Методические указания для выполнения курсового проекта по дисциплине «Металлорежущие станки», страница 18

Для построения профиля кулачка (рисунок 14, а)  его окружность делят на Z равных частей (Z – число ступеней привода), радиусы R_min проводят 1-ую окружность, на расстоянии l₁  от нее проводят другую окружность (l₁ – расстояние между крайними положениями блока 1), затем на расстоянии δ третью окружность (δ – расстояние между соседними канавками – 3...5 мм) и т.д.

Для определения величины R_min воспользуемся схемой «б» рисунок 14. Углы α₁ и α₂ зависят от величин  r_p и  r_з, угол  α_р – от величин l и Z. Для определения этих углов можно записать следующие аналитические зависимости

                                (76)

или

          (77)

где Z –	количество ступеней;
Rmin –	минимальный радиус дискового кулачка, мм;
α1  и  α2 –	углы,    обусловленные   величинами   rз  и   rр   в   начале  и  в конце  переключения, рад;
l' –	вспомогательная величина, определяемая выражением (74);
θ –	угол давления (θ ≤ 60о).

Общее решение выражения (77) получается громоздким. Вместе с тем, это выражение позволяет без особых затруднений определить величину R_min для того или иного конкретного случая.

Наружный радиус дискового кулачка определяется зависимостью

             , мм                           (78)

где n–	количество ступеней; количество подвижных элементов, для управления которыми канавки расположены на 1-ом торце кулачка;
li –	расстояние     между    крайними    положениями    i-го     подвижного  элемента, мм;
δi –	расстояние   между   2-мя   смежными   канавками   или   канавкой   и  периферией кулачка, мм.

Диаметры барабанных и дисковых кулачков, определенные согласно выражениям (75) и (78), очень часто оказываются неприемлемо большими. В этом случае применяют рычажно-кулачковые механизмы с повышающим передаточным отношением рычагов.

Преселективные системы. Преселективные системы (или системы с преднабором) позволяют осуществлять кинематическую подготовку станка к выполнению последующего перехода при выполнении очередного. Это уменьшает вспомогательное время и способствует повышению производительности труда.

Преселективные системы используются, главным образом, на универсальных вертикально и горизонтально-фрезерных станках для управления коробками скоростей и подач. Имеются механические и гидравлические преселективные системы. В настоящее время преимущественное распространение получили механические системы. Они позволяют осуществлять перемещение трех и более подвижных элементов.

Пусть, например, требуется спроектировать преселективную систему управления коробкой скоростей (подач), имеющей формулу структуры привода Z = 3₃ х 3₁ х 2₉.  В этой структуре 1-ую множительную группу можно заменить 3-х скоростным электродвигателем. Механическая часть привода в этом случае будет иметь структуру Z = 3 х 2.

Конструкция такой системы управления показана на рисунке 15. Она состоит из валиков-реек 1 и 2. На одном из них установлена вилка 3, которая непосредственно осуществляет перемещение подвижного элемента. Валики-рейки связаны между собой реечной шестерней 4 и заканчиваются ступенчатыми наконечниками 5. Перемещение валиков-реек осуществляется диском 6, который перемещается и вращается вокруг своей оси штурвалом 7, снабженным лимбом 8.  На этом лимбе указываются номера ступеней (или частота вращения) при каждом положении штурвала 7.

Конструктивно преселективная система обычно выполняется как самостоятельная сборочная единица.  Все элементы системы смонтированы в корпусе 10,  закрываемом кожухом 9. Диск 6 выполняют перфорированным.  Для каждого подвижного элемента должна быть своя пара валиков-реек.

Работает такая система следующим образом. Если при работе станка отвести диск 6 штурвалом 7 в крайнее заднее положение (на чертеже показана пунктиром), то станок будет продолжать работать. При этом диск 6 выходит из контакта с наконечниками 5 валиков-реек и его можно повернуть штурвалом в любое нужное положение. После выполнения очередного перехода станок останавливают (вручную или автоматически) и диск 6 возвращают в исходное положение. При этом, если против валика-рейки 2 в диске 6 отверстия не будет, а против валика-рейки 1 будет, то валик-рейка 2 вместе с вилкой 3 сместится влево, осуществляя  переключение подвижных элементов. Если отверстие в диске 6 будут расположены наоборот, то валик-рейка сместится вправо. Если в диске 6 будут просверлены два отверстия малого диаметра (как показано на схеме), то валик-рейка 2 займет среднее положение.

Обычно валики-рейки выполняют полыми, а наконечники – подпружиненными. Это позволяет устанавливать диск 6 в исходное положение, независимо от того произошло переключение или нет. Если переключение не произошло при перемещении диска, то оно произойдет под действием пружин наконечников после пуска станка.

Отверстие в диске 6 сверлят согласно циклограмме переключений механической части привода. При этом необходимо помнить, что положение валиков-реек в одной паре и между парами находится со смещением по отношению к исходному положению (на схеме углы α₁, α₂, α₃). За исходное может быть принято любое положение (обычно положение одного из валиков-реек системы). Углы смещения определяют графически согласно сечению А-А. Угол α между двумя соседними положениями определяется зависимостью

                                            (79)

где  Z – число ступеней в механической части привода.

Углы смещения α_i не должны быть равны углу α, т.к. при этом произойдет наложение одних отверстий на другие. Если это условие конструктивно обеспечить не удается, то валики-рейки конструктивно располагают  на окружностях разного радиуса, исключающих наложение.