Пример выполнения заданий
Задание № 1: По заданной частоте вращения двигателя nэд определить возможные частоты вращения шпинделя (вала III, рис. 1.6).
Краткое описание устройства и работы механизма главного движения.
Вращение от вала электродвигателя через ременную передачу передается на вал I, на котором посажены две шестерни, изготовленные заодно с кулачковыми полумуфтами. Шестерня z1 соединена с валом подвижно без вращения, т. е. вращается всегда вместе с валом за счет соединения с ним по скользящей шпонке, но может перемещаться вдоль вала: вправо – для включения односторонней кулачковой муфты М; влево (в исходное положение) – для ее выключения. Шестерня z2 при выключенной муфте М, вращается на валу свободно, получая вращение от шестерни z5, при этом вращение с вала I на вал II передается через зубчатое зацепление z1-z4.
Включение муфты перемещением шестерни z1 вправо приводит к тому, что шестерня z2 начинает вращаться вместе с валом в одном блоке с z1, при этом соединение z1-z4 выключается. Вращение с вала I на вал II передается через зубчатое зацепление z2-z5. На шпиндель вращение с вала II может передаваться следующими путями: через зацепление зубчатых колес z3-z6, если блок z6-z7 зафиксирован в крайнем левом положении; z5-z7 – если его сдвинуть до фиксированного положения вправо.
Таким образом, можно реализовать четыре различных варианта передачи вращения от вала электродвигателя на шпиндель, которые можно представить в виде структурной схемы общих передаточных отношений согласно описанной последовательности.
М выкл. 
(I) (II) (III) (1.11)
М вкл. 
где g – коэффициент проскальзывания ремня, g = 0,97 – 0,985.
По структурной схеме (1.11) составляются уравнения для расчета частот вращения шпинделя в соответствии с выражением (1.8):
; 
;
; 
.
Задание № 2: По заданной частоте вращения приводного вала I определить скорость перемещения (значение минутной подачи) гайки по винту и рейки относительно реечной шестерни (рис. 1.7).
Краткое описание устройства и работы механизма подачи.
Вращение на вал III («конус Нортона») неподвижно закрепленных шестерен z3, z4, z5 передается через накидную шестерню z2, свободно сидящую на промежуточном валу II, и зубчатое колесо z1, которое перемещается по шпонке вдоль приводного вала I. Таким образом, этот механизм обеспечивает три различных значения частоты вращения вала III. При выключенной муфте М, вращение вала III через зубчатое зацепление z6-z7 и червячную передачу k/z8 передается на вал, на котором неподвижно закреплена реечная шестерня z9, вращение которой преобразуется в поступательное перемещение зубчатой рейки.
При включенной муфте М вращение вала III передается на ходовой винт, который обеспечивает поступательное перемещение гайки.
Рис. 1.7. Кинематическая схема механизма привода движения подачи
Структурная схема работы механизма подачи в описанной последовательности с учетом выражений (1.9) и (1.10) представляется в следующем виде:
М выкл. 
(II) 
(III) (1.12)
М вкл. 
Аналогично первому заданию, по структурной схеме составляются уравнения для расчета скорости перемещений рейки при вращении реечной шестерни и гайки при вращении ходового винта. Например,
;
1.5. Контрольные вопросы
1) Какие передачи могут передать вращение на значительное расстояние?
2) Какие передачи преобразуют вращательное движение в поступательное?
3) Имеется ли передаточное отношение между зубчатыми колесами, посаженными на одном валу?
4) Как устроена, для чего предназначена и как управляется двухсторонняя зубчатая кулачковая муфта?
5) Что такое общее передаточное отношение кинематической цепи механизма и как оно определяется?
6) По какому принципу работает реверсивный механизм, и каким образом он реализуется на металлорежущих станках?
7) Как по заданной частоте приводного вала рассчитываются значения частоты вращения и перемещение исполнительных элементов механизмов?
Лабораторная работа 2
УСТРОЙСТВО И кинематическая схема
токарно-винторезного станка
Цель работы: ознакомиться с устройством и кинематической схемой токарно-винторезного станка, приобрести навыки в определении значений частоты вращения шпинделя и подачи суппорта станка.