Пример выполнения заданий

Задание № 1: По заданной частоте вращения двигателя n _эд определить возможные частоты вращения шпинделя (вала III, рис. 1.6).

Краткое описание устройства и работы механизма главного движения.

Вращение от вала электродвигателя через ременную передачу передается на вал I, на котором посажены две шестерни, изготовленные заодно с кулачковыми полумуфтами. Шестерня z 1 соединена с валом подвижно без вращения, т. е. вращается всегда вместе с валом за счет соединения с ним по скользящей шпонке, но может перемещаться вдоль вала: вправо – для включения односторонней кулачковой муфты М; влево (в исходное положение) – для ее выключения. Шестерня z 2 при выключенной муфте М, вращается на валу свободно, получая вращение от шестерни z 5, при этом вращение с вала I на вал II передается через зубчатое зацепление z 1- z 4.

Включение муфты перемещением шестерни z 1 вправо приводит к тому, что шестерня z 2 начинает вращаться вместе с валом в одном блоке с z 1, при этом соединение z 1- z 4 выключается. Вращение с вала I на вал II передается через зубчатое зацепление z 2- z 5. На шпиндель вращение с вала II может передаваться следующими путями: через зацепление зубчатых колес z 3- z 6, если блок z 6- z 7 зафиксирован в крайнем левом положении; z 5- z 7 – если его сдвинуть до фиксированного положения вправо.

Таким образом, можно реализовать четыре различных варианта передачи вращения от вала электродвигателя на шпиндель, которые можно представить в виде структурной схемы общих передаточных отношений согласно описанной последовательности.

М выкл.

(I) (II) (III) (1.11)

М вкл.

где g – коэффициент проскальзывания ремня, g = 0,97 – 0,985.

По структурной схеме (1.11) составляются уравнения для расчета частот вращения шпинделя в соответствии с выражением (1.8):

; ;

; .

Задание № 2: По заданной частоте вращения приводного вала I определить скорость перемещения (значение минутной подачи) гайки по винту и рейки относительно реечной шестерни (рис. 1.7).

Краткое описание устройства и работы механизма подачи.

Вращение на вал III («конус Нортона») неподвижно закрепленных шестерен z 3, z 4, z 5 передается через накидную шестерню z 2, свободно сидящую на промежуточном валу II, и зубчатое колесо z 1, которое перемещается по шпонке вдоль приводного вала I. Таким образом, этот механизм обеспечивает три различных значения частоты вращения вала III. При выключенной муфте М, вращение вала III через зубчатое зацепление z 6- z 7 и червячную передачу k / z 8 передается на вал, на котором неподвижно закреплена реечная шестерня z 9, вращение которой преобразуется в поступательное перемещение зубчатой рейки.

При включенной муфте М вращение вала III передается на ходовой винт, который обеспечивает поступательное перемещение гайки.

Рис. 1.7. Кинематическая схема механизма привода движения подачи

Структурная схема работы механизма подачи в описанной последовательности с учетом выражений (1.9) и (1.10) представляется в следующем виде:

М выкл.

(II) (III) (1.12)

М вкл.

Аналогично первому заданию, по структурной схеме составляются уравнения для расчета скорости перемещений рейки при вращении реечной шестерни и гайки при вращении ходового винта. Например,

;

Контрольные вопросы

1) Какие передачи могут передать вращение на значительное расстояние?

2) Какие передачи преобразуют вращательное движение в поступательное?

3) Имеется ли передаточное отношение между зубчатыми колесами, посаженными на одном валу?

4) Как устроена, для чего предназначена и как управляется двухсторонняя зубчатая кулачковая муфта?

5) Что такое общее передаточное отношение кинематической цепи механизма и как оно определяется?

6) По какому принципу работает реверсивный механизм, и каким образом он реализуется на металлорежущих станках?

7) Как по заданной частоте приводного вала рассчитываются значения частоты вращения и перемещение исполнительных элементов механизмов?

Лабораторная работа 2

УСТРОЙСТВО И кинематическая схема

токарно-винторезного станка

Цель работы: ознакомиться с устройством и кинематической схемой токарно-винторезного станка, приобрести навыки в определении значений частоты вращения шпинделя и подачи суппорта станка.