Thiết kế máy tiện ren vít vạn năng

Một trong những nội dung đặc biệt quan trọng của cuộc cách mạng khoa học kĩ thuật trên toàn cầu nói chung và với sự nghiệp công nghiệp hóa,hiện đại hóa đất nước ta nói riêng hiên nay đó là việc cơ khí hóa và tự động hóa quá trình sản xuất. Nó nhằm tăng năng suất lao động và phát triển nên kinh tế quốc dân. Trong đó công nghiệp chế tạo máy công cụ và thiết bị đóng vai trò then chốt. Để đáp ứng nhu cầu này,đi đôi với công việc nghiên cứu, thiết kế nâng cấp máy công cụ là trang bị đầy đủ những kiến thức sâu rộng về máy công cụ và trang thiết bị cơ khí cũng như khả năng áp dụng lí luận khoa học thực tiễn sản suất cho đội ngũ cán bộ khoa hoc kĩ thuật là không thể thiếu được. Với những kiến thức đã được trang bị, sự hướng dẫn nhiệt tình của các thầy cô giáo cũng như sự cố gắng của bản thân. Đến nay nhiệm vụ đồ án máy công cụ được giao cơ bản em đã hoàn thành. Trong toàn bộ quá trình tính toán thiết kế máy mới “Máy tiện ren vít vạn năng” có thể có nhiều hạn chế.Rất mong được sự chỉ bảo của thầy. Phần tính toán thiết kế máy mới gồm các nội dung sau: Chương I : Nghiên cứu nhóm máy có tính năng kỹ thuật tương đương đã có Chương II : Thiết kế truyền dẫn máy thiết kế mới Chương III: Tính công suất, sức bền cho một số cơ cấu Chương IV: Tính toán và thiết kế kết cấu hệ thống điều khiển

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Đức Lộc Lớp: CN CTM-k58

THIẾT KẾ MÁY TIỆN REN VÍT VẠN NĂNG

Sdọcmin = 2.Sngangmin = 0,08 (mm/vòng)Động cơ chính: N=10Kw; n= 1440 (vòng/ph)

NỘI DUNG THUYẾT MINH

- Tìm hiểu máy cơ sở

- Tính toán động học toàn máy

- Tính công suất động cơ

- Tính bền:

+ Trục chính+Một cặp bánh răng

- Tính hệ thống điều khiển: HỘP TỐC ĐỘ

BẢN VẼ

Vẽ khai triển và vẽ cắt hệ thống điều khiển: HỘP TỐC ĐỘ

Hà nội,ngày tháng năm 2019 Giáo viên hướng dẫn

TS Lê Đức Bảo

MỤC LỤC

Contents

LỜI NÓI ĐẦU

Một trong những nội dung đặc biệt quan trọng của cuộc cách mạng khoa học kĩ thuậttrên toàn cầu nói chung và với sự nghiệp công nghiệp hóa,hiện đại hóa đất nước ta nóiriêng hiên nay đó là việc cơ khí hóa và tự động hóa quá trình sản xuất Nó nhằm tăngnăng suất lao động và phát triển nên kinh tế quốc dân Trong đó công nghiệp chế tạomáy công cụ và thiết bị đóng vai trò then chốt Để đáp ứng nhu cầu này,đi đôi với côngviệc nghiên cứu, thiết kế nâng cấp máy công cụ là trang bị đầy đủ những kiến thức sâurộng về máy công cụ và trang thiết bị cơ khí cũng như khả năng áp dụng lí luận khoa họcthực tiễn sản suất cho đội ngũ cán bộ khoa hoc kĩ thuật là không thể thiếu được Vớinhững kiến thức đã được trang bị, sự hướng dẫn nhiệt tình của các thầy cô giáo cũng như

sự cố gắng của bản thân Đến nay nhiệm vụ đồ án máy công cụ được giao cơ bản em đãhoàn thành Trong toàn bộ quá trình tính toán thiết kế máy mới “Máy tiện ren vít vạnnăng” có thể có nhiều hạn chế.Rất mong được sự chỉ bảo của thầy

Phần tính toán thiết kế máy mới gồm các nội dung sau:

Chương I : Nghiên cứu nhóm máy có tính năng kỹ thuật tương đương đã cóChương II : Thiết kế truyền dẫn máy thiết kế mới

Chương III: Tính công suất, sức bền cho một số cơ cấu

Chương IV: Tính toán và thiết kế kết cấu hệ thống điều khiển

Qua đây em cũng xin cảm ơn các thầy cô trong bộ môn, đặc biệt là thầy Lê Đức Bảo đãgiúp đỡ em hoàn thành đồ án này!

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Đức Lộc

Chương I : Nghiên cứu nhóm máy có tính năng kỹ thuật tương

đương đã có

1.1. Tính năng kỹ thuật của các máy cùng cỡ.

Máy tiện là máy công cụ phổ thông, chiếm 40 – 50% số lượng máy công cụ trongnhà máy, phân xưởng cơ khí

Trong thiết kế chế tạo máy mới ta thường tham khảo các máy tương tự để tận dụngcác ưu điểm máy đã có cho nên giảm thời gian tính toán thiết kế

Ta tham khảo một số máy tương tự như sau:

Bảng 1.1: Tính năng kĩ thuật của các máy đã có

1.2. Phân tích máy tiện 1k62

Hình 1.1 Sơ đồ động học máy tiện 1K62

Ta có sơ đồ động học của máy tiện 1K62 như hình 1.1

+) Đồ thị vòng quay thực tế của máy 1K62

nmin : 13,2 vòng/phút

nmax : 1440 vòng/phút

- Lượng di động tính toán ở 2 đầu xích là:

Nđc (số vòng quay của động cơ)ntc( số vòng quay của trục chính)

- Từ sơ đồ động ta có thể xác định được đường truyền qua các trục trung gian tớitrục chính

- Xích tốc độ có đường truyền quay thuận và có đường truyền quay nghịch, mỗiđường truyền khi tới trục chính bị tách ra làm 2 đường truyền:

 Đường truyền trực tiếp tới máy  tốc độ cao

 Đường truyền tốc độ thấp đi từ trục III IVVVI

Ta có sơ đồ động của máy tiện 1K62 như hình 1.1

1.2.1 Hộp tốc độ

+) Ta có phương trình xích biểu thị khả năng biến đổi tốc độ của máy 1K62

Hình 1.2) Phương trình xích độngĐường truyền tốc độ thấp :

Từ động cơ 1→ bộ truyền đai →(I)→(II)→(III)→(IV)→(V)→(VI)→Trục chính

Đường truyền tốc độ cao:

Từ động cơ 1→ bộ truyền đai →(I)→(II)→(III)→(VI)→Trục chính

- Xác định số vòng quay thực của máy và so sánh số vòng quay chuẩn với số vòngquay thực tế

Để tính được sai số của các tốc độ trục chính ta lập bảng so sánh, với sai số chophép [∆n] = ±10.(ϕ - 1)% = 2,6% Ta có bảng như sau:

1450×

142 254

Hình 1.3) Đồ thị sai số vòng quay+) Tính các trị số :

Sơ đồ động của máy biểu thị các nhóm tỷ số truyền như sau:

- Nhóm 1 từ trục II:

 Tia i1 lệch sang phải 1 khoảng là 1,13.logφ

 Tia i2 lệch sang phải 1 khoảng là 2,17.logφ

Lượng mở giữa 2 tia [x] :

- Nhóm 2 từ trục III – IV

 Tia i3 lệch sang trái 1 khoảng là 4,19.logφ

 Tia i1 lệch sang trái 1 khoảng là 2,07.logφ

 Tia i8 lệch sang trái 1 khoảng là 6.logφ

 Tia i9 thẳng đứng

- Nhóm gián tiếp từ trục VI – VII

 Tia i10 lệch sang trái 1 khoảng là 3.logφ

- Nhóm truyền trực tiếp từ trục IV – VII

 Tia i11 lệch sang phải 1 khoảng là 1,754.logφ

- Số vòng quay của động cơ nđc = 1450 v/p

- Tỷ số truyền của bộ truyền đai

- Hiệu suất của bộ truyền đai

 Trị số vòng quay của trục đầu tiên của hộp tốc độ trên trục I

n 24 VI

Vậy phương án không gian của Z1 là 2 x 3 x 2 x 2Phương án thứ tự của Z1 I II III IV

[1] [2] [6] [6]

Vậy phương án không gian của Z2 là 2 x 3 x 1

Phương án thứ tự của Z2 I II III

1, 3,

2, 4,

Như vậy trên đường truyền tốc độ thấp chỉ tạo ra 18 tốc độ n1 ÷ n18

Trên đường truyền tốc độ cao tạo ra 6 tốc độ n19 ÷ n24

Số tốc độ trên trục chính theo đường truyền thuận là 18 + 6 = 24

Nhưng trên thực tế tồn tại 2 tốc độ n18 và n19 có trị số tương đương nhau

Vậy số tốc độ trên trục chính theo đường truyền thuận là 23 tốc độ

- Đánh giá về phương án không gian:

Về mặt lý thuyết dùng phương án không gian 3x2x2x2 là tốt nhất nhưng trên thực

tế máy lại sử dụng phương án không gian 2x3x2x2 Sở dĩ sử dụng phương án nhưthế là do:

Vì ngoài chuyển động quay thuận của máy phục vụ công việc gia công, máy cònphải có chuyển động quay ngược( đảo chiều) để phục vụ cho việc lùi dao vậy nêntrên trục I người ta sử dụng một cơ cấu đảo chiều

Trên máy 1K62 sử dụng ly hợp ma sát để đảo chiều chuyển động quay Dùng lyhợp mà sát là do máy tiện là loại máy thương xuyên đảo chiều và sử dụng với dảitốc độ rộng có trị số vòng quay lớn Ly hợp ma sát khắc phục được sự va đập gây

ồn và ảnh hưởng đến sức bền của toàn cơ cấu khi đảo chiều Như vậy trên trục I

đã sử dụng 1 ly hợp ma sát để đổi chiều chuyển động quay nên không dùng 3bánh răng lắp trên đó nữa mà thay bằng 2 bánh răng Nếu sử dụng 3 bánh răng và

1 ly hợp sẽ làm cho kích thước trục I tăng nên gây nên võng trục và sức bền yếu

1.2.3 Sai số bước ren

• Ren quốc tế:

; icơ sở =

32 36

; igấp bội =

1 2

; ics =

32 36

36 25

28 50

⇒ sai số bước ren nằm trong giới hạn cho phép.

1.2.4 Phân tích nguyên lý làm việc:

-Ly hợp ma sát:

Ly hợp ma sát được lắp vào trục I để đảo chiều trục chính

Ly hợp ma sát được sử dụng để đóng ngắt chuyển động của các bánh răng trên trục I.Cấu tạo của ly hợp ma sát gồm có các đĩa ma sát và thành vỏ ly hợp Khi ly hợp đóngsang trái các đĩa ma sát tiếp xúc với thành vỏ bên trái truyền mômen làm quay cặp bánhrăng bên trái trục I, khi ly hợp đóng sang phải các đĩa ma sát tiếp xúc với thành vỏ bênphải truyền mômen làm quay cặp bánh răng bên phải trục I

Cơ cấu li hợp siêu việt:

Trong xích chạy dao nhanh và động cơ chính đều truyền đến cơ cấu chấp hành là trụctrơn bằng hai đường truyền khác nhau.do vậy nếu không có li hợp siêu việt truyền động

sẽ làm xoắn và gãy trục.cơ cấu li hợp siêu việt được dùng trong những trường hợp khimáy chạy dao nhanh và khi đảo chiều quay của trục chính

-Cơ cấu đai ốc mở đôi:

Vít me truyền động cho hai má đai ốc mở đôi tới hộp xe dao khi quay tay quay làm đĩaquay gắn cứng với hai má sẽ trượt theo rãnh ăn khớp với vít me

-Cơ cấu an toàn trong hộp chạy dao: nhằm đảm bảo khi làm việc quá tải, được đặttrong xích chạy dao (tiện trơn) nó tự ngắt truyền động khi máy quá tải.

d Nhận xét về máy 1K62:

Máy có 23 tốc độ khác nhau của trục chính, có tính vạn năng cao, tiện được nhiều kiểuren khác nhau.đồng thời phương án không gian và phương án thứ tự đã được sắp xếpmột cách hợp lý để có được một bộ truyền không bị cồng kềnh

Bộ ly hợp ma sát ở trục i được làm việc ở vận tốc là 800 v/p là một tốc độ hợp lý, đồngthời bộ ly hợp ma sát còn tận dụng được bánh răng trên trục i nên tăng được độ cứngvững

CH ƯƠ NG II: THI T K TRUY N D N CHO MÁY THI T K M I Ế Ế Ề Ẫ Ế Ế Ớ

2.1 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KẾT CẤU ĐỘNG HỌC

Máy mới thiết kế có các số liệu ban đầu như sau:

 Lượng chạy dao: Sdmin = 2 Sngmin = 0,08 (mm/vg)

Dựa trên nhiệm vụ thiết kế máy mới, kết hợp với việc tham khảo máy sẵn có (máytiện 1K62), ta có được sơ đồ kết cấu động học của máy mới:

Hình 2.1: Sơ đồ kết cấu động học của máy mớiTrong đó:

• iv: tỉ số truyền của hộp tốc độ

• ikd: tỉ số truyền khuếch đại (dùng khi tiện ren khuếch đại)

• iđc: tỉ số truyền đảo chiều

• tx2: bước của trục vít me ngang

Các phương trình xích động tổng quát trong máy:

• Phương trình xích tốc độ: nđc.iv = nTC (vg/ph) (trong iv có ikđ)

• Phương trình xích cắt ren thường: 1vgTC.iđc.iTT.ics.igb.tx1 = tp (mm)

• Phương trình xích cắt ren khuếch đại dọc:

1vgTC.ikđ.iđc.iTT.ics.igb.tx1 = tp (mm)

• Phương trình xích khuếch đại ngang:

1vgTC.ikđ.iđc.iTT.ics.igb.ixd.tx1 = tp1 (mm)

• Phương trình xích tiện trơn ăn dao dọc:

1vgTC.iđc.iTT.ics.igb.ixd (thanh răng – bánh răng 10 x 3) = Sd(mm/vg)

• Phương trình xích tiện trơn ăn dao ngang:

1vgTC.iđc.iTT.ics.igb.ixd tx2 = Sng(mm/vg)

2.2 THIẾT KẾ TRUYỀN DẪN HỘP TỐC ĐỘ

2.2.1 Xác định chuỗi số vòng quay tiêu chuẩn

Theo yêu cầu thiết kế: hộp tốc độ máy mới có số cấp tốc độ Z = 23, công bội là φ =1,26, tốc độ nhỏ nhất nmin = 13,2 [vg/ph] => nmax = 2018 [vg/ph]

Ta có dãy tốc độ tiêu chuẩn của máy (vg/ph)

Bảng 2.1) Bảng chuỗi số vòng quay

n17=530 n18=670 n19=845 n20=1065 n21=1340 n22=1690 n23=2000

2.2.2 Chọn phương án không gian (PAKG)

Theo yêu cầu thiết kế thì số cấp tốc độ là Z = 23, nhưng vì 23 là số nguyên tố,không thể phân tích ra thành các thừa số được, hay nói cách khác là ta không thể bố tríkhông gian với 23 cấp tốc độ được Với việc tham khảo máy 1K62, ta chọn Z = 24, vàtrong quá trình thiết kế thì ta sẽ làm trùng một cấp tốc độ để thoả mãn số cấp tốc độ theoyêu cầu thiết kế

Với số cấp tốc độ Z = 24, ta có các PAKG có thể thiết kế được cho máy mới nhưsau:

Z = 24 = 24 x 1 = 12 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

Với nhiều PAKG như vậy thì ta cần phải tìm ra một PAKG hợp lý để máy có kếtcấu nhỏ gọn mà vẫn đảm bảo được yêu cầu thiết kế

Tính số nhóm truyền tối ưu dùng trong hộp tốc độ:

• Trong hộp tốc độ, tỉ số truyền thường bị giới hạn như như sau:

• Ta có:

Trong đó:

 X: là số nhóm truyền tối ưu có trong hộp tốc độ thiết kế

 nmin= n1=13,2 (vg/ph): tốc độ nhỏ nhất của hộp tốc độ thiết kế

 nđc = 1440 (vg/ph): tốc độ động cơ của hộp tốc độ thiết kế

• Ta tính được Vì số nhóm truyền là số nguyên nên ta chọn X = 4 (nhóm truyền)

Như vậy là PAKG có thể chọn còn lại là:

Z = 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

Ta chọn PAKG tối ưu dựa trên các tiêu chí sau đây:

• Tổng số bánh răng: tổng số bánh răng ở các PAKG kể trên đều bằng nhau, và bằng: SR =

2 x (3 + 2 + 2 + 2) = 18 (bánh răng)

• Tổng số trục: tổng số trục ở các PAKG kể trên đều bằng nhau, và bằng: ST = X + 1 = 4 +

1 = 5 (trục)

• Chiều dài trục: phụ thuộc vào số lượng khối bánh răng 2 bậc và 3 bậc trong hộp tốc độ.Gọi B là bề rộng của bánh răng (coi như bề rộng các bánh răng là như nhau) và f là khe

hở chỗ ăn khớp (coi là như nhau) Vậy ta có:

 Đối với khối bánh răng 2 bậc: không gian chiếm chỗ là:

L2B = 4B + 3f

 Đối với khối bánh răng 3 bậc: không gian chiếm chỗ là:

L3B = 7B + 6fCác PAKG kể trên đều có 1 khối bánh răng 3 bậc và 3 khối bánh răng 2 bậc Giả

sử khoảng cách giữa 2 khối bánh răng liên tiếp với nhau cũng là f Vậy chiều dài trụcnhỏ nhất là:

• Vị trí của các cơ cấu đặc biệt (nếu có): trong hộp tốc độ máy tiện còn có thêm cơ cấu lyhợp ma sát, dùng để đóng/mở chuyển động đảo chiều quay trục chính Tham khảo máy1K62, ta sẽ lắp ly hợp ma sát ở trục I (xen vào nhóm truyền thứ nhất).

Để đánh giá tổng quan hơn, ta lập bảng so sánh các PAKG theo các tiêu chí kể trên,

để tìm ra PAKG tối ưu nhất

hợp ma sát

Từ bảng so sánh trên ta có những nhận xét như sau:

• Đối với PAKG Z = 3 x 2 x 2 x 2: khi lắp ly hợp ma sát lên trục I thì trục I sẽ rất dài(chiều dài 1 khối bánh răng 3 bậc + chiều dài ly hợp) Mặt khác, 3 bánh răng lắp lên trục

I làm cho momen xoắn lớn khiến cho đĩa ma sát mau bị mòn Vì vậy ta không chọnPAKG này

• Đối với PAKG Z = 2 x 2 x 3 x 2: phương án này thuận lợi cho việc lắp ly hợp ma sát lêntrục I, nhưng lưới kết cấu cho PAKG này không có hình rẻ quạt, do đó làm kết cấu hộptốc độ trở nên cồng kềnh Vì vậy ta không chọn PAKG này

• Đối với PAKG Z = 2 x 2 x 2 x 3: phương án này thuận lợi cho việc lắp ly hợp ma sát lêntrục I, tuy nhiên số bánh răng chịu momen xoắn ở trục cuối cùng lại nhiều hơn so vớicác PAKG còn lại (3 bánh răng so với 2 bánh răng), dẫn đến việc trục cuối cùng sẽ phảichịu momen xoắn lớn hơn Vì vậy ta không chọn PAKG này

• Đối với PAKG Z = 2 x 3 x 2 x 2: phương án này khắc phục được hết các nhược điểm củacác PAKG còn lại, nên PAKG này là tối ưu

Vậy ta chọn PAKG để thiết kế hộp tốc độ là: Z = 2 x 3 x 2 x 2

2.2.3 Phân tích các phương án thứ tự (PATT)

Việc lập ra PATT là việc lập thứ tự ưu tiên thay đổi tỉ số truyền giữa các nhóm dựatrên nguyên tắc: thay đổi hết tỉ số truyền trong nhóm phía trước rồi mới đến nhóm sau.Với PAKG đã chọn là Z = 2 x 3 x 2 x 2, tức là có 4 nhóm truyền, ta sẽ có tất cả là 4!

= 24 (PATT) Các phương án đó được thể hiện qua bảng 2.4 sau đây:

Bảng 2.4: Bảng lưới kết cấu nhóm của PAKG Z = 2 x 3 x 2 x 2

13

2 x 3 x 2 x 2III I II IV[6][1] [3][12]

19

2 x 3 x 2 x 2

IV I II III[12][1][3][6]2

14

2 x 3 x 2 x 2III II I IV[6][2] [1][12]

20

2 x 3 x 2 x 2

IV II I III[12][2][1][6]3

2 x 3 x 2 x 2

I IV II III[1][8] [2][4]

9

2 x 3 x 2 x 2

II III IV I[2][4] [12][1]

15

2 x 3 x 2 x 2III IV I II[4][8] [1] [2]

21

2 x 3 x 2 x 2

IV III I II[12][4][1][2]

2 x 3 x 2 x 2III I IV II[6][1] [12] [3]

22

2 x 3 x 2 x 2

IV I III II[12][1][6][3]5

17

2 x 3 x 2 x 2III II IV I[6][2] [12][1]

23

2 x 3 x 2 x 2

IV II III I[12][2][6][1]6

18

2 x 3 x 2 x 2III IV II I[4][8] [2] [1]

24

2 x 3 x 2 x 2

IV III II I[12][4][2][1]

Ta có thể chọn ra được ba phương án điển hình để vẽ lưới kết cấu như sau:

Hình 2.5: Lưới kết cấu của PAKG và PATT:

Hình 2.6: Lưới kết cấu của PAKG và PATT:

Hình 2.7: Lưới kết cấu của PAKG và PATT:

PAKG và PATT sau khi điều chỉnh lại lượng mở là:

hiện tượng là có 6 tốc độ bị trùng Số cấp tốc độ giảm từ 24 xuống còn 18 cấp tốc độ Để

bù lại 6 cấp tốc độ trùng kể trên, ta sẽ thiết kế thêm 6 cấp tốc độ thiếu nữa Tham khảo

máy 1K62, ta sẽ tiến hành thiết kế thêm một trục nữa (trục VI), thiết kế thêm 1 lưới tốc

độ khác bằng cách nối tốc độ trực tiếp từ trục III đến trục VI

Lưới kết cấu của máy mới sau khi thiết kế thêm trục VI và lưới tốc độ mới

Hình2.8:

thiết kế thêm trục VI và lưới

tốc độ mới

PAKG và PATT của hộp tốc độ sau khi thiết kế thêm:

• Đường truyền gián tiếp: từ n1 tới n18 (dãy tốc độ thấp)

2[1]

3[2]

2[6]

2[6]

dĩ ta chọn tốc độ trùng là 530 (vg/ph) vì tốc độ này được sử dụng rộng rãi và phổ biến,khi đó ta có thể sử dụng tốc độ đó trên hai đường truyền để làm tăng tuổi thọ máy.

2.2.4 Vẽ đồ thị vòng quay (ĐTVQ)

Nhược điểm của lưới kết cấu không biểu diễn được tỷ số truyền cụ thể, các chỉ số vòng quay trên các trục, do đó không tính được truyền dẫn trong hộp để khắc phục nhược điểm này ta vẽ đồ thị vòng quay

Qua tham khảo máy 1K62 ta chọn động cơ điện có nđc = 1440 vòng/phút

Như vậy, để dễ dàng vẽ được đồ thị vòng quay nên chọn trước số vòng quay n0 của trục vào sao đó ta mới xác định tỷ số truyền Mặt khác n0 càng cao thì càng tốt, nếu n0 thì số vòng quay của các trục trung gian sẽ cao mô men xoắn bé kích thước bánh răng nhỏ… Tham khảo máy 1K62, trên trục đầu tiên lắp bộ ly hợp ma sát để cho ly hợp ma sát làm việc trong điều kiện tốt nhất ta nên chọn n0 = n19 =670 vòng/phút

Ta có:

Trong đó:

Nđc : số vòng quay của động cơ

Iđ : Tỷ số truyền từ trục động cơ đến trục I

: hệ số trượt dây đai

Đối với mỗi nhóm tỷ số truyền ta chỉ cần chọn tỷ số truyền sao cho đảm bảo điềukiện

Nhóm truyền I: từ trục I  II có đặc tính nhóm 2[1] có 2 tỷ số truyền i1 , i2

Dựa vào tham khảo máy mẫu 1K62 ta chọn i1 = φ

Tức là tia i1 nghiêng phải 1 đoạn logφ

Ta xác định tia i2 qua i1 :i2 = 1: φ

Vậy i2 = φ2tia i2 nghiêng phải 1 khoảng 2.log φ

Nhóm truyền II: từ trục II – III , đặc tính của nhóm truyền 3[2]

i3 : i4 : i5 = 1 :φ2 : φ4

Tham khảo máy 1K62 ta chọn

i3 = φ-4 : tia i3 nghiêng trái 1 khoảng 4.logφ

i4 = φ-2 : tia i4 nghiêng trái 1 khoảng 2.logφ

i5 = 1 tia i5 thẳng đứng

Nhóm truyền III: từ trục III – IV , đặc tính của nhóm truyền 2[6]

i6 :i7 = 1: φ6

Tham khảo máy 1K62 ta chọn

i6 = φ-6 : tia i6 nghiêng trái 1 khoảng 6.logφ

i7 = 1 tia i7 thẳng đứng

Nhóm IV: từ trục IV – V , đặc tính nhóm truyền 2[6]

i6 :i7 = 1: φ6

Tham khảo máy 1K62 ta chọn

i8 = φ-6 : tia i8 nghiêng trái 1 khoảng 6.logφ

i9 = 1 tia i9 thẳng đứng.

Nhóm V:từ trục V – VI có 1 tỷ số truyền i10 Tỷ số truyền này ta không thể tự chọnđược mà nó phụ thuộc vào vận tốc nhỏ nhất nmin Ta có quan hệ

Như vậy ta có tia i10 nghiêng trái 1 khoảng 2.logφz

Nhóm truyền tốc độ cao: truyền từ trục III – VI có 1 tỷ số truyền, tương tự thì tỷ

số truyền này ta cũng không thể tự chọn mà nó phụ thuộc vào nmax ta cũng cóquan hệ

Qua phần chọn tỷ số truyền này ta thấy tất cả đều thỏa mãn điều kiện

Từ những lập luận, tính toán ở trên, ta vẽ được ĐTVQ của hộp tốc độ máy mới như hình2.9.

Hình 2.9: Đồ thị vòng quay của hộp tốc độ máy mới thiết kế.

2.2.5 Tính số răng các bánh răng của từng nhóm truyền

Phương pháp tính:

- Với nhóm truyền có cùng mô đun ta có công thức:

Với là phân số tối giản

Trong đó:

E : là số nguyên

K : là bội số chung nhỏ nhất (fx + gx ) trong một nhóm truyền

: Tổng số răng trong cặp bánh răng

Nếu trong nhóm truyền tăng tốc thì:

Nếu trong nhóm truyền giảm tốc thì Emin được tính theo

- Với nhóm truyền không cùng mô đun

Giả sử trong nhóm truyền dùng 2 mô đun ( m1 ,m2 ) ta có

Tỷ số truyền 1 có m1 : : tổng số răng nhóm 1

Tỷ số truyền 2 có m2 : : tổng số răng nhóm 2



A là khoảng cách trục

( phân số tối giản)

2.2.5.1 Tính toán cho nhóm truyền I: gồm 2 tỉ số truyền là i 1 và i 2

I

Kiểm tra lại điều kiện tỉ số truyền: , thoả mãn điều kiện

Số răng của tỉ số truyền i2:

•

•

Kiểm tra lại điều kiện tỉ số truyền: , thoả mãn điều kiện

2.2.5.2 :Tính toán cho nhóm truyền II: gồm có 3 tỉ số truyền là i3, i4, i5

Ta có

3 4

23 26 , 1

1 1

31 26 , 1

1 1

1

=

⇒ f5 + g5 = 2Bội số chung nhỏ nhất K = 80

Ta thấy rằng tia có tỷ số truyền i3 có độ nghiêng trái nhiều nhất vì vậy Emin được tínhtheo công thức Eminchủ

i3

i5

i4

Emin =

1 74 0 80 23

80 17

) (

3

3 3

K f

g f Z

Ta chọn E = 1 suy ra tổng số răng ∑Z

= E.K = 1.80 = 80 ⇒ Z3 =

80 1 80

23

31

4 4

+g E K f

1

5 5

+g E K f

23

' 3

3 = =

Z Z

(sai số 1.89%)

i4 =

632 , 0 49

31

' 4

4 = =

Z Z

(sai số 0.42%)

i5 =

1 38

38 Z

Z

' 5

Kiểm tra lại điều kiện tỉ số truyền: , thoả mãn điều kiện

Số răng của tỉ số truyền i7:

•

• Z7’ = ∑Z3 – Z7 = 110 – 55 = 55 (răng)

Kiểm tra lại điều kiện tỉ số truyền: , thoả mãn điều kiện

2.2.5.4 : Tính toán cho nhóm truyền IV: gồm 2 tỉ số truyền là i8 và i9:

i6

i7

Kiểm tra lại điều kiện tỉ số truyền: , thoả mãn điều kiện

Số răng của tỉ số truyền i9:

•

• Z9’ = ∑Z4 – Z9 = 110 – 55 = 55 (răng)

Kiểm tra lại điều kiện tỉ số truyền: , thoả mãn điều kiện

2.2.5.5 :Tính toán cho nhóm truyền V: gồm 1 tỉ số truyền là i10

Kiểm tra lại điều kiện tỉ số truyền: , thoả mãn điều kiện

2.2.5.6 :Tính toán cho nhóm truyền tốc độ cao: gồm có tỉ số truyền i11

Ta có i11 = φ2 = 1,262 ≈

→f11 + g11 = 11 + 7= 18

Dựa vào máy tham khảo 1K62, ta thấy trục

III và trục V được chế tạo đồng trục nên

khoảng cách trục từ trục III đến

trục VI (đường truyền trực tiếp) và khoảng

cách trục từ trục V đến trục VI (đường

truyền gián tiếp) là bằng nhau

Giả sử khoảng cách trục này là A và chọn

Bảng 2.10: Số bánh răng cụ thể của từng nhóm truyền hộp tốc độ máy mới.

Thứ tự nhóm truyền Tỉ số truyền Giá trị

Nhóm truyền 1(từ trục I tới trục II)

Z8 = 22

Z8’ = 88

Z9 = 55

Z9’ = 55Nhóm truyền 5

(từ trục V tới trục VI)

Z10 = 27

Z10’ = 54Nhóm truyền tốc độ cao

(từ trục III tới trục VI)

Z11 = 66

Z11’ = 42

2.2.6.Tính sai số, vẽ đồ thị sai số vòng quay

Sai số vòng quay của hộp tốc độ được tính theo công thức sau:

Trong đó:

• ni-TC: tốc độ vòng quay tiêu chuẩn, được xác định từ dãy tốc độ tiêu chuẩn cơ sở)

• ni-thực: tốc độ vòng quay thực tế, được xác định từ ĐTVQ

Và giá trị của sai số vòng quay sẽ không được vượt quá giá trị sai số vòng quay chophép [Δn]:

Kết quả tính các giá trị sai số vòng quay và đồ thị sai số vòng quay được thể hiện ở bảng 2.11 và hình 2.11 sau đây:

B ng 2.ả 11: B ng tính toán sai s vòng quayả ố

1,78 1,79 1,22 0,79 1,8

0

1,02 0,58 0 1,01 1,78 1,2

Hình 2.11: Đ th sai s vòng quayồ ị ố

Nhận xét: các giá trị sai số trong đồ thị sai số vòng quay hình 2.12 về cơ bản là đã nằm

trong giới hạn cho phép, và ta không cần tính lại các tỉ số truyền trong hộp tốc độ

22 55 66

42 54

27

55 22

HÌNH 2.12 Sơ đồ động của hộp tốc độ máy mới thiết kế.

2.3 THIẾT KẾ TRUYỀN DẪN HỘP CHẠY DAO

2.3.1 Yêu cầu kĩ thuật và đặc điểm hộp chạy dao

- Số cấp chạy dao phải đủ

- Quy luật phân bố lượng chạy dao theo cấp số cộng

- Phạm vi điều chỉnh của lượng chạy dao smax - smin

- Tính chất của lượng chạy dao liên tục

- Độ chính xác của lượng chạy dao yêu cầu chính xác cao

- Độ cứng vững của xích động nối liền trục chính và trục kéo

ax min

s m i

i i

=

2,8 1/ 5

 Tiêu chuẩn hóa tạo ra các nhóm trị số ren có giá trị gấp đôi nhau nhằm tận dụng

để giảm kích thước hộp chạy dao, khi đó số bánh răng của hộp chạy dao là nhỏnhất

 Ta sẽ xếp ren thành bảng có trị số gấp đôi nhau, khi đó tính tỉ số truyền để cắt rentrong một cột, ta sẽ có nhóm truyền cơ sở ics , sau đó qua một số nhóm truyền cócác giá trị gấp 2,4,8 để cắt tiếp cột bên

Theo yêu cầu thiết kế máy tiện ren vít vạn năng ta có các loại ren mà máy ta định thiết

kế có thể cắt được :

• Ren hệ mét : tp = 1,5 ÷ 14

Khi đó theo dãy ren tiêu chuẩn ta có các thông số ren như sau:

tp=1,5 ; 1,75 ; 2 ; 2,25 ; 2,5 ; 3 ; 3,5 ; 4 ; 4,5 ; 5 ; 5,5 ; 6 ; 7 ; 8 ; 9 ; 10 ; 11 ; 12 ;14

• Ren hệ Anh : n =24 ÷ 2,

25, 4

p

n t

• Ren mô-đun : m = 0,5 ÷ 7,

tp m

- Số hàng ngang phải ít nhất để cho số bánh răng của nhóm cơ sở Norton là ít nhất.Nếu số bánh răng của nhóm này nhiều thì khoảng cách giữa 2 gối tựa của bộNorton càng xa, độ cứng vững càng kém

Thiết kế nhóm truyền cơ sở:

Nhóm cơ sở norton là 1 nhóm bánh răng có hình tháp, tương tự khi ta khảo sátmáy 1k62, cơ cấu norton căn khớp với một bánh răng, để cắt các bước ren khácnhau thì ta thay đổi ăn khớp giữa bánh răng đó với các bánh răng khác nhau trên

cơ cấu norton

Nếu gọi số răng của các trên cơ cấu Norton lần lượt là Z1, Z2, Z3… thì các bánhrăng này là để cắt ra các ren thuộc nhóm cơ sở, các trị số zi này cần là số nguyên

và có tỷ lệ đúng như tỉ lệ của các bước ren trong 1 cột trên bảng xếp ren

Mặt khác zi không được quá lớn vì nó sẽ làm tăng kích thước của nhóm truyền.Nên

- Khi cắt ren quốc tế cần có 6 bánh răng

Vậy bộ truyền bánh răng hình tháp gồm các bánh răng sau:

Z1 =32; Z2 = 36 ; Z3 = 40 ; Z4 = 44 ; Z5 = 48 ; Z6 = 52; Z7 = 56

Hình 2.6: Cơ cấu nooctoong 7 tầng

2.3.3: Thiết kế nhóm gấp bội

Nhóm gấp bội phải tạo ra 4 tỉ số truyền với công bội ϕ=2 Chọn cột có các tỉ số truyền

8 ; 9 ; 10 ; 11;12;14 làm nhóm cơ sở thì muốn tiện ra toàn bộ số ren có tỉ số truyền nhómgấp bội bằng: 1/8; ;1/4; 1/2 ; 1

Hộp chạy dao có công suất bé, hiệu suất thấp, các bánh răng có cùng môdul nên việcchọn phương án thứ tự Mx trên các trục trung gian tăng dần không còn quan trọng nữa.Mặt khác bánh răng có cùng môdul nên việc chọn PAKG để giảm cấp số vòng quaykhông làm tăng kích thươc bộ truyền

Do đó để đơn giản ta tham khảo máy chuẩn chọn ra PAKG & PATT

PAKG có thể chọn : Z = 4 = 2 x 2 = 4 x 1

Bảng 2.7: Bảng so sánh PAKGYếu tố so sánh

Phương án

PATT I II II I

Số đặc tính nhóm [X] [1] [2] [2] [1]

Lưới kết cấu của nhóm