Báo cáo đồ án thiết kế máy: máy tiện ren vít vạn năng T620

I. Nghiên cứu tính năng kỹ thuật của một số máy cùng loại, chọn máy chuẩn Các máy tiện T620 1A62 T616 có các đặc tính kỹ thuật: Đặc tính kỹ thuật Loại máy T620 1A62 T616 Chiều cao tâm máy (mm) 200 200 140 Khoảng cách 2 mũi tâm (mm) 71010001400 10001500 750 Đường kính vật gia công Dmax (mm) 400 400 320 Số cấp tốc độ (=) 24 24 12 Số vòng quay: nmin nmax (vp) 12,5 2000 11,5 1200 44 1980 Lượng chạy dao dọc (mm) 0.07 4,16 0,082 1,59 0,06 3,34 Lượng chạy dao dọc ngang (mm) 0,035 2.08 0,027 0,52 0,041 247 Công suất động cơ (kW) 10 7 4,5 Lực chạy dao lớn nhất Py max (N) 3530 3430 3000 Py min (N) 5400 5400 8100 Khả năng cắt ren Ren quốc tế (tp) 1 1,92 0,5 9 1 192 Ren mõ dun (m) 0,5 48 0,5 9 0,5 48 Ren anh (n) 24 2 38 2 24 2 Ren pite (Dp) 96 1 Nhận xét: So sánh đề tài thiết kế với các máy trên ta thấy máy tiện ren vít vạn năng T620 có các đặc tính tương tự. Vậy ta lấy máy T620 làm máy chuẩn cho việc thiết kế máy mới.

Chơng I: Khảo sát máy tơng tự

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

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

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

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

Phân tích máy T620 để tham khảo

mức nhỏ nhất có thể vì trên trục II là trục có tốc độ cao nhất trong hộp tốc độ

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

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

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

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

88

22

88 22

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

độ trên là cố tình của ngời thiết kế

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

b) Phơng án không gian.

2x3x2x2x1 đờng truyền tốc độ thấp

2x3x1 Đờng truyền tốc độ cao

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

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

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

3 1

tốc độ Vì vậy, tốt nhất là nên làm mất 6 tốc độ ở đờng truyền tốc độ thấp vàthêm đờng truyền tốc độ cao với 6 tốc độ để bù lại Tức là ta sẽ giảm lợng mở từ

12 xuống 6 là hợp lý nhất, hiệu suất cao nhất

145 1450 i

n

n II = dc dt = =

) / ( 7 , 470 54

27 49

49 60

60 41

29 34

56 808 10

9 7 4

.

2

.

) / ( 7 , 373 54

27 49

49 60

60 41

29 34

56 808 10

9 7 4

.

1

.

) / ( 254 54

27 49

49 60

60 55

21 34

56 808 10

9 7 3

.

2

.

) / ( 7 , 201 54

27 49

49 60

60 55

21 39

51 808 10

9 7 3

.

1

.

) / ( 4 , 166 54

27 88

22 60

60 38

38 34

56 808 10

8 7 5

.

2

.

) / ( 132 54

27 88

22 60

60 38

38 39

51 808 10

8 7 5

.

1

.

) / ( 7 , 117 54

27 88

22 60

60 41

29 34

56 808 10

8 7 4

.

2

.

) / ( 4 , 93 54

27 88

22 60

60 41

29 39

51 808 10

8 7 4

.

1

.

) / ( 5 , 63 54

27 88

22 60

60 55

21 34

56 808 10

8 7 3

.

2

.

) / ( 4 , 50 54

27 88

22 60

60 55

21 39

51 808 10

8 7 3

.

1

.

) / ( 6 , 41 54

27 88

22 88

22 38

38 34

56 808 10

8 6 5

.

2

.

) / ( 33 54

27 88

22 88

22 38

38 39

51 808 10

8 6 5

.

1

.

) / ( 4 , 29 54

27 88

22 88

22 41

29 34

56 808 10

8 6 4

.

2

.

) / ( 4 , 23 54

27 88

22 88

22 41

29 39

51 808 10

8 6 4

.

1

.

) / ( 9 , 15 54

27 88

22 88

22 55

21 34

56 808 10

8 6 3

.

2

.

) / ( 6 , 12 54

27 88

22 88

22 55

21 39

51 808 10

8 6 3

i i i

i

n

n

ph v i

i i i

i

n

n

ph v i

i i i

i

n

n

ph v i

i i i

i

n

n

ph v i

i i i

i

n

n

ph v i

i i i

i

n

n

ph v i

i i i

i

n

n

ph v i

i i i

i

n

n

ph v i

i i i

i

n

n

ph v i

i i i

i

n

n

ph v i

i i i

i

n

n

ph v i

i i i

i

n

n

ph v i

i i i

i

n

n

ph v i

i i i

i

n

n

ph v i

i i i

i

n

n

ph v i

i i i

60 38

38 39

51 808 11 i 5

60 41

29 34

56 808 11 i 4

60 41

29 39

51 808 11

i 4

60 55

21 34

56 808 11

i 3

60 55

21 39

51 808 11 i 3

27 49

49 60

60 38

38 39

51 808 10 i 9 i 7 i 5

Ta đã tính đợc nmin = 12,5 (v/ph).

Số nhóm truyền tối thiểu

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

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

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

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

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

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

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

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

đợc cả ren khuyếch đại

 Vì chuỗi số vòng quay trên trục chính phân bổ theo qui luật cấp số nhân có côngbội là  :

- Theo tiêu chuẩn  trong máy T620 chỉ có thể là  = 1,26 tơng ứng với tổn thấtnăng suất v = 20%

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

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

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

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

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

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

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

Lợng mỡ giữa hai tia [X]II=X4-X3=-1,5- (-4,17)=2,67

 Nhóm truyền III: Từ trục IV-V có hai tỷ số truyền

16 2 26 , 1 lg

34 lg 56 lg 34

56

16 , 1 26 , 1 lg

39 lg 51 lg 39

51

2 2

X i

38

5 , 1 26

, 1 lg

41 lg 29 lg 41

29

17 , 4 26

, 1 lg

55 lg 21 lg 55

21

5 5

5

4 4

4

3 3

X i

X i

lg

5 , 12 lg 1450 lg 4

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

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

Lîng mì gi÷a hai tia [X]IV = X9-X8=6

60

6 26

, 1 lg

88 lg 22 lg 88

22

7 7

7

6 6

X i

49

6 88

22

9 9

9

8 8

X i

40 lg 60 lg 40

60

3 26

, 1 lg

54 lg 27 lg 54

27

11 11

11

10 10

X i

x

x





 Nhận xét :

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

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

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

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

Còn việc tỷ số truyền lại tăng từ trục II đến trục II là do vấn đề kết cấu ở trên trục IIngời ta đã dùng mayơ của bánh răng để lawsp lý hợp ma sát thành 1 khối Vì vậy đ-ờng kính của bánh răng và của đĩa ma sát phải có độ lớn tỷ lệ với số răng Z = 50,modun m =2,5 Đờng kính sẽ là D = Z.m = 125 (mm) khá lớn Nếu ta tiếp tục giảmtốc, ví dụ i = 1/2 thì đờng kính bánh răng trên trục III sẽ là d3 = d/i = 125.2 = 250(mm) quá lơn Điều này sẽ gây cho khoảng cách giữa trục II, III quá lớn -> kích th-

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

2 Hộp chạy dao.

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

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

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

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

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

12 2

1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 16 17 18 19 20

V 2[6]

VI

2[6]

IV

24 23 22 21

3[2]

III 2[1]

II

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

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

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

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

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

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

PAKG 2x2

Ta thấy rằng phơng án này sẽ chia đều số bớc răng trên các trục chính tập trung quánhiều bớc răng là 1 trục gây cho trục yếu cơ cấu sẽ kém cứng vững nh phơng án4x1 đồng thời số bớc răng sẽ ít nhất

- Phơng án thứ tự

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

32 , 0 2

lg

35 lg 28 lg 2 X 2

lg

45 Lg 18 lg 1 X

Lới kết cấu: đồ thị vòng quay :

 Cắt ren khuyếch đại: Xích cắt ren khuyếch đại sẽ khuyếch đại bớc ren tiêu chuẩn(thờng lấy là 12) lên 2, 8, 16 lần Do đó đờng truyền sẽ không đi nh bình thờng

32 , 0 2

lg

28 lg 35 lg 4 X 2

lg

48 Lg 15 lg 3 X

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

 Cắt ren chính xác: nên đờng truyền phải ngắn nhất để đảm bảo sai số là nhỏnhất Vì vậy đờng truyền đi từ trục VII - VIII - IX - đến bộ bánh răng thay thế 

Li hợp M2 ra trục vít me (không qua cơ cấu noóctông và igb) Muốn cắt ren có độchính xác khác nhau thì ta thay đổi tỉ số truyền trên các trục IX, X

 Tiện ren mặt đầu dể làm đờng xoắn acsimet (trên mâm cặp ba vấu).Dao cắt rentiện ngang vào tâm chi tiết Xích không nối qua trục vít me mà nối từ trục XVqua cặp BR 28/56 (không qua li hợp siêu việt ) xuống trục trơn đi theo đờng tiệntrơn trong hộp xe dao tới trục vít me ngang tx=5mm

 Xích tiện trơn: Truyền động giống xích tiện ren nhng đến trục XV thì không ratrục vít me mà qua li hợp siêu việt xuống trục trơn XVI đến bánh răng

37

30

26 37

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

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

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

60 trên trục XVII, đóng li hợp  chuyển động truyền qua cặp bánh răng

60

14

tới bộtruyền bánh răng - thanh răng nh trờng hợp tiến dọc

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

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

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

c Một số cơ cấu đặc biệt:

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

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

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

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

Chơng II: Thiết kế máy mới

Phần A: Thiết kế hộp tốc độ

I.Thiết lập chuỗi số vòng quay

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

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

= 23 1

5 , 12

hằng)  max cố định trong một khoảng tốc độ khác nhau  dễ định mức lao động.+ Còn hệ thống truyền động vô cấp thì bộ truyền bị trợt và cấp số cộng thì tổn thấtnăng suất ở các khoảng khác nhau là khác nhau

2 Tính số hạng của chuỗi

+ Phạm vi điều chỉnh:

= 3 x 4 x 2 = 6 x 2 x 2 = ……

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

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

f: khoảng khe hở giữa hai bánh răng

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

+ Tỷ số truyền giảm dần từ trục đầu tiên đến trục cuối cùng Nhng phải bố trítrên trục đầu tiên một li hợp ma sát và một bánh răng đảo chiều.

+ Số bánh răng phân bố trên các trục đều hơn phơng án không gian: 3 x 2 x 2

x 2 và 2 x 2 x 2 x 3

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

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

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

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

+ Nh vậy PATT: I II III IV có x max = 1,2612 là nhỏ hơn cả Vì thực tế sử dụngphơng án trên cho lới kết cấu hình dẻ quạt  cho kết cáu máy nhỏ gọn nhất (nó đợcbiểu hiện trên lới kết cấu  vì chênh lệch tỷ số truyền ít

1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 16 17 18 19 20

V 2[6]

VI

2[6]

IV

24 23 22 21

3[2]

III 2[1]

II

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

Con số

4

1

và 2 chỉ là những con số kinh nghiệm

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

Chọn n0 = n18 = 800 v/p

Vì thấy li hợp ma sát làm việc ở tốc độ 800 v/p là ổn định nhất, tốt nhất lên tachọn n0 = 800 v/p

+ Đồ thị vòng quay của máy đợc vẽ nh sau:

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

160 125 25

20 12,5

50 31,5

40 80

315 200 250

800 500 630

2000 1250 1600

1450 800

22/54 50/4055/35

38/38 30/46 45/45

22/88 45/45 22/88

27/54

66/42

Từ đồ thị vòng quay có dãy tỷ số truyền:

i1 = 1 = 1,261 =

4 5

i2 = 2 = 1,261 =

7 11

i3 = 4

1

 = 4

26 ,

1

1

=

4 22

i4 = 2

1

 = 2

26 ,

1

1

=

46 30

1

1

=

4 1

1

1

=

4 1

1

=

2 1

i11 = 2 = 1,59

+ Theo công thức: zx =

x x

x

g f

+ Emin nằm ở tia i2 vì tia i2 tăng nhiều hơn i1  Emin chủ nằm ở tia i2

Emin =

K g

g f

z

.

) (

2

2 2

Lấy zmin = 17

 Emin =

18 7

) 7 11 (

= 2,43 > 1Chọn Emin = 5 ta có: z = E K = 5 18 = 90 răng

 z1 =

1 1

i1 =

' 1

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

Emin =

K g

g f z

.

) (

3

3 3

=

76 22

) 54 22 (

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

 z3 =

3 3

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