Đồ án thiết kế máy phay hộp tốc độ Full BKHN

Đồ thị vòng quay của hộp tốc độ như sau e, Lưới kết cấu của hộp tốc độ Từ thông số của máy 6H82 ta thấy tốc độ lần lượt thay đổi vị trí của các nhómbánh răng.. Từ đồ thị vòng quay ta th

Mục lục

Chương 1 : Nghiên cứu máy tham khảo…

1.1.Tính năng kỹ thuật máy cùng cỡ

1.2.Phân tích phương án máy tham khảo

a, Phương trình xích chạy dao

b,Tính sô vòng quay thực của trục vít

c,Tính sai số vòng quay của trục vít

d, Lưới kết cấu

e, Đồ thị vòng quay

1.2.3 Cơ cấu đặc biệt trên máy 6H82

a, Cơ cấu hiệu chỉnh khe hở vít me

b,Cơ cấu chọn trước tốc độ quay

c,Đầu phân độ vạn năng

Chương 2 : Thiết kế bộ truyền dẫn máy mới……… 2.1 Thiết kế sơ đồ kết cấu động học

2.2.Thiết kế truyền dẫn hộp tốc độ

2.2.1 Thiết kế chuỗi sốv òng quay tiêu chuẩn

2.2.2.PAKG, lập bảng so sánh PAKG, PATT vẽ sơ đồ động

2.2.3.Xác định no , chọn tỷ số truyền các nhóm và vẽ đồ thi vòng quay

2.2.4 Tinh số răng của các bánh răng theo từng nhóm truyền

2.2.5 Tính sai số vòng quay va vẽ đồi thị sai số vòng quay

2.3.4 Tinh số răng của các bánh răng theo từng nhóm

2.3.5 Tính sai số chuỗi lượng chạy dao

2.3.6 Sơ đồ động hộp chạy dao

Chương 3 : Tính công suất, sức bền cho một số cơ cấu chính……… 3.1.Hộp tốc độ

3.1.1 Tính động cơ chính , lập bảng sơ bộ đường kính trục

3.1.1.1 Xác định chế độ làm việc của máy

3.1.1.2 Xác định công suất động cơ truyền dẫn chính

3.1.1.3 Tính sơ bộ đường kính

3.1.2 Tính bánh răng

3.1.3 Tính bền trục chính

Chương 4 : Tính toán và chọn kết cấu hệ thông điều khiển………

4.1 Chọn kiểu và kết cấu điều khiển

4.2 Lập bảng tính vị trí bánh răng tương ứng tay gạt

4.3 Hành trình tay gạt

4.4 Các bánh răng của cơ cấu điều khiển

Tài liệu tham khảo………

CHƯƠNG I: NGHIÊN CỨU MÁY TƯƠNG TỰ

1.1 Tính năng kỹ thuật của máy cùng cỡ

Tính năng kĩ thuật của các máy tương tự

So sánh tính năng của một số máy tương tự như P80, P81, 6H82…để từ đó tìm ra được máy có tính năng nổi trội nhất để khảo sát Ta có bảng sau:

Phạm vi điều chỉnh lượng chạy

dao (nmin ÷ nmax) (vg/ph)

50÷2240

35÷980 23.5÷1800 23,5 ÷

1800

Từ bảng phân tích các đặc tính trên ta đi nghiên cứu cụ thể máy 6H82 là loại máy tiểu biểu để có thể biết được phương án không gian, phương án cấu trúc của máy để trên cơ sở đó thiết kế máy mới, kế thừa nhưng ưu điểm của máy đã sản xuất

1 2.Phân tích phương án máy tham khảo (6H82)

1 2.1 Hộp tốc độ

a, Phương trình xích tốc độ

b, Tính chuỗi số vòng quay tiêu chuẩn.

Các số liệu cho trước : Hộp tốc độ có φ = 1,26 ; nmin = 30 (vg/ph) ;

n động cơ =1440 (vg/ph); z=18

Ta có : nmax = nmin.Rn = 30 1,2617 = 1525,5 (vg/ph)

Theo tiêu chuẩn :φ = 1,26 => E = 4

Theo bảng chuỗi số vòng quay tiêu chuẩn ta chọn nmax=1500 vòng/phút,

c, Tính sai số vòng quay

n =

tc th tc

n2 nđc io.i2 i4 i7

nđc

26 19 18 19

n3 nđc io.i3 i4 i7

nđc

26 22 18 19

n4 nđc io.i1 i5 i7

nđc

26 16 28 19

n5 nđc io.i2 i5 i7

nđc

26 19 28 19

n6 nđc io.i3 i5 i7

nđc

26 22 28 19

n7 nđc io.i1 i6 i7

nđc

26 16 39 19

n8 nđc io.i2 i6 i7

nđc

26 19 39 19

n9 nđc io i3 i6 i7

nđc

26 22 39 19

n10 nđc io.i1 i4 i8

nđc

26 16 18 82

n11 nđc io.i2 i4 i8

nđc

26 19 18 82

54 36 47 38

n12 nđc io.i3 i4 i8

nđc

26 22 18 82

n13 nđc io.i1 i5 i8

nđc

26 16 28 82

n14 nđc io.i2 i5 i8

nđc

26 19 28 82

n15 Nđc io.i3 i5 i8

nđc

26 22 28 82

n16 Nđc io.i1 i6 i8

Nđc

26 16 39 82

n17 Nđc io.i2 i6 i8

Nđc

26 19 39 82

n18 Nđc io.i3 i6 i8

Nđc

26 22 39 82

Ta có đồ thị sai số vòng quay:

Qua bảng ta thấy có sai số giữa số vòng quay tính toán và số vòng quay lí thuyết (tiêuchuẩn ) do khi tính ta đã làm tròn các tỉ số truyền để xác định bánh răng Tuy nhiên đôi chỗ, sai số đã vượt qua giá trị cho phép (  n > 2.6), vẫn có thể chấp nhận được

Đồ thị vòng quay của hộp tốc độ như sau

e, Lưới kết cấu của hộp tốc độ

Từ thông số của máy 6H82 ta thấy tốc độ lần lượt thay đổi vị trí của các nhómbánh răng Cách thay đổi thứ tự ăn khớp của các nhóm bánh răng theo thứ tựnhóm → phương án thứ tự

Xác định đặc tính của các nhóm như sau:

Công bội của nhóm là 3 với lượng mở là X2 với X=3

-Nhóm III:có 2 tỉ số truyền i7 ; i8

n7 : n8 = i7 : i8 = 1: 9

Công bội của nhóm là 9 với lượng mở là X3 với X=9

Như vậy qua đồ thị vòng quay và lưới kết cấu ta đưa ra được phương án không giancủa hộp tốc độ máy phay 6H82 như sau:

PAKG = 3 x 3 x 2 = 18

I II IIIPATT = [1] [3] [9]

Như vậy nhóm I là nhóm cơ sở và nhóm II là nhóm mở rộng thứ nhất và nhóm III

a, Phương trình xích chạy dao

Chuyển động chạy dao gồm có chạy dao dọc ,chạy dao ngang và chạy dao đứng -xích chạy dao dọc:

40.

13

45.18 40

21

37.

13

45 .18 40

24

34 .

13

45 .18 40

18= 10.17 vg/ph

18= 194.50 vg/ph

c,Tính sai số vòng quay của trục vít

Ta có bảng kết quả sai số lượng chạy dao như sau:

Do có cơ cấu phản hồi nên có biến hình dẫn đến phương án thứ tự của hộp chạy dao thay đổi với Z = 3 x 3 x 2 được tách ra làm 2:

Với Z1 = 3 x 3 [3] [1]

Còn Z2 = 2[9] gồm 2 đường truyền trực tiếp và phản hồi ngoài ra còn có đường chạy dao nhanh

Đồ thị lưới kết cấu như sau:

III IV V

24

Từ đồ thị vòng quay ta thấy người ta không dùng phương án hình rẻ quạt vì trong hộp chạy dao thường người ta dùng một loại modun nên việc giảm thấp số vòng quay trung gian không làm tăng kích thước bộ truyền nên việc dùng

phương án thay đổi thứ tự này hoặc khác không ảnh hưởng nhiều đến kích thước của hộp

1.2.3 Cơ cấu đặc biệt trên máy 6H82

a Cơ cấu hiệu chỉnh khe hở vít me

Trên máy phay ngang vạn năng thường dùng hai phương pháp phay: Phay thuận và phay nghịch Hình 1 mô tả hai phương pháp phay này: trục vít me (1) nhận truyền động từ hộp chạy dao và làm di động bàn máy (2) mang chi tiết gia công Trục vít me (1) quay trong đai ốc (3) được cố định trên bàn trượt ngang (4) Nếu trục vít me quay theo chiều mũi tên, mặt bên trái của vít me và đai ốc sẽ tiếp xúc với nhau và đưa vít me mang bàn máy di động về bên phải (hình 1.a)

Ở phương pháp phay nghịch, tức là phương pháp phay có chiều chuyển động của dao phay và chiều chuyển động của phôi ngược nhau (hình 1.a), sự tiếp xúc ở mặt bên trái của ren vít me với đai ốc luôn ổn định, vì lực cắt đẩy vít

me về bên trái, làm triệt tiêu khe hở giữa hai bề mặt này Đây là phương pháp phay thường dùng nhất

Hình 1- Sơ đồ phay thuận và phay nghịch

phương pháp phay thuận ( hình 1.b), dao và phôi có chuyển động cùng chiều ( dao vẫn quay theo hướng cũ nhưng bàn máy đảo chiều) Trong trường hợp này, ở thời điểm không có lực cắt tác dụng ( khi không có lưỡi cắt nào tác động vào phôi) mặt phải của ren vít me tiếp xúc với bề mặt đai ốc để đưa bàn máy sang phải Nhưng khi lực cắt xuất hiện, đẩy vít me sang trái, chấm dứt sự tiếp xúc tạo nên một khe hở giữa mặt phải của ren vít me và đai ốc Ở khoảnh khắc này, bàn máy sẽ dừng lại cho đến khi khe hở bị triệt tiêu Sự xuất hiện và triệt tiêu khe hở làm chuyển động của bàn máy không êm, bị giật cục Nếu khe hở càng lớn thì độ chuyển động không đều

và rung động của bàn máy càng lớn

Để khắc phục khe hở giữa vít me và đai ốc khi phay thuận, trên máy phay vạn năng người ta dùng nhiều loại cơ cấu hiệu chỉnh khe hở vít me khác nhau

b Cơ cấu chọn trước tốc độ quay.

Hình 2.a – Nguyên lý cơ cấu chọn trước tốc độ quay của máy phay 6H82

Máy phay vạn năng có khả năng gia công nhiều tốc độ cắt và nhiều lượng chạy dao khác nhau Trên máy phay dùng cơ cấu chọn trước tốc độ quay kiểu đĩa lỗ để chuẩn bị thay đổi tốc độ cần thiết cho trục chính Mục đích của việc chọn trước tốc

độ quay và lượng chạy dao bằng cơ cấu kiểu đĩa lỗ là nhằm giảm thời gian phụ của máy

Sơ đồ nguyên lý cơ cấu chọn trước tốc độ quay hoặc lượng chạy dao ( cơ cấu đĩa lỗ) của máy phay 6H82 được trình bày trên hình 2.a.

Cơ cấu chọn trước tốc độ quay hoặc lượng chạy dao bằng đĩa lỗ được dùng để diđộng các khối bánh răng di trượt tới các vị trí I, II, III Càng gạt khối bánh răng di trượt chuyển động sang phải hoặc trái tuỳ thuộc vào vị trí chốt 1 và 2 có xuyên qua đĩa lỗ hay không xuyên qua đĩa lỗ 3 và 4 như trên hình 2.a Dạng tổng quát của cơ cấu điều khiển lượng chạy dao được trình bày trên hình 2.b

Hình 2.b – Dạng tổng quát của cơ cấu đĩa lỗ trên máy phay 6H82

Núm vặn (2) dùng để chọn trước vận tốc hoặc lượng chạy dao Tốc độ quay của các trục bị động được điều chỉnh nhờ các vị trí di trượt khác nhau của các khối bánh răng A, B, C như trên hình 2.b Núm vặn (2) tác động rút đĩa chốt ra khỏi các chốt sao đó quay các đĩa này tới vị trí chọn trước rồi đẩy trở về vị trí cũ, các đĩa lỗ sẽ tác động tới các chốt điều khiển các ngàm gạt các khối bánh răng A, B, C đóng mở các khối bánh răng di trượt Các đĩa lỗ duy trì được vị trí xác định nhờ vị trí cơ cấu định

vị bi 3

Trên hình 2.c trình bày kết cấu của cụm ly hợp bi an toàn M2, ly hợp vấu M3 và

ly hợp ma sát M4 của cơ cấu chạy dao máy phay 6H82

Hình 2.c – Kết cấu của cụm ly hợp an toàn, ly hợp vấu và ly hợp ma sát của cơ cấu

chạy dao

c,Đầu phân độ vạn năng

Để mở rộng khả năng công nghệ của máy phay vạn năng (thường cho máy phayngang và máy phay đứng), thường dùng đầu phân độ vạn năng lắp trên bàn máy đểphân độ và kẹp chặt chi tiết gia công trên trục chính của đầu phân độ, với các kiểu đồ

+ Quay tròn chi tiết gia công liên tục phù hợp với lượng chạy dao của bàn máy.Khả năng này của đầu phân độ làm máy phay vạn năng có thể phay được các rãnhxoắn của bánh răng, trục vít, dao phay, mũi doa và các loại dao khác có rãnh xoắn.Đầu phân độ vạn năng có thể phân thành hai loại cơ bản: đầu phân độ có đĩaphân độ và đầu phân độ không có đĩa phân độ

Hình 3 – Sơ đồ bố trí đầu phân

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN DẪN MÁY MỚI

2.1.Thiết kế sơ đồ kết cấu động học.

Theo các sơ đồ gia công để tạo lực cắt Q1 cần tạo ra tốc độ cắt V(hoặc n) thông qua xích chuyện động chính truyền chuyển động cho trục chính từ động cơ

Động cơ có tốc độ nđc (v/p) qua cơ cấu truyền động nào đó truyền đến trục động cơ thông qua xích tốc độ iv, làm trục chính mang dao quay với tốc độ nmin-nmax

Phương trình xích truyền động xích chạy dao:

Bảng 2.1.1:Trị số vòng quay tiêu chuẩn

2.2.2 PAKG, lập bảng so sánh PAKG, PATT vẽ sơ đồ động

a,Phương án không gian:

Để chọn được PAKG ta đi tính số nhóm truyền tối thiểu:

Số nhóm truyền tối thiểu(i) được xác định từ Umin gh=1/4i = nmin/nđc

n dc

nmin /lg4 = lg

1440

25 /lg4 =2,92 Các phương án có thể có: Z = 3x3x 2 = 18

Z = 2x 3x3 = 18

Z = 3x 2x 3 = 18

Do i  3 cho nên các phương án 6 x 3; 3 x 6; 9 x 2; 2 x9 bị loại

Vậy ta chỉ cần so sánh các phương án KG còn lại

Ta thấy rằng trục cuối cùng thường là trục chính hay trục kế tiếp với trục chính vì

trục này có thể thực hiện chuyển động quay với số vòng quay từ nmin  nmax nên khi tính toán sức bền dựa vào vị trí số nmin ta có Mxmax Do đó kích thước trục lớn suy ra các bánh răng lắp trên trục có kích thước lớn Vì vậy, ta tránh bố trí nhiều chi tiết trên trục cuối cùng do đó 2 PAKG cuối có số bánh răng chịu Mxmax lớn hơnnên ta chọn phương án 1 đó là 3x3x2

b,Chọn phương án thứ tự ứng với PAKG 3×3×2

Theo công thức chung ta có số phương án thứ tự (PATT) được xác định là K!Với K là số nhóm truyền, ta có: K = i = 3 Vậy 3! = 6 PATT

Bảng lưới kết cấu nhóm như sau:

I III II II III I III I II

Theo điều kiện (P-1)Xmax ¿ 8 có 2 PATT đạt So sánh 2 lưới kết cấu:

1 1 6 6 3

kết hợp với lưới kết cấu và tham khảo từ máy mẫu ta chọn PATT là PATT đầu tiên:

3 x 3 x 2

I II III[1] [3] [9]

Vì với PATT này thì lưới kết cấu phân bố theo hình rẽ quạt đều đặn và chặt chẽ nhất

Rõ ràng ta thấy PATT 1 có lưới kết cấu phân bố theo hình rẽ quạt đều đặn vàchặt chẽ nhất.

2.1.3 /Xác định n 0 ,chọn tỷ số truyền các nhóm và vẽ đồ thị vòng quay

Lưới kết cấu chỉ thể hiện được tính định tính để xác định được hộp tốc độ cóphân bố theo hình rẽ quạt chặt chẽ hay không? Còn đồ thị vòng quay cho ta tínhđược cụ thể tỷ số truyền ,số vòng quay và số răng của các bánh răng trong hộp tốcđộ

Động cơ đã chọn theo máy chuẩn có: N = 7 (KW) và nđc = 1440 (vg/ph)

Z: Tổng số răng trong cặp

∑ Z = E.K : tổng số răng của cặp bánh răng ăn khớp

Echọn> Emin nào đó để Zx , Zx’ > Zmin = 17 răng ( không bị cắt chân răng )

    ta có f1 + g1 = 81



ta có f3 + g3 = 81Bội số chung nhỏ nhất là K = 81

Với Zmin = 17 để tính Emin ta chọn cặp ăn khớp có lượng mở lớn nhất

min 1 1 min

g



ta có f4 + g4 = 95i5 =

f

g 1 1,26 ❑ = 39

Bội số chung nhỏ nhất là K = 95

Với Zmin = 17 để tính Emin ta chọn cặp ăn khớp có lượng mở lớn nhất

min 4 4 min

1

f i

g



ta có f8 + g8 = 3Bội số chung nhỏ nhất là K = 15

Với Zmin = 17 để tính Emin ta chọn cặp ăn khớp có lượng mở lớn nhất

  = E.K = 6.15 = 90

Vậy

7 7

7 7

1

90 185

8 8

2

90 603

2.1.5.Tính sai số vòng quay và vẽ đồ thị sai số vòng quay

Công thức tính sai số vòng quay

n =

dn th dn

n



.100%

2.1.6 vẽ sơ đồ động :

Hình 2.1.6:Sơ đồ động hộp tốc độ

2.Tính toán thiết kế động học hộp chạy dao

2.1.Chuỗi số vòng quay

Để tính được chuỗi số vòng quay của hộp chạy dao thì ta phải tính được số vòng quay lớn nhất và nhỏ nhất của đầu ra của hộp chạy dao (trục 6).

Dựa vào máy mẫu tham khảo (6H82) ta thấy cơ cấu tạo ra chuyển động chạy dao dọc, ngang và đứng là cơ cấu vít đai ốc Bước vít tv = 6mm mặt khác do đầu bài Sdoc min = Sngang min = 3Sđứng min = 23.5 mm/phút do đó ta chỉ cần tính toán với 1 đường truyền còn các đường truyền khác là tính tương tự

Ta tính được dãy số vòng quay của hộp chạy dao với cơ cấu chấp hành là vít me cótv=6 mm như sau:

Với

i si

v

S n

thay ns1= nsmin =3,91

trụcdo đó ta loại bỏ 4 phương án này.

Ta tránh bố trí nhiều chi tiết trên trục cuối cùng, do đó 2 PAKG cuối cùng có sô bánhrăng chịu Mx max lớn hơn cho nên ta chọn phương án (1) là phương án tối ưu nhất đó

là phương án: 3 x 3 x 2

Sơ đồ:

2B+3 f

B f

b,Chọn phương án thứ tự cho hộp chạy dao

Như vậy hộp tốc độ có 3 tỉ số truyền nên sẽ có 3! = 6 PATT

Bảng so sánh các PATT như sau :

Khôngđạt

KhôngđạtTheo điều kiện X max  8 có 2 PATT đạt, đó là 2 PATT 1 và PATT 3 có lượng mởtương ứng là [1] [3] [9] và [3] [1] [9]

Từ 2 PATT trên ta vẽ lưới kết cấu như sau:

3(3) III 2(9) IV

I

II 3(3)

3(1) III 2(9)

cơ cấu truyền động hoặc nếu muốn chạy đồng thời thì phải cần có thêm một động

cơ nữa để chạy 2 xích độc lập

Để hộp chạy dao nhỏ gọn khi sử dụng 2 đường truyền riêng biệt mà không cần tắt máy hoặc thêm động cơ thì người ta dùng cơ cấu phản hồi và hệ thống các ly hợp

Do dùng cơ cấu phản hồi cho nên người ta không dùng phương án thứ tự mà lưới kết cấu có hình rẻ quạt chặt chẽ như đối với hộp tốc độ, vì nếu như vậy thì tỷ số truyền giữa các cặp bánh răng sẽ quá bé hoặc quá lớn

Chính vì vậy mà ta chọn PATT có lượng mở là [3] [1] [9]

Do cơ cấu phản hồi nên lưới kết cấu có sự biến hình dẫn đến phương án thứ tự của hộp chạy dao thay đổi với Z = 3 x 3 x 2 được tách làm 2 phần:

Với Z1 = 3 x 3

[3] [1]

Và Z2 = 2[9] gồm đường truyền trực tiếp và đàn hồi

Ngoài ra lưới còn có thêm đường chạy dao nhanh

Lưới kết cấu phản hồi như sau:

III IV V

Chọn n0 = 200 (vg / ph )+) Chọn xích chạy dao nhanh

Snhanh = 2300 (mm/ph) ta chọn xích chạy dao nhanh như máy tương tự

Sử dụng đồ thị vòng quay của máy chuẩn để thiết kế máy mới như sau