Tính toán thiết kê máy mới dựa trên máy tiện 1K62.DOC

Khoảng cách lớn nhất giữa hai mũi I/ Các xích truyền động của máy tiện 1K62 : 1._ Xích tốc độ quay của trục chính : Xích này nối từ động cơ điện có công suất N = 1 kw,số vòng quay n=14

chơng 1: nghiên cứu máy mới.

Có rất nhiều loại máy tiện nh : máy tiện vạn năng,máy tiện

Tự động ,nửa tự động,máy tiện chuyên môn hoá và chuyen dùng,máy tiện revonve v.v Tuy nhiên chúng ta chỉ xem xet các đặc tính kỹ thuật của một số loại máy tơng tự máy 1K62

Khoảng cách lớn nhất giữa hai mũi

I/ Các xích truyền động của máy tiện 1K62 :

1._ Xích tốc độ quay của trục chính :

Xích này nối từ động cơ điện có công suất N = 1 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

Lợng 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 đợc lợc đồ các con đờng truyền động qua các trục trung gian tới trục chính nh sau:

từ động cơ

đường quay thuận

đường truyền tốc

độ cao

đường truyền tốc độ thấp

đường truyền nghịch

li hợp ma sát

- Xích tốc độ có đờng truyền quay thuận và đờng truyền quay nghịch Mỗi đờng truyền khi tới trục chính bị tách ra làm đờng truyền

- Đờng truyền trực tiếp tới trục chính cho ta tốc độ cao

Phơng trình xích động biểu thị khả năng biến đổi tốc độ của máy

34

56

47

29

45

45

45

45 1450(vg/ph).260

39

51

38

38

4365

trục VI có khối bánh răng di trợt hai bậc có khả năng cho ta 4 tỷ số truyền

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

4

1, 16

1

Nh vậy đờng truyền tốc độ thấp vòng quay thuận còn 18 tốc độ 2x3x3x1= 18

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

1 tạo nên ikđại dùng cắt ren khuếch đại

2._Xích chạy dao cắt ren và tiện trơn:

Một vòng trục chính - cho tiện đợc một bớc ren tp (mm)

Để cắt đợc 4 loại ren máy có 4 khả năng điều khiển sau:

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 dới 18-28-35-XIII tiếp tục truyền qua XIV-XV tới vít me

+ Để cắt đợc 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 trợt

- khi cắt ren trái trục chính giữ nguyên chiều quay cũ cần đổi chiều chạy dao ngợc lại trong xích có cơ cấu đổi chiều nối giữa trục VIII và IX tới bánh răng đệm 28

Lợc đồ cấu trúc động học hộp chạy dao

Từ cấu trúc động học xích chạy dao trên ta có phơng trình tổng quát cắt ren nh sau:

1vòng trục chính x icố định x ithay thế x icơ sở x igấp bội x tv = tp

- lợng di động tính toán : 1vòng trục chính ∏ tp (mm)

50

42 , bánh noóctông chủ động

1vòngtc(VII)

60

60(VIII)

42

42(IX)

50

42(X)

38

35.35

28(XI)25

28

n

z

36(XII)28

35.35

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

- Lợng di động tính toán : 1vòng tc ∏ mπ (mm)

97

64 , con đờng 1 noóctông chủ động

1vgtc (VII).60(VIII).42(IX).64 (X) C z n

.25 (XI) C (XII).i (XV).12 = t

• khi cắt ren Pitch:

- Lợng di động tính toán : 1vòng tc ∏ 25,4.π/Dp (mm)

97

64 , con đờng 1 noóctông chủ động

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

22

88

2288

Ikđ = 1 vòng tc(VII)

27

54(VI) (V)

45

45

4545

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

1 vòng tc(VII).icd.itt = tp

b) Xích tiện trơn :

lồng không) đóng ly hợp bánh răng thanh răng t=10 (m=3)xe dao chạy dọc hớng vào mâm cặp (chạy thuận)khi chạy dao lùi đờng 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

dao tới vít me ngang t=5 (mm)

làm quay nhanh trục trơn XVI

3 _Một số cơ cấu đặc biệt :

+ Cơ cấu ly hợp siêu việt : Trong xích chạy dao nhanh và động cơ chính đều truyền tới cơ cấu chấp hành là trục trơn bằng hai đờng truyèen khác nhau Nên nếu không có ly hợp siêu việt truyền động sẽ làm xoắn và gẫy trục Cơ cấu ly hợp siêu việtđợc dùng trong nhữnh trờng hợp khi máy chạy dao nhanh và khi đảo chiều quay cảu trục chính

+ Cơ cấu đai ốc mở đôi : vít me truyền động cho 2 má đai ốc mở đôi tới hộp xe dao Khi quay tay quay làm đĩa quay chốt gắn cứng với 2 má sẽ trợt theo rãnh ăn khớp với vít me + Cơ cấu an toàn trong hộp chạy dao nhằm đảm bảo khi làm việc quá tải , đợc đặt trong xích chạy dao (tiện trơn)nó tự ngắt truyền động kh máy quá tải

II/ Phơng án không gian và phơng án thứ tự của máy :

Từ sơ đồ động của máy ta thấy rằng:Xích tốc độ đợc chia ra thành 2 đờng truyền: đờng truyền tốc độ thấp và đờng truyền tốc độ cao

Phơng án không gian của máy là:

Z1 = 2 x 3 x 2 x 2 = 24 tốc độ

Z2 = 2 x 3 x 1 = 6 tốc độ

⇒ Số tốc độ đủ là : Z = Z1 + Z2 = 24 + 6 = 30 tốc độ

Phơng án thứ tự của Z1 là: Z1đủ = 2[1] x 3[2] x 2[6] x 2[12] trong đó nhóm truyền 2[12]

có ϕ12 = 1,2612 = 16 > 8 cho nên ta khắc phục bằng cách thu hẹp lợng mở nh sau: Z1thu hẹp

Số tốc độ của cả 2 đờng truyền là 24 tốc độ nhng trong thực tế thi máy này chỉ có 23 tốc

⇒ ϕ = 1

5,12

≈ 1 = ϕx5⇒ x5≈ 0

- Hiệu suất của bộ truyền đai : η = 0,985

⇒ trị số vòng quay cuả trục đầu tiên của hộp tốc độ trên trục II :

nII = nđcơ x iđ x η = 1440 x

260

145x0,985 = 791 (vg/ph)

- Xác định vị trí đặt no trên đồ thị vòng quay :

no = nII = 791 ≈ 800 = n19

Căn cứ vào ϕ và các giá trị xI đã tìm đợc ta có thể vẽ đợc đồ thị số vòng quay nh sau

b Xác định độ xiên của các nhóm truyền :

⇒Tia i1 lệch sang phải 1 khoảng là : 1,33logϕ

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

Lợng mở giữa hai tia [ ]x : ϕx= i1/i2= ϕ1,13/ϕ2.17 = ϕ,-1,04 = ϕx

29

i5= 38

38

Tơng tự nh cách làm nhóm truyền 1 ta có :

x3 ≈ - 4,19 ⇒ Tia i3 lệch sang trái 1 khoảng là : 4,19logϕ

x4 ≈ - 2,07 ⇒ Tia i4 lệch sang trái 1 khoảng là : 2,07logϕ

x5 = 0 ⇒ Tia i5 thẳng đứng

Lợng 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 logϕ

45

x8= -6 ⇒ Tia i8 lệch sang trái 6 khoảng logϕ

x9 =0 ⇒ Tia i9 thẳng đứng

Nhóm truyền gián tiếp (từ trục V tới trục VI) có1 tỷ số truyền

i10=

5427

x10= - 3 ⇒ Tia i10 lệch sang trái 3 khoảng logϕ

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

i11=

4365

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

Trong đó nhóm truyền 2[ ]12 có ϕ12=1,2612=16>8 không thoả mãn điều kiện 8 ≥ϕmax

Nên phải tạo ra hiện tợng trùng tốc độ nh sau :

Z1 thu hẹp = 2[ ]1 3[ ]2 2[ ]6 2[ ]6

PAKG: 2x3

PATT : 2[ ]1 3[ ]2 1[ ]0

ở vận tốc khoảnh 630 vòng/phút thì hai tốc độ n18≈ n19 cho nên máy chỉ có 23 tốc độ

Các tốc độ thực tế không đúng nh đã thiết kế mà nhỏ hơn 1 lợng nào đó tuy nhiên ta có thể chấp nhận đợc sai số đó

Bàn xe dao sử dụng bộ truyền bánh răng-thanh răng cho việc chạy dao dọc,sử dụng bộ truyền vít me-đai ốc cho việc chạy dao ngang Để chạy dao nhanh thì có thêm 1động cơ phụ 1KW ,

n = 1410 vòng/phút qua bộ truyền đai để vào trục trơn

Ch¬ng II: ThiÕt kÕ m¸y míi

2000 =160

II/ Số nhóm truyền tối thiểu

phơng án không gian là 2x3x2x2

Cách bố chí các bộ phận tổ hợp thành xích tỗc độ bố trí theo phơng án hộp tốc độ và hộp trục chính vì máy có độ phức tạp lớn (z=23) công suất lớn N=10 kw

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

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

ly hợp ma sát

18519b + 18f2

ly hợp ma sát

18519b + 18f2

ly hợp ma sát

18519b + 18f3

ly hợp ma sát

Kết luận : Với phơng án và bảng so sánh trên ta thấy nên chọn phơng án không gian

2x3x2x2 vì

- Tỷ số truyền giảm dần từ trục đầu tiên đến trục cuối Nhng 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 ,u tiên việc bố trí kết cấu ta chọn PAKG 2x3x2x2

[12]

19 2x3x2x2IV I II III[12] [1] [3] [6]

20 2x3x2x2IV II I III[12] [2] [1] [6]

[2]

21 2x3x2x2IV III I II[12] [4] [1] [2]

[3]

22 2x3x2x2IV I III II[12] [1] [6] [3]

5 2x3x2x2I III IV II

[1] [4] [12] [2] 11

2x3x2x2

II IV III I [2] [8] [4] [1] 17

2x3x2x2III II IV I[6] [2] [12]

[1]

23 2x3x2x2IV II III I[12] [2] [6] [1]

[1]

24 2x3x2x2IV III II I[12] [4] [2] [1]

PATT I II III IV [x] [1] [2] [6] [12]

Để đảm bảo ϕxmax ≤ 8 ta phải thu hẹp lợng mở tối đa từ ϕxmax = 12 xuống ϕxmax = 6

Do thu hẹp lợng mở nên số tốc độ thực tế bị giảm Ta có số tốc độ thực tế là

Z1=Z - lợng mở thu hẹp = 24- 6 = 18 PATT bây giờ là: 2[1]x 3[8]x 2[6]x 2[6]

Để bù lại số tốc độ trùng vì thu hẹp lợng mở ta thiết kế thên đờng truyền tốc độ cao (đờng truyền tắt )

Vậy PAKG cuả hộp tốc độ là Z = Z1 + Z2= 24+6 =30

Do trùng 7 tốc độ (tốc độ cuối của đờng truỳên tốc độ thấp trùng với tốc độ của đờng truỳên tốc độ cao )

Nên số tốc độ thực của máy là : Z = 30 - 7 = 23 tốc độ

Ta có lới kết cấu của máy nh sau :

Tính theo các tỷ số truyền lớn nhất và tỷ số truyền nhỏ nhất kể từ trục chính đến trục đâù tiên

n0min = nmax/Π1i Umaxi ; n0max = nmin/Π1i Umini

Trong đố i- chỉ số biểu thị nhóm truyền

Π1i Umaxi= Umax1 Umax2 Umaxi

Π1i Umini= Umin1 Umin2 Umini

Có thể lấy

Π1i Umaxi= Umax1 Umax2 Umaxi= 2

Π1i Umini= Umin1 Umin2 Umini = 1/4

Vậy nomax= 12,5/(1/4)4 = 3200 vg/ph

nomin= 2000/24 = 125 vg/ph

Nh vậy giới hạn no biến thiên trong khoảng 125 ≤ no ≤ 3200

• Để trục và bánh răng đầu vào của hộp chịu Mx kính thớc nhỏ gọn Thờng đặt no ở các trị

số no lớn Vì nh vậy sẽ gần vơí nđcơ Hơn nữa no tới nmin của trục chính bao giờ cũng giảm nhiều hơn tăng

Giả sử ta chọn no= n19= 800 vg/ph

Khi đó iđtr= no/ nđcơ.ηđ= 800/1440.0,985 = 0,564

Theo máy chuẩn ta có iđtr = 145/260 = 0,56

Ta vẽ đợc đồ thị vòng quay của máy nh sau

nII = 800

II III IV

V

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

z

)(

2

2 2 min +

=18.7

18.17 = 2,43

i

i i

10

11

1 = 51

1 = 11

7

có f4=7 g4 = 11 và f4 + g4 = 7 + 11 = 18

i5=1 có f5=1 g5 =1 và f5 + g5 = 1 + 1 = 2

Vậy bội số trung nhỏ nhất K = 72

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=

K f

g f Z

)(

3

3 3

=

72.21

)5121.(

< 1Lấy Emin=1 ta có ∑Z= EK =1.72 = 72 răng

1 = 4

1

có f7=1 g7 = 1 và f7 + g7 = 1 + 1 = 2 Vậy bội số trung nhỏ nhất K = 10

Emin nằm ở tia i36vì i6 giảm nhiều hơn i7 Khi đó bánh răng Zmin nằm ở tia i6 là bánh răng chủ

động

Ta có : Emin=

K f

g f

Z

)(

6

6 6

=10.1

)41.(

< 17/2Lấy Emin=9 ta có ∑Z= EK =9.10 = 90 răng

1 = 4

1

có f9=1 g9 = 1 và f9 + g9 = 1 + 1 = 2 Vậy bội số trung nhỏ nhất K = 10

Emin nằm ở tia i8vì i8 giảm nhiều hơn i9 Khi đó bánh răng Zmin nằm ở tia i8 là bánh răng chủ

động

Ta có : Emin=

K f

g f Z

)(

8

8 8

=10.1

)41.(

< 17/2Lấy Emin=9 ta có ∑Z= EK =9.10 = 90 răng

1 = 2

1

có f10=1 g10 = 4 và f10 + g10 = 1 + 2 = 3

i11=ϕ2 = 1,262 =59/37 có f11=59 g11 = 37 và f11 + g11 = 59 + 37 = 96

Vậy bội số trung nhỏ nhất K = 96

Emin nằm ở tia i10vì i10 giảm nhiều hơn i11 Khi đó bánh răng Zmin nằm ở tia i10 là bánh răng chủ

động

Ta có : Emin=

K f

g f

Z

)(

10

10 10

=96.1

)21.(

< 17/32

100%

Trong đó nt/c - Số vòng quay tiêu chuẩn

ntính - Số vòng quay tính toán theo phơng trình xích độ

18 72

18.64

18 72

18.64

18 72

18.64

18 72

18.64

18 72

18.64

18 72

18.64

45 72

18.64

45 72

18.64

45 72

18.64

45 72

18.64

45.72

18.64

45.72

18.64

45.45

45.64

45.45

45.64

45.45

45.64

45.45

45.64

36 45

45.45

45.64

45.45

45.64

28 37

28 37

§å thÞ sai sè vßng quay

Sau khi kiểm tra sai số ta thấy ∆n nằm trong phạm vi cho phép,không cần phải tính lại các tỷ

số truyền

b.tính hộp chạy dao

1_Yêu cầu kỹ thuật và đặc điểm hộp chạy dao

- phạm vi điều chỉnh của lợng chạy dao smax- smin

- tính chất của lợng chạy dao liên tục

8,2

= 142_Sắp xếp bớc ren đợc cắt tạo thành các nhóm cơ sở và nhóm gấp bội

Sử dụng họp chạy dao dùng cơ cấu noóctôn để cắt đợc các loại ren : quốc tế, môđuyn, anh, pitch

22-24-+ Ren Anh

n = 2-2,5-3-3

4

1-32

1-4-42

1-5-6-64

2-7-8-9-9,5-10-11-12-14-16-18-20-22-24+ Ren Pitch

96-88-72-64-56-48-44-40-36-32-28-24-22-20-18-16-14-12-11-10-9-8-7

-

0,5

1-1,25-1,5

-1,7522,252,5-3

3214

42

1

5 - 6

-2 3

566472808896-

283236404448-

141618202224-

789101112-

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.Nh vậy bộ noóctông chỉ còn lại 7 bánh răng:

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

4_Thiết kế nhóm truyền gấp bội

làm nhóm cơ sở thì các tỉ số truyền nhóm gấp bội là:

1

1:2

1:4

1:8

1a_Phơng án không gian

PA

_Tổng số bánh răng_Tổng số trục _Chiều dài trục_Số bánh răng chịu

838b+7f2

1038b+7f1

Nhận xét: PAKG 4x1 có số bánh răng trên một trục quá nhiều khó chế tạo do đó PAKG 2x2 hợp lý hơn

2x2

II - I[2] [1]

2 ; f1 + g1 = 2+5 = 7

i2 = 0 , 32

1

ϕ = 20 , 32

1 = 5

4 ; f2 + g2 = 4+5 = 9Bội số chung nhỏ nhất là K= 63

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

63.2

)52(

=18

17

<1Chọn E=1

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

i4 = ϕ0,32 = 20,32 =

4

5 ; f4 + g4 = 5+4 = 9=32

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(

=15

17

>1Chọn E=2

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

(

=15

14

<1Lấy Emin=1

Để tính ibù ta cho máy cắt thử một bớc ren nào đó Ta thử cắt ren Quốc tế tp=10 mm

Qua bảng xếp ren Quốc tế ta có igbội= 1

25 ⇒itt=

25

21

=5042Khi cắt ren Anh ,xích cắt ren đi theo đờng khác, bộ bánh răng noóctông bị động Tính icđ khi cắt ren Anh nh sau : icđ=

i i i

p

4,25,lúc đó icđ=

2/1).(

40/28(1.12

8/4,25

Tỷ số truyền 36/25 cũng đợc dùng khi cắt ren Pitch (bánh răng noóctông bị động)nhng 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 phơng trình cân bằng : itt=

i i i

p



Cho cắt thử ren Pitch Dp= 25,4.π/8=1272.12/52.8.97

igb= 2/4 ; icđ=36/25 ⇒ itt =

9732Kiểm tra các bớc ren cắt đợc :

6_Tính toán các bớc tiện trơn

Theo đầu bài lợng chạy dao : Smin (dọc)=2Smin(ngang)=0,07 mm/vòng

Dựa vào máy chuẩn ta lấy các tỷ số truyền nh máy chuẩn ,khi đó ta có các phơng trình cân bằng nh sau:

66

14.60

38.30

60.28

6.26

37.37

30.56

21

64.64

42.60

38.30

60.28

6.26

37.37

30.56

28

=Sngang

tiện trơn theo con đờng cắt ren hệ mét ,ta có thể viết lại phơng trình cân bằng nh sau :

_Đi qua itt=42/50 ,Noóctông chủ động :

36

.28

25

38.30

60.28

6.26

37.37

30.56

25.50

21

64.64

42.60

38.30

60.28

6.26

37.37

30.56

25

38.30

60.28

6.26

37.37

30.56

25.97

21

64.64

42.60

38.30

60.28

6.26

37.37

30.56

38.30

60.28

6.26

37.37

30.56

42.60

38.30

60.28

6.26

37.37

30.56

28

=Sngang

Kết luận : Toàn bộ đờng tiện trơn sẽ đi theo đờng tiện ren qua cặp bánh răng 28/56 vào hộp

xe dao.Do đó đờng tiện trơn là hệ quả của đờng tiện ren,bớc tiện trơn dày hơn nhiều so với

b-ớc tiện ren tiêu chuẩn