Факторы, определяющие структуру кинематических цепей

Структура кинематической схемы станка зависит от многих факторов. Основными из них являются следующие.

Форма траектории начального и конечного звеньев цепи.Траектории движений начального и конечного звеньев кинематической цепи могут быть различными. Для преобразования одного вида движения в другой используются следующие передачи и механизмы.

Преобразование вращательного движения во вращательное может быть осуществлено такими передачами:

при параллельных осях ведущего и ведомого валов – ременной, цепной, зубчатой;

при пересекающихся осях – конической зубчатой или фрикционной, червячной или гипоидной.

Преобразование вращательного движения в поступательное обеспечивается передачами реечно-шестеренчатой, реечно-червячной, винтовой, механизмами кривошипно-шатунным, кулисным, кулачково-рычажным или гидро- и пневмоустройствами.

Преобразование поступательного движения во вращательное достигается реечно-шестеренчатой или храповой передачами, кривошипно-шатунным механизмом или гидроприводом.

Преобразование равномерного вращения ведущего вала в периодическое движение ведомого может быть выполнено механизмом с мальтийским крестом или шаговым механизмом.

Преобразование вращательного движения в плоское с криволинейной траекторией достигается копирами или пантографами.

Значение передаточного числа кинематической цепи. Во всех случаях следует стремиться к уменьшению значения передаточного числа кинематической цепи понижающих передач и увеличению передаточного числа повышающих передач. В идеальном случае частота вращения рабочего вала равна или незначительно отличается от частоты вращения вала двигателя. Для решения такой задачи промышленность выпускает электродвигатели низко- и высокооборотные, односкоростные и многоскоростные, а также гидравлические роторные моторы.

Регулирование скорости конечного звена.При необходимости регулирования скорости конечного звена в заданном диапазоне в кинематическую цепь вводятся коробки скоростей, вариаторы, электромагнитные муфты скольжения, применяются регулируемый электро- или гидропривод.

Сохранение постоянства скорости рабочего органа во время его движения.Если скорость рабочего органа должна быть строго постоянна, то в кинематической цепи не должны применяться ременные, фрикционные передачи или механизмы с пневмоприводом. В таких механизмах под действием нагрузки неизбежны проскальзывания и неточности в перемещениях, что неизбежно ведет к изменению скорости рабочего звена.

Реверсирование поступательных движений рабочего органа. Прямолинейное возвратно-поступательное движение рабочего органа машины при небольшом его ходе достигается кривошипно-шатунным или кулисным механизмом, пневмо- или гидроцилиндром. Если длина хода рабочего органа большая, то задача решается применением реечно-шестеренной передачи, ходового винта с гайкой или цепной передачи, соединенной мультипликатором с гидроцилиндром.