Lý thuyết

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên : Bùi Quang Triều

Bùi Đức Thọ

Phạm Văn Hoàn

Khoa : Cơ khí

Ngành : Chế tạo máy

Tên đề tài:

Tính toán, thiết kế máy tiện ren vít vạn năng.

Thông số đầu vào:

1. Hộp tốc độ:

Z = 23; = 1,26; nmin = 11,8 (v/ph); nđc = 1450 (v/ph)

2. Hộp chạy dao:

Ren quốc tế (tp): 1 ÷ 12

Ren mô đun (m): 0,5 ÷ 6

Ren Anh (n): 48 ÷ 4

Ren Pitch (Dp): 48 ÷ 6

Sngang min= ½ Sdọc min = 0,07 (mm/vòng)

Nội dung phần thuyết minh:

1. Tổng quan về máy tiện.

2. Khảo sát máy tương tự

a. Hộp tốc độ

b. Hộp chạy dao

c. Cơ cấu đặc biệt.

3. Tính toán thiết kế máy mới

a. Hộp tốc độ

b. Hộp chạy dao.

4. Tính toán sức bền một số chi tiết.

5. Hệ thống điều khiển.

Nội dung phần bản vẽ:

1. Bản vẽ sơ đồ động toàn máy (1 bản A0).

2. Bản vẽ khai triển hộp tốc độ (1 bản A0).

3. Bản vẽ khai triển hộp chạy dao (1 bản A0).

4. Bản vẽ điều khiển hộp tốc độ(1 bản A0).

5. Bản vẽ điều khiển hộp chạy dao (1 bản A0).

6. Ụ động.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

- TIẾN TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN:

....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

- NỘI DUNG ĐỒ ÁN:

....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

- HÌNH THỨC TRÌNH BÀY:

Thuyết minh: ......................................................................................................................

..............................................................................................................................................

Bản vẽ : ................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

- NHẬN XÉT KHÁC:

....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

- Ý KIẾN ĐÁNH GIÁ:

....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

Hà Nội, ngày ... tháng ... năm 2012.

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ DUYỆT

....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

- NỘI DUNG ĐỒ ÁN:

....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

- HÌNH THỨC TRÌNH BÀY:

Thuyết minh: ......................................................................................................................

..............................................................................................................................................

Bản vẽ : ................................................................................................................................

.............................................................................................................................................

- NHẬN XÉT KHÁC:

....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

- Ý KIẾN ĐÁNH GIÁ:

....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

Hà Nội, ngày ... tháng ... năm 2012

MỤC LỤC

CHƯƠNG I ................................................................................................................ 1

TỔNG QUAN VỀ MÁY TIỆN .................................................................................... 2

I. Công dụng: .................................................................................................... 2

1. Phạm vi gia công của máy tiện: .................................................................... 3

2. Phân loại máy tiện: ....................................................................................... 3

3. Các kí hiệu của máy tiện: .............................................................................. 4

4. Các loại máy tiện điển hình: ......................................................................... 4

CHƯƠNG II ............................................................................................................... 9

KHẢO SÁT MÁY TIỆN T620. .................................................................................... 9

I. Phân tích hộp tốc độ. ........................................................................................11

1. Xích tốc độ quay của trục chính: ................................................................11

2. Đồ thị vòng quay thực tế : ...........................................................................13

II. Phân tích hộp chạy dao : .............................................................................16

III, CÁC CƠ CẤU ĐẶC BIỆT Ở MÁY TIỆN .......................................................19

1. Cụm ly hợp ma sát .......................................................................................19

2. Cụm phanh...................................................................................................20

3. Cụm trục chính ............................................................................................21

5. Cơ cấu đai ốc bổ đôi ...................................................................................22

6. Ly hợp siêu việt ............................................................................................23

7. Cơ cấu an toàn bàn xe dao ..........................................................................24

8. Chạc điều chỉnh ...........................................................................................25

CHƯƠNG III ............................................................................................................ 26

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY MỚI. ........................................................................ 26

THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KẾT CẤU ĐỘNG HỌC: .......................................................26

I. THIẾT KẾ TRUYỀN DẪN HỘP TỐC ĐỘ ..................................................27

1.1. Thiết lập chuỗi số vòng quay ...................................................................27

1.2.PHƯƠNG ÁN KHÔNG GIAN (PAKG): ...................................................29

1.3. Phương án thứ tự (PATT): .....................................................................33

1.4.Vẽ đồ thị vòng quay ...................................................................................35

1.5.Tính toán số răng của các nhóm truyền trong hộp tốc độ ........................37

II. THIẾT KẾ TRUYỀN DẪN HỘP CHẠY DAO .............................................44

2.1.Yêu cầu kỹ thuật và đặc điểm hộp chạy dao .............................................44

2.2.Lập bảng xếp ren theo yêu cầu: ................................................................45

2.3.Thiết kế nhóm truyền cơ sở .......................................................................46

2.4.Thiết kế nhóm truyền gấp bội ...................................................................47

2.5.Tính các tỷ số truyền còn lại (ibù) : ...........................................................50

2.6.Tính sai số bước Ren : ..............................................................................51

2.7.Tính toán các bước tiện trơn .....................................................................53

CHƯƠNG IV ............................................................................................................ 54

THIẾT KẾ ĐỘNG LỰC HỌC MÁY......................................................................... 54

I. TÍNH CÁC LỰC TÁC DỤNG TRONG TRUYỀN DẪN ...................................54

1. Sơ đồ đặt lực trên cơ cấu chấp hành. ..........................................................54

2. Tính các lực thành phần .............................................................................54

II- TÍNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ ĐIỆN ...........................................................55

III. TÍNH SƠ BỘ ĐƯỜNG KÍNH TRỤC: ............................................................56

IV. TÍNH TRUYỀN DẪN DÂY ĐAI: ....................................................................57

V. TÍNH TRỤC CHÍNH VÀ Ổ TRỤC CHÍNH: ...................................................59

VI. TÍNH LY HỢP SIÊU VIỆT: ...........................................................................74

CHƯƠNG V ............................................................................................................. 77

THIẾT KẾ KẾT CẤU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN .................................................. 77

A. ĐIỀU KHIỂN CHO HỘP TỐC ĐỘ ................................................................77

I. Chọn kiểu và kết cấu tay gạt ........................................................................77

II. Tính toán cơ cấu điều khiển khối bánh răng hai bậc a ..............................82

II. TÍNH TOÁN CƠ CẤU ĐIỀU KHIỂN KHỐI BÁNH RĂNG BA BẬC B ....86

III. Tính toán cơ cấu điều khiển hai khối bánh răng hai bậc c và d .............89

B. THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN HỘP CHẠY DAO .............................97

I. NHIỆM VỤ CHUNG: .................................................................................97

II. CẤU TẠO- NGUYÊN LÝ- CÁCH TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TAY GẠT ....97

Tài liệu tham khảo ................................................................................................. 104

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Page: 1

Lêi nãi ®Çu

Một trong những nội dung đặc biệt quan trọng của cuộc cách mạng khoa học

kỹ thuật trên toàn cầu nói chung và với sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá

đất nước ta nói riêng hiện nay đó là việt cơ khí hoá và tự động hoá quá trình sản

xuất. Nó nhằm tăng năng xuất lao động và phát triển nền kinh tế quốc dân. Trong

đó công nghiệp chế tạo máy công cụ và thiết bị đóng vai trò then chốt . Để đáp ứng

nhu cầu này, đi đôi với công việc nghiên cứu,thiết kế nâng cấp máy công cụ là

trang bị đầy 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

nay nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp 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, đặc biệt em xin cảm

ơn thầy cô đã nhiệt tình giúp đỡ hướng dẫn để em hoàn thành đồ án này !

Nội dung bản đồ án:

Chương I : Nghiên cứu máy đã có

Chương II :Thiết kế máy mới

Chương III : Tính toán sức bền chi tiết máy

Chương IV :Thiết kế hệ thống điều khiển.

Chương 1: Tổng quan về máy tiện

Page: 2

CHƯƠNG I

TỔNG QUAN VỀ MÁY TIỆN

I. Công dụng:

Máy tiện là loại máy cắt kim loại, được dùng rộng rãi nhất để gia công các

mặt tròn xoay như: mặt trụ, mặt định hình, mặt nón, mặt ren vít, gia công lỗ ren,

gia công mặt đầu, cắt đứt. Có thể khoan, khoét, doa, cắt ren, tarô bằng bàn ren trên

máy.

Nếu có đồ gá có thể gia công các mặt không tròn xoay, hình nhiều cạnh,

ellip, cam...

Đặc điểm nguyên lý:

Máy tiện là máy cắt kim loại có chuyển động chính là chuyển động quay

tròn quanh tâm của phôi tạo ra tốc độ cắt, chuyển động chạy dao là chuyển động

tịnh tiên của dao gồm hai loại: chạy dao dọc, chạy dao ngang.


Page: 3

1. Phạm vi gia công của máy tiện:

2. Phân loại máy tiện:

Có nhiều cách phân loại khác nhau. Tùy theo các phân loại ta có tên gọi khác

nhau.

- Phân loại về mặt kết cấu và công dụng, máy tiện được phân ra:

+ Máy tiện vạn năng: + Máy tiện trơn

+ Máy tiện ren vít

o Máy tiện vạn năng được chế tạo thành nhiều cỡ: Cỡ nhẹ (≤ 500kg), cỡ trung( ≤

4 tấn), cỡ lớn (≤ 15 tấn), cỡ nặng (≤ 400 tấn); về truyền động kết cấu máy tiện

lại chia ra loại máy có trục vít me, loại không có trục vít me.

o Máy tiện chép hình: được trang bị các cơ cấu chép hình dể gia công những chi

tiết có hình dáng đặc biết. Loại này truyền động chỉ có trục trơn.

Hình I.1: Các dạng bề mặt gia công trên máy tiện.


Page: 4

o Máy tiện chuyên dùng: chỉ để gia công một vài loại chi tiết nhất định như: máy

tiện ren chính xác, máy tiện hớt lưng, máy tiện trục khuỷu, máy tiện bánh xe

lửa...

o Máy tiện cụt: để gia công các chi tiết nặng có D > L

o Máy tiện đứng: Động cơ trục chính thẳng đứng, gia công các chi tiết nặng phức

tạp.

o Máy tiện nhiều dao: là loại máy tiện có nhiều dao chuyển động độc lập, để cùng

một lúc có thể gia công chi tiết với nhiều dao cắt.

o Máy tiện revolver: dùng để gia công hàng loạt những chi tiết tròn xoay với

nhiều nguyên công khác nhau. Toàn bộ dao cắt cần thiết được lắp trên một bàn

dao đặc biệt gọi là đầu revolver, có trục quay đứng hoặc nằm ngang.

o Máy tự động và nửa tự động.

3. Các kí hiệu của máy tiện:

- Máy tiện ren vít vạn năng do nhà máy cơ khí Hà Nội sản xuất có kí hiệu:

Ví dụ: máy tiện T616: T là máy tiện

6: tiện ren vít vạn năng.

16: khoảng cách từ tâm máy đến băng máy là 16cm

- Máy tiện vạn năng sản xuất được kí hiệu theo quy ước của liên xô (cũ).

Ví dụ: máy tiện 16k20 được đọc là.

số1. máy tiện.

số 6. máy tiện ren vít vạn năng.

số 20 khoảng cách từ tâm máy đến băng máy là 20cm.

4. Các loại máy tiện điển hình: - Máy tiện vạn năng:

Dùng gia công : mặt trụ ngoài, mặt trụ trong, côn trong , côn ngoài, ren

vít trong , ren vít ngoài, tiện chép hình …

Máy Tiện ren vít vạn năng có nhiều cỡ: cỡ trung và cỡ nhỏ, cỡ để bàn và cỡ

nặng.


Page: 5

- Máy tiện cụt:

Dùng gia công chi tiết có đường kính lớn : puli, vô lăng, bánh răng, tấm

đệm.v.v…

Không có ụ động

Mâm cặp có đường kính rất lớn.

Số cấp tốc độ ít, số vòng quay thấp.

Hình I.2 : Máy tiện vạn năng Digital

Hình I.3: Máy tiện ren vít vạn năng


Page: 6

- Máy tiện đứng:

Gia công chi tiết có đường kính lớn Φ ≥ 300 mm

Nặng, hình dáng phức tạp

Bàn gá chi tiết nằm ngang quay theo trục thẳng đứng

Hình I.4: Máy tiện cụt do trung quốc sản xuất


Page: 7

Hình I.5: Máy tiện đứng do Trung Quốc sản xuất


Page: 8

Máy tiện CNC:

Dùng gia công hàng loạt và hàng khối.

Máy tiện tự động không chỉ thực hiện tự động toàn bộ chu trình chuyển

động của dụng cụ cắt để tạo ra sản phẩm hoàn chỉnh, mà còn tự động thực hịên

việc kẹp chặt và tháo chi tiết gia công.

Chương 2: Khảo sát máy tiện T620.

Page: 9

CHƯƠNG II

KHẢO SÁT MÁY TIỆN T620.

Các tính năng kỹ thuật chủ yếu của máy T620

Chỉ tiêu so sánh T620

Công suất động cơ (kW) 10

Chiều cao tâm máy (mm) 200

Khoảng cách lớn nhất giữa hai mũi tâm (mm) 1400

Số cấp tốc độ 23

Số vòng quay nhỏ nhất

Nmin ( vòng/phút ) 12,5

Số vòng quay lớn nhất

Nmax ( vòng/phút ) 2000

Lượng chạy dao dọc nhỏ nhất Sdmin (mm/vòng) 0,070

Lượng chạy dao dọc lớn nhất Sdmax (mm/vòng) 4,16

Lượng chạy dao ngang nhỏ nhất: Snmin (mm/vòng) 0,035

Lượng chạy dao ngang lớn nhất Snmax (mm/vòng) 2,08

Các loại ren tiện được

Quốc tế, Anh,

Môđun và ren

Pít

Ngoài ra đi kèm theo máy là các trang bị công nghệ phụ trợ như là: luynet

(giá đỡ), mâm cặp 4 vấu, mũi tâm, ụ động quay, các bánh răng thay thế …

Hình I.6: Máy gia công CNC TAKISAWA


Page: 10

Sơ đồ động máy T620


Page: 11

I. Phân tích hộp tốc độ.

1. Xích tốc độ quay của trục chính:

Xích này nối từ động cơ điện có công suất N = 10 kw,số vòng quay n=1450

vòng/phút,qua bộ truyền đai thang vào hộp tốc độ (cũng là hộp trục chính ) làm

quay trục chính VII.

Lượng di động tính toán ở hai đầu xích là :

nđ/c (vòng/phút) của động cơ ntc (vòng/phút) của trục chính.

Từ sơ đồ động ta vẽ được lược đồ các con đường truyền động qua các trục

trung gian tới trục chính như sau:

- Xích tốc độ có đường truyền quay thuận và đường truyền 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

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

Nhìn vào phương trình thực tế chỉ có 3 tỷ số truyền 1, 4

1,

16

1

Như vậy đường truyền tốc độ thấp vòng quay thuận còn 18 tốc độ 2x3x3x1= 18


Page: 12

Vậy đường truyền thuận có 18+6=24 tốc độ

Bao gồm: tốc độ thấp từ n1n18

tốc độ cao từ n19n24

Về mặt độ lớn ta thấy n18=n19.vậy trên thực tế chỉ có 23 tốc độ khác nhau

Các tỷ số truyền 1, 4

1,

16

1 tạo nên ikđại dùng cắt ren khuếch đại


Page: 13

2. Đồ thị vòng quay thực tế :

a.Tính trị số :

Ta có : nmin = 12,5 vòng/phút

nmax = 2000 vòng/phút

Z = 23

Tính công bội theo công thức = 1

min

maxz

n

n

= 1

5,12

2000Z = 1,26

Ta có các tỉ sổ truyền như sau :

- Từ trục II- III : i1 = 51

39 1,30 =

x1 x1 1,13

i2 = 34

56 1,65 =

x2 x2 2,17

- Từ trục III – IV : i3 = 55

21 0,38 =

x3 x3 - 4,19

i4 = 47

29 0,62 =

x4 x4 - 2,07

i5 = 38

38 1 =

x5 x5 0

- Từ trục IV – V : i6 = 88

22 0,25 =

x6 x6 - 6

i7 = 60

60 1 =

x7 x7 0

- Từ trục V – VI : i8 = 88

22 0,25 =

x8 x8 - 6

i9 = 49

49 1 =

x9 x9 0

- Từ trục VI – VII : i10 = 54

27 0,5 =

x10 x10 - 3

- Từ trục IV – VII : i11 = 40

60 1,50 =

x11 x11 1,78

c. Xác định độ xiên của các nhóm truyền :

Theo công thức : i = x với = 1,26

Nhóm truyền thứ nhất có hai tỷ số truyền :

i1= 39

51=1,26

x1 x1 1,13

i2= 34

56=1,26

x2 x2 2,17

Tia i1 lệch sang phải 1 khoảng là : 1,33log


Page: 14

Tia i2 lệch sang phải 1 khoảng là : 2,17log

Lượng mở giữa hai tia x : x= i1/i2=

1,13/

2.17 =

,-1,04 =

x

x = -1.04

Nhóm truyền thứ 2 (từ trục II tới trục III) có 3 tỷ số truyền

i3= 55

21 i4=

47

29 i5=

38

38

Tương tự như cách làm nhóm truyền 1 ta có :

x3 - 4,19 Tia i3 lệch sang trái 1 khoảng là : 4,19log

x4 - 2,07 Tia i4 lệch sang trái 1 khoảng là : 2,07log

x5 = 0 Tia i5 thẳng đứng

Lượng mở x = 2 ứng với nhóm truyền khuếch đại:

Nhóm truyền thứ 3 (từ trục III tới trục IV) có 2 tỷ số truyền

i6= 88

22 i7=

45

45

x6= - 6 Tia i6 lệch sang trái 6 khoảng log

x7 =0 Tia i7 thẳng đứng

Nhóm truyền thứ 4 (từ trục IV tới trục V) có 2 tỷ số truyền

i8= 88

22 i9=

45

45

x8= -6 Tia i8 lệch sang trái 6 khoảng log

x9 =0 Tia i9 thẳng đứng

Nhóm truyền gián tiếp (từ trục V tới trục VI) có 1 tỷ số truyền

i10= 54

27

x10= - 3 Tia i10 lệch sang trái 3 khoảng log

Nhóm truyền trực tiếp (từ trục III tới trục VI) có1 tỷ số truyền

i11= 40

60

x11= 1,78 Tia i11 lệch sang phải 1 khoảng là 1,78log


Page: 15

c.Vẽ đồ thị vòng quay

VII

VI

V

IV

III

II

i7=1i6=0,25

i5=1

12,5

16

20

25

31,5

40

50

63

80

100

125

160

200

250

315

400

500

630

800

1000

1250

1600

2000

i10=0,5

i8=0,25

i11=1,5

i9=1

i4=0,62

i3=0,38

i1=1,3i2=1,65


Page: 16

II. Phân tích hộp chạy dao :

Phân tích đường truyền xích chạy dao cắt ren và tiện trơn:

a)Tiện 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 (hoặc qua ikđ rồi

mới 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 97

64 và

50

42)

+ Bộ bánh răng noóctông chủ động chuyển động từ trục IX qua li hợp 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 36

28 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:


Page: 17

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)

+ 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-

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

- lượng di động tính toán : 1vòng trục chính ÷ tp (mm)

- bánh răng thay thế 50

42, bánh noóctông chủ động

Khi cắt ren Anh

n = 30-28-26-24-20-19-18-16-14-13-12-11-10-9,5-9-8-7-6-5-4-3-2

- lượng di động tính toán : 1vòng trục chính ÷ 25,4/n (mm)

Trong đó n: số vòng quay trên 1 tấc anh

bánh răng thay thế 50

42, con đường 2 bánh noóctông bi động

Phương trình cắt ren Anh

1vòngtc(VII).60

60(VIII).

42

42(IX).

50

42(X).

38

35.

35

28(XI)

25

28.

nz

36(XII)

28

35.

35

28.I).igb.(XV).tv=tp

khi cắt ren môđuyn: (Dùng cho truyền động)

+ Nhóm cơ sở : m= 0,5-1-1,25-1,5-1,75-2-2,25-2,5-3

+ Nhóm khuếch đại: m= 3,25-3,5-4-4,5-5-5,5-6-6,5-7-8-9-10-11-12-13-14-16-

18 20 22-24-26-28-32-36-44-48

- Lượng di động tính toán : 1vòng tc ÷ m (mm)

i gb

i cđ

i tt

i cs

p t


Page: 18

- Bánh răng thay thế 97

64, con đường 1 noóctông chủ động

- Phương trình xích động

1vgtc (VII).60

60(VIII).

42

42(IX).

97

64 (X) C2

36

nz.

28

25 (XI) C3 (XII).igb.(XV).12 =

tp

khi cắt ren Pitch:

+ Nhóm cơ sở : Dp= 192-176-160-144-128-112-96-88-72-64-56-48-44-40-36-

32-28-24-22-20-18-16-14

+ Nhóm khuếch đại: Dp= 6-5-4-3-2-1

- Lượng di động tính toán : 1vòng tc ÷ 25,4./Dp (mm)

- Bánh răng thay thế 97

64, con đường 1 noóctông biđộng

khi cắt ren khuyếch đại :

Xích truyền không có gì thay đổi so với các xích trên mà chỉ thêm vào các tỉ số

truyền khuyếch đại :

22

88

22

88

Ikđ = 1 vòng tc(VII). 27

54(VI). (V) VI

45

45

45

45

khi tiện ren chính xác : yêu cầu xích truyền động ngắn nhất :

1 vòng tc(VII).icd.itt = tp

b) Xích tiện trơn :

- 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 dọc 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


Page: 19

Bảng xếp ren của máy tiện T620:

Ren quốc tế Tp (mm) Ren môđuyn m =

t p (mm)

-

-

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

8

9

10

11

12

-

-

-

-

-

-

-

-

-

0,5

-

-

-

-

-

-

1

-

1,25

-

1,5

-

1,75

2

2,25

2,5

2,75

3

Ren anh n = t tp

4,25 Ren pitch Dp =

t p

.4,25

13

14

16

18

20

-

24

6,5

7

8

9

10

11

12

3,25

3,5

4

4,5

5

-

6

-

-

2

-

-

-

3

-

56

64

72

80

88

96

26

28

32

36

40

44

48

13

14

16

18

20

22

24

-

7

8

9

10

11

12

III, CÁC CƠ CẤU ĐẶC BIỆT Ở MÁY TIỆN

1. Cụm ly hợp ma sát

a- Công dụng:

- Đảo chiều quay trục chính.

- Bánh răng 2 quay thuận ( khối bánh răng 56 – 51 ) và bánh răng quay ngược 6

(bánh răng 50). Có khoét lõm vào tạo thành moay ơ và bên trong có đặt đĩa ma

sát 3. Vờu ngoài của đĩa ma sát lọt vào các rãnh của moay ơ. Đĩa 12 có lỗ then

hoa ăn khớp với phần then hoa trên trục một. Các đĩa ma sát làm việc theo

nguyên lý sau: Nếu ép chặt 3 vào đĩa số 12, chúng sẽ liên kết với nhau bằng lực

ma sát. Chuyển động quay từ trục một qua đĩa ma sát truyền cho khối bánh

răng 56 – 51 hoặc 50.

b- Cách tháo lắp:

- Được mô tả theo chuyển động trên đĩa.

c- Hiệu chỉnh cụm li hợp ma sát:


Page: 20

- Muốn hiệu chỉnh cụm li hợp ma sát, ta chỉ việc tháo hai chốt của đai ốc điều

chỉnh và dùng cà lê móc chuyên dùng vặn đai ốc điều chỉnh, sao cho các đĩa li

hợp ma sát có một khoảng tiêu chuẩn. Điều chỉnh đến khoảng cách phù hợp ta

lại đóng hai chốt của đai ốc điều chỉnh lại.

2. Cụm phanh

a- Công dụng:

- Phanh hãm trục chính, cho trục chính ngừng chuyển động ngay tức thời.

- Trên trục ba của hộp tốc độ có lắp bánh hãm và dây phanh ( trường hợp khớp

li hợp ma sát ở vị trí trung gian) vấu của thanh răng sẽ tác động vào cánh tay

đòn làm dây phanh kéo căng ra và hãm trục chính lại.

b- Cách hiệu chỉnh:

- Khi cụm phanh mòn ta hiệu chỉnh cụm phanh như sau:

- Tháo chốt của đai ốc điều chỉnh, vặn đai ốc điều chỉnh đẩy vấu của thanh răng

tịnh tiến vào một khoảng sao cho cánh tay đòn kéo dây phanh đến khi khe hở

của dây phanh và bánh đai đạt thông số tiêu chuẩn. Khe hở phù hợp lại đóng

chốt của đai ốc điều chỉnh lại.

- Nếu điều chỉnh đúng khi trục chính quay tới tốc độ 2000( vg/ph)( không lắp

mâm cặp và phôi) có thể phanh cho trục chính đứng lại trong khoảng thời gian

1,5 giây.


Page: 21

3. Cụm trục chính

a. Cách khử khe hở cụm trục chính

- Đầu trục chính có lỗ côn với độ côn moóc số 12 để lắp mũi tâm và cácdụng cụ

khác để kẹp phôi. ở phía ngoài đầu trục chính có mối lắp côn để lắp mâm cặp

của máy. Trục chính được gá trên hai gối đỡ lăn gối đỡ phĩa trước là loại tự

lựa, bi đũa hai hàng bi 12 vòng trong của ổ bi côn. ổ bi được điều chỉnh bằng

đai ốc hãm 12 ép chặt vào vòng trong của ổ bi. Vòng trong của ổ bi xê dịch đến

phần côn của trục chính và được nới ra làm giảm độ hở giữa bi và vòng của ổ bi

4. Cơ cấu Norton Cơ cấu Norton bao gồm một số bánh răng lắp kế tiếp nhau theo dạng hình

tháp (hình 5) trên trục (I). Truyền động được đưa tới trục (II) qua bánh đệm

Z36. Bánh răng trung gian Z25 ăn khớp với bánh răng di trượt Z28 được lắp

trên khung (1). Khung này có thể dịch chuyển quanh trục và dọc trục (II).

Khi cần cho bánh răng Z36 ăn khớp với một bánh răng nào đó của khối

Norton thì xoay khung (I) một góc, dịch chuyển dọc trục đến vị trí cần thiết và

đưa bánh răng Z36 vào ăn khớp với bắnh răng trên khối Norton. Trục (I) có thể

là trục chủ động hoặc bị động. Khối bánh răng hình tháp trên máy T620 lắp 7

bánh răng ( Z1 = 26, Z2 = 28, Z3 = 32, Z4 = 36, Z5 = 40, Z6 = 44, Z7 = 48).

Kích thước của cơ cấu Norton nhỏ gọn, tuy thực hiện nhiều tỷ số truyền

nhưng độ cứng vững không cao.


Page: 22

5. Cơ cấu đai ốc bổ đôi

Để đảm bảo độ chính xác khi cắt ren, xích truyền động không đi qua trục

trơn mà dùng trục vít me có bước ren chính xác. Khi tiện trơn phải cắt mối liên

hệ của trục chính với bàn dao qua truyền động của vít me với đai ốc, người ta

dùng cơ cấu đai ốc bổ đôi như hình vẽ 6


Page: 23

Khi chạy dao bằng vít me, phần (1) và (2) cảu đai ốc bổ đôi được ăn khớp

chặt vào vít me nhờ tay quay (3) xoay đĩa (4) đưa hai chốt (5) mang hai nửa

của đai ốc di động trong hai rãnh định hình (6) tiến gần nhau. Khi tay quay (3)

quay theo chiều ngược lại, đai ốc mở ra, giải phóng hộp xe dao khỏi trục vít me.

Ren của vít me và đai ốc là ren hình thang và luôn có cơ cấu để khử khe hở

của ren.

6. Ly hợp siêu việt

ở máy tiện T620, chuyển động chạy dao nhanh được thực hiện bằng động

cơ riêng. Để trục trơn có thể thực hiện chạy dao nhanh đồng thời với chuyển

động chạy dao dọc và chạy dao ngang mà không bị gãy trục do có tốc độ khác

nhau, trên má có dùng ly hợp siêu việt lắp trên trục trơn XV ( hình 7).

Cơ cấu lý hợp siêu việt bao gồm: vỏ (1) được chế tạo liền với bánh răng

Z56 để nhận truyền động từ hộp từ hộp chạy dao. Lõi (2) quay bên trong vỏ (1)

có xẻ 4 rãnh và trong từng rãnh có đặt co lăn hình trụ (3). Mỗi con dao lăn đều

có lò xo (4) và chốt (5) đẩy nó luôn tiếp xúc với vỏ (1) và lõi (2). Lõi (2) được

lắp trên trục XV bằng then.

Khi chạy dao, khối bánh răng có hai tỷ số truyền 28 làm cho vỏ (1) quay

56

theo chiều ngược kim đồng hồ. Do ma sát và lực tác dụng của lò xo (4), con lăn

sẽ bị kẹt ở chỗ hẹp giữa vỏ (1) và lõi (2). Do đó lõi (2) sẽ nhận chuyển động

chạy giao chuyền cho trục trơn XV trục trơn này sẽ quay cùng chiều và cùng

vận tốc với vỏ (1). Khi vỏ (1) chuyển động theo chiều kim đồng hồ, con lăn (3)

sẽ chạy đến chỗ rộng giữa vỏ (1) và lõi (2). Lõi (2) qua then cùng với trục trơn

XV đứng yên, xích chạy giao bị ngắt. Muốn cho trục trơn XV chuyển động theo

chiều này phải cho khối bánh răng Z28 – Z28 trên trục XVI vào khớp với bánh

răng Z56 lắp cố định trên trục trơnXV ngoài ly hợp siêu việt. Truyền động này

còn dùng để cắt ren mặt đầu.

Khi chạy giao nhanh, trục trơn XV nhận chuyển động từ động cơ ĐC2(N=

1KW) làm lõi (2) quay nhanh theo chiều ngược kim đồng hồ. Lúc này (1) cũng

Hình ảnh Ly hợp siêu việt của máy T620


Page: 24

vẫn nhận chuyển động chạy giao theo chiều ngược kim đồng hồ, nhưng vận tốc

chậm hơn lõi (2). Do đó các con lăn (3) đều chạy đến vị trí rộng giữa vỏ (1) và

lõi (2). Xích chạy giao bị cắt đứt và trục trơn đựơc chuyển động với tốc độ

nhanh.

7. Cơ cấu an toàn bàn xe dao

Khi tiện trơn, để đảm bảo an toàn cho máy có lắp cơ cấu an toàn trong bàn

xe dao. Cơ cấu này đặt trong xích chạy dao tiện trơn, nó sẽ tự động ngắt xích

truyền động khi máy làm việc bị quá tải hoặc gặp sự cố kỹ thuật.

Cơ cấu phòng quá tải được trình bày trên hình 8. Khi máy quá tải làm cho

lò so bị nén lại ly hợp M1 bị tách ra và ngắt đường xích chạy dao.


Page: 25

8. Chạc điều chỉnh

Để điều chỉnh lượng chạy dao thích hợp với từng chi tiết gia công khác

nhau, máy T620 dùng chạc điều chỉnh (1) để lắp các bánh răng thay thế a, b,c,d,

nhằm thay đổi tỷ số truyền itt. Chạc (1) lắp lồng không và có thể quay một góc

nhất định trên trục IX theo rãnh dẫn hướng trên chạc ( hình 9). Để đảm bảo ăn

khớp cuả bánh răng c và d, trục quay của bánh răng c và b có khả năng di

chuyển dọc theo rãnh dẫn hướng xuyên tâm của trục IX. Ăn khớp của bánh

răng a và b được đảm bảo nhờ chạc điều chỉnh có thể quay xung quanh trục IX.

Chương 3: Tính toán thiết kế máy mới

Page: 26

CHƯƠNG III

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY MỚI.

THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KẾT CẤU ĐỘNG HỌC:

Căn cứ vào yêu cầu của máy cần thiết kế với số cấp tốc độ z=23, tốc độ vòng

quay trục chính nmin = 15 vòng/phút, công bội = 1,26 và dựa vào máy đã có

T620, ta thiết kế máy mới có sơ đề kết cấu động học như sau:

Dựa vào sơ đồ kết cấu động học ta viết được phương trình xích động tổng quát cho

các xích truyền động của máy như sau:

Phương trình xích tốc độ:

. ( / )dc v TCn i n vg ph (trong vi có chứa kdi )

Phương trình xích cắt ren thường

/ 11 . . . . .vg tc dc tt cs gb x pi i i i t t (mm)

i v i kd

i dc

i tt

i cs i gb

i xd

t x2

ĐC

t p

S n TC


Page: 27

Phương trình cắt ren khuyếch đại dọc

/ 11 . . . . . .vg tc kd dc tt cs gb x pi i i i i t t (mm)

Phương trình cắt ren khuyếch đại ngang

/ 2 11 . . . . . .vg tc kd dc tt cs gb xd x pi i i i i i t t (mm)

Phương trình xích tiện trơn ăn dao dọc

/1 . . . . . . .vg tc kd dc tt cs gb xdi i i i i i thanh răng bánh răng = dS (mm/vg)

Phương trình xích tiện trơn ăn dao ngang

/ 21 . . . . . ( / )vg tc dc tt cs gb xd x ngi i i i i t S mm vg

I. THIẾT KẾ TRUYỀN DẪN HỘP TỐC ĐỘ

1.1. Thiết lập chuỗi số vòng quay

Chuỗi số vòng quay tuân theo quy luật cấp số nhân

Thực tế gia công thì phôi có kích thước bất kỳ, vật liệu phôi rất khác nhau nên chế

độ cắt khác nhau mà cụ thể là cần tốc độ trục chính phải rất khác nhau, về lý

thuyết thì tốc độ trục chính là vô cấp là tốt nhất, nhưng phương án này là không

khả thi vì rất tốn kém do đó phải dùng phương án phân cấp

Ta nhận thấy, chuỗi vòng quay tuân theo quy luật cấp số nhân là tốt hơn cả vì khi

đó tổn thất công suất( tốc độ) tương đối sẽ là không đổi. Trong khoảng từ nmin đến

nmax có Z cấp tốc độ: n1 = nmin, n2, …, nk, nk+1, …, nZ = nmax.

Trong chuỗi số vòng quay có tỉ số giữa hai số vòng quay bất kỳ kế tiếp nk và nk+1

là một số không đổi thì chuỗi đó phải tuân theo quy luật cấp số nhân có công bội

là

Ta có n1 = nmin

n2=n1.

n3=n2. = n1. 2

n4=n3. = n1. 3

..........

n23=n22. = n1. 22

=nmax

Suy ra = 1

min

maxz

n

n

Ta có = z-1n max /11,8 = 1,26 (z=23)

Suy ra n max = 1905,61 vg/ph

n1 = nmin = 15 vg/ph

Công thức tính tộc độ cắt

V= 1000

dn m/ph

Trong đó d- Đường kính chi tiết gia công (mm)


Page: 28

n- Số vòng quay trục chính (vg/ph)

Tính số hạng của chuỗi số

Phạm vi điều chỉnh Rn =nn

min

max = 1905,61

11,8=161,5

Công bội = 1,26

Số cấp tốc độ z = 23

Trị số vòng quay cơ sở thành lập từ trị số vòng quay đầu tiên n1 = 15 vg/ph và

nz = n1. z-1

Lần lượt thay z = 123 vào ta có bảng sau:

Công thức tính ntính nchuẩn

n1= nmin 11,8 11,8

n2= n1. 14,89 15

n3= n2. = n1.2 18.9 19

n4= n3.= n13

. 23,8 23,56

n5= n4.= n14

. 30 30

n6= n5.= n15

. 37,8 37,5

n7= n6..= n16 47,64 47,5

n8= n7..= n17 60 60

n9= n8..= n18 75,63 75

n10= n9.= n19

. 95,3 95

n11= n10.= n110

. 120 118

n12= n11..= n111

151,3 150

n13= n12..= n112

190,6 190

n14=n13..= n113

240,18 235

n15=n14..= n114

302,627 300

n16=n15. = n115

381,31 375

n17=n16. = n116

480,45 475

n18=n17. = n117

605,37 600

n19=n18.= n118

762,765 750

n20=n19.= n119

961,1 950

n21=n20.= n120

1210,96 1180

n22=n21..= n121

1525,82 1500

n23=n22..= n122

1922,528 1900


Page: 29

1.2. PHƯƠNG ÁN KHÔNG GIAN (PAKG):

Do số phương án không gian quá nhiều nên ta dùng công thức tính toán số nhóm

truyền tối thiểu để loại các phương án không cần thiết.

Ta có 24

1 tdi

Tính số nhóm truyền tối thiểu.

dc

xghn

ni min

min4

1

trong đó imin gh : là tỷ số truyền nhỏ nhất trong hộp tốc độ

x : là số nhóm truyền tối thiểu của xích phân bố từ động cơ điện

tới cuối xích

nđc :là tốc độ quay của động cơ chọn N=10 (kw)

nđc=1450(vòng/phút)

thay vào ta có dc

x n

nmin

4

1

minlg( ) lg( ) lg(1450) lg(11,8)3,3

lg(4) lg(4)

dcn nx

chọn x=4

Vậy số nhóm truyền tối thiểu là 4 vì vậy những nhóm truyền nhỏ hơn 4 loại

Theo đề bài cho z=23 nhưng đây là một số tối thiểu không phân tích thành số

nguyên tố được nên ta lấy zảo=24

Z = 24 =24x1

=12x2

=8x3

=4x3x2

=3x2x2x2

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

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)

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 2x2x3x2)

4. Tính chiều dài sơ bộ của hộp tốc độ theo công thức:

L = b + f


Page: 30

b- chiều rộng bánh răng

f- khoảng hở giữa hai banh răng và khe hở để lắp miếng gạt

5. Số bánh răng chịu mô men xoắn ở trục cuối cùng:

PAKG 2 x 2 x 3 x 2 2 x 2 x 2 x 3 3 x 2 x 2 x 2 2 x 3 x 2 x 2

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

PA: 3x2x2x2


Page: 31

PA: 2x2x3x2

PA: 2x3x2x2


Page: 32

f b

L

PA: 2x2x2x3

Phương án

Yếu tố so sánh

3x2x2x2 2x2x3x2 2x3x2x2 2x2x2x3

1.Tổng số bánh răng Sz

2. Tổg số trục Str

3. Chiều dài trục Lmin

4. Số bánh răng chịu Mmax

5. Cơ cấu đặc biệt

18

5

19b + 18f

2 ly hợp ma sát

18

5

19b + 18f

2 ly hợp ma sát

18

5

19b + 18f

2 ly hợp ma sát

18

5

19b + 18f

3 ly hợp ma sát

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.


Page: 33

Sơ đồ động của hộp tốc độ:

1.3. 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 TT Nhóm 1 TT Nhóm 2 TT Nhóm 3 TT Nhóm 4

1 2 x 3 x 2 x 2

I II III IV

[1] [2] [6] [12]

7 2 x 3 x 2 x 2

II I III IV

[3] [1] [6] [12]

13 2 x 3 x 2 x 2

III I II IV

[6] [1] [3] [12]

19 2 x 3 x 2 x 2

IV I II III

[12] [1] [3] [6]

2 2 x 3 x 2 x 2

I III II IV

[1] [4] [2] [12]

8 2 x 3 x 2 x 2

II III I IV

[2] [4] [1] [12]

14 2 x 3 x 2 x 2

III II I IV

[6] [2] [1] [12]

20 2 x 3 x 2 x 2

IV II I III

[12] [2] [1] [6]

3 2 x 3 x 2 x 2

I IV II III

[1] [8] [2] [4]

9 2 x 3 x 2 x 2

II III IV I

[2] [4] [12] [1]

15 2 x 3 x 2 x 2

III IV I II

[4] [8] [1] [2]

21 2 x 3 x 2 x 2

IV III I II

[12] [4] [1] [2]

4 2 x 3 x 2 x 2

I II IV III

[1] [2] [12] [6]

10 2 x 3 x 2 x 2

II I IV III

[3] [1] [12] [6]

16 2 x 3 x 2 x 2

III I IV II

[6] [1] [12] [3]

22 2 x 3 x 2 x 2

IV I III II

[12] [1] [6] [3]

5 2 x 3 x 2 x 2

I III IV II

[1] [4] [12] [2]

11 2 x 3 x 2 x 2

II IV III I

[2] [8] [4] [1]

17 2 x 3 x 2 x 2

III II IV I

[6] [2] [12] [1]

23 2 x 3 x 2 x 2

IV II III I

[12] [2] [6] [1]

6 2 x 3 x 2 x 2

I IV III II

[1] [8] [4] [2]

12 2 x 3 x 2 x 2

II IV I III

[2] [8] [1] [4]

18 2 x 3 x 2 x 2

III IV II I

[4] [8] [2] [1]

24 2 x 3 x 2 x 2

IV III II I

[12] [4] [2] [1]


Page: 34

Vẽ một số lưới kết cấu đặc trưng:

21 876543

IV

1514131211109 212019181716 242322V

2[1]

III

2[4]

II

3[8]

2[2]

In0

2 x 3 x 2 x 2

II IV III I

I

II

III

IV

V

2[1]

3[2]

2[6]

2[12]

1 2 3 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 234 5 6 7 24

n0

2 x 3 x 2 x 2

I II III IV

IV

143 4 5 6 71 2 9 10 11 12 138 16 17 18 19 2015 22 23 2421V

2[1]

III

2[2]

3[4]

II

2[12]

In0

2 x 3 x 2 x 2

IV III II I


Page: 35

Nhận xét :qua bảng trên ta thấy các phương án đều có xmax

>8 như vậy không

thoả mãn điều kiện xmax

8

Do vậy ta phải bóp lưới để lượng mở xmax

8.Cấp tốc độ không đúng theo yêu

cầu vì vậy phải chia làm hai hộp tốc độ một hộp có 6 tốc độ chạy nhanh không đi

qua ikđ,còn một hộp 18 tốc độ chạy chậm. đi qua ikđ.

Tất cả các phương án đều không đạt nhưng ta quyết định dùng phương án thứ tự

2 x 3 x 2 x 2

I II III IV

[1] [2] [6] [12]

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

Để đảm bảo xmax

8 ta phải thu hẹp lượng mở tối đa từ xmax

= 12 xuống

xmax

= 6

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 n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 n9 n10 n11n12n13 n14 n15 n16 n17 n18 n19 n20 n21 n22 n23 n24

ửmax= (1,26)6 = 4 < 8

Với đường truyền tốc độ thấp I-II-III-IV công thức động học của phương án

được viết lai như sau. 2[1] x 3[2] x 2[6] x2[6]

Sự trùng tốc độ là do nhóm cuối cùng thu hẹp lượng mở từ 12 khoảng lgử xuống 6

khoảng lgử. Số cấp độ trùng Ztrùng=12 - 6 = 6 cấp.

Với đường truyền tốc độ cao I - II – III Có công thức động học của đường

truyền này là 2[1] x 3[2] x 1[0]

1.4. Vẽ đồ thị vòng quay

Chọn động cơ có N=10 (kw), ndc=1450 (vòng/phút)


Page: 36

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/i

1

umaxi ; n0max = nmin/i

1

umini

Trong đố i- chỉ số biểu thị nhóm truyền

i

1

umaxi= umax1. umax2... umaxi

i

1

umini= umin1. umin2... umini

Có thể lấy

i

1

umaxi= umax1. umax2... umaxi= 2

i

1

umini= umin1. umin2... umini = 1/4

Vậy nomax= 11,8/(1/4)4 = 3020,8 (vòng/phút)

nomin= 1905,61/24 = 119,1 (vòng/phút)

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 nếu n0 cao thì số vòng quay của các trục ngang trung

gian sẽ cao,momen xoắn bé kích thước của các bánh răng,các trục nhỏ gọn,tiết

kiệm được nguyên vật liệu.

chọn no= n19=750 vg/ph

Khi đó iđ= no/ nđc.đ= 750/1450.0,985 = 0,53

Ta vẽ được đồ thị vòng quay của máy như sau:


Page: 37

1.5. Tính toán số răng của các nhóm truyền trong hộp tốc độ

a) Tính nhóm truyền cố định t trục động cơ đến trục thứ nhất

Nhược điểm của lưới kết cấu là không biểu diễn được TST cụ thể, các trị số vòng

quay cụ thể trên các trục, do đó không tính được truyền dẫn trong hộp, để khắc

phục nhược điểm này ta vẽ đồ thị vòng quay.

Qua khảo sát và nghiên cứu máy hiện có T620, ta nhận thấy dạng máy mà ta đang

thiết kế có kết cấu và các phương án được chọn gần như tương tự. Do đó, để vẽ

được đồ thị vòng quay hợp lí, dựa vào máy mẫu và các loại máy hạng trung cung

cỡ để khảo sát.

Chọn số vòng quay động cơ điện: trên thực tế , đa số các máy vạn năng hạng

trung đều dùng động cơ điện xoay chiều ba pha không đồng bộ có nđc = 1450 v/p.

Như trên, để dễ dàng vẽ được đồ thị vòng quay nên chọn trước số vòng quay n0

của trục vào rồi sau đó ta mới xác định TST. Mặt khác, n0 càng cao thì càng tốt, vì

nếu n0 cao thì số vòng quay của các trục ngang trung gian sẽ cao, mômen xoắn bé

dẫn tới kích thước của các bánh răng, các trục... nhỏ gọn, tiết kiệm được nguyên

n 1 n 2 n 3 n 4 n 5 n 6 n 7 n 8 n 9 n 10 n 11 n 12 n 13 n 14 n 15 n 16 n 17 n 18 n 19 n 20 n 21 n 22 n 23 VI

V

IV

III

II

I 750

i 1 i 2

i 3 i 4 i 5

i 6 i 7

i 8 i 9 i 11

i 10


Page: 38

vật liệu. Thông qua việc khảo sát máy T620, trên trục đầu tiên có lắp bộ li hợp ma

sát, để cho li hợp ma sát làm việc trong điều kiện tốt nhất thì ta chọn tốc độ

no = nđcơ. io. đ= 750, vận tốc này cũng là một vận tốc của trục cuối cùng.

io=750

1450.0,985 = 0,53

b) Tính số răng của nhóm truyền thứ nhất

Theo công thức Zx= gf

xx

fx

.EK Zx

'= Z - Zx

Trong đó : K là bội số chung nhỏ nhất của mọi tổng fx + gx.

fx , gx là các số nguyên không chứa thừa số chung.

Zx + Z’x là tổng số răng ăn khớp giữa hai bộ truyền

K = E. K K là bội số chung nhỏ nhất của mọi tổng fx + gx

E là số nguyên mà E > Emin nào đó để Zx > Zmin và Z’x Zmin để tránh

hiện tượng cắt chân răng.

Zmin là số răng tối thiểu dùng trong hộp tốc độ (Zmin = 17 răng) được

xác định

Zx = x

x x

f

f gE. K Zmin Emin cd =

min ( )x x

x

Z f g

f K

với bánh răng

nhỏ nhất là chủ động.

Z’x = x

x x

f

f gE. K Zmin Emin bị =

min ( )x x

x

Z f g

g K

với bánh răng

nhỏ nhất là bị động.

Ta có : i1= 1= 1,26

1=

4

5 =

1

1

g

f có f1=5 g1 =4và f1 + g1 = 5+4 = 9

i2= 2= 1,26

2=

7

11 có f2=11 g2 =7 và f2 + g2= 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=Kg

gfz.

)(

2

22min

=18.7

18.17 =

7

17=2,43

Với Zmin =17.

Lấy Emin= 3 ta có Z= E.K =3.18= 54 răng.

Để tận dụng bánh răng làm vỏ ly hợp ma sát nên đường kính bánh răng

khoảng 100mm, theo máy mẫu thì module bánh răng khoảng 2,5 nên bánh răng

chủ động chọn khoảng trên 50 răng


Page: 39

Chọn Emin = 5 suy ra: Z= E.K = 5.18 = 90 răng

Z1= gf

f

11

1

.E.K = 90.

45

5

= 50 răng

Z1'= Z - Z1 = 90 - 50= 40 răng

Z2 = gf

f

22

2

.E.K = 90.

711

11

= 55 răng

Z2' = Z2 - Z2 = 90 - 55 = 35 răng

Kiểm tra tỷ số truyền: i1 = Z1/ Z1' =

40

50= 1,25 i2 = Z2/ Z2

' =

35

55= 1,57

c) Tính số răng của nhóm truyền thứ hai

Ta có : i3=

4

1=

26,14

1 =

57

23 có f3=23; g3 =57 và f3 + g3 = 23 +57 = 80

i4=

2

1=

26,12

1 =

49

31 có f4=31; g4 =49 và f4 + g4 = 31 + 49 = 80

i5=1 = 40

40có f5=40; g5 =40và f5 + g5 = 40 + 40 = 80

Vậy bội số trung nhỏ nhất K = 80

Emin nằm ở tia i3 vì i3 giảm nhiều hơn i4. Khi đó bánh răng Zmin nằm ở tia thứ 2 là

bánh răng chủ động

Ta có : Emin=Kf

gfZ.

)(

3

33min

=80.23

)5723.(17 =0,74 < 1

Lấy Emin=1 ta có Z= E.K =1.80 = 80 răng

Z3= gf

f

33

3

.E.K = 80.

5723

23

= 23 răng

Z3'= Z - Z3 = 80 - 23 = 57 răng

Z4= gf

f

44

4

.E.K = 80.

4931

31

= 31(răng)

Z4'= Z - Z4 = 80 - 31 = 49 (răng)

Z5= gf

f

55

5

.E.K = 80.

4040

40

= 40 (răng)

Z5'= Z - Z5 = 80- 40 = 40 (răng)


Page: 40

Kiểm tra tỷ số truyền : i3 = Z3/ Z3' =

57

23= 0,40 ; i4 = Z4/ Z4

' =

49

31= 0,63 ;

i5 = Z5/ Z5' =

40

40= 1

d) Tính số răng của nhóm truyền thứ 3

Ta có : i6 = 6

6

66 4

1

26,1

11

g

f

i7 = 0 =

7

7

1

1

g

f

Vậy f6 + g6 = 1 + 4 = 5 và f7 + g7 = 1 + 1 = 2

Nếu ta gọi K3 là bội số chung nhỏ nhất của các tổng fi + gi trên thì ta có :

K2 = 5. 2 = 10

Từ đó ta đi tính Emin cd(Do giảm tốc nên bánh răng bé đóng vai trò bánh chủ động).

Ta nhận thấy i6 giảm tốc nhiều hơn so với i7 do đó ta có :

Emin cd = 63

66min

.

).(

fK

gfZ

Thay số vào ta có :

Emin cd = 5,81.10

5.17

Vậy ta lấy Emin cd = 11 ( Để đường kính chân răng lớn hơn đường kính trục khi tính

toán )

Và ta có tổng số răng của bộ truyền sẽ là :

3Z K3. Emin cd = 11.10 = 110

Số răng cụ thể của từng bánh răng sẽ là :

Z6 = 63 min

6 6

1. . .110 22

5cd

fK E

f g

( răng )

Z6’ = 6

3 min

6 6

4. . .110 88

5cd

gK E

f g

( răng )

Tiếp theo đó ta có :

Z7 =Z’7 = 7

3 min

7 7

1. . .110 55

2cd

fK E

f g

( răng )

Kiểm tra tỷ số truyền :

Với kết quả tính toán ở trên ta có :

i6 = 4

1

88

22,

6

6 Z

Z

i7 = 1

1

55

55,

7

7 Z

Z

Vậy các tỷ số truyền trên đây đều nằm trong phạm vi cho phép 24

1 i


Page: 41

e) Tính số răng của nhóm truyền thứ 4

i8 = 8

8

66 88

22

4

1

26,1

11

g

f

f8 + g8 = 22 + 88 = 110

i9 = 0=

9

9

1

1

g

f

f9+ g9 = 1 + 1 = 2

Do đó bội số chung nhỏ nhất là k=110

Nên Emin cd=22

17

110.22

)8822(17

.

)(

8

88min

kf

gfZ<1

Chọn E=1

Tổng số răng của nhóm truyền là

Z= E.K =1.110 = 110 (răng)

Vậy Z8= 22110

110.22..

88

8

KEgf

f (răng)

88221108

'

8 ZZZ (răng)

Z9= 552

110.1..

99

9

KEgf

f (răng)

55551109

'

9 ZZZ (răng)

f. Tính số răng của nhóm truyền thứ 5

Ta có : i10 = 10

10

33 2

1

26,1

11

g

f

Vậy f10 + g10 = 1 + 2 =3 = K5

Và Emin cd = 105

1010min

.

).(

fK

gfZ

Thay số vào ta có :

Emin cd = 171.3

3.17

Vậy ta lấy Emin cd = 27 ( Để bánh răng Z10’ có đường kính chân răng lớn hơn đường

kính trục chính )

Và ta có tổng số răng của bộ truyền sẽ là :

5Z K5. Emin cd = 27.3 = 81

Và Z10 = 105 min

10 10

1. . .81 27

3cd

fK E

f g

( răng )

Z10’ = 10

5 min

10 10

2. . .81 54

3cd

gK E

f g

( răng )


Page: 42

Kiểm tra tỷ số truyền :

Qua tính toán ở trên ta có : i10 = 2

1

54

27,

10

10 Z

Z

g. Tính số răng nhóm truyền tốc độ cao:

Ta có : i11 = i2 = 2 = 1,26

2 = 1,58 =

42

66

Vậy theo kết quả tính toán ở trên ta có :

Z11 =2. Z2 = 66 ( răng )

Z11’ = 2.Z2

’= 42 ( răng )

Sở dĩ ta lấy số răng các bánh lớn như vậy là dó bánh Z11’ phải lắp trên trục chính có

đường kính lớn.

Từ các số liệu tính toán ở trên ta có bảng thống kê sau:

I 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

zz

i

i

'tính

40

50

35

55

57

23

49

31

40

40

88

22

55

55

88

22

55

55

54

27

42

66

zz

i

i

'chuẩn

39

51

34

56

55

21

47

29

38

38

88

22

60

60

88

22

49

49

54

27

40

60

Kiểm nghiệm sai số vòng quay trục chính

Ta có phương trình cân bằng xích động nt/c = nđ/cơ.đ.itđ1

1'zz

. 2

2'Z

z . . . .

Trong đó nđ/cơ = 1450 vg/ph

đ = 0,985

ta chọn iđ = 750

1440= 0,53

nII tính = nđcơ.đ.iđt = 1450. 0,985. 0,66 = 728,41 vg/ph

nlýthuyết = n19 = 750 vg/ph

Tính sai số vòng quay theo công thức n = n

nntc

tínhtc

.100%

Trong đó: ntc - Số vòng quay tiêu chuẩn.

ntính - Số vòng quay tính toán theo phương trình xích động.

Sai số [n] = 10( - 1) = 10( 1,26 - 1)= 2,6.


Page: 43

Bảng sai số vòng quay

TT Phương trình xích động ntính nt/c n%

1 nđc.đ.iđ.50 23 22 22 27

. . . .40 57 88 88 54

11,93 11,8 -1,1

2 nđc.đ.iđ.55 23 22 22 27

. . . .35 57 88 88 54

14,75 15 1,66

3 nđc.đ.iđ.50 31 22 22 27

. . . .40 49 88 88 54

18,55 19 2,37

4 nđc.đ.iđ.55 31 22 22 27

. . . .35 49 88 88 54

23,13 23,50 1,57

5 nđc.đ.iđ.50 40 22 22 27

. . . .

40 40 88 88 54 29,08 29,7 2,07

6 nđc.đ.iđ.55 40 22 22 27

. . . .35 40 88 88 54

36,57 37,5 2,48

7 nđc.đ.iđ.50 23 55 22 27

. . . .40 57 55 88 54

45,97 47,01 2,22

8 nđc.đ.iđ.55 23 55 22 27

. . . .35 57 55 88 54

59,02 60 1,63

9 nđc.đ.iđ.50 31 55 22 27

. . . .40 49 55 88 54

74,2 75 1,07

10 nđc.đ.iđ.55 31 55 22 27

. . . .35 49 55 88 54

92,54 95 2,59

11 nđc.đ.iđ.50 40 55 22 27

. . . .40 40 55 88 54

116,34 118 1,41

12 nđc.đ.iđ.55 40 55 22 27

. . . .35 40 55 88 54

146,27 150 2,49

13 nđc.đ.iđ.50 23 55 55 27

. . . .40 57 55 55 54

183,88 188,05 2,22

14 nđc.đ.iđ.55 23 55 55 27

. . . .35 57 55 55 54

236,08 235 -0,46

15 nđc.đ.iđ.50 31 55 55 27

. . . .40 49 55 55 54

296,8 300 1,07

16 nđc.đ.iđ.55 31 55 55 27

. . . .35 49 55 55 54

370,147 375 1,3


Page: 44

17 nđc.đ.iđ.50 40 55 55 27

. . . .40 40 55 55 54

465,33 475 2,04

18 nđc.đ.iđ.55 40 55 55 27

. . . .35 40 55 55 54

585,07 600 2,5

19 nđc.đ.iđ.55 23 66

. .35 57 42

735,52 750 1,93

20 nđc.đ.iđ.50 31 66

. .40 49 42

932,76 950 1,82

21 nđc.đ.iđ.55 31 66

. .35 49 42

1163,32 1180 1,41

22 nđc.đ.iđ.50 40 66

. .40 40 42

1462,46 1500 2,5

23 nđc.đ.iđ.55 40 66

. .35 40 42

1869,26 1900 1,62

Đồ thị sai số vòng quay:

Sau khi kiểm tra sai số ta thấy n không có giá trị vượt quá giới hạn cho phép.

II. THIẾT KẾ TRUYỀN DẪN HỘP CHẠY DAO

2.1. 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.

0 n 1 n 2 n 3 n 4 n 5 n 6 n 7 n 8 n 9 n 10 n 11 n 12 n 13

n 14 n 15 n 16 n 17 n 18 n 19 n 20 n 21 n 22 n 23

Δn%

-2,6

2,6

n (v/ph)


Page: 45

- 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 is 2,8 Rs max= max

min

s

i

ii

= 5,1

8,2 14.

2.2. Lập bảng xếp ren theo yêu cầu:

Máy yêu cầu cần phải tiện được các ren quy chuẩn như sau:

Ren quốc tế: tp=1; 1,25; 1,5; 1,75; 2; 2,25; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5; 6; 7; 8;

9; 10; 11; 12;

Ren Anh: được tính bằng số bước ren trên 1 inch theo công thức n=25,4/tp;

với tp là bước ren được cắt (mm); ta có n= 24; 22; 20; 19; 18; 16; 14; 12; 11; 10;

9; 8; 7; 6; 5; 4,5; 4; 3,5; 3,25; 3; 2.

Ren module: tính theo công thức m=tp/; với tp là bớc ren đợc cắt (mm); ta

có 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

Ren pitch: tính theo công thức Dp=25,4/tp; Dp= 96; 88; 80; 72; 64; 56; 48; 44;

40; 36; 32; 28; 24; 22; 20; 18; 16; 14; 12; 11; 10; 9; 8; 7

Bảng xếp ren:

Zn Ren quốc tế (1÷12) Ren module ( 0,5÷6)

26 - - - - - - - -

28 - 1,75 3,5 7 - - 1,75 3,5

32 1 2 4 8 0,5 1 2,00 4

36 - 2,25 4,5 9 - - 2,25 4,5

40 1,25 2,5 5 10 - 1,25 2,50 5

44 - - 5,5 11 - - 2,75 5,5

48 1,5 3 6 12 - 1,5 3 6

8

1

4

1

2

1

1

1

8

1

4

1

2

1

1

1


Page: 46

Zn Ren Anh (48÷4) Ren Pitch ( 48 ÷ 6)

26 26 13 62

1 - 26 13 - -

28 28 14 7 - 28 14 7 -

32 32 16 8 4 32 16 8 -

36 36 18 9 42

1 36 18 9 -

40 40 20 10 5 40 20 10 -

44 44 22 11 - 44 22 11 -

48 48 24 12 6 48 24 12 6

8

1

4

1

2

1

1

1

8

1

4

1

2

1

1

1

2.3. Thiết kế nhóm truyền cơ sở

Gọi Z1 Z2 Z3... là số răng của bộ bánh răng thuộc cơ cấu noóctông ta có :

Để cắt ren Quốc tế thì:

Z1 : Z2 : Z3: Z4 : Z5 : Z6 = 3,5 : 4 : 4,5 : 5 : 5,5 : 6

Hoặc 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 Môđun thì:

Z1 : Z2 : Z3: Z4 : Z5 = 1,75 : 2 : 2,25 : 2,5 : 3

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 = 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

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 8 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


Page: 47

2.4. Thiết kế nhóm truyền gấp bội

Chọn cột 3,5 - 6 trong bảng xếp ren quốc tế làm nhóm cơ sở thì các tỉ số truyền

nhóm gấp bội là: 1

1:

2

1:

4

1:

8

1. Do nhóm gấp bội có các tỷ số truyền là

1

1:

2

1:

4

1:

8

1 ta

thấy hai tỷ số truyền liên tiếp gấp đôi nhau, nên nhóm gấp bội phải tạo ra 4 tỉ số

truyền với =2.

a. 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

8b+7f

1

Sơ đồ tính chiều dài nhỏ nhất:

5b+4f

3b+3f

Lmin

Với b:chiều rộng bánh răng.

f:khoảng khe hở để lắp miếng gạt.

Nhận xét: PAKG 4x1 có số bánh răng trên một trục nhiều khó chế tạo và có

chiều dài trục lớn. Do đó PAKG 2x2 hợp lý hơn.

b. Phương án thứ tự.

Ta có k=2!=2 phương án So sánh các phương án thứ tự :


Page: 48

PATT Nhóm 1 Nhóm 2

2x2 2x2

I - II

[1] [2]

2x2

II - I

[2] [1]

[x]max 2 2

Ta có lưới kết cấu sau :

I

II

III

I

II

III

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 và dễ điều khiển.

c. 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.Nhóm gấp bội có 4 tỷ số truyền là 8

1;

4

1;

2

1;

1

1 ta vẽ được đồ thị

vòng quay như sau :


Page: 49

i1

i2

i3 i4

i'1 i'2 i'3 i'4

Ta thấy: 8

111.

1.

368,132,131

'

1

iii

4

111.

1.

268,132,032

'

2

iii

2

11.

1. 32,0

32,141

'

3

iii

1

11.1.

1. 32,0

32,042

'

4

iii

Tính các tỷ số truyền giữa các bộ truyền trong nhóm gấp bội

Nhóm truyền 1 :

i1 = 32,1

1

=

232,1

1 =

5

2 ; f1 + g1 = 2+5 = 7

i2 = 32,0

1

=

232,0

1 =

5

4 ; 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 = 63.2

)52(17 =

18

17<1

Chọn E=1

Z=E.K = 1.63 = 63 răng

Z1=gf

f

11

1

EK= 63.

7

2=18 răng

Z1'= Z-Z1=63-18= 45 răng


Page: 50

Z2=gf

f

22

2

EK= 63.

54

4

=28 răng

Z2'= Z-Z2= 63-28= 35 răng

Nhóm truyền 2 :

i3 = 68,1

1

=

268,1

1 =

16

5 ; f3 + g3 = 5+16 = 21=7.3

i4 = 0,32

= 20,32

= 4

5 ; f4 + g4 = 5+4 = 9=3

2

bội số chung nhỏ nhất là K= 63

Tia i1 là tia giảm nhiều hơn tia i2 zmin chủ động nên Emin = 63.5

)165(17 =

15

17>1

Chọn E=2

Z=E.K = 2.63 = 126 răng >120 do đó tinh lại số răng . Chọn Zmin =14 răng

Emin = 63.5

)165(14 =

15

14<1

Lấy Emin=1:

Z=E.K = 1.63 = 63 răng

Z3=gf

f

33

3

EK= 63.

165

5

=15 răng

Z3'= Z-Z3= 63 -15 = 48 răng

Z4=gf

f

44

4

EK= 63.

45

5

= 35 răng

Z4'= Z-Z4= 63-35= 28 răng

2.5. Tính các tỷ số truyền còn lại (ibù) :

Tỷ số truyền còn lại bao gồm các bánh răng thay thế và bánh răng phụ của hộp

chạy dao .

Phương trình cân bằng chuyển động :

1vòng trục chính. ibù. icơsở. igbội. tv= tp

mà ibù = itt. icđ nên ta có

1vòng trục chính. itt.icđ. ics. igb. tv= tp

Trong đó ibù- là tỷ số truyền còn lại bù vào xích truyền động

itt -Tỷ số truyền bộ bánh răng thay thế

icđ - Tỷ số truyền 1 số bộ bánh răng cố định còn lại nằm trên xích truyền

ics- Tỷ số truyền của nhóm cơ sở (tỷ số truyền cơ cấu nóoc-tông)

igb- Tỷ số truyền gấp bội

tv - Bước vít me


Page: 51

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= 5 mm

Do nhóm gấp bội có 4 tỷ số truyền là 8

1;

4

1;

2

1;

1

1 nên ta có igbội=

1

1

Theo máy tương tự ta chọn tv= 12 mm ; Z0 = 36 răng

Thì icsở=zz

0

5 =36

40 lúc đó bộ bánh răng hình tháp chủ động

do đó ibù= iit

t

gbcsëv

p

.. 36/40.1.12

5=

8

3

Dựa vào máy tương tự chọn icđ= 28

25

Vì ibù = itt. icđ nên 8

3= itt.

28

25 itt=

25

21=

50

42

-,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= iiit

t

ttgbcsv

p

...

cho cắt thử ren Anh với n=8 vòng/phút, tp=8

4,254,25

n,lúc đó icđ=

zz

3

0 =32

28 ;igb=

2

1

Ta có icđ= 25

28

)50/42).(2/1).(32/28.(12

8/4,25

Tỷ số truyền 28/25 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= iiit

t

cđgbcsv

p

...

Cho cắt thử ren Pitch Dp =8 khi đó

tp= pD

.4,25=

8.97.5

12.1272

2

igb= 1/1 ; icđ=28/25 itt =97

64

25

28.

1

1.

32

3612

8.97.5

12.1272

2

2.6. Tính sai số bước Ren :

Kiểm tra đối với ren quốc tế

Ta thử với tp = 5,5 ( mm )

Có ics = 36

44


Page: 52

igb = 2

1

icđ = 28

25

itt = 50

42

Vậy 1 vgtc. 36

44.

2

1.

28

25.

50

42.12 = 5,5 ( mm )

Như vậy không có sai số khi cắt ren quốc tế với tp = 5,5 ( mm )

Kiểm tra đối với ren Anh

Ta thử với K = 4 vậy tp = 350,64

4,25 ( mm )

Có ics = 32

36

igb = 2

1

icđ = 25

28

itt = 50

42

Vậy 1 vgtc. 32

36.

2

1.

25

28.

50

42.12 = 6,3504 ( mm )

Như vậy có một lượng sai số khi cắt ren Anh là :

tp = 6,3504 - 6,350 = 0,0004 ( mm )

Kiểm tra đối với ren module

Ta thử với m = 4 vậy tp = ð. 4 = 12,564 ( mm )

Có ics = 36

32

igb = 1

2

icđ = 28

25

itt = 97

64

Vậy 1 vgtc. 36

32.

28

25.

1

2.

97

64.12 = 12,568 ( mm )

Như vậy có một lượng sai số khi cắt ren module là :

tp = 12,568 - 12,564 = 0,004 ( mm )

Dựa vào kết quả cắt thử với bốn loại ren trên ta nhận thấy rằng độ chính xác

khi cắt các loại ren được đảm bảo đúng yêu cầu thiết kế với một lượng sai số nhỏ.


Page: 53

2.7. Tính toán các bước tiện trơn

Theo đầu bài lượng chạy dao : Smin (dọc)

=2Smin(ngang)

=0,08 mm/vòng

Dựa vào máy chuẩn ta lấy các tỷ số truyền như máy chuẩn,khi đó ta có các phương

trình cân bằng như sau:

1vt/c.itt.icđ.ics.igb. 10.3..66

14.

60

38.

30

60.

28

6.

26

37.

37

30.

56

28 =Sdọc

1vt/c.itt.icđ.ics.igb. 5.21

64.

64

42.

60

38.

30

60.

28

6.

26

37.

37

30.

56

28=Sngang

Tiện trơn theo con đường cắt ren hệ mét,ta có thể viết lại phương trình cân bằng

như sau :

_Đi qua itt=42/50,Noóctông chủ động :

Sdọc =1vt/c. .36

.28

25.

50

42 nZigb. 10.3..

66

14.

60

44.

28

6.

26

37.

37

30.

56

28 =0,0377.Zn.igb

Sngang =1vt/c. .36

.28

25.

50

42 nZigb. 5.

21

64.

64

42.

60

44.

28

6.

26

37.

37

30.

56

28 =0,0189.Zn.igb

_Đi qua itt=64/97,cơ cấu Noóctông chủ động :

Sdọc =1vt/c. .36

.28

25.

97

64 nZigb. 10.3..

66

14.

60

44.

28

6.

26

37.

37

30.

56

28 =0,0296.Zn.igb

Sngang =1vt/c. .36

.28

25.

97

64 nZ igb. 5.

21

64.

64

42.

60

44.

28

6.

26

37.

37

30.

56

28 =0,0148.Zn.igb

Từ các phương trình trên ta thấy khi cơ cấu Nóoctông chủ động có Zn=28-48 và

igb=1/8 đều cho giá trị khác yêu cầu. Vậy ta phải điều chỉnh một số cặp bánh răng

trong hộp xe dao để đảm bảo yêu cầu.Tuy nhiên để dảm bảo khoảng cách trục như

máy chuẩn ta phải giữ nguyên Z=const.

Ta chọn con đường đi qua itt=42/50 và cơ cấu Nóoctông chủ động nên ta điều

chỉnh cặp trục vít từ 6/28 xuống 4/28,lúc đó:

Sdọc min=0,0251.28.1/8=0,08 mm/v

S ng min=0,0126.28.1/8=0,04 mm/v

Vậy ta có các đường truyền sau :

1vt/c. .36

.28

25.

50

42 nZigb. 10.3..

66

14.

60

44.

28

4.

26

37.

37

30.

56

28 =Sdọc

1vt/c. .36

.28

25.

50

42 nZ igb. 5.

21

64.

64

42.

60

44.

28

4.

26

37.

37

30.

56

28=Sngang

Kết luận : Toàn bộ đường tiện trơn sẽ đi theo đường tiện ren qua cặp bánh răng

28/56 vào hộp xe dao.Do đó đường tiện trơn là hệ quả của đường tiện ren,bước tiện

trơn dày hơn nhiều so với bước tiện ren tiêu chuẩn.

Chương 4: Thiết kế động lực học máy

Page: 54

CHƯƠNG IV

THIẾT KẾ ĐỘNG LỰC HỌC MÁY

I. TÍNH CÁC LỰC TÁC DỤNG TRONG TRUYỀN DẪN

Xác định lực chạy dao,lực cắt (Q,Pc)

1. Sơ đồ đặt lực trên cơ cấu chấp hành.

Lực cắt ZYX PPPP

2. Tính các lực thành phần

Theo công thức bảng (II-1) có: P YX

ZYX StCPP ..,,

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 máy:

- Thử có tải:

Chi tiết 115,l=200,thép 45,HB=207.

Dao P18.Chế độ cắt n=40 (v/p)

S=1,4 (mm/v)

t=6 (mm) 16.2000.. YX

Z StCP . 75,04,1 =15445 (N) 9,06.1250.. YX

Y StCP . 75,04,1 =8069 (N) 2,16.650.. YX

X StCP . 65,04,1 =6945 (N)


Page: 55

Mc= ).(888).(5,8880642

115.6,15444 mNmmN

- Thử công suất:

Chi tiết 70, l=350, thép 45 có chống tâm

Dao T15K6. n=400

S=0,39

t=5

Tính tương tự như công thức trên có:

)(2626

)(2431

)(4935

NP

NP

NP

Y

X

Z

Lực chạy dao (Q):

Theo công thức thực nghiệm do Rêsêtôp và Lêvít với máy tiện có sống trượt lăng

trụ:

Q=k. )( GPfP ZX

G: trọng lượng phần dịch chuyển =250 kg =2500 N

f: hệ số thu gọn ma sát trên sống trượt =0,15 đến 0,18

k: hệ số tăng lực ma sát do XP tạo ra mômen lật; k=1,15

Thay vào công thức trên có: Q=1,15.6945+0,16.(15445+2500)

=10858(N)

II- TÍNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ ĐIỆN

Trong máy tiện nguồn động lực của hộp tốc độ và hộp chạy dao do một động cơ

cung cấp.

1.Xác định công suất động cơ truyền dẫn chính:

Công suất động cơ gồm: pcdc NNNN 0

với cN : công suất cắt

0N : công suất chạy không

pN : công suất phụ tiêu hao theo hiệu suất và do những nguyên nhân ngẫu

nhiên ảnh hưởng đến sự làm việc của máy.

- Công suất cắt 81,9.102.60

.vPN Z

c (kW)

Theo chế độ thử công suất ZP = 4935(N), n=400(v/p), d=70(mm)

1000

400.70.

1000

dnv =87,96(m/p)

- Công suất cắt 81,9.102.60

96,87.4935cN =7,23(kW)


Page: 56

Thường thì dcc NN .)8570( 00 nên có thể tính gần đúng:

80,0

23,7

c

dc

NN =9,04(kW)

Do đó chọn động cơ tiêu chuẩn N=10(kW) và n=1450(v/p).

2.Xác định công suất chạy dao:

- Khi tính theo tỉ lệ với công suất động cơ chính:

dcVdcS NKN . (với máy tiện k=0,04)

=0,04.9,04=0,3616(kW)

-Khi tính theo lực chạy dao:

81,9..10.612

.4

cd

SdcS

VQN

(kW) với:

SV :tốc độ chạy dao, SV =S.n=0,39.400=156(mm/p)

cd :hiệu suất chung của cơ cấu chạy dao ( 2,015,0 )

Q:lực kéo (N).Thay vào công thức trên:

81,9.15,0.10.612

156.88774dcSN 0,154(kW).

III. TÍNH SƠ BỘ ĐƯỜNG KÍNH TRỤC:

- Số vòng quay tính toán trên trục i:

4

min

max.n

nnn mimti

- Công suất trên trục thứ i đối với hộp tốc độ:

Nti=Nđc.i

i là hiệu suất từ động cơ đến trục i.Với các giá trị hiệu suất :

+ bộ truyền đai: 97,0d

+ truyền động bánh răng: 98,0br

+ ổ: 995,0o

- Mô men xoắn trên trục i :

Mxi=ti

ti

n

N.10.55,9 6

- Đường kính sơ bộ cuả trục i : dsb =3

.2,0

iM ; MPa3020 .


Page: 57

Trục nmin nmax ntinh MXtinh Ntruc dsb dchon

II 932,76 932,76 932,76 140131,54 9,85 32,72 35

III 1163,32

1462,46 1163,32 99529,55 9,26 29,19 30

IV 465,33

1462,46 619,572 184915,41 8,71 35,89 40

V 116,34 1462,46 219,06 491791,37 8,19 49,72 50

VI 29,08 1462,46 77,44 1309452,25 7,71 68,92 70

VII 14,75 2311,7 41,385 1849786,27 7,25 77,33 90

IV. TÍNH TRUYỀN DẪN DÂY ĐAI: - Như lý luận ở trên ta đã chọn động cơ theo máy tương tự T620 với công

suất là : N = 10 kw và số vòng quay n =1450 vg/ph vậy ta có mômen xoắn của trục

động cơ sẽ là :

T1 = 9,55.106. )(65862

1440

10.10.55,9 6 Nmm

n

N

dc

dc

Bộ truyền đai có bánh chủ động được lắp trên đầu trục của động cơ và bánh

bị động sẽ lắp trên đầu trục II của hộp tốc độ.

Vì bánh chủ động lắp trên trục động cơ cho nên số vòng quay của trục dẫn

sẽ là n1 = nđc = 1450 ( vg/ph )

Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền là 90o để cho kích thước máy nhỏ gọn

nhất theo mặt phẳng vuông góc với trục chính.

Từ những dữ liệu cho như trên ta đi tính toán thiết kế bộ truyền đai thang

theo trình tự như sau :

- Chọn tiết diện đai.

Theo bảng 4.13 sách tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập I chọn tiết diện

đai Á với các kích thước bt=14; b=17; h=10,5; y0= 4,0 ;

Cũng theo bảng 4.13 chọn đường kính bánh đai nhỏ là d1=160 (mm)

Vận tốc đai là:

)/(14,1260000

1450.160.14,3

60000

.. 11 smnd

V

Ta thấy nhỏ hơn vận tốc cho phép smVsmV /25/14,12

- Tính đường kính bánh đai lớn.

Theo công thức (4.2) sách tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1 ta có 1. 12 did d


Page: 58

Với = 0,01-0,02 chọn =0,02

mmd 23802,01160.52,12 .Theo tiêu chuẩn ta chọn d2 = 240 (mm)

Như vậy tỷ số truyền thực tế sẽ là :

ut

5306,102,01160

240

11

2

d

d

Sai số tỷ số truyền:

%4%7,0%100.5306,1

52,15306,1%100

t

t

u

uuu vậy thoả mãn

-,Theo bảng 4.14 sách tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1 thì

5,12

d

a a=1,5.d2=1,5.240=360(mm)

với a là khoảng cách trục sơ bộ.

- Tính chiều dài đai theo khoảng cách trục sơ bộ.

Theo công thức(4.4)ta có.

a

ddddaL

.4).(.5,0.2

2

1221

mm1353360.4

160240)160240(14,3.5,0360.2

2

Theo bảng 4.13 chọn chiều dài đai chuẩn là L=1400(mm)

- Nghiệm số vòng chạy của đai trong 1(s)

Theo (4.15) ta có.

ssL

Vi

110

161,8

4,1

06,12 do đo thoả mãn

- Tính khoảng cách trục a theo chiều dài tiêu chuẩn L=1400(mm).

Theo công thức (4.6)

4

8 22

a

Trong đó 772160240.14,3.5,01400..5,0 12 ddL

402

160240

2

12

dd

Vậy mma 3844

40.8772772 22

- Xác định góc ôm 1.

0

min

00

012

00

1 120121384

16024057180

57180

a

dd

- Xác định số đai Z:


Page: 59

Theo công (4.16)

zu

d

CCCCP

kPZ

....

.

10

1

Trong đó

P1:công suất trên trục bánh đai chủ động.

P0:công suất cho phép.

kd:hệ số tải trọng động.

C:hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm.

C1:hệ số kể đến ảnh hưởng của chiều dài đai.

Cu:hệ số kể đến ảnh hưởng của tỷ số truyền.

Cz:hệ số kể đến ảnh hưởng của sự phân bố không đều tải trọng cho các

dây đai.

Ta có :

P1=10 kw; P0=2,34 ;kd=1,0;C=0,95;C1=1,0;Cu=1,12

Cz=0,9

Vậy 46,49,0.12,1.1.95,0.34,2

1.10Z

Lấy Z=5 đai

- Chiều rộng bánh đai

theo công thức

B= ctZ .21

Tra bảng 4.21 được t=19 ;c=12,5

Vậy B=(5-1).19+2.12,5=101(mm)

- Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục.

Theo công thức 4.19

V

d FZCV

kPF

..

..780 1

0

Trong đó Fv=qm.V2

Với qm=0,178(kg/m)

Do đó Fv=0,178.12,062=25,89(N)

Vậy F0 )(05,16289,255.95,0.06,12

1.10.780N

Theo (4.21) lực tác dụng lên trục

Fr=2.F0.Z.sin(1/2)=2.162,05.5.sin(121/2)

=1410(N)

V. TÍNH TRỤC CHÍNH VÀ Ổ TRỤC CHÍNH: Như đã lập luận ở trên, khi đi tính đường kính trục chính ta tính toán các lực tác

dụng theo chế độ cắt cực đại với các thông số như sau :

- Đường kính phôi D = 115 ( mm )


Page: 60

- Chiều dài phôi l = 250 ( mm )

- Lượng chạy dao S = 1,56 ( mm/vg )

- Chiều sâu cắt t = 5 ( mm )

- Số vòng quay trục chính n = 40 ( vg/ph )

Khi đó lực tác động vào đầu trục chính sẽ được tính là :

)(1395956,1.5.2000.. 75,0175,01 NStCP PZZ

)(742756,1.5.1250.. 75,09,075,09,0 NStCP Pyy

).(803).(8027002

. mNmmND

PM Zc

Và ).(83504,1.80304,1. mNMM cz

Mặt khác ta phải đi xác định lực tác động của các bánh răng lên trục chính như sau

:

Trên trục chính có lắp 3 bánh răng với quy ước số chỉ bánh răng gồm hai chữ

số, số thứ nhất chỉ số thứ tự của trục lắp bánh răng đó trong hộp tốc độ,còn số thứ

hai chỉ số thứ tự của bánh răng đó lắp lên trục theo thứ tự từ trái qua phải khi đó số

răng và mô đun của các răng tương ứng là.

-Bánh 71 lắp cố định trên trục có số răng là Z71=60 và mô đun m=2

-Bánh 72 lắp di động trên trục có số răng là Z72=42 và mô đun m=3

-Bánh 73 lắp di động trên trục có số răng là Z73=54 và mô đun m=3,5

Với chế độ cắt cực đại thì số vòng quay trục chính là n=52,6(v/ph).Vậy khi đó

bánh răng Z73 ăn khớp với bánh răng Z61=27 và bánh răng Z71 ăn khớp với bánh

răng Z84 có số răng là 60.

Ta có :

D73=54x3,5=189(mm)

D84=60x2=120(mm)

Sơ đồ phân tích lực tác dụng vào trục chính:


Page: 61

X

Y

Ta có :

-Lực tác dụng trên bánh răng :

Pv1= ND

M z 8836189,0

835.2.2

73

Pr1=Pv1.tg200=8836.tg20

0=3216(N)

-Lực tác dụng trên bánh răng kéo bàn xe dao:

Mcd=Mz-Mx=835-803=32(N.m)

Pv2 )(53312,0

32.2.2

84

ND

M cd

Pr2=Pv2.tg200=533.tg20

0=194(N)

Phương và chiều lực tác dụng lên trục chính

+ Theo phương y ta có

Pz+ Pv1.cos300+ Pr2+ Pr1.sin30

0=0

+ Theo phương x ta có.

Py+ Pv1. sin300- Pv2- Pr1. cos30

0 =0

Nếu như ta lấy kích thước chiều dài các đoạn trục chính của máy tương tự T620

thì ta có sơ đồ phân bố lực như sau.


Page: 62

Pv2

Pr2

Pv1sin30°

Pv1cos30°

Pr1cos30°Pr1sin30°

1

1 2

2

3

3

4

4

Py

Pz

5040

285 200 175 370

Từ dầm thực ta chuyển sang dầm tính toán.

- Trường hợp 1: không có Mf

Pv2Pr2 Pz

Py

P1

VxA

VyA

P2

VxB VyB

AB

285 200 175 370

Ta có

P2=Pv1.sin300- Pr1.cos30

0=1633(N)

P1=Pv1. cos300+Pr1. sin30

0 =9260(N)

- Trong mặt phẳng yoz.


Page: 63

Lấy mô men tại B ta có

mB=VyA.660 + Pr2.375 + P1.175 - Pz.370=0

NPPP

V rzyA 5260

660

175.375.370. 12

Phương trình hình chiếu của các lực lên phương y

y=VyA+ Pr2+ P1+ Pz- VyB= 0

VyB= VyA+ Pr2+ P1+ Pz=5260+194+9260+13959=28673(N)

- Trong mặt phẳng xoz.

Lấy mô men tại B : ta có

mB=VxA.660 – Pv2.375 + P2.175 – Py.370=0

NPPP

Vvy

xA 4033660

175.375.370. 22

Phương trình hình chiếu của các lực lên phương x:

x=VxA- Pv2+ P2+ Py- VxB= 0

VxB= VxA- Pv2+ P2+ Py=4033-533+1633+7427=12527 (N)

Để vẽ được biểu đồ momen ta phải tính mô men cho từng đoạn trục.

+ Trong mặt phẳng yoz.

Đoạn 1:1 ; My1=VyA.285= 5260.285=1499100(N.mm)=1499(N.m)

Đoạn 2:2 ; My2=VyA.485+Pr2.200 =5260.485+194.200=2589900(N.mm)

=2590(N.m)

Đoạn 4:4 ; My4=Pz.370=13959.370=5164830(N.mm)=5165(N.m)

+ Trong mặt phẳng xoz.

Đoạn 1:1 ; Mx1=VxA.285= 4033.285=1149405 (N.mm)=1149 (N.m)

Đoạn 2:2 ; Mx2=VxA.485- Pv2.200 =4033.485-533.200=1849405 (N.mm)

=1849(N.m)

Đoạn 4:4 ; Mx4=Py.370=7427.370=2747990 (N.mm)=2748 (N.m)

Vẽ biểu đồ mô men :


Page: 64

VyA

VyAVxA

Pv2 Pr2

P2

P1

VxBVyB

Pz

Py

Qua biểu đồ ta thấy trục làm việc nguy hiểm nhất tại gối B

Mô men cực đại tại điểm B:

mNM

mNM

z

uB

.803

.585027485165

max

22

Dùng công thức tính chính xác đường kính trục chính tại điểm nguy hiểm.

3

14

2

212

1

.1

..].1[

17,2

n

MckMck

d

xc

T

uc

Trong đó

:Là tỷ số giữa đường kính trong và ngoài của trục thường =0,55

n:Hệ số an toàn n=1,52 chọn n=2

c1,c2:Hệ số phụ thuộc vào quá trình cắt gọt, tiện vạn năng c1=c2=0,2

-1:ứng suất mỏi của vật liệu -1=0,4b


Page: 65

với thép 45 b=60 kg/mm2

-1=0,4.60=24 kg/mm2 =2,4.10

8 N/m

2

T:Giới hạn chảy T=30 kg/mm2=3.10

8 N/m

2

k,k:Hệ số phụ thuộc vào hình dáng kích thước k= k=1,72

chọn k= k=1,8

mNc

MM

mNc

MM

x

xc

u

uc

.6692,01

803

1

.48752,01

5850

1

2

max

1

max

Thay các giá trị vào ta có.

)(91)(0905,0

5,1

10.4,255,01

669).2,0.8,110.3

10.4,2(4875.2,01.8,1

17,2 38

4

2

8

82

mmmd

Chọn d=95 (mm)

-Trường hợp 2 có tính đến Mf

370

Pv2

200285 175

VxB VyB

A

VxA

VyA

Pr2

Mf

P1B

P2

Pz

Py

Tính phản lực lên các gối đỡ:

-Trong mặt phẳng yoz:

Lấy mô men tại B : ta có

mB=VyA.660 + Pr2.375 + P1.175 – Pz.370 + Mf = 0

Với Mf = 0,3.Pz.370 = 0,3.13959.370 =1549449(N.mm)


Page: 66

NMPPP

Vfrz

yA 2912660

175.375.370. 12

Phương trình hình chiếu của các lực lên phương y:

y=VyA+ Pr2+ P1+ Pz- VyB= 0

VxB= VyA+Pr2+ P1+ Pz=5260+194+9260+13959=28673 (N)

+ Trong mặt phẳng xoz: Lấy mô men tại B : ta có

mB=VxA.660 – Pv2.375 + P2.175 – Py.370 +Mf’= 0

Với Mf’=0,3.Py.370 =0,3.7427.370 =824397(N.mm)

NMPPP

Vfvy

xA 5283660

175.375.370. '

22

Phương trình hình chiếu của các lực lên phương x:

x=VxA- Pv2+ P2+ Py- VxB= 0

VxB= VxA- Pv2+ P2+ Py=4033-533+1633+7427=12560 (N)

Để vẽ được biểu đồ mo men ta phải tính mô men cho từng đoạn trục.

+ Trong mặt phẳng yoz.

Đoạn 1:1 ; My1=VyA.285= 5260.285=1499100 (N.mm)=1499 (N.m)

Đoạn 2:2 ; My2=VyA.485+Pr2.200 =5260.485+194.200=2589900 (N.mm)

=2590(N.m)

Đoạn 3:3 ; My3= VyA.660+Pr2.375+P1.175

=5260.660+194.375+9260.175=5164850(N.mm)=5165(N.m)

Đoạn 4:4 ; My4=Pz.370=13959.370=5164830(N.mm)=5165(N.m)

+ Trong mặt phẳng xoz.

Đoạn 1:1 ; Mx1=VxA.285= 4033.285=1149405 (N.mm)=1149 (N.m)

Đoạn 2:2 ; Mx2=VxA.485- Pv2.200 =4033.485-533.200=1849405 (N.mm)

=1849 (N.m)

Đoạn 3:3 ; My3= VxA.660 - Pv2.375+P2.175

=4033.660-533.200+1633.175=2840955(N.mm)=2841(N.m)

Đoạn 4:4 ; Mx4=Py.370=7427.370=2747990 (N.mm)=2748 (N.m)

Vẽ biểu đồ mô men :


Page: 67

VxAVyA

VyA

Pv2 Pr2 P1

P2

VxBVyB

Pz

Py

Qua biểu đồ mô men ta thấy tiết diện nguy hiểm tại đoạn 3-3

Mumax= ).(589528415165 22 mN

Mz max=803(N.m)

Vậy đường kính trục tính cho tiết diện nguy hiểm

)(91)(0907,0

5,1

10.4,255,01

669).2,0.8,110.3

10.4,2(4912.2,01.8,1

17,2 38

4

2

8

82

mmmd

Chọn d = 95(mm) không thay đổi.


Page: 68

a.Tính độ võng tại C:

Để tính độ võng tai C ta đặt lực đơn vị Pk=1(N) vào vị trí C (như hình vẽ), từ đây

ta tính độ võng theo phép nhân biểu đồ vêrêsaghin.

a) Tính độ võng tại C trong mặt phẳng yOz

Để tính độ võng tại C của trục chính ta đặt lực đơn vị Pk = 1 tại C và khi đó biểu đồ

momen do lực Pk = 1 gây ra được biểu diễn như sau :

A

285

B

Pk = 1

ED C

200 175 370

VyB

VyA

14

9

33

Mx

0,37

W1 W2

W3

W4

W5

W6

Ta sử dụng công thức nhân biểu đồ Vênêxêrin để tính độ võng tại C

i

i

ixk

i

h

c FWEJ

dzMMJE

y .1

...

1 6

1

6

1 0

Trị số của các Wi được tính là :

73,102

37,0.58;89,2

2

175,0.33

38,4175,0.25;9,02

2,0.9

8,22,0.14;22

285,0.14

25

23

21

WW

WW

WW


Page: 69

Trị số của các Fi( zc ) được tính là :

246,0)(;336,0)(;32,0)(

234,0)(;215,0)(;106,0)(

654

321

ccc

ccc

ZFZFZF

ZFZFZF

Ta có E = 20.1010

( N/m2 ) là môđuyn đàn hồi của vật liệu chế tạo trục.

J = 0,05.D4.( 1 -

4 ) là mômen quán tính của mặt cắt ngang tại C.

Chọn D = Dmin =95 ( mm ) = 0,095 ( m ) và = 0,55

Và J = 0,05.0,0954.( 1 – 0,55

4 ) = 36999.10

-10 ( m

4 )

Vậy E.J = 20.1010

.36999.10-10

= 739980 ( N.m2 )

Thay số vào công thức trên ta sẽ có độ võng tại C trong mặt phẳng yOz là :

)(0082,0)(10.82,0

246,0.73,10336,0.89,232,0.38,4234,0.9,0215,0.8,2106,0.2.739980/1

5 mmmy

y

c

c

b ) Tính độ võng tại C trong mặt phẳng xOz

Tương tự như trên ta đặt lực đơn vị Pk = 1 tại C trong mặt phẳng xOz khi đó

mômen do lực đơn vị gây ra và sơ đồ tính toán như sau :

285

B

Pk = 1

ED C

200 175 370

0,37

W1 W2My

W3

3

1

36

W4

W5

W6

A

VxB

VxA


Page: 70

Ta sử dụng công thức nhân biểu đồ Vênêxêrin để tính độ võng tại C

i

i

iyk

i

h

c FWEJ

dzMMJE

x .1

...

1 6

1

6

1 0

Trị số của các Wi được tính là :

215,72

37,0.39;15,3

2

175,0.36

525,0175,0.3;1,02

2,0.1

6,02,0.3;57,02

285,0.4

65

43

21

WW

WW

WW

Trị số của các Fi( zc ) được tính là :

246,0)(;336,0)(;32,0)(

197,0)(;215,0)(;106,0)(

654

321

ccc

ccc

ZFZFZF

ZFZFZF

Thay số vào công thức trên ta sẽ có độ võng tại C trong mặt phẳng xOz là :

)(0044,0)(10.44,0

246,0.215,7336,0.15,332,0.525,0197,0.1,0215,0.6,0106,0.57,0.739980

1

5 mmmx

x

c

c

Khi đó độ võng toàn phần của trục chính được tính là :

)(01,00044,00082,0 2222 mmxyf ccc

Thế mà độ võng toàn phần cho phép là

)(074,0370.1000

2,0mmf

Vậy fc < [f] hay trục chính đảm bảo yêu cầu về độ võng nhỏ hơn độ võng cho phép.

b.Tính góc xoay tại B:

- Tính góc xoay tại B trong mặt phẳng yOz

Để tính góc xoay tại B trong mặt phẳng yOz ta đặt một mômen đơn vị

Mk = 1 tại B. Khi đó biểu đồ mômen do mômen đơn vị gây ra và sơ đồ tính toán

góc xoay tại B như sau :


Page: 71

285

BMk = 1ED C

200 175 370

0,37

W1 W2 W4W6

W3

W5

14

9

Mx

VyB

A

VyA

33

Ta sử dụng công thức nhân biểu đồ Vênêxêrin để tính góc xoay tại B

i

i

ixk

i

h

B FWEJ

dzMMJE

.1

...

1 6

1

6

1 0

1

Giá trị của các Wi được tính là :

73,102

37,0.58;89,2

2

175,0.33

38,4175,0.25;9,02

2,0.9

8,22,0.14;22

285,0.14

65

43

21

WW

WW

WW

Và giá trị của các Fi( zc ) được tính là :

0)(;910,0)(;866,0)(

633,0)(;583,0)(;287,0)(

654

321

ccc

ccc

ZFZFZF

ZFZFZF

Với E.J = 287460 N.m2 thay số vào công thức trên ta có :


Page: 72

)(000032,0

0.73,10910,0.89,2866,0.38,4633,0.9,0583,0.8,2287,0.2.287460

1

1

1

RadB

B

b ) Góc xoay tại B trong mặt phẳng xOz

Để tính góc xoay tại B trong mặt phẳng xOz ta đặt một mômen đơn vị

Mk = 1 tại B trong mặt phẳng đó. Khi đó biểu đồ mômen do mômen đơn vị gây ra

và sơ đồ tính toán góc xoay tại B như sau :

A

285

BED C

200 175 370

VxB

VxA

3

1

36

My

0,37

W1 W2

W3

W4

W5

W6

Mk = 1

Ta sử dụng công thức nhân biểu đồ Vênêxêrin để tính góc xoay tại B

i

i

iyk

i

h

B FWEJ

dzMMJE

.1

...

1 6

1

6

1 0

2

Giá trị của các Wi được tính là :


Page: 73

215,72

37,0.39;15,3

2

175,0.36

525,0175,0.3;1,02

2,0.1

6,02,0.3;57,02

285,0.4

65

43

21

WW

WW

WW

Và giá trị của các Fi( zc ) được tính là :

0)(;910,0)(;866,0)(

532,0)(;583,0)(;287,0)(

654

321

ccc

ccc

ZFZFZF

ZFZFZF

Với E.J = 287460 N.m2 thay số vào công thức trên ta có :

)(000015,0

0.215,7910,0.51,3866,0.525,0532,0.1,0583,0.6,0287,0.57,0.287460

1

2

2

RadB

B

Vậ

y góc xoay toàn phần tại B sẽ là :

)(000035,0000015,0000032,0 222

2

2

1 RadBBB

Thế mà góc xoay cho phép là : [] = 0,001 ( Rad )

Vậy trục chính thoả mãn yêu cầu về góc xoay nhỏ hơn góc xoay cho phép.

Kết luận : Ta thấy đường kính của trục chính được tính theo chế độ cắt thô để đảm

bảo độ bền theo tính vạn năng của máy,nghĩa là có thể gia công được cả ở chế độ

cắt tinh và thô.Nhưng độ cứng vững của trục chính chỉ có tác dụng khi gia công

bán tinh và tinh.Vì vậy nếu dùng chế độ cắt thô để kiểm nghiệm độ cứng vững của

trục thì trục sẽ lớn gây lãng phí.Do vậy ta dùng chế độ cắt tinh và bán tinh để kiểm

nghiệm trục, mục đích để giảm kích thước và khối lượng của máy.


Page: 74

VI. TÍNH LY HỢP SIÊU VIỆT:

Cơ cấu ly hợp siêu việt được sử dụng trong xích chạy dao nhanh vì rằng động cơ

điện chạy dao nhanh và động cơ điện chính truyền chuyển động tới một khâu chấp

hành là trục trơn mà tốc độ hai đường truyền là khác nhau.Nếu không có cơ cấu

phân tách chuyển động sẽ làm trục trơn xoắn gãy.Vì vậy người ta dùng cơ cấu ly

hợp siêu việt.Vị trí của cơ cấu này là trên trục XVI gần đầu ra trục trơn.

1. Nguyên lý làm việc:

Chuyển động từ động cơ chính truyền vào vỏ ngoài theo chiều mũi tên

1n .Vì lò xo luôn luôn đẩy viên bi chèn ép vít giữa mặt trong của vỏ ly hợp vào mặt

lõi.Phối hợp cùng với chiều quay 1n có xu hướng lăn kẹt vào giữa hai mặt tiếp

xúc.Do đó chuyển động quay truyền từ vỏ ngoài vào lõi tới trục trơn quay với tốc

độ công tác 1n .Nếu vỏ ngoài quay ngược với 1n sẽ không truyền chuyển động quay

vào lõi.

Trong khi đang quay công tác,muốn quay nhanh bằng động cơ chạy nhanh

cùng hay ngược chiều 1n .Với tốc độ 2n >> 1n viên bi luôn nằm trong khoảng không

gian lớn của rãnh trên vỏ và lõi tách rời nhau,ở ngoài vỏ vẫn quay 1n nhưng bên

trong lõi và trục trơn quay theo tốc độ chạy nhanh.

2n -thực hiện chạy dao nhanh.

2. Tính toán ly hợp siêu việt:

Khi ly hợp hoạt động điều kiện chủ

yếu để con lăn ly hợp thăng bằng là các

thành phần lực 1R , 2R phải nằm trên 1 đường

thẳng và ngược chiều nhau để con lăn tự

hãm qua vỏ và lõi ly hợp.

Điều kiện cần thiết minmin (2 : góc

nhỏ nhất giữa hai góc ma sát).

2// mà 11 arctgf

22 arctgf

( 21, ff :các hệ số ma sát trượt giữa con lăn

với vỏ và lõi ly hợp).

cosa>cos2 min

min2cos

dD

da

Kích thước D và a chọn trước.

min

2

min

min

cos22cos1

2cos.

aDD

aDd

Để ly hợp làm việc tốt lấy )9,07,0(2 min

1 n


Page: 75

Chiều dài con lăn L1,5d để con lăn không bị xoay theo đường trục của nó.

3. Tính ứng suất tiếp xúc: N1=N2=N’

)11

.(.59,0..

)..(.59,01max

DdL

NE

dDL

EdDNq

+ Môđun đàn hồi thép

E= )/(10.1,2 25 mmMN

dD

ENq

1.

..59,02max

1maxq :ứng suất tiếp xúc của con lăn

và vỏ

2maxq : ứng suất tiếp xúc giữa con

lăn và lõi

+ Mômen truyền dẫn của cơ cấu ly hợp

siêu việt

M=f.Z.N.D/2 fZD

MN

2

2

tgtgf

2/.

2

tgZD

MN

Để đảm bảo :2/.

2

tgfD

MN 1max2max qq

0875,05

9962,0

0872,0

5cos

5sin

2/cos

2/sin2/

0

0

0

tgtgf

tgtgf

f=0,09

Theo máy chuẩn: D = 60mm ; a =36 nên a/2 =18mm

min

2cos2

aDDd

0350

min

mmd 5,1199,0.2

366060

L=1,5.11,5=17,25mm

NN 035,0096,0.60.4

4,0.2

R N

R 2

f

N

f

N

1

2 2

1

1

2 N

1

D/

2 O


Page: 76

2

2max

1max2max

226

2max

226

1max

/)20001800(

)/(110)/(115,11.5,17

10.1,2.4,0.59,0

)/(58,36)/(658,3)60

1

5,11

1(

5,17

10.1,2.035,0.59,0

mmNqq

qq

mmNmmkgq

mmNmmkgq

4. Bảng tính toán động lực học:

Các công thức dùng để lập bảng:

idctr

t

NN

n

nnn

.

.4min

maxmin

với các giá trị hiệu suất :

+ bộ truyền đai: 97,0d

+ truyền động bánh răng: 98,0br

+ ổ: 995,0o

)(.

.63491

3 mmn

NCd

n

NM

t

trsb

t

trXt

(C=100150) lấy C=100.

Bảng:

Trục nmin nmax ntinh MXtinh Ntruc dsb dchon

IX 5,25 1680 22,2 2193 0,164 21,8 30

X 5,25 1680 22,2 2084 0,156 21,4 30

XI 4,41 2419 21,3 2064 0,149 21,3 30

XII 4,41 2419 17,9 1936 0,131 20,99 30

XIII 3,76 1935 4,84 2923 0,125 18,95 20

XIV 0,55 2419 4,84 8837 0,118 24,2 25

XV 0,28 1209 2,27 15806 0,11 28,8 30

trong đó XtM : mômen xoắn tính

cd : đường kính chọn.

Chương 5: Thiết kế kết cấu hệ thống điều khiển.

Page: 77

CHƯƠNG V

THIẾT KẾ KẾT CẤU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

A. ĐIỀU KHIỂN CHO HỘP TỐC ĐỘ

I. Chọn kiểu và kết cấu tay gạt

Sơ đồ động hộp tốc độ

Dựa vào sơ đồ động hộp tốc độ hình 3 ta nhận thấy rằng muốn điều khiển để tạo ra

lần lượt 24 cấp tốc độ thì ta phải điều khiển thông qua 5 khối bánh răng di trượt.

Trong máy tương tự T620 thì các khối bánh răng này được điều khiển bởi cơ cấu

đĩa có chốt lệch tâm và cam mặt đầu. Do vậy ở đây ta cũng chọn cơ cấu điều khiển

các khối bánh răng như máy tương tự. Vấn đề quan trọng là ta phải vẽ được đường

khai triển của các rãnh cam và cách thực hiện điều khiển đối với từng khối bánh

răng để tạo ra các tốc độ cần thiết.

Dựa vào đồ thị vòng quay ta nhận thấy rằng từ trục II qua trục III có hai tỷ

số truyền i1 và i2 được thay đổi bởi khối bánh răng di trượt A. Từ trục III sang trục

IV có ba tỷ số truyền i3, i4 và i5 thay đổi được nhờ khối bánh răng di trượt B. Từ

trục IV sang trục V có hai tỷ số truyền i6 và i7 sẽ được thay đổi nhờ khối bánh răng


Page: 78

di trượt C. Từ trục V sang trục VI có hai tỷ số truyền i8 và i9 được thay đổi nhờ

khối bánh răng di trượt D lắp trên trục V. Khối bánh răng di trượt còn lại là E sẽ

điều chỉnh ăn khớp với các bánh răng khác để tạo ra hai tỷ số truyền i10 từ trục VI

tới trục VII hoặc i11 từ trục IV tới trục VII.

Như vậy ta chọn phương pháp gạt theo nhóm và kiểu cơ cấu gạt là cam.

Dựa vào sơ đồ động máy và đồ thị vòng quay của nó:

Đồ thị vòng quay máy thiết kế

Cùng phương trình xích tính các cấp tốc độ máy thiết kế:

TT Phương trình xích động ntính nchuẩn

1 nII. 39

51.

55

21.

88

22.

88

22.

54

27 11,93 11,8

2 nII. 34

56.

55

21.

88

22.

88

22.

54

27 14,75 15

3 nII. 39

51.

47

29.

88

22.

88

22.

54

27 18,55 19

n 1 n 2 n 3 n 4 n 5 n 6 n 7 n 8 n 9 n 10 n 11 n 12 n 13 n 14 n 15 n 16 n 17 n 18 n 19 n 20 n 21 n 22 n 23 VI

V

IV

III

II

I 750

i 1 i 2

i 3 i 4 i 5

i 6 i 7

i 8 i 9 i 11

i 10


Page: 79

4 nII. 34

56.

47

29.

88

22.

88

22.

54

27 23,13 23,50

5 nII. 39

51.

38

38.

88

22.

88

22.

54

27 29,08 30

6 nII. 34

56.

38

38.

88

22.

88

22.

54

27 36,57 37,5

7 nII. 39

51.

55

21.

60

60.

88

22.

54

27 45,97 47,5

8 nII. 34

56.

55

21.

60

60.

88

22.

54

27 59,02 60

9 nII. 39

51.

47

29.

60

60.

88

22.

54

27 74,2 75

10 nII. 34

56.

47

29.

60

60.

88

22.

54

27 92,54 95

11 nII. 39

51.

38

38.

60

60.

88

22.

54

27 116,34 118

12 nII. 34

56.

38

38.

60

60.

88

22.

54

27 146,27 150

13 nII. 39

51.

55

21.

60

60.

49

49.

54

27 183,88 190

14 nII. 34

56.

55

21.

60

60.

49

49.

54

27 236,08 235

15 nII. 39

51.

47

29.

60

60.

49

49.

54

27 296,8 300

16 nII. 34

56.

47

29.

60

60.

49

49.

54

27 370,147 375

17 nII. 39

51.

38

38.

60

60.

49

49.

54

27 465,33 475

18 nII. 34

56.

38

38.

60

60.

49

49.

54

27 585,07 600

19 nII. 34

56.

55

21.

60

40 735,52 750

20 nII. 39

51.

47

29.

60

40 932,76 950

21 nII. 34

56.

47

29.

60

40 1163,32 1180

22 nII. 39

51.

38

38.

60

40 1462,46 1500

23 nII. 34

56.

38

38.

60

40 1869,26 1900


Page: 80

Ta có bảng khai triển cam của 5 khối bánh răng di trượt của hộp tốc độ máy

T620 như sau:

Vì máy ta thiết kế mới và máy T620 cơ bản là giống nhau( sơ đồ động, các

đường truyền vận tốc...) nên bảng khai triển cam cũng giống nhau, nên ta có thể

lấy bảng khai triển cam của máy T620 làm bảng khai triển cam tổng quát của máy

mới thiết kế mà vẫn đảm bảo các cấp tốc độ theo yêu cầu.


Page: 81


Page: 82

II. Tính toán cơ cấu điều khiển khối bánh răng hai bậc a

1 ) Trích sơ đồ động

Sơ đồ gạt khối bánh răng hai bậc A.

.

c a m

40

23

31

40 42

50 66

III

II

A


Page: 83

2 ) Nguyên lý hoạt động của cơ cấu điều khiển

Bánh răng 1 được lắp trên trục

2. Khi ta quay tay quay điều khiển

thì làm trục 2 quay và bánh răng 1

quay theo. Bánh răng 1 quay làm

bánh răng 3 ăn khớp với nó và

đồng thời làm cho cam đĩa 5 lắp

đồng trục với bánh răng 3 trên trục

5 quay. Cam 4 quay sẽ làm cho càng

8 quay quanh chốt gắn với giá 6 và

đầu càng gạt 8 đẩy các bánh răng

di trượt. Do đó ta có thể tạo ra các hai

tỷ số truyền i1 và i2 nhờ hai cung tròn

trên cam 4.

3 ) Tính lượng nâng của cam 4

Để tính được lượng nâng của cam 4 ta đi tính chiều dài hành trình gạt của

các bánh răng L ( mm )

Ta có L = 2.B + f

Với B = 23 ( mm ) là bề rộng của bánh răng

f = 4 ( mm ) là độ rộng khe hở trong

quá trình gạt.

Vậy L = 2.23 + 4 = 50 ( mm )

Dựa vào hình vẽ bên ta có :

X

L

L

L

2

1

Và lượng nâng của cam L được tính là :

X = 1

2.

L

LL

Chọn L2 = 2000 ( mm )

L1 = 500 ( mm )


Page: 84

Vậy thay vào công thức trên ta có :

X = 5,122000

500.50 ( mm )


Page: 85

4 ) Bảng khai triển rãnh cam điều khiển:

Dựa vào bảng khai triển cam tổng quát, ta có:


Page: 86

II. TÍNH TOÁN CƠ CẤU ĐIỀU KHIỂN KHỐI BÁNH RĂNG BA BẬC B


Sơ đồ gạt khối bánh răng ba bậc B.

49 40

57

40 23

31

40 3

5

66 55

22

IV

III

B

A


Page: 87

2 ) Nguyên lý hoạt động của cơ cấu điều khiển.

Bánh răng 1 lắp trên trục điều khiển 2 ăn khớp với bánh răng 3 được lắp trên

trục 4. Khi quay bánh răng 1 sẽ làm cho bánh răng 3 quay theo và làm cho chốt

lệch tâm 5 lắp trên bánh răng 3 quay đường tâm của trục 4. Chốt 5 quay sẽ gạt vào

rãnh trên vòng gạt 6 làm cho vòng đưa các bánh răng di trượt. Ứng với 6 vị trí của

chốt lệch tâm như hình vẽ trên ta sẽ có ba tỷ số truyền tương ứng.

3 ) Tính toán bánh răng lắp chốt lệch tâm

Để tính được đường kính bánh răng cần thiết để lắp chốt lệch tâm ta phải đi

tính toán hành trình gạt sao cho ứng với các vị trí của chốt tạo ra những tỷ số

truyền tương ứng.

Ta có L = 2.B + f



quá trình gạt.

Vậy L = 2.23 + 4 = 50 ( mm )


Page: 88

Ta phải chọn cặp bánh răng có tỷ số truyền là 1 đồng thời phải thoả mãn có bán

kính vòng chân răng lớn hơn hành trình gạt L = 50 ( mm ) để lắp chốt lệch tâm trên

bánh răng

Do đó ta chọn cặp bánh răng có số răng là Z = 54 và môđuyn m = 2,5. Khi đó ta có

Đường kính vòng chia của bánh răng được tính là :

Dw = m.z = 2,5. 54 = 135 ( mm )

Đường kính vòng đỉnh của bánh răng được tính là :

De = m.z + 2,5.m = 2,5. 54 + 2,5.2,5 = 141,25 ( mm )

Đường kính vòng chân của bánh răng được tính là :

Di = m.z-2.m = 2,5. 54 - 2.2,5 = 130 ( mm )




Page: 89

III. Tính toán cơ cấu điều khiển hai khối bánh răng hai bậc c và d

1 ) Trích sơ đồ động:


Page: 90

2 ) Nguyên lý hoạt động của cơ cấu điều khiển.

Miếng gạt được lắp trên trục điều khiển 1 trên miếng gạt được bố trí hai chốt

3 và 4. Chốt dài 3 để gạt ngàm gạt 6 di chuyển khối bánh răng hai bậc D thông qua

một miếng gạt có rãnh. Chốt ngắn 4 dùng để điều khiển ngàm gạt 9 di chuyển khối

bánh răng hai bậc C thông qua một thanh truyền có rãnh được gắn cứng với ngàm

gạt. Cùng sự phối hợp của hai chốt và miếng gạt sẽ tạo ra các cặp tỷ số truyền

tương ứng là:

55

55 22

88 27 59

60

22

60

88

VI

V

IV

D C


Page: 91

( i6 = 88

22, i8 =

88

22) ; ( i6 =

88

22, i9 =

55

55) hoặc ( i7 =

55

55, i9 =

55

55)

Việc điều khiển như vậy sẽ tạo ra ba dải tốc độ thấp tương ứng như sau :

Dải thứ nhất từ n1 = 11,8 đến n6 = 37,5 ( vg/ph )

Dải thứ hai từ n7 = 47,5 đến n12 = 150 ( vg/ph )

Dải thứ ba từ n13 = 190 đến n18 =600 ( vg/ph )

3 ) Tính toán chiều dài hành trình gạt điều khiển

Ta có L = 2.B + f



quá trình gạt.

Vậy L = 2.34 + 7 = 75 ( mm )

Có chiều dài hành trình gạt ta sẽ đi chọn kết cấu

của miếng gạt và các thanh truyền có rãnh sao cho đảm

bảo thực hiện đúng chiêù dài hành trình gạt yêu cầu.




Page: 92


Page: 93


Page: 94

IV. Tính toán cơ cấu điều khiển khối bánh răng hai bậc e


2 ) Nguyên lý hoạt động của cơ cấu điều khiển

Khối bánh răng di trượt E có hai bánh răng Z = 42x3 và Z = 54x4 để tạo ra 2

tỷ số truyền i10 cho 18 cấp tốc độ thấp và i11 cho 6 cấp tốc độ cao.

Cơ cấu điều khiển là một càng gạt được lắp trên một trục điều khiển. Khi

trục điều khiển quay sẽ làm cho càng gạt quay quanh tâm chốt và đẩy khối bánh

răng di trượt dọc trục. Với hai vị trí của càng gạt sẽ tạo ra hai tỷ số truyền tương

ứng là i10 hoặc i11.

3 ) Tính toán khoảng cách giữa tâm chốt và tâm trục điền khiển

Để tính toán được khoảng cách giữa tâm

chốt và tâm trục điều khiển ta phải đi xác

định chiều dài hành trình gạt L

Ta có L = 2.B + f

Với B = 40,5 ( mm ) là bề rộng của bánh răng


42 54

55

88 27 66

VII

VI

IV

E


Page: 95

quá trình gạt.

Vậy L = 2.40,5 + 5 = 86 ( mm )

Do đó ta phải có khoảng cách giữa tâm chốt và

tâm trục điều khiển là :

A = L/2 = 86 / 2 = 43 ( mm )

4 ) Bảng khai triẻn rãnh cam điều khiển



Page: 96


Page: 97

B. THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN HỘP CHẠY DAO I. NHIỆM VỤ CHUNG:

Hệ thống điều khiển hộp chạy dao có nhiệm vụ thay đổi các cơ cấu truyền động

trong hộp chạy dao để cắt được các loai ren khác nhau. Quá trình thay đổi các đường

truyền thông qua việc đóng mở các ly hợp. Qua việc tham khảo máy chuẩn T620 ở đây ta

bố trí 2 nhóm tay gạt 1 và 2 để thực hiện nhiệm vụ trên.

1. Đối với nhóm I ( Tay quay tổ hợp I )

- Nhóm này có nhiệm vụ thay đổi các bước tp khi cắt mỗi loại ren

- Thay đổi vị trí ăn khớp của bánh răng Z36 ăn khớp với 1 trong 7 bánh của

bộ Noóctông để thực hiện các bước ren trong các cột cơ sở.

- Thay đổi vị trí của khối bánh răng di trượt Z18+28 trên trục XIII và Z (28-

48) trên trục XV để thực hiện các bước ren trong các cột cơ sở.

2. Đối với nhóm II (tay quay đơn)

- Nhóm này dùng để thay đổi chuyển động khi cắt các loại ren khác nhau

theo yêu cầu.

Đối với mỗi loại ren khác nhau thì khi cắt tay gạt này có vị trí tương ứng khác

nhau.

Cụ thể: + vị trí tiện ren quốc tế và môdun

+ vị trí tiện ren và pit

+ vị trí tiện ren chính xác

+ vị trí tiện ren mặt đầu

+ vị trí tiện trơn

Để thực hiện các yêu cầu trên nhóm gạt II phải điều khiển sự ăn khớp ra vào

của bốn ly hợp M3- M3- M4 – M5 và bánh răng di trượt trên trục XI có Z=35. Như

vậy nhóm I và II không thể thay thế lẫn nhau được. Vì trong cùng một lúc không

thể cắt được 2 loại ren mà chỉ cắt được 1 loại ren 1 loại ren được cắt phải gạt 2 tay

gạt. II. CẤU TẠO- NGUYÊN LÝ- CÁCH TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TAY GẠT

Nhóm I

Cấu tạo giống như nhóm I ở máy chuẩn.

Nguyên lý:

Điều khiển nhóm cơ sở:

+ Kéo tay quay tổ hợp I giá trị H thông qua hệ thống đòn và tỷ lệ cánh tay đòn và

thông qua hệ thống này làm cho Zđ quay quanh O2 1 góc .

+ Tay quay tổ hộp ở trạng thái kéo ra và quay đi Để Zđ di trượt và lần luợt ăn khớp

với các Zn. Lúc đó cụm điều khiển kéo càng (lắp bánh Zđ) nhờ chốt chạy trên rành

xiên song song với độ côn của bánh nooctong. Vị trí ăn khớp được xác định bởi 1

trong 7 lỗ trên rãnh. Khi đẩy tay quay vào thì quá trình xảy ra ngược lại làm bánh


Page: 98

đệm Z36 ăn khớp với 1 trong 7 bánh của bộ nooctong kết thúc nhóm điều khiển cơ

sở.

Điều khiển nhóm gấp bội

Khi kéo tay quay tổ hợp ra chốt sẽ đi vào 1 trong 4 lỗ bánh răng Z36 khi

quay tay điều khiển nhóm cơ sở thì chốt sẽ làm quay bánh răng này và 2 banhs

răng nữa, bánh răng quay làm chốt dịch chuyển tác động vào càng gạt gạt khối 2

bậc Z28-48 tới vị trí ăn khớp của nó còn các bánh răng kia sẽ chuyển tác động đén

càng làm dịch chuyển khối bánh răng 2 bậc Z (18-28) trên trục XIII.

1.Tính toán nhóm I (tay quay tổ hợp)

+ Những điều cần chú ý khi nghien cứu máy chuẩn.

Độ nâng a của rãnh A bằng bao nhiêu để khi lắc thì bánh đệm Z36 thoát ra

hoàn toàn khỏi khối nooctong tạo ra 1 khoảng hở để khi bộ bánh đệm chuyển động

dọc trục không bị va chạm.

Góc có trị số bao nhiêu để phù hợp hành trình gạt và chốt chạy được dễ dàng

trong rãnh.

Để trình độ nâng a cần tìm độ lắc yêu cầu của bánh đệm Z36 ăn khớp với bộ

nooctong và tỷ số lắc (tỷ số lắc hằng,

tỷ số giữa khoảng dịch chuyển của điểm tiếp xúc trên Z36 với khối nooctong và

khoảng dịch chuyển của chốt Q).

Qua hình vẽ ta thấy khi khối bánh răng đệm Z36 ăn khớp với Z48 thì độ lắc

yêu cầu phải lơn hơn chiều cao răng 1 lượng nào đó để khi gạt không bị ảnh hưởng

va đập.Khi đó khoảng cách từ tâm quayO của cần lắc p tới tâm chốt B là nhỏ nhất.

Do đó llắc là nhỏ nhất.Khi bánh răng đệm ăn khớp với Z1(Z26) thì yêu cầu độ lắc

là: 2/).7( mZZhX r ( rh : h răng)

Độ lắc lúc này là lớn nhất nhưng khi đó khoảng cách từ tâm O của cần p tới

chốt B lúc này cũng lơns nhất.

Như vậy cứ kéo từ Z1 đến Z7 của bộ nooctong thì độ nâng tăng dần lên và

độ lắc cũng tăng dần và tỷ số i min và x min sẽ lấy với bánh Z7. Trong khi đó độ

nâng a của rãnh A trên thanh n tỷ lệ thuận với với độ lắc x nhưng tỷ lệ nghịch voứi

tỷ số lắc i. Do đó khi tính độ nâng a ta phải tinh ở hai vị trí tương ứng với bánh

răng ăn khớp Z1và Z7 để chọn a nào lớn hơn.

Tính toán độ nâng a khi ăn khớp với Z4

Từ số răng và modun của bánh răng ta tính được khoảng tâm lúc ăn khớp :

O1 O2 =126

mmZZm

oo

mmZZm

oo

84)3648(2

5,2)367.(

2

2,66)2825(2

5,2)2825.(

2

32

31


Page: 99

Để lắc khối đệm Z36 tách ra khỏi vị trí ăn khớp với bộ nooctong thì khoảng

cách các tâm như sau:

88.28484

2,66;126

32

3121

mhOO

OOOO

r

Gọi góc lắc của 3O là thì 11ˆˆ OO

.Ta có:

.23ˆˆ240ˆ

465,02,66.126.2

842,66126

..2ˆcos

343ˆ

72,02,66.126.2

882,66126

..2ˆcos

2cos

0

11

0

1

222

3121

2

32

2

13

2

211

0

1

22

3121

2

32

2

31

2

211

222

OOO

OOOO

OOOOOOO

O

OOOO

OOOOOOO

bc

acb

O 1

O 2

O 3

O 3 '

100

140

Z26 Z48

Z25

Z36

Z28

XII

XI


Page: 100

Khi Ô3 quay quanh O1 một góc thì T cũng quay quanh O 1 1 góc 230 .

Như vậy chốt T dịch chuyển 1 đoạn bằng t, vì góc nâng nhỏ nên coi t bằng cung

quay được

96,360.360

181.75.223.

360

75.2 0

t

Như vậy chốt B phải dịch chuyển một đoạn đường bằng a (a bằng độ nâng

của rãnh trên thanh n)

a=3,96/50.150=7,92mm

-Tính độ nâng a khi bánh đệm Z36 ăn khớp với Z1 của bộ nooctong

Góc cần thiết khi gạt là 11ˆˆ OO

Tương tự như trên ta có: 343ˆ 0

1

O

51248418343ˆˆ

8418ˆ95,0)2,66.126.2/(622,666,12ˆcos

000

11

0

1

222

1

OO

OO

Như vậy chốt T phải quay 1 góc 51240

Tương ứng với chốt T phải dịch chuyển 1 đoạn t

328,3160.360

1450.75.360.2

360

5124.75.2 0

t

Z25

7 Z Z

Z36

Z28

1

100

140


Page: 101

Q

a=23

l

Độ nâng )(238,22140

100.32mma

So sánh 2 vị trí ta có thể chọn a=23(mm)

- Tính góc nâng của rãnh A

Nếu càng nhỏ thì chốt Q chuyển động trong rãnh cũng dễ nhưng nếu nhỏ

quá thì thanh n và rãnh A phải có kích thước dài để dễ

chuyển động. Nếu lớn thì thanh n ngắn dẫn đến chuyển

động của thanh ngắn.

Sau khi nghiên cứu cách bố trí không gian và kích

thước máy ta tính rồi so sánh. Nếu 048 là được.

Theo kinh nghiệm 038 là tốt nhất.

Theo máy chuẩn ta chọn được các kích thước

mmtgtg

aL 5,29

38

230

lấy L=30mm.

Khi thay đổi tỷ số truyền ở nhóm cơ sở phải kéo trục ra để xoay theo máy

chuẩn khoảng cách được tạo ra khi đó 30(mm). Ta chọn 33mm. Do đó khi

chuyển động kéo ra thì 1OO ; 1OO

mmOOOO 3311

.Tức là thanh n chuyển động được 1 đoạn là 33mm.Từ đó rút ra

được min .

0

minmin 5878,030

23

L

atg

Lấy trong khoảng từ 380 - 45

0

- Tính góc xoay cần thiết để dịch chuyển bánh đệm ăn khớp với bộ nooctong lúc

này là rut tay quay ra và xoay 1 góc nhất định.

2.Tính toán nhóm II (tay quay đơn)

Tay quay II điều khiển trục mang 4 cam thùng I, II, III, IV

CamI: điều khiển ly hợp M2 và bánh răng Z35 trên trục x

Cam II: Điều khiển ly hợp M3

Cam III: Điều khiển ly hợp M4

I II III IV

X

X


Page: 102

Cam IV: điều khiển ly hợp M5

Nhiệm vụ các cam thùng trên làm nhiệm vụ đóng mở

các ly hợp để cắt các loại ren khác nhau: quốc tế- modun-pit chính xác

Phân tích các chuyển động khi cắt các loại ren ta có các vị trí các ly hợp

5432 ;;; MMMM và bánh Z35 (bánh F).

Khi cắt ren quốc tế và môđuyn (đường Nooctong chủ động)

18/45 35/28

X-M 2 -XII- )28

25

36( nZ

-XI-M 4 -XIII XIV- M 5 -XV

28/35 15/48

khi đó M 2 -T ; M 4 -T

M 3 -P ; M 5 -P

Khi cắt ren Anh+Pít (đường Nooctong bị động)

18/45 35/28

X- )35

28,

28

35( XI- )

36,

25

28(

nZXII-M 3 )

35

28,

28

35( XIII -XIV -M 5 -XVI

28/35 15/48

Khi đó M 2 -P ; M 4 -P

M 3 -P ; M 5 -P

Khi cắt ren chính xác:

Trục X- M 2 -XII- M 3 -XV- M 5 -XVII

Khi đó M 2 -T ; M 4 -G

M 3 -T ; M 5 -P

Khi cắt ren mặt đầu:đường truyền giống như ren quốc tế chỉ khác là nối trục

XV không nối vào vít me XVII mà qua tỉ số truyền 28/56-XVI (không qua M 6 -ly

hợp siêu việt).

Khi đó M 2 -T ; M 4 -T

M 3 -P ; M 5 -G

Tiện trơn: đường truyền giống ren quốc tế chỉ khác ở chỗ nối trục XV không

nối vào trục vít me mà qua 28/56 M 6 -XVI.

Khi đó M 2 -T ; M 4 -T

M 3 -P ; M 5 -G

Nhận xét: Khi tay gạt I quay 1 vòng thì nó sẽ phải thực hiện được việc điều

chỉnh cắt tất cả các loại ren theo yêu cầu thiết kế máy.Do đó nhóm gạt II phải có 5

vị trí tương ứng với 5 loại ren kể trên.Tính lượng nâng thông qua hành trình gạt

L:Ly hợp M 2 :khi gạt để làm việc thì đồng thời phải cắt sự ăn khớp của bánh răng

35/28 ; L 2 =B+f=12+2=14mm


Page: 103

Ly hợp M 3 : L 3 =B+f=12+2=14mm

Ly hợp M 4 :L 4 =B+f=9+2=11mm

Ly hợp M 5 :L 5 =B+g=7+1=8mm

SƠ ĐỒ KHAI TRIỂN RÃNH CAM

Gãc quay

0

12

144

236

308

Quèc tÕ+M«®un

ChÝnh x¸c

TiÖn tr¬n

MÆt ®Çu

Anh-PÝt

Lo¹i ren

tay g¹t(®é)

360

VÞ trÝ tay g¹t

T

T

T

T

P

T

D¹ng r·nh

Cam I (M2)

P

P

P

T

P

Cam II (M3)

D¹ng r·nh tay g¹t

P

VÞ trÝ

T

T

T

G

P

Cam III (M4)

D¹ng r·nh tay g¹t

T

VÞ trÝ

P

G

T

P

P

D¹ng r·nh

Cam IV (M5) VÞ trÝ tay g¹t

P

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Page: 104

Tài liệu tham khảo

1. Cơ sở máy công cụ – PGS.TS.Phạm Văn Hùng.

2. Giáo trình tính toán thiết kế máy công cụ phần II

PGS.TS.Nguyễn Phương.

3.Tính toán thiết kế máy cắt kim loại-Nhà xuất bản ĐHvà THCN.

4.Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1,2-Trịnh Chất-Lê Văn Uyển.

Documents

Lý thuyết