đồ án tốt nghiệp máy tiện ren vít cỡ trung

Xích cắt ren nối từ trục chính VI→VII qua bộ bánh răng thay thế → IX vào hộp chạy dao,đến trục vít me có tx = 12mm lượng di động tính toán ở hai đầu xích là 1 vòng quay của trục chính là

Chương I: PHÂN TÍCH MÁY CHUẨN

Máy chuẩn là máy tiện ren vít vặn năng cở trung T620 là 1 trong những loại máy tiện ren được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay Tính vạn năng của máy được mở rộng bởi phạm vi rộng rãi của tốc độ và lượng chạy dao Máy T620rất thích hợp với các xưởng cơ khí sản xuất đơn chiếc và hàng loạt, xưởng sửa chữa, xưởng dụng cụ và xưởng dụng cụ

Công dụng của loại máy này dùng để tiện các ren và tiện trơn.Máy có thể tận dụng khả năng cắt gọn của dao và các loại dụng cụ cắt có gắn hợh kim cứng Máy T620 còn rất thích hợp với các xưởng cơ khí sản xuất đơn chiếc, hàng loạt, xưởng sửa chữa, xưởng dụng cụ và xưởng thí nghiệm

* Một số đặc tính kỹ thuật của máy T620

- Đường kính lớn nhất của vật gia công

+Trên sống trượt là 400(mm)

+Trên bàn giao ngang là 200(mm)

- Chiều cao tâm máy, h =200(mm)

- Khoảng cách lớn nhất giữa 2 mũi tâm 1400(mm)

- Lượng chạy dao

+chạy dao dọc: sd = 0,07 ÷ 416(mm/vòng)

+Chạy dao ngang: sn= 0,035 ÷ 208 (mm/vòng)

-Lực chạy dao hướng trục lớn nhất cho phép của cơ cấu chạy dao

px= 360(kg), pv= 550(kg)

- Bước ren gia công được trên máy

+Ren Quốc tế: ( 1 ÷ 192) (mm)

+RenAnh : n = 24 ÷ 2 đỉnh ren/tấc Anh

+ Ren Pids: pd = 96 ÷ 1 môđun/tấc Anh

I Phân tích động học của máy tiện T620

1 Xích tốc độ

VIIIIII

I

IVVb

d

ca

Hình I.1: Sơ đồ truyền độnga: Đường truyền quay thuận

b: Đường truyền quay nghịch

c: Đường truyền tốc độ cao

d: Đường truyền tốc độ thấp

-Phương trình xích động tổng hợp biểu thị mọi khả năng biến đổi tốc độ của trục chính

142 254

1450 0,985 I

51 39

56 34 50 24

II

29 47

38 38 III

1/1 1/4 1/16

27 54

65 43

VI

3836Hình I.2: Sơ đồ phương trìmh xích tốc độ máy T620Theo phương trình ta tính được số tốc độ của trụ chính như sau:

Số tốc độ theo đường truyền tốc độ thấp theo tính toàn là: 2 x3 x 2 x 2 = 24 Nhưng thực tế đường truyền này chỉ có 18 cấp tốc độ vì 2 khối bánh răng 88-

45 và 22- 45 trên trục IV và 2 bánh răng Z = 22, Z = 45 trên trục VI và hai bánh răng Z = 88, Z = 45 trên trục V tạo thành bốn tỷ số truyền từ trục III đến trục V

45 =

Như vậy i3 = i2 =1/4 nên tỷ số truyền được tính lại 2x3x3 = 18 tốc độ từ n1

→ n18

Khi gạt khối bánh răng 45-52 sang trái ta có trục chính có: 2x3 = 6 Tốc độ quay thuận tư ìn19 đến n24.Như vậy đường truyền thuận trục chính có 24 tốc độ khác nhau 18 + 6 = 24 Khi thiết kế người ta cố ý cho n18 = n19 nên trong thực tế máy T620 chỉ có 23 tốc độ

Trục chính quay được nhờ khối bánh răng 24-36 đảo chiều và ly hợp M1 đóng sang phải

Số tốc độ của trục chính theo đường truyền ngược là 3x3+3 = 12

2 Xích chạy dao cắt ren

Máy tiện T620 có thể cắt được các loại ren: tiêu chuẩn, Quốc tế, Anh, modun, ren Pids, ren khuyếch đại, ren chính xác và ren mặt đầu

Xích cắt ren nối từ trục chính VI→VII qua bộ bánh răng thay thế → IX vào hộp chạy dao,đến trục vít me có tx = 12(mm) lượng di động tính toán ở hai đầu xích là 1 vòng quay của trục chính làm bàn dao tịnh tiến được 1 khoảng bằng bước ren yêu cầu gia công

Các bánh răng thay thế giữa trục VIII và IX được dùng khi gia công các loại ren khác nhau

+ Ren Anh và ren Quốc tế dùng cặp 42/50

+ Ren môdun và ren Pids dùng cặp 64/97

Để tạo được nhiều ren khác nhau , trong cùng 1 loại ren, hộp chaỵ dao của máy T620 dùng cơ cấu nooctông Khối bánh răng hình tháp có 7 bánh răng có số bánh răng là Z=26, 28, 32, 36, 40, 44, 48 Để tạo ra 7 tỷ số truyền

Từ trục IX đến trục XII có 2 đường truyền động khác nhau

+ Trong đường truyền thứ nhất, cơ cấu nooctông chủ động Chuyển động được truyền từ trục IX qua ly hợp M2→ XI→ khối bánh răng hình tháp Zn → bộ bánh răng 36-25-28→ ly hợp M4

+ Trong đường truyền thứ hai cơ câu nooctông giữ vai trò bị động Chuyển động được truyền tư trục IX qua bộ bánh răng 35-37, 37-35→ X → bộ 28-25-36 →

bánh răng hình tháp Zn→ XI → bộ 35-28-28-35→ XII

+Để tạo được bước lớn hơn hoặc bé hơn các bước ren cơ sở đã chọn, hộp chạy dao có 2 khối bánh răng di trượt giữa ba trục XII, XIII, XIV Chúng tạo được 4 tỷ số truyến.

i1 = 1

28

35.35

135

28.28

35 =

=

đc

i

Từ trục chính truyền xuống hộp chạy dao còn có 2 tỷ số truyền thuận i = 1 và

I = 1/2 dùng để cắt ren tiêu chuẩn và ren không tiêu chuẩn

* Sơ đồ kết cấu động học xích cắt ren

Trong đo ï icđ: tỷ số truyền cố định

ith :tỷ số truyền thay thế

i :tỷ số truyền cơ sở

igb:tỷ số truyền gấp bội

tx: bước ren vit me

tp:bước ren cần gia công+ Cắt ren Quốc tế (dùng cặp bánh răng thay thế 5042 và đường truyền thứ nhất)

Phương trình cắt ren Quốc tế là:

1 vòng(VI)

60

60(VII)

42

42(VIII)

50

42(IX)60

n

Z

.28

25(X)(XII).igb.(XIV).12 = tp

⇔ k1.Zn.igb = tb (k1:hệ số rút gọn của phương trình)

+ Cắt ren môdun.(dùng cặp bánh răng thay thế 9764 và đường truyền thứ nhất)Phương trình cắt ren môdun là:

1 vòng (VI).6060(VII)4242(VIII)9764 (IX)

36

n

Z

.2825(X)(XII) Igb.12 = m

⇔ k2.Zn.igb = m (k2:hệ số rút gọn của phương trình)

⇒ Bước của ren Quốc tế và ren môdun tỷ lệ thuận với số răng Zn của các bánh răng của khối bánh răng hình tháp và Igb

+ Cắt ren Anh (Dùng cặp bánh răng thay thế 5042 và đường truyền thứ 2 )Phương trình cắt ren Anh là:

1vòng(VI).6060(VII)4242(VIII)5042(IX)3735 3537 (X)2528

n

Z

36(XI) 352828

= n (k3: hệ số rút gọn của PT)

+ Cắt ren Pids: (Dùng cặp bánh răng thay thế 9764 và đường truyền thứ 2)Phương trình cắt ren pit:

1vòng(VI)

60

60

(VII)42

42(VIII)97

64(IX)37

35.35

37(X)25

28

n

Z

36(XI)

35

28.28

ith n tp

⇒ bước của ren hệ Anh và ren Pids tỷ lệ thuận với số răng Zn của các bánh răng của khối bánh răng hình tháp và tỷ lệ nghịch với igb

a Đường truyền xích cắt ren khuếch đại

Cơ cấu xích cắt ren khuyếch đại giống xích cắt ren tiêu chuẩn chỉ thêm cơ cấu khuếch đại đặt trong xích tốc độ Xích khuếch đại sẽ khuếch đại bước của bốn loại ren tiêu chuẩn lên 2, 8 và 32 lần

Đường truyền xích cắt ren khuếch đại nối từ trục chính (VI) của các trục V, IV, III, VII, VIII, IX qua hộp chạy dao đến vít me của máy

* Phương trình xích cắt ren khuếch đại

1vòng(VI)2652(V)

8845

45(IV)8845

45 (III)4545(VII) icđ.ith ics.igb tx = tp

Hình I.4 Sơ đồ đường truyền xích cắt ren khuếch đại

b Đường truyền xích cắt ren chính xác

Cao Văn Phong: Lớp 98C1C Trang6

Hình I.5: Sơ đồ đường truyền xích cắt ren chính xácYêu cầu của xích cắt ren chính xác là xích động phải ngắn nhất vì vậy đường truyền động sẽ từ trục chính (VI) qua các trục VII, VIII, IX trực tiếp truyền qua trục

XI, XIV đến vít me mà không qua cơ cấu nooctông và cơ cấu gấp bội

Để cắt các bước ren chính xscs phải tính tỷ số truyền thay thế để chọn các bánh răng thay thế có số răng thích hợp

c Đường truyền xích cắt ren mặt đầu

-Ren mặt đầu thường được sử dụng ở dạng đường xoắn Acsimet khi gia công dao có chuyển động hướng kinhnên không sử dụng vít me dọc của máy

-Đường truyền động của xích cắt ren mặt đầu được nối từ trục chính (VI) qua các đường ren như trên đến trục XIV qua cặp bánh răng

56

28(không qua ly hộp siêu việt) từ trục trơn XVI vào hộp xe dao đến trục vít me chạy dao ngang XXIII có

tx = 5 (mm)

3 Xích chạy dao tiện trơn

Khi tiện trơn người ta có thể tiện mặt trụ, khỏa mặt đầu, cắt đứt v.v do đó có thể chuyện động tiện trơn chạy dao dọc và chuyển động tiện trơn chạy dao ngang.Xích tiện trơn nối từ trục chính (VI) đến trục XIV giống xích cắt ren đến trục XIV, chuyển động được truyền qua cặp bánh răng 5628 qua trục trơn XVI các cặp bánh răng .2820

20

27

trục XVIII, trục vít - bánh vít 4 - 20 đến trục XIX Tác động đường truyền động được tách làm hai: Một đường truyền động chạy dao ngang, một đường truyền động chạy dao dọc

a Chạy dao dọc

Chạy dao dọc thuận: Từ trục XIX chuyển động được truyền qua cặp bánh răng

37

40

đến ly hợp M7 đến trục XX, qua cặp bánh răng 1466 đến trục XXI và qua bánh răng Z = 10 thanh răng m = 3 làm xe dao chuyển động dọc hướng vào mâm cặp

b Chạy dao ngang

Để có chuyển động chạy dao ngang thuận và nghịch chuyển động được truyền theo đường truyền giống như chạy dao dọc theo hai nửa bên phải hộp xe dao đến trục vítme chạy dao ngang XXIII

4 Chạy dao nhanh

Máy có động cơ điện N = 1KW, n = 1410 (v/ph) trực tiếp làm quay nhanh trục trơn để làm cho bàn dao thực hiện chạy nhanh

Chương II: THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC TOÀN MÁY

I THIẾT KẾ HỘP TỐC ĐỘ

1 Tính số truyền tối thiểu

Ta có chuỗi số vòng quay từ nmin→ nmax với nmin = 12,5(vòng/ph);

imin gh : Tỷ số truyền giới hạn của hộp ( Imin cho phép của nhóm là 14 đối với các loại máy công cụ)

x : Số nhóm truyền tối thiểu trong hộp tốc độ

2000 =

5,12

200022

=

3 Xác định phương án không gian của máy:

Chọn bố cục của máy: Ta bố trí hộp tốc độ chung với hộp trục chính Việc bố trí này có những ưu, nhược điểm sau:

* Ưu điểm

- Hộp có kết cấu gọn

- Hệ thống điều khiển tập trung

- Giá thành máy hạ

* Nhược điểm:

-Biến dạng nhiệt và rung động ảnh hưởng đến độ chính xác gia công

-Khó bố trí cơ cấu truyền động chính trong hộp

Dựa vào máy chuẩn T620, máy thiết kế có Z = 23 tốc độ, nhưng để phân tích được ta lấy Z = 24

Z = 24 = 12x2 = 8x3 = 4x2x3 = 3x2x4 = 2x3x 4

= 4 x 3 x 2 = 2x4x3 = 6x2x2 = 2x6x2

= 2x2x6 = 2x2x2x3 = 2x2x3x2

= 2x3x2x2 = 3x2x2x2Dựa điều kiện số nhóm truyền tối thiểu bằng 4 nên ta chỉ xét và so sánh các phương án sau:

2 x 2 x 2 x 3, 2 x 2 x 3 x 2, 2 x 3 x 2 x 2, 3 x 2 x 2 x 2

Để chọn ra được phương án không gian tốt nhất thì ta phải so sánh các phương án không gian sơ bộ trên với các yêu cầu sau:

-Số bánh răng có trong hộp là ít nhất

Sz = 2 (p1+ p2 + pn) với:p - Số tỷ số truyền trong 1 nhóm

f: Chiều rộng của khe hở

- Kết cấu trục ra của hộp (trục chính) đơn giản nhất hay trên trục chính có ít cơ cấu nhất

* So sánh các phương án không gian

* Ta lập bảng so sánh các phương án thứ tự

-Những yếu tố so sánh ghi trong bảng tùy theo phương án sẽ có kết quả khác nhau Kết quả này chỉ ước tính để so sánh ban đầu

+ Trên trục đầu thường gắn thêm ly hợp ma sát hoặc cơ cấu điều khiển cho nên số bánh răng của trục đầu thường nhỏ.Từ đó ta loại phương án 3 x 2 x 2 x 2 Do đó

ta chọn phương án không gian 2 x 3 x 2 x 2 là thích hợp nhất

4 Phương án thứ tự (PATT)

Với phương án không gian 2 x 3 x 2 x 2 ta có số PATT là 4! = 24.

Ta có bảng so sánh các PATT:

PAKG 2 x 3 x 2 x 2 2 x 3 x 2 x 2 2 x 3 x 2 x 2 2 x 3 x 2 x 2PATT I II III IV I II IV III I III II IV I III IV II

X 1 2 6 12 1 2 12 6 1 4 2 12 1 4 12 2

Xmax 12 12 12 12

ϕXmax(p-1) 1,2612 = 16>8 1,2612 = 16>8 1,2612 = 16>8 1,2612 = 16 >8

PAKG 2 x 3 x 2 x 2 2 x 3 x 2 x 2 2 x 3 x 2 x 2 2 x 3 x 2 x 2PATT I IV II III I IV II III II I III IV II I IV III

X 1 8 2 4 1 8 2 4 3 1 6 12 1 2 6 12

Xmax 8 8 12 12

ϕXmax(p-1) 1,2616=40,3>8 1,2616=40,3>8 1,2612 = 16>8 1,2612 = 16>8

PAKG 2 x 3 x 2 x 2 2 x 3 x 2 x 2 2 x 3 x 2 x 2 2 x 3 x 2 x 2PATT II III I IV II III IV I II IV I III II IV III I

X 2 4 1 12 2 4 12 1 2 8 1 4 2 8 4 1

Xmax 12 12 8 8

ϕXmax(p-1) 1,2612 = 16>8 1,2612 = 16>8 1,2616=40,3>8 1,2616=40,3>8

PAKG 2 x 3 x 2 x 2 2 x 3 x 2 x 2 2 x 3 x 2 x 2 2 x 3 x 2 x 2PATT III I II IV III I IV II III II I IV I II III IV

X 2 4 1 12 6 1 12 3 6 2 1 12 6 2 12 1

Xmax 12 12 12 12

ϕXmax(p-1) 1,2612 = 16>8 1,2612 = 16>8 1,2612 = 16>8 1,2612 = 16>8

PAKG 2 x 3 x 2 x 2 2 x 3 x 2 x 2 2 x 3 x 2 x 2 2 x 3 x 2 x 2PATT III IV I II III IV II I IV I II III IV I III II

X 4 8 1 2 4 8 2 1 12 1 3 6 12 1 6 3

ϕXmax(p-1) 1,2616=40,3>8 1,2616=40,3>8 1,2612 = 16>8 1,2612 = 16>8

PAKG 2 x 3 x 2 x 2 2 x 3 x 2 x 2 2 x 3 x 2 x 2 2 x 3 x 2 x 2PATT IV II III I IV II I III IV III II I IV III I II

Để đảm bảo điều kiện Rp max≤ 8 thì lượng mở ở nhóm cuối ta phải giảm xuống từ 12 còn 6, lúc đó sẽ làm trùng 6 tốc độ (tức là bị mất đi 6 cấp tốc độ)

-Để đảm bảo trục chính có 24 cấp tốc độ ta cần phải tạo ra một đường truyền phụ để bù lại 6 cấp tốc độ đã mất đường truyền này chính là đường truyền nhanh Phương án không gian của đường truyền phụ này là 2 x 3 x 1

-Tóm lại hộp tốc độ có hai đường truyền

Đường truyền chậm:PAKG: 2 x 3 x 2 x2

PATT: I II III IV

X : 1 2 6 6Đường truyền nhanh: PAKG: 2 3 1

PATT: I II III

X : 1 2 6a) Lưới kết cấu

- Lưới kết cấu là loại sơ đồ biểu thị mối quan hệ về kết cấu của các nhóm

truyền động trong hộp tốc độ.Từ đó ta có thể thấy được số nhóm truyền động và mối quan hệ giữa các nhóm truyền

Đặc điểm của lưới kết cấu

- Các đường nằm ngang biểu thị cho các trục hộp tốc độ

- Khoảng cách giữa 2 đường thẳng đứng kề nhau là lgϕ

- Các điểm giao nhau giữa các đường nằm ngang và đường thẳng đứng biểu diễn số vòng quay của trục

- Các đoạn thẳng nối các điểm giao nhau trên 2 đường nằm ngang khác nhau biểu diễn tỷ số truyền

-Lưới kết cấu vẽ đối xứng

Hình II.1: Lưới kết cấu của PATT: I II III IV

b Lưới đồ thị vòng quay

Dựa vào máy chuẩn T620 ta dùng động cơ điện xoay chiều 3 pha không đồng bộ có nđc = 1450 (vòng/phút) để truyền chuyển động quay từ động cơ đến trục I, ta dùng bộ truyền đai có hiệu suất η = 0,985

Ta có: no = nđc.io

Chọn no = n19 = 800 (vòng/phút)

Với công bội ϕ = 12,5; 16; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 110; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000

Để xác định lưới đồ thị vòng quay càn chọn tỷ số truyền của các trục trung gian nằm trong giới hạn 2

4

1 ≤i≤

Chọn tỷ số truyền theo một số nguyên tắc sau:

- Để hộp nhỏ gọn ta chọn i ≈ 1

- Các i < 1 chọn càng sớm về sau

- Các i > 1 chọn càng sớm về trước

- Giữa các nhóm truyền này sang nhóm truyền khác nên chọn i thay đổi một cách đều đặn để cho kết cấu gọn

- Trong nhóm truyền ta tùy ý chọn một tỷ số truyền nào đó, các tỷ số truyền còn lại suy ra từ PT sau đó kiểm tra lại điều kiện 2

4

1 ≤i≤

∗ Đường truyền nối từ I -II -III -IV-V-VI

Ở nhóm truyền thứ nhất ta chọn:

11

11

11

11

11

3

ϕ

*Đường truyền tắt I-II-III-VI

-Các nhóm truyền từ I-II-III ta chọn như trên Nhóm truyền III-VI ta chọn

i11=ϕ2 = 1,262 = 1,58

Như vậy tất cả các tỷ số truyền đều thỏa mãn 2

HìnhII.2: Lưới đồ thị vòng quay

II Tính các số răng của các bánh răng trong các nhóm truyền

a Xét nhóm truyền thứ nhất

Có 2 tỷ số truyền i1 = ϕ = 1,26; i2 = ϕ2 = 1,58

)711(17

)gf2

2 2

x g

K Z

Chọn E =3 ⇒∑Z =K.E = 18 3 =54

E =4 ⇒∑Z =K.E = 18 4 =72

E =5 ⇒∑Z =K.E = 18 5 =90Thường ∑Z = (80 ÷ 120) nên chọn E = 5 ⇒∑Z = 90

9

5.90gf

+

f

9

4.90g

K = 22 32 3 = 108-Vì i3 < i4 < i5 ≤ 1 Do vậy ta tính E theo Echủ min và tính cho tia i3:

31.108

108.17

)(

3

3 3

f K

g f Z

Z4 = 108 42

18

7

4 4

4 4

c Xét nhóm truyền thứ 3

Nhóm truyền này có 2 tỷ số truyền

5.17

)(

6

6 6

f K

g f Z

6 6

f f

5

4

6 6

f g

Z7 = Z’7 = 110 55

2

d Nhóm truyền thứ 4 (IV-V)

Nhóm này có 2 tỷ số truyền và hoàn toàn giống nhóm truyền 3

⇒ Z8 = 22, Z’8 = 88, Z9 = Z’9 = 55

e.Nhóm truyền thứ 5(V-VI)

Nhóm truyền này có 1 tỷ số truyền

i10 = 13 = (1,261 )3 = 12

ϕ ⇒ f10 = 1, g10 = 2

⇒ f10 +g10 = 3

→ K = 3

Emin chủ = 17

1.3

3.17

)(

10

10 10

f K

g f Z

10 10

f f

3

2

10 10

f g

f Nhóm truyền đường tắt (IV-VI)

Nhóm này có 1 tỷ số truyền

8.17

)(

11

11 11

K g

g f Z

Chọn E = 6 →∑Z = 6.18 = 108

18

11

11 11

f f

11

7

11 11

f g

3.Kiểm tra sai số

Sai số số vòng quay ∇n= [ ]n

tc

th tc

n

n n

∇

≤

−

0+ Sai số số vòng quay cho phép [sn]

[sn] =±10(ϕ−1)%=±10(1,26 -1)% =±2,6%

+ Ta đã có số vòng quay tiêu chuẩn:

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

n1 = no 12,52

52

26.88

22.77

31.40

50.800'

.'

.'

.'

10 8

8 6

6 3

3 1

Z

Z Z

Z Z

Z Z

Z Z

22.77

31.35

55.800'

.'

.'

.'

10 8

8 6

6 3

3 2

Z

Z Z

Z Z

Z Z

Z Z

22.88

22.66

42.40

50.800'

.'

.'

.'

10 8

8 6

6 4

4 1

Z

Z Z

Z Z

Z Z

Z Z

.'

.'

10 8

8 6

6 3

3 2

Z

Z Z

Z Z

Z Z

Z Z

.'

.'

10 8

8 6

6 5

5 1

Z

Z Z

Z Z

Z Z

Z Z

.'

.'

10 8

8 6

6 5

5 2

Z

Z Z

Z Z

Z Z

Z Z

.'

.'

10 8

8 7

7 3

3 1

Z

Z Z

Z Z

Z Z

Z Z

.'

.'

10 8

8 7

7 3

3 2

Z

Z Z

Z Z

Z Z

Z Z

.'

.'

10 8

8 7

7 4

4 1

Z

Z Z

Z Z

Z Z

Z Z

.'

.'

10 8

8 7

7 4

4 2

Z

Z Z

Z Z

Z Z

Z Z

.'

.'

10 8

8 7

7 5

5 1

Z

Z Z

Z Z

Z Z

Z Z

.'

.'

10 8

8 7

7 5

5 2

Z

Z Z

Z Z

Z Z

Z Z

.'

.'

10 9

9 7

7 3

3 1

Z

Z Z

Z Z

Z Z

Z Z

.'

.'

10 9

9 7

7 3

3 2

Z

Z Z

Z Z

Z Z

Z Z

.'

.'

10 9

9 7

7 4

4 1

Z

Z Z

Z Z

Z Z

Z Z

.'

.'

10 9

9 7

7 4

4 2

Z

Z Z

Z Z

Z Z

Z Z

.'

.'

.'

10 9 7 5

Z

Z Z

Z Z

Z Z

Z Z Z

(v/ph)

n18 = no 629,84

'

.'

.'

.'

10 9

9 7

7 5

5 2

Z

Z Z

Z Z

Z Z

Z Z

11 3

3 1

Z

Z Z

Z Z

11 3

3 2

Z

Z Z

Z Z

11 4

4 1

Z

Z Z

Z Z

11 4

4 2

Z

Z Z

Z Z

11 5

5 1

Z

Z Z

Z Z

11 5

5 2

Z

Z Z

Z Z

56

45 88

I 24 50

22

36

38

88 45

II THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC HỘP CHẠY DAO

∗ Yêu cầu thiết kế hộp chạy dao có thể gia công các bước ren:

Ren Quốt tế: tp = 1÷192(mm)

Ren môđun: m = 0,5÷48(mm)

Ren Anh : n = 24÷2 (đỉnh răng/inch)

Ren Pids : Dp = 1÷96 (mođun/inch)

1.Xếp bảng ren

Nguyên tắc:

Bước ren trong 1 cột tăng theo cấp số cộng

Bước ren trong 1 hàng tăng theo cấp số nhân

Ren Quốc tế và ren môdun: Bưóc ren tăng dần từ trên xuống dưới và từ trái sang phải

Ren Anh và ren Pids: Bước ren tăng dần từ trên xuống dưới và từ phải qua trái

Ren Quốc tế Ren môdun

Tiêu chuẩn Khuếch đại Tiêu chuẩn Khuếch đại

- 1,75 3,5 7 14 28 56 142 - - - 1,75 3,5 7 14 28

1 2 4 8 16 32 64 128 - 0,5 1 2 4 8 16 32

- 2,25 4,5 9 18 36 72 144 - - - 2,25 4,5 9 18 36 1,25 2,5 5 10 20 40 80 160 - - 1,25 2,5 5 10 20 40

- - 5,5 11 22 44 88 176 - - - - 5,5 11 22 44 1,5 3 6 12 24 48 96 192 - - 1,5 3 6 12 24 48

2[2]

CBA

(ta bỏ Z = 38 bởi vì nó chỉ gia công được 1 bước ren)

3.Thiết kế nhóm gấp bội:

Cơ cấu igb là cơ cấu để nhân các bước ren cơ sở tạo quy luật phân bố theo cấp số nhân

*Ta chọn cột 3 từ trái sang trong bảng ren tiêu chuẩn làm cột cơ sở,do đó ở cột này có igb= 1 suy ra các cột 1, 2, 4 lần lượt có igb= 1/4; 1/2; 2

Ta có công thức kết cấu:Zv = 4(vì có 4 tỉ số truyền)

Phương án không gian:2 x 2

Phương án thứ tự :I II

Lượng mở : 1 2

+Suy ra lưới kết cấu: (Hình)

+Lưới đồ thị vòng quay

-Nhóm truyền từ trục A sang trục B

*Xác định số răng của bánh răng

Để thực hiện các tỉ số truyền của nhóm gấp bội dùng 8 báng răng di trượt đặt trên 3 trục với phương án không gian, phương án thứ tự như trên

-Nhóm truyền trục A sang trục B

+Nhóm có các tỉ số truyền i1 =

1

12

+ Vì i1 < i2≤ 1 nên ta tính tự số E theo Emin

chu và tính cho tia i15

,81.6

3.17

)(

1

1 1 min

f K

g f Z

f f

Z’1 = 54 -18 = 36

2

1 2 2

f f

Z’2 =54 -27 =27-Nhóm truyền từ trục B đếntrục C

+Nhóm có các tỷ số truyền i3 =

3

32

3.17

)(

3

3 3

f K

g f Z

Chọn E = 18→∑Z = K.E = 3.18 = 54

+Số răng các bánh răng Z3 = 54 18

3

1

f f

Z’3 =54 -18 = 36

3

2

4 4

f f

Z’4= 54-36 =18Với bánh răng Z = 36 ta có thể dùng chung 2 bánh răng làm một do vậy số bánh răng cần thiết là 7 bánh răng với số răng như trên vậy 4 tỷ số truyền gấp bội là:

27 =

27

36 18

18 36

1 vòng trục chính ibù ics igb tv = tp

Vì ibu =ith.icđ nên PT có thể viết lại 1vòng trục chính ith.icđ.ics igb tv = tp.

Trong đó ibù: là tỷ số truyền còn lại bù vào xích truyền động

ith: là tỷ số truyền của bộ bánh răng thay thế

icđ: là tỷ số truyền 1 số bộ bánh răngcố định còn lại nằm trên xích truyền động.

ics: là tỷ số truyền của nhóm cơ sở, tức tỷ số truyền cơ cấu nooctông

igb: là tỷ số truyền gấp bội

tv: bước vít me

tp.: bước ren cần gia côngĐể tính ib ta cho máy cắt, bước ren nào đó ta chọn cắt thử ren Quốc tế có bước

tp = 5(mm), bước ren tp = 5(mm) nằm trên cột cơ sở Do vậy có igb = 1, ta chọn

tv=12(mm)

Tỷ số truyền cố định chọn icđ = 3625

Bánh răng di trượt trên trục II của cơ cấu nooctông Z = 20 Để cắt tp = 5(mm) phải dùng bánh răng hình tháp là chủ động nên ics = 2840

⇒ Tỷ số truyền bù ibù = 24

71.28

40.12

5

gb cs v

p

i i t t

Thông thường, bộ bánh răng thay thế 10042 được dùng chung để cắt ren Anh, nhưng khi cắt ren Anh, xích cắt ren đi theo 1 đường khác, lúc này bộ bánh răng hình tháp là bị động, ta phải tính lại icđ

Giả sử ta cho cắt thử ren anh có bước n = 8 → tp = 258,4

Từ bảng xếp ren Anh,ứng với n = 8 ta có igb = 21, ics= 3228

3

=

z z

100

42.2

1.32

28.128

4,25

th gb cs

v

p

i i i

t

t

Tỷ số truyền có định 2536 cũng được dùng khi cắt ren Pids Vì ren Anh và ren Pids đều dùng chung 1 đường truyền có bộ bánh răng hình tháp làm bị động nhưng với bộ bánh răng thay thế khác nhau

Giả sử ta cho cắt thử ren Pids có Dp = 8 → tp = 258,4π

28.12

84,25

π

cd gb cs v

p

i i i t t

Tỷ số truyền ith2 cũng dùng chung để cắt ren môđun

Tóm lại khi cắt ren Quốc tế: ith =

100

42, icđ=

3625

Tóm lại khi cắt ren Anh: ith = 10042 , icđ = 3625

Tóm lại khi cắt ren môdun: ith = 9732 , icđ = 3625

Tóm lại khi cắt ren Pids: ith = 9732 , icđ = 3625

Do cơ cấu đảo chiều có thể khuếch đại bước ren theo 2 tỷ số truyền 11 và 21

Do vậy mà số răng các bánh răng thay thế là 5042 và9764

5: Kiểm tra sai số bước ren ∆t

Mỗi loại ren ta chỉ cần kiểm tra 1 bước là đủ, nếu bước ren đó đúng thì toàn bộ bảng ren sẽ đúng

32.10042

Từ bảng xếp ren ta có : ics= 1

28

28 = , igb=12, ith=10042 , icđ=3625, tv =12

⇒ tp = ith ics igb icđ tv = 12 3,68288

25

36.2

1.28

28.100

32.9732

28.97

⇒ sai số bước ren : ∆t = 7,9809-7,9796= 0,0013(mm)

⇒ Như vậy các sai số đều thích hợp

Hình II.6 Sơ đồ động hộp chạy daoIII THIẾT KẾ HỘP XE DAO

1.Thông số ban đầu

-Dựa vào tính năng kỹ thuật của máy yêu cầu độ bóng cần thiết của chi tiết gia công ta xác định được giới hạn bước tiến cần thiết sau 1 vòng quay của trục chính Trên cơ sở xác định tỷ số truyền của toàn bộ hộp xe dao, phân tích tỷ số truyền cho toàn bộ hộp xe dao phân phối tỷ số truyền cho vào trục trung gian trong hộp xe dao.

a Chọn lượng chạy dao

-Trên cơ sở độ bóng đạt được của chi tiết gia công trên máy ta tìm được chạy dao nhỏ nhất cần thiết của máy Các chi tiết gia công trên máy trên thường đạt được độ bóng ∇5 có thể gia công đạt được ∇6 nhưng còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như độ ổn định của máy tiện, đồ gà chi tiết gia công, dao tiện và phụ thuộc vào trình độ tay nghề của công nhân

-Khi gia công tinh lượng chạy dao chủ yếu phụ thuộc vào độ nhấp nhô của bề mặt gia công lúc này lượng chạy dao s có thể rút ra từ công thức thực nghiệm Tính chiều cao trung bình khi cắt ren

KZ =2,210.,651,07

r S

Với RZ: chiều cao nhấp nhô trung bình

r: Bán kính mũi dao nhọn r = 1mm

đối với chi tiết gia công đạt ∇5 tra bảng chất lượng bề mặt sau gia công có

RZ = 25µm

07,1

21,0

.lglg21

,0

65 , 0 65

, 0

R

Z Z

⇒ s = 0,0695mm

chọn smin = s = 0,07mm

-Khi gia công chi tiết cần đạt năng suất cao, người ta thường bỏ qua chất lượng độ bóng bề mặt của chi tiết gia công như khi tiện thô cần có bước tiến đủ lớn Song lượng chạy dao đó phải đảm bảo độ cứng vững của máy nhất là chú ý đến độ cứng vững của hhộp xe dao

- Dựa theo kinh nghiệm của các máy có sẵn chọn lượng chạy dao dọc khi tiện trơn với bước tiến lớn nhất Smax = 4,16mm

b Chọn Smax, Smin

Căn cứ vào giới hạn bước tiến của lượng chạy dao khi tiện trơn Smax, Smin ta chọn được chuỗi lượng chạy dao dọc theo tiêu chuẩn là:

0,07; 0,074; 0,084; 0,097; 0,11; 0,12 ; 0,13; 0,14; 0,15; 0,17; 0,195; 0,21; 023; 0,26; 028; 0,30; 0,34; 0,39; 0,43; 0,47; 0,52; 0,57; 0,61; 0,70; 0,78; 0,87; 0,95; 1,01; 1,14; 1,21; 1,40; 1,56; 1,71; 1,90; 2,08; 2,28; 2,41; 2,8; 3,12; 3,48; 3,8; 4,16

2 Thiết kế hộp xe dao dọc

Chọn cơ cấu biến chuyển động quay của các trục trong hộp xe dao thành chuyển động tịnh tiến đi về của các bàn dao là bánh răng thanh răng

Theo phương trình xích động

1 vgtr/c.itt.icđ.ics.igb.igt.ixddọc.m.π.z = S

Trong đó itt.icđ.ics.igb.igt : Là các tỷ số truyền trong hộp chạy dao

ixddọc: Tỷ số truyền của hộp xe dao dọc

m.z : Là môđun và số răng của cặp bánh răng thanh răng biến chuyển động quay cảu các trục trong hộp xe dao thành chuyển động tịnh tiến của bàn dao

S : Lượng tiến dọc của bàn xe dao [mm/vòng]

Như vậy quan hệ giữa xích tiện trơn và xích tiện ren là:

x

gt xddoc

z m i i

x

t z m i

st

π

Giả sử, ta chọn xích cắt ren với tp min = 0,87mm Tương ứng ta có bước chạy dao dọc

Smin = 0,07mm theo tính toán bộ răng giảm tới igt =5628 bước vit me tx= 12

Dựa vào máy chuẩn chọn trước cơ cấu bánh răng thanh răng có m = 3, z =10 ta có tỷ số truyền tổng của cơ cấu chạy dao dọc là

ixddọc = .3.3,14.10.0,87 0,0205

5628

13.07,

Phân phối tỷ số truyền cho các trục trung gian trong hộp xe dao theo giới hạn :8

,

2

5

1 ≤i s ≤

Ta dự tính các trục như sau:

-Từ trục trơn vào đến đầu hộp xe dao ta cần giảm tốc độ để bố trí ly hợp siêu việt nhằm đảm bảo an toàn cho hộp xe dao khi sử dụng động cơ chạy dao nhanh.-Từ ly hợp siêu việt truyền thẳng góc tới trục trung tâm sau đó qua trục có gắn các ly hợp đảo chiề, rồi truyền đến trục mang bánh răng thanh răng biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến đi về của bàn xe dao Để có kết cấu gọn nhẹ

ta dùng cơ cấu giảm tốc nhiều, hiệu suất thấp như trục vít - bánh vít Lần lượt phân phối tỷ số truyền cho các trục trung gian

- Chọn tỷ số truyền từ trục trơn vào ly hợp siêu việt là: i1 =

2821

- Chọn tỷ số truyền từ trục trung tâm tới trục có cơ cấu đảo chiều: i2 = 6040

- Chọn tỷ số truyền từ trục có cơ cấu đảo chiều đến trục mang bánh răng thanh răng : i3 = 6614

- Tỷ số truyền còn lại ta dồn hết cho trục vít bánh vít: i4 = 367

Như vậy:

66

14.60

40.36

7.28

- Do kết cấu của hộp xe dao phụ thuộc vào toàn bộ kích thước choán chỗ của hộp xe dao, mà kích thước này phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như chiều dài của máy, không gian bố trí các tay gạt, không gian bố trí bàn dao.Nếu khoảng cách trục thường được định trước Vì vậy ta chọn luôn số răng của các bánh răng sẽ là:

- Sau khi tiện hết chiều dài của chi tiết gia công, tiếp theo đó là hành trình lùi dao nhanh.Để giảm thời gian phụ của chi tiết gia công (thời gian bàn dao lùi về để cắt lượng cắt mới khi đã cắt hết chiều dài cần gia công) Ta thiết kế đường lùi dao nhanh giảm tốc độ ít hơn đường truyền tiến dao cắt gọt Khoảng cách trụ đã chọn trước ta chọn tỷ số truyền của đường truyền lùi dao nhanh bắt đầu từ trục trung tâm với bánh đảo chiều trung gian là

i3 đảo chiều = ' 3860

3

3 =

z z

i’

3 đảo chiều = 6038

Qua trục mang ly hợp đảo chiều truyền đến trục mang bánh răng thanh răng với i4 = 6614

* Kiểm nghiệm sai số chạy dao tiện trơn

Giả sử ta cần cắt với bước tiến dao nhỏ nhất Smin = 0,07

Ta có phương trình xích sau:

1 vòng T/c itt.icđ.igb.igt.ixd.m.π.z = Smin

Tương ứng bước ren nhỏ nhất trong hộp chạy dao tp= 0,87 trong bảng xếp ren Quốc tế tp= 0,87 ở hàng 1 cột 1 ta có

itt = 5042, igb = 5042, icđ = 1, ics = 2825

36

26, igt = 5628thay các giá trị vào ta có

66

14.60

40.36

7.28

21.56

28.8

1.28

25.36

26.1.5042

S = 0,069

Như vậy sai số sẽ là ∆s = 100

07,0

069,007,

0 −

% = 1,4%

→ Sai số không đáng kể

3 Thiết kế phần hộp xe dao chạy ngang

- Để bàn giao có thể tự động trên dao hướng kính cắt hết chiều sâu cắt.Khi cắt rãnh hoặc cắt đứt ta thiết kế truyền động chạy dao ngang với cơ cấu biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến là cơ cấu vít me đai ốc

Căn cứ độ cứng vững của dao, của chi tiết gia công của máy căn cứ vào thời gian thoát dao sau khi cắt hết hành trình dựa vào kinh nghiệm các máy đã có sẵn ta chọn bước tiến ngang bằng

2

1 bước tiến dọc

Để đơn giản kết cấu của hộp xe dao ta tách đường truyền chạy dao hướng kính bắt đầu từ trục trung tâm theo phương trình xích tiện trơn với bàn dao chạy dọc ta có

Sd =itt.icđ.ics.igb.igt .m z

66

14.60

40.36

7.28

21

ix d ngang .txQuan hệ giữa xích chạy dao dọc và xích chạy dao ngang lúc này sẽ là

2

S t i

z m

π

từ đó ta rút ra:

ix dngang = 2

5,2

10.1.14,3.66

64

42.60

38.3860

Với is ng nhanh=21isdoc nhanh

Hình II.7 Sơ đồ động hộp xe dao

ChöôngIII: TÍNH TOAÙN SÖÙC BEĂN CHI TIEÂT MAÙY

A CHÓN CHEÂ ÑOÔ TẠI, XAÙC ÑÒNH COĐNG SUAÂT ÑOÔNG CÔ, LAÔP BẠNG TÍNH CHO TOAØN MAÙY

I Chón cheâ ñoô tại:

- Chón cheâ ñoô tại döïa vaøo maùy chuaơn T620 Ta chón cheâ ñoô thöû cođng suaât vôùi chi tieât coù φ = 70 x 350, theùp 45 coù tyø muõi nhón, dao T15K6

n = 400(v/ph), s = 0,39 (mm/v), t = 5(mm)

II Xác định công suất động cơ

Xác định công suất động cơ điện cần phải đạt mức chính xác nhất định Nếu công thức động cơ điện lấy quá mức cần thiết thì sẽ thừa công suất, cacù kích thước máy sẽ to, nặng và đắt tiền.Nếu công suất động cơ điện nhỏ hơn mức yêu cầu khả năng làm việc của máy sẽ bị bó hẹp, chế độ cắt sẽ giảm hơn mức yêu cầu

* Việc xác định công suất động cơ điện có nhiều khó khăn vì:

- Chưa nắm được chính xác lực cắt cũng như lực chạy dao của các phương pháp cắt khác nhau, đặc biệt là các lực hình thành trong quá trình chuyển động chuyển tiếp như khởi động đảo chiều

- Chưa hiểu rõ các điều kiện sử dụng máy

- Khó xác định các tổn thất ma sát trong các khâu truyền động, đặc biệt là khi ở vận tốc cao

* Vì những lý do trên, việc xác định công suất động cơ điện được tiến hành theo thực nghiệm hoặc theo phương pháp so sánh công suất máy chuẩn.Công suất động cơ điện:

Nđc = Nv + NsTrong đó: Nv - Công suất động cơ truyền dẫn chính

Ns– Công suất động cơ truyền chạy dao

1 Xác định ngoại lực khi gia công

Lực tác dụng vào phôi trong quá trình cắt gọt là P→c

z y x

→

++

=

Với: Pz: lựctiếp tuyến trùng với phương chuyển động cắt chính

Py: lực hướng kính dọc theo trục dao

Px: Lực chạy dao theo chiều trục của chi tiết

Hình III.1 Sơ đồ lực cắt

Ta có: lực hướng trục: Px = C tx sy

Với : C = 650, t = 5 , s = 0,39 , x = 1,2 , y = 0,65

Px = 650 51,2.0,390,65 = 2431 [N]

- Lực hướng kính :

Py = C tx syVới : C = 1250 , t = 5 , s = 0,39 , x = 0,9 , y = 0,75

P + + = 24312 +26252 +49352 = 6090 [N]

2 Xác định lực chạy dao.

Q = k.Px + f.(Pz + G)

Với- k: hệ số tăng lực ma sát do px tạo nên mô mem lật: k =1,15

-G: trọng lượng phần dịch chuyển G = 200kg ≈ 1962 N-f = 0,15÷0,18 chọn f = 0,18

-Px, Pz : lục cắt Px = 2431 (N) , Pz = 4935 (N)

⇒ Q = 1,15 2431 + 0,18.(4935 +1962) = 4037 (N)

3 Xác định công suất.

a Xác định công suất động cơ truyền dẫn chính

Công suất động cơ truyền dẫn chính Nv = No +Np

Trong đó: Nc: Công suất cắt

Py

PzR

Px

Np: Công suất tiêu hao do hiệu suất và những nguyên nhân ngẫu nhiên ảnh hưởng đến sự làm việc của máy.Thực tế thì công suất cắt Nc thường chiếm khoảng 70% - 80% công suất động cơ truyền dẫn chính Do vậy ta có thể tính gần đúng công suất động cơ truyền dẫn chính theo công suất cắt gọt như sau.

Nv =Nηc

Với:η : hiệu suất chung của truyền dẫn Đối với máy có chuyển động quay trònη=0,7−0,8 , chọn η = 0,8

* Công suất cắt gọt thường được tính dựa vào máy chuẩn bằng chế độ cắt thử công suất

Ta có Nc = 60.102P z .V.9,81

Với Pz: lực cắt ở chế độ thử công suất Pz = 4935 (N)

V: Tốc độ cắt V = 88( / )

1000

400.70.14,31000

ph m n

d

=

=π

⇒ Nc = 604935.102..988.81= 7,28(kw)

b Xác định công suất chạy dao.

Tính theo lực chạy dao:

Ns = 612.10.4. .9,81

s

Vs Q

ηol: Hiệu suất 1 cặp ở lăn ηol =0,99

ηbr: Hiệu suất một bộ truyền bánh răng ηbr =0,97

6,9.10.55,9

10.55,

n

N M

tI

tI I

=

NII = NI ηol.ηbr =9,6.0,99.0,97=9,2(kw)

nII tính = 1000.4

1000

1257 = 1058(v/ph)

1058

2,9.120

2,9.10.55,

8 = 33,1(mm)