Thiết kế máy tiện ren vít vạn năng

y đủ những kiến thức sâu rộng về máy công cụ và trang thiết bị cơ khí cũng như khả năng áp dụng lý luận khoa học thực tiễn sản xuất cho đội ngũ cán bộ khoa học kỹ thuật là không thể thiếu được. Với những kiến thức đã được trang bị, sự hướng dẫn nhiệt tình của các thầy giáo cũng như sự cố gắng cuả bản thân. Đến naynhiệm vụ đồ án máy công cụ được giao cơ bản em đã hoàn thành. Trong toàn bộ quá trình tính toán thiết kế máy mới " Máy tiện ren vít vạn năng "có thể nhiều hạn chế. Rất mong được sự chỉ bảo của các thầy giáo và cộng sự. Phần tính toán thiết kế máy mới gồm các nội dung sau: Chương I : Nghiên cứu máy tương tự -chọn máy chuẩn Chương II :Thiết kế máy mới Chương III : Tính toán sức bền chi tiết máy Chương IV :Thiết kế hệ thống điều khiển Chương I : Nghiên cứu tính năng kỹ thuật của máy chuẩn Các máy tiện T620 - 1k62 - T616. Có các đặc tính kỹ thuật: Đặc tính kỹ thuật Loại máy T620 1A62 T616 Chiều cao tâm máy (mm) Khoảng cách 2mũi tâm (mm) Đường kính vật gia công Dmax(mm) Số cấp tốc độ (z) Số vòng quay:n min4nmax (vòng/phút) Lượng chạy dao dọc (mm) Lượng chạy dao ngang (mm) Công suất động cơ (kw) Lực chạy dao lớn nhất Pxmax (N) Pymax (N) Khả năng cắt ren Ren quốc tế (tp) Ren mođuyn (m) Ren anh (n) Ren pitch (Dp) 200 1400 400 23 12,542000 0,0744,16 0,03542,0 10 3530 5400 14192 0,5448 2442 9641 200 1500 400 21 11,541200 0,08241,59 0,02740,527 3430 5400 160 700 320 12 4441980 0,0641,07 0,0440,78 4,5 3000 8100 Nhận xét : So sánh đề tài thiết kế với các máy trên ta thấy máy tiện ren vít vạn năng T620 có các đặc tính tương tự . Vậy ta máy T620 làm máy chuẩn cho việc thiết kế máy mơí . II-phân tích máy chuẩn -máy tiện ren vít vạn năng T620 1.Sơ đồ động học máy Xích tốc độ : - Xích nối từ động cơ điện công suất N=10 kw số vòng quay n=1450 vg/ph, qua bộ truyền đai vào hộp tốc độ làm quay trục chính (VII) Lượng di động tính toán ở 2 đầu xích là : nđcơ4ntc .Xích tốc độ có đường quay và đường quay nghịch. Mỗi đường truyền khi tới trục chính bị tách ra làm đường truyền Đường truyền trực tiếp tới trục chính cho ta tốc độ cao Đườngtruyền tốc độ thấp đi từ trục IV-V-VI-VII Phương trình xích động biểu thị khả năng biến đổi tốc độ của máy V VI 1450(vg/ph).II III IV tc Từ phương trình trên ta thấy: -Đường tốc độ cao vòng quay thuận có 6 cấp tốc độ 2x3x1= 6 -Đường tốc độ thấp vòng quay thuận có 24 cấp tốc độ 2x3x2x2x1= 24 Thực tế đường truyền tốc độ thấp vòng quay thuận chỉ có 18 tốc độ ,vì giữa trục IV và trục VI có khối bánh răng di trượt hai bậc có khả năng cho ta 4 tỷ số truyền IV V VI Nhìn vào phương trình thực tế chỉ có 3 tỷ số truyền 1, , Như vậy đường truyền tốc độ thầp vòng quay thuận còn 18 tốc độ 2x3x3x1= 18 Vậy đường truyền thuận có 18+6=24 tốc độ Bao gồm: tốc độ thấp từ n14n18 tốc độ cao từ n194n24 Về mặtđộ lớn ta thấy n18=n19.vậy trên thực tees chỉ có 23 tốc độ khác nhau Các tỷ số truyền 1, , tạo nên ikđại dùng cắt ren khuếch đại b.Xích chạy dao cắt ren máy tiện ren vít vạn năng T620 có khả năng cắt 4 loại ren : Ren quốc tế (tp) Ren mođuyn (m) Ren anh (n) Ren pitch (Dp) Khi cắt ren tiêu chuẩn xích truyền từ trục VII xuống trục VIII về trục IX qua cặp bánh răng thay thế vào hộp dao và trục vít me Lượng di động tính toán ở 2 đầu xích là : Một vòng trục chính - cho tiện được một bước ren tp (mm) Để cắt được 4 loại ren máy có 4 khả năng điều khiển sau: + Cơ cấu bánh răng thay thế qua trục IX và trục X đảm nhận 2 khả năng (dùng cặp bánh răng và ) + Bộ bánh răng noóctông chủ động chuyển động từ trục IX qua C2 tới trục X làm quay khối bánh răng hình tháp xuống trục XI qua C3 tới trục XII đến trục XIV tới trục vít me + Noóctông bị động chuyển động từ trục X thông qua C2 mà đi từ cặp bánh răng tới trục XI và 28-25-36 bánh răng hình tháp XII qua bánh răng 35 (không truyền qua trục XV) xuống dưới 18-28-35-XIII tiếp tục truyền qua XIV-XV tới vít me + Để cắt được nhiều ren khác nhau trong cùng một loai ren trong hộp chạy dao của máy dùng khối bánh răng hình tháp 7 bậc và 2 khối báng răng di trượt khi cắt ren trái trục chính giữ nguyên chiều quay cũ cần đổi chiều chạy dao ngược lại trong xích có cơ cấu đổi chiều nối giữa trục VIII và IX tới bánh răng đệm 28 Lược đồ cấu trúc động học hộp chạy dao Từ cấu trúc động học xích chạy dao trên ta có phương trình tổng quát cắt ren như sau: 1vòng trục chính x icố định x ithay thế x icơ sở x igấp bội x tv = tp Khi cắt ren quốc tế (dùng cho các mối ghép) lượng di động tính toán : 1vòng trục chính ế tp (mm) bánh răng thay thế , bánh noóctông chủ động Khi cắt ren anh - lượng di động tính toán : 1vòng trục chính ế 25,4/n (mm) Trong đó n: số vòng quay trên 1 tất anh bánh răng thay thế , con đường 2bánh noóctông chủ động Phương trình cắt ren anh 1vgtc (VII) (VIII) IX X . XI . XII XIII.igb.XV.tv=tp khi cắt ren môđuyn: (Dùng cho truyền động) Lượng di động tính tóan 1vgtc ế mp (mm) Bánh răng thay thế , con đường 1 noóctông chủ động Phương trình xích động 1vgtc (VII) (VIII) IX X C2. XI C3 XII.igb.XV.12=tp khi cắt ren pitch: Lượng di động tính tóan 1vgtc ế 25,4.p/Dp (mm) Bánh răng thay thế , con đường 1 noóctông chủ động Chạy dao dọc : Từ trục bánh vít 28 (trục XVII ) qua cặp bánh răng 14/60 (bánh răng 60 lồng không) đóng ly hợp bánh răng thanh răng t=10 (m=3)xe dao chạy dọc hướng vào mâm cặp (chạy thuận)khi chạy dao lùi đường truyền từ trục XVIII xuống ly hợp qua bánh răng đệm 38 tới bánh răng 14/60 tới cặp bánh răng thanh răng 14/60làm bánh xe dao chạy lùi Chạy dao ngang : Đường truyền giống như chạy dao dộc truyền theo nửa bên phải hộp chạy dao tới vít me ngang t=5 (mm) Chạy dao nhanh : Máy có động cơ điện chạy dao nhanh N=1 kw, n =1410 vg/ph trực tiếp làm quay nhanh trục trơn XVI c. Một số cơ cấu đặc biệt : + Cơ cấu ly hợp siêu việt : Trong xích chạy dao nhanh và động cơ chính đều truyền tới cơ cấu chấp hành là trục trơn bằng hai đường truyèen khác nhau. Nên nếu không có ly hợp siêu việt truyền động sẽ làm xoắn và gẫy trục. Cơ cấu ly hợp siêu việtđược dùng trong nhữnh trường hợp khi máy chạy dao nhanh và khi đảo chiều quay cảu trục chính + Cơ cấu đai ốc mở đôi : vít me truyền động cho 2 má đai ốc mở đôi tới hộp xe dao . Khi quay tay quay làm đĩa quay chốt gắn cứng với 2 má sẽ trượt theo rãnh ăn khớp với vít me + Cơ cấu an toàn trong hộp chạy dao nhằm đảm bảo khi làm việc quá tải , được đặt trong xích chạy dao (tiện trơn)nó tự ngắt truyền động kh máy quá tải . 2-Vẽ lưới vòng quay a .Tính trị số j Tính công bội j theo công thức j = Ta có j = z-1 2000/12,5 = 1,26 Tính trị số vòng quay cuả trục đầu tiên của hộp tốc độ + Trên trục II : nII = nđcơ x iđt= 1450 x =803 (vg/ph) + Trên trục VII : Căn cứ vào nmin tra bảng vòng quay tiêu chuẩn ta có 23 tốc độ : 12,5-16-20-25-31,5-40-50-63-80-100-125-160-200-250-310-400-500-630-800 1000-1250-1600-2000 + Xác định vị trí đặt no trên đồ thị vòng quay : no = nII = 803 ằ 800 =n19 + Xác định độ xiên của các nhóm truyền theo công thức i= jx với j= 1,26 Nhóm truyền thứ nhất có hai tỷ số truyền : i1= =1,26x ị x=1,26 ằ 1 ịTia i1 lệch sang phải 2 khoảng logj: Lượng mở giữa hai tia : jx= i1/i2=j2/j =j = jx ị = 1 Nhóm truyền thứ 2 (từ trục II tới trục III) có 3 tỷ số truyền i3= i4= i5= Tương tự như cách làm nhóm truyền 1 ta có : X3= -1,56 ằ -2 ị Tia i3 lệch sang trái 2 khoảng logj X4= -4,16 ằ -4 ị Tia i4 lệch sang trái 4 khoảng logj X5 =1 ị Tia i5 thẳng đứng Lượng mở = ứng với nhóm truyền khuếch đại: Nhóm truyền thứ 3 (từ trục III tới trục IV) có 2 tỷ số truyền i6= i7= X6= -6 ị Tia i6 lệch sang trái 6 khoảng logj X7 =1 ị Tia i7 thẳng đứng Nhóm truyền thứ 4 (từ trục IV tới trục V) có 2 tỷ số truyền i8= i9= X8= -6 ị Tia i8 lệch sang trái 6 khoảng logj X9 =1 ị Tia i9 thẳng đứng Nhóm truyền gián tiếp (từ trục V tới trục VI) có1 tỷ số truyền i10= X10= -4 ị Tia i10 lệch sang trái4 khoảng logj Nhóm truyền trực tiếp (từ trục III tới trục VI) có1 tỷ số truyền i11= X11= 2 ị Tia i11 lệch sang phải 2 khoảng logj c.Vẽ đồ thị vòng quay Kết luận : Công thức động học cuả máy T620 PAKG chạy vòng 2x3x2x2x1= z1 PAKG chạy tắt2x3x1= z2 Số tốc độ đủ : z= z1+ z2 = 24+6 =30 Phương án thứ tự của z1 2. 3 2. 2 Trong đó nhóm truyền 2 có j12=1,2612=16>8 không thoả mãn điều kiện 8 ³ jmax Nên phải tạo ra hiện tượng trùng tốc độ như sau : Z1 thu hẹp = 2. 3 2. 2 Số tốc độ trùng zx = 12- 6 =6 được bù lại bằng đường truyền thứ hai có phương án không gian PAKG: 2x3 PATT : 2. 3 1 Chương II:Thiết kế máy mới phần B: Thiết kế hộp tốc độ I-thiết lập chuỗi số vòng quay Mấy tiện ren vít vạn năng T620 z=23 nmin = 11,8 vòng/phút nmax = 1888 vòng/phút Chuỗi số vòng quay tuân theo quy luật cấp số nhân Công bội j = Ta có j = z-1 1888/11,8 = 1,259 Lấy theo tiêu chuẩn j = 1,26 n1 = nmin = 11,8 vg/ph n2 = n1. j n3 = n2. j = n1. j2 ................... n23 = n22. j = n1. j22 Công thức tính tộc độ cắt V= m/ph Trong đó d- Đường kính chi tiết gia công (mm) n- Số vòng quay trục chính (vg/ph) Tính số hạng của chuỗi số Phạm vi điều chỉnh Rn =160 Công bội j = 1,26 Số cấp tốc độ z = 23 Trị số vòng quay cơ sở thành lập từ trị soó vòng quay đầu tiên n1 = 11,8 vg/ph và nz = n1. jz-1 Lần lượt thay z = 1á23 vào ta có bảng sau Tốc độ Công thức tính n tính n tiêu chuẩn n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 n9 n10 n11 n12 n13 n14 n15 n16 n17 n18 n19 n20 n21 n22 n23 nmin = n1 n1.j1 n1.j2 n1.j3 n1.j4 n1.j5 n1.j6 n1.j7 n1.j8 n1.j9 n1.j10 n1.j11 n1.j12 n1.j13 n1.j14 n1.j15 n1.j16 n1.j17 n1.j18 n1.j19 n1.j20 n1.j21 n1.j22 11,8. 14,868 18,734 23,604 29,742 37,474 47,218 59,494 74,963 94,453 119,011 149,954 188,942 238,067 299,964 377,955 476,052 600,041 756,052 952,626 1200,309 1512,389 1905,610 11,8 15 19 23,5 30 37,5 47,5 60 75 95 118 150 190 235 300 375 475 600 750 950 1180 1500 1900 II-Số nhóm truyền tối thiểu Trong hộp tốc tỷ số truyền giữa các trục người ta lấy trong khoảng 0,25-2 u>= 0,25 để thoả man điều kiện mòn đều u<= 2 để thoả man điều kiện độnglực học và cấp chính xác Do đó gọi i là số nhóm truyền tối thiểu . Ta có nmin/nmax=( 1/4)i i-Số nhóm truyền tối thiểu i=lg(nđcơ/nmin)/lg4=3,4 Vì số nhóm truyền là nguyên nên lấy i = 4 Các phương án không gian 3x2x2x2 2x3x2x2 2x2x3x2 2x2x2x3 Dựa vào số nhóm truyền tối thiểu i=4 ta loại trừ các phương án không gian và lấy phương án không gian là 2x3x2x2 Do trên trục thứ nhất bố trí ly hợp ma sát đảo chiều nên cố gắng bố trí ít bánh răng kết hợp với yêu cầu số báh răng trên các trục nhỏ dần Cách bố chí các bộ phận tổ hợp thành xích tỗc độ bố trí theo phương án hộp tốc độ và hộp trục chính vì máy có độ phức tạp lớn (z=23) công suất lớn N=10 kw III- phương án không gian 1-Dựa vào công thức z= p1. p2. p3. ....pj trong đó pj là tỷ số truyền trong một nhóm Ta có z = 24 2x2x3x2 2x2x2x3 3x2x2x2 2x3x2x2 Mỗi thừa số pj là 1 hoặc 2 khối bánh răng di trượt truyền động giữa 2 trục liên tục 2-Tính tổng số bánh răng của hộp tốc độ theo công thức Sz=2(p1+p2 +p3+...pj) phương án không gian 2x2x2x3 có Sz=2(2+2+2+3) = 18 3- Tính tổng số trục của phương án không gian theo công thức Str = i +1 i- Số nhóm truyền động Str = 4+1 = 5 trục (pakg 2x3x2x2) 4- Tính chiều dài sơ bộ của hộp tốc độ theo công thức L = Sb + Sf b- chiều rộng bánh răng f- khoảng hở giữa hai banh răng và khe hở để lắp mién gạt 5- Số bánh răng chịu mô men xoắn ở trục cuối cùng PAKG 3x2x2x2 2x2x2x3 2x2x3x2 2x3x2x2 2 3 2 2 6- Các cơ cấu đặc biệt dùng trong hộp : ly hợp ma sát ,phanh 7- Lập bảng so sánh phương án bố trí không gian Phương án Yếu tố so sánh 3x2x2x2 2x2x3x2 2x3x2x2 2x2x2x3 1.Tổng số bánh răng Sz 2. Tổg số trục Str 3. Chiều dài L 4. Số bánh răng Mmax 5. Cơ cấu đặc biệt 18 5 19b + 18f 2 ly hợp ma sát đảo chiều 18 5 19b + 18f 2 ly hợp ma sát đảo chiều 18 5 19b + 18f 2 ly hợp ma sát đ ảo chiều 18 5 19b + 18f 3 ly hợp ma sát đảo chiều Kết luận : Với phương án và bảng so sánh trên ta thấy nên chọn phương án không gian 2x3x2x2 vì - Tỷ số truyền giảm dần từ trục đầu tiên đến trục cuối. Nhưng phải bố trí trên trục đầu tiên một bộ ly hợp ma sát nhiều đĩa và một bộ bánh răng đảo chiều -Số bánh răng phân bố trên các trục đều hơn PAKG 3x2x2x2 và 2x2x3x2 -Số bánh răng chịu mô men xoắn lớn nhất Mmax trên trục chính là ít nhất. Do đó để đảm bảo tỷ số truyền giảm từ từ đồng đều ,ưu tiên việc bố trí kết cấu ta chọn PAKG 2x3x2x2 IV- phương án thứ tự (PATT) - Số phương án thứ tự q = m! m - Số nhóm truyền Với m = 4 ta có q = 4!= 24 Để chọn PATT hợp lý nhất ta lập bảng đẻ so sánh tìm phương án tối ưu * Bảng so sánh các phương án thứ tự TT Nhóm 1 TT Nhóm 2 TT Nhóm 3 TT Nhóm 4 1 2x3x2x2 I II III IV [1] [2] [6] [12] 7 2x3x2x2 II I III IV [3] [1] [6] [12] 13 2x3x2x2 III I II IV [6] [1] [3] [12] 19 2x3x2x2 IV I II III [12] [1] [3] [6] 2 2x3x2x2 I III II IV [1] [4] [2] [12] 8 2x3x2x2 II III I IV [2] [4] [1] [12] 14 2x3x2x2 III II I IV [6] [2] [1] [12] 20 2x3x2x2 IV II I III [12] [2] [1] [6] 3 2x3x2x2 I IV II III [1] [8] [2] [4] 9 2x3x2x2 II III IV I [2] [4] [12] [1] 15 2x3x2x2 III IV I II [4] [8] [1] [2] 21 2x3x2x2 IV III I II [12] [4] [1] [2] 4 2x3x2x2 I II IV III [1] [2] [12] [6] 10 2x3x2x2 II I IV III [3] [1] [12] [6] 16 2x3x2x2 III I IV II [6] [1] [12] [3] 22 2x3x2x2 IV I III II [12] [1] [6] [3] 5 2x3x2x2 I III IV II [1] [4] [12] [2] 11 2x3x2x2 II IV III I [2] [8] [4] [1] 17 2x3x2x2 III II IV I [6] [2] [12] [1] 23 2x3x2x2 IV II III I [12] [2] [6] [1] 6 2x3x2x2 I IV III II [1] [8] [4] [2] 12 2x3x2x2 II IV I III [2] [8] [1] [4] 18 2x3x2x2 III IV II I [4] [8] [2] [1] 24 2x3x2x2 IV III II I [12] [4] [2] [1] xmax 12 16 12 16 12 16 12 16 jxmax 16 40,32 16 40,32 16 40,32 16 40,32 Nhận xét :qua bảng trên ta thấy các phương án đều có jxmax>8 như vậy không thoả mãn điều kiện jxmax = j i(p-1) 8 Do đó để chọn được phương án đạt yêu cầu ta phải tăng thêm trục trung gian hoặc tách ra làm hai đường truyền . Như vậy PATT I II III IV có jxmax = 1,2612 là nhỏ hơn cả theo máy chuẩn đã chọn thì phương án này là tốt hơn , có lượng mở đều đặn và tăng từ từ , kết cấu chặt chẽ, hộp tương đối gọn, lưới kết cấu cố hình rẻ quạt Cụ thể : PAKG 2 x 3 x 2 x 2 PATT I II III IV [x] [1] [2] [6] [12] Để đảm bảo jxmax 8 ta phải thu hẹp lượng mở tối đa từ jxmax = 12 xuống jxmax = 6 Do thu hẹp lượng mở nên số tốc độ thực tế bị giảm . Ta có số tốc độ thực tế là Z1=Z - lượng mở thu hẹp = 24- 6 = 18 PATT bây giờ là: 2[1]x 3[8]x 2[6]x 2[6] Để bù lại số tốc độ trùng vì thu hẹp lượng mở ta thiết kế thên đường truyền tốc độ cao (đường truyền tắt ) PAKG đường trruyền này là Z2= 2x3x1= 6 tốc độ Vậy PAKG cuả hộp tốc độ là Z = Z1 + Z2= 24+6 =30 Do trùng 7 tốc độ (tốc độ cuối của đường truỳên tốc độ thấp trùng với tốc độ của đường truỳên tốc độ cao ) Nên số tốc độ thực của máy là : Z = 30 - 7 = 23 tốc độ Ta có lưới kết cấu của máy như sau : I 2[1] 2[1] II 3[2] 3[2] III 2[6] 1[0] IV 2[6] V IV - Vẽ đồ thị vòng quay Trị số vòng quay giới hạn no trên trục I được biến thiên trong khoảng no min no no max Tính theo các tỷ số truyền lớn nhất và tỷ số truyền nhỏ nhất kể từ trục chính đến trục đâù tiên n0min = nmax/Umaxi ; n0max = nmin/Umini Trong đố i- chỉ số biểu thị nhóm truyền Umaxi= Umax1. Umax2. . . Umaxi Umini= Umin1. Umin2. . . Umini Có thể lấy Umax= 2 thì Umaxi=24=16 Umin = 0,25 thì Umini= 0,254 =1/256 Vậy nomax= 11,8/(1/4)4 = 3020,8 vg/ph nomin= 1905,61/24 = 119,1 vg/ph Như vậy giới hạn no biến thiên trong khoảng 119,1 no 3020,8 Để trục và bánh răng đầu vào của hộp chịu Mx kính thước nhỏ gọn . Thường đặt no ở các trị số no lớn . Vì như vậy sẽ gần vơí nđcơ. Hơn nữa no tới nmin của trục chính bao giờ cũng giảm nhiều hơn tăng Giả sử ta chọn no= n19= 750 vg/ph Khi đó iđtr= no/ nđcơ.hđ= 750/1450.0,985 = 0,509 Ta chọn iđtr = 142/280 = 0,507 Ta vẽ được đồ thị vòng quay của máy như sau nII = 750 II III IV V VI VII V- Tính toán số răng của các nhóm truyền trong hộp tốc độ Tính nhóm truyền cố định từ trục động cơ đến trục thứ nhất Ta có : no = nđcơ. io. hđ= 750 ị io= = 0,548 Tính số răng của nhóm truyền Thứ nhất tính bằng phương pháp bội số chung nhỏ nhất môđun như nhau u = =jxằ tối giản fx gx là các số nguyên Zx + Zx' = ồZ Zx Zx' là các số nguyên ồZ = E.K K là bội số chung nhỏ nhất của fx + gx Zx= .EK (=17) Z’x= .EK ’ (=17) Emin E’min a> Đối với nhóm 1 . Có hai tỉ số truyền i và i Ta có : i1= j1= 1,261ằ có f1=5 g1 =4 và f1 + g1 = 4+5 = 9 I2= j2= 1,262ằ có f1=11 g1 =7 và f1 + g1 = 11+7 =18 Vậy bội số trung nhỏ nhất K = 18 Emin nằm ở tia i2 vì i2 tăng nhiều hơn i1. Khi đó bánh răng Zmin nằm ở tia thứ 2 là bánh răng bị động Ta có : Emin== = 2,43 Theo máy sẵn có tổng số răng ở nhóm này là 90 nên với máy mới ta cũng chọn tổng số răng là 90 tức là chọn Emin =5 (vì có ly hợp ma sát) Theo công thức Zx= .EK Zx'= ồZ - Zx Nên ta có ồZ= E.K =5.18 = 90 răng Z1= .E.K = = 50 răng Z1'= ồZ - Z1 = 90 - 50 = 40 răng Z2 =.EK = = 55 răng Z2' = ồZ2 - Z2 = 90 - 55 = 35 răng Kiểm tra tỷ số truyền: i1 = Z1/ Z1' = = 1,25 i2 = Z2/ Z2' = = 1,5714 b> Đối với nhóm truyền thứ 2 Ta có : i3= = ằ có f3=22 g3 =54 và f3 + g3 = 22 + 54 = 76 i4== ằ có f4=30 g4 =46 và f4 + g4 = 30 + 46 = 76 i5=1 có f5=1 g5 =1 và f5 + g5 = 1 + 1 = 2 Vậy bội số trung nhỏ nhất K = 76 Emin nằm ở tia i3 vì i3 giảm nhiều hơn i4. Khi đó bánh răng Zmin nằm ở tia thứ 3 là bánh răng chủ động Ta có : Lấy Emin=1 ta có ồZ= E.K =1.76 = 76 răng Z3=.EK = = 22 răng Z3'= ồZ - Z3 = 76 - 22 = 54 răng Z4=.EK = = 30 răng Z4'= ồZ - Z4 = 76 - 30 = 46 răng Z5=.EK = = 38 răng Z5'= ồZ - Z5 = 76 - 38 = 38 răng Kiểm tra tỷ số truyền:i3 = Z3/ Z3' = = 0,407; i4 = Z4/ Z4' = = 0,65 I5 = Z5/ Z5' = = 1 c> Đối với nhóm truyền thứ 3 Nhóm truyền này có hai tỉ số truyền i=1/4 , i = 1 Trên máy T620thì ta nhận thấy hai tỉ số truyền đó được truỳen giữa hai trục của nhóm .Do vậy chúng có chung khoảng cách trục Nếu chúng có cùng môđul thì tổng số răng phảI là như nhau . Nhưng máy T620 tổng số răng trong hai tỉ số truyền này là khác nhau do vậy mà mỗi tỉ số truyền sử dụng một cặp bánh răng có môdul của cặp này khác của cặp kia . Tương ứng với hai tỉ số truyền ta lấy hai môdul là m6 và m7 Do kết cấu của hộp tốc độ nên ta chọn môđuyn khác nhau . Ta dùng hai loại môđuyn m6 và m7 .Điều kiện làm việc là: 2A = m6(Z6+Z6') = ồZ6.m6 2A = m7(Z7+Z7') = ồZ7.m7 Trong đó A- Khoảng cách trục ồZ6 , ồZ7- Tổng số răng của nhóm bánh răng có môđuyn m6 , m7 ồZ6/ồZ7 =m7/m6 Chọn m6 = 2,5 ; m7 = 3 Ta có i6= Z6/ Z6' = ằ i7= Z7/ Z7' =1 ồZ6/ồZ7 = m7/m6 = 3/2,5 ằ 11/9 Chọn ồZ6 = 11K và ồZ7 = 9K i = i = Bội số chung nhỏ nhất K = 10 Vậy ồZ6= 11.10 = 110 răng ồZ7= 9.10 = 90 răng Emin nằm ở tia i6 vì i6 giảm nhiều hơn i4. Khi đó bánh răng Zmin là bánh răng chủ động Ta có : Chọn E= 11 Z6=.EK = răng Z’6= 110 – 22 = 88 răng ồZ7= 90 răng i7= Z7/ Z7' =1 ' ị Z7=ồZ7/2 = 90/2 = 45 răng ị Z7'=ồZ7- Z7 = 90 - 45 = 45 răng Kiểm tra tỷ số truyền : i6 = Z6/ Z6' = = ; i7 = Z7/ Z7' = = 1 Đối với nhóm truyền thứ 4 : Nhóm truyền này có hai tỉ số truyền i8 =1/4 , i9 = 1 Trên máy T620thì ta nhận thấy hai tỉ số truyền đó được truỳen giữa hai trục của nhóm .Do vậy chúng có chung khoảng cách trục Nếu chúng có cùng môđul thì tổng số răng phảI là như nhau . Nhưng máy T620 tổng số răng trong hai tỉ số truyền này là khác nhau do vậy mà mỗi tỉ số truyền sử dụng một cặp bánh răng có môdul của cặp này khác của cặp kia . Tương ứng với hai tỉ số truyền ta lấy hai môdul là m8 và m9 Do kết cấu của hộp tốc độ nên ta chọn môđuyn khác nhau . Ta dùng hai loại môđuyn m6 và m7 .Điều kiện làm việc là: 2A = m8(Z8+Z8') = ồZ8.m8 2A = m9(Z9+Z9) = ồZ9.m9 Trong đó A- Khoảng cách trục ồZ8 , ồZ9- Tổng số răng của nhóm bánh răng có môđuyn m8 , m9 ồZ8/ồZ9 =m9/m8 Chọn m8 = 2,5 ; m9 = 3 Ta có i8= Z8/ Z8' = = i9= Z9/ Z9' =1 ồZ8/ồZ9 = m9/m8 = 3/2,5 = 11/9 Chọn ồZ8 = 11K và ồZ9 = 9K i8 = i9 = Bội số chung nhỏ nhất K = 10 Vậy ồZ8= 11.10 = 110 răng ồZ9= 9.10 = 90 răng Emin nằm ở tia i8 vì i8 giảm nhiều hơn i9. Khi đó bánh răng Zmin là bánh răng chủ động Ta có : Chọn E= 11 Z8=.EK = răng Z’8= 110 – 22 = 88 răng ồZ9= 90 răng i9= Z9/ Z9' =1 ' ị Z9=ồZ9/2 = 90/2 = 45 răng ị Z9'=ồZ9- Z9 = 90 - 45 = 45 răng Kiểm tra tỷ số truyền : i8 = Z8/ Z8' = = ; i9 = Z9/ Z9' = = 1 Đối vớinhóm truyền thứ 6 Ta dùng hai loại môđuyn m10 và m11 .Điều kiện làm việc là: 2A = m10(Zi+Zi') = ồZ10.m10 2A = m11(Zj+Zj') = ồZ11.m11 Trong đó A- Khoảng cách trục ồZ10, ồZ11- Tổng số răng của nhóm bánh răng có môđuyn m10 , m11 ồZ10/ồZ11 =m11/m10 Chọn m10 = 4 Tìm ồZ10bằng cách phân tích i10= Z10/ Z10' = = i11= Z11/ Z11' =j2 =1,51 với m11 = 3 ồZ10/ồZ11 = m11/m10 = 3/4 hay ồZ10 = 3K ồZ11 = 4K Với tỷ số truyền i10= ,tổng số ồZ10 phải là bội số chung của 3 do đó ta chọn K= 27 Vậy ồZ10= 3. 27 = 81 răng i10= Z10/ Z10' = Z10 + Z10' = 81 ' ị Z10=ồZ10/3 = 81/3 = 27 răng ị Z10'=ồZ10- Z10 = 81 - 27 = 54 răng Khoảng cách trục A là : A = m10. ồZ10/2 = 4. 81/2 = 162 mm Do đó : ồZ11= 3.27 = 108 răng i11= Z11/ Z11' =1,51 Z11 + Z11' = 108 ' ị Z11=ồZ11/2,51 = 108/2,51 = 42 răng ị Z11'=ồZ11- Z11 = 108 - 42 = 66 răng Khoảng cách trục A là : A = m11. ồZ11/2 = 3. 108/2 = 162 mm Như vậy các tỷ số truyền i10 , i11 dủng bánh răng dịch chỉnh Kiểm tra tỷ số truyền : i10 = Z10/ Z10' = = i11 = Z11/ Z11' = = 1,57 Từ các số liệu tính toán ở trên ta có bảng thống kê sau: Tỉ số truyền i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Số răng bánh chủ động 50 55 22 30 38 22 45 22 45 27 66 Số răng bánh bị động 40 35 54 46 38 88 45 88 45 54 42 Kiểm nghiệm sai số của chuỗi số vòng quay sai số của số vòng quay trục chính được tính theo công thức Dn = .100% Trong đó nt/c - Số vòng quay tiêu chuẩn ntính - Số vòng quay tính toán theo phương trình xích độ Nếu n nằm trong khoảng từ (- 2,6 đến 2,6) thì đạt yêu cầu . Nếu không thì không đạt yêu cầu , khi đó ta phải điều chỉnh lại tỉ số truyền ở các bộ truyền cố định và bộ truyền ngoài sao cho phù hợp TT Phương trình xích động ntính nt/c Dn% 1 750.... . 11,935 11,8 - 1,14 2 750.... . 15,05 15 -0,03 3 750.... . 19,106 19 - 0,56 4 750.... . 24,01 23,5 - 2,2 5 750.... . 29,3 30 2,3 6 750..... 36,83 37,5 1,8 7 750.... . 47,74 47,5 -0,5 8 750.... . 60,02 60 - 0,03 9 750.... . 76,42 75 - 1,9 10 750.... . 96,08 95 - 1,1 11 750.. .. . 117,18 118 0,7 12 750.... . 147,3 150 1.8 13 750.... . 190,97 190 - 0,5 14 750.... . 240,08 235 - 2,1 15 750.... . 305,7 300 - 1,9 16 750.... . 384,3 375 -2,4 17 750.... . 468,75 475 1,3 18 750... hoặc750.... . 584,28 600 1,9 19 750... 754,5 750 -0,6 20 750... 960,8 950 - 1,1 21 750... 1207,8 1180 - 2,3 22 750... 1473,2 1500 1,8 23 750... 1852,04 1900 2,5 Đồ thị biểu thị sai số giữa chuỗi số vòng quay của trục chính thực tế và chuỗi số vòng quay tiêu chuẩn. Phần B – Thiết kế truyền dẫn hộp Chạy dao I. Yêu cầu kỹ thuật và đặc điểm hộp chạy dao Số cấp chạy dao phải đủ quy luật phân bố lượng chạy dao theo cấp số cộng phạm vi điều chỉnh của lượng chạy dao smax- smin tính chất của lượng chạy dao liên tục độ chính xác của lượng chạy dao yêu cầu chính xác cao độ cứng vững của xích động nối liền trục chính và trục kéo Đặc điểm : - công suất truyền bé tốc độ làm việc chậm phạm vi điều chỉnh tỷ số truyền 1,5 Ê is Ê 2,8 Rs max= = = 14 Sắp xếp bước ren được cắt tạo thành các nhóm cơ sở và nhóm gấp bội Trong hộp chạy dao dùng cơ cấu noóctôn để cắt được các loại ren: Quốc tế, Môđuyn, Anh. + Ren quốc tế Nhóm cơ sở : tp = 1-1,25-1,5-1,75-2-2,5-3-3,5-4-4,5-5-5,5-6-7-8-9-10-11-12-13-14 Nhóm khuếch đại: tp=14-16-18-20-22-24-28-32-36-40-44-48-56-64-72-80-88-96-112-128-144-160-176-192 + Ren môđuyn Nhóm cơ sở : m = 0,5-1-1,25-1,5-1,75-2-2,25-2,5-3-3,25-3,5-4-4,5-5-5,5-6-6,5-7 Nhóm khuếch đại: i = 8;2. + Ren Anh n = 2-2,5-3-3-3-4-4-5-6-6-7-8-9-9,5-10-11-12-14-16-18-20-22-24 Nhóm khuếch đại: i = 8;2. Sắp xếp bảng ren: Ren Quốc Tế tp (mm) 1,75 3,5 7 1 2 4 8 2,25 4,5 9 1,25 2,5 5 10 5,5 11 1,5 3 6 12 Ren Anh n=25,4/tp 13 3,25 14 7 3,5 16 8 4 2 18 9 4,5 19 (9,5) 20 10 5 (22) 11 24 12 6 3 Ren Môđun 1,75 0,5 1 2 2,25 1,25 2,5 1,5 3 Ren Pit Dp= 25,4p/tp 56 28 14 7 64 32 16 8 72 36 18 9 80 40 20 10 88 44 22 11 96 48 24 12 Thiết kế nhóm truyền cơ sở Gọi Z1 Z2 Z3 ... là số răng của bộ bánh răng thuộc cơ cấu noóctông Người ta chứng minh được rằng khi cắt ren Anh và ren Pit thì số răng Zi của bộ nooctong tỷ lệ với số vòng ren n trong một tấc anh và số Dp n1:n2:n3:n4:…ne=Z1:Z2:Z3:Z4:…Ze Khi cắt ren quốc tế số răng Nợ TK i. của bộ nooctong tỷ lệ với bước ren quốc tế t1:t2:t3:…tn= Z1:Z2:Z3:…Zn Để cắt ren Quốc tế thì: Z1 : Z2 : Z3: Z4 : Z5 : Z6 = 3,5: 4 : 4.5 : 5 : 5.5 : 6 = 7: 8 : 9 : 10 : 11 : 12 Số răng Z1 , Z2 , Z3 ..không thể quá lớn vì sẽ làm tăng kích thước nhóm truyền nên người ta hạn chế trong giới hạn 25< Z< 60 Do đó Z1 : Z2 : Z3: Z4 : Z5 : Z6 = 28 : 32 : 36 : 40: 44 : 48 = 35 : 40 : 45 : 50: 55 : 60 Để cắt được ren Môđuyn thì Z1 : Z2 : Z3: Z4 : Z5 = 1,75: 2 : 2,25 : 2,5: 3.5 : Do đó số răng Z1 : Z2 : Z3: Z4 : Z5 =28 : 32 : 36 : 40 : 48 =35 : 40 : 45 : 50 : 60 Để cắt được ren Anh thì Z1 : Z2 : Z3: Z4 : Z5 : Z6: Z7 : Z8 = 13:14:16:18:19:20:22:24 = 6,5:7:8:9:9,5:10:11:12 Do đó số răng Z1 : Z2 : Z3: Z4 : Z5 : Z6: Z7 : Z8 = 26 : 28 : 32: 36 : 38 : 40 : 44 : 48 Để cát ren pit ta có Z1 : Z2 : Z3: Z4 : Z5 : Z6=56:64:72:80:88:96 Do đó số răng Z1 : Z2 : Z3: Z4 : Z5 : Z6= 28:32:36:40:44:48 Vậy để cắt được 4 loại ren trên thì số răng của cơ cấu nooctông là : Z1 : Z2 : Z3: Z4 : Z5 : Z6: Z7 : Z8 = 26 : 28 : 32: 36 : 38 : 40 : 44 : 48 Để tránh cho bộ noóctông trở nên kém cứng vững do 2 gôí đỡ đặt xa nhau,số bánh răng của bộ noóctông phải nhỏ hơn 10á13 bánh răng Nhận xét : Chỉ vì cắt loại ren Anh có n=19 ren/pit nên bộ noóctông phải thêm bánh răng Z5=38 bánh răng này không dùng cắt 3 loại ren còn lại nên ta bỏ bánh răng Z5=38.Như vậy bộ noóctông chỉ còn lại 7 bánh răng: Z1 : Z2 : Z3: Z4 : Z5 : Z6: Z7 = 26 : 28 : 32: 36 : 40 : 44 : 48 3. Thiết kế nhóm truyền gấp bội Nhóm gấp bội phải tạo ra 4 tỉ số truyền với j=2 .Chọn cột 7-12 trong bảng xếp ren quốc tế làm nhóm cơ sở thì các tỉ số truyền nhóm gấp bội là: 3.1. Phương án không gian PA Yếu tố 2x2 4x1 _Tổng số bánh răng _Tổng số trục _Chiều dài trục _Số bánh răng chịu mômen xoắn Mx 8 3 8b+7f 2 10 3 10b+9f 1 Nhận xét: PAKG 4x1 có số bánh răng trên một trục quá nhiều khó chế tạo do đó PAKG 2x2 hợp lý hơn. 3.2. Phương án thứ tự Phương án không gian 2x2 có hai PATT So sánh các phương án thứ tự : PATT Nhóm 1 Nhóm 2 2x2 2x2 I - II [1] [2] 2x2 II - I [2] [1] [x]max 2 2 Ta chọn phương án thứ tự I-II vì phương án này dẫn đến sự biến đổi các kết cấu máy nhịp nhàng cân đối hơn Ta có lưới kết cấu sau 3.3. Vẽ đồ thị số vòng quay Để tránh trùng lập tỷ số truyền ta chọn tỷ số truyền giữa các bộ truyền trong nhóm gấp bội khác 1 Ta có đồ thị số vòng quay như sau : Tính các tỷ số truyền giữa các bộ truyền trong nhóm gấp bội Nhóm truyền 1 : i1 = = ằ f1 + g1 = 2+5 = 7 i2 = = ằ f2 + g2 = 4+5 = 9 Bội số chung nhỏ nhất là K=63 Tia i1 là tia giảm nhiều hơn tia i2 zmin chủ động nên Emin = =<1 Chọn Emin =1 ồZ=E.K = 1.63 = 63 răng Z1=EK= =18 răng Z1'= ồZ-Z1=63-18= 45 răng Z2=EK= =28 răng Z2'= ồZ-Z2= 63-28= 35 răng Nhóm truyền 2 : i3 = = ằ f3 + g3 = 5+16 = 21=7.3 i4 = = ằ f4 + g4 = 5+4 = 9=32 bội số chung nhỏ nhất là K=63 Tia i1 là tia giảm nhiều hơn tia i2 zmin chủ động nên Emin = =>1 Chọn Emin =2 ồZ=E.K = 2.63 = 126 răng >120 do đó tinhá lại số răng . Chọn Zmin =14 răng Emin = =<1 Lấy Emin=1 ồZ=E.K = 1.63 = 63 răng Z3=EK= =15 răng Z3'= ồZ-Z3= 63 -15 = 48 răng Z4=EK= = 35 răng Z4'= ồZ-Z4= 63-35= 28 răng + Tính các tỷ số truyền còn lại (ibù) gồm các bánh răng thay thế và bánh răng phụ của hộp chạy dao . Phương trình của hộp chuyển động 1vòng tc . ibù. icơsở. igbội. tv= tp mà ibù = itt. icđ nên ta có 1vòng tc . itt.icđ. icơsở. igbội. tv= tp Trong đó itt - Tỷ số truyền thay thế icđ - Tỷ số truyền cố định icơsở- Tỷ số truyền cơ sở igbội- tỷ số truyền gấp bội của cơ cấu noóctông tv - Bước vít me tp - Bước ren được cắt Để tính ibù ta cho máy cắt thử một bước ren nào đó .Ta thử cắt ren quốc tế tp=10 mm Qua bảng xếp ren quốc tế ta có igbội= 1 Ta chọn tv= 12 mm Z0 = 28 răng Thì icsở==lúc đó bộ bánh răng hình tháp chủ động do đó ibù= = Ta chọn icđ= ibù = itt. icđ Ta có = itt . ịitt== Khi cắt ren Anh, xích cắt ren đi theo đường khác bộ bánh răng noóctông bị động tính icđ khi cắt ren anh như sau : icđ= cho cắt thử ren anh với n=8 tp=lúc đó icđ== igb= Ta có icđ= Tỷ số truyền 36/25 cũng được dùng khi cắt ren pitch (bánh răng noóctông bị động)nhưng với hai bánh răng thay thế khác nhau .Cuối cùng ta cần tính bánh răng thay thế khi cắt ren pitch và ren môđuyn Ta có phương trình cân bằng : itt= Cho cắt thử ren pitch Dp= 25,4.p/8=1272.12/52.8.97 igb= 4/2 ; icđ=36/25 ị itt = Kiểm tra các bước ren cất được cắt Phương trình cân bằngta có 1vòngtc.21/25.42/50.25/36.32/28.2.12=4=tp. Chương III Thiết kế động lực học máy I. Tính các lực tác dụng trong truyền dẫn Xác định lực chạy dao,lực cắt (Q,P) 1. Sơ đồ đặt lực trên cơ cấu chấp hành Lực cắt 2. Tính các lực thành phần Theo công thức bảng (II-1) có: P với C:hệ số kể đến ảnh hưởng của tính chất vật gia công t:chiều sâu cắt (mm) S:lượng chạy dao (mm/v) Sử dụng công thức nguyên lý cắt để tính lực cắt.Mặt khác để tính chính xác theo nguyên lý cắt,ta chọn chế độ cắt theo chế độ thử ._.