Будова та кінематичні схеми
коробок швидкостей і коробок передач
Типові механізми коробки швидкостей. Обробка на токарних верстатах здійснюється з різною швидкістю. При обробці заготовок різних діаметрів регулювати швидкість різання можна лише зміною частоти обертання шпинделя n, об/хв, оскільки 
(див. гл. 1). Частоту обертання шпинделя верстата змінюють за допомогою спеціального механізму коробки швидкостей. Розглянемо типові механізми коробки швидкостей токарних верстатів.
Механізм із пересувним блоком — це найпростіший механізм для зміни частот обертання веденого вала при постійній частоті обертання ведучого вала (рис. 12.2.3.1, а).
На ведучому валу I розташований пересувний блок Б (z1 ‑ z3), який посаджено на шліці (обертальний момент від блока до вала I або від вала до блока передається шліцами). На веденому валу II нерухомо закріплені два зубчастих колеса з кількістю зубців z2 і z4. При правому положенні блока Б у зачепленні перебувають зубчасті колеса z3 і z4; їхнє передаточне відношення:
При лівому розташуванні блока Б в зачеплення входять зубчасті колеса z1 і z2; їхнє передаточне відношення:
Отже, вал II може дістати дві різні частоти обертання:
Графічно передачу обертання від вала I на вал II можна зобразити структурною схемою (рис. 12.2.3.1, б).
Рис. 12.2.3.1. Механізм із пересувним блоком:
а - кінематична схема (1, 2 - положення блока); б - структурна схема
Аналогічно побудована передача з потрійним пересувним блоком, яка надає веденому валові три різні частоти обертання. Переміщення блоків уздовж вала здійснюється спеціальним важільним механізмом, зв'язаним із відповідною рукояткою, що розташована на передній стінці коробки швидкостей.
Якщо скомпонувати послідовно два або кілька механізмів із пересувними блоками, то можна дістати просту коробку швидкостей.
Механізм із перемикальною кулачковою муфтою (рис. 12.2.3.2.). На ведучому валу I закріплено зубчасті колеса z1 і z3, а на веденому II — вільно насаджено зубчасті колеса z2 і z4, з'єднані відповідно так: z2 із z1, а z4 із z3. На торцях зубчастих коліс z2 і z4 кулачки, а між зубчастими колесами на шліцах вала II насаджено кулачкову муфту М, яка також має кулачки на торцях. Якщо ввімкнути муфту вліво (положення 1), то її кулачки з'єднаються з кулачками зубчастого колеса z1 і зв'яжуть її з валом. При правому положенні муфти М до вала приєднується колесо z4. Залежно від положення муфти передача руху від вала I до вала II здійснюватиметься через зубчасті колеса z1 – z2 (передаточне відношення 
) або через зубчасті колеса z3 – z4 (передаточне відношення 
), і на веденому валу II можна дістати дві різні частоти обертання, тобто:
Рис. 12.2.3.2. Механізм із перемикальною муфтою:
1, 2 - положення муфти
Механізм з кулачковою муфтою часто комплектується в коробках швидкостей із пересувними блоками (рис. 10.10). При вмиканні муфти М уліво (положення 1) обертання від вала передається на втулку з колесами z4 = 20,z5 = 35, z6 = 25, z7 = 40 і через муфту безпосередньо шпинделю; при вмиканні муфти М управо (положення 2) — обертання від втулки передається шпинделю через додаткову передачу з передаточним відношенням:
Рис. 12.2.3.3. Проста коробка швидкостей із пересувним блоком, кулачковою муфтою і перебором:
а - кінематична схема; б - структурна схема; 1, 2, 3 - положення блока Б, муфти М;
І, ІІ, ІІІ - вали
Така передача, що слугує для різкої зміни частоти обертання, називається«перебором». Усього у шпинделі (див. рис. 12.2.3.3.) можна дістати 3×2 = 6 різних частот обертання
(табл. 3).
Реверсивні механізми. Типові реверсивні механізми — з кулачковою муфтою і з пересувним блоком — показано на рис. 12.2.3.4. При вмиканні муфти М або блока Б вправо (положення 1) передача обертання з вала І на вал III здійснюється безпосередньо від зубчастого колеса z3 до колеса z4; напрям обертання вала III змінюється. При вмиканні муфти М або блока Б вліво (положення 2) передача обертання від вала I до вала III відбувається через проміжне зубчасте колесо, і напрямок обертання вала III буде той самий, що й вала I.
Рис. 12.2.3.4. Типові реверсивні механізми:
а - з кулачковою муфтою; б - з пересувним блоком; 1, 2 - положення муфти або пересувного блока; І, ІІ, ІІІ - вали
Таблиця 3. Частоти обертання шпинделя коробки швидкостей (до рис. 12.2.3.4.)
|
Положення механізмів перемикання |
Частота обертання шпинделя, об/хв |
||
|
Номер |
Потрійний блок Б |
Кулачкова муфта М |
|
|
1 |
1 |
1 |
|
|
2 |
2 |
1 |
|
|
3 |
3 |
1 |
|
|
4 |
1 |
2 |
+ |
|
5 |
2 |
2 |
|
|
6 |
3 |
2 |
|
