезпечувалися переборами, що збільшували кількість швидкостей і дозволяли передавати шпинделю більший крутний момент. В подальшому, в зв'язку з застосуванням шестерних коробок швидкостей, переборні пристрої втратили своє значення. Однак в даний час внаслідок підвищення швидкохідності верстатів і використання розділених приводів (коли коробка швидкостей монтується окремо від шпиндельного вузла) переборні пристрої знову знаходять використання. Перебір дозволяє вдвічі збільшити кількість швидкостей шпинделя і понизити його число оборотів до 16 разів.

Гітара змінних коліс. В тих випадках, коли необхідно забезпечити зміну швидкості в широкому діапазоні з великою кількістю швидкостей при точному передатному відношенні, використовують гітару змінних коліс (поз. 11). Особливо широке застосування цей механізм знайшов у приводах ділильних ланцюгів і обкатування, рідше він зустрічається в приводах подачі. Передаточне відношення для кожного налагодження приводу визначається співвідношенням чисел зубів змінних коліс. До верстатів, що мають гітару, додаються набори змінних коліс.