= —4> Но одновременно с этим уменьшился диапазон регу
лирования (ср9), уменьшилось число ступеней скорости (z = 1 0 ), так как две скорости (на графике отмечены двойными кружками) повторяются.
Рассмотрим другой случай. Увеличим характеристики первой и второй групп до значения хх = 2, х2 — 5. Структура примет вид z — 12 = 32 -25 -20. Строим картину скоростей (рис. 26, б). Она свидетельствует о сохранении минимального передаточного отно
шения = но одновременно расширяется диапазон регули
рования (ф15) вследствие выпадения отдельных скоростей в нижней и верхней части ряда, где знаменатель принимает величину, рав-
Рис. 27. Схемы коробок скоростей со связанными колесами
ную ф2. Такой ряд называют ломаным. Если, например, ф = = 1,26, то диапазон регулирования при обычном кинематическом
варианте (z = |
Зх -23 *26) будет D = 1,26й ^ |
14; в данном случае |
(z = 32 -25 -2б) он составит D = 1,2616 = 32. |
Более подробно см. |
|
в специальной |
литературе [1 ,1 0 ]. |
|
Коробки скоростей со связанными колесами. Для уменьшения количества зубчатых колес и осевых габаритов коробок скоростей применяют передачи со связанными колесами. Сущность данного мероприятия заключается в следующем. Пусть коробка скоростей, изображенная на рис. 27, а, имеет две группы передач: 1—2, 3—4 и 5—6, 7—8. Если подобрать числа зубьев колес 4 и 5 так, чтобы они были одинаковы (г4 = z5), то представляется возможность оба колеса объединить в одно колесо (см. рис. 27, б). Оно одновременно принадлежит и первой, и второй группам, работает в качестве и ведомого, и ведущего звена. Подобные колеса называют свя занными.
Аналогичным образом можно объединить колеса 2 и 7. Тогда привод будет содержать два связанных колеса (рис. 27, в). Коли чество связанных колес может быть большим: три-четыре в зави симости от структуры привода.
Кинематический расчет коробок скоростей с одним связанным колесом затруднений не представляет. При большом количестве связанных колес расчет осложняется, так как обычные методы расчета не приводят к оптимальным вариантам. Подробно этот вопрос освещен в специальной литературе [1 ,1 0 ].
§ 7. КОРОБКИ СКОРОСТЕЙ СО СЛОЖЕННОЙ СТРУКТУРОЙ
Обычная множительная структура, состоящая из одной кине матической цепи, с последовательным соединением групп передач является наиболее простой. Она позволяет успешно решать задачи по созданию рациональных приводов главного движения. Однако во многих случаях, особенно при увеличении диапазона регули рования скоростей, создать простой привод, удовлетворяющий требованиям, на базе обычной структуры невозможно. Поэтому в практике станкостроения применяют так называемые сложен ные структуры. Они состоят чаще всего из двух кинематических цепей, каждая из которых представляет собой обычную множи-
Рис. 28. Схемы соединения множительных структур
тельную структуру. Общее число скоростей привода z = z'M-f- -j- zZt. Здесь z'Mи ZM — число ступеней скорости первой и второй кинематических цепей.
Если последние имеют одинаковые группы передач (по коли
честву и |
характеристике), то |
их |
можно объединить в |
общую |
|
цепь. |
z0 — число |
скоростей |
общих передач и пусть |
zM= z0, |
|
Пусть |
|||||
a ZM = ZOZQ. Тогда 2 |
= ZM + ZM = |
Z0 + ZQZ0 = Z0(1 + Z0). |
Общую |
||
часть структуры z0, используемую |
для получения всех скоростей, |
||||
называют основной, |
ZQ — дополнительной. |
|
|||
Для объединения составляющих структур в одну — сложен |
|||||
ную — в схему привода вводят |
соединительные передачи. Наи |
||||
более распространенные принципиальные схемы соединения двух структур представлены на рис. 28. Верхнюю область регулиро вания скоростей вращения шпинделя получают при помощи основ ной структуры z0 и передают движение на шпиндель / через зуб чатую передачу 1—2 (рис. 28, а) или через муфту М (рис. 28, б).
Нижнюю область регулирования обеспечивают последовательным соединением основной z0 и дополнительной z(, структур соедини тельной передачей.
На рис. 29 показана простая схема коробки скоростей со сло женной структурой. Здесь сложены две кинематические цепи, структуры которых zM= РаРь и zMm= РаРьР{Р<1• Группы колес ра и рь являются общими и поэтому образуют основную структуру z0 — РаРь•Они сообщают вращение полому валу I I I . Дальнейшая передача движения шпинделю V от первой цепи происходит с по мощью муфты М, а от второй цепи — через звено возврата (пере
бор) с колесами 11—12, 13—14, которые играют роль соединитель ных передач.
Общее число скоростей привода
г = г.;, + 2; = Papb(1 + Рсра).
Для нашего случая (рис. 29) рп = Зг; рь = 23; рс = pd = 1 . Поэтому z = Зх -2 з (1 + 1 -1) = 12.
На рис. 30 показано графическое сложение структур для рас сматриваемой коробки скоростей. Слева (рис. 30, а) представлены отдельно структурные сетки для каждой структуры. Первая обес печивает ряд щ — и12, вторая — пх — /г6. Условимся муфты изо бражать пунктирной линией *.
Тогда все точки, изображающие числа оборотов вала III , соединим горизонтальными пунктирными линиями с точками вала V Первые две группы передач (5Хи 23) у обеих структур оди наковы. Принимаем их как общие и придаем первой структуре (zQ= ZM). Наносим последнюю на сложенную сетку (рис. 30, б).
Точки, изображающие числа оборотов |
вала III , располагаются |
в верхней части графика. Соединяем |
их пунктиром с точками |
* На структурной сетке она может занимать любое положение; на гра фике чисел оборотов — только горизонтальное.
Рис. 30. Структурная сетка н график чисел оборотов шпинделя коробки скоростей со сложенной структурой
щ — щ2. Из них же проводим линий, изображающие соедини тельную передачу 11—12 и далее 13—14.
Пример. Произвести кинематический расчет коробки скоростей по дан ным: z = 12; ф = 1,58. Попытка использовать обычную множительную струк туру в аналогичном примере не удалась. На основе сложенной структурной сетки, изображенной на рис. 30, б, строим график чисел оборотов, приняв п = лтах = п12 (рис. 30, в). Рассмотрение графика показывает, что минималь-
Z"] |
2ц |
— = |
1 |
1 |
ное передаточное отношение имеет три передачи: — = |
— = |
-г == |
|
|
Z8 |
z 12 |
Z14 |
|
^ |
Следовательно, данный график пригоден для расчета. |
|
|
|
|
На рис. 31 показана другая схема коробки скоростей со сложен ной структурой. Вращение от вала I валу II сообщает группа колес ра. Далее движение на шпиндель V передается по двум цепям. При левом и среднем положениях блока 7—9—11 — через
Рис. 31. Схема коробки скоростей со сложенной структурой
передачи 7—8 или 9—10 (группа рь), при правом положении блока 7—9—11 — группой передач рс, pih ре. Таким образом, число ступеней скорости
Z = ZM+ ZM= ра (р„ + pcpdpe).
Для нашего случая ра = Зх; рь = 23; рс = 1; ра = 23; ря = 2в. Следовательно,
2 = 3! (2 3 + 1 •2 8 •2 в) = 18.
Пример. Построить график чисел оборотов шпинделя коробки, схема ко торой изображена на рис. 31. Построим сначала структурные сетки отдельно для каждой структуры (рис. 32, a): zM = 31 23 и ъ"м = Зх 1 23 •2в. Первая
группа передач 3i — общая для обеих структур. Придаем ее первой струк туре, для которой строим сложенную структурную сетку (рис. 32, б). Она остается без изменения. Оставляя на месте точки 5, 6 и 7, строим сетку для второй структуры. Соединяя точки 2, 3, 4 с точками 5, б, 7, получим линии,
2 11
изображающие соединительную передачу — . По сложенной структурной
212
сетке строим обычным способом график чисел оборотов (рис. 32, в). Для этого точки 1, 2, 3 п4 переносим на уровень п19 — верхнего предела регулирования первой структуры, а точки б, 6 и 7 — на уровень п12 — верхнего предела регулирования второй структуры. Построенный график дает возможность определить передаточные отношения всех передач. В зависимости от значе ния ф он может быть ори необходимости откорректирован.
СО