Thiết kế máy tiện ren vít vạn năng với số cấp tốc độ zn

Hệ thống làm nguội...97 Phần VII: Hớng dẫn sử dụng và điều chỉnh ...99 Nhận xét của giáo viên hớng dẫn : Phần i thiết kế cấu trúc động học Máy tiện ren vít vạn năng đợc sử dụng rộng rãi

Lời nói đầu

T

rong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nớc Đảng ta đã xác định đây là mụctiêu hàng đầu, đặc biệt là nghành cơ khí phải đủ sức đáp ứng sự phát triển của khoahọc kỹ thuật, trong đó nghành chế tạo máy chiếm một vị trí quan trọng vì nó sản xuất

ra chi tiết máy của các máy khác nhau nghĩa là chế tạo ra t liệu sản xuất để cơ khí hoá

tự động hoá nền kinh tế quốc dân

Máy công cụ có nhiều loại nh: Tiện, Phay, Bào máy vạn năng, chuyên dùng, tự

động bán tự động, sản phẩm cơ khí rất đa dạng và phong phú, do vậy cần có các máyvạn năng để đảm nhận nó không thể thiếu ở các nhà máy cơ khí

Sau khi đợc trang bị những kiến thức cơ bản, đợc sự giúp đỡ của các thầy côtrong trờng, đặc biệt là sự hớng dẫn trực tiếp của thầy giáo Hoàng Vị với đề tài: Thiết

kế máy tiện ren vít vạn năng với số cấp tốc độ Zn=22, H=200 Với sự cố gắng của bảnthân, nhng do đây là lần đầu tiên thiết kế kiến thức còn hạn chế do vậy không tránhkhỏi những sai sót Em rất mong đón nhận sự góp ý của các thầy cô

Em xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2002

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thành Trung

tài liệu tham khảo

I- Thiết kế máy cắt kim loại

- Tác giả Mai Trọng Nhân - Phạm Đắp

II- Thiết kế dụng cụ cắt kim

- Tác giả Trịnh Khắc Nghiêm

III- Thiết kế chi tiết máy

- Tác giả Nguyễn Trọng Hiệp

IV- Thiết kế hệ dẫn động cơ khí

- Tác giả Trịnh Chất - Lê Văn Uyển

V- Tập bản vẽ máy cắt kim loại

Mục lục

Phần I: Thiết kế cấu trúc động học 5

I Tạo hình bề mặt 5

II Các nhóm động học 6

Phần II: Đặc trng kỹ thuật của máy 12

I Đặc trng công nghệ 12

II Đặc trng kích thớc 12

III Đặc trng động học 13

Phần III: Thiết kế động học máy 17

A.hộp tốc độ 17

i.Chọn phơng án bố trí truyền dẫn 17

II.Tính toán động học bánh răng 27

B.Hộp chạy dao 36

I Những lựa chọn chung 36

II Thiết kế hộp chạy dao 37

C Thiết kế hộp xe dao 49

Phần IV: Thiết kế động lực học máy 52

I Xác định chế độ làm việc của máy 52

II Tính công suất động cơ điện 54

Phần V: Thiết kế chi tiết máy 64

I Thiết kế bộ truyền đai 64

II.Thiết kế ly hợp ma sát đĩa 67

III.Thiết kế bánh răng 68

IV.Tính trục chính và ổ trục chính 69

V.Tính trục III của hộp tốc độ 80

VI.Tính bộ truyền bộ bánh răng trong hộp chạy dao 86

VII.Thiết kế bộ truyền vít me đai ốc 87

VIII.Thiết kế cơ cấu an toàn phòng quá tải 91

IX.Thiết kế bộ truyền bánh răng thanh răng 92

Phần VI: Thiết kế hệ thống bôi trơn làm nguội 93

I Hệ thống bôi trơn 93

II Hệ thống làm nguội 97

Phần VII: Hớng dẫn sử dụng và điều chỉnh 99

Nhận xét của giáo viên hớng dẫn :

Phần i

thiết kế cấu trúc động học

Máy tiện ren vít vạn năng đợc sử dụng rộng rãi trong các nhà máy cơ khí, nó phù hợp với các loại hình sản xuất vì nó có thể gia công đợc các loại

1

hình bề mặt tròn xoay, mặt định hình, khoan, khoét doa đạt độ chính xác cao,

độ bóng đạt 6 7, nếu có cơ cấu đặc biệt có thể đạt độ bóng 9 chủ yếutiện trơn, tiện ren các loại, ren một đầu mối, ngoài ra nó còn tiện đợc các bềmặt côn

Sản phẩm cơ khí trên máy tiện chiếm tới 40% sản phẩm cơ khí, ngàynay nó không ngừng đợc cải tiến để phù hợp với tiến bộ khoa học kỹ thuật

I - tạo hình bề mặt

1 Sơ đồ gia công điển hình

Tạo hình bề mặt

Là chuyển động cần thiết để vẽ ra

đờng sinh công nghệ và dịch chuyển nó

theo đờng chuẩn

- Chuyển động quay tròn của trục chính

mang phôi Q

- Chuyển động tịnh tiến của bàn dao T1

Nh vậy chuyển động tạo hình v gồm 2 thành phần: v(Q, T1)

+ Chuyển động tạo hình đờng sinh là quỹ đạo của một điểm trên lỡi cắtvạch nên chi tiết gia công, đờng (2) hay là chuyển động quay của chi tiết

+ Chuyển động tạo hình đờng chuẩn: Đợc hình thành do chuyển độngchạy dao dọc theo trục của chi tiết do bàn dao tạo nên, đờng (1)

2 Các chuyển động cần thiết.

Chuyển động tạo hình là chuyển động cần thiết để vẽ ra đờng sinh công

nghệ và dịch chuyển nó theo đờng chuẩn

+ Đối với tiện trục trơn: Chi tiết quay với tốc độ trục chính tạo rachuyển động cắt chính, dao tịnh tiến dọc theo đờng tâm máy tạo ra tốc độchạy dao Nh vậy chuyển động tạo hình v gồm 2 thành phần Q1 và T1

+ Đối với tiện ren: Ren đợc hình thánh bằng cách cho prôfin ren chuyển

động theo đờng xoắn vít

- Chuyển động tạo thành đờng sinh: là chuyển động chép lại prôfin lỡicắt dao tiện

- Chuyển động tạo thành đờng chuẩn : là đờng xoắn vít đợc tạo thànhbằng phơng pháp vết để tạo ra bề mặt ren Khi phôi quay một vòng thì bàn daodịch chuyển một lợng là t hay bớc xoắn T với ren nhiều đầu môi Với cấu trúccủa máy là : C:1:2

Trong đó: C là cấu trúc phức tạp

1 là chỉ ra trong máy có 1 nhóm tạo hình 

2 là chỉ ra trong máy có 1 nhóm tạo hình gồm 2 chuyển

động thành phần Q1, T2

II các nhóm động học trong máy

1 Nhóm chuyển động tạo hình 

Là chuyển động cần thiết để tạo ra đờng sinh công nghệ và dịch chuyển

nó theo đờng chuẩn Số lợng chuyển động tạo hình là:

- NC là số lợng thành phần tạo hình đờng chuẩn, với máy đó là chuyển

động quay của phôi

- NT là số chuyển động trùngvới máy tiện ren vít vạn năng NT = 0Vậy N =1 + 1 = 2; gồm 2 thành phần v(Q1, T1) Phân tích chuyển độngtạo hình của máy đó là chuyển động xoắn xích bởi các liên kết động học

Ta có phơg trình điều chỉnh:

+ Xích tốc độ:

nđcơ i12.iv.i34 = ntc

iv = CV nctTrong đó: nđcơ - là tốc độ động cơ

is

5 6

7 8

tvm1

tvm2

m, Z Q1

9 T2

Vậy iv =

1

n dc i12.i34 .ntc

+ Xích tạo hình: 1 vòng trục chính i45 iS i67.tvmdọc = tp

+ Xích chạy dao ngang: 1 vòng trục chính i45 iS i67.tvmngang = Sn

2 Nhóm chuyển động cắt gọt

Là chuyển động cần thiết để thực hiện quá trình cắt gọt, ở máy nàychuyển động cắt trùng với chuyển động tạo hình, điều này làm cho kết cấumáy đơn giản xong hạ thấp năng suất

Nh vậy: Để thoả mãn chế độ cắt hợp lý ta sử dụng hộp tốc độ nhằm tạo

ra nhiều tốc độ khác nhau cho trục chính

Để thoả mãn chuyển động chạy dao với nhiều bớc tiến khác nhau ta sửdụng hộp chạy dao trong đó cơ cấu truyền chuyển động từ trục chính đến cáctrục vít me và trục trơn

- Để biến chuyển động quay của vít me và trục trơn thành chuyển độngtịnh tiến của bàn dao ta sử dụng hộp xe dao

- Để thực hiện chạy dao dọc khi tiện trơn ta sử dụng bộ truyền bánh

- Khi cắt ren ta sử dụng bộ truyền vít me đai ốc.

- Để truyền chuyển động từ động cơ đến hộp tốc độ ta dùng bộ truyền

đai vì khoảng cách lớn, đảm bảo an toàn khi quá tải, không làm phá huỷ máy

4 Thành lập các nhóm động học phơng pháp nối động

Máy tiện ren vít vạn năng thì liên kết trong và ngoài tạo một nhóm

động học và thực hiện một chuyển động chấp hành xác định Tên của nhómmang tên chuyển động chấp hành mà nó thực hiện, ở máy tiện ren vít vạnnăng chỉ có 2 nhóm tạo hình cơ bản là đờng sinh và đờng chuẩn, hai nhómnày có cơ cấu chấp hành là phôi quay thực hiện song song 2 chuyển động Q1

Đầu xích là phôi quay Q1 đợc

Liên kết ngoài có nhiệm vụ nối các khâu chấp hành với nguồn chuyển

động đảm bảo thực hiện các thông số gốc, hớng tốc độ và hành trình đã cho,

đảm bảo điều kiện nđcơ  phôi quay nph

+ Phơng trình cân bằng động học:

nđcơ pv.iv = nph Trong đó pv là tỷ số truyền cố định xích tốc độ

+ Nhóm tạo hình đờng chuẩn

Phôi quay 1 vòng  dao tịnh tiến 1 bớc xoắn vít T

Lợng di động tính toán:

Phần ii Xác định đặc trng kỹ thuật của máy thiết kế

năng gia công của máy tiện, khoan,

doa, tiện ren

Các loại phôi gia công đợc trên máy lá phôi đúc, rèn, cán, phôi thanh,phôi ống, có thể cặp bằng mâm cặp 3 chấu, 4 chấu, chống tâm hoặc khôngchống tâm

Nguyên công đặc trng và mang tải cao cho máy là tiện trụ ngoài vì vậy

ta tiến hành tính toán đặc trng kỹ thuật cho tiện trục trơn

Theo bảng 2[I] có thể đạt độ chính xác và độ bóng nh sau:

Vật liệu dao là thép gió và hợp kim cứng

Máy này thích hợp cho loại

hình sản xuất nhỏ đơn chiếc chủ yếu

phục vụ cho sửa chữa thay thế vì chế

độ tải trọng thay đổi theo quy luật

thống kê

II - Đặc trng kích thớc của máy

- Chiều cao tâm máy H =200 (mm)

- Đờng kính phôi lớn nhất có thể gia công đợc trên băng máy: Dmax =2H = 2.200 = 400 (mm).

- Đờng kính lớn nhất của phôi gia công trên bàn dao có hiệu suất nhất

Rd – phạm vi thay đổi đờng kính Rd = 8 10 chọn Rd = 10

- Khoảng cách giữa 2 mũi tâm xa nhất

Do đó chọn trị số tốc độ cắt tốt nhất là căn cứ trên các tài liệu thống kê

về sử dụng tốc độ cắt trên các máy khác nhau

Có thể tăng tốc độ lớn nhất lên 25% khi kể đến những tiến bộ và kết cấu

và vật liệu dụng cụ cắt

- Số vòng quay của trục chính

nmin = 12,5 vòng / phútnmax = 600 vòng / phút

- Lîng ch¹y dao bÐ nhÊt Tra

theo bÒ mÆt gia c«ng yªu c©u Smin

+ Ren pít: Dp = (56  0,25)

25,4/t

3 Xích chạy dao nhanh

Để giảm bớt thời gian chạy không khi gia công đối với máy tiện ren vítvạn năng để giảm thời gian phụ ta thiết kế xích chạy dao nhanh đợc nối với cơcấu công tác và nối với xích chạy dao chậm ở gần trục kéo

- Lựa chọn tốc độ và thời gian

chạy dao nhanh Theo bảng (8 – I)

công suất và hiệu suất của dộng cơ,

căn cứ vào nguồn lới điện và tính

năng ta chọn động cơ cảu máy tiện

ren vít vạn năng ta chọn động cơ

không đồng bộ 3 pha rôto lồng sóc

N = 10 KW , n = 1460 v/ph

Tham khảo một số máy tiện ta thấy chúng có nhiều kiểu truyền dẫn,

điều này rất quan trọng, nó ảnh hởng rất lớn đến chất lợng bề mặt gia công,giá thành của máy, kết cấu không gian của máy

Khi chọn kiểu truyền dẫn ta dựa vào phạm vi điều chỉnh, khả năngthay đổi tốc độ, công thức truyền điều khiển thuận tiện, thay đổi nhanh tínhcông nghệ

Với máy tiện chuyển động quay tròn, máy có công suất nhỏ hơn100KW nên dùng truyền dẫn cơ khí, điều chỉnh tốc độ bằng một động cơ

điện và một hộp tốc độ bánh răng vì:

- Đảm bảo truyền dẫn chính xác, chắc chắn, cứng vững, thay đổi tốc

độ đơn giản, điều khiển thuận tiện

Nhợc điểm: Phải dừng máy mới thay đổi đợc yêu cầu của hộp tốc độ,nhỏ, gon, làm việc êm chính xác, điều khiển an toàn, tính công nghệ cao,

đảm bảo tốc độ trục chính số cấp tốc độ Z và phạm vi điều chỉnh chính xác

2 Bố trí cơ cấu truyền dẫn

Có hai phơng án bố trí truyền dẫn nh sau:

a - Phơng án 1: Hộp tốc độ và hộp trục chính chung một vỏ, phơng án này

có u điểm cách bố trí gọn gàng toàn bộ truyền dẫn, dễ tập trung cơ cấu điềukhiển, giá thành hạ, thuận lợi cho vận hành của công nhân

Nhợc điểm: Do cùng bố trí một hộp nên có sự lan truyền rung động

từ hộp tốc độ sang hộp trục chính, sự truyền nhiệt từ hộp trục chính sanghộp tốc độ và ngợc lại, khó truyền động đai riêng cho hộp trục chính

Phơng án này thờng đợc sử dụng đối với các máy cỡ lớn, cỡ vừa vầ

cỡ trung, độ chính xác không yêu cầu quá cao

b – Ph ơng án 2: Hộp tốc độ và hộp trục chính tách rời nhau

Ưu điểm của phơng án là:

- Không truyền rung động và nhiệt từ hộp tốc độ sang hộp trục chính

- Dễ dàng cho việc tiêu chuẩn hoá và thống nhất hộp tốc độ, nâng cao

điều kiện cải thiện khi sửa chữa và hiện đại hoá máy

- Nâng cao độ cứng vững bộ phận trục chính, có khả năng tạo ra 2khoảng tốc độ

+ Nâng cao kích thớc bộ truyền đai do phải truyền toàn bộ công suấtcho trục chính trên các cấp tốc độ khó thay đổi đai.

Kết luận: So sánh hai phơng án trên và áp dụng cho máy thiết kế ta

chọn phơng án I là hợp lý hơn

3 Lựa chọn bộ truyền dẫn cuối cùng

Việc lựa chọn bộ truyền cuối cùng có ảnh hởng rất lớn đến chế độ cắtgọt và sự điều hoà chuyển động, độ nhẵn bóng bề mặt gia công

Vì trục chính quay với vận tốc không lớn 1600 v/ph nên ta chọn bộtruyền cuối cùng là bộ truyền bánh răng

Để cho hộp trục chính quay êm, không va đập và gây ra rung độngthì vận tốc vòng của bánh răng không quá lớn và đờng kính của bánh răngkhông quá bé, nên bố trí tỷ số truyền trên trục này không nhiều , thờngchọn đờng kính bánh răng cuối cùng không bé hơn đờng kính phôi lớn nhất

Gọi V là tốc độ vòng cho phép của bánh răng thì đờng kính bánhrăng lớn nhất có thể xác định theo công thức:

- Đờng truyền tốc độ thấp

- Đờng truyền tốc độ cao

II – Chọn phơng án kết cấu

1 Chọn dạng kết cấu

Việc chọn kết cấu đơn giản hay phức tạp là phụ thuộc yêu cầu phạm

vi điều chỉnh và công dụng của máy

2 1

4 = 8

Với  = 1,26

đờng truyền tốc độ cao với đờng truyền tốc độ thấp.

+> Ưu điểm của cấu trúc nhân phức tạp là:

- Cho phép mở rộng phạm vi điều chỉnh, thoả mãn yêu cầu điềuchỉnh Rn lớn

- Rút ngắn đờng truyền trên xích có tốc độ cao do đó giảm đợc côngsuất tổn hao, giảm tải trọng và kích thớc bộ truyền, giảm trọng lợng, tiếtkiệm nguyên vật liệu

- Giảm tổn hao do ma sát từ đó nâng cao hiệu suất của máy khi dùngkết cấu này chỉ dùng một kết cấu là đủ

11 bánh răng điều này không thoả mãn, vậy ta cần khử tính nguyên tố của

11 đi, muốn làm đợc điều này ta phải tăng Z lên, tăng Z =24 tức là lúc này

ta đã tăng số cấp tốc độ lên 2 cấp so với yêu cầu cần thiết kế

Với Z = 24 ta sẽ có các phơng án kết cấu sau:

Do tốc độ quay giảm dần làm mô men xoắn tăng dần ở các trục dẫn.

Để kích thớc của hộp gọn nhẹ ta phải bố trí các bộ truyền treo yêucầu X1 < X2 < … < X < Xn và P1 > P2 > … < X >Pn

Để tránh hiện tợng gẫy hoặc cong trục khi đảo chiều quay ta phải bốtrí P1 < P2 tức là P1 = 2 ; P2 = 3 hay Z = 2 3 2.2

2424−2lg 8 - 1 = 2,9

lg  lg1,26 Vậy Z0 = 6, Z 1

'

=2  Cấu trúc nhân phức tạp có dạng Zn =23(2+2)

ở bộ truyền tốc độ thấp ta bố trí thêm 2 nhóm truyền mối nhómtruyền có duy nhất 1 bộ truyền để giảm tốc độ, sở dĩ nh vậy là để cho phơng

án kết cấu không gian hợp lý và khi cắt ren khuếch đại ngời ta lợi dụng sựkhác nhau giữa xích tốc độ thấp và xích tốc độ cao để tạo ra nhóm khuếch

đại

Zn = 2.3 (2 + 2.1.1)

Với đờng truyền tốc độ cao Z 1 = 2.3*.2 =10

Với đờng truyền tốc độ thấp Z 2 = 2.3.2.1.1 =12

Phơng án thứ t của đờng truyền là: Z1 = 2 1

I

3 2

II

.2 6III ; Z2 = 2 1

Zn = 2 1I 3 2II (2 4III x + 2 6III 1.1)

3 Chọn phơng án động học của máy

Phơng án động học là phơng án trật tự thay đổi các bộ truyền trongcác nhóm để nhận đợc dẫy tốc độ đã cho.

Với mỗi phơng án kết cấu đã chọn sẽ có một số phơng án động học,

ta phải chọn phơng án tối u nhất, nh đã nêu ở mục 2 phơng án tối u ta chọn

Líi cÊu tróc ph¬ng ¸n Z = 22

n 2 2

V I V

I V III

II I

4 Xây dựng đồ thị vòng quay

Từ lới cấu trúc cho ta biết:

- Tỷ số truyền trong mỗi nhóm

- Tổng số trục và số cấp tốc độ trên mỗi trục

Từ đây ta suy ra giới hạn lợng mở của i trong hộp :

i2 = imax = i1. = 2 = 1,262 = 1,58 =

11 7

Nhóm Vi : i10 =  = 1,26 =

5 4

Vậy các tỷ số truyền đã thành lập nh hình trên là thoả mãn các điềukiện đã nêu ở trên Ta có thể xây dựng đợc đồ thị vòng quay nh sau:

Đồ thị vòng quay

5 Cơ cấu đảo chiều quay trục chính

n 2 2

V I V

I V III

II I

Có nhiều cách đảo chiều quay trục chính nh đảo chiều quay động cơchính, đảo chiều bằng các cơ cấu cơ khí nh bánh răng trụ, bánh răng côn, lyhợp ma sát, ly hợp vấu, bánh răng tổ hợp.

Cắn cứ theo các phơng án đã chọn cho máy thiết kế ta lợng chọn

ph-ơng án đảo chiều quay trục chính bằng ly hợp siêu việt hoặc ly hợp ma sátvì các u điểm của cơ cấu đảo chiều này là:

- Đảo chiều nhanh, an toàn

- Đợc dùng khi tần số đảo chiều lớn

II - Tính toán động học bánh răng

Tính toán động học bánh răng tức là xác định số răng Z của các bánhrăng để đảm bảo các tỷ số truyền đã chọn

Trong máy thiết kế các bánh răng ta chọn có cùng mô đun để thuậnlợi cho việc chế tạo cũng nh sửa chữa, thay thế sau này

Với máy có công suất N  10 KW nên ta chọn mô đun mn = 2  3

a j k .Zmin với Zmin  K.E

Nếu mà bánh răng bé nhất đống vai trò bị động thì

Eminbđ =

a j−b j

b j k .Zmin với Zmin  K.E

Trị số Emin tính ra thờng là số lẻ, muốn xác định Zmin ta chọn côngthức Emin Ta thấy rằng Zmin sẽ nằm ở một trong hai tia ngoài cùng củanhóm truyền tia nào nghiêng nhiều nhất.

Tia nghiêng phải dùng công thức Eminbđ ;

Tia nghiêng trái dùng công thức Emincđ ;

Trờng hợp mô đun của bánh răng trong nhóm truyền khác nhau khiyêu cầu tiết kiệm nguyên vật liệu, kết cấu gọn nhỏ, có thể dùng 3 mô đunkhác nhau (ít dùng) ở đây ta giả thiết tính cho trờng hợp dùng 2 mô đunkhác nhau Giả sử trong nhóm truyền bánh răng trụ răng thẳng dùng 2 loạimô đun m1 và m2 thì điều kiện làm việc là:

2A = m1 (Zj + Z j

'

) = Z1m12A = m2 (Zj + Z ' j ) = Z2m2

ở đây A là khoảng cách giữa 2 trục, Z1 và Z2 là tổng số răng củacặp bánh răng có mô đun m1 và m2

2 Tính số răng của các nhóm truyền trong cấu trúc nhân

39 ; i2 =

56 34

 a3 + b3 = 2

a4 + b4 = 18  k =

5+2 2.126 .18 = 0,5

Ta chọn Emin = 1

SZ = K.E = 126.1 =126 > 120

Để bộ truyền hợp lý ta giảm SZ xuống, muốn vậy phải giảm K khi đó

Zj , Z ' j có sai số với tỷ số truyền tơng ứng ( khống chế  2%) Tham khảomáy 16K20 ta chọn SZ = 76

Tham khảo máy 16K20 ta chọn:

c - Tính toán số răng cho bộ truyền nhóm III

Vì bộ mở của nhóm truyền này quá lớn cho nên máy chọn sẽ rung

động lớn, mau hỏng, để khắc phục hiện tợng này ta dùng bộ truyền có mô

đun khác nhau, đồng thời để kết cấu nhỏ gọn, tiết kiệm vật liệu

Để giảm hiện tợng cắt chân răng ở bánh răng bé ta tăng số răng củabánh răng bé và đồng thời tăng khối lợng bộ truyền thì ta tăng mô đun.

Tham khảo máy 16K20 ta chọn i8 =

e - Tính toán cho nhóm truyền VI

Nhóm này là nhóm truyền cuối cùng ở bộ truyền tốc độ cao có

i10 =

5

4 ; i11 =

1

2 Vì bộ truyền này có tốc độ cao nên kích thớc

của bộ truyền rất quan trọng, có lợng mở lớn, lực truyền trong nhóm khácnhau nhiều nên với bộ truyền có:

6 5

Z10 = 60 răng ; Z 10' = 48 răng

3 Kiểm tra khả năng di trợt của khối bánh răng 3 bậc

Hộp tốc độ ta thiết kế có 1 nhóm truyền có 3 cấp tốc độ (nhóm II)

Do vậy ta bố trí một khối bánh răng di trợt 3 bậc Để thay đổi tốc độ trênbậc II và III Sơ đồ bố trí nh sau:

Để cho khối bánh răng 3 bậc ở trục III di trợt ăn khớp đợc với cácbánh răng cố định ở trục II thì bán kính vòng tròn đỉnh của bánh răng Z38 vàZ47 phải nhỏ hơn bán kính vòng chân răng của bánh răng Z55

Vì khối bánh răng có cùng mô đun ta chỉ cần kiểm tra bánh răng Z47

và Z55 là đủ

0,5 m (Z47 + 2) < 0,5 m (Z55 + 2)

Điều kiện cần phải có là Z55 – Z47  5

Thực tế Z55 – Z47 = 55 – 47 = 8 > 5

Nh vậy là thoả mãn điều kiện ăn khớp

4 Kiểm tra sai số vòng quay

Trong qu¸ tr×nh tÝnh to¸n do sai sè cña tû sè truyÒn (v× khi chän sèr¨ng cã sai sè) nªn sè vßng quay ntc cã sai sè so víi chuçi sè vßng quay nh-

nt/cv/ph

72 .

30 60

nt/cv/ph

125,14 125 - 0,14n13

202,22 200 - 0,02n14

316,15 315 - 1,15

500,57 500 - 0,57n18

797,48 800 0,42n20

999,1 1000 0,42n21

1581,9 1600 1,13

B Thiết kế hộp chạy daoHộp chạy dao của máy tiện ren vít vạn năng có hai chức năng là tạo

ra chuyển động cho tiện trơn và tiện ren

Hộp chạy dao phải đảm bảo tỷ số truyền chính xác để cắt các bớc rentiêu chuẩn

Nguyên công đặc trng để thiết kế hộp chạy dao dùng cắt ren, sau khitính toán xong ta tính lại các bớc tiện trơn chỉ bổ xung một số bộ truyềntrên bàn xe dao để đảm bảo thực hiện đúng các lợng chạy dao tơng ứng.Các loại ren dùng trong cơ khí máy thiết kế cần có là:

Ren hệ mét: Gồm có 2 loại là ren quốc tế và ren mô đun

Ren quốc tế: đợc đặc trng bởi chiều dài bớc ren t , góc đỉnh ren =

I – Những lựa chọn chung

1 Chọn đặc tính chạy dao

Ta xây đặc tính chạy dao theo chuỗi ren vì hộp chạy dao của máytiện phải đảm bảo một tỷ số truyền chính xác để cắt các loại bớc ren khácnhau Mặt khác bớc ren đợc cắt đã đợc tiêu chuẩn hoá, nếu có sai số giã tỷ

số truyền thực tế và tỷ số truyền tính toán, nó sẽ ảnh hởng tới độ chính xáccủa bớc ren gia công vì nó tạo ra độ cắt của dao không đều

2 Chọn cơ cấu điều chỉnh

Có nhiều loại cơ cấu điều chỉnh trong máy cắt kim loại nh: cơ cấunoóc tông, mê an, di trợt Ta chọn cơ cấu bánh răng di trợt để diều chỉnh

+

+

n (+)

(+)

+ Ưu điểm: Độ cứng vững cao, công suất truyền dẫn lớn, hiệu suấttruyền dẫn cao chế tạo và điều chỉnh đơn giản

+ Nhợc điểm: Cơ cấu có kích thớc trục lớn

II - Thiết kế hộp chạy dao

1 Xắp xếp bảng ren

Với các bảng ren nh yêu cầu thiết kế ta tiến hành xắp xếp thành cáchàng, các cột công việc này sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc thiết kế hộpchạy dao Trong đó bớc ren nằm theo cột tạo thành cấp số cộng còn bớc rennằm theo hàng tạo thành cấp số nhân với công bội  = 2

Có 2 kiểu bố trí xích truyền để cắt các loại ren:

- Không đổi đờng truyền trong nhóm cơ sở khi đổi hệ ren

- Có đổi đờng truyền trong nhóm cơ sở khi đổi hệ ren

Tham khảo máy 16K20 và để tiết kiệm bánh răng ta dùng nhóm cơ

sở trong các xích cắt ren khác nhau tức là ta chọn phơng án có đổi đờngtruyền trong nhóm cơ sở khi đổi hệ ren Nh vậy ta xắp xếp bảng ren theonguyên tắc sau:

Với ren quốc tế và mô đun Với ren anh và ren pít

Để nâng cao độ cứng vững của đờng truyền nhóm cơ sở thì ta dùng nhómcơ sở gồm các bánh răng di trợt Nếu dùng cơ cấu noóc tong thì độ cứngvững kém nhng kết cấu không gian nhỏ gọn, độ chính xác cao

Do dùng bánh răng di trợt nếu để cho số lợng bánh răng của nhóm cơ

sở không quá nhiều tránh gây tăng số trục của nhóm cơ sở hoặc gây dài,trục sẽ cồng kềnh và giảm độ chính xác truyền động và độ chính xác chếtạo máy thì số cột và số hàng của bảng ren phải nhỏ  4

Sau khi phân tích và tham khảo máy 16K20 ta có bảng ren nh sau

a - Bảng ren quốc tế và ren mô đun (m, t).

Ren tiêu chuẩn

(bớc nhỏ)

Ren khuếch đại(bớc lớn)

igb

8

1 4

1

ikđ = 8 ikđ = 32

1 4

1 2

1 4

1 2 4

b - Bảng ren anh và ren pít

Bảng ren anh và ren pít (n, p)

Ren tiêu chuẩn

1

ikđ = 8 ikđ = 32

1 4

1 2

1 4

1 2 4

-2 Sơ đồ nguyên tắc xích tiện ren

Xích tiện ren phải đảm bảo cứ sau mỗi vòng quay của phôi thì daophải tịnh tiến dọc trục một lợng đúng bằng bớc ren cần gia công nên giữa 2khâu chấp hành hải có khâu điều chỉnh bớc ren đó là is

Ta có phơng trình điều chỉnh xích cắt ren:

itt1 itt2

icđM2M1

Thông thờng để đáp ứng đợc tính chật vạn năng mà khuân khổ kíchthớc của hộp thì khâu điều chỉnh is đợc phân thánh các nhóm nh nhóm cơ

Tham khảo máy 16K20 ta chọn khoảng cách tâm 2 trục là:

5 5

6 5

7 5

40

36 36

2 Thiết kế nhóm gấp bội

Nhóm gấp bội phải tạo ra các tỷ số truyền có công bội  = 2 đó là:igb =

igb2: igb3: igb4 = 1: 2: 4: 8

Tham khảo máy 16K20 có 4 bộ truyền nên Zn = 4

a - Chọn phơng án kết cấu và phơng án động học

Vì hộp chạy dao đặt phía trớc của máy nên kích thớc ngang của hộpcàng nhỏ càng tốt ta cho tâm trục của 2 nhóm trùng nhau để nâng cao tínhcông nghệ của hộp

Để tính toán động học bánh răng của bộ truyền ta phải xác định đợc

đồ thị vòng quay sao cho đảm bảo 4 giá trị của igb

Tham khảo máy 16K20 ta phân các igb nh sau:

Ta có: igb1 = i1.i3 ; igb2 = i2.i4

igb3 = i1.i4 ; igb2 = i2.i4

1

III

Ta có đồ thị vòng quay nh sau:

i1 =

4 5

II

i3 =

4 5

i2 =

2 5

i4 =

5 16

b - Tính số răng của các nhóm

Để nâng cao tính công nghệ của hộp chạy dao và có thể chập lại lúc

cắt ren chính xác ta bố trí tâm trục của nhóm cơ sở trùng tâm trục của nhóm

Z 1' =

b1k

a1+b1 =

5 4+5 .63 = 35 răng

Z2 =

a2

a2+b2 k =

2 2+5 .63 = 18 răng

Nhóm III i3 =

5

4 ; i4 =

5 16

a3 +b3 = 4 + 5 = 9