Máy công cụ : Máy phay nằm ngang

Trên cơ sở lưới kết cấu và các tỉ số truyền đã biết trong sơ đồ động ta vẽ đượclưới vòng quay hộp tốc độ máy phay 6H82.. Trên cơ sở lưới kết cấu và các tỉ số truyền đã biết trong sơ đồ đ

PHẦN I

CHỌN PHÂN TÍCH MÁY

CHUẨN

Từ các số liệu đã cho ban đầu:

- Kích thước bàn máy 1250x320(mm)

- Số vòng quay giới hạn trục chính (v/ph) : 30 ÷1500

- Lượng chạy dao giới hạn (mm/ph) 19,5 ÷ 950

- Số cấp trục chính : 18

- Số cấp chạy dao :18

⇒ Chọn may chuẩn là máy 6H82

1 Đặc tính kỹ thuật máy

- Kích thước bàn máy 1250 x 320 (mm)

- Dịch chuyển lớn nhất của bàn máy (mm) :

+ Dọc : 700+ Ngang : 2600+ Thẳng đứng : 370

- Khoảng cách từ trục chính đến bàn máy 30 ÷850 (mm)

- Khoảng cách từ sóng trượt thân máy tới bàn máy 220÷ 480 (mm)

- Lực kéo lớn nhất của hộp chạy dao (kg):

+ Dọc : 1500+ Ngang : 1250+ Thẳng đứng : 500

- Số cấp tốc đọ trục chính: 18

- Phạm vi điều chỉnh tốc độ trục chính : 30 ÷1500 (v/ph)

- Công suất động cơ trục chính : 7KW

- Công suất động cơ chạy dao : 1,7KW

- Khối lượng máy 2700kg

- Kích thước phủ bì máy: 2100 x 1740 x1915(mm3)

- Góc quay lớn nhất của bàn máy : 150

- Số rãnh chử T :3

- Bề rộng rãnh chử T : 18 (mm)

- Khoảng cách giữa 2 rãnh chữ T : 70mm

- Dịch chuyển nhanh của bàn máy (mm/ph):

+ Dọc : 2800+ Ngang : 2300+ Thẳng đứng : 250

- Phạm vi chay dao nhanh : 770÷2800(mm/ph)

- Số bước tiến của bàn máy: 18 cấp:

+ Dọc : 19,5 ÷ 950+ Ngang : 19,5 ÷ 950+ Thẳng đứng : 8 ÷ 890

2 Các xích truyền động của máy

1 Xích tốc độ

Phương trình xích động:

)chínhTrục()V(71

1938

82)IV(

263937284718)III(

36

1933

223916)II(54

26)(cơ

* Nhận thấy: Trong chuổi số vòng quay có tỉ số giữa 2 số vòng quay bất kỳkề nhau nk và nk+1 là một số không đổi và bằng 1,26.

2 Lưới kết cấu

PAKG 3 x 3 x 2

PATT (1)(3)(9)

3 Lưới đồ thị vòng quay

Trên cơ sở lưới kết cấu và các tỉ số truyền đã biết trong sơ đồ động ta vẽ đượclưới vòng quay hộp tốc độ máy phay 6H82

* Với quy ước:

- Các điểm nằm trên trục ngang chỉ số vòng quay cụ thể

- Các tia nối các điểm tương ứng giữa các trục biểu diển trị số truyền củatừng cặp bánh răng

+ Tia nghiêng phải : i > 1 ( tăng tốc)

+ Tia nghiêng trái : i < 1 ( giảm tốc)

+ Tia thẳng đứng : i = 1

3 Xích chạy dao

- Trong hộp chạy dao có cơ cấu phản hồi giảm số trục của hộp

- Trong hộp chạy dao có ly hợp ma sát để tách đường truyền công tác khichạy dao nhanh

18 45 13

40 40

33

18 35 28

43

57 57 44

Mmở

Mđóng

33

18 35 28

Sđ t.

34

34 37 22

Sn t.

18

18 16

18 37 33

Sd t.

18

18 16

18 37 33

x x x

=

=

=

5 Lưới kết cấu.

PAKG 3 x 3 x 2

PATT (3)(1)(9)

6 Lưới đô thị vòng quay

Trên cơ sở lưới kết cấu và các tỉ số truyền đã biết trong sơ đồ động ta vẽ đượclưới vòng quay hộp chạy dao máy phay 6H82

PHẦN II

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG

HỌC TOÀN MÁY

1 Công dụng và yêu cầu

Hộp tốc độ là một bộ phận quan trọng của máy cắt kim loại dùng để thựchiện các nhiệm vụ sau:

- Truyền động công suất từ động cơ điện đến trục chính

- Đảm bảo phạm vi điều chỉnh cần thiết cho trục chính hoặc trục cuối cùngcủa hộp tốc độ với công bội ϕ và số cấp vận tốc z yêu cầu

Hộp tốc độ có thể được chế tạo cùng một khối với trục chính Trong trườngnày, hộp tốc được gọi là hộp trục chính Trong trường hộp tốc độ và hộp trục chínhđược thiết kế thành hai bộ phận riêng biệt và được nối liền bằng một cơ cấu truyềnđộng nào đó, thì hộp tốc độ được gọi là hộp giảm tốc Hộp giảm tốc thường được đặtdưới chân máy hoặc đưa ra ngoài máy nhằm làm giảm rung động và biến dạng nhiệtcho hộp trục chính

Từ các thông số cơ bản Rn, ϕ, và z có thể thực hiện được nhiều phương về kếtcấu của hộp tốc độ, với cách bố trí số vòng quay, số trục, hệ thống bôi trơn, điềukhiển, v, v, rất khác nhau Do đó ta phải chọn phương án thích hợp nhất để dựavào yêu cầu sau đây:

- Các giá trị số vòng quay từ n1 ÷ nz và hệ số cấp số vòng quay ϕ phải phùhợp với trị số tiêu chuẩn

- Các chi tiết máy tham gia vào việc thực hiện truyền động phải đủ độ bền,độ cứng vững và đảm bảo truyền động chính xác, nhất là đối với trục chính

- Kết cấu của hộp tốc dộ phải đơn giản, xích truyền động phải hợp lý để đạthiệu suất truyền động cao Cơ cấu phải dễ dàng tháo lắp và sữa chữa

- Điều khiển phải nhẹ nhàng và an toàn

Với những yêu cầu trên, ta tiến hành phân tích , lựa chọn một phương án tốtnhất phù hợp với các chỉ tiêu kỹ thuật, kinh tế trong điều kiện cho phép

2 Tổng hợp truyền động chính

Các số liệu cho trước:

Số cấp tốc độ Zv = 18

Tốc độ vòng quay n = 30 ÷ 1500 v/ph

Phạm vi diều chỉnh số vòng quay Rn 30

1500n

Từ công bội ϕ = 1,26, và chuổi số vòng quay phân bố theo cấp số nhân ta xácđịnh được chuổi số vòng quay của máy cần thiết kế : n1÷ n18

3 Thiết kế động học và xác định tỷ số truyền

Nhiệm vụ của hộp tốc độ là đảm bảo chuổi số vòng quay n của trục chính vớicông bội ϕ và phạm vi điều chỉnh Rn đã cho Để đảm bảo yêu cầu trên, ta cần biếtmối quan hệ dộng học giữa các nhóm truyền động của trục chính, giữa các tỷ sốtruyền trong từng nhóm truyền động, cũng như sự phối hợp giữa chúng với nhau

Trong truyền động phân cấp, số vòng quay của trục chính thường được thựchiện với sự thay đổi tỷ số truyền của các nhóm truyền động giữa hai trục và sự phốihợp giữa chúng với nhau Để xác định tỷ số truyền trong các nhóm truyền động củahộp tốc độ, người ta dùng hai phương pháp: phương pháp giải tích và phương phápđộ thị Ở đây ta dùng phương pháp đồ thị

Để xác định tỷ số truyền bằng phương pháp đồ thị giải, người ta dùng hai loại

sơ đồ gọi là lưới kết cấu và lưới đồ thị vòng quay

Lưới kết cấu của hộp tốc độ: là sơ đồ biểu diễn công thức kết cấu và phươngtrình điều chỉnh Trên lưới kết cấu mỗi đường nằm ngang biểu diễn số trục của hộptốc độ, các điểm trên đường nằm ngang sẽ biểu diễn số cấp tốc độ của trục chính,các đoạn thẳng nối các điểm tương ứng trên các trục biểu diển các tỷ số truyền giữacác trục đó Để biểu diễn chuổi n theo cấp số nhân ta vẽ lưới kết cấu theo toạ độlogarit đối xứng

Đồ thi lưới vòng quay: chuyển từ lưới kết cấu biểu diễn đối xứng sang biểudiễn các tỷ số truyền thật Ta quy ước điểm trên của trục nằm ngang chỉ số vòngquay cụ thể Các đường thẳng (các tia) nối các điểm tương ứng giữa các trục biểudiễn trị số tỷ số truyền của từng cặp bánh răng ( hay các cặp truyền động khác) , tianghiêng trái biểu thị i< 1, tia nghiêng phải biểu thị 1> 1, tia thẳng đứng biểu thị i=1.

7 Phương án không gian (PAKG)

Để đảm bảo việc thay đổi số vòng quay, hộp tốc độ máy công cụ có thể làhộp tốc độ vô cấp hay là hộp tốc độ phân cấp Dựa vào chuổi số vòng quay như trênvà phạm vi sử dụng , ở đây ta thiết kế hộp tốc độ phân cấp dùng bánh răng di trượt

o Tính số nhóm truyền tối thiểu

min

o

n

nlog6,1

x=

(n0: là số vòng quay trục vào của hộp)

Chọn n0: chọn n0 gần với nmax vì chọn như thế thì kích thước trục nhỏ và bánhrăng đầu vào của hộp chịu MX bé, cho nên kích thước hộp nhỏ gọn đở giảm nhiềutốc độ động cơ điện

Chọn n0 = n15 = 750 (v/ph)

⇒ x = 1,6

30

750log = 2,4Trong đó: x là số nhóm truyền tối thiểu, chọn x = 3

o Chọn phương án không gian hợp lýVới số cấp tốc độ Zv = 18, ta có các PAKG sau:

Zv = 18 = 3 × 3 × 2 = 3 × 2 × 3 = 2 × 3 × 3 Một số tiêu chuẩn để so sánh:

- Số trục ít nhất

- Số bánh răng chịu Mxmax trên trục ra ít nhất

- Chiều dài sơ bộ nhỏ nhất

- Kết cấu trục ra đơn giản

Dựa vào các tiêu chuẩn trên ta có các chỉ tiêu để so sánh:

Tính tổng số bánh răng của hộp theo công thức

Với PAKG Zv = 16 =3 × 3 × 2 , ta có:

SZ = 2.(3 + 3 + 2) = 16 Với PAKG Zv = 16 = 3 × 2 × 3 , ta có:

SZ = 2.(3 +2+ 3) = 16

Với PAKG Zv = 16 = 4 × 2 × 2 , ta có:

SZ = 2.(2 + 3 + 3) = 16 Tính tổng số trục của PAKG theo công thức:

Str = (x + 1)Với x=3 ta có : Str= 4

Tính chiều dài sơ bộ của hộp tốc độ theo công thức:

L =∑b+∑f.b: là chiều rộng của bánh răng, b = (6 ÷ 10).m = (0,15 ÷ 0,3).Am: moduyl của bánh răng

A: khoảng cách trục

f: khoảng hở để lắp miếng gạt Xác định theo các trị số kinh nghiệm

f = 8 ÷12 mm, dùng để lắp các miếng gạt,

f = 2 ÷3 mm, dùng để bảo vệ,

f = 4 ÷6 mm, dùng để thoát dao xọc răng

f = 10 ÷ 20 mm, Khoảng cách đến vách hộp

⇒ L = 17b + 16f

Số lượng bánh răng chịu mômen xoắn Mxmax ở trục cuối cùng

Trục cuối cùng là trục chính, vì trục này có chuyển quay thực hiện số vòngquay từ n1 đến n18 nên khi tính sức bền dựa vào trị số nmin(n1) sẽ có Nxmax Do đó kíchthước trục lớn Các bánh lắp trên trục có kích thước lớn, vì vậy tránh bố trí nhiều chitiết trên trục cuối cùng (trục chính)

Từ các chỉ tiêu trên, ta lập bảng so sánh PAKG:

Yếu tố so sánh Phương án

3 × 3 × 2 3 × 2 × 3 2 × 3 × 3

Chiều dài sơ bộ L 19b + 18f 19b + 18f 19b + 18fSố bánh răng chịu Mxmax

Như ta đã biết với một phương án bố trí không gian đã có, ta có nhiềuphương thay đổi thứ tự khác nhau Với số nhóm truyền x = 3, và PAKG Zv = 3 × 3

× 2, ta sẽ có 3! = 1.2.3 = 6 phương thay đổi thứ tư Với 6 PATT được thể hiện bằng

6 lưới kết cấu, và từ đó ta sẽ đánh giá để chọn một lưới kết cấu thích hợp nhất.Đểchọn được lưới kết cấu thích hợp nhất ta dựa vào phương pháp kiểm nghiệm giớihạn tỷ số truyền

Ta đã biết phạm vi điều chỉnh tỷ số truyền của một nhóm truyền động là:

i

x ) 1 p ( 1

p min

max

ii

1

≤

≤i Tức là phạm vi điều chỉnh tỷ số truyền trong một nhóm truyền động là:

81

41

Trong đó xmax là lượng mở cực đại giữa hai tia ngoài cùng

Ta lập bảng vẽ lưới kết cấu để so sánh PATT:

o Xây dựng lưới kết cấuTừ PATT trên ta có công thức kết cấu là Zv = 3[1]×3[3] × 2[9].

3[1]

3[3]

o Xây dựng lưới đô thị vòng quay

* Đối với nhóm Pa : i1: i2: i3 = 1:4:ϕ2

1i

;

1i

1i

ϕ

=ϕ

=

⇒ϕ

=

⇒ϕ

=

* Đối với nhóm Pc : i7: i8 = 1:ϕ9

1ii

ϕ

=

⇒ϕ

;4

1

1

8 6

ϕ

⇒ Lưới đồ thị vòng quay:

4 Xác định số răng của các bánh răng

Sử dụng phương pháp tính chính xác khi chưa biết khoảng cánh trục A.Nhóm truyền I có 3 tỷ số truyền i1,i2 và i3

60gfg

f43

1726,1

11

1

1 4

f2

126,1

11

2

2 3

f8

558,1

126,1

11

3

3 2

076,0780.17

)4317(17f

k

)gfZE

1

1 1 min c

)4317(17k

.f

)gfZE

1

1 1 min c

⇒Z =1.60=60

Tính số răng của bánh chủ động và bánh bị động tương ứng:

174317

17

60f

g

f.K.EZ

1 1

1

+

=+

=

434317

43.60f

g

g.K.EZ

1 1

1

+

=+

=

2021

1

60fg

f.K.EZ

2 2

2

+

=+

=

4021

60

2fg

f.K.EZ

1 1

1

+

=+

23,078

5

60.5

3 3

3

+

=+

=

f g

f K E Z

36,928

5

60.8

3 3

3

+

=+

=

f g

f K E Z

Chọn Z3 = 23, Chọn Z3’ = 37

Nhóm truyền II: có 3 tỷ số truyền, i4 , i5 , i6

52,2

126

,1

11

ϕ

=

26,1

11

i5 1 =ϕ

=

59,1

Để hộp giạm tốc nhỏ gọn ta chọn bánh răng Z`1’ dùng chung tức là

Z`1’=Z6 = 43 răng

1Z

Z

5

Nhóm truyền III: có 2 tỷ số truyền i7 và i8

Trong nhóm truyền động này, có i7 là tỷ số truyền nghiêng trái có độ nghiênglớn nhất, nên bánh răng có số răng nhỏ nhất là bánh chủ động Do đó ta dùng côngthức Eminc để xác định Emin

541gfg

f4

11

7

7 6

ϕ

321gfg

f2

8

8 3

6.55.1

)41(17k

.f

)gfZE

7

7 7 min c

Ta có BSCNN là: K= 3.5 = 15 ; Z = K.E =15.6 = 90

Tính số răng của bánh chủ động và bị động tương ứng:

185

1.90gf

fEKZ

7 7

4.90gf

fEKZ

' 7 ' 7

' 7

+

303

1.90gf

fEKZ

8 8

2.90gf

fEKZ

' 8 ' 8

' 8

+

*Kiểm tra sai số tỷ số truyền:

Ta tính sai số tỷ số truyền từ ilt và itt bằng công thức:

Z

1

1

'Z

Z

2

2

'Z

Z

3

3

'Z

Z

4

4

'Z

Z

5

5

'Z

Z

8 8

52,2

1

26,1

1

5,2

1

26,1

5 Kiểm tra sai số vòng quay

Sau khi đã xác định số răng, ta tính lại số vòng quay thực tế của hộp tốc độ

ntt (n1÷ n18) trên cơ sở tỷ số truyền của các số răng đã xác định

Ta tiến hành tính lại số vòng quay thực tế:

Chọn ndc = 1440 (v/p) ⇒ i0 =750/1440 ≈ 24/46

' '

7 3

3 1

1 0 7 4 1 0

Z.Z

Z.Z

Z.n.i

20.43

17.46

24.1440

' '

7 4

4 2

2 0 7 4 2 0

Z.Z

Z.Z

Z.ni

20.40

20.46

24.1440

' '

7 4

4 3

3 0 7 4 3 0

Z.Z

Z.Z

Z.ni

20.37

23.46

24.1440

' ' 7

7 5

5 ' 1

1 0 7 5 1 0

Z.Z

Z.Z

Z.ni

31.43

17.46

24.1440

' ' 7

7 5

5 ' 2

2 0 7 5 2 0

Z.Z

Z.Z

Z.ni

31.40

20.46

24.1440

' ' 7

7 5

5 ' 3

3 0 7 5 3 0

Z.Z

Z.Z

Z.ni

31.37

23.46

24.1440

' '

7 6

6 1

1 0 7 6 1 0

Z.Z

Z.Z

Z.ni

43.43

17.46

24.1440

' '

7 6

6 2

2 0 7 6 2 0

Z.Z

Z.Z

Z.ni

43.40

20.46

24.1440

' '

7 6

6 3

3 0 7 6 3 0

Z.Z

Z.Z

Z.ni

43.37

23.46

24.1440

' '

8 4

4 1

1 0 8 4 1 0

Z.Z

Z.Z

Z.ni

20.43

17.46

24.1440

' '

8 4

4 2

2 0 8 4 2 0

Z.Z

Z.Z

Z.ni

20.40

20.46

24.1440

' '

8 4

4 3

3 0 8 4 3 0

Z.Z

Z.Z

Z.ni

20.37

23.46

24.1440

' '

8 5

5 1

1 0 8 5 1 0

Z.Z

Z.Z

Z.ni

31.43

17.46

24.1440

' '

8 5

5 2

2 0 8 5 2 0

Z.Z

Z.Z

Z.ni

31.40

20.46

24.1440

' '

8 5

5 3

3 0 8 5 3 0

Z.Z

Z.Z

Z.ni

i

i

n

⇒ 742

30

60.39

31.37

23.46

24.1440

' '

8 6

6 1

1 0 8 6 1 0

Z.Z

Z.Z

Z.ni

43.43

17.46

24.1440

' '

8 6

6 2

2 0 8 6 2 0

Z.Z

Z.Z

Z.ni

47.40

20.46

24.1440

' '

8 6

6 3

3 0 8 6 3 0

Z.Z

Z.Z

Z.ni

47.37

23.46

24.1440

Sai số vòng quay được tính theo công thức:

][

%100

n

n n n

6 Sơ đồ động hộp tốc độ

n(logn)

II THIẾT KẾ HỘP CHẠY DAO

1 Đặc điểm và yêu cầu

i) Đặc điểm

Hộp chạy dao dùng để thực hiện chuyển động chạy dao, đảm quá trình cắtđược tiến hành liên tục Vận tốc chạy dao thường chậm hơn rất nhiều so với chuyểnđộng chính Vì thế, công truyền của hộp chạy dao không đáng kể, thường chỉ bằng

5÷10 % công suất của chuyển động chính

min s

max s

Phải đảm bảo đủ công suất để thắng lực cắt dọc trục Px, truyền động êm.Trường hợp cần thiết ngoài chuyển động chạy dao chậm, cần có xích chạy daonhanh để giảm bớt thời gian phụ sau mỗi chu kỳ làm việc

2 Tổng hợp chuyển động chạy dao

Hộp chạy dao của máy công cụ có nhiều dạng khác nhau, và sự khác biệt củahộp chạy dao cũng là nhân tố đầu tiên dẫn đến sự khác nhau về kết cấu Kết cấu củahộp chạy dao khác nhau do nhiều yếu tố, trước tiên là phụ thuộc vào số cấp chạydao, phụ thuộc vào cấu tạo lượng chạy dao, phụ thuộc vào hướng chạy dao hoặc vàotính chất chuyển động hộp chạy dao

Kết cấu hộp chạy dao còn phụ thuộc vào độ chính xác yêu cầu, phụ thuộcvào mối liên hệ với chuyển động chính Từ các số liệu ban đầu theo yêu cầu thiết kếsau đây, ta tiến hành chọn kết cấu phù hợp nhất:

3 Thiết kế động học và xác định tỷ số truyền

o Phương án không gian (PAKG)

Để quá trình tính toán giống như khi thiết kế hộp tốc độ, các lượng chạy dao

s1 s2 , s3 , sn cần chuyển thành số vòng quay trục cuối hộp

s x

min d s

min s

si

n

Với is chọn theo máy chuẩn:

439,018

18.16

18.37

33.33

18.35

28.4040

⇒ nmim = 8,95

439,0.6

5,

ta dùng cơ cấu phản hồi và đặt các bánh răng lồng không trên trục (II),(III) để giảmsố trục và cồng kềnh của hộp

⇒ϕ

=

⇒ϕ

=

⇒ Lưới đồ thị vòng quay

4 Xác định số răng của các bánh răng

Sử dụng phương pháp tính chính xác khi chưa biết khoảng cánh trục

Nhóm truyền I có 3 tỷ số truyền i1,i2 và i3

32

126,1

11

1 1 1

1 3

3

g

f i

ϕ

21

1

2 2 2

2

g

f i

31

226,

3

3 3

)21(17

)(

1

1 1 min

f k

g f Z

Chọn E = 9→ Z = EK = 6.9 =54

Tính số răng của bánh chủ động và bánh bị động tương ứng:

183

54.1

1 1

f K E Z

36'

1 =

⇒Z

2021

1

60fg

f.K.EZ

2 2

2

+

=+

=27'

54.2

3 3

f K E Z

18'

3 =

⇒Z

Nhóm truyền II: có 3 tỷ số truyền, i4 , i5 , i6

Có 1 bánh răng dùng chung đó là Z3 ' =18=Z4 kết hợp với tỉ số truyền đã biết :

4024

,2

11

' 4 5

, 3 ' 4

Nhóm truyền III: có 2 tỷ số truyền i7 và i8

Với khoảng cách trục đã biết

24,2

11

' 7 7

' 7 7 ' 7 7 5

, 3 ' 7

Z

Z

ϕ

o Kiểm tra sai số tỷ số truyền:

Ta tính sai số tỷ số truyền từ ilt và itt bằng công thức:

∆i 100% [ i]

lt

tt lt

i

i i

Z

1

1

'Z

Z

2

2

'Z

Z

3

3

'Z

Z

4

4

'Z

Z

5

5

'Z

Z

8 8

1

78,1

1

41,1

1

24,2

1

56,31

1

76,1

1

42,1

1

22,2

1

46,31

o Kiểm tra sai số lượng chạy daoSau khi đã xác định số răng, ta tính lại lượng chạy dao thực tế của hộp chạydao trên cơ sở tỷ số truyền của các số răng đã xác định

Ta tiến hành tính lại số vòng quay thực tế:

Ta có : nomin =

8 7 4 1

ϕ = 8,95.1,2615,5 = 321,78 (v/p)

nomax =

6 3

6,4431

5 , 1 5

, 1

3

=

=ϕ

Chọn no = 321,78 (v/p)

Chọn ndc = 1440 (v/p) ⇒ i0 =321,78/1440 ≈ 6524

4426

⇒ Vòng quay thực tế của hộp chạy dao (v/p):

n1 =1440

65

24.44

36

18 40

18

40

18.45

13 = 9,1

n2 =1440

65

24.44

36

18 37

21

40

18.45

13 = 11,5

n3 =1440

65

24.44

36

18 34

24

40

18.45

13 = 14,4

n4 =1440

65

24.44

13 = 18,3

n5 =1440

65

24.44

13 = 23,0

n6 =1440

65

24.44

13 = 28,8

n7 =1440

65

24.44

13 = 36,1

n8 =1440

65

24.44

13 = 46,3

n9 =1440

65

24.44

13 = 57,7

n10 =1440

65

24.44

36

1840

18 = 70,6

n11 =1440

65

24.44

36

1837

21 = 89,1

n12 =1440

65

24.44

36

1834

24 = 111,0

n13 =1440

65

24.44

27

2740

18 = 141

n14 =1440

65

24.44

27

2737

21 = 178,3

n15 =1440.

65

24.44

27

2734

24 = 222,0

n16 =1440

65

24.44

18

3640

18 = 282,8

n17 =1440

65

24.44

18

3637

21 = 356,6

n18 =1440

65

24.44

18

3634

24 = 443,6Sai số lượng chạy được tính theo công thức:

][

%100

n

n n n

Sơ đồ động hộp tốc độ :

PHẦN III

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI

TIẾT MÁY

CƠ ĐIỆN - LẬP BẢNG TÍNH

1 Chọn chế độ tải

Xác định chế độ làm việc giới hạn:

Chế độ làm việc của máy bao gồm: Chế độ cắt gọt, bôi trơn, làm lạnh, antoàn Trong phần này ta xác định chế độ cắt gọt của máy để tính toán động lực học

Ta xác định chế độ làm việc giới hạn của máy làm cơ sở tính toán theo chế độ cắtthử máy 6H82 của nhà máy chế tạo máy công cụ số 1 Hà Nội

Dao thép gió có D = 110mm, z = 8

Phôi : Thép 45 có HB = 195

Chế độ gia công:

n = 47,5 (v/ph); B = 100mm; t = 10mm;

s = 118 (mm/ph); MX = 200 (Nm)

Chạy dao nhanh với n = 870 (v/ph), kiểm tra sự trượt với n = 20(v/ph)

2 Công suất động cơ hộp tốc độ

Xác định công suất động cơ điện cần phải đạt mức chính xác nhất định Hiệnnay việc tính toán chính xác động cơ điện là một vấn đề khó khăn vì khó xác địnhđược điều kiện làm việc và hiệu suất máy, điều kiện chế tạo công suất động cơ.Hiện nay có hai cách thường dùng để xác định động cơ điện:

- Xác định công suất động cơ điện theo hiệu suất tổng

- Tính chính xác sau khi đã chế tạo xong máy, bằng thực nghiệm có thể xácđịnh được công suất động cơ, các số vòng quay và chế độ cắt gọt khác nhau, rồithực phương pháp so sánh

a) Xác định công suất động cơ truyền dẫn chính

Lực tác dụng khi gia công được xác định:

k y

tS.Z.B.C

Ta có công thức kinh ngiệm để tính lực cắt trung bình (Bảng II,1/IV - 90).Với các hệ số lấy từ chế độ thử mạnh.

PZ = (0,5 ÷ 0,6) P0

PS = (1 ÷ 1,2) P0

Pa = ± 0,2 P0

Px = 0,3 P0.tgβ3.Với máy phay có P0 =0 → Pmax

β : là góc nghiêng răng của dao,

Z : số răng SZ (mm/răng),

D : đường kính dao phay B : chiều rộng phay

B = 50 (mm) , v = 235 (m/ph) , n = 750 (v/p) , t = 3 (mm)

Dao phay P18 có D = 100 (mm) , Z = 4, chi tiết gang HRB = 195

Các hệ số cắt tra (Bảng II,1/IV - 90)

C = 682 ; y = 0,72 ; k = 0,86 ,

→ P0 = 682.50.4 0,72

4750

235.130081

.9.102.60

1,5

Chọn động cơ có N = 7 KW tốc độ n = 1440 (v/ph)

b) Lập bảng tính động học hộp tốc độ

Số vòng quay được tính từ nđc = 1440 (v/ph)

Tốc độ vòng quay tính toán 4

min

max min

n.n

Công suất tiêu hao trên trục:

Ntr = Nđc ηi.Với :

Nđc = 7(KW)

ηi là hiệu suất từ động cơ đến trục đang xét

ηô = 0,995 : hiệu suất của một cặp ổ lăn

ηbr = 0,97 : hiệu suất của một cặp bánh răng

ηlh = 1 : hiệu suất của ly hợp

Mô men xoắn trên các trục tính theo công thức:

N.C

1440.1440

N1 = Nâc.ηlh.ηä.ηbr = 7.1.0,955.0,97 = 6,75(KW),

447661440

75,6.10.55,9

2,21440

75,6

=C

o Truûc II :750

5,6.10.55,

5,6

=C

o Truûc III :297

43

17

min =n II =

46737

23

max =n II =

333297

467

26,6.10.55,

26,6

=C

o Trục IV :119

50

20

min

74427

43

max

188119

744

01,6.10.55,

01,6

=C

o Trục V :7

,29

min =

n (v/ph),1448

max =

n (v/ph),

5,787,29

1448.7,

,78

76,5.10.55,

76,5

3 Công suất động cơ hộp chạy dao.

Ta có hai phương pháp để tính công suất động cơ hộp chạy dao:

- Tính theo tỷ lệ với công suất động cơ chính ( sử dụng đối với các máy dùngchung động cơ)

Nđcs = K.Nđcv

- Tính theo lực chạy dao Q

81910

612 4 ,

v.QN

cd s đcs = η (KW) (II,24 /IV - 94)

Vì hộp chạy dao có động cơ riêng, nên ta dùng phương pháp 2.

c) Xác định lực chạy dao theo công thức kinh nghiệm:

Tra bảng chế độ cắt nhanh

B = 100 (mm) , v = 13,5 (m/ph) , t = 12 (mm)

S = 118 mm/ph 0,3

Z.n

Từ đây ta có công suất động cơ chạy dao:

81910

612 4 ,

v.QN

cd

s

118.40404

Chọn động cơ có N = 1,7 KW tốc độ n = 1440 (v/ph)

d) Lập bảng tính động học hộp chạy dao

Số vòng quay được tính từ nđc = 1440 (v/ph)

Tốc độ vòng quay tính toán 4

min

max min

n.n

Công suất tiêu hao trên trục:

Ntr = Nđc ηi.Với ηi là hiệu suất từ động cơ đến trục đang xét

ηô = 0,995 : hiệu suất của một cặp ổ lăn

ηbr = 0,97 : hiệu suất của một cặp bánh răng

ηlh = 1 : hiệu suất của ly hợp.

Mô men xoắn trên các trục tính theo công thức:

tr

N.C

1440.1440

nt = 4 = (v/ph),

Ntr = Nđc.ηlh.ηô = 1,65 (KW),

109431440

1,65.10.55,

65,1

54,1.10.55,

54,1

=C

o Trục III :314

65

24

44,1.10.55,

44,1

=C

o Trục IV :157

36

18314

62816

36.314

220157

628

35,1.10.55,

35,1

=C

o Trục V :71

40

18.157

44434

24.628

11271

444

19,1.10.55,

19,1

=C

Từ đó, ta lập bảng động học hộp chạy dao:

Trục nmin(v/p) nt(v/p) Ntrục (Kw) Mxtính(Nmm) dsb(cm) dchọn(mm)

II TÍNH TOÁN MỘT SỐ BỘ TRUYỀN ĐỘNG

1 Tính toán ly hợp chốt an toàn dẫn động từ động cơ chính đến trục I của hộp tốc độ

a) Định nghĩa và hoạt động của ly hợp

Ly hơp hợp an toàn dùng để ngăn ngừa quá tải, bảo vệ không cho máy hoặc

cơ cấu làm việc với tải trọng quá mức cho phép

Trong quá trình tính toán ly hợp, để cho máy khỏi dừng một cách ngẫu nhiên,

ta thường lấy mô men tính:

Mt = (1,15 ÷ 1,25) Mmax.

Mmax là mô men xoắn giới hạn

Hoạt động : mô men xoắn truyền từ nữa ly hợp này sang nữa ly hợp kia (hoặcngược lại) Khi quá tải chốt bị cắt đứt, hai nữa ly hợp không được nối với nhau nữa.Phía ngoài chốt là các bạc làm bằng thép tôi có độ rắn cao để che chở cholỗ ly hợpkhỏi bị chốt tỳ dập Khi thiết kế, số chốt thường lấy từ 1 ÷ 2 chốt

b) Tính toán thiết kế ly hợp chốt an toàn

o Chọn vật liệu làm chốt:

Vật liệu chốt là thép 45 tôi, có giới hạn bền cắt τc = 420 N/mm2;

Vật liệu làm bạc : thép 40X;

Chọn số chốt Z = 1 chốt

o Tính Mt và lực cắt P tác dụng lên chốt

n

N ,)

,,(

1440

7.10.55,9.2,

278540

.1

55708.2

.2

M

o Định kích thước chủ yếu của ly hợp

Với công suất động cơ 7 KW, tốc độ vòng quay trong 1 phút là 1440 (v/ph),đường kính trục tại chổ lắp ly hợp là d = 25 (mm)

Đường kính ngoài của ly hợp:

Chiều dài của ly hợp:

τπ

55708

=π

c

Theo trị số lực cắt P0 và đường kính chốt dc , tra bảng (9-14/V - 241) định cáckích thước chủ yếu của của ly hợp :

b = 18 , A = 30 , B = 25 (mm)

2 Thiết kế trục chính và ổ trong hộp tốc độ

a) Yêu cầu đối với trục chính

- Đảm bảo độ cứng vững

- Độ chịu mòn cao

- Độ rung động thấp

b) Vật liệu và chế độ nhiệt luyện

Dùng thép 45 tôi có:

δbk = 750 N/mm2

δbc = 450 N/mm2

HB = 240

Trục quay trong ổ lăn

c) Điều kiện kỹ thuật

- Sai số cho phép về hình dáng, kích thước, dung sai,

- Độ nhẵn, độ cứng của trục

- Độ cân bằng cho phép của cổ trục

d) Tính trục chính

Sơ đồ tính toán trục chính:

Các ổ B, C là các ổ côn đở chặn, A là ổ bi đở một dãy, trục gá dao nối vớitrục chính nhờ côn móc K Trước khi tính trục ta xác định sơ bộ khoảng cách giữacác ổ và các thành phần lực:

Các lực tác dụng lên trục:

- Lực tác dụng trong truyền động bánh răng:

N48664

.72

700739

2d

M2P

Pv

B

PrvE

Pd

Pc F

Prd

o Tính trục trong mặt phẳng thẳng đứng:

Sơ đồ trục:

Tách trục gá dao tại K ta có hệ siêu tỉnh bậc 1:

Tách gối D và thay vào đó lực đơn vị X1 = 1:

Biểu đồ Mu do X1 = 1 gây ra :

Biểu đồ Mu do ngoại lực gây ra :

Ta có phương trình :

)300x(P2

dP

12452300

P 2

dP

x

rd

dao d

=+

=+

=

Để xác địn X1 ta dùng phương pháp nhân biểu đồ Veresaghin ta co phươngtrình chính tắc :

0X

E3

1KD3

2.KD2

1J

J

E

10.69,

2J

E

10.8,

5J

E

10.75,2

3003

5,67

22

373545

5,67.J

E

13003

5,67

22

3984655

5,282.J

E

1

11 9

⇔ 2940(N)

10.5,91

10.69,2

X1 = 116 =

⇒ Ta sẽ tìm được các thành phần phản lực tại K

Ta có:

0M650.X350.P2

90.P

Biểu đồ moment ngoại lực:

Biểu đồ moment tựa:

−

=+

++

2

2 2 1

1 1 2

2 1 2 1 1

al

a6MlM)ll.(

2l

MTrong đó:

PrvC

E Rx

R y

Mx

M2C A

E

M 1 B Prv

18100067500

3

2.50.675002

150160.3

1160.67500.2

1l

⇒ Ta có :

2

2 2 2

2 1 2

(2

l

a M

l M l

).(

2

7702060

21010

.2925.6

2 1

3 1

l l

210245.(

2

10

mm N

−

=+

−

=

Dấu (-) chỉ M1 ngược chiều với chiều đã chọn trên hình vẻ

Biểu đồ lực cắt:

Biểu đồ Mu toàn dầm:

Phản lực tại các gối:

Để vẻ được Mu toàn dầm ta vẻ Mu và lực cắt từng dầm đơn do tải trọng và cácmoment liên kết tạo nên sau đó ghép lại

o Tính trục trong mặt phẳng nằm ngang

Sơ đồ trục:

Tương tự như khi tính toán trục trong mặt phẳng thẳng đứng ta tính trục gá daotại K ta có hệ siêu tỉnh bậc 1:

Tách gối D và thay vào đó lực đơn vị X2 = 1

Biểu đồ Mu do X2 = 1 gây ra :

Ry

PrvB

A

KE

C3081

A

Pv

PzF

Pz

DK

Pz650

Biểu đồ Mu do ngoại lực gây ra :

Để xác địn X2 ta dùng phương pháp nhân biểu đồ Veresaghin ta có phươngtrình chính tắc :

0X

E3

1KD3

2.KD2

1J

11 P

J.E

16

5.7263200

350.2

1.J.E

10.9,6

X1 = 116 =

⇒ Ta sẽ tìm được các thành phần phản lực tại K

Ta có:

0KD.XKF.PM

Biểu đồ moment ngoại lực:

Biểu đồ moment tựa:

++

2

2 2 1

1 1 2

2 1 2 1 1

al

a6MlM)ll.(

2l

MTrong đó:

C

mm N 37468903

210 : 50 3

2 50 864667 2

1 50 160 3

1 864667

160 2

1 l

a 2

2 2

⇒ Ta có :

)mm.N(648263)

210245.(

2

1738600

21037468903

6M

l

a.6MlM)ll(

2

1

2

2 2 2

2 1 2 1

−

=+

+

Biểu đồ lực cắt:

Biểu đồ Mu toàn dầm:

Phản lực tại các gối:

BẢNG LỰC VÀ MOMENT TRÊN TRỤC CHÍNH

- Tại B:

)mm.N(673057648263

181000M

MM

uz

2 uy u

Đường kính trục tại B :

]).[

1.(

1,0

Md

δβ

β : d0 là đường kính lỗ rỗng trong trục, chọn β=0,5

δ : công suất cho phép:

Tra bảng 72/V - 19 ta có :[δ]= 75 N.mm2

B

A

EC

K