Tính toán thiết kê máy mới dựa trên máy tiện T620.DOC

vì vậy khi lắp ly hợp má sát trên trục II thì ly hợp ma sát sẽ chịu tải nhỏ nhất -> kích thớc nhỏ nhất.- Mỗi đờng chuyền khi đến trục IV lại tách ra thành 2 đờng tắt truyền trực tiếp đến

Chơng I: Khảo sát máy tơng tự

I Nghiên cứu tính năng kỹ thuật của một số máy cùng loại, chọn máy chuẩn

Các máy tiện T620 - 1A62 - T616 có các đặc tính kỹ thuật:

Nhận xét: So sánh đề tài thiết kế với các máy trên ta thấy máy tiện ren vít vạn năng

T620 có các đặc tính tơng tự Vậy ta lấy máy T620 làm máy chuẩn cho việc thiết kế máy mới

Phân tích máy T620 để tham khảo

1 Hộp tốc độ.

mà theo công thức M = P/n, tức là momen xoắn tỷ lệ nghịch và số vòng quay (v/ph) của trục → momen xoắn trên trục là nhỏ nhất vì vậy khi lắp ly hợp má sát trên trục II thì ly hợp ma sát sẽ chịu tải nhỏ nhất -> kích thớc nhỏ nhất.

- Mỗi đờng chuyền khi đến trục IV lại tách ra thành 2 đờng tắt truyền trực tiếp đến trục chính cho ta các tốc độ vòng quay cao đờng truyền qua các trục V, VI đến trục VII cho ta các tốc độ vòng quay thấp

 Từ phơng trình ta thấy : đờng tốc độ cao quay thuận có 6 tốc độ 2x3 =6 đờng tốc độ thấp quay thuận có 2x3x2x2 = 24 tốc độ Thực tế đờng truyền này chỉ có

18 tốc độ vì giữa trục IV và VI có hai khối bánh răng di trợt 2 bậc chỉ có khả năng cho ta 3 tỷ số truyền

88

22

88 22

Ba tỷ só truyền 1/4, 1/1, 1/16 nếu đảo ngợc xích truyền ta sẽ có tỷ số truyền 1/2, 4/1 , 16/1 gọi là bộ khuyếch đại dùng để cắt bớc ren khuyếch đại -> Hiện tợng trùng tốc

độ trên là cố tình của ngời thiết kế

Đờng truyền quay nghịch có tác dụng đảo chiều quay của trục chính mà không đảo chiều quay của động cơ điện

b) Phơng án không gian.

2x3x2x2x1 đờng truyền tốc độ thấp

2x3x1 Đờng truyền tốc độ cao

 Nhật xét : Về mặt lý thuyết thì phơng án không gian 3x2x2x2 là hợp lý nhất vì

số bánh răng trên trục tốc độ cao nhiều nhất tức là số bánh răng chịu momen xoắn nhỏ là nhiều nhất -> với kích thớc các bánh răng sẽ nhỏ gọn nhiều nhất -> kích thớc hộp sẽ nhỏ đi Nhng về mặt kế cấu, vì teên trục II có lắp ly hợp ma sát (tạo đờng quay nghịch ) vì vậy nếu ta lắp 3 bánh răng trên trục II thì trục II sẽ quá dài -> Hộp tốc độ sẽ bị kéo dài Để rút ngắn bớt chiều dài trục II ngời ta chỉ

có thể bố trí 2 bánh răng trên trục II và 3 bánh răng trên trục III

- Từ việc phân tích ta đã tìm đợc

PATG 2x3x2x2 2x3

3 1

PATT I-II-III-IV I-II

12 xuèng 6 lµ hîp lý nhÊt, hiÖu suÊt cao nhÊt

145 1450 i.

n

n II = dc dt = =

) / ( 7 , 470 54

27 49

49 60

60 41

29 34

56 808 10 9 7

27 49

49 60

60 41

29 34

56 808 10 9 7

27 49

49 60

60 55

21 34

56 808 10 9 7

27 49

49 60

60 55

21 39

51 808 10 9 7

27 88

22 60

60 38

38 34

56 808 10 8 7

27 88

22 60

60 38

38 39

51 808 10 8 7

27 88

22 60

60 41

29 34

56 808 10 8 7

27 88

22 60

60 41

29 39

51 808 10 8 7

27 88

22 60

60 55

21 34

56 808 10 8 7

27 88

22 60

60 55

21 39

51 808 10 8 7

27 88

22 88

22 38

38 34

56 808 10 8 6

27 88

22 88

22 38

38 39

51 808 10 8 6

27 88

22 88

22 41

29 34

56 808 10 8 6

27 88

22 88

22 41

29 39

51 808 10 8 6

27 88

22 88

22 55

21 34

56 808 10 8 6

27 88

22 88

22 55

21 39

51 808 10 8 6

i i i

i

n

n

ph v i

i i

i i i

i

n

n

ph v i

i i

i i i

i

n

n

ph v i

i i

i i i

i

n

n

ph v i

i i

i i

i i

i i

i i

i i

i i

i i

i i

60

38

51 808 11 i.

60 41

29 34

56 808 11 i.

60 41

29 39

51 808 11 i.

60 55

21 34

56 808 11 i.

60 55

21 39

51 808 11 i.

27 49

49 60

60 38

38 39

51 808 10 i.

9 i.

7 i.

Ta đã tính đợc nmin = 12,5 (v/ph).

→Số nhóm truyền tối thiểu

- Nh vậy số nhóm truyền tối thiểu của máy về mặt lý thuyết ta tính đợc sẽ bằng 4 và

nh phần trớc đã phân tích ta sẽ dùng phơng án không gian tơng ứng là 2x3x2x2

Nh-ng thực tế ở máy T620 thì số nhóm truyền lại là 6 với PAKG là 1x2x3x2x2x1 Nh vậy ta đã thêm 2 nhóm truyền :

- Nhóm truyền đầu với tỷ số truyền là 1 nhằm mục đích:

+ Tách rời động cơ ra khỏi hộp tốc độ (hộp tốc độ chỉ nối với động cơ điện qua đai thang) Việc tách động cơ rời khỏi hộp tốc độ này để tạo điều kiện thuận lợi cho việc chế tạo và lắp ráp hộp tốc độ vào động cơ đợc dễ dàng

+ Truyền chuyển động giữa trục động cơ và trục tốc độ sẽ êm, tránh rung động của

động cơ nên máy bằng cách lắp động cơ sát mặt đất

- Nhóm truyền cuối cùng với tỷ số truyền bằng 1 nhằm mục đích tạo ra 2 đờng truyền Một đờng truyền tốc độ thấp, Một đờng truyền tốc độ cao và từ đó có thể cắt

đợc cả ren khuyếch đại

 Vì chuỗi số vòng quay trên trục chính phân bổ theo qui luật cấp số nhân có công bội là ϕ :

- Theo tiêu chuẩn ϕ trong máy T620 chỉ có thể là ϕ = 1,26 tơng ứng với tổn thất năng suất ∆v = 20%

- Do có sai số tỷ số truyền giữa các cấp tốc độ nên các giá trị tốc độ trên trục chính

có sai số vòng quay so với chuỗi số vòng quay phân bổ theo cấp số nhân, lý thuyết

có công bội ϕ =1,26, nmin = 12,5 (v/ph) Để vẽ đồ thị vòng quay ta phải xác định độ xuyên của các tia theo công thức : i = ϕx; ϕ = 1,26

X : Số khoảng lgϕ, i trếch sang (trái hoặc phải) theo dấu

 Nhóm truyền I: Từ trục II-III có hai tỷ số truyền

Lợng mỡ giữa hai tia [X]1=X2-X1=2,16-1,16=1

 Nhóm truyền II: Từ trục III-IV có 3 tỷ số truyền

16 2 26 , 1 lg

34 lg 56 lg 34

56

16 , 1 26 , 1 lg

39 lg 51 lg 39

X i

lg

5 , 12 lg 1450 lg 4

Lîng mì gi÷a hai tia [X]II=X4-X3=-1,5- (-4,17)=2,67

 Nhãm truyÒn III: Tõ trôc IV-V cã hai tû sè truyÒn

Lîng mì gi÷a hai tia [X]III =X7-X6 = 6

 Nhãm truyÒn IV: Cã hai tû sè truyÒn tõ trôc V-VI

Lîng mì gi÷a hai tia [X]IV = X9-X8=6

38

5 , 1 26

, 1 lg

41 lg 29 lg 41

29

17 , 4 26

, 1 lg

55 lg 21 lg 55

X i

X i

60

6 26

, 1 lg

88 lg 22 lg 88

X i

49

6 88

X i

40 lg 60 lg 40

60

3 26

, 1 lg

54 lg 27 lg 54

X i

x

x

ϕ

ϕ

 Nhận xét :

Từ đồ thị vòng quay ta thấy tỷ số truyền từ trục động cơ đến trục II giảm rồi lại tăng

từ trục II đến trục III về mặt lý thuyết là không hợp lý (tức là tỷ số truyền phải đợc giảm đều trên mỗi trục) Nhng việc này có thể đợc giải thích nh sau : Nh phần đầu

đã phân tích việc lắp ly hợp ma sát ở trục II nhằm giảm momen xoắn mà ly hợp ma sát phải chịu do tốc độ trên trục II là lớn nhất Nhng không phải tốc độ lớn tuỳ ý mà tốc độ hợp lý để ly hợp ma sát làm việc hợp lý nhất ở tốc độ cỡ 800 v/ph, so với tốc

độ của động cơ là 1450 (v/ph) thì thấp hơn nên tỷ số truyền từ trục của động cơ đến trục II phải giảm tốc qua tỷ số truyền 145/260 của đai

Còn việc tỷ số truyền lại tăng từ trục II đến trục II là do vấn đề kết cấu ở trên trục II ngời ta đã dùng mayơ của bánh răng để lawsp lý hợp ma sát thành 1 khối Vì vậy đ-ờng kính của bánh răng và của đĩa ma sát phải có độ lớn tỷ lệ với số răng Z = 50,

12 2

V 2[6]

VI

2[6]

IV

24 23 22 21

3[2]

III 2[1]

II

modun m =2,5 Đờng kính sẽ là D = Z.m = 125 (mm) khá lớn Nếu ta tiếp tục giảm tốc, ví dụ i = 1/2 thì đờng kính bánh răng trên trục III sẽ là d3 = d/i = 125.2 = 250 (mm) quá lơn Điều này sẽ gây cho khoảng cách giữa trục II, III quá lớn -> kích th-

ớc hộp tốc độ quá lớn Vì vậy bắt buộc tỷ số truyền từ trục II đến trục III bắt buộc phải giảm tốc để bánh răng trên trục III nhỏ gọn -> hộp tốc độ sẽ nhỏ gọn

2 Hộp chạy dao.

a) Xích chạy dao để cắt ren và tiện trơn.

Xích cắt ren cắt đợc các loại ren QT, ren Anh, ren Modun, ren Pit, Khuyếch đại, Chính xác và ren mặt đầu

Để cắt đợc 4 loại ren nên xích chạy dao có 4 khả năng điều chỉnh do 2 cặp bánh rănh 64/97; 42/50 cơ cấu Nortông giữa trục X0 - XI - XII có 2 đờng truyền Đờng truyền 1 có cơ cấu Nortong chủ động CHuyển động từ trục X qua ly hợp M2 tới trục

XII quay khối bánh răng hình tháp xuống trục XI qua ly hợp M3 tới trục XIII - XIV -

qua ly hợp M2, qua bánh răng 28/35 tới trục X1 qua 28/25, 28/36 đến khối bánh răng hình tháp

- Trong mối quan hệ ren để cắt đợc nhiều nhất các bớc ren tiêu chuẩn mà số bánh răng trong xích cắt ren lại ít nhất thì ngời ta đã xắp xếp bớc ren trong mỗi loại ren theo hàng và cột

- Để cắt hết các bớc ren trên 1 cột ngời ta dùng khối bánh răng hình tháp, sẽ cắt đợc

7 bớc ren gọi là 7 bớc ren cơ sở Để cắt đợc các bớc ren trên 1 hàng ngời ta dùng hai khối bánh răng di trợt hhai bậc truyền giữa trục XIII - XVI - XV có 4 tỷ số truyền khác nhau gọi là 4 tỷ số truyền gấp bội

- Nh vậy trong mỗi loại ren ta có thể cắt đợc 7x4 = 28 bớc ren khác nhau

Ta thấy rằng ở hộp dao tâm trục nhóm gấp bội trùng với tâm các trục nhóm cơ sở ngời thiết kế đã cố tình trùng nh vậy để nâng cao tính công nghệ (dễ gia công) hộp chạy dao

* Phơng án thứ tự, không gian của nhóm gấp bội :

PAKG 2x2

Ta thấy rằng phơng án này sẽ chia đều số bớc răng trên các trục chính tập trung quá nhiều bớc răng là 1 trục gây cho trục yếu cơ cấu sẽ kém cứng vững nh phơng án 4x1 đồng thời số bớc răng sẽ ít nhất

- Phơng án thứ tự

Nhóm truyền I từ trục XIII đến XIV có 2 tỷ số truyền :

32 , 0 2

lg

35 lg 28 lg 2 X 2

lg

45 Lg 18 lg 1 X

Lới kết cấu: đồ thị vòng quay :

(thờng lấy là 12) lên 2, 8, 16 lần Do đó đờng truyền sẽ không đi nh bình thờng

mà đi vòng từ trục VII - VI - V - IV - VIII và thực hiện tiếp xích cắt ren tiêu chuẩn

nhất Vì vậy đờng truyền đi từ trục VII - VIII - IX - đến bộ bánh răng thay thế

→ Li hợp M2 ra trục vít me (không qua cơ cấu noóctông và igb) Muốn cắt ren có

độ chính xác khác nhau thì ta thay đổi tỉ số truyền trên các trục IX, X

tiện ngang vào tâm chi tiết Xích không nối qua trục vít me mà nối từ trục XV qua cặp BR 28/56 (không qua li hợp siêu việt ) xuống trục trơn đi theo đờng tiện trơn trong hộp xe dao tới trục vít me ngang tx=5mm

trục vít me mà qua li hợp siêu việt xuống trục trơn XVI đến bánh răng

37

30

26 37

đến trục vít có k = 6, z = 28 làm trục vít quay tròn Truyền động bắt đầu chia làm

32 , 0 2

lg

28 lg 35 lg 4 X 2

lg

48 Lg 15 lg 3 X

2 ngả, nửa bên trái trục vít dùng để chạy dao dọc còn nửa bên phải để chạy dao ngang.

+ Chạy dao dọc: Thực hiện nhờ sự truyền chuyển động từ trục vít - bánh vít (28) qua cặp bánh răng

60

14

tới bộ truyền bánh răng - thanh răng nh trờng hợp tiến dọc

+ Chạy dao ngang: Đờng truyền giống nh chạy dao dọc truyền theo nửa bên phải hộp xe dao tới vít me ngang tx = 5 mm

+ Chạy dao nhanh: để giảm thời gian chết dẫn đến cần chạy dao tiến nhanh vào chi tiết gia công, muốn vậy ngời ta lắp động cơ có chỉ số: N = 1 kW, n = 1410 v/p

Động cơ này truyền chuyển động qua bộ truyền đai tới trục XVI làm dao tiến vào chi tiết gia công

c Một số cơ cấu đặc biệt:

* Cơ cấu li hợp siêu việt: dùng trong trờng hợp máy cầu chuyển động chạy nhanh,

để tránh chuyển động do hai động cơ truyền đến trục trơn ngợc chiều nhau có thể làm gãy trục

* Cơ cấu đai ốc mở đôi: Vít me truyền động cho hai má đai ốc mở đôi tới hộp xe dao Khi quay tay quay làm đĩa quay, hai chốt gắn cứng với hai má sẽ trợt Theo rãnh đến ăn khớp với vít me

*Cơ cấu an toàn trong hộp xe dao: dùng để bảo đảm khi làm việc quá tải Cơ cấu này đặt trong xích chạy dao tiện trơn, nó tự động ngắt xích truyền động khi quá tải

Chơng II: Thiết kế máy mới

Phần A: Thiết kế hộp tốc độ

I.Thiết lập chuỗi số vòng quay

Máy tiện ren vít vạn năng T620; z = 23; nmin = 12,5 v/p, nmax = 2000 v/p

1.Chuỗi số vòng quay tuân theo quy luật cấp nhân:

= 23 1

5 , 12

truyền ở trục cuối cùng phân theo quy luật cấp nhân thì tỷ số truyền trong từng nhóm truyền cũng phân theo quy luật cấp nhân Hay chọn cấp nhân thì ( ∆ Vmax = hằng) ∆ηmax cố định trong một khoảng tốc độ khác nhau → dễ định mức lao động.+ Còn hệ thống truyền động vô cấp thì bộ truyền bị trợt và cấp số cộng thì tổn thất năng suất ở các khoảng khác nhau là khác nhau.

= 3 x 2 x 2 x 2 = 2 x 3 x 2 x 2 = 2 x 2 x 3 x 2 = 2 x 2 x 2 x 3+ Dựa vào số nhóm truyền tối thiểu m = 4 ta loại trừ các phơng án không gian và lấy phơng án không gian thực là:

 x 2 x 3 x 2 x 2 x  →(để tổ chức 2 đờng truyền n thấp , n cao )

f: khoảng khe hở giữa hai bánh răng

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

+ Số bánh răng chịu mô men xoắn lớn nhất Mx trên trục chính là ít

Do đó: để đảm bảo tỷ số truyền giảm từ từ, đồng đều, u tiên việc bố trí kết cấu ta

13 2 x 3 x 2 x 2I II III IV

[1][2][6] [12]

19 2 x 3 x 2 x 2IV I II III

[12][1] [3] [6]

14

2 x 3 x 2 x 2III II I IV

[4][8][1] [2]

20

2 x 3 x 2 x 2

IV II I III

[12][2] [1] [6]

15 2 x 3 x 2 x 2III IV I II 21 2 x 3 x 2 x 2IV III I II

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

16 2 x 3 x 2 x 2III I IV II

[6][1][12] [3]

22 2 x 3 x 2 x 2IV I III II

[12][1] [6] [3]

17

2 x 3 x 2 x 2III II IV I

[6][2][12] [1]

23

2 x 3 x 2 x 2

IV II III I

[12][2] [6] [1]

18 2 x 3 x 2 x 2III IV II I

[4][8][2] [1]

24 2 x 3 x 2 x 2IV III II I

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

Đo đó để chọn đợc phơng án đạt yêu cầu ta phải tăng thêm trục trung gian hay tách

ra làm 2 đờng truyền (nếu tăng trục, trung gian thì hộp tốc độ lớn lên trong thực tế ngời ta tách làm 2 đờng truyền tốc độ thấp và tốc độ cao)

+ Nh vậy PATT: I II III IV có ϕx max = 1,2612 là nhỏ hơn cả Vì thực tế sử dụng phơng án trên cho lới kết cấu hình dẻ quạt → cho kết cáu máy nhỏ gọn nhất (nó đợc biểu hiện trên lới kết cấu → vì chênh lệch tỷ số truyền ít.

V 2[6]

VI

2[6]

IV

24 23 22 21

3[2]

III 2[1]

II

i ≤ 2 : Để hạn chế tăng tốc, i không lớn hơn 2 vì để giảm tiếng ồn (nếu tăng tốc thì số răng vào khớp trong 1 phút sẽ tăng lên tức là tăng ồn Một lần vào khớp là một lần va đập → vào nhiều thì cộng hởng tần số cao).

Con số

4

1

và 2 chỉ là những con số kinh nghiệm

+ Để trục và bánh răng đầu vào của hộp chịu Mx mô men xoắn, kích thớc nhỏ gọn Thờng đặt no với các trị số no lớn Vì vậy sẽ gần với nđcơ Hơn nữa n0 tới nmin của trục chính bao giờ cũng giảm nhiều hơn tăng

VI Tính toán số bánh răng của các nhóm truyền trong hộp tôc độ

Từ đồ thị vòng quay có dãy tỷ số truyền:

i1 = ϕ1 = 1,261 =

4 5

i2 = ϕ2 = 1,261 =

7 11

i11 = ϕ2 = 1,59

160

125 25

20 12,5

16 31,540 506380100 2002503154005006308001000125016002000

1450 800

22/54 50/4055/35

38/38

30/46 45/45

22/88 45/45 22/88

27/54

66/42

+ Theo c«ng thøc: zx =

x x

x

g f

VËy: Béi sè chung nhá nhÊt: K = 18

+ Emin n»m ë tia i2 v× tia i2 t¨ng nhiÒu h¬n i1⇒ Emin chñ n»m ë tia i2

Emin = z (g f.K g )

2

2 2

LÊy zmin = 17

⇒ Emin = 17.(711.18+7) = 2,43 > 1

Chän Emin = 5 ta cã: Σz = E K = 5 18 = 90 r¨ng

→ z1 =

1 1

1

g f

f

5 + 90 = 50 r¨ng

VËy z’1 = z - z1 = 90 - 50 = 40 r¨ng

→ z2 =

2 2

2

g f

+ Emin nằm ở tia i3 vì i3 giảm nhiều hơn i4→ Emin chủ nằm ở tia i3

Emin = z (g f.K g )

3

3 3

=

76 22

) 54 22 (

= 0,77 < 1Chọn Emin = 1 ⇒ z = E K = 1 76 = 76

→ z3 =

3 3

3

g f

z’5 = z - z5 = 76 - 38 = 38 răng

+ Kiểm tra tỷ số truyền:

i3 =

' 3

Để dung hoà ta dùng 2 môđun vì lớn hơn một ít hay nhỏ hơn một ít vẫn sử dụng đợc

+ Do kết cấu của hộp tốc độ nên ta chọn môđun khác nhau Ta dùng 2 loại môđun

i7 =

7 ,

4 1

⇒ tổng số Σz8 phải là bội số chung của 5 do đó ta chọn K = 10

+ Kiểm tra tỷ số truyền: i8 = i8 =

+ KiÓm tra tû sè truyÒn: i10 =

6 Kiểm nghiệm sai số vòng quay trục chính

nđai: hiệu suất bộ truyền đai: nđai = 0,985 (tra sách Chi tiết máy)

chọn iđai =

260 145

Mà số vòng quay lý thuyết trên trục II là 800 v/p

+Vậy sai số vòng quay đợc tính: ∆n =

tc

t tc

n

n

n −

ntc: số vòng quay tiêu chuẩn

nt: số vòng quay tính toán theo phơng trình xích động

0

-2,6

tính lại các tỷ số truyền

Phần B: Thiết kế hộp chạy dao

1 Yêu cầu kỹ thuật và đặc tính của hộp chạy dao

- Số cấp chạy dao phải đủ

- Quy luật phân bố lợng chạy dao theo cấp số cộng

- Phạm vi điều chỉnh của lợng chạy dao Smax - Smin

- Tính chất của lợng chạy dao liên tục

- Độ chính xác của lợng chạy dao yêu cầu chính xác cao

- Độ cứng vững của xích động nối liền trục chính và trục kéo

+ Đặc điểm là: Công suất truyền bớc, tốc độ làm việc chậm và phạm vi điều chỉnh tỉ

2 Sắp xếp bớc ren đợc cắt tạo thành nhóm cơ sở và nhóm gấp bội

+ Theo tiêu chuẩn cần cắt 4 loại ren về mặt định tính khác nhau về bớc Trong tiêu chuẩn quốc tế quy chuẩn có ren quốc tế và ren môđun còn hệ Anh quy chuẩn có ren Anh và ren pít Cần cắt 4 loại ren nên có 4 khả năng điều chỉnh:

- Khả năng thứ 1 là: 2 tỷ số truyền của itt

- Khả năng thứ 2 là: cơ cấu noóctông chủ động và bị động

+ Cơ cấu noóctông chủ động cắt ren quốc tế và môđun còn cơ cấu noóctông

bị động cắt ren Anh và pit