Đồ Án tốt Nghiệp Chế Tạo Máy Tiện Ren Vít Vạn Năng

1.1 Công Dụng. Máy tiện ren vít vạn năng có khả năng công nghệ khá rộng rãi cụ thể là: máy có thể gia công được các bề mặt trụ trơn trong và ngoài, bề mặt định hình, mặt phẳng, mặt ren… Ngoài ra ta còn có thể thực hiện các nguyên công khoan, khoét, doa…trên máy tiện. Hầu hết các loại máy tiện đều được cấu tạo từ các bộ phận: Thân và băng máy, hộp xe dao, bàn xe dao, hộp tốc độ, hộp trục chính, ụ động, trục vít me, trục trơn, mâm cặp… 1.2 Phạm Vi Sử Dụng. Một chi tiết máy được tạo ra thường phải trải qua các quá trình nghệ khác nhau gồm có: quá trình tạo phôi, gia công cơ, quá trình lắp ráp kiểm tra. Trong các quá trình đó thì gia công cơ là không thể thiếu khi cần chế tạo các chi tiết có độ chính xác, độ bóng bề mặt cao. Trong gia công cơ thì nguyên công tiện chiếm phần lớn khối lượng công việc, do đó máy tiện là loại máy rất là phổ biến và thông dụng trong các phân xưởng và nhà máy cơ khí.

Lời nói đầu

Trong giai đoạn phát triển của xã hội hiện nay, việc xây dựng một nền công nghiệp hiện đại là một nhiệm vụ trọng tâm trong thời kỳ phát triển của nền kinh tế thị trường Nhận rõ được nhiệm vụ quan trọng đó đảng và nhà nước rất chú trọng đến sự phát triển của nền công nghiệp trong đó mũi nhọn là ngành cơ khí chế tạo máy.

Trình độ kỹ thuật của một đất nước trước hết được đánh giá bởi sự phát triển của ngành cơ khí chế tạo máy, một trong những ngành chủ đạo của nền công nghiệp, trong đó máy cắt kim loại là một thiết bị chủ yếu của ngành Ngày nay công nghệ sản xuất phôi đã đạt được những thành tựu to lớn song không vì thế mà ý nghĩa của máy cắt kim loại trong nghành cơ khí giảm đi mà còn tăng lên bởi quá trình gia công trên máy rất phức tạp và yêu cầu độ chính xác rất cao mà các dạng gia công khác chưa đạt được.

Nhiệm vụ đặt ra cho nhưng nhà thiết kế máy việt nam là phải trang bị cho đất nước những hệ thống máy cắt kim loại đáp ứng được nhưng chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật phù hợp với yêu cầu sử dụng và những đòi hỏi cao của nền công nghiệp hiện đại.

Qua thời gian học tập tại trường em được bộ môn giao đề tài đồ án môn học máy công cụ: Thiết kế máy tiện ren vít vạn năng Sau một thời gian nghiên cứu, được sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của thầy cùng với sự cố gắng của bản thân đến nay em đã hoàn thành đề tài đồ án Do trình độ và kiến thức bản thân còn nhiều hạn chế nên trong quá trình nghiên cứu thiết kế đề tài không

thể ránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, giúp đỡ của các thầy cô để em có thể tích lũy được những kinh nghiệm và kiến thức phục vụ cho các đề tài nghiên cứu sau này.

Em xin chân thành cám ơn!

Thái Nguyên, ngày 01 tháng 06 năm 2019

Sinh viên thiết kế

Tài liệu tham khảo.

[1] Nguyễn Anh Tuấn- Phạm Đắp, Thiết kế máy công cụ, tập I,II, NXB khoa học và kỹ thuật, năm

1983

[2] Phạm Đắp- Nguyễn Đức Lộc- Phạm Thế Nguyễn Tiến Lưỡng, Tính toán thiết kế máy cắt kim loại, NXB Đại học và trung học chuyên nghiệp, năm 1971.

[3] Mai Trọng Nhân, Thiết kế máy cắt kim loại, NXB Trường đại học kỹ thuật công nghiệp Việt Bắc, Thái Nguyên, 1977

[4] Hoàng Duy Khản (chủ biên)- bộ môn Máy và Tự động hoá, Tập bản vẽ máy cắt kim loại, Trường đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên, 1991.

[5] Bộ môn Máy và Tự động hoá, Giáo trình máy công cụ, tập I,II,III,IV, trường đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên, 1996

[6] Trịnh Chất- Lê Văn Uyển, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, NXB Giáo dục, năm 1998.

[7] Thiết kế dụng cụ cắt.

[8] Sổ tay công nghệ.

Hầu hết các loại máy tiện đều được cấu tạo từ các bộ phận: Thân và băngmáy, hộp xe dao, bàn xe dao, hộp tốc độ, hộp trục chính, ụ động, trục vít

me, trục trơn, mâm cặp…

1.2 Phạm Vi Sử Dụng.

Một chi tiết máy được tạo ra thường phải trải qua các quá trình nghệ khácnhau gồm có: quá trình tạo phôi, gia công cơ, quá trình lắp ráp kiểm tra.Trong các quá trình đó thì gia công cơ là không thể thiếu khi cần chế tạo cácchi tiết có độ chính xác, độ bóng bề mặt cao

Trong gia công cơ thì nguyên công tiện chiếm phần lớn khối lượng côngviệc, do đó máy tiện là loại máy rất là phổ biến và thông dụng trong cácphân xưởng và nhà máy cơ khí

2 VAI TRÒ, VỊ TRÍ VÀ TRÌNH ĐỘ PHÁT TRIỂN CỦA MÁY THIẾT KẾ TRONG THỰC T Ế

Máy tiện ren vít vạn năng ngày nay vẫn còn sử dụng rất nhiều ở Việt Nam,với ngành công nghiệp còn chậm phát triển như nước ta thì việc thay thếhoàn toàn các loại máy vạn năng vẫn còn là một vấn đề rất khó khăn, do đótầm quan trọng của máy tiện vạn năng trong sản xuất thực tế vẫn là rất lớn

Ngày nay do yêu cầu ngày càng cao về độ chính xác gia công, cũng nhưnăng xuất gia công, nên máy tiện ren vít vạn năng đã được cải tiến nhiềuphù hợp với xu hướng phát triển của thời đại Đặc biệt là máy tiện được điềukhiển theo chương trình số, với việc ứng dụng công nghệ mớiCAD/CAM/CNC Đã tạo ra bước nhảy lớn trong công nghiệp hiện đại.

3.TỔNG QUAN VỀ DAO

3.1 Thông số hình học

Dao tiện gồm có thân (cán dao) và đầu dao (phần làm việc), cán daodùng để kẹp trên ổ dao, đầu dao gồm có các yếu tố sau :

Hình 9: Yếu tố của dao tiện

Năng suất cắt gọt của dụng cụ cắt phụ thuộc vào khả năng giữ đượctính cắt gọt trong một khỏang thời gian dài của vật liệu làm dao

Măt trước : là bề mặt của dao tiếp xúc với phoi Trong quá trình cắtphoi được hình thành và thoát ra trên mặt trước

Mặt sau : (gồm có mặt sau chính và mặt sau phụ) là mặt đối diện vớichi tiết cần gia công

Lưỡi cắt gọt : gồm có lưỡi cắt chính (là giao tuyến giữa mặt sau chính

và mặt trước của dao) và lưỡi cắt phụ (là giao tuyến giữa mặt sau phụ vàmặt trước)

Mũi dao : là chỗ tiếp giáp giữa lưỡi cắt chính và lưỡi cắt phụ, mũi dao

có thể nhọn, lượn tròn hay mài vát

Để đảm bảo được năng suất và chất lượng gia công thì đầu dao phải cónhững thông số hình học hợp lý

Các góc độ của dao:

Góc sau α : là góc tạo bởi mặt phẳng cắt gọt và mặt sau chính của daotrong tiết diện chính, góc sau thường được chọn trong khoảng α = 40 ÷

120, thép gió ta chọn α=60 ÷ 120 ; dao hợp kim cứng chọn α = 40 ÷

120 góc sau của dao có tác dụng giảm ma sát giữa mặt sau với bề mặtđang gia công Khi chọn góc sau cần phải chú ý tới điều kiện tản nhiệt,

độ bền của mũi dao và giảm sự ma sát với bề mặt gia công

Khi gia công vật liệu dẻo cần chọn góc sau lớn

Khi gia công vật liệu giòn chọn góc sau nhỏ tăng độ bền của dao vàtăng khả năng dẫn nhiệt

Góc sắc β : là góc tạo bởi giữa mặt trước và mặt sau chính của daoKhi cắt vật liệu mềm góc sắc được chọn trong khoảng β = 400 ÷ 500Khi cắt vật liệu dẻo góc sắc được chọn trong khoảng β = 550 ÷ 750Khi cắt vật liệu giòn góc sắc được chọn trong khỏang β = 750 ÷ 850Góc trước γ : là góc tạo bởi mặt trước của dao và mặt phẳng đáythường chọn trong khỏang γ = 50 ÷ 400

Góc cắt δ : là góc tạo bởi giữa mặt trước và mặt phẳng cắt gọt.

Ngoài ra còn có các góc theo hình chiếu bằng :

+/Góc nghiêng chính φ : là góc giữa hình chiếu của lưỡi cắt chính trênmặt đáy của dao

Tùy thuộc vào hướng chạy dao ta phân biệt :

+/ Dao tiện phải : chạy dao từ phải sang trái

+/ Dao tiện trái : chạy dao từ trái sang phải

3.2Các Loại Dao Dùng Trên Máy Tiên Ren Vít Vạn Năng Dao tiện trơn

Dao tiên ren

Dao tiện định hình

Dao dao khoan

Dao khoét

Dao doa

3.3 Vật liệu làm dao tiện

Vật liệu phần cắt của dao tiện :

Phải có độ cứng cao, tuổi bền nhiệt cao (giữ được độ cứng khi bị nung nóng), độ chống mòn cao và độ dai cao (có khả năng chống va đập)

Ta thường dùng các lọai vật liệu như thép gió – tuổi bền nhiệt củathép gió có thể đạt tới 6500C và hợp kim cứng được chế tạo thành từngmảnh có kích thước khác nhau, tuổi bền nhiệt của hợp kim cứng có thểđạt tới 10000 C

3.4 Công Dụng

Dao máy tiện ren vít vạn năng có khả năng gia công được các dạng bề mặt gia công khac nhau tùy thuộc vào loại dao như bề mặt trụ trơn trong và ngoài Bề mặt ren,bề mặt định hình, khỏa mặt đầu, …ngoài dao tiện còn có dao khoan, dao doa…được sử dụng trên máy tiện

3.3 Phạm Vi Sử Dụng

Trong gia công cơ thì nguyên công tiện chiếm phần lớn khối lượng công việc, do đó máy tiện là loại máy rất là phổ biến và thông dụng trong các phân xưởng và nhà máy cơ khí.do vậy dao tiện được sử dụng rất rộng rãi trong các phân xưởng và các nhà máy cơ khí

4 TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ MÁY CÔNG CỤ

4.1 Phân Tích Yêu Cầu Thiết Kế.

Yêu cầu thiết kế Máy Tiện Ren Vít Vạn Năng, có các thông số :

Chiều cao tâm máy H = 200 (mm),  =1,26

n = 12,5  1600 (vòng/phút)

Sd = 2.Sng = 0,05  2,8 (mm/vòng)

Tiện ren quốc tế: t = 0,5  112

Tiện ren modulus: m = 0,5  112

Tiện ren Anh: n = 56 

1 4

Tiện ren Pitch: p = 56 

1 4

Nhìn tổng quan yêu cầu thiết kế, ta thấy mục tiêu của nhà thiết kế là phải thiết kế được 1 máy tiện ren vít vạn năng có thông số đó là: Đường kính phôi gia công lớn nhất trên băng máy là Dmax = 2H = 400 (mm), máy có công bội  =1,26

, với số vòng quay trục chính nằm trong khoảng giới hạn nmin = 12,5  n 

nmax =1600 (vg/ph) Lượng chạy dao dọc của bàn dao Sd = 0,05  2,8(mm/vg), lượng chạy dao ngang Sn = 0,025  1,4 (mm/vg) Máy thiết kếphải tiện được các loại ren như ren quốc tế, ren modulus, ren Anh, ren Pitch.Với khoảng giới hạn bước ren như sau:

Ren quốc tế: t = 0,5  112

Ren modulus: m = 0,5  112

Ren Anh: n = 56 

1 4

Ren Pitch: p = 56 

1

4

4.2 Tổng Hợp Thiết Kế.

Từ những phân tích yêu cầu thiết kế, để thiết kế được máy yêu cầu Ngườithiết kế cần phải nắm vững những kiến thức cơ bản cũng như những kiếnthức nâng cao về tính toán thiết kế máy, tính toán thiết kế các chi tiết máy.Phải biết kết hợp những tài liệu kỹ thuật cùng với những hiểu biết của bảnthân, để tổng hợp nên một bản thiết kế hoàn chỉnh

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ CẤU TRÚC ĐỘNG HỌC

MÁY

1 CÔNG NGHỆ GIA CÔNG TRÊN MÁY.

Bề mặt hình học của các chi tiết máy rất đa dạng có thể là: mặt phẳng,mặt trụ, mặt côn, mặt cầu…Để tạo hình bề mặt trên máy công cụ có 4phương pháp cơ bản sau đây:

 Phương pháp chép hình

 Phương pháp bao hình

 Phương pháp vết (quỹ tích)

 Phương pháp tiếp xúc

2 CÁC SƠ ĐỒ GIA CÔNG ĐIỂN HÌNH.

Các bề mặt chủ yếu gia công được trên máy tiện ren vít vạn năng gồm có:mặt trụ tròn xoay trong và ngoài, mặt côn, mặt ren ( ren vít hoặc ren acximet)…Ta chọn 2 nguyên công đặc trưng của máy tiện là nguyên công tiện trơn

và nguyên công tiện ren để xác định sơ đồ gia công cho máy

2.1 Nguyên Công Tiện Trụ Trơn.

Bề mặt trụ trơn được hình thành bởi 2 đường tạo hình là:

 Đường sinh 1: là đường tròn được hình thành do vết của mũi daokhi phôi thực hiện chuyển động quay tròn Q

 Đường chuẩn 2: là đường thẳng được hình thành do dao chuyểnđộng thẳng T

Như vậy ta có 2 chuyển động tạo hình độc lập đó là:

 s(Q): Chuyển động tạo hình đường sinh 1

 s(T): Chuyển động tạo hình đường chuẩn 2

Phương pháp tạo hình ở đây là: Phương pháp vết (hay phương pháp quỹtích)

Ngoài các chuyển động tạo hình cơ bản, còn có các chuyển động phụkhác như: chuyển động đưa dao vào vị trí gia công, chuyển động lùi dao,chuyển động chạy không…

Nhận Xét: Để thực hiện các chuyển động cần thiết cho quá trình gia công,máy thiết kế cần phải có xích tốc độ để tạo ra vận tốc cắt (làm quay trục

chính), xích chạy dao tiện trơn để thực hiện chuyển động ăn dao, xích chạydao nhanh để thực hiện các chuyển động chạy dao nhanh khỏi vùng cắt.

2.2 Nguyên Công Tiện Ren.

thống nhất), hoặc mâm cặp kết hợp với mũi tâm, hoặc trên mâm cặp…

Bề mặt ren được hình thành là do:

 Đường sinh 1 là profin của ren được tạo ra bằng phương pháp

chép hình ( chép lại biên dạng của dao )

 Đường chuẩn 2 là dường xoắn vít trụ được tạo thành bằng

phương pháp quỹ tích

Để tạo ra bề mặt ren thì 2 chuyển động thành phần Q và T phải có mốiquan hệ động học chặt chẽ, đảm bảo khi trục chính mang phôi quay đi 1vòng thì bàn xe dao sẽ dịch chuyển một lượng bằng bước ren t hay bướcxoắn T với ren nhiều đầu mối Phương pháp này là phương pháp chép hìnhquỹ tích

Vậy ta có 2 chuyển động tạo hình là:

 s(Q): Chuyển động tạo hình đường sinh 1

 c(Q,T): Chuyển động tạo hình đường chuẩn 2

Ngoài các chuyển động tạo hình cơ bản, còn có các chuyển động phụkhác như: chuyển động đưa dao vào vị trí gia công, chuyển động lùi dao,

chuyển động chạy không, chuyển động phân độ khi tiện ren nhiều đầumối…

Nhận Xét: Để thực hiện các chuyển động cần thiết cho quá trình gia công,máy thiết kế cần phải có xích tốc độ để tạo ra vận tốc cắt (làm quay phôi),xích chạy dao tiện ren để thực hiện chuyển động ăn dao, xích chạy daonhanh để thực hiện các chuyển động chạy dao nhanh khỏi vùng cắt

3 THÀNH LẬP SƠ ĐỒ CẤU TRÚC ĐỘNG HỌC MÁY.

Cấu trúc động học toàn máy đó là: tập hợp một hay nhiều nhóm động họcnối kết cấu hay nối động với nhau tạo thành Vì vậy muốn xây dựng cấu trúcđộng học máy ta cần nắm vững nguyên tức nối động và nguyên tắc bố trícác khâu điều chỉnh Ta biết ngoài chuyển động chạy dao dọc T2, máy còn

có chuyển động chạy dao ngang T3 để tiện mặt đầu, cắt đứt…Do đó trongkết cấu của máy ngoài vít me dọc còn phải ó vít me ngang, khi tiện trơnchạy dao dọc phải có bánh răng thanh răng

Theo yêu cầu máy chế tạo phải gia công được các loại phôi có kích thướckhác nhau nằm trong phạm vi cho phép, nhằm thoả mãn tính công nghệ khichọn chế độ cắt hợp lý Do đó ta phải đảm bảo trục chính có nhiều tốc độtương ứng với chế độ cắt, để làm được điều này ta phải thiết kế hộp tốcđộ(iv) và cơ cấu điều chỉnh tốc độ cho trục chính Đồng thời để tạo ra lượngchạy dao dọc, ngang trong máy cần bố trí hộp chạy dao is

Từ những nhận xét trên ta tổng hợp ra 1 sơ đồ cấu trúc động học sau:

M2

5 6

ốc dọc

Trục chính Q – 4 – 5 – is – 6 – 8 – tvmd

Ldđtt: 1(vòng trục chính) → t (mm bàn dao)

4.5 Xích Chạy Dao Nhanh:

 Chạy dao dọc: Động cơ M2 → Br/Tr

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA MÁY

1 ĐẶC TÍNH CÔNG NGHỆ.

Máy tiện ren vít vạn năng có thể gia công được các bề mặt tròn xoay(trong và ngoài), các bề mặt ren, mặt đầu…Ngoài ra nó còn thực hiện được cácnguyên công như: khoan, khoét, doa…Nếu được trang bị thêm đồ gá chuyêndùng

Vật liệu làm dao có thể là: Thép các bon dụng cụ, thép hợp kim,thép gió (P9, P18…), Hợp kim cứng (T15K6,BK8…) Vật liệu làm daođược chọn tuỳ thuộc vào vật liệu gia công, tính công nghệ, cũng như điềukiện kỹ thuật

Vật liệu gia công trên máy có thể là: Thép, gang, hợp kim màu…Phôi gia công có thể ở dạng trục, dạng bạc, dạng đĩa

Độ bóng và độ chính xác có thể đạt được trên máy:

- Tiện mỏng: Độ chính xác kích thước 6.

Độ nhám Ra 0,63  0,32 (m)

2 ĐẶC TÍNH KÍCH THƯỚC.

1.Chiều cao tâm máy: H = 200 (mm)

⇒ Đường kính phôi lớn nhất gia công trên băng máy: Dmax = 2.H = 400 (mm)

2.Khoảng cách 2 mũi tâm:

4.Đường kính lớn nhất của phôi thanh có thể luồn qua trục chính của máy:

Ren quốc tế: t = 0,5  112 (mm)

Ren modulus: m = 0,5  112 (mm)Ren Anh: n = 56  0,25 (số đỉnh ren/1’’)Ren Pitch: p = 56  0,25 (số modul/1’’)

3 ĐẶC TÍNH ĐỘNG HỌC.

3.1 Xích Tốc Độ.

- Việc tính toán tốc độ cắt lớn nhất và nhỏ nhất của máy bằng cách phốihợp những điều kiện thuận lợi hoặc khó khăn nhất với nhau, sẽ dẫn đến tăngrất lớn phạm vi điều chỉnh của máy nhưng làm cho kết cấu của máy rất phứctạp

Do đó việc chọn các trị số tốc độ cắt tới hạn, tốt nhất nên căn cứ vào các tàiliệu thống kê trên các máy khác nhau, có thể tăng tốc độ cắt lên 25% trongtrường hợp kể đến sự tiến bộ của kết cấu và vật liệu dụng cụ

*Chuỗi số vòng quay trục chính:

nmin = 12,5 (vg/ph); nmax = 1600 (vg/ph)

- Khi điều chỉnh phân cấp, đa số máy tiện ren vít thông dụng có trị số công bội  1, 26 Hầu hết chuỗi tần số quay trục chính đều xếp theo chuỗi nhân Công bội  đã được tiêu chuẩn hóa theo bảng 4 [1] và máy dải số vòng quay từ nmax đến nmin khá rộng từ 12,5 1600 (v/ph)

nên ta chọn:

-  1,26

- Số cấp tốc độ:

max min

 Số cấp tốc độ: Z = 22

 Phạm vi điều chỉnh tốc độ

Rn =

nmax

nmin =

1600 12.5 = 128

3.2 Xích Chạy Dao:

- Tốc độ chạy dao của máy tiện tuỳ thuộc vào chiều sâu cắt và lượng chạy dao đảm bảo chất lượng bề mặt

- Chiều sâu cắt tmax được lấy bằng lượng dư hạ thấp khi gia công cơ, theo bảng 61 với kích phôi 200  1000 (mm), có lượng dư 2 phía là a = 14 (mm) ⇒ tmax =

- Lượng chạy dao Smax tra theo tmax khi tiện thô ngoài

- Lượng chạy dao Smin tra theo yêu cầu chất lượng bề mặt gia công

Bởi vì hộp chạy dao tiện ren dùng cả tiện trơn, nên phạm vi điều chỉnh bước ren

và lượng tiến dao phải giống nhau Rt = Rs

Chạy dao dọc: Sd = 0,05  2,8 (mm/vg)

Chạy dao ngang: Sng = 0,025  1,4 (mm/vg)

3.3 Xích chạy dao nhanh:

 Chạy dao dọc: Động cơ M2 → Br/Tr

 Chiều sâu cắt tính toán t*:

Ta có: xv = 0,25 (số mũ xét tới ảnh hưởng của t đến v)

yv = 0,66 (số mũ xét tới ảnh hưởng của S tới v)

Cv = 50,2 (đặc trưng cho chế độ cắt nặng nhọc)

Kv = 1,09

⇒ V* =

50,2 4,226 0 ,25 .1,39 0,66 1,09 = 30,7(m/ph)

4.2.Tính Lực Cắt.

4.3 Mô Men Xoắn Lớn Nhất.

4.5 Chọn Sơ Bộ Động Cơ.

Máy công cụ muốn làm việc được thì nhất thiết phải có 1 hay nhiều động cơđiện, để truyền dẫn chuyển động chính, chuyển động chạy dao Ta đi xác định sơ

bộ động cơ điện cho máy:

1,2.5,536

0,8 = 8,3 (Kw)

Ta chọn động cơ không đồng bộ 3 pha DK 62-4 có: { N d/c =10(Kw) ¿¿¿¿

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC MÁY

1 CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN DẪN.

1.1 Chọn Kiểu Truyền Dẫn.

Chọn kiểu truyền dẫn có ý nghĩa rất lớn đến chất lượng bề mặt gia công, giáthành của máy, phạm vi sử dụng, kết cấu không gian của máy

Khi chọn kiểu truyền dẫn cần căn cứ vào phạm vi điều chỉnh, công suất truyền,trị số trượt, thuận tiện điều khiển, khả năng thay đổi tốc độ nhanh và tính côngnghệ phải tốt

Với yêu cầu thiết kế đặt ra và từ những vấn đề phân tích trên Với máy cóchuyển động chính quay có N < 100 (Kw)

⇒ Ta chọn phương án điều chỉnh tốc độ phân cấp bằng cơ khí gồm:

 Một động cơ không đồng bộ 3 pha

 Một hộp tốc độ dùng bộ truyền bánh răng và các kết cấu cơ khí khác

1.2 Bố Trí Cơ Cấu Chuyển Động.

Phương án bố trí cơ cấu truyền động:

+ Hộp tốc độ và hộp trục chính chung 1 vỏ + Hộp tốc độ tách rời hộp trục chính

Trong 2 phương án trên: Phương án 1 thường được áp dụng với máy cỡ vừa vàtrung Vì máy ta thiết kế thuộc loại cỡ vừa nhưng lại không yêu cầu độ chính xáccao nên ta chọn phương án 1 làm phương án truyền dẫn

+ Ưu điểm: Kết cấu gọn nhẹ, giá thành hạ, dễ tập trung cơ cấu điều khiển, tạo

điều kiện thuận lợi cho người thao tác đứng máy

+ Nhược điểm: Có thể truyền rung động từ hộp tốc độ sang hộp trục chính, có

thể truyền nhiệt từ hộp tốc độ sang hộp trục chính, khó tổ chức bôi trơn hộp tốc độ

1.3 Lựa Chọn Bộ Truyền Cuối Cùng.

Bộ truyền cuối cùng ảnh hưởng rất lớn đến chế độ cắt gọt lớn nhất và độ điềuhoà chuyển động, đến độ bóng bề mặt gia công

Trục chính có nmax = 1600 (vg/ph) nên ta chọn bộ truyền cuối cùng là bộ truyềnbánh răng Để đảm bảo trục chính quay êm ta cần đảm bảo tốc độ vòng của bánhrăng không được lớn quá và đường kính bánh răng lắp trên trục chính không được

bé quá đường kính phôi lớn nhất

Đường kính bánh răng lớn nhất cho phép:

Ta thấy: Dmax < D1max nên đẻ thoả mãn điều kiện : Dmax > D1max thì ta phải dùng

2 bánh răng dẫn cho trục chính trên 2 đường truyền tốc độ thấp và tốc độ cao làkhác nhau

2 CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU.

2.1 Chọn Dạng Kết Cấu.

Việc chọn dạng kết cấu đơn giản hay phức tạp ta căn cứ vào phạm vi điều chỉnhyếu cầu và công dụng của máy

Để lựa chọn phương án thích hợp ta tiến hành tính và so sánh phạm vi điềuchỉnh tốc độ Rn của máy với phạm vi điều chỉnh giới hạn Rn*

Điều kiện để sử dụng cấu trúc đơn giản là:

2 1/4 = 8  = 1,26

2.2 Chọn Phương Án Kết Cấu.

Phương án kết cấu được biểu diễn qua công thức kết cấu:

nguyên tố của 11 đi.

Muốn vậy ta phải ăng Zn từ 22 lên 24 cấp và bố trí như sau:

Pk = 2, 3 là nhỏ nhất Trong số 4 phương án trên để đảm bảo điều kiện trọng lượngtruyền dẫn là nhỏ nhất thì: P1 > P2 > P3 tức là càng về cuối trục chính số bộ truyềncàng giảm Mặt khác do tốc độ quay giảm dần, làm cho mômen xoắn tăng lên ởcác trục dẫn, nên khi tính toán kết cấu của trục ta cần đảm bảo sự phân bố của cácnhóm truyền trong hộp về trọng lượng

Vì vậy ta thấy phương án hợp lý nhất đó là: Zn = 3  2  2  2

Theo máy có trước 16K20 cùng chủng loại, ở bộ truyền tốc độ thấp thì bố tríthêm 2 nhóm truyền mỗi nhóm có duy nhất 1 bộ truyền để giảm tốc độ, sở dĩ nhưvậy để kết cấu không gian của máy hợp lý và khi cắt ren khuyếch đại và thườngtrên trục đầu tiên trong hộp tốc độ có bố trí ly hợp ma sát để đảo chiều quay trụcchính, vì vậy để đảm bảo độ bền của ly hợp đồng thời tránh làm yếu trục,ta cầngiảm bớt kích thước chiều trục, bằng cách bố trí sao cho: P1 < P2

Tức là P1 = 2 và P2 = 3 ta có Zn = 2  3  2  2

Do hộp này dùng cấu trúc nhân phức tạp Áp dụng công thức:

2.3 Chọn Phương Án Động Học.

Phương án động học máy là phương án về thay đổi trật tự các bộ truyền trong cácnhóm để nhận được dãy tốc độ đã cho Trong bộ truyền có m nhóm truyền thì sẽ cóm! phương án thay đổi trị số vòng quay Đối với hộp tốc độ của máy công cụ thì tỉ

số truyền nên chọn trong giới hạn:

imin i  imax ; imin=1/4 ; imax=2 ; 1/4 i  2

Với cấu trúc nhân phức tạp để đảm bảo truyền dẫn ở tốc độ cao, mặt khác domáy có nhiều cấp tốc độ nên ta tách ra làm 2 đường truyền:

+ Đường truyền tốc độ cao: Z1 = 2  3  2

+ Đường truyền tốc độ thấp: Z2 = 2  3  2  1  1

Phương án có thứ tự động học hợp lý nhất là phương án có:

x1<x2<x3< < xn

Và: x(p-1) < 8 ( với xi=x1, x2 , x3 , xn )

p: là số bộ truyền trong mỗi nhóm

Phạm vi điều chỉnh của nhóm khuyếch đại sau cùng không được vượt quá phạm

Kiểm tra lại lượng mở của nhóm truyền chậm tương tự ở nhóm truyền trên

đường truyền nhanh ta thấy đều thoả mãn

Vì ta tăng Zn lên 2 cấp để khử tính nguyên tố của 11 Nếu ta để Zn = 24 thì lãngphí 2 cấp so với yêu cầu Zn =22, vì vậy ta sẽ làm trùng 2 cấp tốc độ

Trong thực tế với tốc độ cao thì yêu cầu của máy đòi hỏi khắt khe hơn Nên talàm trùng ở đường truyền tốc độ cao Muốn vậy ta sẽ giảm đặc tính ở đường truyềnnày với nhóm cuối cùng từ x = 6 xuống x = 4

Z =2I×3II×2III

Vậy phương án động học của hộp tốc độ sẽ là:

Zn = 23(2+211) = 22 = Z1 + Z2

Z1=21I×32II×24III

Z2=21I×32II×26III×1×1

2.4 Vẽ Lưới Cấu Trúc.

Biểu dễn phương án kết cấu theo dạng lưới cấu trúc cho ta biết:

+ Số lượng nhóm truyền.

+ Số lượng bộ truyền trong mỗi nhóm.

+ Thứ tự thay đổi động học, đặc tính x và mối liên hệ tỉ số truyền mỗi nhóm + Phạm vi điều chỉnh của các nhóm truyền và bộ truyền dẫn.

+ Số cấp tốc độ của trục dẫn và trục bị dẫn trong mỗi nhóm truyền.

Tuy nhiên thông qua lưới cấu trúc ta không thể xác định được giá trị cụ thể củacác đại lượng, vì vậy mà qua đó chỉ đánh giá được sơ bộ truyền dẫn, trong quátrình lựa chọn phương án truyền dẫn để khắc phục được nhược điểm này ta đi xâydựng đồ thị vòng quay

Ta có sơ đồ lưới cấu trúc như sau:

2.5 Đồ Thị Vòng Quay.

Muốn xây dựng được đồ thị vòng quay ta phải xác định được số vòng quay củatrục dẫn n0, mục đích là tạo ra tỉ số truyền giảm dần về phía trục chính nên ta chọnđiểm bắt đầu từ trục I Số vòng quay của trục I được xác định như sau: Từ động cơ

có n = 1460(v/ph) qua bộ truyền đai

φ145 φ268 có tỉ số truyền là 1,84 do đó tốc độ rơi

trên trục I sẽ còn lại là: n= 1460

1,84 ≈ 800(v/ ph) ta lấy đây là điểm n0.

Chọn các tỉ số truyền: Trong mỗi nhóm chỉ cần có 1 tỉ số truyền có độ dốc của tiatuỳ ý và đảm bảo điều kiện: 1/4 < i < 2 Mặt khác các tỉ số truyền được tiêu chuẩnhoá để thuận tiện cho việc tính toán thiết kế, chúng phụ thuộc vào số bộ truyền p,đặc tính x của nhóm và công bội  của chuỗi vòng quay.

i =E

(E: là số khoảng lg cắt qua)Với: E = 0 ⇒ i = 1 Tia nằm ngang

E > 0 ⇒ i > 1 Tia hướng lên

E < 0 ⇒ i < 1 Tia hướng xuống

Do vậy với  =1,26 ta có điều kiện chọn tỉ số truyền như sau :

i2 = 1 =1,26 =

5 4

+ Nhóm III : Có 2 tỉ số truyền là:

i2 = 1 =1,26 =

5 4

i5 =

1

ϕ4 = 11, 264 =

2 5

 Tỉ số truyền của đường phản hồi :

Trong tất cả các xích truyền động trên thì các tỉ số truyền từ i1 i5 là dùngchung cho cả 2 xích

Để đơn giản ta dùng phương pháp giải tích.

3.1 Cơ Sở Lý Thuyết.

Cơ sở để tính toán động học bánh răng là xác định số răng Z của các bánh răng,sao cho đảm bảo được tỉ số truyền đã chọn Trong một nhóm truyền để các bánhrăng ăn khớp dễ dàng thì các bánh răng sẽ được chế tạo cùng modul Với máy cóđộng cơ công suất N = 10 (kw), nên ta chọn mn = 2  3, với nhóm khuyếch đại dotình hình chịu tải khác nhau nên ta sẽ dùng nhiều modul trong một nhóm.

 Với các bánh răng trong 1 nhóm truyền có cùng modul:

Do các bánh răng trong hộp chạy dao đều là bánh răng thẳng

K: là bội số chung nhỏ nhất của (aj + bj)

aj, bj: là các số nguyên tối giản ij =

Các trị số Emin và Emin’ tính ra thường là số lẻ ⇒ Ta phải quy tròn lên phía trên.

 Trường hợp bánh răng thẳng khác modul trong nhóm truyền:

mj: là modul của nhóm truyền thứ j

Khoảng cách trục trong 1 nhóm truyền:

i2=ϕ=1 ,26=

a2

b2=

1713

 Nhóm III: Trên đường truyền tốc độ thấp.

Do lượng mở của nhóm này quá lớn nên lực truyền của các bộ truyền khác nhauđáng kể Để tiết kiệm vật liệu và đảm bảo kết cấu nhỏ gọn ta sử dụng phương ándùng nhiều modul trong 1 nhóm

Chọn: m6 = 2,5

m7 = 3

Điều kiện đảm bảo 2 bộ truyền này làm việc được là: A = const

Hay: { 2A=m 6 ( Z 6 + Z 6 ' )= m 6 .S Z6 ¿¿¿¿