Проектирование автоматизированнь1х станков и комплексов, страница 4

Передача можетбыть вьmолнена с прямозубым и косозубым зацеплением колеса с рейкой. Заодин оборот прямозубого колеса с числом зубьевzрейка, шаг которой1.4.19Основы кинематической настройки станковР = пт, переместится на Н =Pz = nmz,а за п оборотов-наL = nmzn.Рееч­ные передачи используют в металлорежущих станках, например в токарных,для осуществления движения продольной подачи суппорта с резцом относи­тельно обрабатываемой заготовки.пвА10(10: 1)81110 98д10912е1.6.Рис.Способыпреобразованиявращательногодвижениявпрямолинейно­поступательное:а-реечной передачей; бчервяк-рейка; г, дчервяк;2-8, 1 О -гайки;врата--червячно-реечной передачей; ввинтовой парой скольжения; егидрораспределитель;9-корпус;11 -3-рейка;4, 5 -ходовой винт;12 ---гидростатической передачейшари:ковой винтовой передачей;насосы;6-cyrrnopт;тела качения (шарики);713 -1-контргайки;канал воз­201.Общие сведения и кинематика станковВ более крупных станках, таких как продольно-строгальные, где передава­емые усилия выше, применяют червячно-реечную передачу (рис.1.6, 6).Дляуменьшения трения в паре червяк - рейка между профилями их зубьев по­дают под давлением тонкий слой масла.

Такие гидростатические червячно­реечные передачи (рис.1.6,в) используют в приводах подачи тяжелых много­целевых станков. С помощью гидрораспределителянасосов2в каналы червяка1отпод давлением подается масло. Оно создает масляный слой между4зубьями червяка 1 и рейки3 с зубьями,армированными пластмассой.

В осевыезазоры соединения масло нагнетается насосами5.Все насосы имеют один об­щий привод от электродвигателя М.Винтовую передачу применяют тогда, когда нужно получить движение смалыми скоростями. Вращение сообщают винту, а гайка и связанные с неюстол или салазки перемещаются прямолинейно-поступательно.В передачах винтгайка скольжения (рис.-1.6,г) в станках с ручнымуправлением используют резьбу треугольную, прямоугольную и трапеце­идальную. Треугольную резьбу применяют для точных перемещений в микро­метрических винтах, в винтах делительных и измерительных машин; прямо­угольную и трапецеидальную-для ходовых винтов, при этом гайки ходовыхвинтов выполняют цельными или разъемными.Прецизионные металлорежущие станки оснащают безлюфтовой переда­чей винт-гайка скольжения (рис.1.6,д).

Это достигается применениемсдвоенных гаек, расположенных в одном корпусе9.Гайки8 и 1Осмещаютсяодна относительно другой в осевом направлении поворотом вокруг ходовоговинта11в противоположных направлениях, после чего их положение фикси­руется контргайкамисуппорт67.При вращении ходового винта в одном направлениибудет перемещаться от левой гайки1О;менит направление вращения, то правая гайкаесли же ходовой винт из­8 сразу передаст движениесуппорту в противоположном направлении.

В такой конструкции люфт невыбирается, так как гайки работают каждая в своем направлении. На увели­ченном виде А показано, как соприкасаются профили левой и правой гаек спрофилями резьбы ходового винта.Недостатками передачи винт-гайка скольжения являются большие по­тери на трение, низкий КПД, невозможность применения на больших скоро­стях перемещений. Скорость скольжения профилей резьбы винта относи­тельно профилей гайки в10- 40 разпревышает скорость осевого перемеще­ния узла, жестко скрепленного с гайкой.В станках с ЧПУ в приводах подач устанавливают передачу винт-гайкакачения, которая представляет собой шариковую винтовую пару (ШВП) сполукруглым профилем резьбы. При использовании ШВП для точных пере­мещений не допустим осевой зазор. В этом случае передачу винткачения вьшолняют по аналогии с передачей винтедином корпусе9(рис.1.6,е) размещают двегайки 8-гайкагайка скольжения.

Ви10, смещенныеоднаотносительно другой по винтовой линии. Это создает безлюфтовую переда-1.4.21Основы кинематической настройки станковчу. Путем затягивания резьбовых соединений обеспечивают предваритель­ные осевые силы, и шарики12вместо точечного контакта с дорожкой каче­ния имеют контакт с небольшой поверхностью, повышая тем самым осевуюжесткость ШВП. В большинстве конструкций шарики в гайке перемещаютсяпо замкнутой траектории. Каналом возврата13 служитспециальная вставка,соединяющая два соседних витка гайки и заставляющая циркулировать ша­рики только в пределах одного шага ходового винта11.Преимущества ШВП: высокая жесткость; отсутствие зазора в соединении,что значительно снижает вибрации, повышает точность и чистоту обработки;возможность передачи больших сил; низкие потери на трение (КПД этих ме­ханизмов0,9 ...

0,95);малые крутящие моменты на ходовом винте при холо­стом ходе; крайне низкое трение покоя, что способствует обеспечениюустойчивости движения; высокая точность (вследствие предварительногонатяга) и длительное ее сохранение; высокая чувствительность к малым пе­ремещениям; малое тепловыделение, снижающее температурные деформа­ции винта и повышающее точность обработки. К ее недостаткам можно отне­стиотсутствиесамоторможения,сложностьизготовления,высокуюстои­мость, необходимость надежной защиты от стружки.1.4.2.

Уравнениякинематического балансаи формулы настройки цепейКинематическая цепь, являющаяся средством согласования перемещенийинструмента и заготовки для определенного формообразования обрабатыва­емой поверхности, состоит из различных кинематических пар. Чтобы полу­чить заданную форму детали, необходимо связать перемещения начального иконечного звеньев кинематической цепи.

Уравнение, связывающее эти пере­мещения, называется уравнением кинематического баланса. Из этого уравне­ния находят параметры звена настройки.Рассмотрим на примере зубодолбежного станка составление уравненийкинематического баланса и получения из них формул настройки. На струк­турной схеме (см. рис.1.3)имеется три звена настройки: гитары и, у их, длякоторых нужно определить передаточные отношения iи,iy и ix.Главным движением в данном случае является возвратно-поступательноеперемещение инструмента (долбяка), начальным звеном - электродвигатель,конечным-долбяк, причем начальное звено (вал электродвигателя) совер­шает вращательное, а конечное-возвратно-поступательное движение. Кро­ме того, в цепи имеется механизм, преобразующий вращение в возвратно­поступательное перемещение.Долбяк должен совершить заданное число двойных ходов в минуту пд,т.

е. уравнение кинематического баланса цепи главного движения имеет вид(1.1)где n эд-частота вращения электродвигателя на выходном валу.221.Общие сведения и кинематика станковВ полученном уравнении все величины, кроме передаточного отношенияiи звена настройки, известны. Чтобы долбяк совершал заданное число двой­ных ходов в минуту пд, необходимо настроить гитару и, т. е.

найти из уравне­ния(1.1) передаточное отношение iu:(1.2)где С -постоянная величина, СЗависимость(1.2)= пэд i 1 i2 •называется формулой настройки цепи главного движе­ния. Из нее очевидно, что передаточное отношение звена настройки цепиглавного движения зависит только от заданного числа двойных ходов в ми­нуту инструмента.В цепи обката начальным звеном будет долбяк, а конечным-заготовка.Долбяк с числом зубьев zд и обрабатываемое зубчатое колесо с числомзубьев Zзаг должны находиться в зацеплении как два зубчатых колеса с пере­даточным отношением zд/zзаг• Поэтому если долбяк сделает один оборот, тозаготовка должна вьшолнить Zд /z3аг оборотов.

Составим уравнение кинемати­ческого баланса:1 (об. д.)-is ix iб = zд /Zзаг•Неизвестной величиной здесь является передаточное отношение гитары об­катаix.где В -Формула настройки данной цепи имеет видix = Zд /(Вzзаг),постоянная величина, В = i5 i 6.1.4.3. Способы настройкикинематических цепейНастройкой станка называется его подготовка к выполнению определен­ной операции по заданным режимам резания согласно технологическомупроцессу.

Существуют точный и приближенный способы настройки кинема­тических цепей, которые зависят от необходимой точности получения пере­даточного отношения гитар.Гитара это узел, расположенный на внешней стенке корпуса шпин­дельной бабки, коробки передач или станины станка. В корпусе гитары уста­навливают сменные зубчатые колеса, с помощью которых настраивают за­данное передаточное отношение конкретной кинематической цепи.

Послеподбора сменных зубчатых колес и их закрепления на валах гитару плотнозакрывают крышкой.Точную настройку передаточных отношений используют для цепей обка­та, деления, винторезных и дифференциальных. Обычно такие кинематиче­ские цепи имеют двухпарные гитары, реже-трехпарные. Последователь­ность точного подбора сменных зубчатых колес следующая:1) подставляют в формулу настройки исходные данные;2)преобразовывают полученное выражение (после сокращения на общиемножители может получиться целое число или несократимая дробь, причемпоследнюю переводить в десятичное число запрещается);3) выбирают изнабора две пары сменных зубчатых колес.1.4.Основы кинематической настройки станков23Рассмотрим пример.

Пусть требуется нарезать резьбу с шагом Р =1Омм.Шаг ходового винта станка, на котором будет производиться обработка, Рх.в == 12 мм, формула настройки винторезной цепи iy = РIРх.в· К винторезной цепиприлагается набор сменных зубчатых колес двухпарной гитары:20, 23, 25,30, 34, 35, 40, 45, 50 (2 шт.); 55, 58, 60, 65, 70, 71, 75, 80 (2 шт.); 83, 85, 90,92, 95, 113, 127, условия сцепляемости которых следующие: А +В~ С + 15,C + D~B + 15.Подставим в формулу настройки исходные данные и преобразуем полученное выражение (сократим на общий множитель):.l101256°=-=-уВыберем из набора две пары сменных зубчатых колес: А и В, С иD.Чис­литель и знаменатель дроби умножим на одинаковый множитель:.5 525=б·s= 30·iyКолеса с таким числом зубьев в наборе имеются.