Đồ Án môn họcthiết kế máy tính toán thiết kế máy mới máy tiện ren vít vạn năng

Xác định chế độ làm việc giới hạn của máy 743.3 Tính đường kính trục sơ bộ và lập bảng thông số động lực học 81 4.2 Quy trình tính toán, thiết kế hệ thống điều khiển máy tiện... Tuy nhiê

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN CƠ KHÍ

🙡 🙡 🙡

-ĐỒ ÁN MÔN HỌC:THIẾT KẾ MÁY

Sinh viên thực hiện: Vũ Minh Trưởng

1.2 Tham khảo thông số kỹ thuật của một số máy tiện khác 9

1.3.2.3 Nhận xét chung về xích chạy dao của máy 1K62 34

2.1.1.2 Phương án thứ tự (PATT), lưới kết cấu và đặc trưng của các nhóm truyền

CHƯƠNG III :TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT, SỨC BỀN CHO MỘT SỐ CƠ CẤU

3.1.1 Xác định chế độ làm việc giới hạn của máy 74

3.3 Tính đường kính trục sơ bộ và lập bảng thông số động lực học 81

4.2 Quy trình tính toán, thiết kế hệ thống điều khiển máy tiện Bảng hệ thống điều khiển

4.2.1 Quy trình tính toán thiết kế hệ thống điều khiển máy tiện 1084.2.2 Bảng hệ thống điều khiển chung của máy tiện 108

4.3.1 Tính toán cơ cấu điều hiển khối bánh răng hai bậc 111

Hình 4.3.12: Sơ đồ động cụm trục III, IV, V chứa khối bánh răng hai bậc C và D

4.3.4.3 Tính toán hành trình gạt của Cam và chọn kích thước Cam 132

LỜI NÓI ĐẦU

Một trong những nội dung đặc biệt quan trọng của cuộc cách mạng khoa học kĩ thuật trêntoàn cầu nói chung và sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa ở nước ta nói riêng hiện nay

đó là việc cơ khí hóa và tự động hóa quá trình sản xuất Điều này làm tăng năng suất lao động

và phát triển nên kinh tế quốc dân

Trong đó,công nghiệp chế tạo máy công cụ và thiết bị đóng vai trò then chốt Để đáp ứng nhucầu nói trên, song song với việc nghiên cứu, thiết kế nâng cấp máy công cụ thì cần phải trang

bị đầy đủ, sâu rộng những kiến thức về máy công cụ và trang thiết bị cơ khí cũng như khảnăng áp dụng lí luận khoa học thực tiễn sản suất của đội ngũ cán bộ khoa học kĩ thuật là rấtcần thiết Với những kiến thức đã được trang bị, sự hướng dẫn nhiệt tình của các thầy - côgiáo cũng như sự cố gắng của bản thân, đến nay nhiệm vụ đồ án máy công cụ được giao về cơbản đã được hoàn thành Toàn bộ quá trình tính toán thiết kế máy mới “Máy tiện ren vít vạnnăng” có thể tồn tại nhiều thiếu sót, em rất mong nhận được sự chỉ bảo của thầy – cô

Phần tính toán thiết kế máy mới gồm các nội dung sau:

Chương I: Nghiên cứu nhóm máy có tính năng kỹ thuật tương đương đã có

Chương II: Thiết kế truyền dẫn máy thiết kế mới

Chương III: Tính toán công suất, sức bền cho một số cơ cấu chính

Chương IV: Tính toán và thiết kế kết cấu hệ thống điều khiển

Chương V: Tính toán hệ thống bôi trơn và làm mát

CHƯƠNG I: KHẢO SÁT MÁY TƯƠNG TỰ.

1.1 Thông số kĩ thuật của máy cần thiết kế.

Tuy nhiên do thực tế yêu cầu thiết kế máy tiện vạn năng hạng trung, vì vậy ta chỉ xem xét,khảo sát nhóm máy tiện ren vít vạn năng hạng trung (đặc biệt là máy 1K62)

1.2 Tham khảo thông số kỹ thuật của một số máy tiện khác

M

áy cầnthiết kế

Khoảng cách lớn nhất giữa hai mũi tâm (mm) 1400 1500 750

Số vòng quay lớn nhất nMax (v/p) 2000 1200 1980

Lượng chạy dao dọc nhỏ nhất

Lượng chạy dao dọc lớn nhất SdMax (mm/v) 4,16 1,59 1,07

Lượng chạy dao ngang nhỏ nhất Snmin (mm/v) 0,035 0.027 0,04 0.04Lượng chạy dao ngang lớn nhất SnMax (mm/v) 2,08 0,52 0,78

Các loại ren tiện được Ren quốc tế, ren Anh, ren mô đun,

ren pitch

Bảng 1: Bảng so sánh máy tương tự và máy cần thiết kế

Nhận xét: Trên đây chưa phải là tất cả các loại máy trong nước ta có nhưng do hạn chế về tài

liệu và kinh nghiệm nên ta mới chỉ phân tích được 4 loại máy trên

Nhận thấy đề tài thiết kế với các loại máy trên ta thấy máy tiện ren vít vạn năng1K62 có đặctính tướng tự và có tài liệu tham khảo đầy đủ nhất 🡪 ta lấy máy 1K62 để khảo sát cho việcthiết kế máy mới

1.3 Phân tích máy tiện ren vít vạn năng 1K62.

Đặc tính kĩ thuật của máy tiện ren vít vạn năng 1K62.

●Đường kính lớn nhất của phôi gia công: 400(mm) trên băng máy, 200(mm) trên bànmáy

●Số cấp tốc độ trục chính: Z = 23 (cấp)

●Giới hạn vòng quay trục chính: ntc = 12,5 ÷ 2000(vg/ph)

●Tiện trơn:

+ Lượng chạy dao dọc Sd : 0,07 ÷ 4,16(mm/vg)

+ Lượng chạy dao ngang Sng: 0,035 ÷ 2,08 (mm/vg)

+ Công suất động cơ chạy nhanh : Nđc2 = 1(kW)

+ Số vòng quay động cơ chạy nhanh: nđc2 = 1410(vg/ph)

Ta thấy từ trục (IV) tới trục (V) có khối bánh răng di trượt hai bậc có khả năng tạo ra 4 tỷ

số truyền nhưng thực tế chỉ có 3 tỷ số truyền 1, 1/4, 1/16

Số cấp tốc độ thấp: Z

⇒ 1 = 2x3x(2x2-1) = 18(cấp) từ n1÷n18 = 12,5÷ 630 (vg/ph)

Đường truyền tốc độ cao:

Từ động cơ 1→ bộ truyền đai →(I)→(II)→(III)→(VI)→Trục chính

+ Tỉ số bộ truyền đai: iđ = 142/254≈ 0,56

+ Hiệu suất bộ truyền đai η = 0,985

0.140.19 -0.86 -1.63 -4.62 -2.94

-1.19-0.62

-2.7 -1.63 -4.61-4.57

4.94

2.43 1.681.16

Hình 3: Đồ thị sai số vòng quay

Kết luận:

Từ đồ thị vòng quay ta nhận thấy tại máy cơ sở có các cấp tốc độ có sai số vòng quay vượt quá ± 2,6% ( Sai số cho phép ) như:

1.3.1.5 Đồ thị vòng quay thực tế của máy 1K62

Ta có đồ thị vòng quay của máy 1K62 như hình vẽ dưới:

i2 = 56/ 34 ≈ 1,65 = ϕX2⇒ x2 ¿ 2,17

Tia i

⇒ 2 lệch sang phải 1 khoảng : 2,17 lgϕ

Lượng mở giữa hai tia của nhóm 1: ⇒ [X] = 1

● Nhóm 5 từ trục V – VI:

i10 = 27/ 54 ≈ 0,5 = ϕX10⇒ x10 ¿ -3

Tia i

⇒ 10 lệch sang trái 1 khoảng : 3.lgϕ

Lượng mở tia của nhóm 5: ⇒ [X] = 3

● Nhóm 6 từ trục: III– VI:

i11 = 65/43 ≈1,51 = ϕX11⇒ x11 ¿1,87

Tia i

⇒ 11 lệch sang phải 1 khoảng: 1,87.lgϕ

Lượng mở tia của nhóm 6: ⇒ [X] = 2

Bảng 3 : Bảng tổng hợp lượng mở của các nhóm truyền.

Phương án không gian và phương án thứ tự :

Từ trên ta xác định được công thức kết cấu của máy là:

Z = (2 x 3 x 2 x 2x1) + (2 x 3 x 1) = 30

Đường truyền thấp Đường truyền cao

Ta nhận thấy máy tổ chức hai đường truyền: đường truyền gián tiếp (tốc độ thấp) vàđường truyền trực tiếp (tốc độ cao), như vậy là tốt, vì đường truyền tốc độ cao cần số TST ítdẫn đến sẽ giảm được ồn, rung, giảm ma sát, tăng hiệu suất… khi máy làm việc.

Theo lí thuyết tính toán để TST giảm từ từ đồng đều, đảm bảo được mô men xoắn yêu cầuthì số bánh răng các trục đầu phải nhiều hơn Do đó, đáng ra PAKG là 3 x 2 x 2 x 2 x 1 là tốtnhất Tuy nhiên, phương án 2 x 3 x 2 x 2 x 1 là hợp lí nhất vì:

Do yêu cầu thực tiễn, máy có truyền động quay thuận thì phải có truyền động quaynghịch để phục vụ quá trình gia công và đổi chiều (giả sử đối với bàn xe dao chẳng hạn, nếuchỉ có một truyền động thì không thể đưa bàn dao tịnh tiến ngược lại trên băng máy mà chỉtịnh tiến được một chiều, khi cắt ren thì trục chính phải có chuyển động quay nghịch để chạydao ra…) Muốn vậy trên trục vào (I) phải dùng li hợp ma sát (gồm 2 nửa: chạy thuận và chạynghịch) để thực hiện nhiệm vụ đó

Sở dĩ dùng li hợp ma sát mà không dùng các cơ cấu khác cùng tác dụng là vì ở máy tiệncho đảo chiều thường xuyên, do đó cần phải êm, không gây va đập mạnh…mà li hợp ma sátlại khắc phục được những nhược điểm đó, đồng thời dùng ly hợp ma sát cũng có tác dụng đềphòng quá tải

Sở dĩ LHMS được đặt trên trục I mà không đặt trên các trục khác là vì:

Trục I có tốc độ không đổi và là trục vào nên có mômen xoắn nhỏ, do đó, LHMS đặt trêntrục này chỉ có 1 tốc độ, mômen xoắn nhỏ nhất, để đạt kích thước li hợp là hợp lý khoảng D =

Dùng phương án thứ tự như trên sẽ tạo ra lưới kết cấu có hình rẻ quạt do đó làm cho kếtcấu máy hợp lí ( Bản chất của lưới kết cấu hình rẻ quạt là do sự chênh lệch tỷ số truyền của nhốm truyền đầu tiên là nhỏ vì vậy cho ta kết cấu máy hợp lí )

PATT : I II IV

Lượng mở [x]: [1] [2] [6]

Từ đường gián tiếp ta nhận thấy, lượng mở [x] = 12 là không hợp lí Trong máy công cụ,

ở hộp tốc độ có hạn chế TST i phải đảm bảo theo:

Nghĩa là: tia i1 = nghiêng trái tối đa là 6 ô và tia i2 = 2 nghiêng phải tối đa là 3 ô Tức là,lượng mở tối đa Xmax = 9 ô

Với công bội ϕ = 1,26 TST i được biểu diễn trên đồ thị vòng quay như sau:

Mặt khác, i = < không thoả mãn điều kiện đã phân tích trên

Vì vậy để khắc phục, người ta phải giảm bớt lượng mở của đường truyền gián tiếp từ [X] =

12 xuống [X] = 9, còn đường truyền trực tiếp giữ nguyên Giảm như vậy thì đường gián tiếp

sẽ có 3 tốc độ trùng Khi đó, số tốc độ của máy sẽ là:

Z = (2x3x2x2 – 3) + (2x3x1) = 27 tốc độ, mà số tốc độ yêu cầu là 23 dẫn đến là sẽ thừa ra 4tốc độ

Vì vậy, để khắc phục người ta đã xử lí bằng cách:

+ Vẫn giữ nguyên số cấp tốc độ của đường truyền trực tiếp (6 tốc độ) vì nó có số TST ít dẫnđến sẽ giảm được tiếng ồn, giảm rung động, giảm ma sát, đồng thời lại tăng được hiệu suất…khi máy làm việc

+ Mặt khác, tiếp tục giảm thêm 3 tốc độ của đường truyền gián tiếp sẽ có lợi vì: máy sẽ giảm

đi được số tốc độ có hiệu suất thấp dẫn đến kết cấu HTĐ sẽ nhỏ, gọn hơn, đồng thời số tốc độmất đi đó sẽ được bù vào đường truyền trực tiếp Ngoài ra khi i = 1/ ϕ9 khá lớn nhất là khigiảm tốc độ khích thước của cặp bánh răng khá lớn

Như vậy đường truyền gián tiếp sẽ có lượng mở nhóm cuối là:

[X] = 12 – 6 = 6

Suy ra:

Số tốc độ danh nghĩa của đường truyền gián tiếp là: Z1 = 2x3x2x2x1-6 = 18

Số tốc độ danh nghĩa của đường truyền trực tiếp là: Z2 = 2x3x1 = 6

Vì vậy phương án chuẩn của máy là:

Đối với đường truyền gián tiếp:

Hình 5 : Lưới kết cấu của máy 1k62

Sai số số vòng quay của xích tốc độ khá lớn, có 7/ 23 tốc độ có sai số vòng quay vượt mứccho phép (∆ 2,6%) 🡪 Ảnh hưởng đến khả năng làm việc, đội chính xác, hiệu suất của máy khi gia công

Máy có 23 tốc độ khác nhau của trục chính Có 2 đường truyền, đường truyền tốc độ thấp có 18 tốc độ, đường truyền tốc độ cao có 6 tốc độ và có 2 tốc độ trùng Với giải tốc rộng nên có thể đáp ứng được nhiều trong gia công cắt gọt

Phương án không gian và phương án thứ tự hợp lý để bộ truyền không bị cồng kềnh

Động học:

Ta chia lưới kết cấu thành 2 phần là vì như lý giải ở trên, từ PAKG và PATT ta chia thành hai đường truyền trực tiếp và giản tiếp Mỗi đường truyền vẽ ra một lướt kết cấu để đảm bảo tính đối xứng

1.3.2 Xích chạy dao của máy

Thông số hộp chạy dao:

Cắt ren Picth hướng kính: p = 96÷1

Phương trình xích cắt ren tổng quát:

1 vòng TC (mm/vòng) (1.1)Trong đó:

1VTC: 1 vòng trục chính

idc: là tỉ số truyền bộ bánh răng đảo chiều

itt: là tỉ số truyền bộ bánh răng thay thế

ics: là tỉ số truyền bộ bánh răng cơ sở (norton thuận)

1/ics: là tỉ số truyền bộ bánh răng cơ sở (norton nghịch)

chạy dao nhanh

ngang

dọc tiện trơn

công tác xích chạy

dao

igb: là tỉ số truyền bộ bánh răng gấp bội

+ Ren Module:

- Ren tiêu chuẩn:

1v tc × icđ × itt × ics × igb × (tv = 12 mm/vg) = tp = 0,5 ÷ 3 (mm)

Với itt=

42

95 ×

9550

+ Ren Pitch hướng kính:

1v.tc × icđ × itt × (1/ics) × igb × (tv = 12mm/vg) = tp = 25,4.π/ Dp (mm)

Với itt=

42

95 ×

9550

Ren mặt đầu được sử dụng để gia công đường xoắn Acsimet trên mâm cặp 3 vấu… Khi

đó dao tiện chạy hướng kính nên không dùng trục vít me dọc, không qua li hợp siêu việt, vàotrục trơn, vào hộp xe dao rồi tới trục vít me ngang có =5mm

+ Lượng chạy dao dọc: 1v.tc (VI) x (VII) × (VIII) × × (IX) 

    igb= , , ,1= ×

+ Lượng chạy dao ngang:

1v.tc (VI) x (VII) × (VIII) × × (IX)  × × (X)

(XII) × (XIII) × (XIV)

   Với    itt= ×

       igb= , , ,1= ×

1.3.2.3 Nhận xét chung về xích chạy dao của máy 1K62

Xích chạy dao có thể đảm bảo thực hiện được nhiều nguyên công và cắt được nhiềuloại ren (Quốc tế, Anh, Modul, Pitch,…) đảm bảo tốt cho việc chế tạo cho các nguyên côngtiện ren khác nhau

1.3.3 Các cơ cấu đặc biệt của máy 1K62.

1.3.3.1 Cơ cấu Norton

* Công dụng: Thay đổi tỉ số truyền

* Nguyên lý làm việc

Các bánh răng được cố định trên trục theo thứ tự từ nhỏ đến lớn tạo thành hình tháp, cơ cấu gồm các bánh răng 28-25-36 (khung 1) sẽ được quay ra khỏi vị trí ăn khớp sau đó dịch chuyển dọc theo trục II tới vị trí bánh răng cần chọn thì quay lại cho ăn khớp với bánh răng đó và tạo ra 1 tỉ số truyền mới

- khối bánh răng hình tháp gồm 7 bánh răng:

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

* Ưu điểm:

-Kích thước cơ cấu Norton nhỏ gọn vì số lượng bánh răng trong cơ cấu ít và các bánh răng

đặt tương đối khít nhau

-Thực hiện được nhiều tỉ số truyền

-Tổn thất công suất nhỏ do không có những bánh răng chạy không

* Nhược điểm:

-Độ cứng vững không cao

-Khó dùng bánh răng nghiêng

1.2.3.2 Cơ cấu đai ốc bổ đôi

* Công dụng: Cắt mối liên hệ của trục chính với bàn máy qua chuyển động của vít me với

Hình 8: Cơ cấu đai ốc bổ đôi

* Ưu điểm: đóng tách đai ốc khỏi trục vít me dễ dàng, ren của vít me và ren của đai ốc là

ren hình thang và luôn có cơ cấu để khử khe hở của ren

*Nhược điểm: kết cấu khá phức tạp khó chế tạo.Chịu tải kém và giá thành cao.

1.3.3.3 Ly hợp siêu việt:

*Công dụng: Phòng quá tải, tức là chỉ cho cụm (đĩa lắp then lên trục + bạc bên ngoài truyền chuyển động cho trục qua bi chêm) quay theo một chiều Nếu vì lí do nào đó trục nhận được chuyển động nhanh hơn từ bạc truyền vào thì bạc sẽ quay lồng không

- Khi chạy dao nhanh, trục trơn XV nhận chuyển động từ động cơ ĐC2 (N=1KW) làm lõi quay nhanh theo chiều ngược kim đồng hồ.Lúc này vỏ (1) cũng vẫn nhận chuyển động chạy dao 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 dao bị cắt đứt và trục trơn được chuyển động với tốc độ nhanh

Hình 9: Ly hợp siêu việt

* Ưu điểm: Trong khi vành ngoài quay cùng chiều kim đồng hồ, nếu cho trục màu xanh quay cùng chiều kim đồng hồ nhanh hơn (từ nguồn dẫn động khác), thì vành ngoài vẫn quay theo chiều và vận tốc đã có, không bị ảnh hưởng gì

* Nhược điểm: Gây ồn lớn,khó chế tạo.

1.3.3.4 Cơ cấu ly hợp ma sát:

* Công dụng: truyền hoặc ngắt chuyển động

Hình 10: Ly hợp ma sát.

1: Trục rỗng; 2: Bánh răng khi trục chính quay thuận; 3, 12: Đĩa ma sát

4, 5: Đai ốc điều chỉnh; 6: Bánh răng khi trục chính quay ngược

7: Khớp trục; 8: Thanh giằng; 9: Thanh kéo; 10: Chốt; 11: Khớp ma sát

Trong máy tiện 1K62 ly hợp ma sát M1 trên trục (I) là ly hợp ma sát đĩa 2 chiều dùng đểđóng mở máy và đảo chiều trục chính

* Nguyên lý làm việc

Bánh răng (2) và bánh răng (6) đều lồng không trên trục I, một đầu moay ơ của 2 bánh răng có dạng ống dày trên đó có các rãnh dọc, bên trong có lắp các đĩa ma sát (3) vấu ngoài mắc ào rãnh moay ơ Đĩa ma sát (12) có lỗ then hoa để lắp vào phần then hoa trên trục I Các đĩa ma sát (3), (12) lắp xen kẽ và sát nhau để tạo khe hở làm việc, giữa các đĩa

ma sát còn lắp xen kẽ các vòng lò xo nén Các đĩa làm việc theo nguyên lí sau: nếu ép chặt đĩa (3) vào đĩa (12) chúng sẽ liên kết với nhau tạo lực ma sát bề mặt Chuyển động từ trục

I qua các đĩa ma sát truyền cho khối bánh răng Z=56-Z=51 hoặc Z=50 Nếu gạt má gạt (7) sang phải thì đòn bẩy sang trái đẩy thanh kéo (9) sang trái và ép các đĩa ma sát chặt với bánh răng Z=51, trục chính quay theo chiều thuận Nếu má gạt ở giữa, ly hợp ma sát khônglàm việc, máy ngừng hoạt động Đai ốc (4),(5) dùng để điều chỉnh khe hở làm việc của cácđĩa ma sát khi nó bị mòn hoặc sửa chữa

* Ưu điểm: đóng mở máy và đảo chiều trục chính nhanh chóng, làm việc êm.

* Nhược điểm: các đĩa ma sát bị mài mòn liên tục và sinh ra hiện tượng trượt, phải

thường xuyên điều chỉnh hai đai ốc 4,5 để ép đĩa vào nhau

1.4 Nhận xét về máy 1K62:

● Động học:

Hộp tốc độ: Máy có 23 tốc độ khác nhau của trục chính Có 2 đường truyền, đường truyền tốc độ thấp có 18 tốc độ, đường truyền tốc độ cao có 6 tốc độ và có 1 tốc độ trùng với đường truyền tốc độ thấp Với giải tốc độ rộng nên có thể đáp ứng được nhiều trong gia công cắt gọt

Hộp chạy dao: có chuyển động cắt chính và chuyển động chạy dao, có mối quan hệ giữa chuyển động trục chính và chuyển động chạy dao nên có thể tiện trục trơn, trục bậc…

và cắt ren( 4 loại ren) Có sử dụng động cơ chạy nhanh giúp việc lùi dao, tiến dao, chạy dao nhanh thực hiện dễ dàng

● Về kết cấu :

Phương án không gian và phương án thứ tự hợp lý Lưới kết cấu với lượng mở và tỷ số truyền thay đổi từ từ, đều đặn, trong giới hạn cho phép Với phương án không gian trên tạokết cấu hộp nhỏ gọn, hiệu suất cao, dễ lắp ráp sửa chữa

● Kết cấu đặc biệt

Bộ ly hợp ma sát ở trục I được làm việc ở vận tốc 800 (vg/ph) một tốc độ hợp lý, đồngthời bộ ly hợp ma sát còn tận dụng được bánh răng trên trục I nên tăng được độ cứng vững.Máy có bộ ly hợp siêu việt, thuận tiện cho quá trình chạy dao nhanh

Cơ cấu đai ốc bổ đôi: có nhiệm vụ quan trọng trong quá trình tiện ren với ưu điểm sử dụng

dễ dàng đáp ứng nhanh, đảm bảo độ chính xác Nhược điểm kết cấu khá phức tạp khó chế tạo

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC CHO MÁY

2.1.1 Thiết kế chuỗi vòng quay tiêu chuẩn

Với việc thiết kế máy có Z=23, dựa vào bảng tiêu chuẩn chuỗi vòng quay từ sách Tính toán thiết kế máy cắt kim loại (TTTKMCKL) - trang 14 ta có dãy tốc độ quy chuẩn của máy:

Ta có số cấp tốc độ của máy cần thiết kế là: Z = 23.

Đây là một số nguyên tố, ta không thể phân tích được nên ta chọn Zảo = 24 Sau khi tính toán, ta cho trùng một tốc độ để còn lại đúng: Z=23

Với Z = 24, ta có nhiều phương án không gian (PAKG) khác nhau:

Vì số nhóm truyền x là số nguyên nên ta chọn: x=4

Với x =4, ta chọn các PAKG sau:

Z = 3 x 2 x 2 x 2 ;

= 2 x 3 x 2 x 2 ;

2x2x2x3(4)

sát

Ly hợp ma sát

Ly hợp ma sát

Ly hợp ma sát

Bảng 2.2: Bảng so sánh phương án bố trí không gian

Với: b: chiều rộng các bánh răng

f: khe hở giữa các bánh răng và bề rộng cần gạt

=> Để thỏa mãn, ta chọn phương án (2): Z = 2x3x2x2

Hình 2.1: Sơ đồ không gian các khối bánh răng

2.1.1.2 Phương án thứ tự (PATT), lưới kết cấu và đặc trưng của các nhóm truyền

[3] [12] [1] [2] [1]Lưới kết

Qua bảng so sánh trên ta thấy rằng các phương án thứ tự đưa ra đều có

φ X max>8như vậy không thỏa mãn điều kiện

Do đó để thỏa mãn điều kiên φX max ≤ 8ta phải thêm một trục trung gian hoặc tách ra thành

hai đường truyền

Theo sự so sánh giữa các phương án ta thấy phương án thứ tự I II III IV

( φ X max

=16) có lượng mở tăng dần theo từng nhóm truyền Mặt khác theo máy tham khảo

đã chọn thì phương án I II III IV là tốt hơn cả, có lượng mở đều đặn và tăng từ từ, kết cấu chặt chẽ, hộp tương đối gọn và lưới kết cấu có hình rẻ quạt đều đặn

2.1.2 Lưới kết cấu

Lưới kết cấu mang tính định tính nên ta xác định được vị trí n0 tại chính giữa

Mỗi đường thẳng nằm ngang biểu diễn một trục của hộp tốc độ Các điểm trên đường

thẳng nằm ngang biểu diễn số cấp tốc độ của trục đó

Lượng mở, tỷ số truyền của các nhóm thay đổi thay đổi từ từ, đều đặn và trong giới hạn cho phép Lưới kết cấu nên sít đặc, theo dạng mái nhà để đảm bảo tuổi thọ và kích thước của hộp tốc độ.

Ta có 2 lưới kết cấu điển hình :

Để thỏa mãn điều kiệnφX max ≤ 8 ta xử lý bằng cách: Bù tốc độ còn thiếu vào một đường

truyền khác mà tham khảo máy 1K62 để giữ nguyên số tốc độ trong máy ta bố trí thêm một đường truyền tốc độ cao hay còn gọi là đường truyền trực tiếp Đường truyền tốc độ cao này có ít tỷ số truyền nên giảm được tiếng ồn, giảm rung động, giảm ma sát đồng thời tăng hiệu suất khi làm việc

Có thể bù 2 tốc độ bằng đường truyền phụ từ trục II Nhưng như vậy thì khó bố trí tỷ số truyền giữa trục II và trục chính, đồng thời không tận dụng được nhiều tốc độ cao

Mặt khác tham khảo máy 1K62 ta giảm thêm 3 tốc độ của đường truyền gián tiếp sẽ có lợi

vì máy sẽ giảm được số tốc độ có hiệu suất thấp dẫn đến hộp tốc độ sẽ nhỏ gọn đồng thời

số tốc độ mất đi sẽ được bù vào đường truyền trực tiếp từ trục IV sang VI

Như vậy đường truyền gián tiếp nhóm cuối sẽ có lượng mở là

[X] = 12 – 6 = 6 tốc độ

Số tốc độ danh nghĩa của đường truyền gián tiếp là: Z1 = 2x3x2x2x1 = 24

Số tốc độ danh nghĩa của đường truyền trực tiếp là : Z2 = 2x3x1 = 6

Do thu hẹp lượng mở từ 12🡪6 nên có 6 tốc độ bị trùng trên đường truyền gián tiếp nên Z1

= 24 – 6 = 18 (tốc độ)

Vì yêu cầu Z = 23 tốc độ 🡪 Ta xử lý bằng cách cho tốc độ thứ 18 (cao nhất) của đường truyền gián tiếp trùng với tốc độ thứ nhất (thấp nhất) của đường truyền trực tiếp, khi đó máy chỉ còn 23 tốc độ Nghĩa là tốc độ số 18 có thể truyền theo 2 đường truyền trực tiếp vàgián tiếp Thường chạy theo đường truyền trực tiếp.Tốc độ n18 là tốc độ thường được sử dụng Làm như vậy, tốc độ 18 có thể truyền theo cả 2 đường truyền: trực tiếp – gián tiếp Tăng thêm thời gian sử dụng tốc độ này

Vì vậy phương án của máy sẽ là:

Đối với đường truyền gián tiếp: Đối với đường truyền trực tiếp:

PATT : I II III IV V PATT : I II III

[x] : [1] [2] [6] [6] [0] [x] : [1] [2] [0]

Bảng 2.3: Phương án máy thiết kế

Ta có lưới kết cấu của hai đường truyền như sau:

a, Lưới kết cấu thu gọn b, Lưới kết cấu bổ sung

Đồ thị vòng quay đa phần là giảm tốc do động cơ tiêu chuẩn hợp lí nhất là động cơ có 2 cặp cực và nđc = 1440 [vg/ph], trong khi đó nTCmin = 11,2 [vg/ph] Tuy nhiên từ trục I sang trục II, ta phải tăng tốc để số đĩa ma sát trong li hợp ma sát là ít nhất Khi ta tăng tốc, chuyển động sẽ được truyền từ bánh răng lớn sáng bánh răng bé nên ta sẽ lợi dụng được bánh răng lớn làm vỏ li hợp ma sát Khi bánh răng càng lớn thì đường kính sẽ lớn theo, do

đó ta có thể lắp được những đĩa li hợp ma sát lớn vào trong lòng bánh răng, từ đó giảm được số đĩa

Đồ thị vòng quay thừa hưởng tất cả những lí luận trước đó cho lưới kết cấu

Quy ước các điểm trên trục nằm ngang chỉ số vòng quay cụ thể Các tia nối các điểm tương ứng giữa các trục biểu diễn trị số tỉ số truyền của từng cặp bánh răng (hay các cặp

truyền động khác) Tia nghiêng phải biểu thị i > 1 Tia nghiêng trái biểu thị i < 1 Tia thẳngđứng biểu thị i = 1.

Xác định vị trí n đc : Từ đề bài ra n đc = 1440[vg/ph] ta xác định vị trí thích hợp của n đc trên trục động cơ

Xác định vị trí n0:

Ta có: n0 = nđc.iđ η với 1

4≤ i ≤ 2.

Trong đó: - nđc– số vòng quay của động cơ; nđc = 1440 [vg/ph]:

- iđ – tỉ số truyền từ trục động cơ đến trục đầu tiên của hộp tốc độ( thường dung dây đai)

- η: hệ số trượt bộ truyền đai, η=0,985

- n0 – tốc độ của trục đầu tiên

Do đó, dựa vào máy mẫu ta chọn tỉ số truyền

i1 = ϕ1 = 1,261

Tức tia i1 nghiêng phải 1 khoảng lgϕ, từ đó ta có thể xác định được i2 thông qua quan hệ:

i1 : i2 = ϕ1 : ϕ2

i⇒ 2 = 1,26 2 = 1,5876 tia i⇒ 2 nghiêng phải 2 khoảng lgϕ.

Tương tự như vây ta chọn tỉ số truyền cho các nhóm truyền khác

Nhóm truyền thứ hai:

Truyền từ trục II sang trục III, có 3 tỉ số truyền (i3, i4 & i5), đặc tính của nhóm truyền 3[2], đoạn truyền giảm tốc nên i ≤ 1 Ta chọn i5 = 1, nghĩa tia i5 thẳng đứng Từ đó xác định hai tỉ số truyền còn lại thông qua quan hệ:

i5 : i4 : i3 = 1 : ϕ-2 : ϕ-4

i⇒ 4 = ϕ -2 = 1,26-2 = 0,63 tia i⇒ 4 nghiêng trái 2 khoảng lgϕ.

i⇒ 3 = ϕ -4 = 1,26-4 = 0,40 tia i⇒ 3 nghiêng trái 4 khoảng lgϕ.

Nhóm truyền thứ ba (theo đường gián tiếp):

Truyền từ trục III sang trục IV, có 2 tỉ số truyền (i6 & i7), đặc tính của nhóm truyền 2[6], đoạn truyền giảm tốc nên i≤1 Ta chọn i7 = 1 Từ đó ta có:

i7 : i6 = 1 : ϕ-6

i⇒ 6 = ϕ -6 = 1,26-6 = 0,25 tia i⇒ 6 nghiêng trái 6 khoảng lgϕ.

Nhóm truyền thứ tư (theo đường gián tiếp):

Truyền từ trục IV sang trục V, có 2 tỉ số truyền (i8 & i9), đặc tính của nhóm truyền 2[6], đoạn truyền giảm tốc nên i≤1 Ta chọn i9 = 1 Từ đó ta có:

i9 : i8 = 1 : ϕ-6

i⇒ 8 = ϕ -6 = 1,26-6 = 0,25 tia i⇒ 8 nghiêng trái 6 khoảng lgϕ.

Nhóm truyền cuối trên đường truyền gián tiếp (tốc độ thấp):

Truyền từ trục V sang trục VI, có một tỉ số truyền (i10) Tỉ số truyền của nhóm này ta không thể chọn được nữa mà nó phụ thuộc vào vận tốc nhỏ nhất nmin của dãy tốc độ trục chính Ta có quan hệ:

nmin = n0.i1.i3.i6.i8.i10

⇒ i10= n min

n0.i1.i3.i6.i8= 11,2

710.1 ,26.0 , 4.0 ,25.0 ,25 =0 ,5 ≈ 1,26-3 =ϕ-3 tia i⇒ 10 nghiêng trái 3 khoảng lgϕ

Nhóm truyền cuối trên đường truyền trực tiếp (tốc độ cao):

Truyền từ trục III sang trục VI, có 1 tỉ số truyền (i11) Tương tự như trên, tỉ số truyền này phụ thuộc vào vận tốc lớn nhất nmax của dãy tốc độ trục chính Ta có quan hệ:

nmax = n0.i2.i5.i11

⇒ i11= n max

n0.i2.i5= 1800

710.1,5876 1=1,596 ≈ 1,26-2 =ϕ-2 tia i⇒ 11 nghiêng phải 2 khoảng lgϕ.

Qua phần chọn tỉ số truyền trên ta thấy tất cả các tỉ số truyền đều đạt yêu

cầu nằm trong khoảng (

1

4 ; 2)

Từ đó ta có thể xác định được đồ thị vòng quay của hộp tốc độ:

Hình 2.3: Đồ thị vòng quay máy thiết kế

2.1.3 Tính số răng các bánh răng của từng nhóm truyền

Z =K E : Tổng số răng trong cặp bánh răng ăn khớp, với E ≥ E min

Khi bánh răng nhỏ nhất làm bị động (nhóm truyền tăng tốc) thì:

⮚ Với nhóm truyền không cùng mô đun

Giả sử trong nhóm truyền dùng 2 mô đun (m1, m2), điều kiện làm việc được là:

Với: e1, e2 là các số nguyên, không có thừa số chung.

⮚ Tính bánh răng trong nhóm truyền I

Để tận dụng bánh răng làm vỏ ly hợp ma sát nên đường kính của bánh răng khoảng 100

mm, theo các máy đã có thì môdul bánh răng khoảng 2,5 nên bánh răng chủ động chọn khoảng trên 50 răng đo đó tăng tổng số răng của cặp

Chọn Emin = 5

⇒

ΣZ = E.K =5.18 = 90 răng

Suy ra:

⮚ Tính bánh răng trong nhóm truyền II

Sử dụng phương pháp tra bảng bánh răng, xác định số răng của các bánh răng nhóm có 3 tỉ

⮚ Tính bánh răng nhóm truyền III

Ta nhận thấy bánh răng nhỏ nhất là Z6 trong

đường truyền giảm tốc nên Emin được tính theo