Thiet ke may phay lan rang ban tu dong 1 58891

Công dụng, nguyên lý tạo hình của máy phay lăn răng 5K32 Máy phay lăn răng 5K32 dùng để gia công bánh răng trụ răng thẳng,răng nghiêng ăn khớp ngoài, bánh vít, trục then hoa.. Việc cắt b

NhËn xÐt cña gi¸o viªn híng dÉn

Trêng §¹i Häc Kü ThuËt C«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn

Lời mở đầu

Trong giai đoạn phát triển của xã hội hiện nay, việc xây dựng một nền công nghiệp hiện đại là một nhiệm vụ trọng tâm trong thời kỳ phát triển nền kinh tế thị trờng Nhận rõ đợc nhiệm vụ quan trọng đó Đảng và Nhà nớc ta

đã rất chú trọng đến việc phát triển nền công nghiệp nặng trong đó mũi nhọn

là cơ khí chế tạo máy.

Trình độ kỹ thuật của một đất nớc trớc hết đợc đánh giá bởi sự phát triển của ngành cơ khí chế tạo máy - một trong những ngành chủ đạo của nền công nghiệp, trong đó, Máy cắt kim loại là một thiết bị chủ yếu của ngành, chúng dùng để bóc đi một lợng d nào đó từ phôi để biến thành các chi tiết máy theo ý muốn Ngày nay công nghệ sản xuất phôi đã đạt đợc những thành tựu to lớn trong việc tạo ra những phôi có hình dạng gần giống với chi tiết và lợng d cần bóc đi rất nhỏ Song không vì thế mà ý nghĩa của máy cắt kim loại trong ngành cơ khí lại giảm mà còn tăng lên bởi quá trình gia công trên máy rất phức tạp và yêu cầu độ chính xác rất cao mà các dạng gia công khác không thể đạt đợc.

Nhiệm vụ đặt ra cho những nhà thiết kế máy Việt Nam là phải trang bị cho đất nớc một hệ thống những máy cắt kim loại có đủ chỉ tiêu kinh kỹ thuật phù hợp với yêu cầu sử dụng nhằm mục đích đa nền công nghiệp đi lên.

Sau 5 năm học tập tại Trờng Đại học kỹ thuật Công nghiệp đến nay

em đã hoàn thành chơng trình đại học ngành Cơ Khí Chế Tạo Máy Để có

đ-ợc sự tổng hợp các kiến thức đã học trong các môn học của ngành và có đđ-ợc

sự khái quát chung về nhiệm vụ của một ngời thiết kế em đợc nhận đề tài

"Thiết kế máy Phay Lăn Răng BáN Tự ĐộNG " Đợc sự chỉ bảo tận tình của

thầy giáo Nguyễn Thuận và tập thể các thầy giáo trong bộ môn Chế tạo máy

cùng với sự cố gắng của bản thân, đến nay em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình Trong quá trình làm đồ án, chắc chắn sẽ không tránh khỏi nhng thiếu sót Em rất mong đựơc sự chỉ bảo của các thầy để em có điều kiện học hỏi thêm.

Em xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2011

Sinh viên thiết kế

Nguyễn Thị Hồng

Phần I

loại máy và cơ cấu khác nhau, để truyền

chuyển động quay từ trục này sang trục

khác và để biến chuyển động quay thành

chuyển động tịnh tiến hoặc ngợc lại

Truyền động bánh răng đợc sử dụng rộng rãi

răng là rất lớn Cùng với sự phát triển của nghành chế tạo máy và với yêu cầusửa chữa, thay thế các loại chi tiết này ngày càng đợc chế tạo nhiều hơn ởtrong

nớc cũng nh nhiều nớc trên thế giới ngời ta xây dựng những nhà máy, phân ởng chuyên chế tạo

x-bánh răng, x-bánh vít với trình độ cơ khí hóa và tự động hóa cao

Tùy theo các đặc điểm về hình học và chức năng

truyền động bánh răng đợc phân ra nhiều loại khác nhau :

1 Phân loại theo sự phân bố giữa các trục

-Truyền động giữa các trục song song :

truyền động bánh răng trụ ( hình a,b,c)

-Truyền động giữa 2 trục giao nhau :

- Bộ truyền ăn khớp ngoài ( các bánh răng đều có răng ở phía ngoài)

- Bộ truyền ăn khớp trong ( khi một bánh răng có răng phía trong vàmột bánh có răng phía ngoài)

3 Theo phơng của răng so với đờng sinh

trong các bộ truyền vận tốc trung bình

hoặc thấp Trong các chuyển động hành

tinh, chuyển động hở cũng nh khi cần phải di động

dọc trục

+ Bánh răng trụ răng nghiêng có các u, nhợc

so với bánh răng trụ răng thẳng nh sau :

1 Khác với banh răng trụ răng thẳng bánh răng trụ

răng nghiêng không vào tiếp xúc nhau trên toàn bộ

chiều dài răng mà vào khớp dần dần Nhờ vậy mà bánh răng trụ răng nghiêngchuyền động êm

hơn và va đập giảm hơn

2 Chiều dài tiếp xúc tăng , vì vậy mà tải trọng

riêng sẽ giảm do đó khả năng tải của bánh răng

răng nghiêng đợc dùng trong những bộ truyền

chịu tải trung bình , bánh răng côn răng nghiêng có

khả năng tải cao hơn

Tuy nhiên nó vẫn đợc sử dụng ít vì khả năng công

nghệ kém, và rất nhạy cảm với sai số lắp ráp

+ Bánh răng côn răng xoắn có góc nghiêng

thay đổi thờng sử dụng góc nghiêng trung bình đo

trong mặt côn chia tại tiết diên trung bình Bánh

răng côn răng xoắn có khả năng tải cao , ăn khớp

êm

- Bánh vít :thờng dùng ở các bộ truyền có tỷ

số truyền lớn ( khoảng từ 100-300) Dùng để truyền

chuyển động giữa các trục chéo nhau Có khả năng

làm việc êm không ồn , có tính tự hãm cao

Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên

4 Theo biên dạng răng

- Truyền động bánh răng thân khai

( biên dạng của răng là đờng thân khai của

đờng tròn) Đây là loại bánh răng đợc sử dụng

rộng rãi vì có một số u điểm nh tính công nghệ

cao, dễ chế tạo với độ chính xác cao

- Truyền động bánh răng xycloit ( biên dạng

răng là đờng cong xycloit ) sử dụng chủ yếu trong

đồng hồ và dụng cụ đo So với bánh răng thân khai,

bánh răng cycloit có những đặc điểm sau :

+ Độ mòn nhỏ hơn trong điều kiên bôi trơn

không tốt

+ Hệ số trùng khớp lớn hơn

+ Trong những bộ truyền bánh tăng tốc, đặc

biệt đồng hồ bánh răng cycloit truyền lực rất tốt

- Truyền động bánh răng nôvicov ( biên dạng răng là cung tròn làm tăngkhả năng tải của bộ truyền )

II CáC PHƯƠNG PHáP CHế TạO BáNH RĂNG

Để gia công chế tạo bánh răng, có nhiều phơng pháp gia công khácnhau Bánh răng bằng vật liệu kin loại thờng đợc gia công bằng phơng phápbào, phay, chuốt Ngoài ra có thể gia công bằng phơng pháp ép, đúc, cánnguội hoặc cán nóng Hiện nay trong các nhà máy cơ khí đều dung máychuyên dùng để gia công bánh răng Phơng pháp gia công cho chất lợng của

của bề mặt mẫu

Ví dụ nh khi phay bằng dao phay

đĩa môđun, bằng dao phay ngón môđun,

hoặc bào theo mẫu

- Năng suất thấp vì mất thời gian phân độ, mất

thời gian để dao trở về vị trí ban đầu, gia công

từng răng một Tùy theo số răng của bánh răng

cần cắt, cần rất nhiều dao phay môđun vì mỗi môđun cần phải có ít nhất từ815 dao phay

chuyển động tơng đối của hai chi tiết ăn khớp

nhau nh chuyển động của hai bánh răng, của

thanh răng-bánh răng, chuyển động trục vít –

bánh vít Nếu một chi tiêt có những lỡi cắt trong

quá trình chuyển động tơng đối, nó sẽ tạo nên

hình dáng của răng ở chi tiết kia

Nói cách khác là lỡi dao khi chuyển

động ăn khớp sẽ vẽ trong không gian hình

dáng răng của một bánh răng hay một thanh răng nào đó gọi là bánh răng sinhhay thanh răng sinh Kết quả của chuyển động ăn khớp nói trên là cắt đợc cácrăng ở trên phôi, hình

dáng của răng là những vị trí bao hình kế tiếp

nhau của lỡi dao

Ưu điểm của phơng pháp bao hình so với phơng pháp chép hình là :

- Năng suất cao hơn, độ chính xác cao hơn

- Mức độ tự động cao hơn

- Một con dao có môđun nhất định, có thể cắt đợc nhiều bánh răng cùngmôđun với số răng bất kỳ

iii các máy gia công răng

Máy gia công bánh răng hiện đại có thể đợc phân loại theo các nguyên tắcsau :

Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên

- Phân loại theo công dụng : máy gia công bánh răng trụ có răng thẳng và răngxoắn, máy gia công bánh rng côn có răng thẳng và răng xoắn, máy gia côngbánh vít, thanh răng.

- Phân loại theo dạng gia công: máy

phay răng, máy lăn răng, máy xọc răng,

máy bào răng, máy chuốt răng

Tơng ứng với hai phơng pháp gia

nghiêng ( ăn khớp ngoài), bánh vít, các chi tiết họ đĩa xích, trục then hoa Máy

có độ chính xác thông thờng, gia công bánh răng có độ chính xác cấp 78

Độ vạn năng và cứng vững của máy khá cao, đảm bảo chu kỳ làm việc tự độngvới phơng pháp chạy dao hớng kính, phay thuận và phay nghịch

Tính năng kỹ thuật chủ yếu của máy gồm :

- Nhà sản xuất : STANKO- Russia

- Giá thành máy : 9800 EUR ( 14189,42 USD )

Tới năm 1981 nhà sản xuất STANKO cải tiến 5K32 đợc máy 5K324Avới một số thông số kỹ thuật nh :

- Đờng kính lớn nhất của bánh răng gia công đợc : 500 mm

- Môđun lớn nhất : 8

- Phạm vi tốc độ trục chính : 40315 vg/ph

- Năng lợng của động cơ chính : 7 KW

- Cân nặng : 7 tấn

- Giá bán trên thị trờng : 4000 EUR ( 5791,60 USD )

Với khoa học công nghệ ngày càng phát triển, việc chế tạo bánh răngngày càng đợc nâng cao hơn Từ một sản phẩm tinh túy của Nga rất nhiều nhàsản xuất của các nớc trên thế giới đã cải tiến cho ra đời nhiều loại máy tơng tự

nh 5A342 ( nhà sản xuất kolomma), 5K32A Và hiện nay với sự ra đời củamáy số NC, CNC thì chất lợng của bánh răng ngày càng đợc nâng cao, đồngthời cũng nâng cao năng suát gia công lên rất nhiều

2.Máy xọc răng bao hình

Máy xọc răng là máy gia công bánh răng theo phơng pháp bao hình.

Dùng để gia công bánh răng trụ răng thẳng, răng nghiêng, các loại khớp nốirăng Thế mạnh là gia công bánh răng trụ bậc, ăn khớp trong Máy điển hình

1 Công dụng, nguyên lý tạo hình của máy phay lăn răng 5K32

Máy phay lăn răng 5K32 dùng để gia công bánh răng trụ răng thẳng,răng nghiêng (ăn khớp ngoài), bánh vít, trục then hoa

Việc cắt bánh răng đợc thực hiện bằng cách lăn bao hình giữa dao phaytrục vít và phôi, gia công bằng phơng pháp phay thuận hay phay nghịch vớichạy dao thông thờng hay chạy dao đờng chéo

Gia công bánh răng trên máy phay lăn răng có u điểm nổi bật là tính nạnăng cao, thể hiện ở chỗ nếu cùng môđun thì một dao phay lăn có thể giacông đợc các bánh răng với số răng bất kỳ

Gia công trên máy phay lăn răng, bánh răng có độ chính xác biên dạngcao hơn nhiều so với bánh răng gia công bằng phơng pháp chép hình trên cácmáy phay vạn năng nh 6H82

Nhợc điểm cơ bản của phơng pháp này là chi phí chế tạo dao cao hơn, docấu tạo của dao phay lăn răng phức tạp, khó chế tạo

2.Thông số chủ yếu của máy 5K32

Máy phay lăn răng làm việc theo chu kỳ bán tự động Đờng kính lớn nhấtcủa chi tiết gia công : Dmax=800mm

Modul lớn nhất của bánh đợc gia công: mmax=10mm

II.các phơng pháp tạo hình bề mặt chi tiết gia công

Nguyên lý tạo hình là nhắc lại sự ăn khớp giữa trục vít và các sản phẩm t

-ơng ứng

Vật liệu của dao thờng là thép gió liền khối hoặc dao ghép mảnh Dao ghépmảnh có đờng kính lớn hơn dao liền khối, chế độ nhiệt luyện cao do vậy độcứng và độ bền của dao cao hơn dao liền khối

Đờng sinhs tạo hình bằng phơng pháp bao hình

Đờng chuẩn c tạo hình bằng phơng pháp vết ( quỹ tích)

1 Gia công bánh răng trụ răng thẳng ăn khớp ngoài

Để hình thành dạng răng của bánh răng trụ bằng phơng pháp bao hình,

máy cần phải có các chuyển động tơng đối giữa dao và phôi nh sau :

- Chuyển động tạo hình đờng sinh s (đờngthân khai) : Chuyển động quaycủa dao Q1

và phôi Q2

- Chuyển động tạo hình đờng chuẩn c

( đớng thẳng ): Chuyển động tịnh tiến

của dao T3

: Góc nâng của dao phay lăn trục vít

 : Góc gá dao.Dao đợc gá nghiêng

một góc để lỡi cắt của dao trùng với

đờng răng của bánh răng gia công

= ( Dấu + dao xoắn phải

Dấu - dao xoắn trái ) Sơ đồ cắt bánh răng trụ răng thẳng

2 Gia công bánh răng trụ răng

nghiêng

Khi gia công bánh răng nghiêng các

chuyển động cắt và tạo hình giống nh

chuyển động tịnh tiến cắt gọt hết chiều dài

răng (T3) thì phôi phải quay thêm một lợng

Q4 sao cho dao tịnh tiến một đoạn bằng bớc

xoắn của răng bánh răng thì phôi quay đợc

một vòng Chuyển động này gọi là chuyển động vi sai

- Chuyển động tạo hình đờng sinh s (đờng thân khai ) : chuyển động quay Q1

của dao và Q2 của phôi

- Chuyển động tạo hình đờng chuẩn c ( đờng xoắn vít trên mặt trụ chia ) :

chuyển động tịnh tiến T3 của dao và chuyển động quay Q4 của phôi

Góc gá dao phụ thuộc vào góc nâng của dao  và góc nghiêng  của

bánh răng gia công

 =    dấu + khi dao và phôi ngợc hớng xoắn

dấu – khi dao và phôi cùng hớng xoắn

với bánh vít sau gia công Trụcdao đợc

gá đúng nh bộ truyền trục vít, bánh vít

sau khi gia công

- Chuyển động tạo hình đờng sinh s

(đờng thân khai) : chuyển động quay Q1

của dao và chuyển động quay Q2 của phôi

- Chuyển động tạo hình đờng chuẩn c Sơ đồ cắt bằng chạy dao hớng kính ( đờng cong ghềnh ): Do chuyển đông

Q1 và kết cấu dao tạo nên

b Gia công bánh vít theo phơng pháp chạy dao tiếp tuyến

Thực tế thấy rằng khi số đầu mối K2 mà cắt bằng phơng pháp chạy daohớng kính sẽ xẩy ra trờng hợp cắt lẹm đỉnh và chân răng bánh vít Để khắcphục ta sủ dụng phơng pháp chạy dao tiếp tuyến

Khoảng cách A giữa dao và bánh

- Đờng chuẩn do kêt cấu dao tạo nên do vậy

Không có chuyển động tạo hình đờng chuẩn

Sơ đồ cắt bằng chạy dao tiếp tuyến

III thành lập sơ đồ cấu trúc động học toàn máy

Từ việc phân tích các phơng pháp tạo hình trên ta thấy máy phay lăn răng

có các chuyển động tạo hình sau :

- Khi cắt bánh răng trụ răng thẳng cần có chuyển động quay chính củadao Q1 để tạo ra tốc độ cắt, chuyển động quay Q2 của phôi phù hợpvới Q1 Do vậy giữa dao và phôi phải có nội liên kết với chạc điềuchỉnh ix, đó là nhóm tạo hình đờng sinh Q1,Q2

Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên

Q2 Q4

- Khi cắt bánh răng trụ răng nghiêng để tạo đờng chuẩn thì máy phải

có thêm chuyển động tạo thành đờng xoắn ốc đó là chuyển động phụthêm Q4 phù hợp với chuyển động tịnh tiến T3 của bàn máy Lúc nàybàn máy mang phôi nhận đồng thời 2 chuyển động độc lập nhau

Q2,Q4 vì vậy trong cấu tạo của máy cần bố trí thêm cơ cấu cộng visai để gộp 2 chuyển động này Đó là nhóm tạo hình đờng chuẩn

13

5

6

ix

c phơng án 3

d Phơng án 4

* Theo phơng án 1,2

-Ta có lợng di động tính toán cho xích vi sai nh sau :

Gọi T là bớc xoắn của đờng xoắn vít

Khâu đầu -> Khâu cuối

13 14 15

Z m

C Z m

Sin i

i i i

k t T

i i i i

k t i

i i

vm vm vm

vm vm

vm

y

.

sin

.

.

1

.

.

, 8 13 , 12 11 , 10 9 , 8 13 , 12 11

Trong đó : + tvm, kvm : Bớc và số đầu mối của trục vít me

+ i : Tỷ số truyền của cơ cấu cộng

+ mn : Môđun pháp của bánh răng gia công

1

9 , 8 7 , 6 5 ,

K i i i i

i i i i i

k t i

i i i i i T

k t i

n x

vm vm x

vm vm y

.

.

.

.

.

9 , 8 7 , 6 13 , 12 11 , 10 9 , 8 7 , 6 13 , 12 11 ,

K m

Sin C Z m

Sin K

Z i

i

i k t i

n

y n

vm vm y

.

.

.

.

13 12 11 , 10

5 , 4

Phơng án 3, có nhợc điểm là khi cắt bánh răng nghiêng lợng chạy daothẳng đứng phụ thuộc vào tốc độ quay của dao Do đó năng xuất không cao vìkhông thể tăng tốc độ quay của dao lên liên tục đợc

Để khắc phục nhợc điểm này ta sử dụng sơ đồ cấu trúc máy theo phơng

án 4 có thêm khâu điều chỉnh lợng chạy dao iS

Mặt khác khi cắt bánh vít trên máy phay cần có các chuyển động sau :

+ Q1 Chuyển động quay của dao tạo ra tốc độ cắt

+ Q2 Chuyển động quay của phôi phù hợp với chuyển động của dao + Sk Chuyển động chạy dao hớng kính để cắt hết chiều sâu cắt khicất bằng phơng pháp chạy dao hớng kính

+ St Chuyển động chạy dao dọc trục khi cắt bánh vít bằng phơngpháp chạy dao tiếp tuyến

Nh vậy ta phải có khâu điều chỉnh is vào xích chạy dao để thành lập đợcsơ đồ cấu trúc động học của máy

Khi cắt bánh vít băng phơng pháp chạy dao tiếp tuyến thì chuyển độngquay của dao và quay của phôi là chuyển động nhắc lại sự ăn khớp của cặptrục vít bánh vít Chuyển động chạy dao của vít me mang bàn dao St nhắc lại

sự ăn khớp của bánh răng thanh răng do đó phôi phải quay thêm một lợng là

Q4 do xích vi sai đảm nhiệm

Nh vậy để thỏa mãn các yêu cầu của máy khi gia công ta chọn phơng

án 4 làm sơ đồ cấu trúc động hoc toàn máy

13 14 15

S d

S t

16 17 18

T sơ đồ cấu trúc động học toàn máy trên ta có các thành phần lợng di

động tính toán và công thức điều chỉnh các xích động học nh sau :

1 Xích tốc độ

Khâu đầu -> khâu cuối

Động cơ dao Q1

Lợng di động tính toán nđc (vòng/phút) nd (vòng / phút)Phơng trình cân bằng động học nđc.i12.iv.i34= nd

Công thức điều chỉnh :

Z

K C Z

K i i i i

.

1

89 67 45

Gọi Sd (mm/vòng phôi) là lợng chạy dao dọc

Khâu đầu -> khâu cuối

d s d vm vm

k t i i

.

1

12 , 11 910





b Xích chạy dao hớng kính gia công bánh vít theo phơng pháp chạy dao hớngkính

Gọi Sk (mm/vòng phôi) là lợng chạy dao hớng kính

Khâu đầu -> khâu cuối

k t i i

.

1

12 , 11 910





c Xích chạy dao tiếp tuyến gia công bánh vít theo phơng pháp chạy dao tiếptuyến

Gọi St là lợng chạy dao tiếp tuyến của máy

Hoàn toàn tơng tự trên ta có công thức điều chỉnh xích chạy dao tiếp tuyến

i s C s.S t

4 Xích vi sai

a Khi gia công bánh răng trụ răng nghiêng

Gọi T là bớc xoắn của đờng xoắn vít

Khâu đầu -> khâu cuối

. i1213i i1415i i67i i89t

k

T

x y

vm vm

Công thức điều chỉnh :

i y C y T

1



Với 

 sin

.m Z



b Khi gia công bánh vít bằng chạy dao tiếp tuyến

Gọi T là bớc xoắn của đờng xoắn vít

Khâu đầu -> khâu cuối

Phơng trình cân bằng động học :

1

.

.

89 67 1415

1213i i i i i i  

i t k

Z m

x y

vm vm



Công thức điều chỉnh :

i y C y .m.K

1





iv kết luận

Trên cơ sở lựa chọn và phân tích một sơ đồ gia công đặc trng nhất ( cụ thể

là sơ đồ gia công bánh răng trụ răng thẳng ), phân tích các chuyển động cầnthiết, thiết lập sơ bộ cấu trúc động học máy Sau đó bổ sung các chuyển độngcần thiết khác của các sơ đồ gia công khác mà thỏa mãn yêu cầu công nghệ

đặt ra cho máy Dựa trên cơ sở tốt nhất về mặt động học cho máy ta đã lựachọn đợc cấu trúc động học cho toàn máy thỏa mãn các yêu cầu công nghệ :gia công đợc bánh răng trụ răng thẳng, răng nghiêng và bánh vít Từ đó ta xác

định đợc công thức điều chỉnh của các xích động học

Phần III

Đặc trng kích thớc nói lên kích thớc cơ bản của máy nhằm xác định kíchthớc lớn nhất, nhỏ nhất gia công đợc trên máy

Đặc tính động học của máy xác định tốc độ lớn nhất, nhỏ nhất, xác địnhcông bội  , xác định dãy tốc độ

Đặc trng động lực học xác định công suất tính toán của động cơ và trêncơ sở đó xác định và lựa chọn động cơ thích hợp

i đặc trng công nghệ

Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên

Máy phay lăn răng là loại may chuyên dùng để gia công bánh vít, bánh

răng trụ răng thẳng, răng nghiêng

Phôi gia công là phôi trụ có đờng kính lớn nhất : Dmax= 800 mm

Vật liệu gia công trên máy : thép, gang, đồng và chất dẻo Dao sử dụng đểgia công là dao phay lăn răng trục vít, trong trờng hợp gia công đơn chiếc đểgiảm chi phí và thời gian gia công ngời ta sử dụng dao bay thay thế cho daophay lăn trục vít tiêu chuẩn

ii đặc trng về kích thớc

Đờng kính lớn nhất của bánh răng gia công đợc : Dmax= 800 mm

Môđun lớn nhất của bánh răng gia công đợc : mmax=10

Góc nghiêng lớn nhất của bánh răng nghiêng gia công đợc :  60

Môđun bé nhất đợc tính theo công thức :

ax min m

m

m m

Vận tốc lớn nhất : Vmax= 50 m/ph Vmin= 16 m/ph

Phạm vi điều chỉnh tốc độ :

125 , 3 16

Rn=Rv.Rd= 3,125.4 = 12,5

Số vòng quay nhỏ nhất của trục dao là :

) / ( 5 , 25 200 14 , 3

16 1000 1000

Lấy nmin= 50 v/ph Khi đó số vòng quay trục chính có phạm vi điềuchỉnh :

kế là máy phay lăn răng bán tự động nên chọn = 1,26.:

Khi đó số cấp tốc độ của máy thiết kế là :

9 1 26 , 1 lg

25 , 6 lg 1 lg

Lấy theo bảng 1 ( tập bản vẽ kết cấu và hớng dẫn sử dụng máy phay lănrăng 5k32 – Hoàng Duy Khoản) ta có chuỗi số vòng quay tiêu chuẩn nh sau :

50 ; 63 ; 80 ; 100 ; 125 ; 160 ; 200 ; 250 ; 315 (v/ph)

2 Xích chạy dao

Máy bố trí 3 xích chạy dao : xích chạy dao thẳng đứng, xích chạy dao tiếptuyến và xích chạy dao hớng kính Với lợng chạy dao Sd,Sv,St , đợc xác lậptheo yêu cầu độ bóng và độ chính xấc của chi tiết gia công

a Xích chạy dao thẳng đứng

Theo nguyên lý cắt, khi cắt thô lợng chạy dao từ 2 đến 3 mm/v ( vật liệuphôi là : gang, thép, đồng) Khi cắt tinh lợng chạy dao từ 0,8 đến 1,5 mm/v Lợng chạy dao này nhỏ dễ xảy ra hiện tợng trợt đao trên bề nặt gia công Chiều sâu cắt đợc xác định theo môđun của bánh răng cần gia công Đốivới các bánh răng có môđun nhỏ hơn 10 thì ta cho một hành trình cắt hếtchiều sâu Đối với bánh răng có môđun lớn hơn 10 ( vật liệu bánh răng làgang ) và môđun lớn hơn 8 ( vật liệu bánh răng là thép ) thì cắt hai hành trình.Hành trình đầu cắt theo chiều sâu t= 1,4 mm, hành trình sau cắt hết phần cònlại

Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên

Với vật liệu gia công là chất dẻo thì lợng chạy dao có thể chịn lớn hơn.Theo máy chuẩn có lợng chạy dao cho máy thiết kế là :

Smin= 0,8 mm/v Smax=5 mm/v

Vậy :

25 , 6 8 , 0

S

S R

Để khống chế tổn thất máy không đổi và có đợc tốc độ và lợng chạy dao tachọn chuỗi chạy dao là chuỗi cấp số nhân với s = 1,26.:

Ta có chuỗi cấp chạy dao đứng là :

9 1 26 , 1 lg

25 , 6 lg 1 lg

Lợng chạy dao đứng : 0,8 ; 1 ; 1,26 ; 1,58 ; 2 ; 2,5 ; 3,2 ; 4 ; 5 (mm/v)

b Xích chạy dao hớng kính

Để gia công bánh vít bằng chạy dao hớng kính, trong máy bố trí xích chạydao hớng kính đợc nối từ xích chay dao dọc Theo máy chuẩn ta chọn lợngchay dao hớng kính của máy là 1/3 lợng chạy dao dọc Khi đó có lợng chạydao hớng kính là : 0,27 ; 0,34 ; 0,43 ; 0,54 ; 0,68 ; 0,85 ; 1,08 ; 1,36 ; 1,7 (mm/v)

c Xích chạy dao tiếp tuyến

Để cắt bánh vít bằng phơng pháp chạy dao tiếp tuyến và cắt bánh răngbằng phơng pháp chạy dao đờng chéo Máy còn bố trí xích chạy dao tiếptuyến Lợng chạy dao phụ thuộc vào góc nghiêng của bánh răng và số răngcủa bánh vít khi gia công

d Xích chạy dao đờng chéo

Để giảm thời gian phụ ở các hành trình chạy không, trên máy bố trí xíchchạy dao nhanh cho chạy dao hớng kính và chạy dao thẳng đứng lợng dịchchuyển có thể bằng 0,1 0,6 m/ph Theo máy chuẩn chọn l20 ợng dịch chuyểnnhanh của bàn máy là 0,17 m/ph Dịch chuyển nhanh của bàn trợt dao là 0,55m/ph Dịch chuyển nhanh của trục gá dao dọc theo trục dao là 0,13 m/ph

Tra bảng 112 ( STCNCTM - T4)

Cp = 30 y = 1 x = 0,75Vật liệu gia công là thép:

Lợng chạy dao : S* = 0,7 Smax =0,7 5 = 3,5 mm/vg

Vận tốc cắt : V = 20 m/ph

Modul : m = 10 mm

Đờng kính dao : Dd = Ddmax = 200 mm

Số đầu mối dao phay : k = 1

b: Chiều dài lớp cắt c: Độ mòn lớn nhất cho phép của dao theo mặt sau:

n lc: Số lát cắt sau một vòng quay của phôi Khi phôi quay đợc mộtvòng thì phôi quay đợc 12 vòng Vậy số lát cắt là:

Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên

atb = 0,04 mmLực cắt tính cho một răng

Ks = 0,2 : Hệ số kể đến công suất chạy dao

Dựa vào công suất động cơ tính toán, tra bảng 3P4 (STKCTM Nguyễn Trọng Hiệp) chọn động cơ kiểu A02 51-4 có:

N = 7,5KW; n = 1460 v/p ; i = 0.23 ; Mbd/Mdm = 1,8

V Kết luận

Vậy dựa vào việc phân tích, tính toán và lựa chọn trên cơ sơ thoã mãnnhững yêu cầu thực tế đa ra đầu phần này ,ta đã đa ra đợc đặc tính kỹ thuậtcủa máy Phần này là cơ sơ cho các phần tính toán động học và động lự họccho máy

PHẦN IV

tính toán động học máy

Phần tính toán động học máy là một trong những phần quan trọng củamáy Nó thể hiện đợc tính chất chuyển động thực của máy với những chuyểnthông số cụ thể, tỉ số truyền của từng cặp bánh răng, số răng của bánh răng và

từ đó ta hình dung đợc kết cấu của máy

Nhiệm vụ của phần này là lựa chọn phơng án truyền dẫn, bố trí cơ cấutruyền dẫn, bố trí kích thớc vỏ hộp, xác định đợc đồ thị vòng quay từ đó xác

định đợc tỉ số truền cho các bộ truyền và tính số răng của các bánh răng, saucùng là kiểm tra sai số vòng quay với giá trị cho phép

i hộp tốc độ

Hộp tốc độ trong máy cắt kim loại dùng để truyền lực cắt cho các chi tiết

gia công, có kích thớc, vật liệu khác nhau với những chế độ cắt cần thiết.Thiết kế hộp tốc độ yêu cầu phải đảm bảo những chỉ tiêu về kỹ thuật và kinh

tế tốt nhất trong điều kiện cụ thể cho phép Hộp tốc độ phải có kích thớc nhỏ

Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên

gọn, hiệu suất cao, tiết kiệm nguyên vật liệu, kết cấu có tính công nghệ cao,làm việc chính xác, sử dụng bảo quản dễ dàng, an toàn khi sử dụng

Vì máy thiết kế là máy chuyên dùng, chi tiết gia công hàng loạt Do đó ta

+ Khả năng đóng cần tốc độ làm gãy bánh răng không có do đó không phảidùng cơ cấu hãm nào cả

+ việc điều chỉnh máy chậm chạp là nhợc điểm gây ra do ta sử dụng cặpbánh răng thay thế Nhng do gia công một loạt sản phẩm nên thời gian phụ đố

là quá nhỏ so với thời gian chạy máy Do đó không ảnh hởng tới năng suất củamáy

Từ đó ta có chuỗi số vòng quay của hộp tốc độ nh sau: (Hình vẽ)

1460(v/f)

VII VI

IV

II I

2000

(v/ph)(v/ph)(v/ph)(v/ph)(v/ph)(v/ph)(v/ph)(v/ph)(v/ph)

315 25020016012510080

5063 i1

§å thÞ vßng quay m¸y phay l¨n r¨ng

i9

i10

i8 i7i6 i5 i4 i3 i2

Trêng §¹i Häc Kü ThuËt C«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn

Trong xích ta bố trí một bộ truyền đai từ trục dộng cơ đến trục I và cáccặp bánh răng côn có tỷ số truyền bằng 1 để đổi hớng truyền chuyển độngtrong không gian cặp bánh răng trụ răng nghiêng để hạn chế tỷ số truyền củacác nhóm trong giới hạn cho phép.

Từ đồ thị vòng quay của hộp tốc độ ta xác định tỷ số truyền nh sau : Với  = 1,26

i2=3=2 i5=0=1 i8=1/3=0,5

i3=2=1,58 i6 = 1/= 0,79 i9=1/4= 0,39

i4= =1,26 i7= 1/2=0,63 i10=1/5=0,315

Gọi ii=iđai

Dựa vào chuỗi số vòng quay ta chọn ( theo hình vẽ) ta tính đợc tốc độ vòng

quay của trục II là 635 vg/ph Từ đó suy ra: i1= 635

động nên ở bộ truyền này ta chọn cặp bánh răng nghiêng có góc nghiêng  =18 Môđun dọc trục m=4 mm

Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên

Chọn Z11=17 răng ; Z11’=68 răng.

4 Tính toán bộ truyền đai

Bộ truyền đai thang thờng để truyền chuyển động từ động cơ đến hộp tốc

độ ( trục công tác ) Nó có u điểm là truyền chuyển động giữa hai trục xanhau, có khả năng phòng quá tải, kết cấu đơn giản, rẻ tiền Tuy nhiên có nhợc

điểm là cồng kềnh, có khả năng trợt khi truyền chuyển động

Chọn kiểu đai dẹt có tiết diện E= 138 mm2

5 Kiểm tra sai số vòng quay

Trong quá trình tính toán số răng do phần tính tỷ số truyền ta lấy gần

đúng, và khi tính toán số răng của các bánh răng cũng có những sai số, nên sốvòng quay của trục cuối( trục chính ) có thể có những sai lệch so với số vòngquay tiêu chuẩn Vì vậy cần kiểm tra lại sai số vòng quay trục chính Nếukhông thỏa mãn điều kiện cho phép thì phải lựa chọn lại tỷ số truyền

Sai số cho phép đợc xác định theo công thức : Δnn≤[Δnn]=±10(ϕ −1)00

Với n là sai số vòng quay Với

Δnn= n tc−n tt

0 0

ntc là số vòng quay tiêu chuẩn Tra bảng (vg/ph)

ntt là số vòng quay thực tế của trục chính (vg/ph)

n sai số vòng quay cho phép Ta có : Δnn=±10( 1 , 26−1 )=2,600

Vậy sai số vòng quay của trục chính phải thỏa mãn : n  2,6

Ta có bảng kiểm tra sai số vòng quay nh sau :

Vậy sai số vòng quay thực tế so với số vòng quay tiêu chuẩn thỏa mãn nằmtrong giới hạn cho phép

ii hộp chạy dao

So với hộp tốc độ hộp chạy dao có các đặc điểm sau :

1 Công suất truyền bé, thờng chỉ bằng 510 công suất truyền động ch

2 Tốc độ làm việc chậm nhiều so với hộp tốc độ Do hai nguyên nhân trêntrong hộp chạy dao có thể dùng các cơ cấu giảm tốc nhiều và hiệu suấtthấp nh vít- đai ốc, trục vít – bánh vít Trong điều kiện có thể, nếu

Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên

dùng nhiều cặp bánh răng nối tiếp nhau để giảm tốc độ thì không nhấtthiết phải dùng các cơ cấu hiệu suất thấp nói trên.

=14

1 Xích chạy dao dọc

Để biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến dọc trục của bàn

dao, ta sử dụng cơ cấu vít me đai ốc có bớc t=10 mm

Nh phân tích chọn phơng án thay đổi tốc độ của xích tốc độ, xích chạy dao

ta cũng sử dụng bánh răng thay thế Ta có : Rs= 6,25 nên hộp chạy dao ta sửdụng cặp bánh răng thay thế ( Rs16)

Ta có chuỗi số vòng quay của trục vít me nh sau :

VII VI

IV

II I

0,500,400,320,250,201vphôi

0,1580,128

i7

i5 i4 i3 i2 i6

Ta có đồ thị vòng quay trục vít me nh sau :

Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên

0,080,10

VIII VII

VI IV

i11

i13

i12

i1i0

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Bộ môn chế tạo máy

2 Xích chạy dao hớng kính

Nh ta đã biết ở xích chạy dao đứng ta sử dụng các cặp bánh răng thay thế

của xích chạy dao đứng cho xích chạy dao hớng kính này

0,1700,1360,1000,0850,0680,0540,043

0,0270,039

Đồ thị vòng quay xích chạy h ớng kính

i5 i4 i3 i2

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Bộ môn chế tạo máy

Tính toán bộ truyền cho xích chạy dao :

a Tính toán bộ truyền bánh răng thay thế

Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên

1’= 96-68= 28 r¨ng

Z2=a2 K

a2+b2=

2 96 2+1 =64  Z

2’= 96-64=32 r¨ng

Z4=a4 K

a4+b4=

53 96 53+ 43=53  Z

4’= 96-53=43 r¨ng

Z5=a5 K

a5+b5=

1 96 1+1=48  Z

5’= 96-48=48 r¨ng

Z6= a6 K

a6+b6=

43 96 43+53=43  Z

6’= 96- 43=53 r¨ng

6

6 6

53

43 8 , 0

Z7= a7 K

a7+b7=

3 96 3+5=36  Z

7’= 96-36=60 răng

Z8=a8 K

a8+b8=

1 96 1+2=32  Z

8’= 96-32= 64 răng

Z9= a9 K

a9+b9=

7 96 7+17=28  Z

9’= 96-28= 68 răng

iii thiết kế xích bao hình

Gọi: Z là số răng của bánh răng cần cắt

K là số đầu mối của dao phay trục vít

Xích bao hình thiết kế phải đảm bảo lợng di động tính toán:

c b

a d

c b

a C K

Z

x

x x

x x

x x

16

1

Z

K d

c b

a

x

x x



Từ (1) ta có:

 2 .

16

16

1 16

16

16

1 1

x x

x x

x

x x x

C Z

K K

Z C

K Z

C Z

K C

Z

K d

c b a

Từ công thức (2) ta có:

Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên

1 12

8

1 160

2 16 16

12

Để tăng độ chính xác của bánh răng gia công ta cần hạn chế số nhómtruyền trong xích Do đó trong xích ta bố trí bộ truyền trục vít bánh vít, gắnbánh vít vào mâm quay của bàn máy Để hạn chế khe hở giữa bánh vít và trụcvít , ta thiết kế bánh vít có số răng lớn

cdHay i a

b

cd

KZ

KZ

x x

x x x

x

x x

2929

2727

3333

3535

1

96 196

1

1768

Ta không dùng bánh răng di trợt mà dùng bánh răng thay thế với mục

đích là làm cho kế cấu máy đơn giản

Ta có công thức điều chỉnh xích phân độ :

+) Khi cắt bánh răng có Z  160

ix =

ab

cd

KZ

x x

x x

24.+)Khi cắt bánh răng có Z  160

K d

c b

a

x

x x