Analiza łańcucha napędu głównego tokarki kłowej.pdf

(1559 KB) Pobierz
POLITECHNIKA LUBELSKA
KATEDRA PODSTAW INŻYNIERII PRODUKCJI
LABORATORIUM MASZYN TECHNOLOGICZNYCH
Analiza łańcucha napędu głównego tokarki kłowej
1. CEL ĆWICZENIA
Celem ćwiczenia jest zapoznanie studentów z budową łańcucha napędu głównego tokarki kłowej uniwer-
salnej. Na podstawie dokumentacji technicznej student projektuje stopniową skrzynkę prędkości tokarki kłowej
uniwersalnej.
2. WIADOMOŚCI PODSTAWOWE
Łańcuchy kinematyczne ruchu głównego i posuwowego składają się z przekładni stałych i przekładni, któ-
re służą do zmiany wielkości przełożenia. Przekładnie stałe są nieprzełączalne o stałym przełożeniu, natomiast do
uzyskania zmiany przełożenia łańcucha napędowego stosuje się najczęściej skrzynki prędkości, a rzadziej prze-
kładnie z kołami pasowymi stopniowymi i przekładnie bezstopniowe. Skrzynka prędkości jest to zespół przekładni
zębatych, połączonych ze sobą funkcjonalnie w ten sposób, że z jednej prędkości obrotowej no wałka pierwszego
(napędzającego) można otrzymać szereg prędkości obrotowych n
1
, n
2
, n
3
, ... na wałku ostatnim (napędzanym).
2.1.
PRZEKŁADNIE PODSTAWOWE SKRZYNEK PRĘDKOŚCI
W skład skrzynki prędkości wchodzą grupy przekładni, zwane przekładniami podstawowymi. Są to prze-
kładnie przełączalne. W zależności od sposobu przełączania, przekładnie podstawowe można podzielić na prze-
kładnie:
z kołami wymiennymi,
z kołami przesuwnymi,
sprzęgłowe.
Na rys. 1 przedstawiono przekładnie z kołami wymiennymi. Należy zwrócić uwagę, że odległość osi tych
przekładni jest stała, z tego względu sumy zębów współpracujących par kół muszą być stałe.
Rys. 1.
Przekładnie z kołami wymiennymi: a) pojedyncza, b) podwójna, c) trójkątna (osie wałów rozmieszczone na wierzchoł-
kach trójkąta równobocznego)
Ponieważ graniczne wartości przełożeń dla jednej pary kół przyjmuje się zazwyczaj w granicach
i
min
≥
1 1
i
max
≤ 2÷2,8
4 5
więc dla przekładni pojedynczej rozpiętość przełożeń wynosi
2
R
max
�½
i
max
�½
8
14
i
min
Przekładnie te mają zastosowanie w skrzynkach prędkości obrabiarek, w których czas pomocniczy (wy-
miany kół takiej przekładni) jest niewielki w stosunku do czasu maszynowego.
Najczęściej stosowane są przekładnie podstawowe z kołami przesuwnymi. Przekładnie te w zależności od
liczby występujących w nich elementarnych przekładni, noszą nazwę dwójek, trójek lub czwórek przesuwnych. Dla
przykładu: dwójka przesuwna posiada dwie przekładnie elementarne umożliwiające zrealizowanie dwóch różnych
prędkości obrotowych. Na rys. 2 podano typowe przekładnie podstawowe przesuwne.
Rys. 2. Przekładnie przesuwne: a) dwójka przesuwna, b) trójka przesuwna, c) czwórka przesuwna
Przekładnie stopniowe sprzęgłowe (rys. 3) różnią się od przekładni z kołami przesuwnymi tym, że po-
szczególne pary kół zębatych pozostają w stałym zazębieniu, przy czym jedno z każdej pary kół (koło sprzęgłowe)
osadzone jest na wale luźno (na łożyskach tocznych lub ślizgowych). Zaletą przekładni sprzęgłowych jest możność
stosowania kół z zębami śrubowymi, a ponadto — w przekładniach ze sprzęgłami ciernymi — możność przełącza-
nia prędkości podczas ruchu wałów. Są one jednak droższe i powodują większe straty mocy przy ruchu jałowym.
Rys. 3.
Przekładnie stopniowe sprzęgłowe: a) dwójka ze sprzęgłami kłowymi, b) dwójka ze sprzęgłami ciernymi, c) trójka ze
sprzęgłami kłowymi
2.2.
SKRZYNKI PRĘDKOŚCI Z KOŁAMI WYMIENNYMI
Najprostszymi konstrukcyjnie skrzynkami prędkości są skrzynki z wymiennymi kołami (rys. 4). Mają zasto-
sowanie w obrabiarkach do masowej i seryjnej produkcji oraz w obrabiarkach specjalnych.
3
Rys. 4. Schematy skrzynek z kołami wymiennymi
Występują w nich oprócz przekładni wymiennej przekładnie stałe, których obecność jest podyktowana
przeważnie koniecznością zredukowania prędkości obrotowych. Konstrukcja tych skrzynek jest zazwyczaj prosta i
tania. Odmianą tej skrzynki (rys. 5) jest skrzynka z kołami przesuwnymi i wymiennymi. W tym przypadku te ostat-
nie służą do zwiększenia zakresu prędkości. Skrzynki te mają zastosowanie w obrabiarkach do seryjnej produkcji,
a ich odmiany bardziej złożone także w obrabiarkach uniwersalnych.
Rys. 5.
Schematy skrzynek z kołami wymiennymi i przesuwnymi
2.3.
Projektowanie stopniowych skrzynek prędkości o regularnej strukturze przełożeń
Liczbę stopni geometrycznego ciągu prędkości wału wyjściowego skrzynki przekładniowej określa wzór
k = p
1
p
2
p
3
..... p
n =
p
j
n
1
gdzie:
p
1
,
p
2
, ...,
p
n
— liczba stopni przełożeń kolejnych przekładni elementarnych, nazywanych również grupami
przekładniowymi o numerach porządkowych
j= 1,2,..., n.
Liczba stopni prędkości nie zależy od kolejności rozmieszczenia przekładni elementarnych, np. dla 12-
stopniowej skrzynki prędkości możliwe są następujące warianty
12=223=232=322
lub
12=4X3=3X4
Struktura przełożeń
Podstawowym zagadnieniem występującym przy projektowaniu stopniowych skrzynek prędkości jest do-
bór przełożeń elementarnych w grupach przekładniowych. Jednakże istota projektowania polega nie na wyznacze-
niu wartości przełożeń elementarnych, lecz na doborze ich stosunków w poszczególnych grupach przekładnio-
wych, co ogólnie określa się nazwą struktury przełożeń. Rozróżnia się stopniowe skrzynki prędkości o strukturze
przełożeń regularnej i nieregularnej.
4
Stopniowe skrzynki prędkości o regularnej strukturze przełożeń są znamienne tym, że:
a) Liczba stopniowanych geometrycznie prędkości obrotowych wału wyjściowego wyraża się iloczynem
liczb stopni prędkości poszczególnych grup przekładniowych,
b) Wartości przełożeń elementarnych w grupach przekładniowych tworzą postęp geometryczny o ilorazie
φ
p
= φ
x
, gdzie:
φ
— iloraz ciągu prędkości wyjściowego wału skrzynki przekładniowej,
x
— liczba natu-
ralna. Regularną strukturę przełożeń dowolnej p-stopniowej grupy przekładniowej można zatem zapi-
sać
(1, φ
x,
φ
2x, ...,
φ
(p-1)x
)
Regularne układy strukturalne przełożeń w skrzynkach przekładniowych dzieli się na podstawowe i pochodne. Do
układów regularnych podstawowych zaliczamy takie układy, dla których:
a) Przełożenia w pierwszej grupie przekładniowej, zwanej podstawową, stopniowane są według ilorazu
φ
p1
= φ.
Zapis potęgowy stosunków przełożeń w grupie przekładniowej podstawowej
p
1
-stopniowej
wyraża wzór strukturalny
(1, φ
,
φ
2x, ...,
φ
(p1-1)
)
b) W drugiej grupie przekładniowej przełożenia są stopniowane według ilorazu
φ
p2
= φ
liczba stopni przełożeń w pierwszej (poprzedzającej) grupie przekładniowej.
c)
p1
,
gdzie
p
1
—
W trzeciej grupie przekładniowej iloraz ciągu przełożeń
φ
p3
= φ
p1
p2
, w czwartej
φ
p4
= φ
p1
p2
p3
, itd., co
można zapisać ogólnie
φ
pj
= φ
p1
p2
p3 .....pj-1
,
Na przykład dla 12-stopniowej skrzynki prędkości złożonej z jednej trójki i dwóch dwójek otrzymamy następujące
układy strukturalne regularne podstawowe:
2
2
3: (1, φ) (1, φ
2
) (1, φ
4
, φ
8
)
2
3
2: (1, φ) (1, φ
2
, φ
4
) (1, φ
6
)
3
2
2: (1, φ, φ
2
) (1, φ
3
) (1, φ
6
)
Układy regularne pochodne powstają przez zmianę kolejności (permutacje) grup przekładniowych układów pod-
stawowych.
Wykresy strukturalne
Zapisane w postaci wzoru strukturalnego stosunki przełożeń przekładni elementarnych przedstawia się
wykreślnie na siatce logarytmicznej (rys. 6), na której linie pionowe oddzielają od siebie kolejne grupy przekła-
dniowe, a linie poziome oznaczają stosunki przełożeń w poszczególnych grupach przekładniowych. Wykresy struk-
turalne rysuje się zwykle w układzie symetrycznym, tzn. początkowy punkt wykresu (wejście) umieszcza się w
środku pierwszej linii pionowej, a pozostałe punkty (odpowiadające prędkościom obrotowym poszczególnych wa-
łów) są równooddalone od poziomej środkowej linii siatki.
Na rys. 7 przedstawiono dwa wykresy strukturalne 12-stopniowej skrzynki prędkości — jeden o regularnej
strukturze podstawowej (rys. 7a), a drugi o strukturze regularnej pochodnej (rys. 7b). Na wykresach zaznaczono
rozpiętości przełożeń
R
1
, R
2
, R
3
, czyli stosunki skrajnych przełożeń poszczególnych grup przekładniowych, oraz
rozpiętość prędkości obrotowych R wału wyjściowego. Z wykresów wynika, że
R = R
1
R
2
R
3
.
Rys. 6. Wykresy strukturalne 12-stopniowej skrzynki przekładniowej — układy regularne podstawowe
5

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin