Зубчатые механизмы ступенчатого изменения скорости главного движения

В станочных приводах со ступенчатым регулированием часто применяются зубчатые механизмы (далее: механизмы, группы передач или групповые передачи) на 2, 3, 4 скорости с передвижными (подвижными) блоками шестерён и с муфтами.

2.2.2.1 Некоторые варианты групповых передач с передвижными блоками шестерён показаны на рис. 2.2:

- механизм на 2 скорости c узким передвижным блоком шестерён (см. рис. 2.2,а) обеспечивает следующие передаточные отношения:

; . Их можно представить единой записью: .

Примечание. Здесь и далее шестерни в групповых передачах обозначаются буквами с цифровым индексом, при этом наименьшее колесо на ведущем валу обозначается Z₁, связанное с ним – Z₂, следующее по величине на ведущем валу – Z₃, связанное ним – Z₄ и т.д.

В группе передач шестерни Z₁ и Z₃ составляют передвижной двухвенцовый зубчатый блок или блок-двойку.

Конструктивная длина механизма – больше 4b, где b – ширина зубчатого колеса.

Расстояние между неподвижными шестернями В>2b, а именно B = 2b + 2t + с,

где t – зазор между сопрягаемыми зубчатыми венцами при нейтральном положении блока, принимаемый обычно не менее 1-3 мм;

с – ширина технологической канавки (для выхода зуборезного долбяка). Ширина канавки и её глубина а принимаются в зависимости от модуля зацепления:

- механизм на 2 скорости c широким передвижным блоком шестерён (см. рис. 2.2,б) имеет большую длину, чем предыдущий механизм (>6b), но действие усилий на валы при включении разных передач сосредоточено почти в одном месте;

- группы передач на 3 скорости (см. рис. 2.2,в,д,е):

; ; или .

Более распространенный вариант – механизм c узким передвижным блоком шестерён или блоком-тройкой Z₃-Z₅-Z₁ (см. рис. 2.2,в). Он применяется, когда разница в числах зубьев соседних венцов Z₅-Z₃³5. Если это условие не выдерживается, то при перемещении блока для соединения колёс 1 и 2 (Z₁ и Z₂) произойдёт сцепление колеса 6 одновременно с колёсами 3 и 5 (см. рис. 2.2,г).

При Z₅-Z₃<5 применяют механизмы других конструктивных оформлений (см. рис. 2.2,д,е). В случае разделённого блока длина механизма меньше, но необходимо предусматривать блокировочное устройство для невозможности одновременного включения передачи 3-4 с передачей 1-2 либо 5-6. При широком блоке этого не требуется, но длина механизма больше;

- группа передач на 4 скорости обычно выполняется из двух параллельных групп на две скорости (см. рис. 2.2,ж). В этом случае также необходима блокировка от одновременного включения двух передач.

2.2.2.2 В группах передач с муфтами используются сцепные муфты фрикционные, кулачковые, зубчатые. На рис. 2.3 показаны некоторые варианты механизмов:

- группы передач на 2 скорости с двухсторонними муфтами (см. рис. 2.3,а,б);

- группа на 2 скорости с односторонней муфтой и передвижным колесом (см. рис. 2.3,в);

- перебор – трёхваловая группа передачна 2 скорости (см. рис. 2.3,г), обеспечивающая значительную редукцию. передаточные отношения механизма:

.

Первое передаточное отношение обеспечивается при передаче движения с вала I на III через вал II при выключенной муфте М и сцепленных последовательных зубчатых парах. При включении муфты и расцеплении зубчатых пар валы I и III соединяются, что равносильно передаточному отношению, равному 1;

- группа передач на 3 скорости (см. рис. 2.3,д);

- группа передач на 4 скорости оригинальной конструкции (см. рис. 2.3,е); в ней число пар передач меньше числа обеспечиваемых скоростей, обычно же эти числа равны (см. рис. 2.3,а,б,в,д). Группа является четырёхваловой и имеет четыре односторонних муфты. Передаточные отношения механизма в зависимости от включения муфт приведены в таблице под рисунком.