Механизм силового перемещения рабочего органа станка

(51) М. К . В 23 Я 5/12 Гасударственный хамнтет СССР ао делам нзобретеннй н открытнй(72) Автор изобретения М. П. Ким Ульяновское Головное специальное конструкторское бюро тяжелых и фрезерных станков(54) МЕХАНИЗМ СИЛОВОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ РАБОЧЕГО ОРГАНА СТАНКА1Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано для силового перемещения рабочего органа станка. Известен механизм силового перемещения рабочего органа станка, содержащий ведомый и ведущий элементы в виде рейки и червяка, привод вращения и привод возвратно-поступательного перемещения червяка, оканчивающийся воздействующим на вал червяка эксцентриком.Недостатком известных механизмов является наличие трения скольжения в паре червяк-рейка, что приводит к ее износу .С целью повышения точности и плавности перемещения путем исключения трения скольжения в зацеплении пары червяк-рейка крутящий момент двигателя привода вращения выбран с ограничением по крутящему моменту равному моменту трения в паре червяк-рейка, а эксцентрик выполнен с эксцентриситетом, соответствующим максимальному осевому зазору в зацеплении пары червяк-рейка. 2На фиг. 1 представлена кинематическая схема механизма; на фиг. 2 - зацепление червяка с рейкой подвижного узла.Механизм содержит ведущий элемент - червяк 1, смонтированный на валу 2 с возможностью вращения независимо от него и зафиксированный от осевого смещения. Червякснабжен приводом вращения 3, приводимым в действие электродвигателем 4 постоянного тока и малой мощноств, н высокочастотным приводом 5 возвратно-поступательного перемещения, который имеет эксцентриковый вал 6 с эксцентриситетом е.Червяк 1 смонтирован в неподвижном узле 7 и сцеплен с рейкой 8, закрепленной на подвижном узле 9.На фиг. 2 показан зазор между витками червяка и рейки, равный 2 е.Механизм работает следующим образом.Включают электродвигатель высокочастотного привода 5 возвратно-поступательного перемещения, который вращает эксцентриковый вал 6. Эксцентриковый вал 6 воздействует на вал червяка 1, сообщая ему высокочастотное возвратно-поступательноеперемещение на величину 2 е, равную двум эксцентриситетам вала 6. При повороте вала 6 ца 1/2 оборота эксцентрик отводит червяк 1 от рейки 8 на величину 2 е. Одновременно с отводом привод вращения 3 поворачивает червяк 1 на угол, соответствующий выбранной скорости движения рейки 8 или рабочего органа станка) и пропорциональный величине осевого перемещения витка червяка, равной 2 е.При повороте вала 6 на следующую 1/2 оборота эксцентрик вала 6 перемещает рейку 8 через червяк 1 также на величину 2 е.Привод вращения 3 непрерывно поворачивает червяк 1 от момента отвода червяка 1 от рейки 8 до его следующего подвода к цей. Поворот червяка 1 продолжается до момента соприкосновения витков червяка 1 с зубьями рейки 8. При этом соприкосновении возникает момент трения, который больше крутящего момента привода вращения 3. Поворот червяка 1 прекращается.Перемещение рейки 8 происходит от давления витков червяка 1 на зубья рейки 8 в направлении движения рабочего органа станка.Поворот червяка 1 происходит в течение всего времени его перемещения назад, т. е. в направлении, противоположном перемещению рабочего органа 9 станка.При таком повороте червяка 1 отсутствует трение в его зацеплении с рейкой 8. Угол, з 0 ца который успеет повернуться червяк 1, даст величину перемещения точки контакта виска червяка 1 по осевой линии. Эта величина должна быть меньшей или равной величине зазора между витками червяка 1 и35 зубьями рейки 8 для условия исключения трения между ними.При осевом перемещении червяка 1 вперед на величину 2 е, т. е. в направлении перемещения рабочего органа 9, происходит дав ление на зубья рейки 8 с силой, равной величине тягового усилия. При этом усилии контакта в зацеплении мгновенно возникает большое усилие трения, которое останавливает вращение червяка 1.Электродвигатель 4 привода вращения 3 имеет малую мощность, не в состоянии провернуть цепь передачи и затормаживается, оставаясь под напряжением. Цикл работы привода вращения 3 повторяется при каждом ходе червяка назад.Скорость перемещения рабочего органа 9 зависит от скорости вращения привода 5 и скорости возвратно-поступательного перемещения. Направление перемещения рабочего орга,;а 9 зависит от направления вращения привода 3.Таким образом червяк 1 совершает высокочастотное колебательное движение в осевом направлении на величину 2 е, равную зазору между витками червяка 1 и зубьями рейки 8, что создает эффект их беззазорного зацепления:Сочетание работы приводов вращения 3 и привода 5 высокочастотного возвратно-поступательного перемещения обеспечивает плавность перемещения рабочего органа 9, исключает трение в зацеплении червяка 1 с рейкой 8, что позволяет повысить скорость вращения червяка 1, а, следовательно, и перемещения рабочего органа 9 станка.Малая мощность электродвигателя 4 привода вращения 3 позволяет осуществить быстродействие реверса и точный останов подвижного рабочего органа 9, необходимые при автоматизации металлорежущих станков.Формула изобретенияМеханизм силового перемещения рабочего органа станка, содержащий ведомый и ведущий элементы в виде рейки и червяка, привод вращения червяка и привод возвратно-поступательного перемещения червяка, последним звеном цепи которого является эксцентрик, воздействующий на вал червяка, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и плавности перемещения путем исключения трения в зацеплении червяка и рейки, крутящий момент двигателя привода вращения выбран с ограничением по крутящему моменту равному моменту трения в паре червяк-рейка, а эксцецтрик выполнен с эксцентриситетом, соответствующим максимальному осевому зазору в зацеплении пары червяк-рейка.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Кожевников С. Н. и др. Механизм. Машгиз, 1965, с. 623, рис. 8.69.709318 фи Составите Техред К.Тираж 116 дарственно изобретениЖ - 35, Р нтэ, г. Уж ль А. Га Шуфрич. Назаро Ц И ПИ Гос по делам 113035, Москва,Филиал ППП Пат