Механизм автоматического переключения зубчатых передач

Механизм автоматического переключения зубчатых передач

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для автоматического переключения зубчатых передач. Цель изобретения - повышение надежности работы механизма, содержащего корпус, размещенный в нем полый вал с двумя продольными сквозными пазами, расположенными друг против друга, установленный на полом валу двухвенцовый блок шестерен с возможностью осевого перемещения на последнем , штифт, устройство для осевого перемещения и фиксации блока шестерен на полом валу, электрическую цепь с элементами управления и ходовой винт с резьбой, который одним концом связан с полым валом посредством штифта, установленного в продольных пазах полого вала, достигается путем выполнения устройства для осевого перемещения и фиксации блока шестерен на полом валу в виде цилиндра с радиальным отверстием, жестко закрепленного в нижней части корпуса, поршня с двумя кольцевыми конусами пазами на его наружной поверхности, размещенного в цилиндре и связанного с другим концом ходового винта посредством опор качения, фиксатора с пружиной , установленного в радиальном отверстии цилиндра для взаимодействия с конусными пазами поршня и ползуна с эллиптическим резьбовым отверстием для взаимодействия с резьбой ходового винта. 2 ил. ел С

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л F 16 H 61/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

И (21) 4811011/28 (22) 13.02,90 (46) 07.04.93, Бюл, М 13 (71) Стерлитамакский станкостроительный завод им. В.И.Ленина (72) В.А.Романчук, В.Л.Зинов и А.И,Каяшев (73) Акционерное предприятие нСтерлитамакский станкостроительный завод им. Ленина" (56) Авторское свидетельство СССР

N.1425387, кл. F 16 Н 5/04, 1987. (54) МЕХАНИЗМ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПЕ.РЕКЛЮЧЕНИЯ ЗУБЧАТ6!Х ПЕРЕДАЧ (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для автоматического переключения зубчатых передач.

Цель изобретения — повышение надежности работы механизма, содержащего корпус, размещенный в нем полый вал с двумя продольными сквозными пазами, расположенными друг против друга, установленный на полом валу двухвенцовый блок шестерен с

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для автоматического переключения зубчатых передач.

Цель изобретения — повышение надежности путем замены подпружиненной разрезной резьбовой гайки -ползуном с эллиптическим резьбовым отверстием и ввода дополнительного фиксатора, исключающих самопроизвольное самоопускание блока шестерен в процессе обработки изделий, а также за счет ввода двух резиновых амортизаторов, смягчающих удар при переключении передач, что снижает шум и исключает появление наклепа на торцах зубьев,,;„Я2 „„1808056 АЗ возможностью осевого перемещения на последнем, штифт, устройство для осевого перемещения и фиксации блока шестерен на полом валу, электрическую цепь с элементами управления и ходовой винт с резьбой, который одним концом связан с полым валом посредством штифта, установленного в продольных пазах полого вала, достигается путем выполнения устройства для осевого перемещения и фиксации блока шестерен на полом валу в виде цилиндра с радиальным отверстием, жестко закрепленного в нижней части корпуса, поршня с двумя кольцевыми конусами пазами на его наружной поверхности, размещенного в цилиндре и связанного с другим концом ходового винта посредством опор качения, фиксатора с пружиной, установленного в радиальном отверстии цилиндра для взаимодействия с конусными пазами поршня и полэуна с эллиптическим резьбовым отверстием для взаимодействия с резьбой ходового винта.

2 ил.

° девай

QQ

С

На фиг. 1 изображе,н механизм пере- ©р ключения зубчатых передач с вертикальным расположением валов; на фиг. 2 — блок-схема алгоритма управления механизма переключения зубчатых передач.

Механизм переключения зубчатых передок содержит корпус а (одновременно являющийся корпусом всей коробки передач), Я размещенный в нем вал 2, осеподвижно установленный на валу 2 двухвенцовый блок 3 шестерен и устройство для осевого перемещения и фиксации блока 3 на валу 2. Вал 2 является ведущим валом передачи, в состав которой входят еще промежуточный вал 4 и выходной вал (шпиндель) 5 с установленными на них зубчатыми колесами. Через муфту .

1808056

6 вал 2 приводится во вращение электродвигателем М1. Вал 2 выполнен полым с двумя противоположными пазами 7. В блоке 3 шестерен закреплен размещенный в пазах 7 вала штифт 8. Устройство для осевого перемещения. и фиксации блока 3 на.валу 2 выполнено в виде размещенного в полости вала 2 ходового винта 9, скрепленного верхним концом посредством двух резиновых амортизаторов 10 и стопорного кольца 11 через толкатель 12 со штифтом 8, а нижним концом через опоры 13 качения с поршнем

14, размещенным в цилиндре 15, жестко закрепленным в нижней части корпуса 1, и ползуна 16 с эллиптическим резьбовым отверстием,. размещенного радиально в поперечном пазу цилиндра 15, удерживаемого в среднем (нейтральном) положении пластинчатыми пружинами 17, а также установленного в радиальном отверстии цилиндра 1а фиксатора 18 с пружиной 19 и штифта 20, закрепленного радиально B поршне 14 и размещенного в продольном пазу цилиндра

15, для управляемого взаимодействия фиксатора 18 и электрической цепи управления ползуном 16. Электрическая цепь уп равления ползуном 16 включает в себя взаимодействующие с ползуном 16 электромагниты Э1 и Э2, электродвигатель М1, закрепленные на корпусе 1 два бесконтактных торцовых переключателя БТП1 и БТП2, контролирующих положение поршня 14, и закрепленный на цилиндре 15 бесконтактный торцовый переключатель БТПЗ. контролирующий положение фиксатора 18, а также блок управления механизмом переключения (на фиг. 1 не показан).

Блок-схема алгоритма управления механизмом переключения включает в себя следующие операторы (см. фиг. 2): 21 — начало алгоритма, 22 — анализ наличия режима переключения диапазона частоты вращения шпинделя 5, 23 — анализ задания функции на переключение первого диапазона частоты вращения, 24,25,26 — анализ на равенство единице логического состояния соответственно БТИ1, БТП2 и БТПЗ, 27— отключение привода подач и электродвигателя М1 с индикацией самопроизвольного опускания блока 3 шестерен, 28,29 — включение с необходимой частотой вращения электродвигателя М1 соответственно в положительном (правом) и отрицательном (левом) направлениях,.30,31 — включение Э1, отключение Э2 и включение Э2, отключение

Э1 при переключении частоты вращения М1 соответственно с ВТОРОГО диапазона на

ПЕРВЫЙ и с ПЕРВОГО на ВТОРОЙ. 34,35— анализ на равенство логическому "0" выходного сигнала БТПЗ и логической "1" выход50

55 блока 3 шестерен на фиг, 1) на ВТОРОЙ диапазон вращения. Поэтому из,оператора 23 управление передается оператору 26, в котором анализируется логическое состояние

БТП2. Если БТП2 включен, то блок 3 шестерен находится в нижнем положении, который соответствует ВТОРОМУ диапазону, т.е. диапазон, заданный в управляющей программе, уже установлен. Поэтому в данном случае управление по ветви "Дэ" оператора 26 передается на конец алгоритма ного сигнала таймеров соответственно в операторах 32 и 33, 36,37 — индикация сбоя при переключении соответственно с ВТОРОГО на ПЕРВЫЙ и с ПЕРВОГО на ВТОРОЙ диапазоны вращения, когда электромагниты Э1 или Э2 включены. а блок

3 шестерен не перемещается, 38,39 — анализ на равенство логической "1" выходных сигналов соответственно БТП1 или БТП2 и логическому "0" выходного сигнала БТПЗ.

40 — отключение электромагнитов Э1 и Э2, 41 — отключение электродвигателя М1, 42— конец алгоритма.

В представленной на фиг. 2 блок-схеме

"5 алгоритма операторы соединены между собой линиями, указывающими направление передачи управления циклом переключения, Механизм переключения передачи работает следующим образом.

В случае, например, использования механизма в коробке передачи металлорежущего станка обращение к алгоритму переключения производится непрерывно через определенные и постоянные временные интервалы (обычно через 5-20 мс). Алгоритм по фиг. 2 работает по двум основным режимам: смена диапазона вращения шпинделя и непрерывный контроль положе30 ния блока 3 шестерен путем периодического анализа выходного сигнала БТПЗ при вращении шпинделя в одном из диапазонов. В начале рассмотрим работу алгоритма при смене диапазона частот вращения шпинде35 ля 5.

B операторе 22 анализируется задание в управляющей программе на переключение диапазона вращения шпинделя 5 и при задании режима переключения диапазона

40 управление передается оператору 23, который определяет диапазон вращения шпинделя 5, тоже задаваемый в управляющей программе. Если задан ПЕРВЫЙ диапазон, то управление передается оператору 25, ес45 ли задан ВТОРОЙ диапазон, то управление по ветви "Нет" оператора 23 передается оператору 26. Предположим, что в управляющей программе задано переключение с

ПЕРВОГО (eMy соответствует положение

) ц цг г;6

Если логическое состояние БТП2 не равно

1, то от оператора 26 по ветви "Нет" управление передается оператору 29, который включает М1 на левое вращение с заданной скоростью, Затем в операторе 31 включается электромагнит Э2 и подтверждается отключение электромагнита Э1. В результате якорь электромагнита Э2, переместив правую (no фиг. 1) часть ползуна 16, приводит к зацеплению резьбы ползуна 16 и ходового винта 9, вследствие чего винт 9 начинает перемещаться вниз, выталкивая конец фиксатора 18 из нижней канавки поршня 14, вызывая тем самым срабатывание БТПЗ.

Практически одновременно с включением электромагнита Э2 в операторе 33 заводится выдержка времени для подтверждения факта перемещения ходового винта 9. С этой целью выдержка времени в операторе

32 задается равной времени выхода конца фиксатора 18 из нижней канавки поршня 14 при условии, что процесс переключения зубчатой передачи протекает нормально.

Кроме того, в операторе 35 анализируется равенство логическому "0" выходного сигнала БТПЗ и логической "1" выходного сигнала таймера в операторе 33. Тем самым косвенно контролируется перемещение ходового винта 9. Если за время, установленное в операторе 33, выходной сигнал БТПЗ не равняется логической "1", управление из оператора 35 передается оператору 37 для индикации сбоя при переключении на ВТОРОЙ диапазон с последующим отключением Э1 и Э2 и электродвигателя М1. (операторы 40,41). В противном случае управление передается по ветви "Нет" оператора 35 оператору 39, в котором анализируются установка блока 3 шестерен на ВТОРОЙ диапазон и точное попадание конца фиксатора 18 в верхнюю канавку поршня 14, так как только при этих условиях выходной сигнал БТП2 равен логической

"1", а выходной сигнал БТПЗ вЂ” логическому

"0" с передачей управления по ветви "Да" оператора 39 оператору 40, Невыполнение указанных условий при перемещении ходового винта 9 вниз вызывает передачу управления оператору 29 по ветви "Нет" оператора 39 и последовательную отработку операторов 29, 31, 33, 35, 39. При равенстве логической "1" выходного сигнала

БТП2 единице, а выходного сигнала БТПЗ логическому "0" отключаются электромагниты Э1 и Э2 (оператор 40) и электродвигатель М1 (оператор 41). В результате якорь электромагнита Э2 перемещается вправо и выводит и зацепления резьбу ползуна 16 с резьбой ходового винта 9. Блок шестерен переключен в нижнее положение, соответ5

55 ствующее ВТОРОМУ диапазону частот вращения шпинделя 5. Электродвигатель М1 отключен.

В случае задания в управляющей программе ПЕРВОГО диапазона частот вращения шпинделя 5. работа алгоритма аналогична, за исключением того, что из оператора 23 управление передается оператору 25, в котором анализируется на равенство логической "1" состояние БТП1. В операторе 28 задается необходимая частота вращения электродвигателя в правом направлении, заставляя перемещаться вверх блок 3 шестерен вдоль полого вала 2. При этом в операторе 34 путем анализа на логический "0" выходного сигнала БТПЗ и на логическую "1" выходного сигнала таймера в операторе 32 устанавливается факт перемещения ходового винта 9 вверх. Если за время, равное установке таймера в операторе 32, выходной сигнал БТПЗ не равняется логической "1", то по ветви "Да" оператора

34 управления передается оператору 36, в котором индикатируется сбой из-за отсутствия перемещения ходового винта 9 при включенных электромагните Э1 и электродвигателе М1. Во всех остальных случаях управление из оператора 34 передается оператору 38, в котором анализируется достижение блоком 3 шестерен положения, соответствующего ПЕРВОМУ диапазону частот вращения шпинделя 5. После срабатывания БТП1 и БТПЗ последовательно отключаются электромагниты Э1, Э2 и электродвигатель М1 (операторы 40,41). Блок шестерен переключен в верхнее положение, соответствующее ПЕРВОМУ диапазону частот вращения шпинделя 5, Рассмотрим работу алгоритма на фиг, 2 в режиме непрерывного контроля положения блока 3 шестерен при вращении шпинделя, имеющем место во всех случаях, в которых отсутствует смена диапазонов час-. тет вращения шпинделя 5 (на фиг, 2 оператор 22 — анализ наличия запроса на смену диапазона частот вращения шпинделя расположен в начале алгоритма). В этом режиме при каждом обращении к алгоритму управление из оператора 22 передается оператору 24, в котором анализируется выходной сигнал БТПЗ, Если значение выходного сигнала БРПЗ равно логическому "0", то механизм функционирует нормально и управление по ветви "Нет" передается на конец алгоритма без откл юч ения и ривода подачи и электродвигателя М1. При этом блок 3 шестерен точно зафиксирован фиксатором 18 и пружиной 19 на одном из диапаэонов частот вращения шпинделя 5, так как конец фиксатора 18 пружиной 19 опущен в

) 8(i8i" Ь б

7

57Л

ЮTЮ соответствующую канавку поршня 14, Если при вращении шпинделя происходит самопроизвольное опускание блока 3 шестерен, то конец фиксатора 18 при выходе из канавки поршня 14 перемещается вправо и вызывает срабатывание БТПЗ, При очередном обращении к алгоритму(через 5-20 м/c) это ведет к передаче управления по ветви "Да" оператора 24 к оператору 27, в котором отключаются привод подачи и электродвигатель М1, а также индикатируется сбой от самопроизвольного опускания блока 3 шестерен. Тем самым обеспечивается надежная блокировка работы шпинделя 5 от положения блока 3 шестерен, соответствующего заданному диапазону частот вращения шпинделя 5.

Формула изобретения

Механизм автоматического переключения зубчатых передач, содержащий корпус, размещенный в нем полый вал с двумя продольными сквозными пазами, расположенными друг против друга, установленный. на полам валу двухвенцовый блок шестерен с вазможностью осевого перемещения на по следнем, штифт, устройство для осевого перемещения и фиксации блока шестерен нв полом валу, электрическую цепь с элемента5 ми управления и ходовой винт с резьбой. который одним концам связан с полым валам посредством штифта, установленного в продольных пазах полого вала, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения

10 надежности в работе, устройство для осевого перемещения и фиксации блока шестерен на полом валу выполнено в виде цилиндра с радиальным отверстием, жестко закрепленного в нижней части корпуса, пор15 шня с двумя кольцевыми конусными пазами на его наружной поверхности, размещенного в цилиндре и связаннога с другим концом ходового винта посредством опор качения, фиксатора с пружиной, установленного в ра20 диальном отверстии цилиндра для взаимодействия с конусными пазами поршня и палзуна с эллиптическим резьбовым отверстием для. взаимодействия с резьбой ходового винта.

I 808056

Составитель Н,Иванова

Техред М.Моргентал Корректор M.Ìàêcèìèøèíeö

Редактор Г.Федотов

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101

Заказ 1397 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва. Ж-35. Раушская наб., 4/5