Механизми за стъпаловидно изменение на скоростите, Механизми на металорежещи машини
Стъпаловидна промяна на скоростите може да се извърши с помощта на многоскоростен асинхронен електродвигател, стъпаловидни шайби и скоростни кутии и захранвания със зъбни колела.
Трансмисиите с стъпаловидни шайби обикновено с клиновидни ремъци се използват сравнително рядко, главно с тесен диапазон на промени в скоростта, малък брой стъпки и ниска мощност, на малки пробивни машини, някои модели фрезови машини, настолни стругове.
Асинхронните многоскоростни двигатели се използват, като правило, заедно с скоростни кутии.
Стъпала промяна на скоростта
Най-широко приложение имат скоростните кутии и скоростните кутии.
предавки
В скоростните кутии и фуражите промяната в броя на оборотите се постига чрез последователно включване на различни предавки между валовете на редукторите и фуражите. За алтернативно превключване могат да се използват или сменяеми зъбни колела (фиг. 16), или постоянни зъбни колела (фиг. 17), за превключване на които се използва един или друг превключващ механизъм.
Преди да преминем към разглеждане на различни елементарни механизми, отбелязваме, че в металорежещите машини предавателните отношения на зъбните колела се препоръчват да бъдат ограничени до следните стойности: за скоростни кутии imax = 2, imin = 1/4, за захранващи кутии imax = 2,5, imin = 1/5. В някои случаи се допуска увеличение на imax до 2,5-4. Използването на предавателни отношения, които надхвърлят определените граници, води до увеличаване на размерите на механизма, намаляване на ефективността. и появата на структурни затруднения при поставянето на превключващи механизми, увеличаване на шума.
Ориз. 16 резервни зъбни колела (китара)
Сменяеми предавки
Сменяеми зъбни колела 3 и 5 (фиг. 16) са монтирани на конзолните краища на валове 4 и 6 върху шпонки или шлици. Зъбните колела са закрепени с бързо освобождаващи се шайби и гайки. Въз основа на горните гранични предавателни отношения, превключващите предавки могат да осигурят промяна в броя на оборотите в диапазона от 10-12. При проектирането на корпус 2 е необходимо да се предвиди възможността за монтиране както на задвижвани, така и на задвижващи зъбни колела с най-голям брой зъби.
При постоянни алтернативни предавки, монтирани на два успоредни вала, обхватът на промените на скоростта е в границите, определени за взаимозаменяеми предавки. Тъй като в повечето случаи се изисква много по-голям диапазон, скоростните кутии и захранващите устройства са многовалови. За да се активират различни предавки между два съседни вала, се използват елементарни механизми, показани на фиг. 17.
Подвижни зъбни колела
При превключване с помощта на подвижни зъбни колела, последните са направени под формата на блокове (фиг. 17, a-c). Най-разпространени са механизмите с двоен и троен блок (фиг. 17, а и б). При блокове от четири зъбни колела аксиалната дължина на механизма значително се увеличава, така че тази опция се използва само в някои случаи, когато голяма дължина на механизма е предварително определена от други структурни елементи. В други случаи последователното включване на четири предавки се извършва с помощта на два отделни двойни движещи се блока.
Поради присъщите предимства на движещите се механизми за превключване на предавките, те се използват широко в кутии за скорост и захранване, проектирани както за работа с висока скорост, така и за предаване на висок въртящ момент.
Ориз. 17 Механизми за стъпванескорост
Използване на съединители
Когато се използват в механизми за промяна на броя на оборотите на гърбични, зъбни и фрикционни съединители, те имат диаграма, показана на фиг. 17, г. По правило тези механизми се изработват с двустранен съединител I. Поради горните недостатъци на превключвателните механизми със съединители, те се използват по-рядко. Изключение правят електромагнитните фрикционни съединители, които се използват повече или по-малко широко при дистанционно и автоматично управление.
В редица дизайни на скоростни кутии и захранвания механизмът, показан на фиг. 17, д. В този случай водещата връзка е зъбната втулка, която получава въртене чрез зъбно колело или ремъчно задвижване. В позицията, показана на диаграмата, въртенето се предава от зъбната главина zx през зъбните колела z1-z2, z3-z4 към вал III. Когато предавката z4 се премести наляво, тя се освобождава от предавката z3 и съединителят, интегриран със зъбното колело z4, се зацепва със съединителя, интегриран с предавката z3. В този случай въртенето от зъбното колело zx се предава директно на вала III. Тъй като и двете двойки зъбни колела могат да бъдат намалени с предавателно отношение 1/4, тогава с тази схема диапазонът на промяна на броя на оборотите на вала III може да бъде разширен до 16. Механизмите от този тип се наричат трансмисия с обратна връзка.
механизъм за изброяване
Друга модификация на този механизъм, наречена изброяване, е показана на фиг. 17, д. В този случай, при директно зацепване на вал III със зъбно колело с помощта на съединител I, зъбни колела z2 и z3, свързани с обща втулка, се движат в аксиална посока и се отделят от зъбни колела z1 и z4, което допринася за увеличаване на ефективността и намаляване на загубите на празен ход при включване на голям брой обороти на вал III.
Механизмите от последните два типа обикновено намират приложение в последните връзки на скоростните кутии и фуражи.
Други механизми
Показаните на фиг. 17, добре, се използват в кутии за храна.
Механизмът с подвижен ключ (фиг. 17, g) е с малки размери по оста. В случаите, когато недостатъците на механизмите с подвижен ключ, посочени по-горе, не са съществени, механизмът се използва поради неговата компактност. По-специално, той се използва в захранващи кутии на пробивни машини, захранващи кутии, разположени в престилките на револверни машини, в захранващи кутии на ротационни машини.
Механизмът, показан на фиг. 17, h, се състои от зъбни колела z1-z7, здраво закрепени на вала I, и зъбно колело z8. Зъбното колело z8 заедно с подвижното зъбно колело z9 са монтирани в корпус I, който може да се движи по протежение на вала II и да се върти около оста си. За да включите определена предавка, корпусът I се движи в аксиална посока, докато зъбното колело на капачката се изравни със съответното зъбно колело z1-z7, след което чрез завъртане на корпуса I около оста на вал II, зъбното колело на капачката се зацепва със съответното зъбно колело z1-z7.
В необходимото положение корпусът I се задържа от резе. Този механизъм има всички недостатъци, обсъдени по-горе, които са присъщи на механизмите с зъбно колело. Предимствата му са малките размери по оста и възможността за свободен избор на предавателни числа, независимо от разстоянието център-център. Този механизъм намира значително приложение в захранващите кутии на винтови стругове, където позволява да се получат с малки размери голям брой предавателни числа, необходими за рязане на резби с различни стъпки. Този механизъм се нарича още Norton box.
механизъм,показано на фиг. 17, а също така се използва в подаващи кутии на винтови стругове, където служи за намаляване с 2, 4, 8 пъти или съответно увеличаване на стъпките на резбите, които се нарязват, регулирани с помощта на зъбни венец или други механизми на подаваща кутия. На задвижващия вал е фиксирана само една предавка z1, на вал III е поставена подвижна предавка z11, която може да заема три позиции, две от които са показани с пунктирана линия. В първата позиция въртенето се предава от зъбно колело z1 към зъбно колело z11 чрез зъбно колело z2, което в случая е паразитно.
Във второто положение въртенето се предава чрез зъбните колела
и предавателно отношение 1/2. В третата позиция въртенето се предава чрез зъбните колела