При вычислении передаточного отношения гитары производят деление на логарифмической линейке. Оставив движок неподвижным, передвигают визир и находят риски, совпадающие на движке и линейке.

Пример. i = 0,34

На шкале линейки находим:

Используем второе отношение как наиболее точное:

Метод разложения на множители

Этот метод применим при небольших значениях числителя и знаменателя передаточного отношения.

Суть метода заключается в следующем:

Числитель и знаменатель разлагают на множители и, умножая на следующее число, находят числа зубьев сменных зубчатых колес.

Пример . Имеем: разлагаем дробь на множители.

умножив числитель и знаменатель, например, на 10, получим (общий множитель для каждой дроби может быть любой):

,

(такие зубчатые колеса в комплекте станка имеются).

Список литературы

1. Авраамова Т.М., Бушуев В.В., Гиловой Л.Я. и др. Металлорежушие станки. Т.1. – М.: Машиностроение, 2011. – 608с.

2. Авраамова Т.М., Бушуев В.В., Гиловой Л.Я. и др. Металлорежушие станки. Т.2. – М.: Машиностроение, 2011. – 608с.

3. Ачеркан Н.С. Металлорежущие станки. – М.: Машиностроение, 1965, т. 1. – 764 С., т.2. – 628 с.

4. Ковалев Н.М., Переломов Н.Г. Фрезерные станки. – Л.: Машиностроение, 1964. – 110 с.

5. Кучер А.М., Кучер И.М., Ансеров Ю.М. Токарные станки и приспособления. – Л.: Машиностроение, 1969. – 376 с.

6. Кучер А.М., Киватицкий М.М., Покровский А.А. Металлорежущие станки, - Л.: Машиностроение 1972. – 305 с.

7. Металлорежущие станки: Учебник для машиностроительных втузов /Под редакцией В.Э. Пуша. – М.: Машиностроение, 1985. – 256 с.

8. Металлорежущие станки и автоматы: Учебник для машиностроительных втузов /Под ред. А.С. Проникова. – М.: Машиностроение, 1981. – 479 с.

10. Металлорежущие станки. Тепинкичиев В.К., Красниченко Л.В., Тихонов А.А., Колев Н.С. – М.: Машиностроение, 1970. – 464 с.

11. Металлорежущие станки: Учебное пособие для вузов по специальности “Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты” /Н.С. Колев, Л.В. Красниченко, Н.С. Никулин и др. – М.: Машиностроение, 1980. – 500 с.

12. Назариков С.В. Настройка делительных головок. – Л.: Машиностроение, 1967. – 72 с.

13. Гулячкин К.Н. Лабораторные работы по курсу Металлорежущие станки. – М.: Машиностроение, 1963. – 230 с.

14. Руководство к лабораторным работам по курсу Металлорежущие станки /Под ред. П.Г. Петрухи. – М.: Высш. школа, 1973. – 150 с.

15. ГОСТ 12.4.113-82 ССБТ. Работы учебные лабораторные. Общие требования безопасности. – М.: Издательство стандартов, 1982. – 32с.

16. ГОСТ 12.4.026-76. Цвета сигнальные и знаки безопасности. – М.: Издательство стандартов, 1976. – 36 с.

17. ГОСТ 2.770-68. ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. – М.: ИПК Издательство стандартов, 2001. С 64 – 76.

18. ГОСТ 2.701-84. ЕСКД. Правила выполнения схем. – М.: Государственный комитет СССР по стандартам, 1987. – 136 с.

С конусом зубчатых колес и накидной шестерней (конус Нортона).

II накидное колесо Z 0 можно поочередно вводить в зацепление с колесами установленными на валу I .

I - ведущий вал; II - ведомый вал

При перемещении корпуса по валу II накидное колесо Z 0 можно поочередно вводить в зацепление с колесами, установленными на валу I .

I - ведущий вал;

II - ведомый вал

Передача движения с ведущего на ведомый вал осуществляется через зубчатое колесо 2 , вращающееся на пальце 5 рычага 4 , который может

подниматься или опускаться, тем самым колесо 2 либо входит в зацепление с колесом 3 либо расцепляется с ним.

Недостатки:

1. Невысокий КПД, т.к. в работе постоянно участвует промежуточное звено.

2. Более сложная конструкция.

3. Под действием распорной силы, возникающей в зубчатом зацеплении механизм может разомкнуться, поэтому для фиксации рычага требуются дополнительные устройства.

4. Механизм служит для передачи небольших крутящих моментов.

5. Малая жесткость.

Применяется в токарно-винторезных станках. В одном ряду можно расположить до 12 передач.

При К передаче требуется К + 2 колеса.

Гитара - узел станка, предназначенный для изменения скорости подач. Гитары сменных колес дают возможность настраивать подачу с любой степенью точности.

а, в, с, d - числа зубьев сменных колес.

Для правильного подбора сменных колес необходимо выполнить условие сцепляемости.

а + в>с + 22 - должны выполняться

с + d > в + 22 одновременно.

Каждую гитару снабжают определенным комплектом сменных зубчатых колес.

Сменные колеса подбирают различными способами. Самый простои способ разложение на множители.

Условие сцепляемости выполнено

Федеральное государственное автономное образовательное

учреждение высшего образования

«Санкт-Петербургский государственный политехнический университет»

Институт металлургии, машиностроения и транспорта

________________________________________________________

Кафедра "Технологические процессы и оборудование автоматизированных машиностроительных производств"

Способы подбора сменных зубчатых колес металлорежущих станков

Методические указания к лабораторной работе

Направление: 15.03.05 – "КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОИЗВОДСТВ"

Профиль: 15.03.05_05 – "Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств

Санкт-Петербург

Способы подбора сменных зубчатых колес металлорежущих станков. Методические указания к лабораторной работе для студентов по направлению 15.03.05. Содержат описание устройства и методов настройки гитар сменных зубчатых колес.

Составители:

д.т.н., профессор Калинин Е.П.

к.т.н., доцент Портнов С.В.

ст. препод. Никитин А.В.

Рецензенты:

Методические указания утверждены на заседании кафедры «Резание, станки и инструменты» « » ________ 20__ года протокол № ___

Научный редактор - д.т.н., профессор Д.В. Васильков

1. Цель работы

Изучение устройства и методов настройки гитар сменных зубчатых колес.

2. Общие сведения о гитарах сменных колес

Сменные зубчатые колеса применяют для изменения передаточных отношений различных кинематических цепей. Устройства со сменными зубчатыми колесами называют гитарами. В зависимости от числа пар сменных колес, устанавливаемых в гитаре, различают однопарные, двухпарные и трехпарные гитары. Колеса устанавливают на концы валов, оси которых неподвижны в пространстве или могут переставляться. Использование гитар с переставным валом или осью дает возможность подбирать сменные зубчатые колеса независимо от межосевого расстояния (в определенных пределах). При этом количество колес с различными числами зубьев, которые можно установить в гитаре, возрастает, точность подбора требуемого передаточного отношения повышается.

3. Однопарные гитары

Рис. 1. Схема однопарной гитары

Числа зубьев колес 1 и 2 однопарной гитары определяются из уравнений:

(1)

(2)

а - делительное межосевое расстояние, мм; m - модуль, мм.

При конструировании однопарных гитар суммарное число зубьев z c обычно устанавливают из ряда 60, 72, 90, 120. Так как число неизвестных z 1 и z 2 равно числу уравнений, то искомые числа зубьев однозначно определяются из этих уравнений. Числа зубьев колес могут быть только целыми числами. Однако при решении указанных уравнений в зависимости от величины i 21 и z c величины z 1 и z 2 могут быть получены в виде целых или смешанных чисел. Последние округляют до целых чисел. Поэтому получить точно заданное передаточное отношение при использовании однопарной гитары в большинстве случаев затруднительно.

Пример 1 . Определить числа зубьев сменных колес однопарной гитары с z c =72 при i 21 = 1/3.

Из уравнений:

и

получаем:
и
, а

Проверка:

В данном случае числа зубьев z 1 и z 2 получены в виде целых чисел, так как величина z с = 72 делится без остатка на сумму числителя и знаменателя (1+3) требуемого передаточного отношения.

Пример 2 . Определить числа зубьев сменных колес однопарной гитары при z c =72 и i 21 = 0,329.

Из уравнений:
и

получаем:
и
, а

Принимаем: z 1 = 18 и z 2 = 54

Проверка:

Подобранными колесами заданное передаточное отношение воспроизводится приближенно.

Однопарные гитары применяются, когда число необходимых передаточных отношений невелико и когда к точности осуществления заданного передаточного отношения не предъявляется высоких требований. Они используются в приводах главного движения станков-автоматов, полуавтоматов и специальных станков, а также в приводах подачи некоторых станков, например, зубофрезерных.

Гитара – это механизм со сменными зубчатыми колесами, предназначенный для ступенчатого изменения передаточного отношения расчетной кинематической цепи. Они применяются в основном в редко перенастраиваемых цепях при большом диапозоне и количестве передаточных отношений органа настройки расчетной цепи. Эти механизмы отличаются простотой конструкции. Основной недостаток гитар – трудоемкость настройки.

В станках используют гитары с одной, двумя и тремя парами сменных зубчатых колес. Гитара с одной парой сменных зубчатых колес (см. рис. 1.2) применяется в основном в цепях, не требующих точной настройки (органы настройки i v и i s ). Гитары с двумя и тремя парами сменных зубчатых колес используются, как правило, для точной настройки кинематических цепей (органы настройки i x , i y и т.п.). На рис. 2.19 показаны гитары с двумя и тремя парами сменных зубчатых колес.

Гитара с двумя парами колес (рис.2.19,а ) состоит из плиты 1, оси 2, фиксирующего болта 3 и сменных зубчатых колес a, в, c, d . Поскольку сумма зубьев сцепляемых колес при различных настройках различна, в плите гитары предусмотрен паз, позволяющий перемещать ось 2 и таким образом осуществлять зацепление сменных колес c и d различных диаметров. Болтом 3 фиксируют плиту гитары в требуемом положении для сцепления колес а и в.

Для подбора зубчатых колес пользуются единственным уравнением с четырьмя неизвестными

где i – передаточное отношение, полученное по ФН; a, b, c, d - числа зубьев колес гитары.

Число решений уравнения (*) ограничено следующими факторами:

Имеющимся набором сменных зубчатых колес;

Условиями сцепляемости

а + в > с + (15…20) (**); с +d > в + (15…20) (***).

Для подбора сменных зубчатых колес используют в основном два следующих метода: основной и дополнительный.

Рис. 2.19. Гитары сменных зубчатых колес: а – с двумя парами

сменных колес; б – развертка гитары с двумя парами сменных

колес; в - гитара с тремя парами сменных колес

Основной метод – разложение на простые множители. Используется, когда i выражается простой дробью, числитель и знаменатель которой разлагаются на простые множители, удобные для подбора колес. Например,

Допустим, что в наборе сменных зубчатых колес станка имеются колеса с числами зубьев, кратными пяти от 20 до 100. Тогда,

Проверяем условия сцепляемости (**) по допустимому зачению

30 + 70 = 85 + 15.

Возможно, что зубчатое колесо будет перерезать ведомый вал (рис.2.19,б) и, следовательно, монтаж колес невозможен. Поменяем местами колеса в числителе или знаменателе. Например,

Проверяем условия сцепляемости по большему допустимому значению: (**) 85 + 70 > 30 + 20; (***) 30 + 65 > 70 + 20.

Условия сцепляемости подтверждают возможность монтажа подобранных сменных зубчатых колес в гитаре.

Дополнительный метод – приближенный подбор. В этом случае используют способ непрерывных дробей или чаще табличный метод.

Пусть по формуле настройки i = 0, 309329. По таблицам (см., например, М.В. Сандаков и др. Таблицы для подбора шестерен: Справочник. – 6-е изд. М.: 1988. – 571 с.) подбираем соответствующую этой десятичной дроби простую дробь. После преобразований получим числа зубьев сменных колес

.

Такие зубчатые колеса имеются в нормальном наборе сменных зубчатых колес, например, зубофрезерных станков. Проверяем условия сцепляемости: (**) 21 + 65 > 45 + 20; (***) 45 + 47 > 65 + 20.

В ряде станков, например зубофрезерных, как правило, предусматривается более широкий диапозон настройки кинематических. Поэтому в таких станках используются гитары с тремя парами сменных зубчатых колес. В этих гитарах (рис.2. 19,в ) используется дополнительная пара зубчатых колес, а в ее плите выполняется два или три паза для промежуточных осей. Для подбора зубчатых колес используется уравнение с шестью неизвестными

Зубчатые колес e и f меняются значительно реже, чем колеса а,в,с,d . Как правило их передаточное отношение постоянно и равно 1; 1/2; 2. Это позволяет для данной пары колес использовать только четыре сменных зубчатых колеса, например с числами зубьев 40, 60, 60, 80.

Колеса а, в, с, d подбираются по правилам подбора колес для двухпарной гитары, а к условиям сцепляемости добавляется еще одно

e + f > d + (15…20)

Для различных групп станков комплекты сменных зубчатых колес различны. Однако все комплекты создаются на основе общего ряда чисел зубьев сменных колес: 20 – 23 - 25 – 30 – 33 – 34 – 37 – 40 - 41 – 43 – 45 – 47 – 50 – 53 – 55 – 58 – 59 – 60 – 62 – 65 – 67 – 70 – 71 – 73 -75 – 79 – 80 - 83 – 85 – 89 – 90 – 92 – 95 – 97 – 98 – 100 – 105 – 113 – 115 – 120 – 127 - всего 44 колеса.

Для токарно-винторезных станков принят набор колес, у которых числа зубьев кратны пяти (в комплекте 22 колеса).

Набор зубчатых колес для зуборезных станков ограничен колесом с числом зубьев 100. В затыловочных станках набор колес аналогичен общему, но в нем нет колеса со 113 зубьями. Для фрезерных станков (для настройки делительных головок) набор состоит из колес с числами зубьев: 25 – 25 – 30 – 35 – 40 – 50 – 55 – 60 – 70 – 80 – 90 – 100 (всего 12 колес).