Условные обозначения кинематических схем. Обозначение элементов кинематических схем Условные обозначения элементов кинематических схем

Конструкторы, разрабатывающие различные машины и механизмы, часто выполняют кинематические схемы . При этом они руководствуются нормами и требованиями, изложенными в таком основополагающем документе, как ГОСТ 2.770–68 .

Обозначение Наименование
Вал, ось, стержень и т. п.
Радиальные подшипники скольжения и качения на валу
Упорные подшипники скольжения и качения на валу
Подшипники скольжения радиальные
Подшипники качения радиальные
Подшипники качения радиально-упорные
Муфта
Муфта упругая
Муфта сцепления (управляе-мая)
Тормоз
Маховик на валу
Храповой зубчатый меха-низм с наружным зацеплением
Передача ремнем
Передача цепью
Пружины сжатия цилиндрические
Пружины растяжения цилиндрические
Передачи зубчатые цилиндрические с внешним зацеплением
Передачи зубчатые цилиндрические с внутренним зацеплением
Передачи зубчатые конические с пересекающимися валами
Передачи с цилиндрическим червяком
Передачи зубчатые реечные
Кулачки барабанные, цилиндрические
Кулачки вращающиеся

В технике под схемой понимается графическое изображение, на котором показаны составные части изделия, их конструктивные особенности, а также существующие между ними связи с помощью упрощенных обозначений и символов. В составе пакетов конструкторской документации схемы играют достаточно важную роль. Они наличествуют как в общих описаниях изделий, инструкциях по их установке, наладке и эксплуатации. Схематические чертежи оказывают неоценимую помощь персоналу, занимающемуся монтажом, пуско-наладкой, ремонтом машин, механизмов и отдельных агрегатов. Схемы дают возможность быстро разобраться в том, каковы функциональные связи существуют между механическими, гидравлическими, электрическими и другими звеньями и системами технических устройств.

Когда разработка какой-либо машины только начинается, конструкторы от руки вычерчивают общий набросок будущего изделия, то есть составляют его первоначальную схему. На ней условно отображаются все основные узлы, а также показываются взаимосвязи между ними. Только после того, как принципиальная схема устройства отработана, начинается разработка чертежей и прочей конструкторской документации.

В современном машиностроении наибольшее применение находят те машины, в которых передача движения основывается на механическом, гидравлическом или электрическом принципе функционирования.

Кинематические схемы

Предназначением кинематических схем является отражение той связи, в которой состоят рабочий механизм и привод. Следует отметить, что в современных автомобилях, станочном и прочем технологическом оборудовании механические передачи отличаются большой сложностью и содержат множество элементов. Поэтому для того, чтобы правильно создавать схемы таких конструкций, нужно прекрасно знать все условности, которые используются для графического изображения принципа работы машины или механизма без того, чтобы уточнять их конструктивные особенности. К примеру, кинематические схемы станочного оборудования отражают то, каким именно образом вращательное движение вала электродвигателя сообщается шпинделю, причем контур станка показывается (или не показывается) тонкой линией.

Если на схемах используются нестандартизованые условные обозначения, то они требуют пояснений. Что касается внешних очертаний и схематических разрезов, то на схемах они изображаются упрощенно, в соответствии с тем, какую именно конструкцию имеет каждый элемент изделия.

На схематических изображениях от каждой составной их части проводятся линии-выноски. От сплошных линий они начинаются стрелками, а от плоскостей – точками. На полках линий-выносок указываются порядковые номера позиций. При этом для таких элементов, как валы, используются римские цифры, а для остальных – арабские цифры. Под полками линий-выносок указываются параметры и основные характеристики составных частей схем.

ГОСТ 2.703-2011

Группа Т52

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Единая система конструкторской документации

ПРАВИЛА ВЫПОЛНЕНИЯ КИНЕМАТИЧЕСКИХ СХЕМ

Unified system of design documentation. Rules for presentation of kinematic diagrams


МКС 01.100.20
ОКСТУ 0002

Дата введения 2012-01-01

Предисловие

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении" (ФГУП "ВНИИНМАШ"), Автономной некоммерческой организацией "Научно-исследовательский центр CALS-технологий "Прикладная логистика"" (АНО НИЦ CALS-технологий "Прикладная логистика")

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 12 мая 2011 г. N 39)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Азербайджан

Азстандарт

Минэкономики Республики Армения

Беларусь

Госстандарт Республики Беларусь

Казахстан

Госстандарт Республики Казахстан

Киргизия

Кыргызстандарт

Молдова-Стандарт

Росстандарт

Таджикистан

Таджикстандарт

Узбекистан

Узстандарт

Госпотребстандарт Украины

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 3 августа 2011 г. N 211-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 2.703-2011 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2012 г.

5 ВЗАМЕН ГОСТ 2.703-68

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Декабрь 2018 г.


Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национапьные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает правила выполнения кинематических схем изделий всех отраслей промышленности.

На основе настоящего стандарта допускается, при необходимости, разрабатывать стандарты, устанавливающие выполнение кинематических схем изделий конкретных видов техники с учетом их специфики.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 2.051-2013 Единая система конструкторской документации. Электронные документы. Общие положения

ГОСТ 2.303-68 Единая система конструкторской документации. Линии

ГОСТ 2.701-2008 Единая система конструкторской документации. Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Общие положения

3.1 Схема кинематическая - документ, содержащий в виде условных изображений или обозначений механические составные части и их взаимосвязи.

Схемы кинематические выполняют в соответствии с требованиями настоящего стандарта и ГОСТ 2.701 .

3.2 Схемы кинематические могут быть выполнены как бумажный и (или) электронный конструкторский документ.

Схемы в форме электронного конструкторского документа рекомендуется выполнять однолистными с обеспечением деления этого листа при печати на необходимые форматы.

Примечание - Если схема кинематическая выполняется как электронный конструкторский документ, следует дополнительно руководствоваться ГОСТ 2.051 .

3.3 Сложные схемы для наиболее наглядного представления могут быть выполнены динамическими (с использованием мультимедийных средств).

3.4 Схемы кинематические в зависимости от основного назначения подразделяют на следующие типы:

- принципиальные;

- структурные;

- функциональные.

4 Правила выполнения схем

4.1 Правила выполнения принципиальных схем

4.1.1 На принципиальной схеме изделия должна быть представлена вся совокупность кинематических элементов и их соединений, предназначенных для осуществления, регулирования, управления и контроля заданных движений исполнительных органов; должны быть отражены кинематические связи (механические и немеханические), предусмотренные внутри исполнительных органов, между отдельными парами, цепями и группами, а также связи с источником движения.

4.1.2 Принципиальную схему изделия изображают, как правило, в виде развертки (см. приложение А).

Допускается принципиальные схемы вписывать в контур изображения изделия, а также изображать в аксонометрических проекциях.

4.1.3 Все элементы на схеме изображают условными графическими обозначениями (УГО) или упрощенно в виде контурных очертаний.

Примечание - Если УГО стандартами не установлено, то разработчик выполняет УГО на полях схемы и дает пояснения.

4.1.4 Механизмы, отдельно собираемые и самостоятельно регулируемые, допускается изображать на принципиальной схеме изделия без внутренних связей.

Схему каждого такого механизма изображают в виде выносного элемента на общей принципиальной схеме изделия, в которое входит механизм, или выполняют отдельным документом, при этом на схеме изделия помещают ссылку на этот документ.

4.1.5 Если в состав изделия входит несколько одинаковых механизмов, допускается выполнять принципиальную схему для одного из них в соответствии с требованиями раздела 6, а другие механизмы - изображать упрощенно.

4.1.6 Взаимное расположение элементов на схеме кинематической должно соответствовать исходному, среднему или рабочему положению исполнительных органов изделия (механизма).

Допускается пояснять надписью положение исполнительных органов, для которых выполнена схема.

Если элемент при работе изделия меняет свое положение, то на схеме допускается показывать его крайние положения тонкими штрихпунктирными линиями.

4.1.7 На схеме кинематической, не нарушая ясности схемы, допускается:

- переносить элементы вверх или вниз от их истинного положения, выносить их за контур изделия, не меняя положения;

- поворачивать элементы в положения, наиболее удобные для изображения.

В этих случаях сопряженные звенья пары, вычерченные раздельно, соединяют штриховой линией.

4.1.8 Если валы или оси при изображении на схеме пересекаются, то линии, изображающие их, в местах пересечения не разрывают.

Если на схеме валы или оси закрыты другими элементами или частями механизма, то их изображают как невидимые.

Допускается валы условно поворачивать так, как это показано на рисунке 1.

Рисунок 1

4.1.9 Соотношение размеров условных графических обозначений взаимодействующих элементов на схеме должно примерно соответствовать действительному соотношению размеров этих элементов в изделии.

4.1.10 На принципиальных схемах изображают в соответствии с ГОСТ 2.303 :

- валы, оси, стержни, шатуны, кривошипы и т.д. - сплошными основными линиями толщиной ;

- элементы, показанные упрощенно в виде контурных очертаний, зубчатые колеса, червяки, звездочки, шкивы, кулачки и т.д. - сплошными линиями толщиной ;

- контур изделия, в который вписана схема, - сплошными тонкими линиями толщиной ;

- линии взаимосвязи между сопряженными звеньями пары, вычерченными раздельно, штриховыми линиями толщиной ;

- линии взаимосвязи между элементами или между ними и источником движения через немеханические (энергетические) участки - двойными штриховыми линиями толщиной ;

- расчетные взаимосвязи между элементами - тройными штриховыми линиями толщиной .

4.1.11 На принципиальной схеме изделия указывают:

- наименование каждой кинематической группы элементов, учитывая ее основное функциональное назначение (например, привод подачи), которое наносят на полке линии-выноски, проведенной от соответствующей группы;

- основные характеристики и параметры кинематических элементов, определяющие исполнительные движения рабочих органов изделия или его составных частей.

Примерный перечень основных характеристик и параметров кинематических элементов приведен в приложении Б.

4.1.12 Если принципиальная схема изделия содержит элементы, параметры которых уточняют при регулировании подбором, то на схеме эти параметры указывают на основе расчетных данных и делают надпись: "Параметры подбирают при регулировании".

4.1.13 Если принципиальная схема содержит отсчетные, делительные и другие точные механизмы и пары, то на схеме указывают данные об их кинематической точности: степень точности передачи, значения допустимых относительных перемещений, поворотов, значения допустимых мертвых ходов между основными ведущими и исполнительными элементами и т.д.

4.1.14 На принципиальной схеме допускается указывать:

- предельные значения чисел оборотов валов кинематических цепей;

- справочные и расчетные данные (в виде графиков, диаграмм, таблиц), представляющие последовательность процессов по времени и поясняющие связи между отдельными элементами.

4.1.15 Если принципиальная схема служит для динамического анализа, то на ней указывают необходимые размеры и характеристики элементов, а также наибольшие значения нагрузок основных ведущих элементов.

На такой схеме показывают опоры валов и осей с учетом их функционального назначения.

В остальных случаях опоры валов и осей допускается изображать общими условными графическими обозначениями.

4.1.16 Каждому кинематическому элементу, изображенному на схеме, как правило, присваивают порядковый номер, начиная от источника движения, или буквенно-цифровые позиционные обозначения (см. приложение В). Валы допускается нумеровать римскими цифрами, остальные элементы нумеруют только арабскими цифрами.

Элементы покупных или заимствованных механизмов (например, редукторов, вариаторов) не нумеруют, а порядковый номер присваивают всему механизму в целом.

Порядковый номер элемента проставляют на полке линии-выноски. Под полкой линии-выноски указывают основные характеристики и параметры кинематического элемента.

Характеристики и параметры кинематических элементов допускается помещать в перечень элементов, оформленный в виде таблицы по ГОСТ 2.701 .

4.1.17 Сменные кинематические элементы групп настройки обозначают на схеме строчными буквами латинского алфавита и указывают в таблице характеристики для всего набора сменных элементов. Таким элементам порядковые номера не присваивают.

Допускается таблицу характеристик выполнять на отдельных листах.

4.2 Правила выполнения структурных схем

4.2.1 На структурной схеме изображают все основные функциональные части изделия (элементы, устройства) и основные взаимосвязи между ними.

4.2.2 Структурные схемы изделия представляют либо графическим изображением с применением простых геометрических фигур, либо аналитической записью, допускающей применение электронной вычислительной машины.

4.2.3 На структурной схеме должны быть указаны наименования каждой функциональной части изделия, если для ее обозначения применена простая геометрическая фигура. При этом наименования, как правило, вписывают внутрь этой фигуры.

4.3 Правила выполнения функциональных схем

4.3.1 На функциональной схеме изображают функциональные части изделия, участвующие в процессе, иллюстрируемом схемой, и связи между этими частями.

4.3.2 Функциональные части изображают простыми геометрическими фигурами.

Для передачи более полной информации о функциональной части внутри геометрической фигуры допускается помещать соответствующие обозначения или надпись.

4.3.3 На функциональной схеме должны быть указаны наименования всех изображенных функциональных частей.

4.3.4 Для наиболее наглядного представления процессов, иллюстрируемых функциональной схемой, обозначения функциональных частей следует располагать в последовательности их функциональной связи.

Допускается, если это не нарушает наглядности представления процессов, учитывать действительное расположение функциональных частей.

Приложение А (справочное). Пример выполнения принципиальной кинематической схемы

Приложение А
(справочное)

Приложение Б (справочное). Примерный перечень основных характеристик и параметров кинематических элементов

Приложение Б
(справочное)


Таблица Б.1

Наименование

Данные, указываемые на схеме

1 Источник движения (двигатель)

Наименование, тип, характеристика

2 Механизм, кинематическая группа

Характеристика основных исполнительных движений, диапазон регулирования и т.д.

Передаточные отношения основных элементов.

Размеры, определяющие пределы перемещений: длина перемещения или угол поворота исполнительного органа.

Направление вращения или перемещения элементов, от которых зависят получение заданных исполнительных движений и их согласованность.

Допускается помещать надписи с указанием режимов работы изделия или механизма, которым соответствуют указанные направления движения.

Примечание - Для групп и механизмов, показанных на схеме условно, без внутренних связей указывают передаточные отношения и характеристики основных движений.

3 Отсчетное устройство

Предел измерения или цена деления

4 Кинематические звенья:

а) шкивы ременной передачи

Диаметр (для сменных шкивов - отношение диаметров ведущих шкивов к диаметрам ведомых шкивов)

б) зубчатое колесо

Число зубьев (для зубчатых секторов - число зубьев на полной окружности и фактическое число зубьев), модуль, для косозубых колес - направление и угол наклона зубьев

в) зубчатая рейка

Модуль, для косозубых реек - направление и угол наклона зубьев

г) червяк

Осевой модуль, число заходов, тип червяка (если он не архимедов), направление витка и диаметр червяка

д) ходовой винт

Ход винтовой линии, число заходов, надпись "лев." - для левых резьб

е) звездочка цепной передачи

Число зубьев, шаг цепи

ж) кулачок

Параметры кривых, определяющих скорость и пределы перемещения поводка (толкателя)

Приложение В (рекомендуемое). Буквенные коды наиболее распространенных групп элементов


Таблица В.1

Буквенный код

Группа элементов механизмов

Пример элемента

Механизм (общее обозначение)

Элементы кулачковых механизмов

Кулачок, толкатель

Разные элементы

Элементы механизмов с гибкими звеньями

Ремень, цепь

Элементы рычажных механизмов

Коромысло, кривошип, кулиса, шатун

Источник движения

Двигатель

Элементы мальтийских и храповых механизмов

Элементы зубчатых и фрикционных механизмов

Зубчатое колесо, зубчатая рейка

зубчатый сектор, червяк

Муфты, тормоза

УДК 62:006.354

МКС 01.100.20

Ключевые слова: конструкторская документация, кинематическая схема, принципиальная схема, структурная схема, функциональная схема



Электронный текст документа
подготовлен АО "Кодекс" и сверен по:
официальное издание
М.: Стандартинформ, 2019

В соответствии с ГОСТом 2.703 - 68 на кинематической схеме необходимо изображать всю совокупность кинематических элементов и их соединений, все кинематические связи между парами, цепями и т.п., а также связи с источниками движения.

Кинематическую схему изделия следует вычерчивать, как правило, в виде развертки. Допускается изображать схемы в аксонометрических проекциях и, не нарушая ясности схемы, переносить элементы вверх или вниз от их истинного положения, а также поворачивать их в положения, наиболее удобные для изображения. В этих случаях сопряженные звенья пары, вычерченные раздельно, следует соединять штриховой линией.

Все элементы схемы должны быть изображены условными графическими обозначениями по ГОСТУ 2.770 - 68 (рис. 10.1) или упрощенно внешними очертаниями.

Элементы схемы следует изображать:

валы, оси, стержни и т. п. - сплошными основными линиями толщиной S;

элементы, изображенные упрощенно внешними очертаниями (зубчатые колеса, червяки, шкивы, звездочки и т. п.), - сплошными тонкими линиями толщиной S/2;

контур изделия, в который вписана схема, - сплошными тонкими линиями толщиной S/3;

кинематические связи между сопряженными звеньями пары, вычерченными раздельно, - штриховыми линиями толщиной S/2;

крайние положения элемента, меняющего свое положение при работе изделия, - тонкими штрихпунктирными линиями с двумя точками;

валы или оси, закрытые другими элементами (невидимые), - штриховыми линиями.

Каждому кинематическому элементу следует присвоить порядковый номер, начиная от источника движения. Валы нумеруют римскими цифрами, остальные элементы - арабскими. Элементы покупных или заимствованных механизмов (например, редукторов) не нумеруют, порядковый номер присваивают всему механизму.

Порядковый номер проставляют на полке линии-выноске. Под полкой необходимо указывать основные характеристики и параметры кинематического элемента:

мощность электродвигателя, Вт и частоту вращения его вала, мин -1 (угловую скорость, рад/c) или мощность и частоту вращения входного вала агрегата;

вращающий момент, Н·м, и частоту вращения, мин -1 выходного вала;

число и угол наклона зубьев и модуль зубчатых и червячных колес, а для червяка - число заходов, модуль и коэффициент диаметра;

диаметры шкивов ременной передачи; число зубьев звездочек и шаг цепи и т. п.

В случае перегруженности схемы изображениями связей и кинематических звеньев, характеристику элементов схемы можно указывать на поле чертежа - схемы в виде таблицы. В ней приводят полный перечень составных элементов.

Поясним некоторые моменты процесса чтения и выполнения кинематических схем, и, в первую очередь, с принятыми условностями при создании кинематических схем.

1. Кинематическую схему принято изображать в виде развертки. Что означает это слово применительно к кинематической схеме?

Дело в том, что пространственное расположение кинематических звеньев в механизме большей частью таково, что затрудняет их изображение на схеме, так как отдельные звенья заслоняют друг друга.

Это в свою очередь, приводит к непониманию или неправильному представлению о схеме. Чтобы избежать этого, в схемах применяют условный способ так называемых развернутых изображений.

На рис. 10.1, а показано изображение двух пар зубчатых колес. Так как на кинематических схемах зубчатые колеса принято изображать в виде прямоугольников, то нетрудно представить, что при данном пространственном расположении зубчатых колес их изображения будут попарно накладываться.

Для предотвращения таких накладок, в не зависимости от пространственного расположения кинематических звеньев в механизме, их принято изображать в развернутом виде, то есть оси вращения всех сопряженных зубчатых колес должны лежать в одной плоскости, параллельной плоскости изображения (см. рис. 10.1, б).

Пример развертки кинематических звеньев в схеме.

2. Переход от конструктивной схемы к кинематической облегчает образное восприятие последней (рис. 10.2). Из этой схемы видно, что кривошип 1 имеет жесткую опору, которая отмечена толстой основной линией со штриховкой; поршень 2, изображенный на кинематической схеме в виде прямоугольника, имеет зазор со стенками цилиндра, которые, как неподвижные элементы, также имеют одностороннюю штриховку. Зазор свидетельствует о возможном возвратно-поступательном движении поршня.

Конструктивная и кинематическая схемы двигателя внутреннего сгорания

3. На всех схемах валы и оси изображаются одинаковой толстой основной линией (рис. 10.3). Разница между ними следующая:

а) опоры валов изображают двумя черточками с промежутком по обе стопоры вала; поскольку валы вращаются вместе с насажанными и соединенными с ними шпонками зубчатыми колесами (шкивами), опорами служат подшипники скольжения либо подшипники качения. В тех случаях, когда нужно уточнить тип опор вала, стандартом предусмотрены специальные обозначения на базе приведенных черточек;

б) ось - неподвижное изделие, поэтому концы ее заделаны в неподвижные опоры, отмеченные на схеме отрезками прямых с односторонней штриховкой. Насажанное на ось зубчатое колесо свободно вращается при вращении ведомого колеса на валу.

Валы и оси на кинематических схемах

4. Некоторые правила чтения кинематических схем:

а) большей частью ведущим зубчатым колесом (шкивом) является меньшее из сопряженной пары, а большее - ведомым (рис. 10.4). Указанные на схеме буквы n 1 и n 2 - обозначение передаточного числа или отношение частоты вращения n ведущего и ведомого колес: n 1 /n 2 ;

Вал ведущий и вал ведомый на кинематических схемах

б) на рис. 10.5 показана понижающая зубчатая передача, так как n 1 > n 2 . В зубчатой передаче сопряженные зубчатые колеса изготавливают одного модуля, поэтому большее из колес имеет больше зубьев. Передаточное отношение зубчатой передачи:

где Z 1 и Z 2 - числа зубьев зубчатых колес;

Понижающая зубчатая передача

в) на рис. 10.6 показана повышающая передача, так как n 1 < n 2 ;

г) на рис. 10.7 изображены передачи на три скорости: ступенчато-шкивная передача с плоским ремнем и коробка передач с подвижным блоком зубчатых колес.

В ременной передаче для использования одного ремня на всех ступенях предусмотрено условие: d 1 +d 2 =d 3 +d 4 =d 5 +d 6 , где d 1 , d 2 , d 3 , d 4 , d 5 , d 6 - диаметры шкивов в мм.

Вращение передается с вала I на вал II (n I и n II).

Частота вращения:

n II =n I ·d 1 /d 2 ; n II =n I ·d 3 /d 4 ; n II =n I ·d 5 /d 6 .

Повышающая зубчатая передача

Трехскоростные передачи

На рис. 10.7, б приведена коробка передач на три скорости вращения с передвижным блоком зубчатых колес Z 1 - Z 3 - Z 5 , которые могут перемещаться по шпонке вала I; на валу II колеса жестко соединены с валом шпонками.

Частота вращения вала II:

n II =n I ·Z 1 /Z 2 ; n II =n I ·Z 3 /Z 4 ; n II =n I ·Z 5 /Z 6 .

где Z 1 , Z 2 , Z 3 , ..., Z 6 - число зубьев колес.

Так как зубчатые колеса одного модуля, то

Z 1 +Z 2 =Z 3 +Z 4 = Z 5 +Z 6 .

5. Следует отметить, что «безмасштабность» схем - относительный признак. Так, для принципиальных кинематических схем соотношение размеров условных графических обозначений взаимодействующих элементов должно на схеме примерно соответствовать действительному соотношению размеров этих элементов.

Это видно из рассмотрения принципиальных кинематических схем конического дифференциала зубофрезерного станка, изображенного в ортогональной и аксонометрической проекциях (см. рис. 10.8). На этих схемах геометрические размеры конических шестерен 3...6 одинаковы.

Кинематическая принципиальная схема конического дифференциала:

а – ортогональная проекция; аксонометрическая проекция.

На рис. 10.9 приведен пример принципиальной кинематической схемы, которая состоит из условных графических обозначений элементов, связей между ними и буквенно-цифровых позиционных обозначений элементов, а также составных элементов схемы, выполненных в виде таблицы. По изображению можно представить последовательность передачи движения от двигателя к исполнительному устройству. В таблице приведены обозначения составных элементов, их объяснения и параметры.

Пример кинематической принципиальной схемы

Для того, чтобы схематично изобразить основные узлы станка или другого механизма используют кинематические схемы.

В таких схемах узлы, детали способы взаимодействия отдельных элементов механизма изображаются условно. Каждый типовой элемент имеет свое обозначение.

Как читать кинематические схемы станков

Для того, чтобы научиться читать кинематические схемы, необходимо знать обозначения отдельных элементов и научиться понимать взаимодействие отдельных составляющих. В первую очередь изучим наиболее обозначения наиболее распространенных элементов, условные обозначения на кинематических схемах представлены в ГОСТ 3462-52.

Обозначение валов

Вал на кинематической схеме обозначается жирной прямой линией. На схеме шпинделя изображается наконечник.

Обозначение подшипников на схемах

Обозначение подшипника зависит от его типа.

Подшипник скольжения изображается в виде обычных скоб-опор. Если подшипник упорный опоры изображаются под углом.


Шариковые подшипники на кинематических схемах станков изображаются следующим образом.


Шарики в подшипниках условно изображены в виде круга.

В условных изображениях роликовых подшипников ролики показаны в виде прямоугольников.


Схематическое обозначение соединений деталей

В кинематических схемах изображаются различные типы соединений валов и деталей.


Условное обозначенние муфты зависит от ее типа, наиболее распространенные из них:

  • кулачковые
  • фрикционные

Обозначения односторонних муфт на кинематических схемах станков показано на рисунке.


Обозначение двусторонней муфты можно получить зеркально отобразив по горизонтали схему односторонней.

Обозначение зубчатых передач на схемах станков

Зубчатые передачи - один из самых распространенных элементов станков. Условное обозначение позволяет понять какой тип передачи используется - прямозубая, кососзубая, шевронная, коническая, червячная. Кроме того, по схеме можно узнать какое колесо больше, а какое меньше.

Наименование Обозначение
Вал, валик, ось, стержень и т. п.
Неподвижное закрепление оси стержня
Опора для стержня: а) неподвижная; а)
б) подвижная б)
Подшипники скольжения: а) радиальный; а)
б) радиально-упорный односторонний; б)
в) радиально-упорный двусторонний в)
Подшипники качения: а) радиальный шариковый; а)
б) радиальный роликовый; б)
в) радиально-упорные односторонний и двусторонний; в)
г) радиально-упорный роликовый; г)
д) упорный шариковый; д)
е) упорный роликовый е)
Муфта сцепления кулачковая
Муфты сцепления фрикционные: а) общего назначения (без уточнения типа); а)
б) односторонние общего назначения; б)
в) односторонние электромагнитные; в)
г) односторонние гидравлические; г)
Наименование Обозначение
д) дисковые односторонние; д)
е) двусторонние общего назначения е)
Ползун в неподвижных направляющих
Соединение кривошипа с шатуном: а) с постоянным радиусом; а)
б) с переменным радиусом
Кривошипно-кулисные механизмы а) с поступательно движущейся кулисой; а)
6) с вращающейся кулисой; в) с качающейся кулисой
в)
б)
Соединение детали с валом: а) свободное при вращении; а)
б) подвижное без вращения; б)
в) глухое в)
Соединение двух валов: а) глухое; а)
б) эластичное; б)
в) шарнирное; в)
г) телескопическое; г)
д) плавающей муфтой; д)
е) зубчатой муфтой е)
Наименование Обозначение
Храповой зубчатый механизм с наружным зацеплением односторонний
Маховик, на валу Шкив ступенчатый, закрепленный на валу
Передачи плоским ремнем: а) открытые;
б) перекрестные;
в) полуперекрестные
Передачи клиновым ремнем
Передачи цепью
Передачи зубчатые цилиндрические: а) внешнего зацепления;
б) внутреннего зацепления
Передачи зубчатые с пересекающимися валами (конические)
Передачи зубчатые со скрещивающимися валами а) гипоидные;
б) червячные;
Наименование Обозначение
в) винтовые
Передачи зубчатые реечные
Винт, передающий движение
Гайка на винте, передающем движение а) неразъемная; б) неразъемная с шариками
Передачи круглым ремнем и шнуром
Передачи зубчатым ремнем
Пружины: а) цилиндрические сжатия; б) цилиндрические растяжения
Конец вала под съемную рукоятку Маховичок
Передвижные упоры
Рукоятка

В кинематических схемах приводятся данные привода и передач станка: мощность, частота вращения двигателя, диаметры шкивов ременной передачи, числа зубьев зубчатых колес, шаги ходовых винтов и др. В основу методики настройки кинематических цепей положено установление связей относительных перемещений инструмента и заготовки при обработке путем составления уравнений баланса движений.

Например, для главного привода токарного станка (см. рис. 1):

Конструкция лобового токарного станка 16К20 представлена на рис. 2.

Рис. 2. Внешний вид токарного станка 16К20.

Лобовой токарный станок 16К20 предназначен для наружного и внутреннего точения, нарезания резьбы резцом в единичном и мелкосерийном производстве. Он состоит из станины поз. 1 (рис. 2). Слева размещается передняя бабка поз. 3 и коробка подач поз. 2. На направляющих станины поз. 9 установлена каретка поз. 6 с фартуком поз. 7 и поперечным суппортом поз. 4 с резцедержателем. Справа размещается задняя бабка поз.5.

В передней бабке размещается коробка скоростей со шпинделем, а на ее панели размещены органы управления. Продольная и поперечная подачи каретки и суппорта осуществляются от механизмов, расположенных в фартуке и получающих движение от ходового вала поз. 10 при точении или от ходового винта поз. 8 при нарезании резьбы резцом. В нижней части станина снабжена корытом для сбора стружки и охлаждающей жидкости.

Техническая характеристика станка 16К20. Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки над станиной станка составляет 400 мм, а над суппортом – 200 мм. Наибольший диаметр прутка, проходящий через отверстие шпинделя, 50 мм. Число вариантов частот вращения шпинделя равно 22. Пределы частот вращения шпинделя от 12,5 до 1600 мин –1 . Пределы величин продольных подач от 0,05 до 2,8 мм/об, поперечных подач от 0,025 до 1,4 мм/об. Шаг нарезаемой резьбы: метрической от 0,5 до 112 мм; дюймовой от 56 до 0,5 нитки на 1², модульной от 0,5 до 112 мм, питчевой от 56 до 95 питча.

Кинематическая схема токарного станка модели 16К20 представлена на рис. 3. Вращение шпинделя осуществляется от электродвигателя через ременную передачу со шкивами и коробку скоростей. На валу I коробки скоростей установлена фрикционная двухсторонняя муфта М 1 . Для получения прямого вращения шпинделя муфту М 1 включают влево, тогда вращение от вала I через зубчатые колеса 56/34 или 51/39 блока Б 1 передается на вал II. С вала II вращение передается на вал III через три варианта зацепления зубчатых колес передвижного блока Б 2: 29/47, 21/55 или 38/38. Полученные т.о. шесть вариантов частот передаются на шпиндель IV при выключенном блоке Б 3 перебора двумя вариантами зацепления зубчатых колес 60/48 или 30/60.

При зацеплении зубчатых колес 45/45 или 15/60 вала III передвижного блока Б 3 , установленного на валу IV, и зубчатых колес 18/72 шпинделя вал IV получает 12 частот вращения. Через зубчатые колеса 30/60 вала V и блока Б 4 вращение передается на шпиндель. Следовательно, шпиндель получает 24 варианта частот вращения, но т.к. значения частот 500 и 630 мин –1 повторяются дважды, то шпиндель имеет только 22 частоты вращения.

Уравнение кинематического баланса цепи главного движения станка для максимальной частоты вращения шпинделя имеет вид:

Для минимальной частоты вращения в соответствии с рис. 3 уравнение принимает следующий вид:

Изменение направления вращения шпинделя осуществляется переключением муфты М 1 вправо. При этом вращение с вала I на вал II передается через зубчатые колеса 50/24 и 36/38. колеса 24 и 36 свободно установлены на валу VII. За счет этого промежуточного вала обеспечивается реверсирование шпинделя.

Привод подач содержит звено увеличения шага, механизм реверса, гитару сменных колес a, b, c, d, коробку подач и механизм фартука. Движение подачи осуществляется от шпинделя через колеса 60/60. При нарезании резьбы с шагом 16…112 мм через звено увеличения шага, которое расположено в коробке скоростей и имеет два передаточных отношения:

Это соответственно увеличивает шаг нарезаемой резьбы во столько же раз.

Для изменения направления подачи при нарезании резьбы резцом служит реверсивный механизм, состоящий из зубчатых колес.


N=10 кВА n=1460 мин -1
М


ф148
Рис.3. Кинематическая схема токарного станка модели 16К20.

При зацеплении зубчатых колес 30/45 валов VIII и X нарезается правая резьба, а при зацеплении колес 30/25 и 25/45 валов VIII, IX и X – левая. В случае нарезания метрических и дюймовых резьб, а также для подачи от ходового вала XIX гитару составляют из сменных колес:

.

В коробке подач при нарезании резьбы муфту М 2 отключают, а муфты М 3 , М 4 , М 5 включают. При точении муфту М 5 выключают, т.к. движение на ходовой вал XIX передается через обгонную муфту М 6 и колеса 28/35.

При нарезании модульных и питчевых резьб гитару составляют из колес:

.

В коробке подач муфты М 2 , М 3 , М 4 выключают, а муфту М 5 включают.

Продольную и поперечную подачу суппорта осуществляют от ходового вала XIX через механизм фартука. По валу XIX вдоль шпоночного паза скользит зубчатое колесо Z=30 и передает вращение через зубчатые колеса 30/32, 32/32, 32/30 (при включенной муфте М 7) и червячную передачу 4/21 валу XXII. Для получения продольной подачи суппорта и его реверсирования включают одну из муфт М 8 или М 9 . Тогда вращение от вала XXII передается через зубчатые колеса 36/41 (включена муфта М 9) или 36/41, 41/41 (включена муфта М 8) и 17/66 валу XXIII и реечной шестерне Z=10, которая, перекатываясь по зубчатой рейке с модулем m=3 мм, осуществляет продольное перемещение суппорта. Поперечная подача суппорта и ее реверсирование осуществляется включением муфт М 10 или М 11 . От вала XXII через зубчатые колеса 36/36 (при включении М 10) или 36/36, 36/36 (при включении М 11) и 34/29, 29/16 вращение передается ходовому винту XXIII с шагом 5 мм, который перемещает поперечный суппорт.

Уравнение кинематического баланса цепей подач станка имеет следующий вид:

а) для цепи нарезания метрической резьбы со стандартным шагом Рр без включения звена увеличения шага

б) для цепей нарезания дюймовых резьб с шагом Рр (шаг дюймовой резьбы Рр=25,4/k мм, где k – число ниток резьбы на 1²)

 

Возможно, будет полезно почитать: