đồ án kỹ thuật cơ khí Thiết kế máy Phay Lăn Răng bán tự động

CÁC MÁY GIA CÔNG RĂNG Máy gia công bánh răng hiện đại có thể được phân loại theo các nguyêntắc sau : - Phân loại theo công dụng : máy gia công bánh răng trụ có răng thẳng vàrăng xoắn, m

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

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 trường Nhận rõ được nhiệm vụ quan trọng đó Đảng và Nhà nước

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 nước trước hết được 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 lượng dư nào đó từ phôi để biến thành các chi tiết máy theo ý muốn Ngày nay công nghệ sản xuất phôi đã đạt được những thành tựu to lớn trong việc tạo ra những phôi có hình dạng gần giống với chi tiết và lượng dư 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 được.

Nhiệm vụ đặt ra cho những nhà thiết kế máy Việt Nam là phải trang bị cho đất nước 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 đưa nền công nghiệp đi lên.

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

em đã hoàn thành chương trình đại học ngành Cơ Khí Chế Tạo Máy Để có được sự tổng hợp các kiến thức đã học trong các môn học của ngành và có được sự khái quát chung về nhiệm vụ của một người thiết kế em được nhận đề tài "THIẾT KẾ MÁY PHAY LĂN RĂNG BÁN TỰ ĐỘNG " Được 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 nhưng 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

I TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG

Truyền động bánh răng được sử dụng

trong nhiều

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 ngược lại

Truyền động bánh răng được sử dụng rộng

rãi bởi vì

chúng có những ưu điểm nh khả năng truyền

lực lớn,

đảm bảo tỷ số truyền ổn định, hệ số có Ých

lớn và truyền động êm

Truyền động bánh răng là những cơ

cấu quan trọng trong ô tô, máy kéo, động cơ

đốt trong, máy công

cụ, máy nông nghiệp, cần cẩu và nhiều thiết bị khác

Phạm vi tốc độ và truyền lực của truyền

động bánh

răng là rất lớn Cùng với sự phát triển của

nghành chế tạo máy và với yêu cầu sửa

chữa, thay thế các loại chi tiết này ngày càng

được chế tạo nhiều hơn Ở trong

nước còng nh nhiều nước trên thế giới người

ta xây dựng những nhà máy, phân xưởng

chuyên chế tạo

bánh răng, 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 được 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 :

truyền động bánh răng côn ( hình d)

-TruyÒn động giữa 2 trục chéo nhau :

truyền động bánh răng côn xoắn

( hình e,g)

2 Theo sự phân bố giữa các răng trên bánh răng

- 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 phương của răng so với đường sinh

Ta có bánh răng với răng thẳng,

răng nghiêng, răng cong, răng chữ V,

răng xoắn

- Bánh răng trụ có hai loại là bánh

răng trụ răng thẳng và bánh răng trụ răng

nghiêng

+Bánh răng trụ răng thẳng được

dùng 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 ưu,

nhược 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 nghiêng

chuyền 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

nghiêng cao hơn

- Bánh răng côn gồm hai loại là bánh răng côn thẳng và bánh răng cônxoắn Bánh răng côn dùng để truyền chuyển động giữa các truc chéo nhau + Bánh răng côn răng thẳng và bánh răng côn

răng nghiêng được dùng trong những bộ truyền

chịu tải trung bình , bánh răng côn răng nghiêng

có khả năng tải cao hơn

Tuy nhiên nó vẫn được sử dụng Ýt 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 thường sử dụng gócnghiêng 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

4 Theo biên dạng răng

- Truyền động bánh răng thân khai

( biên dạng của răng là đường thân khai của

đường tròn) Đây là loại bánh răng được sử dông

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

cao, dễ chế tạo với độ chính xác cao

- Truyền động bánh răng xycloit ( biên dạng

răng là đường 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 tèt

+ 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 phương pháp gia công khácnhau Bánh răng bằng vật liệu kin loại thường được gia công bằng phươngpháp bào, phay, chuốt Ngoài ra có thể gia công bằng phương pháp Ðp, đúc,cán nguội hoặc cán nóng Hiện nay trong các nhà máy cơ khí đều dung máychuyên dùng để gia công bánh răng Phương pháp gia công cho chất lượngcủa bề mặt răng cao là phương pháp cán răng

Về nguyên lý hình thanh bề mặt răng, có hai phương pháp cơ bản để giacông bánh răng :

1.Phương pháp chép hình ( còn gọi là phương pháp định hình)

Phương pháp chép hình là phương

pháp tạo hình dáng bề mặt bằng cách

chép lại hình dáng răng của dao cắt,

hoặc của bề mặt mẫu

Ví dụ nh khi phay bằng dao phay

đĩa môđun, bằng dao phay ngón

môđun, hoặc bào theo mẫu

Ưu điểm của phương pháp chép

hình là không cần máy chuyên dùng,

dao phay môđun

dễ chế tạo

Nhược điểm của phương pháp

chép hình là :

- 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 Ýt nhất từ815 dao phay

môđun khác nhau

- Khi dùng dao phay đĩa tiêu chuẩn để cắt bánh răng xoắn thì hình dáng củarăng bị sai lệch

2.Phương pháp bao hình.

Phương pháp bao hình là phương

pháptạo nên hình dáng bề mặt của răng bằng

cách lặp lại chuyển động tương đối của hai

chi tiết ăn khớp nhau như chuyển động của

hai bánh răng, của thanh răng-bánh răng,

chuyển động trục vít – bánh vít Nếu mét chi

tiêt có những lưỡi cắt trong quá trình chuyển động tương đối, nó sẽ tạo nênhình dáng của răng ở chi tiết kia.

Nói cách khác là lưỡi dao khi chuyển

động ăn khớp sẽ vẽ trong không gian hình

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

dáng của răng là những vị trí bao hình kế tiếp

nhau của lưỡi dao

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

- Năng suất cao hơn, độ chính xác cao hơn

- Mức độ tự động cao hơn

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

III CÁC MÁY GIA CÔNG RĂNG

Máy gia công bánh răng hiện đại có thể được phân loại theo các nguyêntắc sau :

- Phân loại theo công dụng : máy gia công bánh răng trụ có răng thẳng vàrăng xoắn, máy gia công bánh rưng côn có răng thẳng và răng xoắn, máy giacông bánh vít, thanh răng

- Phân loại theo dạng gia công: máy

phay răng, máy lăn răng, máy xọc

răng, máy bào răng, máy chuốt răng

Tương ứng với hai phương pháp

gia công bánh răng, máy gia công

bánh răng cũng có hai loại chính: máy

gia công răng chép hình và máy gia

công răng bao hình

1.Máy gia công răng 5K32

Máy 5K32 là máy lăn răng dùng để gia công bánh răng trụ răng thẳng,răng nghiêng ( ăn khớp ngoài), bánh vít, các chi tiết họ đĩa xích, trục then hoa.Máy có độ chính xác thông thường, gia công bánh răng có độ chính xác cấp78 Độ vạn năng và cứng vững của máy khá cao, đảm bảo chu kỳ làm việc

tự động với phương pháp chạy dao hướng kính, phay thuận và phay nghịch Tính năng kỹ thuật chủ yếu

- Số răng nhỏ nhất của bánh răng gia công được : 12 răng

- Góc xoắn của bánh răng xoắn : 60

- Kích thước lớn nhất của dao phay :

Tới năm 1981 nhà sản xuất

STANKO cải tiến 5K32 được máy 5K324A với một số thông số kỹ thuật nh :

- Đường kính lớn nhất của bánh răng gia công được : 500 mm

- Môđun lớn nhất : 8

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

- Năng lượng của động cơ chính : 7 KW

- Cân nặng : 7 tấn

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

Với khoa học công nghệ ngày càng phát triển, việc chế tạo bánh răngngày càng được nâng cao hơn Từ một sản phẩm tinh túy của Nga rất nhiềunhà sản xuất của các nước trên thế giới đã cải tiến cho ra đời nhiều loại máytương tự như 5A342 ( nhà sản xuất kolomma), 5K32A Và hiện nay với sự

ra đời của máy số NC, CNC thì chất lượng của bánh răng ngày càng đượcnâng cao, đồng thời 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 phương 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

là 5140

Ngoài ra còn rất nhiều các máy gia công răng khác nh : máy bào răng,máy cà răng, máy mài răng

PHẦN IITỔNG HỢP CẤU TRÚC

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 được thực hiện bằng cách lăn bao hình giữa dao phaytrục vít và phôi, gia công bằng phương pháp phay thuận hay phay nghịch vớichạy dao thông thường hay chạy dao đường chéo

Gia công bánh răng trên máy phay lăn răng có ưu điểm nổi bật là tính nạnăng cao, thể hiện ở chỗ nếu cùng môđun thì mét dao phay lăn có thể giacông được 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 phương pháp chép hình trêncác máy phay vạn năng như 6H82

Nhược điểm cơ bản của phương pháp này là chi phí chế tạo dao cao hơn,

do cấu 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 Đường kính lớnnhất của chi tiết gia công : Dmax=800mm

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

II.CÁC PHƯƠNG 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 phẩmtương ứng

Vật liệu của dao thường là thép gió liền khối hoặc dao ghép mảnh Daoghép mảnh có đường kính lớn hơn dao liền khối, chế độ nhiệt luyện cao dovậy độ cứng và độ bền của dao cao hơn dao liền khối

Đường sinhs tạo hình bằng phương pháp bao hình

Đường chuẩn c tạo hình bằng phương pháp vết ( quỹ tích)

1 Gia công bánh răng trụ răng thẳng ăn khớp ngoài

Z, , m n, 

K , m n, 

Q1

Q2 T3Q4

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

máy cần phải có các chuyển động tương đối giữa dao và phôi như sau :

- Chuyển động tạo hình đường sinh s (đườngthân khai) : Chuyển động quaycủa dao Q1

và phôi Q2

- Chuyển động tạo hình đường chuẩn c

( đướng thẳng ): Chuyển động tịnh tiến

của dao T3

: Góc nâng của dao phay lăn trục vít

: Góc gá dao. : Góc gá dao Dao được gá nghiêng

một góc để lưỡi cắt của dao trùng với

đường răng của bánh răng gia công

=  : Góc gá dao.=  = ( Dấu + dao xoắn phải

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

2 Gia công bánh răng trụ răng nghiêng

Khi gia công bánh răng nghiêng các chuyển

động cắt và tạo hình giống như gia công

bánh răng trụ răng thẳng nhưng phải

thêm xích chuyển động tạo ra góc

nghiêng

của răng

Để tạo ra đường nghiêng của răng ngoài

chuyển động tịnh tiến cắt gọt hết chiều dài

răng (T3) thì phôi phải quay thêm một lượng

Q4 sao cho dao tịnh tiến một đoạn bằng bước

xoắn của răng bánh răng thì phôi quay được

Z, , m n

K , m n, 

Q1

Q2 T3

Z , m , K , m ,

Q1

T3

một vòng Chuyển động này gọi là chuyển động vi sai

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

Q1 của dao và Q2 của phôi

- Chuyển động tạo hình đường chuẩn c ( đường 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  củabánh răng gia công

 =    dấu + khi dao và phôi ngược hướng xoắn

dấu – khi dao và phôi cùng hướng xoắn

3.Gia công bánh vít

Để gia công bánh vít nhắc lại sự ăn khớp giữa cặp trục vít và bánh vít Có

2 phương pháp cắt gọt :

- Chạy dao tiếp tuyến

a Gia công bánh vít theo phương pháp chạy dao hướng kính

Thông số của dao cắt bánh vít đúng bằng

sau khi gia công

- Chuyển động tạo hình đường sinh s

(đường thân khai) : chuyển động quay Q1

của dao và chuyển động quay Q2 của phôi

- Chuyển động tạo hình đường chuẩn c Sơ đồ cắt bằng chạy dao hướngkính

Q2 Q4

( đường cong ghềnh ): Do chuyển đông

Q1 và kết cấu dao tạo nên

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

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

Khoảng cách A giữa dao và bánh vít gia công

đúng bằng khoảng cách trục vít bánh vít ăn khớp

sau này Dao có đoạn đầu mài côn với mục đích

dễ vào cắt và dao chạy tiếp tuyến với vòng chia

của bánh vít

- Chuyển động taoh hình đường sinh

S ( đường

thân khai ) : do chuyển động Q1 và Q2 tạo nên

- Đường chuẩn do kêt cấu dao tạo nên do vậy

Không có chuyển động tạo hình đường 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 phương pháp tạo hình trên ta thấy máy phay lănrăng 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 đường sinh Q1,Q2

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

có thêm chuyển động tạo thành đường xoắn ốc đó là chuyển độngphụ thêm Q4 phù hợp với chuyển động tịnh tiến T3 của bàn máy Lúc

này bàn 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 đường chuẩn



t vm, k vm Z, , m n, 

5 6

5

6

i x

c phương án 3

d Phương án 4

* Theo phương án 1,2

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

Gọi T là bước xoắn của đường xoắn vít

Khâu đầu -> Khâu cuối



i x

t vm, k vm Z, , m n, 

13 14 15

Vậy ta có công thức điều chỉnh :

Z m

C Z m

Sin i

i i i

k t T

i i i i

k t i

i i i

T

k t

i

n

y n

vm vm vm

vm vm

vm

y

.

sin

.

.

1

.

.

.

.

.

9 , 8 13 , 12 11 , 10 9

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

+ i : Tỷ số truyền của cơ cấu cộng

+ mn : Môđun pháp của bánh răng gia công

+ Z : Số răng của bánh răng gia công

+  : Góc nghiêng của bánh răng gia công

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

Như vậy trong 4 phương án trên ta thấy phương án 1 và 2 việc điều

chỉnh xích vi sai phụ thuộc vào số răng của bánh răng gia công điều này gây

do vậy không những khắc phục được nhược điểm trên mà khi cắt với số răngkhác nhau ta chỉ cần điều chỉnh chạc ix sẽ rút ngắn được thời gian điều chỉnhmáy đản bảo cặp bánh răng làm việc tốt vì chúng có cùng góc nghiêng

Phương án 3, có nhược điểm là khi cắt bánh răng nghiêng lượng chạydao thẳng đứng phụ thuộc vào tốc độ quay của dao Do đó năng xuất khôngcao vì không thể tăng tốc độ quay của dao lên liên tục được

Để khắc phục nhược điểm này ta sử dụng sơ đồ cấu trúc máy theophương án 4 có thêm khâu điều chỉnh lượng 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 hướng kính để cắt hết chiều sâu cắtkhi cất bằng phương pháp chạy dao hướng kính

+ St Chuyển động chạy dao dọc trục khi cắt bánh vít bằngphương pháp chạy dao tiếp tuyến

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

Khi cắt bánh vít băng phương pháp chạy dao tiếp tuyến thì chuyểnđộng quay của dao và quay của phôi là chuyển động nhắc lại sự ăn khớp của

cặp trục vít bánh vít Chuyển động chạy dao của vít me mang bàn dao St nhắclại sự ăn khớp của bánh răng thanh răng do đó phôi phải quay thêm một lượng

là Q4 do xích vi sai đảm nhiệm

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

án 4 làm sơ đồ cấu trúc động hoc toàn máy

Sd

St

16 17 18

1 89 67 45

Gäi Sd (mm/vòng phôi) là lượng chạy dao dọc

Khâu đầu -> khâu cuối

s S C S

k t i i

.

1

12 , 11 910





b Xích chạy dao hướng kính gia công bánh vít theo phương pháp chạy daohướng kính

Gäi Sk (mm/vòng phôi) là lượng chạy dao hướng kính

Khâu đầu -> khâu cuối

s S C S

k t i i

.

1

12 , 11 910





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

Gọi St là lượng chạy dao tiếp tuyến của máy

Hoàn toàn tương tự trên ta có công thức điều chỉnh xích chạy dao tiếptuyến

i s C s.S t

4 Xích vi sai

a Khi gia công bánh răng trụ răng nghiêng

Gọi T là bước xoắn của đường xoắn vít

Khâu đầu -> khâu cuối

T

x y

vm vm

b Khi gia công bánh vít bằng chạy dao tiếp tuyến

Gọi T là bước xoắn của đường xoắn vít

Khâu đầu -> khâu cuối

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 trưng nhất ( cụ

thÓ là sơ đồ gia công bánh răng trụ răng thẳng ), phân tích các chuyển độngcần thiết, thiết lập sơ bộ cấu trúc động học máy Sau đó bổ sung các chuyểnđộng cần thiết khác của các sơ đồ gia công khác mà thỏa mãn yêu cầu côngnghệ đặt ra cho máy Dựa trên cơ sở tốt nhất về mặt động học cho máy ta đãlựa chọn được cấu trúc động học cho toàn máy thỏa mãn các yêu cầu côngnghệ : gia công được bánh răng trụ răng thẳng, răng nghiêng và bánh vít Từ

đó ta xác định được công thức điều chỉnh của các xích động học

PHẦN III

XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG

KỸ THUẬT CƠ BẢN

CỦA MÁY

Máy cắt kim loại cũng như các loại máy công cụ khác, để thực hiệnnhững chức năng nhất định nào đó máy cần phải có những đặc trưng nhấtđịnh Đặc trưng kỹ thuật cư bản của máy xác định khả năng sản xuất của nó.Đặc trưng kỹ thuật của máy bao gồm : đặc trưng công nghệ, đặc trưng về kíchthước, đặc trưng động học và đặc trưng động lực học

Đặc trưng công nghệ giúp ta xác định các loại bề mặt có thể gia côngtrên máy, các nguyên công thực hiện được trên máy, loại phôi đưa vào giacông, công nghệ điển hình và loại hình sản xuất

Đặc trưng kích thước nói lên kích thước cơ bản của máy nhằm xác địnhkích thước lớn nhất, nhỏ nhất gia công được 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 trưng động lực học xác định công suất tính toán của động cơ và trên

cơ sở đó xác định và lùa chọn động cơ thích hợp

I ĐẶC TRƯNG CÔNG NGHỆ

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 đường 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 trường hợp gia công đơn chiếc đểgiảm chi phí và thời gian gia công người ta sử dụng dao bay thay thế cho daophay lăn trục vít tiêu chuẩn

II ĐẶC TRƯNG VỀ KÍCH THƯỚC

Đường kính lớn nhất của bánh răng gia công được : Dmax= 800 mm

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

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

Môđun bé nhất được tính theo công thức : min ax

m m

m m

Trong thực tế số vòng quay nhỏ nhất Ýt được sủ dụng Nếu dao phay

trục vít làm bằng thép gió Coban thì có thể tăng tốc độ cắt lên 1 đến 2 lấn

Vậy :

n

min

= (12 ) 25,5 = 25,5  51 v/ph

R  

Chọn công bội :

Để tổn thất tương đối về tốc độ là không đổi tức là lợi về mặt kinh

tế( năng suất ) khi gia công phôi có đường kính khác nhau ta chọn chuỗi số

vòng quay trục chính la chuỗi số nhân Chọn công bội  tiêu chuẩn Máy thiết

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

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

lg 1 , 26 1 9

25 , 6 lg 1 lg

Lấy theo bảng 1 ( tập bản vẽ kết cấu và hướng dẫn sử dụng máy phay lăn

răng 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 tiếp

tuyến và xích chạy dao hướng kính Với lượng chạy dao S

Theo nguyên lý cắt, khi cắt thô lượng chạy dao từ 2 đến 3 mm/v ( vật liệu

phôi là : gang, thép, đồng) Khi cắt tinh lượng chạy dao từ 0,8 đến 1,5 mm/v

Lượng chạy dao này nhỏ dễ xảy ra hiện tượng trượt đao trên bề nặt gia công

Chiều sâu cắt được xác định theo môđun của bánh răng cần gia công Đối

với các bánh răng có môđun nhỏ hơn 10 thì ta cho một hành trình cắt hết

chiều sâu Đối với bánh răng có môđun lớn hơn 10 ( vật liệu bánh răng là gang )

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 còn lại

Với vật liệu gia công là chất dẻo thì lượng chạy dao có thể chịn lớn hơn

Theo máy chuẩn có lượng chạy dao cho máy thiết kế là :

S R

Để khống chế tổn thất máy không đổi và có được tốc độ và lượng chạy dao

ta chọn chuỗi chạy dao là chuỗi cấp số nhân với 

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

b Xích chạy dao hướng kính

Để gia công bánh vít bằng chạy dao hướng kính, trong máy bố trí xích chạy

dao hướng kính được nối từ xích chay dao dọc Theo máy chuẩn ta chọn lượng

chay dao hướng kính của máy là 1/3 lượng chạy dao dọc Khi đó có lượng chạy

dao hướng 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 phương pháp chạy dao tiếp tuyến và cắt bánh răng

bằng phương pháp chạy dao đường chéo Máy còn bố trí xích chạy dao tiếp

tuyến Lượng chạy dao phụ thuộc vào góc nghiêng của bánh răng và số răng

của bánh vít khi gia công

d Xích chạy dao đường chéo

Để giảm thời gian phụ ở các hành trình chạy không, trên máy bố trí xích

chạy dao nhanh cho chạy dao hướng kính và chạy dao thẳng đứng lượng dịch

chuyển có thể bằng 0,10,6 m/ph Theo máy chuẩn chọn lượng dịch chuyển

nhanh của bàn máy là 0,17 m/ph Dịch chuyển nhanh của bàn trượt dao là

0,55 m/ph Dịch chuyển nhanh của trục gá dao dọc theo trục dao là 0,13 m/ph

IV ĐẶC TRƯNG VỀ ĐỘNG LỰC HỌC MÁY

Đặc trưng về động lực học máy được xác định theo chế độ cắt tính toán cã tải

trọng và công suất lớn nhất Công suất cắt có thể tính theo hai phương pháp :

1 Theo nguyên lý cắt

Công suất cắt được tính theo công thức :

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

Vận tốc cắt : V = 20 m/ph

Modul : m = 10 mm

Đường kính dao : Dd = Ddmax = 200 mm

Số đầu mối dao phay : k = 1

Số răng của bánh răng gia công : Z = 12

2 Theo nguyên lý đàn hồi

Lực cắt được tính theo công thức:

Pz = k(a + 0,4c) b

Trong đó: k: Đặc tính của vật liệu cắt Với thép 40X và 40XH

Chọn : k =1800N/mm a: Chiều sâu cắt

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

Chọn: c = 0,6mm (bảng II - 3 - TKMCKL - Mai Trọng Nhân)

Với phương pháp gia công này thi trị số của a, b luôn biến đổi Do đó

để tính toán ta xác định trị số trung bình của chúng:

b tb = 3,14 m/ 2 = 3,14 10/ 2 = 15,7 mm

a tb =F S / D .n lc l cd (mm)

F: Diện tích tiết diện rãnh răng của toàn bộ bánh răng

F = 3,14.m.z = 3,14.100.12 = 3768 mmS: Lượng chạy dao S =3,5 mm/vg

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

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 đưa ra đầu phần này ,ta đã đưa ra được đặc tính kỹthuật của máy Phần này là cơ sơ cho các phần tính toán động học và động lựhọc cho 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 được 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 được kết cấu của máy

Nhiệm vụ của phần này là lựa chọn phương án truyền dẫn, bố trí cơ cấutruyền dẫn, bố trí kích thước vỏ hộp, xác định được đồ thị vòng quay từ đóxác định được tỉ số truền cho các bộ truyền và tính số răng của các bánh răng,sau cùng 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 thước, 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 thước nhỏgọn, 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

sử dung hộp tốc độ dùng bánh răng thay thế

Hộp tốc độ dùng bánh răng thay thế có những ưu, nhược điểm sau :

+ Kích thước chiều trục nhỏ.

+ Số cặp bánh răng thay thế không hạn chế Nó chỉ bị giới hạn bởi tỷ sốtruyền

+ Phạm vi điều chỉnh của nhóm là Rp= imax/imin= 1620 Nếu phạm vitruyền dẫn không vượt quá Rp thì việc điều chỉnh số vòng quay chỉ còn tiếnhành với một nhóm truyền Nh thế kết cấu truyền dẫn sẽ đơn giản.

+ 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 nhược điểm gây ra do ta sử dụng cặpbánh răng thay thế Nhưng 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 hưởng tới năngsuất của máy

VII VI

IV

II I

2000

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

315 2502001601251008063

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 hướng 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 được tốc độ

vòng quay của trục II là 635 vg/ph Từ đó suy ra: 0 , 45

53 58

38

49 26

49

38 79

7 2

7

53

34 63

8

58

29 5

9

63

24 39

10

66

21 315

Ta có bội số chung nhỏ nhất của Sz : Sz=K=Zj+Zj’=87

Vậy ta tính được số răng của các cặp bánh răng ăn khớp :

66 21

87 21

10 10

S a

Z z

 Z10’=66 răng

63 24

87 24

9 9

87 29

8 8

87 34

7 7

87 38

6 6

87 44

5 5

87 49

4 4

87 53

3 3

87 58

2 2

S a

Z z

 Z2’=29 răng

Tính toán bộ truyền cuối cùng của xích tốc độ để máy làm việc bớt rungđộng nên ở bộ truyền này ta chọn cặp bánh răng nghiêng có góc nghiêng  =18 Môđun dọc trục m=4 mm.

Ta có : i11=14 1768

' 11

11





Z Z

Chọn Z11=17 răng ; Z11’=68 răng

4 Tính toán bộ truyền đai

Bé truyền đai thang thường để truyền chuyển động từ động cơ đến hộp tốc

độ ( trục công tác ) Nó có ưu điểm là truyền chuyển động giữa hai trục xanhau, có khả năng phòng quá tải, kết cấu đơn giản, rẻ tiền Tuy nhiên cónhược điểm là cồng kềnh, có khả năng trượt khi truyền chuyển động

Chọn kiểu đai dẹt có tiết diện E= 138 mm2

D2  1( 1   ).

635

1460 ).

02 , 0 1 (

.

max 3

1460 145 14 , 3

v

5 Kiểm tra sai số vòng quay

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