đồ án tự động hóa Tính toán thiết kế máy tiện ( phay ngang vạn năng hạng trung ) ren vít vạn năng

Đường truyền từ trục đầu tiên của hộp tốc độ trục II đến trục chính trục VI có hai đường truyền quay thuận và đường truyềnquay nghịch , mỗi đường truyền khi đến trục IV lại tách ra là

Bản nhận xét đồ án tốt nghiệp

Họ và tên sinh viên : Lê văn Lâm

Hoàng Tiến Quang

Phạm Thanh An

Nguyễn Hoàng Anh

Lớp : KKTL05 - Khóa 52

Giáo viên hướng dẫn :……… ………

1.Nội dung thiết kế tốt nghiệp ………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

2.Nhận xét cán bộ phản biện ………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Ngày tháng năm 2010 Cán bộ phản biện

( ký , ghi rõ họ và tên )

Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Khoa Cơ Khí

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên : Lê Văn Lâm

Hoàng Tiến Quang Phạm Thanh An

Nguyễn Hoàng Anh Lớp : KKTL05 – K52

Nội dung thuyết minh :

Chương I : Nghiên cứu máy tương tự

I - Chọn máy tham khảo

II - Phân tích bố cục máy

1.Hộp tốc độ

2 Hộp chạy dao

3 Khảo sát các cơ cấu đặc biệt

Cơ cấu Noocton

Đai ốc bổ đôi

Ly hợp siêu việt

Cơ cấu an toàn bàn xe dao

Chương II : Thiết kế động học máy mới

I – Thiết kế động học hộp tố độ

II – Thiết kế động học hộp chạy dao

Chương III : Tính toán thiết kế hệ thống điều khiển

I – Tính toán thiết kế điều khiển hộp tốc độ

II – Tính toán thiết kế hộp chạy dao

Chương IV : Tính toán thiết kế động lực học máy

I – Xác định công suất động cơ

- Mặt cắt hời thống điều khiển hộp tốc độ

- Khai triển hộp chạy dao

- Mặt cắt khai triển hộp chạy dao

- Sơ đồ kết cấu động học hộp tốc độ và hộp chạy dao

- Sơ đồ động toàn máy

- Cơ cấu kẹp dao 4 vị trí

Chương I : Nghiên cứu máy tương tự

I – Chọn máy tham khảo

1- Bảng năng tính kỹ thuật một số máy

a Năng tính kỹ thuật máy tiện 1K62

- Đường kính lớn nhất phôi gia công : ứ 400mm trên băng máy , ứ 200mm trên bàn dao

- Khoảng cách giữa hai mũi tâm , cú 4 cỡ : 710 ; 1000 ; 1400 và 2000 mm

- Lượng chạy dao dọc : Sd = 0,67ữ4,16 ( mm/vũng )

- Lượng chạy dao ngang : Sng = 0.035ữ2,08 ( mm/vũng )

- Động cơ chính : N1 = 10Kw ; nđc1 = 1450 ( vũng/phỳt )

- Động cơ chạy nhanh: N2 = 1Kw ; nđc2 = 1410 ( vũng/phỳt )

- Trọng lượng máy : 2200kg

b Năng tính kỹ thuật máy tiện T616

- Đường kính lớn nhất phôi gia công : ứ320 trờn băng máy , ứ160 trờn bàn dao

- Khoảng cách giữa hai mũi tâm : 750 mm

- Lượng chaỵ dao ngang : Sng = 0,04ữ2,47 (mm/vũng )

- Lượng chạy dao dọc : Sd = 0,06ữ3,34 ( mm/vũng )

- Động cơ chính : N1 = 4,5Kw , nđc1 = 1445 ( vg/ph )

- Trọng lượng máy : 1200kg

c Năng tính kỹ thuật máy 1A616

- Đường kính lớn nhất phôi gia công : ứ320 mm trên băng máy , ứ175 mm trên bàn dao

- Khoảng cách hai mũi tâm : 710mm

- Đường kính lớn nhất của phôi thanh chui qua lỗ trục chính : ứ 34 mm

- Số cấp tốc độ trục chính : Z = 21

- Giới hạn vòng quay trục chính : nTc = 11,2 ữ 2240 (vũng/phỳt)

- Cắt được các loại ren

Quốc tế : 0,5 ữ6 mm , cắt được ren khuyếch đại imax = 8

Anh :48ữ2,5/"

Mudun : 0,25ữ 3

Kd – cắt được ren chính xác nhờ các ly hợp răng nối thẳng từ trục XII qua XIII sang XVII tới trục vít me

- Số cấp chạy dao dọc và dao ngang : 21

- Giới hạn lượng chạy dao dọc và dao ngang : 0,08ữ2,64 ( mm/vg )

- Công suất động cơ chính : N = 4,5Kw

ứ200mm trên bàn dao

ứ320 trên băng máyứ160 trên bàn dao

ứ320 mm trên băng máy

ứ175 mm trên bàn dao

Sd = 0,06ữ3,34(mm/vũng )

Sd = 0,08ữ2,64(mm/vũng )Giới hạn lượng

chạy dao ngang

Sng = 0.035ữ2,08(mm/vũng )

Sng = 0,04ữ2,47(mm/vũng )

Sd = 0,08ữ2,64(mm/vũng )

Cắt các loại

ren

Quốc tế : 1 ữ92 mmAnh : 24ữ2Mudun : 0,5 ữ 48Pitch : 96ữ4

Quốc tế tp = 0,5ữ9 mm

Anh : 38ữ2/1"

Mudul : 0,5ữ9

Quốc tế : 0,5 ữ6 mmAnh :48ữ2,5/"Mudun : 0,25ữ 3

Cụng suõt động

cơ chính

N1 = 10Kwnđc1 = 1450 ( vũng/phỳt )

N1 = 4,5Kwnđc1 = 1445 ( vg/ph )

a Nhận xét

Máy tiện là loại máy cắt kim loại được sử dụng rộng rãi trong ngành cơ khí cắtgọt Thường nó chiếm khoảng 50 – 60 % trong các phân xưởng cơ khí Cáccông việc chủ yếu thực hiện trên máy tiện vạn năng là : gia công các mặt trònxoay ngoài và trong , mặt đầu , ta rô và cắt răng , gia công các mặt không trònxoay với đồ gá phụ trợ

Máy tiện được chia thành máy tiện ren vít vạn năng ( loại trung , bé và cực bé

để trên bàn ) máy tiện chộp hình , máy tiện chuyờn diựng , máy tiờn đứng , mỏytiờn cụt , máy tiện nhiều dao , máy tiện Rơvụnve , máy điều khiển sốCNC……

Các loại máy tiện ren vít vạn năng được sử dụng phổ biến ở nước ta hiện naychủ yếu do lien xô cũ viện trợ gồm cỏc máy : 1616 , 1A616 , 1A62 , 1K62 Máy 1K62 là máy tiện được sử dụng rộng rãi nhất trong các máy tiện hiện nay

ở Việt Nam

b Chọn máy tham khảo :

Máy tiện ren vít vạn năng 1K62

3 Sơ đồ động máy tiện 1K62

II – Phân tích bố cục máy

1– Hộp tốc độ

a Nhận xét

Hộp tốc độ trong máy cắt kim loại dung để truyền lực cắt cho các chi tiết giacông , có kích thước , vật liệu khác nhau với chế độ cắt cần thiết Hộp tốc độphải có kích thước nhỏ gọn , hiệu suất cao , tiết kiệm nguyên vật liệu , kết cấu

có tính công nghệ cao , làm việc chính xác , sử dụngbảo quản dễ dàng , an toànkhi làm việc ………

b Xích tốc độ

* Phương trình xích tốc độ máy tiện 1k62 được trình bày trờn hỡnh H.1

+ Phương trình xích tốc độ máy tiện 1k62

+ Phương trình xích tiện trơn ăn dao dọc

1vong/Tc iđc iTT ics igb ixd thanh răng bánh răng 10 x 3 = Sd(mm/vg)

+ Phương trình xích tiện trơn ăn dao ngang

1vong/Tc iđc iTT ics igb ixd tx2 = Sng (mm/vg)

H.1 Sơ đồ kết cấu động học máy 1k62

* Sơ đồ động của máy 1K62

Đường truyền từ động cơ công suất 10Kw , n = 1450 ( vg/ph ) qua bộ truyền đaithang vào hộp tốc độ Đường truyền từ trục đầu tiên của hộp tốc độ ( trục II )đến trục chính ( trục VI ) có hai đường truyền quay thuận và đường truyềnquay nghịch , mỗi đường truyền khi đến trục IV lại tách ra làm hai đường làđường truyền tốc độ thấp và đường truyền tốc độ cao ( Hình 2 )

Phương trình xích tốc độ được thể hiện

nđc(1450) (I) (II) (III) (IV) (V)(VI)n1ữn18=

=n19ữn23 (C1) (VI)

Theo tính toán thì đường tốc độ thấp có : Zthấp = 2 x 3 x 2 x 2 = 24 tốc độ nhưng

do hai khối bánh răng di trượt hai bậc giữa trục IV và VI chỉ có 3 tỉ số truyền( lý thuyết là 2 x 2 = 4 ) vì cú hai tỉ số truyền trùng nhau :

=

=

= =

=1

Vì vậy đường tốc độ thấp có : Zthấp = 2 x 3 x 2 = 18 tốc độ , đường tốc độ cao có

Z = 2 x 3 = 6 tốc độ Để nối tiếp lien tục chị số tốc độ thấp và cao người ta đặt

n18 ~n19

Do đó máy chỉ còn 23 tốc độ ( thay vì 18 + 6 = 24 tốc độ )

C – Đồ thị vòng quay

+ Phương án không gian

Như trên đã phân tích ở phần xích tốc độ mỏy cú Z = 23 tốc độ Để phân tích phương án không gian hộp tốc độ máy tiện 1k62 ta dung phương án Z = 24 tục độ

Ta cú cỏc phương án không gian la :

Z = 8 x 3 = 8 x 3

Z = 2 x 2 x 6 = 6 x 2 x 2

Z = 12 x 2 = 2 x 12

Z =4 x 3 x 2 = 2 x 3 x 4 = 3 x 4 x 2 = 2 x 4 x 3 = 3 x 2 x 4 = 4 x 2 x 3

Z = 2 x 2 x 2 x 3 = 2 x 3 x 2 x 2 = 3 x 2 x 2 x 2

Tiến hành so sánh lựa chọn phương án bố trí không gian hợp lý nhất

- Tính tổng số bánh răng của trục theo công thức

SZ = 2 ( p1 + p2+ p3+ ……+ pi )

p : tỷ số truyền trong nhóm truyền

p1 : thường lấy bằng 2 , 3 , 4 nên loại phương án Z= 3x 8 = 8 x 3

Phương án Z = 4 x 3 x 2 có SZ = 2 ( 4 + 3 + 2 ) = 18

Phương án Z = 2 x 2 x 2 x 3 có : SZ= 2 ( 2 + 2 + 2 + 3 ) = 18

-Số nhóm truyền tối thiểu:

Ta có:

U : trong đó i –số nhóm truyền tối thiểu

Mặt khác ta có- U

U

- Tính tổng số trục của phương án không gian theo công thức

- Các cơ cấu đặc biệt dùng trong hộp: Ly hợp ma sát; phanh

- Lập bảng so sánh phương án bố trí không gian:

- Số bánh răng phân bố trên các trục đều hơn PAKG 3x2x2x2 và 2x2x3x2

Do đó đẻ đảm bảo tỷ số truyền giảm từ từ đồng đều, ưu tiên việc bố trí kết cấu

13

2 x 3 x 2 x 2III I II IV

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

19

2 x 3 x 2 x 2

IV I II III[12][1][3][6]

14

2 x 3 x 2 x 2III II I IV

[6][2][1]

20

2 x 3 x 2 x 2

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

2 x 3 x 2 x 2III IV I II[4] [8] [1]

[2]

21

2 x 3 x 2 x 2

IV III I II[12] [4] [1] [2]

4 2 x 3 x 2 x 2

I II IV III

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

10

2 x 3 x 2 x 2

II I IV III[3][1] [12]

[6]

16

2 x 3 x 2 x 2III I IV II[6][1][12]

[3]

22

2 x 3 x 2 x 2

IV I III II[12][4] [1] [2]

2 x 3 x 2 x 2

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

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]

2 x 3 x 2 x 2

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

18

2 x3 x2x2III IV II I[4][8][2][1]

24

2 x 3 x 2 x 2

IV III II I[12][4] [2] [1]

12 16 12 16 12 16 12 16

16

40.32

16 40.32

16 40.32

I II III IV V

Phương án : Z = 2 3 2 2

IV I III II

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

I II III IV V

Phương án Z = 2 3 2 2

III II I IV

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

I II III IV V

Từ đó ta tìm được phương án thứ tự tối ưu là :

Z = 2 x 3 x 2 x 2

[I] [II] [III] [IV]

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

Phương án này có lưới kết cấu hình rẻ quạt xít đều nhau do đó lượng

mở, tỉ số truyền của cỏc nhúm truyền thay đổi từ từ đều đặn làm cho kích thướchộp nhỏ gọn, bố trí các cơ cấu truyền động trong hộp chặt chẽ nhất

Thế nhưng ngay cả lưới kết cấu của phương án tối ưu nhất ta cũngnhận thấy rằng φ = 1,26 = 16 > 8 hay lượng mở quá lớn không đạt yêucầu x ≤ 6 Để đạt yêu cầu này ta thu gọn lưới kết cấu sao cho :

Trong đó : n : là cấp tốc độ thứ 18 của đường truyền tốc độ thấp

n : là cấp tốc độ thứ nhất của đường truyền tốc độ cao đượcthiết kế bằng lưới phụ

+ Vẽ đồ thị vòng quay

Nhược điểm của lưới kết cấu là không biểu diễn được tỷ số truyền cụ thể,các trị số vòng quay cụ thể trờn cỏc trục do đó không tính được truyền dẫntrong hộp Để khắc phục nhược điểm này ta vẽ đồ thị vòng quay Từ đồ thịvòng quay sẽ cho ta tỉ số truyền của cỏc nhúm truyền cụ thể và từ đó có thể đitính toán được số răng của các bánh răng trong hộp tốc độ

Qua khảo sát máy tiện 1K62ta nhận thấy dạng máy mà ta thiết kế có kếtcấu và phương án được chọn gần như tương tự máy 1K62 Vì vậy để vẽ được

đồ thị vòng quay hợp lí ta dựa vào máy này và các loại máy hạng trung khác đểkhảo sát Do ta nhận thấy dạng máy mà ta thiết kế có kết cấu và phương

án được chọn gần như tương tự máy 1K62 Vì vậy để vẽ được đồ thị vòng quayhợp lí ta dựa vào máy này và các loại máy hạng trung khác để khảo sát Do

trên trục của hộp tốc độ lắp li hợp ma sát trong lòng các bánh răng đểthực hiện đường truyền thuận và nghịch cho nên để tăng diện tích ma sát thỡcỏc đĩa ma sát phải lớn hay có nghĩa là bánh răng phải lớn Vì vậy, ta phải tăngtốc độ từ trục thứ nhất tới trục thứ hai làm bánh răng chủ động có kích thướclớn dể có thể lắp được li hợp ma sát

Chọn số vòng động cơ điện : trên thực tế, đa số cỏc mỏy vạn năng hạngtrung đều dùng động cơ điện xoay chiều không đồng bộ 3 pha có n = 1450( vũng/phỳt ).

Như trên để dễ dàng vẽ được đồ thị vòng quay ta nên chọn trước số vòngquay n của trục vào sau đó mới xác định tỉ số truyền Mặt khác n càng cao thìcàng tốt, vì nếu n cao thì số vòng quay của trục ngang trung gian sẽ cao,mụmen xoắn bé dần tới kích thước của các bánh răng, các trục … nhỏ gọn, tiếtkiệm được nguyên vật liệu Thông qua việc khảo sát máy 1K62, trên trục đầutiên có lắp bộ li hợp ma sát, để cho li hợp ma sát làm việc trong điều kiện tốtnhất thì ta chọn tốc độ n = 750 ( vũng/phỳt ) Vận tốc này cũng là một trongnhững vận tốc của trục cuối cùng

Suy ra :

i = = = 0,53

Trong đó : n : số vòng quay của động cơ

i : tỉ số truyền từ trục động cơ đến trục đầu tiên

: hệ số trượt của dây đai

Đối với mỗi nhóm truyền ta chỉ cần chọn một tỉ số truyền tuỳ ý ( độ dốc của tia tuỳ ý ) nhưng cần phải đảm bảo yêu cầu i 2 Các tỷ số khác dựa vào đặc tính của từng nhóm truyền để xác định

Đối với hộp tốc độ ta xác định giá trị n ở các trục II, III, IV, V, VI, VII và quan tâm đến các giá trị n ở trục chính VII

Nhận thấy n= 667,58  611,83  thực tế chỉ còn 23 cấp tốc độ.

Lấy giá trị n theo tiêu chuẩn ta có:

12,5 16 20 25 31,5 40 50 63 80 100 125 160 200 250 315 400 500

630 800 1000 1250 1600 2000

+ Tính các tỉ số truyền, xác định độ xiên của các tia

- Trước hết ta thấy n - Tríc hÕt ta thÊy nII = 810,63 (v/p)  nVII = 800 (v/p)

- Tính các tỷ số truyền cho các nhóm

+) Nhóm truyền thứ nhất (từ trục II-III) có 2 tỷ số truyền:

tia i11 chếch sang phải 2 khoảng lg

tia i11 chếch sang phải 1 khoảng lg

Lượng mở của nhóm này là: [X] được xác định từ:

Lượng mở là [X] = 1 chứng tỏ đây là nhóm cơ sở.

+) Nhóm truyền thứ 2 (từ trục III-IV): có 3 tỷ số truyền

tia i21 chếch sang trái 2 khoảng lg tia i22 chếch sang trái 4 khoảng lg tia i23 thẳng đứng

Lượng mở của nhóm này là: [X] được xác định từ:

Lượng mở là [X] = 2

+) Nhóm truyền thứ 3 (từ trục IV-V): có 2 tỷ số truyền

tia i31 chếch sang trái 6 khoảng lg tia i32 thẳng đứng

Lượng mở của nhóm này là: [X] được xác định từ:

+) Nhóm truyền thứ 4 (từ trục V-VI) có 2 tỷ số truyền

tia i41 chếch sang trái 6 khoảng lg tia i42 thẳng đứng

Lượng mở của nhóm này là: [X] được xác định từ:

+) Nhóm truyền thứ 5 (từ trục VI-VII) có 1 tỷ số truyền

tia i51 chếch sang trái 3 khoảng lg

+) Nhóm truyền thứ 6 (từ trục IV-VII) có 1 tỷ số truyền

tia i61 chếch sang phải 2 khoảng lg

Từ đó ta có được đồ thị vòng quay của máy 1K62 là:

- Tính toán sai số và vẽ đồ thị sai sè:

Kiểm kiệm sai số vòng quay trục chính:

Tính sai số vòng quay theo công thức :

Trong đó Số vòng quay tiêu chuẩn

Số vòng quay tính theo phương trình xích độngSai sè:

12,5

16 20

1000 160

25 31,5 40 50 63

a phương trình xích cắt ren thường

Xích cắt ren trên máy tiện xuất phát từ 1 vòng quay của trục chính và kết thúc bằng dịch chuyển một bước ren tp của dao cắt Sơ đồ kết cấu động học củaxích cắt ren máy 1K62 được trình bày trờn hỡnh 2.7

Phương trình tổng quát xích cắt ren :

kớ hiệu là: icsbđ = =

Trong đó Zn=26,28,32,36,40,44,48

Khi cắt ren Quốc tế và Modun thì bộ Norton là chủ động Đóng

li hợp C2, bánh răng Z35khụng ăn khớp bánh răng Z28( đường truyền:IX- lyhợp C2- XI- X- ly hợp C3→)

ics==

Khi cắt ren Anh và ren Pitch thì bộ Norton là bị động Mở ly hợp C2, Z28không ăn khớp với Z23(đường truyền IX không qua C2→ X→ XI- không quaC3-)

Như vậy về nguyên tắc khi cắt mỗi hệ ren thông qua hộp chạy dao có 7 x 4 =

28 bước ren khác nhau

Khi cắt ren trái, trục chính quay không đổi còn hướng chạy dao phải ra xamâm cặp, tức là vít me quay theo chiều ngươc lại nhờ cơ cấu đảo chiều bằngbánh răng đệm có số răng là 28: iđc=

b Trường hợp cắt ren quốc tế: dùng cho các mối ghép bulụng, ờcu, ốc vít,

v…v có phương trình xích động như sau:

(X) ly hợp C4(XII) (XIII) (XIV) ly hợp C5.tx1 =

=tp

Suy ra công thức điều chỉnh : tp=KQT Zn igb

c Trường hợp cắt ren modun: dùng cho truyền động trục vớt.v v…, đơn vị

loại ren này là mụđun, ký hiệu là m, trong đó bước ren tp=π.m

Đặt Km=suy ra công thức điều chỉnh : m= Km Zn igb

Ren quốc tế và ren modun thuộc về ren mét Ren hệ Anh gồm ren Anh và ren Pitch Tuy nhiên việc cắt ren hệ Anh vẫn có thể thực hiện được trờn mỏy 1K62

d Trường hợp cắt ren Anh: dùng trong mối lắp ghép bulụng, ờcu…tương tự

như ren hệ mét l K

Trong ren hệ mét thông số đặc trưng là bước ren tp Trong ren hệ Anh thông

số đặc trưng là K: số vòng ren trên một inch( 1inch=25,4mm)

e Trường hợp cắt ren Pitch: dùng cho truyền động trục vít trong hệ Anh

Thông số đặc trưng là Dp- số modun trong một inch:

Dp=

Bánh răng thay thế : itt=

Cơ cấu Norton : icsbđ = =

f Phương trình xích cắt ren khuyếch đại

Xích cắt ren khuyếch đại dùng để gia công ren nhiều đầu mối, rãnh xoắn dẫn dầu.v v trên cơ sở khuyếch đại bươc ren tiêu chuẩn lên 2,8,32 lần Muốn tăng bước ren cắt được lên 2 lần, 8 lần hay 32 lần, người ta dùng những tỷ số truyền khuyếch đại ikđ giữa trục V và trục IV, giữa trục V và trục III Khi bánh răng Z54 tren trục chính ăn khớp với Z27 trên trục V, bánh răng Z60 trên trục III ăn khớp với Z60 trên trục VII, sẽ cú cỏc tỷ số truyền của ikđ như sau:

ikd1= =2

ikd2= =8

ikd3= =32

Đường cắt ren thường : VI→ VII→ VIII→ IX…

Đường cắt ren khuyếch đại: VI→V→IV→III→XIII→IX…

Trong đó có một xớch trựng là : ikđ4=ikđ2= =8

+ Khi cắt ren modun khuyếch đại dọc

Phương trình xích cắt ren khuyếch đại dọc:

1vg/Tc(VI).ikđ3..(VII).icđ(VIII).(IX)ly hợpC2.Z28.(XI).→

→(X)ly hợp C4(XII) (XIII) (XIV) ly hợp C5 tx1=m.π

+ Khi cắt ren khuyếch đại ngang

ví dụ, cắt ren mặt đầu( ren đĩa ) theo con đường cắt ren Anh tới trục XIV không qua ly hợp C5 mà theo bánh răng vào trục trơn→xe dao→vớt me ngang.1vg/Tc.ikđ3(VII).icđ(VIII).iđc (IX) itt (XI) (XII)(XIV)(XIV)→

C5trỏi→(XV)trục trơn(XVII).Ly hợp vấu C7 tx2=tp(mm)

4/ Phương trình cắt ren chính xác: đường truyền phải ngắn nhất

1vg/Tc.icđ.iTTC2răng(Z25vào khớp)C3răng(Z25vào khớp)C4răng(Z28 vào khớp).tx1=tp

Muốn thay đổi bước ren phải tính lại tỷ số truyền bánh răng thay thế:

itt=.=.tx=

g Cắt ren mặt đầu

Ren mặt đầu được sử dụng để gia công đường xoắn Acsimet trờn mõm cặp bavấu đó dao tiện chạy hướng kớnh nờn không dùng trục vít me dọc, không qua

li hợp siêu việt, vào trục trơn→vào hộp xe dao rồi tới trục vít me ngang cótx=5mm

h Tiện trơn

Đây là nguyen công chiếm nhiều thời gian nhất trong thời gian phục vụ củamáy tiện Phương trình xích động của nó như xích cắt ren nhưng không qua trụcvít me mà đi qua li hợp siờn việt rồi đến hộp xe dao Lượng chạy dao bằng0,7ữ4,16mm/vũng

Trên máy 1K62 có tiện trơn chạy dao dọc và tiện trơn chạy dao ngang ( dùng

để khỏa mặt đầu, cắt đứt )

Xích tiện trơn truyền động theo con đường ren quốc tế qua iđc= , nhưng đếntrục XV(khụng đúng ly hợp C5 với trục vít me) truyền qua cặp bánh răng(bánh răng 56 bên trong có ly hợp siêu việt) xuống trục XVI( trục trơn), qua .đến trục vít K=4-bỏnh vít 20 răng làm trục bỏnh vít quay tròn Truyền động bắtđầu chia làm 2 ngả: theo nửa bên trái trục bỏnh vít 20 dùng để tiện chạy daodọc, nửa bên phải tiện chạy dao ngang

Chạy dao dọc: từ trục bỏnh vít Z20(XVIII) qua cặp bánh răng (bánh răng

37 lồng khụng) đúng ly hợp truyền chuyển động vào trục XX, qua cặp bánhrăng tới bánh răng Z10- thanh răng m=3, bàn xe dao chạy dọc hướng vàocăp( chạy thuận)

Muốn chạy dao dọc lùi về, đường truyền qua bánh răng đệm 45 Từ bánhrăng 40(phía sau) trên trục XIX truyền qua bánh răng đệm 45 tới bánh răng 37 trên trục XX, đóng ly hợp, chuyển động quay truyền qua cặp bánh răng tớibánh răng Z10- thanh răng m=3, bàn xe chạy dao lùi

Chạy dao ngang: đường truyền giống như chạy dao dọc truyền theo nửa bênphải hộp xe chạy dao tới các cặp bánh răng rồi đến vít me ngang tx= 5mm Chạy dao nhanh: máy có động cơ điện chạy dao nhanh N= 1kW, n=1410vg/ph trực tiếp làm quay nhanh trục trơn XVI

h Cắt ren không tiêu chuẩn

Khi yêu cầu cắt một bước ren mà trong tiêu chuẩn không có, ví dụ, cần cắtren Quốc tế với bước ren phi tiêu chuẩn 3,25mm

Dùng bộ bánh răng thay thế để cắt bước ren 3,5 Để cắt bước ren 3,25mmcần phải dùng iTT mới

3 – Khảo sát các cơ cấu đặc biệt

- Cơ cấu Nơrton

Cơ cấu Norton bao gồm một số bánh răng lắp kế tiếp nhau theo dạnghình tháp (hỡnh2.10)trờn trục (I).Truyền động được đưa tới trục (II)qua bánhđệm Z36 Bánh răng trung gian Z25 ăn khớp với bánh răng di trượt Z28 đượclắp trên khung (I).Khung này có thể dịch chuyển quanh trục và dọc trục (II).

Khi cần cho bánh răng Z36 ăn khớp với một bánh răng nào đó củakhối Norton thì xoay khung (I) một góc , dịch chuyển dọc trục đến vị trí cầnthiết và đưa bánh răng Z36 vào ăn khowpf với bánh răng trên khối Norton.Trục (I) có thể là trục chủ động hoặc bị động Khối bánh răng hình tháp trờnmỏy 1K62 lắp 7 bánh răng (Z1=26, Z2= 28 ,Z3 = 32,Z4 =36,Z5 =40,Z6=44, Z7=48)

Để đảm bảo độ chính xác khi cắt ren , xích truyền đọng không đi quatrục trơn ma dung trục vít me có bước ren chính xác Khi tiện trơn phải cắt mốiliên hệ của trục chính với bàn dao qua truyền đọng của vít me với đai ốc , người

ta dùng cơ cấu đai ốc bổ đôi như hình 6

Khi chạy dao bằng vít me , phần (1) và (2)của đai ốc bổ đôi được ăn khớp chặtvào vít me nhờ tay quay (3) xoay đĩa (4) đưa hai chốt (5) mang hai nửa đai ốc diđộng trong hai rãnh định hình (6) tiến gần nhau Khi tay quay (3) quay theochiều ngược lại ,đai ốc mở

ra giài phóng hộp xe dao khỏi trục vít me

Ren của vít me và đai ốc là ren hình thang và luôn có cơ cấu đề khử khe

hở của ren

- Ly hợp siêu việt

Ở máy tiện 1K62, chuyển động chạy dao nhanh được thực hiện bằng động cơriờng.Để trục trơn có thề thực hiện chạy dao nhanh đồng thời với chuyển độngchạy dao dọc và chạy dao ngang mà không bị gãy trục do có tốc độ khác nhau ,trờn mỏy cú dựng li hợp siêu việt lắp trên trục trơn XV (hình 2.12a)

Cơ cấu ly hợp siêu việt bao gồm vỏ (1) được chees tạo liền với bánhrăng Z56 để nhận truyền động từ hộp chạy dao Lõi (2) quay bên trong vỏ (1) có

xẻ 4 rãnh trong từng rónh cú đặt con lăn hình trụ (3).Mỗi con lăn đều có lò xo(4) và chốt(5) đẩy nó luụn tiếp xúc với vỏ(1) và lõi (2) Lõi (2) được lắp trêntrục XV bằng then

 Khi chạy dao, khối bánh răng có hai tỉ số truyền 28/56 làm cho vỏ (1)quay theo chiều ngược kim đồng hồ Do ma sát lực và lực tác dụng của lòxo(4), con lăn sẽ bị kẹt ở chỗ hẹp giữa vỏ (1) và (2) sẽ nhận chuyển động chạydao truyền cho trục trơn XV

Trục trơn này sẽ quay cùng chiều và cùng vận tốc góc với vỏ.(1) Khi vỏ(1) chuyern động theo chiều kim đồng hồ, con lăn (3) sẽ chạy đến chỗ rộng giữa

vỏ (1) và lõi (2) Lõi (2) qua then sẽ cùng với trục trơn XV đứng yên, xích chạydao bị ngắt Muốn cho trục trơn XV chuyển đọng theo chiều này phải cho khốibánh răng Z28- Z28 trên trục XVI vào khớp với bánh răng Z56 lắp cố định trên trụctrơn XV ngoài hợp ly siêu việt Truyền động này cũn dựng để cắt ren mặt đầu

Khi chạy dao nhanh, trục trơn XV nhận chuyển động từ động cơDDC2(N=1kW) làm lõi (2) quay nhanh theo chiefu ngược kim đồng hồ Lúcnày 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 độn vị trírộng giữa vỏ (1) và lõi (2) Xích chạy dao bị cắt đứt và trục trơn được chuyểnđộng với tốc độ nhanh.

- Cơ cấu an toàn bàn xe dao

Khi tiện trơn, để đảm bảo an toàn cho mỏy cú lắp cơ cấu an toàn trong bàn xedao Cơ cấu này đặt trong xích chạy dao tiện trơn, nó sẽ tự động ngắt xíchtruyền động khớ mỏy làm việc bị quá tải hoặc gặp sự cố kĩ thuật

Cơ cấu phòng quá tải được trình bày trờn hỡnh 2.12b Khi máy quá tảilàm cho lò xo bị nén lại, ly hợp M bị tách ra và ngắt đường xích chạy dao

Chương II : Thiết kế động học máy mới

I – Thiết kế hộp tốc độ

1 Xây dựng cấu trúc động học máy mới

- Dựa vào cấu trúc động học mỏy đó cú 1K62 ta xây dựng cấu trúc động học máy mới như sau

Sơ đồ kết cấu động học máy mới

Ta có : suy ra : nmin = 12.5 v/p

3 Xác định cỏc phướng án bố trí không gian hộp tốc độ

Một phướng án bố trí không gian , ta có nhiều phướng án thứ tự thay đổi khácnhau Với các cấp tốc độ được tính dựa vào yêu cầu thực tế của sản phẩm cầngia công , dựa theo máy tiện hiện có 1k62 đã khảo sát ta cú cỏc phương ánkhông gian khac nhau

Z = 24 = 12 x 2 = 3 x 4 x 2 = 6 x 2 x 2 = 2 x 3 x 2 x 2 ………

Dựa vào số nhóm truyền tối thiểu Xi = 4 , đồng thời để kích thước hộp tốc độnhỏ gọn nên cần phải có tỷ số truyền chênh lệch nhóm đầu ít ( dẫn đến chênhlệch bánh răng không quá lớn )

Vì vậy ta có thể loại trừ các phương án không gian trên và chọn phương ánkhông gian hợp lý nhất là

PAKG : 2 x 3 x 2 x 2

Dựa vào công thức : Z = p1.p2.p3.p4…….pi

Trong đó pi là tỷ số truyền trong một nhóm

Trong đó : b : chiều rộng bánh răng

f : khoảng hở hai bánh răng

Các cơ cấu đặc biệt dung trong hộp là : ly hợp ma sát , phanh , ………

Qua phân tích trên ta có bảng so sánh phương án bố trí không gian :

Phương án 3x2x2x2 2x2x3x2 2x3x2x2 2x2x2x3Yếu tè so sánh

và một bộ bánh răng dảo chiều , vì vậy để tránh cho kết cấu cồng kềnh ( trục IIdài ra để chứa thêm bánh răng ) nên ra chọn phương án 2 x 3 x 2 x 2 là hợp lý

Do đó, cũng như máy mẫu , từ trục II đến trục III ta phải tăng tốc vì : ta dungbánh răng trên trục II làm vỏ ly hợp ma sát dẫn đến kích thước 2bánh răng đókhá lớn , nếu tiếp tục giảm tốc sẽ dẫn đến kích thước bộ truyền rất lớn , vì vậy

ta phải tăng tốc ở đoạn này

+ Số bánh răng phân bố trờn cỏc trục đều hơn PAKG 3 x 2 x 2 x 2 ;

2 x 2 x 3 x 2

+ Số bánh răng chịu momen xoắn lớn nhất Mmax trên trục chính là ít nhất

Do đó , để đảm bảo yêu cầu về kết cấu cũng như tỷ số truyền ta nên chọn

2 x 3 x 2 x 2III I II IV

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

19

2 x 3 x 2 x 2

IV I II III[12][1][3][6]

14

2 x 3 x 2 x 2III II I IV

[6][2][1]

[12]

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[4] [8] [1]

[2]

21

2 x 3 x 2 x 2

IV III I II[12] [4] [1] [2]

4 2 x 3 x 2 x 2

I II IV III

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

10

2 x 3 x 2 x 2

II I IV III[3][1] [12]

[6]

16

2 x 3 x 2 x 2III I IV II[6][1][12]

[3]

22

2 x 3 x 2 x 2

IV I III II[12][4] [1] [2]

2 x 3 x 2 x 2

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

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]

2 x 3 x 2 x 2

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

18

2 x3 x2x2III IV II I[4][8][2][1]

24

2 x 3 x 2 x 2

IV III II I[12][4] [2] [1]

12 16 12 16 12 16 12 16

16

40.32

16 40.32

16 40.32

16 40.32

Mụt số lưới kết cấu :

I II III IV V

I II III IV V

Nhận xét :

Qua bảng trên ta thấy các phương án đều có φ = 1,26 = 16 > 8 do đókhông thoả mãn điều kiện φ < 8 Vì vậy , để chọn phương án đạt yêu cầu taphải tăng thêm trục không gian hoặc tách ra làm hai đường truyền

Ta nhận thấy , máy tiện đã sử dụng phương án rất chuẩn , do qua luật phân bố

tỷ số truyền cỏc nhúm đầu có chênh lệch nhỏ (phân bố rẻ quạt ) dẫn đến kích

thước bộ truyền nhỏ , phương án I II III IV là tốt hơn cả vỡ nó cú lượng mở đềuđặn tăng từ từ , kết cấu chặt chẽ , hộp tương đối gọn ………

Không thỏa mãn điều kiện đã phân tích trên

Vì vậy để khắc phục , ta phải giảm bớt lượng mở từ [X] = 12 xuống [X] =9.Giảm như vậy thì tốc độ trờn mỏy sẽ có 3 tốc độ trựng.Khi đú,số tốc độ củamáy sẽ là :

Z=(2 x 3 x 2 x 2 – 3 )=21 tốc độ,mà số tốc độ yêu cầu là 23 dẫn đến là sẽ thiếu

2 tốc độ

Vì vậy,để khắc phục ta xử lý bằng cách :

Bù số tốc độ đó vào đường truyền khác mà theo máy mẫu ta đã khảo sỏt,đểvẫn giữ nguyên số cấp tốc độ của mỏy,ta bố trí thêm đường truyền tốc độ caohay còn gọi là đường truyền trực tiếp.Đường truyền này có số tỷ số truyền ítdẫn đến sẽ giảm được tiếng ồn,giảm rung động,giảm ma sỏt,đồng thời lại tăngđược hiệu suất…….khi máy làm việc

Có thể bù hai tốc độ bằng đường truyền phụ từ trục II,nhưng làm việc như vậythì khó bố trí tỷ số truyền giữa trục II và trục chớnh,đồng thời không tận dụngđược nhiều tốc độ cao

+Mặt khỏc,theo mỏy mẫu ta sẽ giảm thêm 3 tốc độ của đường truyền gián tiếp

sẽ có lợi vì : mỏy sẽ giảm đi được số tốc độ có hiệu suất thấp dẫn đến kết cấuhộp tốc độ nhỏ gọn hơn,đồng thời số tốc độ mất đi sẽ được bù vào đườngtruyền trực tiếp từ trục IV sang trục VI

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 sẽ có lượng mở là Z1=2 x 3 x 2

Trong đó : n : là cấp tốc độ thứ 18 của đường truyền tốc độ thấp

n : là cấp tốc độ thứ nhất của đường truyền tốc độ cao đượcthiết kế bằng lưới phụ

Vì vậy phương án chuẩn của máy mới là :

Đối với đường truyền gián tiếp :

Do n18 = n19 nên Z = 18 + 6 – 1 = 23 tốc độ

6 Vẽ đồ thị vòng quay

Nhược điểm của lưới kết cấu là không biểu diễn được tỷ số truyền cụ thể,các trị số vòng quay cụ thể trờn cỏc trục do đó không tính được truyền dẫntrong hộp Để khắc phục nhược điểm này ta vẽ đồ thị vòng quay Từ đồ thịvòng quay sẽ cho ta tỉ số truyền của cỏc nhúm truyền cụ thể và từ đó có thể đitính toán được số răng của các bánh răng trong hộp tốc độ

Qua khảo sát máy tiện 1K62ta nhận thấy dạng máy mà ta thiết kế có kếtcấu và phương án được chọn gần như tương tự máy 1K62 Vì vậy để vẽ được

đồ thị vòng quay hợp lí ta dựa vào máy này và các loại máy hạng trung khác đểkhảo sát Do trên trục của hộp tốc độ lắp li hợp ma sát trong lòng các bánh răng

để thực hiện đường truyền thuận và nghịch cho nên để tăng diện tích ma sát thỡcỏc đĩa ma sát phải lớn hay có nghĩa là bánh răng phải lớn Vì vậy, ta phải tăngtốc độ từ trục thứ nhất tới trục thứ hai làm bánh răng chủ động có kích thướclớn dể có thể lắp được li hợp ma sát ta nhận thấy dạng máy mà ta thiết kế cókết cấu và phương án được chọn gần như tương tự máy 1K62 Vì vậy để vẽđược đồ thị vòng quay hợp lí ta dựa vào máy này và các loại máy hạng trungkhác để khảo sát Do trên trục của hộp tốc độ lắp li hợp ma sát trong lòng cácbánh răng để thực hiện đường truyền thuận và nghịch cho nên để tăng diện tích

ma sát thì các đĩa ma sát phải lớn hay có nghĩa là bánh răng phải lớn Vì vậy, taphải tăng tốc độ từ trục thứ nhất tới trục thứ hai làm bánh răng chủ động có kíchthước lớn dể có thể lắp được li hợp ma sát

Chọn số vòng động cơ điện : trên thực tế, đa số cỏc mỏy vạn năng hạngtrung đều dùng động cơ điện xoay chiều không đồng bộ 3 pha có n = 1450( vũng/phỳt )

V

IV 1[0] III 3[2] II 2[1] I

V IV

II

III 2[6]