Механизмы включения и выключения могут быть разбиты на управляемые и самоуправляющиеся. Управляемые механизмы переключаются либо непосредственно вручную, либо с помощью специальных приводов, срабатывающих при поступлении соответствующих сигналов управления, которые подаются либо рабочим, обслуживающим станок, либо системой автоматического управления. Самоуправляющиеся механизмы срабатывают либо при изменении скорости того или иного участка кинематической цепи, либо при возрастании крутящего момента, передаваемого данным механизмом выключения.

Управляемые механизмы включения/выключения

К числу этих механизмов относятся:

  • подвижные шестерни (рис. 1, а),
  • подвижные шпонки (рис. 1, б),
  • кулачковые муфты (рис. 1, г и д),
  • накидные шестерни (рис. 1, в)
  • фрикционные муфты (рис. 2).

Рис. 1 Механизмы включения и выключения

Подвижная шестерня

Подвижная шестерня 2 (рис. 1, а) может скользить вдоль оси вала II на шпонке, или на шлицах и сцепляться либо с шестерней 1, либо 3. При этом движение передается от вала II либо валу I, либо валу III. При среднем положении подвижной шестерни обе кинематические цепи, связанные с валом I и III, выключены. Та или иная кинематическая цепь включается перемещением подвижной шестерни вправо или влево. Для облегчения включения торец зуба шестерен должен быть скошен и закруглен. Расстояние между торцами неподвижных шестерен должно быть несколько больше ширины подвижной шестерни b, с тем, чтобы при среднем положении подвижной шестерни торцы зубьев не задевали бы друг друга. Таким образом, общая длина механизма должна быть несколько больше 3 b.

Механизм такого типа отличается: простотой конструкции, высокой жесткостью, так как в системе имеется всего один подвижный стык, высоким к. п. д., так как при включении одной кинематической цепи все звенья другой цепи выключаются, компактностью. Следует заметить также, что конструкция механизма способствует уменьшению биения шестерен, так как неподвижные шестерни сидят на напряженной посадке, а подвижная — на скользящей, которая обеспечивают хорошее центрирование.

Рис. 2 Фрикционная муфта

Вследствие указанных особенностей данный механизм хорошо работает как при высоких, так и при низких скоростях и при передаче как больших, так и малых крутящих моментов.

Недостатком данного механизма является невозможность переключения на ходу, повышенный износ торцов зубьев.

Благодаря отмеченным выше достоинствам данный механизм находит широкое применение в кинематических цепях станков и, в частности, в коробках скоростей и подач.

Подвижная шпонка

При использовании подвижной шпонки (рис. 1, б) на ведущем валу II свободно сидят две шестерни 4 и 6 со шпоночными пазами, которые находятся в постоянном зацеплении с шестернями, сидящими на ведомых валах; Подвижная шпонка 3 качается на оси I, расположенной в муфте 2 и перемещается по пазу вала II. Под действием пружины 7 шпонка стремится переместиться в радиальном направлении. При перемещении подвижной шпонки в осевом направлении она совмещается с одной из шестерен 4 или 6 и под действием пружины заскакивает в паз шестерни, сцепляя ее с валом. Для того чтобы при переключении не произошло одновременного Включения двух шестерен между ними помещена шайба 5, которая утапливает шпонку в момент переключения.

Данный механизм по сравнению с предыдущим имеет ряд недостатков. Передача момента осуществляется короткой шпонкой, которая сидит на свободной посадке как в пазу вала, так и в шпоночном пазу шестерни, что приводит к перекосу шпонки при передаче крутящего момента. В этих условиях механизм не может передавать больших крутящих моментов вследствие плохого контакта стыковых поверхностей. Монтаж шестерен на Ходовой посадке приводит к увеличению зазоров и повышенному биению. При включении одной из кинематических цепей шестерня, передающая вращение второй кинематической цепи, остается сопряженной с ведущим валом, что вызывает дополнительные потери и приводит к снижению к. п. д. Конструкция механизма сложнее, чем у предыдущего.