Цилиндрические прямозубые шестерни

Цилиндрические косозубые шестерни

 

 

Конические прямозубые шестерни

Конические шестерни с круговым зубом

 

 

Конические шестерни из нержавеющей стали

Червячные зубчатые передачи

 

 

Изготовление зубчатых колес

Вал-шестерни

           

Резцовый суппорт и согласование его работы с механизмами станка

На фиг. 99 изображена люлька станка. В левой части люльки расположен барабан 6 с передвижным ползуном для пальца кривошипа 7, посредством которого суппорту сообщается возвратно-поступательное движение.

(фиг. 99) Люлька и суппорт станка: 1 — люлька; 2 — поворотное основание суппорта; 3 — шкала и нониус для отсчета угла поворота основания суппорта 2; 4 — валик для поворота основания суппорта; 5 — болты для крепления основания суппорта в установленном положении; 6 — кривошипный барабан; 7 — передвижной ползун с пальцем кривошипа; 8 — отверстие под ключ для перемещения ползуна; 9 — шкала для отсчета положения пальца кривошипа; 10 — болты для закрепления ползуна в установленном положении; 11 — верхняя часть шатуна; 12 — нижняя часть шатуна; 13 — палец шатуна; 14 — нижняя часть суппорта; 15 — средняя часть суппорте; 16 — валик для продольного перемещения средней части суппорта; 17 — стопорный винт; 18 — шкала для отсчета величины резцовой дистанции; 19 — упор, ограничивающий перемещение средней части суппорта; 20 — поворотная часть суппорта; 21 — шкала для отсчета угла γ; 22 — болты для закрепления поворотной части в установленном положении; 23 — коромысло; 24 — резцедержатель; 25 — резец; 26 — валики телескопического соединения привода отброса резцов; 27 — болты крепления шланга охлаждающей жидкости; 28 — Т-образный паз для крепления стружкосбрасывателя; 29 — переставной кулачек для выключения станка в момент окончания обкатки

Ось барабана находится на расстоянии 370 мм от оси вращения люльки (центра станка). Соосно с барабаном на передней плоскости люльки расположены круговые направляющие, по которым может поворачиваться на некоторый угол Q основание суппорта 2. На этом основании имеются прямолинейные направляющие, по которым перемещается суппорт с резцедержателями. Суппорт состоит из четырех основных частей: нижней 14, совершающей возвратно-поступательное движение в направляющих основания; средней 15, могущей перестанавливаться в продольном направлении для установки на величину резцовой дистанции; поворотной части 20, поворачивающейся на угол γс для обеспечения благоприятных углов резания, и коромысла 23, в котором закрепляется резцедержатель 24 с резцом 25. При обратном ходе суппорта специальный механизм отклоняет коромысло так, что резец выводится из впадины обрабатываемой заготовки. Суппорт приводится в движение шатуном, длина которого может быть отрегулирована согласно наладочному расчету.

Механизм для отклонения коромысла с резцедержателем при обратном ходе резца приводится в действие от барабана. В фасонную канавку на боковой поверхности барабана 6 входит ролик, ось которого закреплена на зубчатой рейке. При вращении барабана рейка совершает поступательные перемещения в соответствии с продольным профилем канавки и заставляет поворачиваться шестерню z=17. Поворот шестерни через шарнирно-телескопический валик и две пары конических шестерен передается коленчатому валу, который, поворачиваясь, отводит коромысло с резцедержателями от заготовки при обратном ходе резца и возвращает его в исходное нормальное положение при рабочем ходе.

В положении, изображенном на фиг. 99, основание суппорта не повернуто, и траектория движения резца проходит через ось вращения люльки.

При настройке на заданный угол спирали β основание суппорта поворачивается из положения, изображенного на фиг. 99, на угол q, отсчитываемый по шкале 3. В результате этого поворота траектория движения резца не будет проходить через ось люльки. Положение люльки и кривошипно-шатунного механизма после поворота основания суппорта на угол q и поворота люльки на угол Q, рассчитываемый из условия, чтобы траектория движения резца проходила через среднюю точку зуба. Это положение механизмов является исходным для наладки станка.

В момент, когда резец проходит точку Р, он должен обладать наибольшей скоростью, сообщаемой ему кривошипно-шатунным механизмом. Следовательно, в этот момент кривошип должен занимать положение, перпендикулярное к траектории движения резца. Тогда максимальная скорость резца при прохождении им точки Р будет равна

v=ωr, (3.59)

где ω=2πnдв.х — угловая скорость вращения кривошипа.

Радиус кривошипа r назначается из условия, чтобы при повороте кривошипа приблизительно на 45° в обе стороны от исходного положения резец перемещался из средней в крайние точки зуба α и b. На основании этого условия рассчитывается радиус кривошипа:

r≈b/1,4 cos β (3.60)

с округлением до ближайшего большего целого числа.

Помимо движения вдоль направляющих суппорта, резец вместе с люлькой получает дополнительное движение — качание вокруг оси люльки — под действием эксцентрика. Дополнительный поворот люльки от эксцентрика определяется следующей зависимостью:

θлэ=е sin 2ωt/Rл, (3.61)

где е — эксцентрицитет эксцентрика;

Rл — радиус начальной окружности червячного колеса люльки.

Угловую скорость качательного движения люльки получим, продифференцировав уравнение (3.61) по t:

ωлэ=2еω/Rл cos 2ωt (3.62)

В момент, когда резец находится в середине зуба — в точке Р, эксцентрик должен занимать такое положение, при котором вызываемое им перемещение люльки равно нулю, т. е. линия эксцентрицитета эксцентрика O2—O3 должна быть перпендикулярна оси червяка люльки. Для согласования этого положения эксцентрика с исходным положением барабана в связывающей их кинематической цепи имеется специальная многозубая муфта — муфта синхронизации.

Начальная плоскость производящего колеса, на которой движущийся резец очерчивает линию зуба, непрерывно вращается вокруг точки О с угловой скоростью ωс, определяемой в зависимости от угловой скорости вращения кривошипа ω и числа зубьев развертки zc следующим образом:

ωс=ω/zc (3.63)

Направление вращения развертки (и заготовки) и качаний люльки согласовываются так, чтобы в момент прохождения резцом точки Р (при рабочем ходе) качание люльки было направлено противоположно вращению развертки. Поэтому составляющая vл относительной скорости между резцом и разверткой от этих двух движений будет равна алгебраической сумме скоростей ωc L и ωэл L:

vл=(ωсэл)L=kωL, (3.64)

где

k=ωcэл/ω=1/zc+2e/Rл (3.65)

Полная (результирующая) относительная скорость между резцом и вращающейся разверткой равна геометрической разности векторов v и vл. С направлением этого вектора будет совпадать касательная к линии зуба в его средней точке Р. Угол γс между этой касательной и траекторией движения резца определится из треугольника векторов v, vл и v0:

sin γc=L k/r cos β (3.66)

На этот угол поворачивается верхняя часть резцового суппорта относительно нижней, для того чтобы при строгании сохранялись установленные значения переднего и заднего углов резцов.

Угол δc между траекторией движения резца и образующей ОР равен

δc=β—γc (3.67)

По значению этого угла из ΔOO1P рассчитываются угол поворота основания суппорта q и угол поворота люльки Q:

sin q=L/370 sin δc; (3.68)

Q=q+δc (3.69)

Рассмотрим корректирующее влияние качаний люльки на линию зуба и определим необходимую величину эксцентрицитета, эксцентрика.

При отсутствии дополнительного движения от эксцентрика (в результате сочетания только возвратно-поступательного движения резца и вращения развертки) резец опишет на развертке линию α1b1, имеющую кривизну различных знаков с точкой перегиба посредине (в точке Р). Угол наклона касательной к линии α1b1 в точке Р может быть вычислен из формул (3.65) и (3.66), если принять е=0. Для того чтобы линия зуба имела по всей длине кривизну одного знака, эксцентрик должен сообщить такое дополнительное движение резцу, чтобы линия зуба, проходя через точку Р, расположилась по одну сторону от линии αb, например сверху (фиг. 100).

(фиг. 100)

Точка α1, при этом переместится в α2, а точка b1 — в точку b2. Для указанного смещения точки α1 дополнительный поворот люльки от эксцентрика должен быть равен

е/Rл1α2/Li≥α0α/Li—α0α1/Li (3.70)

Для перемещения резца из точки Р в точку α0 кривошип поворачивается из положения на 1/8 оборота (45°) по часовой стрелке. За это же время развертка повернется на 1/8zc оборота; соответствующая этому перемещению дуга α0α1 равна

α0α1=2π/8zc Li (3.71)

Дуга

α0α=α0α3/cos β,

а отрезок

α0α3≈0,7r sin γc

Подставляя sin γc из формулы (3.66) и входящее в него значение k из формулы (3.65) получим

αα0=0,7L 1/zc+2e/Rл (3.72)

Подставив значения уравнений (3.71) и (3.72) в уравнение (3.70), после преобразований получим значение величины эксцентрицитета эксцентрика:

е≥Rл/8zc 2π—5,6 (L/Li)/1,4 (L/Li)—1 (3.73)

Путем таких же рассуждений можно показать, что величина эксцентрицитета эксцентрика, определенная из условия, чтобы точка b1 на внешней образующей несколько не доходила до точки b,

e≥Rл/8zc 2π—5,6 (L/Le)/1,4 (L/Le)—1 (3.74)

Из формул (3.73) и (3.74) видно, что необходимая величина эксцентрицитета эксцентрика для получения линии зуба с кривизной одного знака может колебаться в весьма широких пределах. Путем анализа различных значений принята следующая формула для назначения этой величины:

e=200/zc (3.75)

Конструктивно механизм эксцентрика выполнен следующим образом (фиг. 101).

(фиг. 101) Эксцентрик: А — шкала для отсчета величины эксцентрицитета; Б — шкала для отсчета положения эксцентрика

На конце вала эксцентрика имеется эксцентрично обточенная шейка 1 (эксцентрицитет ем=3,2 мм). На этой шейке может поворачиваться эксцентрично расточенная муфта 2 (также с эксцентриситетом ем=3,2 мм). На торце муфты находятся зубья, посредством которых она может сцепляться и удерживаться неподвижно (при затягивании гайки 5) с кольцом 3, сидящим на шпонке 4. При вращении вала с закрепленной на нем муфтой ползун 6 будет сообщать возвратно-поступательное движение рамке 7 вдоль оси червяка. Для уменьшения трения между муфтой и расточкой ползуна, а также ползуном и рамкой червяка между ними установлены ролики 8.

Необходимая величина эксцентрицитета е устанавливается поворотом муфты 2 относительно шейки 1 и закреплением ее в нужном положении затягиванием гайки 5. Угол установки муфты определяется следующим образом:

φм=2 arc sin e/2eм=2 arc sin е/6,4 (3.76)

Для отсчета этого угла на кольце 3 имеется шкала А с 90 делениями (цена одного деления 2°), а на муфте 2 — риска, устанавливаемая против соответствующего деления шкалы А. Для установки эксцентрикового вала в нулевое положение, соответствующее положению резца в средней точке зуба, служит вторая шкала Б. По этой шкале вал с эксцентриком поворачивается в сторону, обратную повороту муфты, на угол, вдвое меньший угла φм из уравнения (3.76). Шкала Б разделена также на 90 делений, но с ценой деления 1°. Поэтому, как при установке величины эксцентрицитета, так и при повороте эксцентрикового вала в нулевое положение отсчеты по шкалам А и Б должны быть одинаковыми. Отсчет положения эксцентрика по шкале Б производится относительно неподвижного указателя, установленного на корпусе люльки.

При одинаковой величине эксцентрицитета и нулевом положении эксцентрика при нарезании как шестерни, так и колеса, будет получена одинаковая продольная кривизна зубьев, и поэтому их соприкосновение будет происходить по всей длине зуба. Для создания ограниченной зоны касания по длине, нужно сопряженные стороны зубьев шестерни и колеса обрабатывать с разной величиной эксцентрицитета эксцентрика. Если разница в углах установки эксцентриковой муфты будет равна Δφм, то средняя величина зазора между боковыми поверхностями зубьев у их краев

Δ=2ем (sin φм/2—sin φm—Δφm/2)≈eмΔφм (1+φ2м/8) (3.77)

Если при наличии разницы в эксцентрицитетах отклонить эксцентрик при обработке одного из зубчатых колес от его нулевого положения, то пятно касания будет смещено из среднего положения к одному из краев зубьев (в зависимости от направления отклонения).

Эти свойства эксцентрикового механизма станка используются для регулирования положения пятна касания.

Для наладки станка нужно определить длину шатуна и величину резцовой дистанции.

Обозначив длину шатуна АВ=Lш, резцовую дистанцию ВР=Т, отрезки О1В=Lш’, OP=L и ОО1=370, получим для длины шатуна следующее значение:

Lш=L’ш2+r2, (3.78)

где

Lш’=L cos δc+370 cos q—Т’ (3.79)

Полученная длина шатуна округляется до ближайшего меньшего целого числа (с интервалами 3 мм), после чего уточняется резцовая дистанция Т:

T=L cos δс+370 cos q—Lш2—r2 (3.80)

При расчете величин γс (3.66), Lш (3.78), q (3.68) и r (3.60) следует иметь в виду, что они не должны выходить за пределы значений: γс=0—14; Lш=350—600 мм; q=0—60°; r≤180 мм.

Если расчет даст значения, выходящие за эти пределы, то нужно изменить ширину венца, угол спирали или числа зубьев нарезаемых колес. С учетом этого обостоятельства в некоторых случаях может быть нарезан угол спирали больше 30°.

При переналадке станка на обработку конических зубчатых колес с разной длиной образующих и с разным углом спирали, помимо изменения длины шатуна и резцовой дистанции, меняется также длина телескопического валика механизма откидывания резцов. К станку прилагается комплект сменных телескопических валиков, обеспечивающий работу механизма откидывания резцов во всем диапазоне нарезаемых зубчатых колес. Выбор необходимого комплекта телескопических валиков производится в зависимости от длины образующей, угла спирали и длины зуба нарезаемого колеса.

НОВОСТИ КОМПАНИИ
  • Плиты нагревательные для гидравлических этажных прессов

    Для нагревания плит пресса внутри них высверлены по всей длине параллельные соединенные между собой каналы диаметром 15—25 мм. Сечение каналов выбирают расчетным путем в зависимости от вида и параметров теплоносителя и теплотехнических требований, предъявляемых к греющим плитам. Расстояние между каналами 50—100 мм. По способу разветвления и соединения каналов бывают потоки теплоносителя последовательные, параллельные и комбинированные. […]
  • Изготовление аналогов импортных деталей и узлов

    Компания «ИнженерЦентр» реализует программу импортозамещения. На основе современной производственной базы, предприятие готово произвести и поставить в Ваш адрес детали, запчасти, механизмы в сборе для любого импортного оборудования.