Рабочего органа станка

Для осуществления ступенчатого регулирования скоростей рабочих органов станка (РОС) могут быть использованы следующие методы:

1) применение многоскоростных электродвигателей (ЭД), например, двухскоростных (1500/3000 об/мин), трехскоростных (1000/1500/3000 об/мин), четырехскоростных (750/1000/1500/3000 об/мин);

Рис. 5. Схема регулирования скорости РОС при помощи ступенчатых шкивов

2) использование ступенчатых шкивов (рис. 5), у которых

,

.

Регулирование скорости РОС и передача крутящего момента в этом случае осуществляется за счет переброски клинового ремня с одной пары шкивов на другую без использования каких-либо натяжных устройств;

3) применение парносменных зубчатых колес (рис. 6). В зависимости от желаемого количества скоростей к устройству прилагается комплект сменных зубчатых колес, используя которые можно получить геометрический ряд чисел оборотов. Количество возможных скоростей рабочего органа станка в этом случае равно количеству сменных зубчатых колес.

При этом должно обеспечиваться условие

Рис. 6. Схема регулирования скорости РОС при помощи парносменных колес

,

а передаточное отношение равно

.

4) использование шестеренчатых коробок скоростей. По способу переключения скоростей коробки передач бывают с передвижными (скользящими) колесами (блоками); с кулачковыми, фрикционными и электромагнитными муфтами; с комбинированным переключением; со сменными гитарами колес.

а б Рис. 7. Коробки передач с передвижными блоками колес: а – двойным; б - тройным

Применение того или иного способа переключения в коробках передач зависит от назначения станка, от частоты переключения и продолжительности рабочих ходов. Коробки передач с передвижными блоками колес (рис. 7) могут передавать большие крутящие моменты при сравнительно небольших размерах зубчатых колес, в них используются только прямозубые зубчатые колеса.

Главным недостатком таких коробок является невозможность переключения передач на ходу.

Для коробок с кулачковыми муфтами (рис. 8) характерны малые осевые перемещения муфт при переключениях, возможность использования в передачах косозубых и шевронных колес, а также меньшие усилия для переключения. Вместе с тем кулачковые муфты не позволяют переключать передачи на ходу при большой разности частот вращения. Кроме того, им присущи потери мощности на вращение неработающей пары колес.

а б

Рис. 8. Схемы механизмов с кулачковыми муфтами:

а – односторонней; б – двухсторонней

Использование фрикционных и электромагнитных муфт в коробках передач позволяет производить быстрое и плавное переключение передач на ходу. Однако данные муфты имеют и ряд недостатков, к основным из которых следует отнести затраты мощности на вращение неработающей пары колес и необходимость частого регулирования муфт.

Для регулирования передаточного отношения в коробках подач нашел применение механизм Нортона (рис. 9). Изменение передаточного отношения в этом механизме осуществляется за счет перемещения вдоль ступенчатого конуса зубчатых колес накидной шестерни , которая сама не влияет на величину передаточного от ношения, а обеспечивает кинематическую связь колеса со ступенчатым конусом зубчатых колес.

Рис. 9. Механизм с накидной шестерней (механизм Нортона)

.

Рис. 10. Коробка скоростей со сменными зубчатыми колесами

При относительно редкой наладке привода шпинделя на операцию в автоматах, полуавтоматах, специальных и операционных станках в массовом и серийном производстве используют сменные колеса (рис. 10). Частоту вращения шпинделя в этом случае изменяют путем смены колес и между смежными валами при неизменном расстоянии между их осями. Так как расстояние между осями колес остается неизменным, то правильное сцепление зубчатых колес возможно при условии . Передаточное отношение механизма в этом случае будет равно

Сменные колеса в приводе главного движения применяют нередко в сочетании с шестеренными коробками скоростей.