Коробка скоростей, коробка передач

6. КОРОБКА СКОРОСТЕЙ, КОРОБКА ПЕРЕДАЧ

6.1. Механизмы коробки скоростей.

Коробки скоростей, в зависимости от типа переключения могут состоять из следующих типовых механизмов:

• передвижные (скользящими) колеса.

• кулачковые муфты.

• фрикционные и электромагнитные муфты.

• со сменными колесами.

• с комбинированным переключением.

1.1 Передвижные колеса. Передачи с передвижными блоками колес могут передавать большие крутящие моменты при сравнительно небольших размерах зубчатых колес. Кроме того, в таких коробках в зацеплении находятся только те зубчатые колеса, которые передают вращение шпинделю. Значит, остальные колеса в это время не изнашиваются. В передвижных блоках применяют прямозубые колеса. Недостатки: невозможность переключения передач на ходу; необходимость блокировки, предотвращающей одновременное включение в работу блоков зубчатых колес, совместная работа которых не предусмотрена; относительно большие размеры по длине.

1.2 Кулачковые муфты. Достоинства: малые осевые перемещения муфт при переключениях; возможность использования в передачах косозубых и шевронных колес; меньшие усилия для переключения, чем у передвижных блоков колес. Недостатки: невозможность переключать передачи на ходу при большой разности частот вращения; потери мощности на вращение неработающей пары колес и изнашивание.

1.3 Фрикционные и электромагнитные муфты. Достоинства: возможность быстрого и плавного переключения передач на ходу. Недостатки: потери мощности на вращение неработающей пары колес и изнашивание; большие радиальные и осевые размеры при передачи больших крутящих моментов; снижение КПД станка вследствие трения в выключенных муфтах; нагрев муфт; необходимость их частого регулирования; передача теплоты от муфт шпиндельному узлу.

1.4 Сменные колеса. Используются только при относительно редкой наладке привода шпинделя. Обязательным условием их работы является постоянная сумма зубьев зубчатой пары.

2. Расчет коробки скоростей.

Рассмотрим устройство коробки скоростей (рис. 1). Для передачи вращения от вала I к валу II служит множительный механизм с трехзвенным блоком, а от вала II к валу III – с двухзвенным блоком. В результате последовательного соединения этих элементарных механизмов при одной скорости ведущего вала I, ведущий вал III (или шпиндель) может иметь шесть различных частот вращения.

Рассчитаем число скоростей: между валами I и II мы видим передачи Z3-Z4, Z1-Z2, Z5-Z6 . Между валами II и III – передачи Z9-Z10, Z7-Z8 . Получается что между валом I и II существует 3 возможных варианта работы передачи, а между II и III – 2 варианта. Итак, число скоростей данной передачи: Z=3*2=6 .

    Для нахождения общего передаточного числа необходимо найти передаточное число каждой из зубчатых пар находящихся в зацеплении и перемножить их между собой. Частота вращения шпинделя: n_шп = n_дв*i_общ,

где n_шп, n_дв - соответственно частоты вращения шпинделя и вала электродвигателя; i_общ - общее передаточное отношения коробки скоростей.

   При расчете возможных передаточных чисел выявляются максимальное и минимальное передаточные числа и соответственно, их отношение (i_max /i_min) называют диапазоном регулирования.