Коробка скоростей Советский патент 1982 года по МПК F16H3/08 

(54) КОРОБКА СКОРОСТЕЙ

1

Изобретение относится к машиностроению, в особенности станкостроению, и может быть использовано в коробках скоростей главного привода металлорежущих станков как в автоматах, так и в станках с программным управлением.

Известна коробка скоростей, содержащая ведомый вал, связанные с ним зубчатые передачи, переключаемый блок и систему управления переключением.

В этой коробке скоростей переключение скоростей осуществляется перемещением переключаемого блока при вращающемся ведомом валу 1.

Недостатком конструкции является низкая надежность и долговечность, так как переключаемый блок и взаимодействующие с ним зубчатые колеса часто выходят из строя от соударений при переключении.

Целью изобретения является повыщение надежности и долговечности коробки скоростей.

Эта цель достигается тем, что коробка скоростей, содержащая ведомый вал, связанные с ним зубчатые передачи, переключаемый блок и систему управления переключением, снабжена механизмом фиксации ведомого вала, а числа зубьев колес зубчатых передач от ведомого вала до переключаемого блока кратны их передаточному отнощению.

5На фиг. 1 изображена кинематическая

схема коробки скоростей; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - конструкция переключаемого блока и зацепляющихся с ним зубчатых колес.

,Q Устройство содержит зубчатые колеса 1-9, расположенные на валах 10-12 и ведомом вале (щпинделе) 13. Колесо 3 является переключаемым блоком, который расположен на щлицах вала 11 и связан вилкой 14 со щтоком 15 гидроцилинд15 ра 16.

Зубчатое колесо -5 с внутренним зацеплением посажено в расточку зубчатого колеса 6 и зафиксировано щтифтом 17. Зубчатое колесо 6 посажено на опорах 18 ка2Q чения, на вале 11 и сцеплено с зубчатым колесом 7 вала 12.

На вале 12 зубчатое колесо 8 сцеплено с зубчатым колесом 9 ведомого вала 13, а зубчатое колесо 4 сцеплено с переключаемым блоком колесом 3. Такой порядок зацепления зубчатых колес соответствует пониженной передаче. Вал 10 связан с приводом вращения - электродвигателем 19 постоянного тока. Механизм фиксации ведомого вала представляет собой закрепленный на нем диск 20 с V-образным радиальным пазом 21 и упором 22, взаимодействующий с конечным выключателем 23 системы управления переключением (не показана). Кроме того, механизм фиксации содержит гидроцилиндр 24 с подпружиненным штоком 25, на котором закреплены ролик 26, взаимодействующий с пазом 21 диска 20, и кулачок 27, воздействующий на конечные выключатели 28 и 29 системы управления переключением. На штоке 15 гидроцилиндра 16 закреплен кулачок 30, взаимодействующий с конечными выключателями 31 и 32 системы управления переключением. Коробка скоростей работает следующим образом. После подачи команды на переключение скоростей электродвигатель 19 на пониженной скорости приводит во вращение валы 10-12 и ведомый вал 13. Диск 20, поворачиваясь вместе с ведомым валом 13, упором 22 нажимает на конечный выключатель 23, с помощью которого дается команда на торможение и остановку электродвигателя 19, и одновременно включается гидроцилиндр 24. Перемещается щток 25 с роликом 26, который входит в паз 21. Происходит угловая ориентация ведомого вала 13. Кулачок 27 нажимает на конечный выключатель 29. Дается команда на включение гидроцилиндра 16 на перемещение зубчатого колеса 3 посредством вилки 14, насаженной на щток 15. Шток 15 перемещается вниз до сцепления колеса 3 с колесом 5. При этом перемещении штока 15 кулачок 30 нажимает на конечный выключатель 32, который дает команду на перемещение щтока 2 вверх. Ролик 26 выходит из паза 21, а кулачок 27 нажимает на конечный выклю чатель 2.8, который включает электродвигатель 19 на настроенные обороты. Изменение скоростей вращения валов производится без проворота ведомого вала 13, при ориентированном его угловом положении. Это достигается за счет синхронизации выступов и впадин зубьев переключаемого блока-колеса 3 и зубчатых колес 4 и 5, находящихся с ним в зацеплении. Синхронизация обеспечивается кинематической связью, в которой передаточное отношение от ведомого вала 13 к колесу 3 подобрано так, что ведомый вал делает один оборот, а зубчатые колеса 4 и 5, зацепляющиеся с колесом 3, делают целое число оборотов или часть оборота, обеспечивая кратность числа зубьев колеса 3 и зубчатых колес 4 или 5. Приводится конкретный пример, когда зубчатые колеса имеют числа зубьев 3/Z 24/, 4/Z 69/, 5/Z 24/, 7/Z 30/,8/Z 19/, 9/Z 57/. Положение колеса 3 (фиг. 1 и 3) соответствует замедлению скорости вращения ведомого вала 13, а зубчатое колесо 6 находится в постоянном зацеплении с зубчатым колесом 7 и вращается без нагрузки на опорах 18 качения. Так как ведомый вал 13 имеет одно фиксированное положение, при его угловой ориентации, за один o6opoj ведомого вала 13 колесо 3 сделает 7 оборота: 1 оборот ведомого вала х yJ х |j 74- оборота, а зубчатое колесо 6 сделает два оборота 1 оборот ведомого вала х -j|- х |Р 2 оборота. Во втором положении колеса 3 (фиг. 3), соответствующем повышению скорости вращения ведомого вала 13, зубчатое колесо 4 вращается вхолостую. За один оборот ведомого вала 13 зубчатое колесо 4 делает три оборота. 1 оборот ведомого вала х 3 оборота Из примера видно, что колесо 3 поворачивается на 12 зубьев при 1/2 оборота, т. е. на целое число зубьев. Независимо от того, сколько оборотов сделает ведомый вал 13 во время переключения скоростей при его угловом ориентировании, обеспечивается синхронизация зубьев и впадин зубчатых колес 3 и 4, 3 и 5. В коробке скоростей для исключения угловых погрешностей зубьев относительно шпоночных и щлицевых соединений зубчатых колес и валов предусмотрено компенсирующее звено - зубчатое колесо 5, которое посажено по подвижной посадке в колесо 6. Колесо 5 при сборке на стенде самоустанавливается при зацепленных зубчатых колесах 3 и 4, 6 и 7 и ориентированном угловом положении ведомого вала 13 и последующем переключении колеса 3 в зацепление с колесом 5, последнее фиксируется штифтом 17, Предлагаемое устройство обеспечивает повыщение долговечности зубьев блока и олес, зацепляющихся с ним, а также обладает компактностью конструкции. Формула изобретения Коробка скоростей, содержащая ведомый вал, связанные с ним зубчатые передачи, переключаемый блок и систему управления переключением, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежяости и долговечности, она снабжена механизмом фиксации ведомого вала, а числи зубьев колес зубчатых передач от ведомого вала до переключаемого блока кратны их передаточному отношению.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Чертеж 6М610Ф2-332-ОООСБ, «Коробка скоростей, станка модели 6М610Ф2, Ульяновск, УГСКБФС, 1975 (прототип).