STT Phương án thứ tự Lưới kết cấu nhóm Lượng mở ϕxmax Theo điều kiện φxmax ≤8 có hai PATT đạt là 1 và 3.. Lưới kết cấu mang tính định tính cho tabiết được số trục = số nhóm + 1, số cấp t
Trang 1THIẾT KẾ MÁY PHAY VẠN NĂNG
Động cơ chạy dao: N= 1,7Kw; n= 1420 (v/ph)
PHẦN I: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC MÁY PHAY CHƯƠNG I: Tính toán thiết kế động học hộp tốc độ
I.1 Tính toán phương án chọn không gian tối ưu
Trang 2I.1.2 Phân tích phương án không gian
Phương án không gian có thể bố trí:
Z= 18 = 18x1 =1x18
= 9x2 = 2x9
= 6x3 = 3x6
= 3x3x2 = 3x2x3 = 2x3x3
Để chọn được PAKG ta đi tính số nhóm truyền tối thiểu
Số nhóm truyền tối thiểu được xác định từ:
min min
min
14
n n n i
Trang 3I.2 Lập bảng lưới kết cấu nhóm
Với K=i=3 nhóm truyền ta có số phương án thứ tự K! = 3! = 6
Bảng lưới kết cấu nhóm:
Trang 4STT Phương án thứ tự Lưới kết cấu nhóm Lượng mở ϕxmax
Theo điều kiện φxmax ≤8 có hai PATT đạt là (1) và (3) Để chọn được PATT hợp
lý ta phải dựa vào lưới kết cấu
Là sơ đồ biểu diễn phương thức kết cấu và phương thức điều chỉnh cho biết kếtcấu sơ bộ về mặt động học của hộp tốc độ Lưới kết cấu mang tính định tính cho tabiết được số trục = số nhóm + 1, số cấp tốc độ, tổng số bánh răng và có đối xứng
Vì có tính đối xứng nên ta chọn được n0 nằm giữa
Ta có lưới kết cấu của hai phương án thứ tự:
Trang 5PA1 : 3 x 3 x 2
I II III [1] [3] [9]
PA3 : 3 x 3 x 2
II I III [3] [1] [9]
Trang 6
Ta thấy PA1 tối ưu hơn PA3 vì lưới kết cấu có dạng mái nhà, sít đặc sẽ làmcho chuyển động được êm hơn, kết cấu của hộp tốc độ đơn giản hơn, việc bố trícác cơ cấu truyền động sẽ đơn giản hơn.
Chọn PA1: 3 x 3 x 2
I II III
[1] [3] [9]
I.3 Vẽ đồ thị vòng quay
Lưới kết cấu chưa cho ta biết được tỉ số truyền cụ thể của các nhóm truyền
giá được phương án thiết kế một cách toàn diện cần phải xây dựng đồ thị vòngquay
Đồ thị vòng quay mang tính định lượng tính được tỉ số truyền của từng nhóm
tính được số răng của các bánh răng
chọn số vòng quay trên trục I qua bộ truyền bánh răng có tỉ số truyền là i0 = 26/54
Trang 8I.4 Tính toán vẽ đồ thị sai số
I.4.1 Tính toán số vòng quay thực tế
a Tính số răng của các bánh răng theo từng nhóm truyền
Các phương pháp tính số răng:
+) Phương pháp bội số chung nhỏ nhất: áp dụng cho trường hợp có nhiều cấptốc độ tuân theo quy luật cấp số nhân
+) Tinh theo chi tiết máy dựa trên khoảng cách trục
+) Tính theo sức bền : thường tính cho trường hợp có một đường truyền
Từ những phân tích trên ta thấy với hộp tốc độ cần thiết kế cần độ chính xác cao chọn phương pháp bội số chung nhỏ nhất
*Với nhóm 1:
i1 =
4
1 ϕ
=
4
26 1
1
=
16 39
= 1
1
g f
ta có f1+g1=55
i2 =
3
1 ϕ
=
3
26 1
ta có f2+g2=55
i3 =
2
1 ϕ
=
2
26 1
ta có f3+g3= 55Bội số chung nhỏ nhất: K = 55
Với Zmin=17 để tính Emin ta chọn cặp ăn khớp có lượng mở lớn nhất
Do giảm tốc nên ta tính:
Trang 9Emin= Zmin C =
k f
g f Z
.
) min
f
.
1 1 1
=
16 55
g
.
1 1 1
=
39 55
i1=
16 39
Z2 =
∑
+g Z f
f
.
2 2 2
g
.
2 2 2
f
.
3 3 3
g
.
3 3 3
=
4
26 1
1
= 47
18
ta có f4+g4= 65
Trang 10Với Zmin=17 để tính Emin ta chọn cặp ăn khớp có lượng mở lớn nhất
Do giảm tốc nên ta có:
Emin= Zmin C =
k f
g f Z
.
)
4
4 4 min +
=18.65
65 17
f
.
4 4 4
f
.
5 5 5
g
5 5
Trang 11Z6 =
∑+g Z f
f
.
6 6 6
g
.
6 6 6
=
6
26 1
Từ đó ta có : ∑∑ 8
7
Z Z
7
m m
Do 2 cặp bánh răng có modul khác nhau nên ta tính riêng cho từng cặp:
EminC =
k f
g f Z
< 1 , ta chọn E = 1
Trang 12Z7 =
∑
+g Z f
f
.
7 7 7
90 19
g
.
7 7 7
90 71
g f Z
f
.
8 8 8
120 82
g
.
8 8 8
120 38
i8 =38
82
b) Vẽ sơ đồ động
Trang 1318 47
19 71
18 47
19 71
= 37.5
Trang 14n3 = nđc io.i3 i4 i7 = 1440 54
26
22 33
18 47
19 71
28 37
19 71
28 37
19 71
28 37
19 71
39 26
19 71
39 26
19 71
39 26
19 71
18 47
82 38
18 47
82 38
18 47
82 38
= 381.99
Trang 15n13 = nđc io.i1 i5 i8 = 1440 54
26
16 39
28 37
82 38
28 37
82 38
28 37
82 38
39 26
82 38
39 26
82 38
39 26
82 38
n -n n
.100%
Trang 16
Ta thấy sai số ∆n% ≤ 5% nằm trong giới hạn cho phép
Trang 17CHƯƠNG II: Tính toán thiết kế động học hộp chạy dao
II.1 Tính toán chọn PAKG tối ưu
II.1.1 Thông số đã cho:
Z = 18 ϕ
=1.26
Sdọcmin=Sngangmin=3Sđứngmin= 20(mm/ph)
Snhanh = 2300(mm/ph)
Động cơ chạy dao : N = 1,7 Kw ; n= 1420 (vg/ ph)
II.1.2 Tính thông số hộp chạy dao
Với : Sdọcmin=Sngangmin=3Sđứngmin= 20(mm/ph)
Với ϕ
=1.26 và dựa vào máy tham khảo 6H82 ta thấy cơ cấu tạo ra chuyển độngchạy dao dọc ,chạy dao ngang và chạy dao đứng là cơ cấu vít me có tv=6 (mm)
Do đó ta chọn bước vít cho máy mới cần thiết kế là tv=6 (mm)
Mà ta có Sdọc=Sngang=3Sđứng nên ta chỉ cần tính toán với 1 đường truyền còn cácđường truyền khác tính tương tự
Nên ta tính với đường chạy dao dọc
Trang 18 Ta xác định được chuỗi lượng chạy dao
chạy dao với cơ cấu chấp hành là vít me có tv=6 mm như sau:
Trang 19Với động cơ có công suất N = 1,7 ( Kw) và ndc = 1420 ( v/ph)
min min
min
14
n n n i
Ta có số nhóm truyền tối thiểu : X = 5
Với tối thiểu 5 nhóm truyền và 18 cấp tốc độ ta có các phương án không giannhư sau :
Z = 18 = 3 x 3 x 2
= 3 x 2 x 3 = 2 x 3 x 3 Lập bảng so sánh chúng:
Trang 20- Từ bảng trên ta thấy các PAKG (2) (3) có số bánh răng trên trục chính là nhiềuhơn mà trên trục chính các bánh răng lại chịu mômen xoắn lớn nhất nên cácphương án này không hợp lý.
⇒ Từ các chỉ tiêu trên PAKG 3 x 3 x 2 là hợp lý nhất
I.2 Lập bảng lưới kết cấu nhóm
Với K=i=3 nhóm truyền ta có số phương án thứ tự K! = 3! = 6
Trang 21Theo điều kiện φxmax ≤8 có hai PATT đạt là (1) và (3) Để chọn được PATT hợp
lý ta phải dựa vào lưới kết cấu
Ta có lưới kết cấu của hai phương án thứ tự:
Trang 22Ta thấy trong hộp chạy dao có 3 đường chạy dao: chạy dao đứng, chạy daongang, chạy dao dọc và xích chạy nhanh Mỗi xích lại có các cơ cấu điều khiển:vít me, eku, các cơ cấu ly hợp
Do đó muốn có không gian để lắp các cơ cấu trên thì ta đi sử dụng cơ cấu phảnhồi Để phù hợp với cơ cấu phản hồi thì ta không sử dụng lưới kết cấu dạng rẻ quạtnhư bình thường nữa mà ta sử dụng phương án thứ tự:
Trang 23II.3 Vẽ đồ thị vòng quay
Do hộp chạy dao cần có tốc độ thấp để trực tiếp thực hiện các lượng chạy daodọc, ngang, đứng cho nên đồ thị chỉ có phản hồi như lưới kết cấu ở trên vẫn chưathỏa mãn mà cần phải giảm tốc nhiều hơn nữa Muốn như vậy ta phải dùng phươngpháp tăng thêm số trục trung gian
Với đường chạy dao nhanh:
Điều kiện: ≤ ichaydao ≤ 2,8 ,ta chọn được i01 dựa theo máy tham khảo:
Trang 24= 288.44 (v/ph)
Ta chọn n0 = n20 = 269,1 (v/ph)
Chọn n0 = 269,1 -> i02 = = = 0,32 ( t/m)
Như đã lý luận ở trên ta thấy đường chạy dao nhanh với lượng chạy dao giống
tham khảo thì ta cũng chọn xích chạy dao nhanh như máy tham khảo
Ta sử dụng đồ thị vòng quay của máy chuẩn để thiết kế máy mới như sau:
Trang 25I.4, Tính toán vẽ đồ thị sai số
I.4.1 Tính toán số vòng quay thực tế:
a Tính số răng của các bánh răng theo từng nhóm truyền
Nhóm I: i01=
2
1 ϕ
=
2
26 1
=
22 64
Trang 26Nhóm III: i1=
3
1 ϕ
=
3
26 1
Emin=
k f
g f Z
f
.
1 1
g
.
1 1 1
f
.
2 2
g
.
2 2 2
f
.
3 3
3
=3
2
.54=36
Trang 27Z’
3=
∑
+g Z f
g
.
3 3 3
1
=
18 40
=
21 37
=
24 34
Emin=
k f
g f Z
.
4
4 4 min +
=
17.58 18.58
4
=
18 58
.58=18 => i4=
18 40
f
.
5 5 5
=
21 37
.58 =21
Trang 285 = 58 – 21 = 37 ⇒
i5=
21 37
Z6 =
∑
+g Z f
f
.
6 6 6
=
24 58
Nhóm V:
Đây là cơ cấu phản hồi từ trục V về trục IV nên phải đảm bảo khoảng cách trục a
đã được xác định trước như sau:
58 20
=
18 40
Trang 2940 40
Nhóm VII:
i10=
35
28 '
26 1
1 1
=
11 2.5
11
Z Z
Nhóm IX:
i12= φ-0,5= 1,26-0.5 =
12 12
=
18 16
Trang 30Nhóm XI i14=1
18
18 '14
14 =
⇒
Z Z
b Vẽ sơ đồ động:
c Tính số vòng quay thực tế
Trang 31nmin = n1 = nđc io1.io2.i1.i4.i7.i8 .i9.i10.i11.i12 .i13.i14
= nđc
' 01
01
Z Z
' 02
02
Z
Z
' 1
1
Z Z
' 4
4
Z Z
' 7
7
Z
Z
' 8
8
Z Z
' 9
9
Z Z
' 10
10
Z Z
' 11
11
Z Z
' 12
12
Z Z
' 13
13
Z Z
' 14
14
Z Z
= 3.41
n2 = nđc io1.io2.i1.i5.i7.i8 .i9.i10.i11.i12 .i13.i14
= nđc
' 01
01
Z Z
' 02
02
Z
Z
' 1
1
Z Z
' 5
5
Z Z
' 7
7
Z
Z
' 8
8
Z Z
' 9
9
Z Z
' 10
10
Z Z
' 11
11
Z Z
' 12
12
Z Z
' 13
13
Z Z
' 14
14
Z Z
= 4.30
n3 = nđc io1.io2.i1.i6.i7.i8 .i9.i10.i11.i12 .i13.i14
= nđc
' 01
01
Z Z
' 02
02
Z
Z
' 1
1
Z Z
' 6
6
Z Z
' 7
7
Z
Z
' 8
8
Z Z
' 9
9
Z Z
' 10
10
Z Z
' 11
11
Z Z
' 12
12
Z Z
' 13
13
Z Z
' 14
14
Z Z
= 5.35
n4 = nđc i01.i02.i2.i4.i7.i8 .i9.i10.i11.i12 .i13.i14
=nđc
' 01
01
Z Z
' 02
02
Z
Z
' 2
2
Z Z
' 4
4
Z Z
' 7
7
Z
Z
' 8
8
Z Z
' 9
9
Z Z
' 10
10
Z Z
' 11
11
Z Z
' 12
12
Z Z
' 13
13
Z Z
' 14
14
Z Z
= 6.82
n5 = nđc i01.i02.i2.i5.i7.i8 .i9.i10.i11.i12 .i13.i14
= nđc
' 01
01
Z Z
' 02
02
Z
Z
' 2
2
Z Z
' 5
5
Z Z
' 7
7
Z
Z
' 8
8
Z Z
' 9
9
Z Z
' 10
10
Z Z
' 11
11
Z Z
' 12
12
Z Z
' 13
13
Z Z
' 14
14
Z Z
=8.60
n6 = nđc i01.i02.i2.i6.i7.i8 .i9.i10.i11.i12 .i13.i14
Trang 32= nđc
' 01
01
Z Z
' 02
02
Z
Z
' 2
2
Z Z
' 6
6
Z Z
' 7
7
Z
Z
' 8
8
Z Z
' 9
9
Z Z
' 10
10
Z Z
' 11
11
Z Z
' 12
12
Z Z
' 13
13
Z Z
' 14
14
Z Z
= 10.70
n7 = nđc i01.i02.i3.i4.i7.i8 .i9.i10.i11.i12 .i13.i14
= nđc
' 01
01
Z Z
' 02
02
Z
Z
' 3
3
Z Z
' 4
4
Z Z
' 7
7
Z
Z
' 8
8
Z Z
' 9
9
Z Z
' 10
10
Z Z
' 11
11
Z Z
' 12
12
Z Z
' 13
13
Z Z
' 14
14
Z Z
=13.64
n8 = nđc i01.i02.i3.i5.i7.i8 .i9.i10.i11.i12 .i13.i14
= nđc
' 01
01
Z Z
' 02
02
Z
Z
' 3
3
Z Z
' 5
5
Z Z
' 7
7
Z
Z
' 8
8
Z Z
' 9
9
Z Z
' 10
10
Z Z
' 11
11
Z Z
' 12
12
Z Z
' 13
13
Z Z
' 14
14
Z Z
= 17.20
n9 = nđc i01.i02.i3.i6.i7.i8 .i9.i10.i11.i12 .i13.i14
= nđc
' 01
01
Z Z
' 02
02
Z
Z
' 3
3
Z Z
' 6
6
Z Z
' 7
7
Z
Z
' 8
8
Z Z
' 9
9
Z Z
' 10
10
Z Z
' 11
11
Z Z
' 12
12
Z Z
' 13
13
Z Z
' 14
14
Z Z
= 21.39
n10 = nđc io1.io2.i1.i4 i9.i10.i11.i12 .i13.i14
= nđc
' 01
01
Z Z
' 02
02
Z
Z
' 1
1
Z Z
' 4
4
Z Z
' 9
9
Z Z
' 10
10
Z Z
' 11
11
Z Z
' 12
12
Z Z
' 13
13
Z Z
' 14
14
Z Z
= 26.23
n11 = nđc io1.io2.i1.i5 i9.i10.i11.i12 .i13.i14
Trang 33= nđc
' 01
02
Z
Z
' 1
1
Z Z
' 5
5
Z Z
' 9
9
Z Z
' 10
10
Z Z
' 11
11
Z Z
' 12
12
Z Z
' 13
13
Z Z
' 14
14
Z Z
=33.08
n12 = nđc io1.io2.i1.i6 i9.i10.i11.i12 .i13.i14
= nđc
' 01
02
Z
Z
' 1
1
Z Z
' 6
6
Z Z
' 9
9
Z Z
' 10
10
Z Z
' 11
11
Z Z
' 12
12
Z Z
' 13
13
Z Z
' 14
14
Z Z
= 41.14
n13 = nđc io1.io2.i2.i4 i9.i10.i11.i12 .i13.i14
= nđc
' 01
02
Z
Z
' 2
2
Z Z
' 4
4
Z Z
' 9
9
Z Z
' 10
10
Z Z
' 11
11
Z Z
' 12
12
Z Z
' 13
13
Z Z
' 14
14
Z Z
= 52.46
n14 = nđc io1.io2.i2.i5 i9.i10.i11.i12 .i13.i14
= nđc
' 01
02
Z
Z
' 2
2
Z Z
' 5
5
Z Z
' 9
9
Z Z
' 10
10
Z Z
' 11
11
Z Z
' 12
12
Z Z
' 13
13
Z Z
' 14
14
Z Z
= 66.16
n15 = nđc i01.i02.i2.i6 i9.i10.i11.i12 .i13.i14
= nđc
' 01
02
Z
Z
' 2
2
Z Z
' 6
6
Z Z
' 9
9
Z Z
' 10
10
Z Z
' 11
11
Z Z
' 12
12
Z Z
' 13
13
Z Z
' 14
14
Z Z
= 82.29
n16 = nđc i01.i02.i3.i4 i9.i10.i11.i12 .i13.i14
= nđc
' 01
02
Z
Z
' 3
3
Z Z
' 4
4
Z Z
' 9
9
Z Z
' 10
10
Z Z
' 11
11
Z Z
' 12
12
Z Z
' 13
13
Z Z
' 14
14
Z Z
= 104.92
Trang 34n17 = nđc i01.i02.i3.i5 i9.i10.i11.i12 .i13.i14
= nđc
' 01
01
Z Z
' 02
02
Z
Z
' 3
3
Z Z
' 5
5
Z Z
' 9
9
Z Z
' 10
10
Z Z
' 11
11
Z Z
' 12
12
Z Z
' 13
13
Z Z
' 14
14
Z Z
= 132.33
n18 = nđc i01.i02.i3.i6.i9.i10.i11.i12 .i13.i14
= nđc
' 01
01
Z Z
' 02
02
Z
Z
' 3
3
Z Z
' 6
6
Z Z
' 9
9
Z Z
' 10
10
Z Z
' 11
11
Z Z
' 12
12
Z Z
' 13
13
Z Z
' 14
14
Z Z
= 164.58II.4.2 Tính toán sai số vòng quay
Trang 35 Ta có đồ thị sai số vòng quay:
Trang 3613
18 45
21
24 27
37 34
M 1
40 18
36
24 18 t=6x1
28
v
44 64 27 57 43
Viii
M 6 37
19
iv
18 36