Гитара станка и способ настройки гитары

Группа изобретений относится к станкостроению и предназначена для использования в металлорежущих станках, имеющих гитары сменных зубчатых колес. Гитару станка снабжают дополнительным валом, обеспечивающим получение зубчатых передач с постоянным межосевым расстоянием на выходном и дополнительном валах. Из прилагаемого к станку набора сменных зубчатых колес выбирают необходимую пару шестерен и устанавливают на дополнительный и выходной валы. Из оставшегося набора выбираются зубчатые колеса для передач с переменными межосевыми расстояниями. В результате возможное теоретическое количество передаточных чисел значительно возрастает, что ведет к увеличению точности настройки гитары. Обеспечивается получение выходных параметров станка с высокой точностью их значений. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в различных станках, снабженными гитарами сменных зубчатых колес.

Известна гитара с набором сменных зубчатых колес, содержащая плиту с радиальными и дуговыми пазами, установленную на ведущем валу, промежуточный вал, размещенный в радиальном пазу с зубчатыми колесами, которые контактируют с зубчатыми колесами, установленными на ведущем и ведомом валах [Ачеркан Н.С. Металлорежущие станки, М.:, 1965, том 1, с.25, фиг.12]. Эта гитара позволяет связывать в настраиваемой кинематической цепи ведущий и ведомый валы, расположенные на некотором расстоянии друг от друга. При этом вал с парой зубчатых колес, расположенный между ведущим и ведомым валами, позволяет получать зубчатые передачи с переменными межосевыми расстояниями. С помощью такой гитары можно получить большее число передаточных отношений.

Однако в данной гитаре увеличение числа передаточных отношений производится только при помощи увеличения числа зубчатых колес в прилагаемом к гитаре наборе, что требует значительных затрат на изготовление колес. Теоретическое количество передаточных отношений К, получаемое с помощью такой гитары, можно рассчитать по формуле из книги [Петрик М.И. Прецезионные настройки гитар станков, Москва-Свердловск, Машгиз, 1963 г.]:

$$k=\frac{n\left(n-1\right)}{2}\cdot \left[\frac{n\left(n-1\right)}{2}-1\right]/\mathrm{2,}\text{ (1)}$$

где n - количество сменных колес набора гитары.

Такие гитары обеспечивают определенный диапазон передаточных чисел и известный набор передаточных чисел в этом диапазоне.

Известна гитара с двумя переменными межосевыми расстояниями, с набором зубчатых колес, содержащая плиту с радиальными и дуговыми пазами, установленную на ведущем валу, промежуточный вал, размещенный в радиальном пазу с зубчатыми колесами, которые контактируют с зубчатыми колесами, установленными на ведущем и ведомом валах, и дополнительный вал имеющий с выходным валом постоянное межосевое расстояние, а также дополнительные две пары зубчатых колес с числами зубьев Z₁=54 и Z₂=54 или Z₃=36 и Z₄=72, не прилагаемых к набору колес гитары, которые служат для увеличения количества передаточных чисел гитары. Способ настройки заключается в том, что сначала из прилагаемого к гитаре набора зубчатых колес устанавливаются колеса на валы с переменными межосевыми расстояниями, а на валы с постоянным межосевым расстоянием - зубчатые колеса из дополнительных пар колес [Шавлюга Н.И. Расчет и примеры наладок зубофрезерных и зубодолбежных станков. - Изд.3-е прераб. и доп. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отделение, 1978. - 168 с.].

Этот способ не позволяет увеличить количество передаточных отношений гитары без изготовления дополнительных пар шестерен. Теоретическое количество передаточных отношений при таком способе можно определить по формуле:

$$k=\frac{\frac{n\left(n-1\right)}{2}\left[\frac{n\left(n-1\right)}{2}-1\right]}{2}\cdot P,\text{ (2)}$$

где n - количество сменных зубчатых колес набора гитары, Р -количество возможных передаточных отношений, получаемых на постоянном межосевом расстоянии. В данном случае Р=3, так как зубчатые колеса Z₃ и Z₄ можно менять местами с получением двух различных передаточных отношений, меняющих общее количество передаточных отношений, получаемых при установке зубчатых колес Z₁ и Z_2, не меняющих передаточного отношения гитары.

Данное решение является наиболее близким к предлагаемому. Технический результат заявляемого изобретения заключается в увеличении количества передаточных чисел в определенном диапазоне без увеличения количества колес в прилагаемом к гитаре наборе колес.

Задача решается тем, что гитара станка, содержащая набор зубчатых колес, входной и выходной валы, плиту с радиальными и дуговыми пазами, установленную с возможностью вращения относительно оси входного вала, промежуточный вал с зубчатыми колесами, контактирующими с зубчатыми колесами на входном и выходном валах, размещенный в радиальном пазу плиты с возможностью получения переменных межосевых расстояний между входным и выходным валами, снабжена дополнительным валом, находящимся на постоянном межосевом расстоянии от выходного вала с возможностью установки на выходном и дополнительном валах различных зубчатых колес из набора и обеспечения получения передач с постоянным межосевым расстоянием, при котором общее количество передаточных отношений гитары определяется по формуле:

$$k=\frac{\frac{n\left(n-1\right)}{2}\left[\frac{n\left(n-1\right)}{2}-1\right]}{2}\cdot P,$$

где число Р - количество возможных передаточных отношений передачи на постоянном межосевом расстоянии, а число n - количество сменных зубчатых колес набора гитары, уменьшенное на два, а также задача решается тем, что в способе настройки гитары, включающем настройку набора зубчатых колес, где сначала, выбирают колеса для передачи с постоянным межосевым расстоянием, а затем на входной и выходной валы - зубчатые колеса, обеспечивающие получение передач с переменными межосевыми расстояниями из оставшегося набора колес.

На чертеже показана структурная схема гитары станка.

Гитара станка включает набор зубчатых колес (на чертеже не показан), 1 - входной вал, 2 - выходной вал, 3 - плиту, 4 - радиальный паз, 5 - дуговой паз, 6 - промежуточный вал, 7,8 - зубчатые колеса промежуточного вала, 9 - зубчатое колесо входного вала, 10 - зубчатое колесо выходного вала, 11 - переменное межосевое расстояние между входным и промежуточным валами. 12 - переменное межосевое расстояние между выходным и промежуточным валами, 13 - дополнительный вал, 14 - постоянное межосевое расстояние между выходным и дополнительным валами, 15 - зубчатое колесо дополнительного вала, 16 - зубчатое колесо выходного вала.

Предлагаемая гитара сменных зубчатых колес позволяет значительно увеличить количество передаточных чисел гитары при сохранении количества колес, которое входит в набор, поставляемый вместе со станком. Увеличение количества передаточных чисел позволяет уменьшить шаг возможных значений передаточных чисел передач по сравнению с гитарой с двумя переменными межосевыми расстояниями и при минимальных дополнительных затратах значительно увеличить точность настройки гитары. Теоретическое количество передаточных чисел K предлагаемой гитары можно рассчитать по формуле:

$$k=\frac{\frac{n\left(n-1\right)}{2}\cdot \left[\frac{n\left(n-1\right)}{2}-1\right]}{2}\cdot P,\text{ (3)}$$

где Р - количество возможных передаточных отношений передач с постоянным межосевым расстоянием, которое можно получить, используя зубчатые колеса из набора, поставляемого со станком заводом - изготовителем, a n- количество зубчатых колес набора, уменьшенного на два зубчатых колеса, которые устанавливаются на валы с постоянным межосевым расстоянием.

Пример определения теоретического количества передаточных отношений для зубодолбежного автомата 5К32, который имеет набор из 36 зубчатых колес с числами зубьев Z: 24; 25(2 шт.); 30; 35; 37; 40; 41; 43; 45; 47; 48; 50; 53; 55; 58; 59; 60; 61; 62; 65; 67; 70; 71; 73; 75; 79; 80; 83; 85; 89; 90; 92; 95; 98; 100.

По формуле (2) теоретическое количество передаточных отношений:

$$k=\frac{n\left(n-1\right)}{2}\cdot \frac{\left[\frac{n\left(n-1\right)}{2}-1\right]}{2}=\frac{\frac{36\left(36-1\right)}{2}\left[\frac{36\left(36-1\right)}{2}-1\right]}{2}\cdot 3=594405$$

Предположим, что постоянное передаточное межосевое расстояние «а», выраженное через число зубьев, равно 120 (а=z₁+z₂, где z₁ и z₂ - число зубьев колес из набора, устанавливаемые на неподвижные валы гитары). Для нашего станка можно получить двенадцать понижающих передач при сочетании колес, сумма которых равна 120 (25/95, 30/90, 37/83, 40/80, 41/79, 45/75, 47/73, 50/70, 53/67, 55/65, 58/62, 59/61) и двенадцать повышающих (числитель и знаменатель в вышеприведенных дробях меняются местами). Таким образом, значение Р равно 24 и по формуле (2) теоретическое количество передаточных чисел К равно:

$$\begin{array}{l}k=\left(\frac{\left(n-2\right)\left[\left(n-2\right)-1\right]}{2}\cdot \frac{\left\{\left(n-2\right)\left[\left(n-2\right)-1\right]-1\right\}}{2}\right)/2\cdot P=\left(\frac{34\left(34-1\right)}{2}\cdot \frac{\left[34\left(34-1\right)-1\right]}{2}\right)/\\ \text{ 2}\cdot \text{24}=\text{3769920}\end{array}$$

Теоретическое количество значений передаточных чисел возрастает более чем в шесть раз, что повышает и точность настройки гитары.

Предложенная гитара работает следующим образом.

Вращение вала 1 через зубчатое колесо 9, закрепленное на валу 1, передается на промежуточный вал 6 через зубчатое колесо 8, закрепленное на нем, обеспечивая межосевое расстояние 11. От промежуточного вала 6 вращение передается через зубчатое колесо 7, закрепленное на нем, зубчатому колесу 10, закрепленному на валу 2 обеспечивая межосевое расстояние 12. От вала 2 вращение передается через зубчатое колесо 16, закрепленное на этом валу, зубчатому колесу 15, закрепленному на валу 13, обеспечивая межосевое расстояние 14. При этом происходит изменение частоты вращения (уменьшение или увеличение) вала 1 до частоты вращения вала 4.

Таким образом, предложенная гитара позволяет получить значительно большее количество передаточных чисел и тем самым увеличить точность настройки станка.

1. Гитара станка, содержащая набор зубчатых колес, входной и выходной валы, плиту с радиальными и дуговыми пазами, установленную с возможностью вращения относительно оси входного вала, промежуточный вал с зубчатыми колесами, контактирующими с зубчатыми колесами на входном и выходном валах, размещенный в радиальном пазу плиты с возможностью получения переменных межосевых расстояний между входным и выходным валами, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным валом, установленном на постоянном расстоянии от выходного вала с возможностью установки на выходном и дополнительном валах различных зубчатых колес из упомянутого набора и обеспечения получения передач с постоянным межосевым расстоянием, при котором общее количество передаточных отношений гитары к определяется по формуле:

где число Р - количество возможных передаточных чисел передачи с постоянным межосевым расстоянием, а число n - количество сменных зубчатых колес набора гитары, уменьшенное на два.

2. Способ настройки гитары станка по п.1, заключающийся в том, что сначала устанавливают зубчатые колеса из набора для передачи с постоянным межосевым расстоянием, а затем на входной и выходной валы - зубчатые колеса, обеспечивающие получение передач с переменными межосевыми расстояниями из оставшихся колес набора.