Phân tích máy chuẩn máy T620

Tiện là một trong các phương pháp gia công cơ khí cơ bản tạo ra đa số các sản phẩm phục vụ trong cuộc sống. Chất lượng sản phẩm phụ thuộc vào tr nh độ tay nghề của công nhân và độ chính xác của máy công cụ. Việc tạo ra các máy công cụ luôn đòi hỏi sự cần cù, cẩn thận và tr nh độ sáng tạo cũng như khả năng giải quyết các vấn đề kỹ thuật.

pdf66 trang | Chia sẻ: lylyngoc | Ngày: 19/11/2013 | Lượt xem: 5196 | Lượt tải: 8download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Phân tích máy chuẩn máy T620, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ộng quay nghịch để phục vụ quá tr nh gia công và đ i chiều. Đối với bàn xe dao, nếu chỉ có một truyền động th không thể đưa bàn dao tịnh tiến ngược lại trên bàn máy mà chỉ tịnh tiến được 1 chiều. Khi cắt ren th trục chính phải có chuyển động quay nghịch để chạy dao ra. Muốn vậy, trên trục vào (II) phải dùng ly hợp ma sát (gồm 2 nửa chạy thuận và chạy nghịch) để thực hiện nhiệm vụ đó. Sở dĩ dùng ly hợp ma sát mà không dùng cơ cấu khác cùng tác dụng là v ở máy tiện cho phép đảo chiều thường xuyên. Do đó cần phải hoạt động êm, không gây ra va đập mạnh, mà ly hợp ma sát khắc phục được những nhược điểm đó. Đồng thời, dùng ly hợp ma sát cũng có tác dụng đề phòng quá tải. Do đó ly hợp ma sát được lắp trên trục II để tránh kích thước và kết cấu lớn (trục II phải lắp thêm vỏ ly hợp). Lấy mayơ của bánh răng làm vỏ ly hợp ma sát nên bánh răng trên trục II có đường kính lớn. Nếu trên trục III ta tiếp tục giảm tốc th đường kính bánh răng trên trục III sẽ lớn hơn, kết cấu của hộp tốc độ sẽ lớn do đó cần tăng tốc ở trên trục III để kích thước bánh răng trục II nhỏ, kết cấu hộp tốc độ nhỏ sau đó mới giảm tốc ở trục IV. Đồng thời, trục II có lắp ly hợp ma sát (thuận 15 má, nghịch 11 má) chiếm chiều dài khá lớn trên trục. Nếu ta lắp thêm bánh răng Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 7 th trục III dài gây võng trục ảnh hưởng tới chất lượng truyền động. Ly hợp ma sát đặt trên trục II mà không đặt trên trục khác v trục II có tốc độ không đ i, là trục vào nên có mômen xoắn nhỏ. Do đó, ly hợp ma sát đặt trên trục này chỉ có 1 tốc độ, mômen xoắn nhỏ nhất để đạt kích thước ly hợp hợp lí là th tốc độ trục II có thể đạt khoảng V vậy, phương án không gian là hợp lí. Phương án thứ tự của máy có dạng : Ta nhận thấy máy T620 đã sử dụng phương án thứ tự là chuẩn. Quy luật phân bố tỉ số truyền các nhóm đầu có chênh lệch nhỏ nên kết cấu máy là hợp lý. T đồ thị vòng quay, máy chỉ có 23 cấp tốc độ riêng biệt, tức là có 7 cấp tốc độ trùng. Đối với đường truyền gián tiếp: PAKG: 2 X 3 X 2 X 2 PATT: I II III IV Lượng mở [x]: [1] [2] [6] [12] Đối với đường truyền trực tiếp: PAKG: 2 X 3 X 1 PATT: I II III Lượng mở [x]: [1] [2] [0] T đường truyền gián tiếp ta thấy lượng mở [ ] là không hợp lý. Trong máy công cụ, ở hộp tốc độ có hạn chế tỉ số truyền I phải đảm bảo theo: Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 8 Với công bội th tỉ số truyền I được biểu diễn trên đồ thị vòng quay như sau: ghĩa là tia nghiêng trái tối đa 6 ô, tia nghiêng phải tối đa 3 ô. Lượng mở tối đa . Mặt khác, [ ] không thoả mãn điều kiện đã phân tích. Để khắc phục, phải giảm bớt lượng mở của đường truyền gián tiếp t [x] = 12 xuống [x] = 9, đối với đường truyền trực tiếp th giữ nguyên lượng mở. Giảm như vậy đường truyền gián tiếp có 3 tốc độ trùng. Số tốc độ của máy sẽ là: Số tốc độ yêu cầu là 23 dẫn tới th a 4 tốc độ. Để khắc phục xử lí bằng cách: - Giữ nguyên số cấp tốc độ của đường truyền trực tiếp (6 tốc độ). V có số tỉ số truyền ít nên giảm được tiếng ồn, rung động, ma sát đồng thời tăng hiệu suất làm việc. Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 9 - Giảm 3 tốc độ của đường truyền gián tiếp: Máy giảm được số tốc độ có hiệu suất thấp nên kết cấu hộp tốc độ nhỏ gọn. Số tốc độ mất đi được bù vào đường truyền trực tiếp và khi là khá lớn. Đường truyền gián tiếp có lượng mở nhóm cuối là: [ ] - Số tốc độ danh nghĩa của đường truyền gián tiếp là: - Số tốc độ danh nghĩa của đường truyền trực tiếp là: T ng số tốc độ là: Máy chỉ đòi hỏi 23 cấp tốc độ, xử lí bằng cách cho tốc độ thứ 18 (cao nhất) của đường truyền gián tiếp trùng với tốc độ thứ nhất (thấp nhất) của đường truyền trực tiếp, do đó máy chỉ còn 23 cấp tốc độ. Nghĩa là để cho ra trục chính có tốc độ th có thể đi bằng 2 đường truyền trực tiếp hay gián tiếp. Khi sử dụng ta nên dùng đường truyền trực tiếp v những ưu điểm đã nêu của nó. Phương án chuẩn của máy sẽ là: Đối với đường truyền gián tiếp: PAKG: 2 X 3 X 2 X 2 PATT: I II III IV Lượng mở [x]: [1] [2] [6] [6] Đối với đường truyền trực tiếp: PAKG: 2 X 3 X 1 PATT: I II III Lượng mở [x]: [1] [2] [0] Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 10 Lưới kết cấu của máy T620 có dạng như sau: Đường truyền gián tiếp Đường truyền trực tiếp 4. H p chạy dao. a. Bàn xe dao: Bàn xe dao sử dụng bộ truyền bánh răng thanh răng cho việc chạy dao dọc. Sử dụng bộ truyền vít me – đai ốc cho việc chạy dao ngang. Sử dụng một động cơ phụ 1kW thực hiện việc chạy dao nhanh có qua bộ truyền đai để vào trục trơn. Công thức t ng quát để chọn tỉ số truyền Hộp chạy dao là: Trong đó: I II III IV V 2 [1] 3 [2] 2 [6] 2 [6] 2 [1] 3 [2] 1 [0] Ðý?ng truy?n gián ti?p (ðý?ng truy?n chính) Ðý?ng truy?n tr?c ti?p (ðý?ng truy?n ph?) Nguy?n T?n Phúc L?p 08C1A Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 11 - bước vít me. - bước ren cần cắt trên phôi. - tỉ số truyền cố định bù vào xích truyền động. - tỉ số truyền khâu điều chỉnh tạo thành nhóm cơ sở. - tỉ số truyền nhóm gấp bội. b. Xích chạy dao: Ngoài xích tốc độ của trục chính, trong máy tiện ren vít vạn năng th xích chạy dao cũng đóng vai trò rất quan trọng. Chức năng của xích chạy dao là dùng để tiện ren, tiện trơn. Quy chuẩn của thế giới về 2 hệ ren, m i hệ có 2 loại: o Ren Quốc tế ( ) Ren Môđun (m) o Ren Anh (n) Ren Picth ( ) Máy tiện ren vít vạn năng T620 cũng đáp ứng được 4 loại ren đó với khoảng 112 bước ren tiêu chuẩn và 112 bước ren khuếch đại phủ kín toàn bộ các loại ren thuộc Tiêu chuẩn Việt Nam, thoả mãn đầy đủ các nhu cầu trong cơ khí chế tạo và sửa chửa. Lược đồ cấu trúc động học Hộp chạy dao: Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 12 T cấu trúc động học xích chạy dao trên ta có phương tr nh t ng quát cắt ren như sau: Để cắt hết được các bước ren như yêu cầu th với m i bước ren ta cần có một tỉ số truyền nên ta cần một số lượng bánh răng rất lớn là 8x12=112. Ngoài ra, để cắt các bước ren gấp bội th cần phải có các tỉ số truyền gấp bội lên (x2, x4…). Do đó số bánh răng cần thiết sẽ là: 112x2, 112x4… điều đó nằm ngoài khả năng của máy. Để khắc phục, qua việc khảo sát máy chuẩn ta thấy phải chia đường truyền thành các nhóm khác nhau, trong đó nhóm cơ sở là nhóm tạo ra một tỉ số truyền cơ sở cắt các bước ren cơ sở rồi t đó mới cho qua một tỉ số truyền gấp bội thay đ i tỉ số truyền cắt các bước ren còn lại. Ngoài ra còn bố trí một tỉ số truyền khuếch đại để cắt các bước ren khuếch đại. T yêu cầu trên ta có được một bảng sắp xếp các bước ren như sau: Nguyen Tan Phuc Lop 08C1A Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 13 Ren Quốc tế - 1,75 3,5 7 1 2 4 8 - 2,25 4,5 9 1,25 2,5 5 10 - - 5,5 11 1,5 3 6 12 Ren Môđun - - - 1,75 - 0,5 1 2 - - - 2,25 - - 1,25 2,5 - - - - - - 1,5 3 Ren Anh 13 - 3,25 - 14 7 3,5 - 16 8 4 2 18 9 4,5 - 19 9,5 - - 20 10 5 - 22 11 - - 24 12 6 3 Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 14 Ren Pitch 56 28 14 7 64 32 16 8 72 36 18 9 80 40 20 10 88 44 22 11 96 48 24 12 5. M t s cơ cấu ặc biệt: Cơ cấu ly hợp siêu việt: Trong xích chạy dao nhanh và động cơ chính truyền đến cơ cấu chấp hành là trục trơn bằng 2 đường truyền khác nhau. ếu không có li hợp siêu việt truyền động sẽ làm xoắn và gãy trục. Cơ cấu ly hợp siêu việt được dùng trong trường hợp máy chạy dao nhanh và khi đảo chiều quay 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 đĩa quay gắn cứng với hai má sẽ trượt theo rãnh ăn khớp với vít me. Cơ cấu an toàn trong Hộp chạy dao: Đảm bảo khi làm việc quá tải. Được đặt trong xích chạy dao ( tiện trơn ) có nhiệm vụ tự ngắt truyền động khi máy quá tải. 6. Nhận xét về máy T620: Máy tiện ren vít vạn năng T620 có 23 cấp tốc độ khác nhau của trục chính. Máy tiện trơn và tiện được nhiều kiểu ren khác nhau. hương án không gian và phương án thứ tự được bố trí một cách hợp lí để được một bộ truyền nhỏ gọn, vận hành êm. Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 15 Ở trục I có bộ ly hợp ma sát làm việc ở vận tốc 800 v/p là một tốc độ hợp lý. Bộ ly hợp ma sát tận dụng bánh răng trên trục I nên tăng độ cứng vững. Trong máy có bộ ly hợp ma sát siêu việt thuận tiện cho quá tr nh chạy dao nhanh. Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 16 Phần 2 THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC TOÀN MÁY I. Thiết kế ng học H p t c : 1. Yêu cầu i với H p t c : Hộp tốc độ trong máy cắt kim loại dùng để truyền lực cắt cho chi tiết gia công với những chế độ cắt hợp lí. ộp tốc độ phải có kích thước nhỏ gọn, hiệu suất cao, tiết kiệm nguyên vật liệu, kết cấu có tính công nghệ, làm việc chính xác… - Tốc độ cắt của máy: Trong đó: (vòng/phút) (vòng/phút) Trong đó: , là tốc độ quay lớn nhất và tốc độ quay nhỏ nhất của trục chính. , là đường kính lớn nhất và đường kính nhỏ nhất của chi tiết được gia công. Xuất phát t t nh h nh thực tế hiện nay, chúng ta cần sửa chữa, chế tạo các loại máy công nghiệp và nông nghiệp có đường trục trong khoảng 10 ÷ 400 mm. Chúng ta cần thiết kế máy công cụ hạng trung, thiết kế máy này dựa trên cơ sở máy mẫu T620 đã có. - Đường kính lớn nhất: = 400 mm. - Đường kính nhỏ nhất: = 10 mm. Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 17 Thiết kế máy tiện, có: - , với tốc độ này phù hợp cho thao tác của công nhân khi tiện ren. - , với tốc độ này phù hợp khi tiện trơn, đảm bảo sức khoẻ của công nhân. Phạm vi điều chỉnh: 2. Chuỗi s vòng quay của H p t c : a. Chọn công b i v s cấp t c : Trong thực tế gia công th cần có các tốc độ khác nhau của trục chính. Về lý thuyết th tốc độ trục chính dạng vô cấp là tốt nhất, nhưng để chế tạo được trục chính điều chỉnh vô cấp th rất tốn kém. Mặc khác, các cấp tốc độ trong phương án phân cấp của máy tiện T620 đủ để đáp ứng các yêu cầu về gia công chi tiết. Do vậy, em chọn phương án thiết kế Hộp tốc độ dạng phân cấp v nó khả thi nhất. Chu i vòng quay tuân theo quy luật cấp số nhân là tốt nhất, v khi đó t n thất công suất (tốc độ) tương đối là không đ i. Trong khoản t tới có Z tốc độ: Trong chu i số vòng quay có tỉ số giữa hai số vòng quay bất kỳ kế tiếp và là một số không đ i th chu i đó phải tuân theo quy luật cấp số nhân có công bội là φ. Do yêu cầu của việc thiết kế máy (là máy tiện vạn năng), đồng thời để t n thất tốc độ cũng như t n thất năng lượng là không đ i và không vượt quá giới hạn, tra bảng 1.1 sách “Tính toán thiết kế máy Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 18 cắt kim loại” ta chọn φ = 1,26 theo tiêu chuẩn. Và t n thất Do vậy, số cấp tốc độ của máy tiện vạn năng cần thiết là: 3. Lưới kết cấu v ồ thị vòng quay của H p t c : a. Cách xác ịnh các nhóm truyền v tỷ s truyền: T công thức: Trong đó là số nhóm truyền tối thiểu. V nhóm truyền là số nguyên nên ta chọn b. Phương án không gian v hương án th tự: Chọn phương án không gian: Một phương án không gian ta có nhiều phương án thứ tự khác nhau. Với số cấp tốc độ được tính dựa vào yêu cầu thực tế của sản phẩm cần gia công, dựa vào máy tiện T620 đã khảo sát ta có các phương án không gian khác nhau: Dựa vào số nhóm truyền tối thiểu , đồng thời để kích thước Hộp tốc độ nhỏ gọn nên cần phải có tỉ số truyền chênh lệch nhóm đầu ít dẫn đến chênh lệch bánh răng không quá lớn. Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 19 V vậy, ta có thể loại tr các phương án không gian trên và chọn phương án hợp lí nhất là: PAKG: Dựa vào công thức: Trong đó là tỉ số truyền trong một nhóm. Ta có: M i th a số là 1 hoặc 2 khối bánh răng di trượt truyền động giữa 2 trục liên tục. Tính t ng số bánh răng của Hộp tốc độ theo công thức: + PAKG: có: + PAKG: có: + PAKG: có: + PAKG: có: Tóm lại, t ng số bánh răng của Hộp tốc độ cần thiết kế là: . Tính t ng số trục của phương án không gian theo công thức: Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 20 là số nhóm truyền động. Số bánh răng chịu moomen xoắn ở trục cuối cùng. PAKG: 2 3 2 2 Chiều dài sơ bộ của Hộp tốc độ được tính theo công thức: ∑ ∑ b: chiều rộng bánh răng. f: khoảng hở giữa 2 bánh răng. Các cơ cấu đặc biệt: Li hợp ma sát, phanh … Qua phân tích ở trên, ta có bảng so sánh phương án bố trí không gian như sau: Yếu t so sánh Phương án T ng số bánh răng 18 18 18 18 T ng số trục 5 5 5 5 Chiều dài L 19b+18f 19b+18f 19b+18f 19b+18f Só bánh răng 2 2 2 3 Cơ cấu đặc biệt Li hợp ma sát Li hợp ma sát Li hợp ma sát Li hợp ma sát Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 21 Kết luận: T phương án của máy tiện T620 hiện có và bảng so sánh các phương án khảo sát trên ta thấy nên chọn phương án không gian v : - Theo lý thuyết th tỉ số truyền phải đảm bảo giảm dần t trục đầu tiến đến trục cuối cùng (tức là AKG: là đúng nhất). hưng do yêu cầu về kết cấu dẫn đến phải bố trí trên trục II (với tốc độ hợp lí là 800 v/p) một bộ li hợp ma sát nhiều đĩa và một bộ bánh răng đảo chiều, v vậy để tránh cho kết cấu cồng kềnh (trục II phải dài ra để chứa nhiều bánh răng) nên ta phải chọn PAKG: là hợp lí. Do đó, cũng như máy mẫu, nếu ta dùng bánh răng trên trục II làm vỏ li hợp ma sát dẫn đến kích thước hai bánh răng đó khá lớn. Nếu tiếp tục giảm tốc th kết thước bộ truyền rất lớn, v vậy ta phải tăng tốc ở đoạn này. - Số bánh răng phân bố trên các trục đều hơn AKG: . - Số bánh răng chịu mômen xoắn lớn nhất trên trục chính là ít nhất. Do đó, để đảm bảo yêu cầu về kết cấu cũng như tỉ số truyền ta ưu tiên chọn phướng án không gian: . Chọn phương án thứ tự: Số phướng án thứ tự với m là số nhóm truyền. Suy ra phương án. Để chọn phương án thứ tự hợp lí nhất, ta lập bảng để so sánh t m ra phương án tối ưu nhất. Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 22 TT hóm 1 TT hóm 2 TT hóm 3 TT hóm 4 1 I II III IV [1][2][6][12] 7 II I III IV [3][1][6][12] 13 III I II IV [6][1][3][12] 19 IV I II III [12][1][3][6] 2 I III II IV [1][4][2][12] 8 II III I IV [2][4][1][12] 14 III II I IV [6][2][1][12] 20 IV II I III [12][2][1][6] 3 I IV II III [1][8][2][4] 9 II III IV I [2][4][12][1] 15 III IV I II [4][8][1][2] 21 IV III I II [12][4][1][2] 4 I II IV III [1][2][12][6] 10 II I IV III [3][1][12][6] 16 III I IV II [6][1][12][3] 22 IV I III II [12][1][6][3] 5 I III IV II [1][4][12][2] 11 II IV III I [2][8][4][1] 17 III II IV I [6][2][12][1] 23 IV II III I [12][2][6][1] 6 I IV III II [1][8][4][2] 12 II IV I III [2][8][1][4] 18 III IV II I [4][8][2][1] 24 IV III II I [12][4][2][1] hận xét: Qua bảng trên ta thấy các phương án thứ tự đều có do đó không thoả mãn điều kiện . V vậy, để chọn được phướng án đạt yêu cầu ta phải tăng thêm trục trung gian hoặc tách ra làm 2 đường truyền. Ta nhận thấy máy T629 hiện có đã sử dụng phương án thứ tự rất chuẩn, do quy luật phân bố tỉ số truyền các nhóm đầu có chênh lệch nhỏ (phân bố h nh rẽ quạt) dẫn đến kích thước bộ truyền nhỏ, phương án I II III IV là tốt nhất v nó có lượng mở đều đặn và tăng dần t t , kết cấu chặt chẽ, nhỏ gọn… Khi đó ta có: PAKG : PATT : I II III IV Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 23 Lượng mở [x]: [1] [2] [6] [12] Lượng mở [x] = 12 là không hợp lí. Trong máy công cụ, ở hộp tốc độ có hạn chế tỉ số truyền I phải đảm bảo theo: Với công bội th tỉ số truyền I được biểu diễn trên đồ thị vòng quay như sau: Tia nghiêng trái tối đa là 6 ô và tia nghiêng phải tối đa là 3 ô. Lượng mở tối đa . Mặt khác, [ ] không thoả mãn điều kiện đã phân tích ở trên. Để khắc phục ta phải giảm bớt lượng mở t [x] = 12 xuống [x] = 9. Giảm như vậy với tốc độ trên th máy sẽ có 3 tốc độ trùng. Khi đó, số tốc độ của máy sẽ là cấp tốc độ. Mà số cấp tốc độ yêu cầu là 23, dẫn đến sẽ thiếu 2 cấp tốc độ. - Bù số cấp tốc độ thiếu đó bằng một đường truyền khác mà theo máy mẫu đã khảo sát. Để giữ nguyên số cấp tốc độ của máy ta bố trí thêm đường truyền tốc độ cao hay gọi là đường truyền trực tiếp. Đường truyền này có số tỉ số truyền ít sẽ giảm được tiếng ồn, giảm rung động, giảm ma sát, đồng thời tăng hiệu suất truyền dẫn…khi máy làm việc. Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 24 - Có thể bù 2 cấp tốc độ bằng đường truyền phụ t trục II, nhưng làm như vậy th khó bố trí tỉ số truyền giữa trục II và trục chính và không tận dụng được nhiều tốc độ cao. - Theo máy mẫu ta giảm thêm 3 cấp tốc độ của đường truyền gián tiếp sẽ có lợi v máy sẽ giảm đi được số cấp tốc độ có hiệu suất thấp nên kết cấu ộp tốc độ sẽ nhỏ gọn hơn, và số cấp tốc độ mất đi đó được bù vào đường truyền trực tiếp t trục IV sang trục VI. hư vậy, đường truyền gián tiếp sẽ có lượng mở nhóm cuối là: [ ] Suy ra: Số tốc độ danh nghĩa của đường truyền gián tiếp là: Số tốc độ danh nghĩa của đường truyền trực tiếp là: Dẫn đến t ng số tốc độ là: V máy chỉ đòi hỏi 23 cấp tốc độ, ta xử lí bằng cách cho tốc độ thứ 18 (cao nhất của đương truyền gián tiếp) trùng với tốc độ thứ 1 (thấp nhất của đường truyền trực tiếp). Do đó, máy chỉ còn 23 tốc độ. ghĩa là trị số tốc độ thứ 18 ( ), có thể đi bằng 2 đường truyền (đường truyền trực tiếp và đường truyền gián tiếp). Tuy nhiên, khi sử dụng tốc độ này th ta nên sử dụng đường truyền trực tiếp. V vậy, phương án chuẩn của máy mới là: Đối với đường truyền gián tiếp: PAKG: 2 × 3 × 2 × 2 Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 25 PATT: I II III IV Lượng mở [x]: [1] [2] [6] [6] Đối với đường truyền trực tiếp: PAKG: 2 × 3 × 1 PATT: I II IV Lượng mở [x]: [1] [2] [0] c. Lưới kết cấu: T 2 sơ đồ trên ta có sơ đồ lưới kết cấu như sau: d. Đồ thị vòng quay: Qua khảo sát và nghiên cứu máy T620 hiện có ta nhận thấy dạng máy mà ta đang thiết kế có kết cấu và các phương án gần như tương I II III IV V 2 [1] 3 [2] 2 [6] 2 [6] 2 [1] 3 [2] 1 [0] Ðý?ng truy?n gián ti?p (ðý?ng truy?n chính) Ðý?ng truy?n tr?c ti?p (ðý?ng truy?n ph?) Nguy?n T?n Phúc L?p 08C1A Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 26 tự nhau. Để vẽ được đồ thị vòng quay hợp lí, dựa vào máy mẫu và các loại máy hạng trung cùng cỡ để khảo sát. Chọn số vòng quay động cơ điện trên thực tế, đa số các máy vạn năng cỡ trung đều dùng động cơ điện xoay chiều ba pha không đồng bộ có . hư trên, để dễ dàng vẽ được đồ thị vòng quay nên chọn trước số vòng quay của trục vào rồi sau đó ta mới xác định tỉ số truyền. Mặt khác, càng cao th càng tốt, v cao th số vòng quay của các trục ngang trung gian sẽ cao, moomen xoắn nhỏ dẫn tới kích thước của các bánh răng, các trục nhỏ gọn, tiết kiệm nguyên vật liệu. Thông qua việc khảo sát máy T620, trên trục đầu tiên có lắp bộ li hợp ma sát. Để cho li hợp ma sát làm việc trong điều kiện tốt nhất th ta chọn tốc độ , vận tốc này cũng là vận tốc của trục cuối cùng. Đối với m i nhóm tỉ số truyền ta chỉ cần chọn một tỉ số truyền tuỳ ý (độ dốc của tia tuỳ ý) nhưng cần phải đảm bảo . Các tỉ số truyền khác dựa vào đặc tính của nhóm truyền để xác định. hóm truyền thứ nhất: Truyền t trục II sang trục III, có 2 tỉ số truyền ( và ). Đặc tính nhóm là 2[1]. Cũng như máy hiện có, do phải bố trí bộ đảo chiều li hợp ma sát nên để kết cấu hợp lí, nhỏ gọn ta cần tăng tốc độ ở đoạn này. Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 27 Dự vào máy mẫu ta chọn tỉ số truyền: Tức là tia nghiêng sang phải một khoảng . T đó ta có thể xác định được thông qua quan hệ: Tức là tia nghiêng phải 2 khoảng . Tương tự như vậy, ta chọn được tỉ số truyền cho các nhóm truyền khác. hóm truyền thứ hai: Tia nghiêng trái 4 khoảng Tia nghiêng trái 2 khoảng Tia thẳng đứng. hóm truyền thứ ba (theo đường gián tiếp): Tia nghiêng trái 6 khoảng Tia thẳng đứng. hóm truyền thứ tư (đường truyền gián tiếp): Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 28 Tia nghiêng trái 6 khoảng Tia thẳng đứng. hóm truyền cuối trên đường truyền gián tiếp: Tia nghiêng trái 3 khoảng hóm truyền cuối trên đường truyền trực tiếp: Tia nghiêng phải 2 khoảng Qua phần chọn tỉ số truyền ta thấy tất cả các tỉ số truyền đều đạt yêu cầu là nằm trong khoảng . T đó có thể xác định được đồ thị vòng quay của ộp tốc độ. ĐỒ THỊ VÒ G QUAY ndc = 1450 i0 no i1 i2 i3 i4 i5 i6 i7 i8 i9 i10 i11 I II III IV V VI VII 12.5 2000 Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 29 4. Tính toán s răng của các nhóm truyền: T đồ thị vòng quay xác định được các tỉ số truyền trong xích truyền động. Sau đó tiến hành tính toán số răng của các cặp bánh răng. Trên thực tế, giữa 2 trục trong Hộp tốc độ thường có nhiều tỉ số truyền phụ thuộc lẫn nhau nên việc tính toán trở nên phức tạp. V đã qua khảo sát và nghiên cữu máy mẫu, ta chỉ tính toán số răng của 1 nhóm truyền trong Hộp tốc độ. Để thuận tiện, đối với các nhóm truyền khác sẽ được tra bảng để chọn số răng. Chọn nhóm truyền thứ nhất để tính toán. Số răng của nhóm truyền thứ nhất: Theo công thức: ∑ Trong đó: K: bội số chung nhỏ nhất của mọi t ng ∑ là t ng số răng trong cặp. T đồ thị vòng quay ta có: có có Suy ra, bội số chung nhỏ nhất của t ng là Ta nhận thấy nằm ở tỉ số truyền v giảm nhiều hơn so với . Do tia nghiêng phải dẫn tới ta dùng công thức: Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 30 Với Chọn ∑ Tận dụng bánh răng làm vỏ li hợp ma sát nên đường kính bánh răng khoảng 100 mm. Theo các máy đã có th môđun bánh răng khoảng 2,5 nên bánh răng chủ động chọn khoảng trên 50 răng, do đó tăng t ng số răng của cặp. Chọn ∑ Suy ra: ∑ ∑ Ta kiểm tra lại tỉ số truyền: Tỉ số truyền chênh lệch không đáng kể so với kết cấu và máy mẫu đã khảo sát. T đó ta tra bảng tiêu chuẩn, chọn số răng các nhóm truyền còn lại. Số răng nhóm truyền thứ hai: Tra bảng ta được ∑ Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 31 Sai số 0% nằm trong giới hạn cho phép. Sai số 0,5% nằm trong giới hạn cho phép. Sai số 0,8% nằm trong giới hạn cho phép. Số răng của nhóm truyền thứ 3: Tra bảng ta được ∑ Sai số 0% nằm trong giới hạn cho phép. Sai số 0% nằm trong giới hạn cho phép. Số răng của nhóm truyền 4: Sai số 0% nằm trong giới hạn cho phép. Sai số 0% nằm trong giới hạn cho phép. Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 32 Số răng của nhóm truyền gián tiếp: Tra bảng ta được ∑ Sai số 0% nằm trong giới hạn cho phép. Số răng của nhóm truyền trực tiếp: Sai số 0,5% nằm trong giới hạn cho phép. Bảng thống kê số răng bánh răng i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 5. Sai s của các t c trục chính: Để tính được sai số của các tốc độ trục chính, ta lập bảng so sánh với các sai số cho phép là [ ] Ta có bảng sau: N hương tr nh xích 12,607 12,5 0,85 15,85 16 0,95 19,77 20 1,17 Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 33 24,85 25 0,61 31,24 31,5 0,82 39,26 40 1,81 50,43 50 0,85 63,39 63 0,63 79,06 80 1,17 99,39 100 0,61 124,97 125 0,02 157,11 160 1,81 201,71 200 0,85 253,6 250 1,43 316,3 315 0,4 397,6 400 0,61 499,9 500 0,02 628,43 630 0,25 797 800 0,38 994 1000 0,6 1249,5 1250 0,04 Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 34 1571 1600 1,8 1975 2000 1,2 là vận tốc quay của động cơ. là hiệu suất của bộ truyền đai. là tỉ số truyền của bộ truyền đai. T bảng tính sai số trục chính, ta thấy rằng tất cả các sai số đều thoả mãn điều kiện cho phép. II. Thiết kế ng học H p chạy dao: Máy ta đang cần thiết kế là máy tiện ren vít vạn năng cỡ trung T620, hộp chạy dao có 2 công dụng là tiện trơn và tiện ren. Ta chỉ quan tâm tới khâu tiện ren là chủ yếu. Sau khi thiết kế xong, có thể kiểm tra lại các bước tiện trơn, có thể bị trùng nhau, sát nhau hoặc cách quãng. V thực tế các bước tiện trơn là khá sát nhau, các đoạn cách quãng không gây ra nhiều t n thất năng suất gia công. Có hai dạng Hộp chạy dao cơ bản: Hộp chạy dao dùng cơ cấu oocton và ộp chạy dao dùng cơ cấu bánh răng di trượt. Để thuận tiện cho quá tr nh thiết kế, em chọn dạng Hộp chạy dao dùng cơ cấu oocton, tương tự như ở máy T620 đã dùng. 1. Yêu cầu của H p chạy dao: Máy yêu cầu phải tiện được các ren quy chuẩn sau: - Ren Quốc tế: = 1; 1,25; 1,5; 1,75; 2,25; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5; 6; 7; 8; 9; 10; 11; 12 (mm) Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 35 - Ren Anh: được tính bằng số bước ren trên 1 inch theo công thức là bước ren được cắt n= 24 ; 20 ; 19 ; 18 ; 16 ; 14 ; 12 ; 11 ; 10 ; 9 ; 8 ; 7 ; 6 ; 5 ; ; ; ; 3 ; 2 - Ren Module: tính theo công thức Với là bước ren được cắt (mm) m= 0,5; 1; 1,25; 1,5; 1,75; 2; 2,25; 2,5; 3 - Ren icth: tính theo công thức = 96; 88; 80; 72; 64; 56; 48; 44; 40; 36; 32; 28; 24; 22; 20; 18; 16; 14; 12; 11; 10; 9; 8; 7 Để thiết kế Hộp chạy dao ta cần phải thông qua các bước thiết kế sau: Sắp xếp các bước ren để tạo thành nhóm cơ sở và nhóm gấp bội. Thiết kế nhóm cơ sở. Thiết kế nhóm gấp bội. Kiểm tra lại độ chính xác các bước ren. Tính sức bền (động lực học) các chi tiết trong Hộp chạy dao. 2. Sắp xế các bước ren: Các ren tiêu chuẩn được sắp xếp dưới dạng một cấp số cộng có công bội không đều nhau, chưa có quy tắc thiết kế. Tuy nhiên, các Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 36 bước ren được chia thành các nhóm có trị số gấp đôi nhau. Do đó, ta cần sắp xếp các bước ren thành những nhóm cơ sở và nhóm khuếch đại với những tỉ số truyền của nhóm khuếch đại hợp thành cấp số nhân với công bội . Việc sắp xếp có các yêu cầu sau: - Số hàng ngang là ít nhất để cho số bánh răng của nhóm cơ sở oocton là ít nhất. Nếu số bánh răng của nhóm oocton càng nhiều th th khoảng cách giữa hai gối tựa càng xa, độ cứng vững càng kém. - Không để các bước ren trùng hoặc sót. - Khi sắp xếp ta xếp thành 4 bảng ren, cả 4 bảng đều do một cơ cấu Noocton tạo thành. Để tránh cho quá tr nh tính toán phức tạp th các con số xếp trong một cột dọc giữa các bảng ren cần được thống nhất hoá về mặt sắp xếp. - Với ren Anh, nếu số vòng ren trong 1 inch càng lớn th bước ren càng nhỏ, nên ta phải sắp xếp loại ren có n nhỏ về phía phải của bảng xếp ren, n nhỏ cần xếp lên trên. hương tr nh cơ bản của xích cắt ren: Để cắt được các bước ren như yêu cầu, đối với m i bước ren ta cần phải có một tỉ số truyền, như vây ta cần một số lượng bánh răng rất lớn là . goài ra, để cắt các bước ren gấp bội th cần phải có các tỉ số truyền khác gấp bội lên ( ). Số bánh răng cần thiết sẽ là Điều này nằm ngoài khả năng của máy. Để khắc phục, qua khảo sát máy mẫu ta nhận thấy cần chia đường truyền thành các nhóm truyền khác nhau sẽ được các tỉ số truyền khác nhau để cắt các bước ren khác nhau. Trong đó nhóm cơ sở để cắt các bước ren cơ sở, rồi t đó ta mới cho qua một tỉ số gấp bội để thay đ i tỉ số truyền để cắt các bước ren còn lại. Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 37 Ren có 2 hệ Anh và Mét. ai hệ này có hệ số chênh lệch về bước, hiêu chỉnh bằng tỉ số truyền . Trong 2 hệ ren có 2 loại ren là kẹp chặt và truyền động, khác nhau một hệ số . Do đó hiệu chỉnh bằng . goài ra, ta còn bố trí một tỉ số truyền khuếch đại để có thể cắt được các bước ren khuếch đại, theo máy T620 nhóm này tận dụng Hộp tốc độ. Ren Quốc tế Ren Module - 1,75 3,5 7 - - - 1,75 1 2 4 8 - 0,5 1 2 - 2,25 4,5 9 - - - 2,25 1,25 2,5 5 10 - - 1,25 2,5 - - 5,5 11 - - - - 1,5 3 6 12 - - 1,5 3 Ren Anh Ren Picth 13 - 3,25 - - - - - 14 7 3,5 - 56 28 14 7 16 8 4 2 64 32 16 8 18 9 4,5 - 72 36 18 9 19 9,5 - - 80 40 20 10 20 10 5 - 88 44 22 11 22 11 - - 96 48 24 12 24 12 6 3 - - - - Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 38 3. Thiết kế nhóm cơ sở: hóm cơ sở oocton là nhóm bánh răng h nh tháp, tương tự khi khảo sát máy T620, cơ cấu oocton ăn khớp với một bánh răng, để cắt các bước ren khác nhau th ta thay đ i ăn khớp giữa bánh răng đó với các bánh răng khác nhau trên cơ cấu Noocton lần lượt là th các bánh răng này để cắt các ren thuộc nhóm cơ sở. Các trị số cần là các số nguyên, có tỉ lệ đúng như tỉ lệ của các bước ren trong một cột trên bảng sắp xếp các bước ren ở trên. Mặt khác, số răng không được quá lớn, v sẽ làm tăng kích thước nhóm truyền. Cần hạn chế trong khoảng - Để cắt ren Quốc tế : = 3,5 :4 :4,5 :5 :5,5 :6 = 7 :8 :9 :10 :11 :12 Tỉ lệ theo số răng : = 28 :32 :36 :40 :44 :48 = 35 :40 :45 :50 :55 :60 - Để cắt ren Anh : = 13 :14 :16 :18 :19 :20 :22 :24 = 6,5 :7 :8 :9 :9,5 :10 :11 :12 Tỉ lệ theo số răng : = 26 :28 :32 :36 :38 :40 :44 :48 - Để cắt ren Module : = 1,75 :2 :2,25 :2,5 :3 Tỉ lệ theo số răng = 28:32:36:40:48 Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 39 = 35:40:45:50:60 - Để cắt ren Picth : = 56 :64 :72 :80 :88 :96 Tỉ lệ theo số răng : = 28 :32 :36 :40 :44 :48 = 35 :40 :45 :50 :55 :60 ét cho 4 trường hợp trên, để cắt đủ số bước ren cơ sở của 4 nhóm th cơ cấu Noocton cần 8 bánh răng có số răng là : Khi khảo sát máy T62o ta thấy cơ cấu Noocton chỉ có 7 bánh răng. V để cắt ren Anh có cần bánh răng 38, trong khi đó 3 loại ren còn lại không cần bánh răng này. Ta sẽ bỏ bánh răng này, khi đó nhóm oocton còn 7 bánh răng : 4. Thiết kế nhóm gấp b i: hóm gấp bội cần tạo ra 4 tỉ số truyền theo quy luật cấp nhân có công bội . Ta chọn nhóm 4 làm chóm cơ sở, nên nhóm gấp bội cần tạo ra 4 tỉ số truyền là ⁄ ⁄ ⁄ ⁄ Tương tự máy T620, nhóm gấp bội dùng bánh răng di trượt gồm 8 bánh răng nằm trêm 3 trục theo phương án không gian và phương án thứ tự I II. T đó xác định được kết cấu. Mặt khác, do yêu cầu nâng cao tính công nghệ Hộp chạy dao, tâm các trục của nhóm gấp bội lấy trùng với tâm trục của nhóm cơ sở, Khi chọn số răng và module cho nhóm gấp bội, ta lấy đảm bảo khoảng cách tâm A (phụ thuộc m và Z) phù hợp với nhóm cơ sở. - hóm 1 : có đặc tính của nhóm truyền là 1 ( ) Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 40 Để kết cấu bánh răng tương đối đồng đều, ta chọn tỉ số truyền của nhóm giảm xuống một chút (tương tự máy T620). Mặc dù sau đó phải tăng tốc để có được tỉ số truyền , nhưng tận dụng được bánh răng dùng chung. Ta chọn ⁄ . ⁄ vì - hóm 2 : có đặc tính của nhóm truyền là 2 Tỉ số truyền không thể tự chọn mà phải lấy ⁄ T đó ta có ⁄ Sử dụng phương pháp tra bảng để tính chọn số răng của các bánh răng trong t ng nhóm truyền. I II III Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 41 Ở đây, lấy tỉ số truyền có 1 bánh răng 15 răng. V vậy phải dịch máy khi gia công. Việc lấy bánh răng 15 răng là thuận lwoij cho việc chế tạo. 5. Tính các tỉ s truyền còn lại: Ta có phương tr nh cần bằng xích chạy dao tiện ren như đã phân tích: Trong đó: : tỉ số truyền của nhóm oocton. : tỉ số truyền của nhóm gấp bội. : bước của vít-me chạy dao. : bước ren cắt được. : tỉ số truyền còn lại bù vào xích động. : tỉ số truyền bộ bánh răng thay thế. : tỉ số truyền của một số bánh răng cố định còn lại trên xích động Để tính ta chọn cắt một bước ren nào đó. Ví dụ ta chọn cắt ren quốc tế có = 10mm. Qua bảng xếp ren ra có tie số truyền các nhóm gấp bội là = 1. tỉ số truyền đảo chiều chọn = để đưa sai số tính toán vào các khâu chính. Dựa vào máy T620 ta đả khảo xát, ta chọn = 12mm, = 36, tỉ số truyền nhóm cơ sở là (Noocton chủ động). Ta có : Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 42 Dựa vào máy T620, ta chọn Thông thường, bộ bánh răng thay thế này dùng chung khi cắt ren Anh, nhưng xích cắt ren đi theo đường truyền bộ bánh răng Noocton bị động. Để tính ta cần tỉnh thử cắt ren anh có . Khi đó ta có : Tỉ số truyền này cũng được dùng cho tiện ren Picth, vi ren Anh và ren icth đều theo đường truyền Noocton bị động, nhưng với 2 bộ bánh răng thay thế khác nhau. Để t m bánh răng thay thế cắt ren Picth th ta tính cắt thử ren Picth có Vậy : Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 43 - Để cắt ren Anh và ren Quốc tế : - Để cắt ren Module và ren icth : 6. ác ịnh các bước ren tiện trơn Bước dao ren tiện trơn ta chọn tương tự máy T620 Xích tiện trơn được truyền động t Hộp chạy dao, qua một cặp bánh răng để đến bàn xe dao. Đối với bước tiến dao dọc th truyền động được truyền đến cắp bánh răng – thanh răng có và module . Đối với bước tiến dao ngang th truyền động được đi đến vít me – đai ốc có . Phương tr nh xích cho các bước tiện trơn và T đó ta thấy rằng các bước ren tiện trơn được thay đ i giống như điều chỉnh Hộp tốc độ khi tiện ren. Việc thay đ i Hộp chạy dao sẽ cho ta các bước tiện trơn khác nhau, các bước tiện trơn này dày hơn nhiều so với bước tiện ren nên có thể đảm bảo cho quá tr nh tiện trơn. Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 44 Phần 3 TÍNH TOÁN SỨC BỀN VÀ KẾT CẤU MÁY I. ác ịnh chế l m việc giới hạn của máy: 1. Chế cắt gọt cực ại. Các giá trị s, t, v được tính theo các công thức kinh nghiệm: √ Đối với thép th C = 0,7 là đường kính lớn nhất của chi tiết gia công. √ Ta còn có: ( ) ( ) ( ) 2. Chế cắt gọt tính toán : Chu i vòng quay n của máy biến đ i t tới có Z cấp tốc độ. Chu i lượng chạy dao S biến đ i tử tới cũng có Z cấp khác nhau. Tại các vị trí máy làm việc với . Do đó, phải xác định tính theo công thức : Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 45 √ II. ác ịnh lực tác dụng trong truyền dẫn: Để xác định các lực cần thiết tác dụng vào lưỡi cắt trong quá tr nh tạo phoi ta phải xác định t ng các lực dọc theo đường tiếp xúc của lưỡi cắt kim loại bị biến dạng. Ta phân tích lực P thành các lực thành phần là t đó có thể tính các lực thành phần. với c = 650 với c = 1250 với c = 2000 Thử có tải : + Thông số chế độ cắt : Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 46 - Đường kính phôi - Chiều dài chi tiết : - Vật liệu phôi : Thép 45 - Độ cứng bề mặt phoi : - Vật liệu dao cắt : thép gió P18 - Tốc độ trục chính : - Bước tiến dao : - Chiều sâu cắt : T đó ta xác định được các lực thành phần: Lực chạy dao Q được tính là: Với : P_x P_y P_z P Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 47 là hệ số tăng lực ma sát do tạo moomen lật. , ta lấy là trọng lượng phần dịch chuyển. Thử công suất N: + Thông số chế độ cắt : - Đường kính phôi : - Chiều dài phôi : - Vật liệu phôi : thép 45 - Vật liệu dao : T15K6 - Vòng quay trục chính : - Lượng chạy dao : - Chiều sâu cắt : (N) (N) (N) V và đều nhỏ hơn chế độ thử có tải nên ta không cần xét Q. III. Tính toán s c bền v kết cấu máy: 1. Lập bảng tính sơ b : Để lập bảng tính toán động lực học sơ bộ ta cần biết: - Tốc độ nhỏ nhất và lớn nhất trên t ng trục, tốc độ trục tính toán theo công thức: √ Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 48 - Công suất trên t ng trục: Với η là hiệu suất của các bộ truyền, cơ cấu t động cơ đến trục. Với là hiệu suất của các bộ truyền đai, bộ truyền bánh răng, lăn…, ta có: = 0,985 = 0,95 = 0,995 = 0,88 - Mômen xoắn tính toán trên t ng trục: - Đường kính sơ bộ của các trục: √ Chọn C = 120 (vật liệu là thép) Ta có bảng tính toán động lực học sơ bộ như sau: Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 49 Trục n_min n_max n_tính N_trục M_x tính D_sb D_chọn I 1450 1450 1450 10 4939 22,84 25 II 800 800 800 9,85 8818 27,7 35 III 1000 1250 1057 9,26 6274 24,74 30 IV 400 1250 532 8,71 11726 30,47 40 V 100 1250 188 8,19 31200 42,22 50 VI 25 1250 66 7,71 83665 58,66 70 VII 12,5 2000 44 7,25 118101 65,79 90 2. Tính chọn công suất ng cơ: Công suất động cơ cần phải khắc phục ba thành phần công suất là công suất cắt , công suất chạy không , công suất phụ tiêu hao do hiệu suất và do những nguyên nhân ngẫu nhiên ảnh hưởng đến sự làm việc của máy . Ta có: Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 50 Do công suất cắt thường chiếm 70 ÷ 80 % công suất động cơ nên ta tính gần đúng công suất động cơ theo công suất cắt: Tính công suất cắt theo công thức: Trong đó: là lực cắt chọn. Để tính lực ta cần chọn chế độ cắt theo chế độ thử máy hoặc chế độ công nghệ cao. Trong bảng (1-4), sách Thiết kế máy cắt kim loại ta có thể tính theo công thức : - t chiều sâu cắt [mm]. Chọn cho chế độ cắt t = 4 mm. - s lượng chạy dao [mm/v]. Chọn cho chế độ cắt s = 0,39 mm. - Vật liệu là phôi thép 45 có B = 207. Theo bảng (1-4), và yêu cầu thiết kế máy tiện cắt được vật liệu có độ cứng lớn hơn 170 B. Ta có các thông số cắt như sau: v (m/ph) là tốc độ cắt tương ứng với Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 51 Với n = 400 (v/ph), d = 70 mm, ta có : (m/ph)  (kW) Với hiệu suất chung truyền dẫn = 0,75 ta có : (kW) Do vậy ta có thể chọn loại động cơ có công suất Công suất chạy dao, với k = 0,04 (kW) 3. Tính toán thiết kế b truyền vít me – ai c trong H p chạy dao: Đường kính vít me phải đủ lớn: - Giảm ma sát trượt trên sống trượt. - Tăng độ cứng vững. Chọn vật liệu: - Vít me: máy cỡ trung, ta chọn thép 45 không tôi cải thiện. - Đai ốc : chọn là đồng thanh - a. Tính trục vít me theo chịu mòn: Độ chịu mòn bề mặt được xác định bằng áp suất trung b nh trên bề mặt làm việc: Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 52 ( ) Trong đó: Q - lực chạy dao tác dụng lên vít me. Q = 10885 N h - bước ren. chọn h = 12 mm - chiều cao làm việc của ren. - chiều dài của đai ốc. Đặt , với việc tra bảng để chọn = 3; [p] = 2,5 ta tính được theo công thức gần đúng, như sau: √ [ ] √ Lấy tiện cho việc gia công. - Chiều cao của un là = = 3 (mm) Trong đó: h = 12 (mm) - Đường kính ngoài của vít me ( ): Đường kính trong của vít me ( ): Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 53 b. Kiểm tra ổn ịnh: Kiểm tra hệ số an toàn n khi uốn dọc [ ] V trục nằm ngang nên ta có Hệ số an toàn n được tính theo công thức: (Sách “Thiết kế máy cắt kim loại”) Với m = là hệ số phụ thuộc cách lắp ráp 2 đầu trục, theo bảng (6 - 2) ta chọn m = 2. Với vít me ren h nh thang, ta tính mômen quán tính theo công thức: ( ) ( ) ( ) [ ] [ ] Thay vào ta có: [ ] Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 54 Vậy vít me đảm bảo độ n định cần thiết. c. Kiểm tra c ng vững: Biến dạng của bước ren h dưới tác dụng của lực kéo hay nén Q là: F là tiết diện tính diện theo đường kính trong của ren, [ ] E là môđun đàn hồi của vật liệu làm trục vít me, Suy ra, Sự thay đ i bước ren dưới tác dụng của mômen xoắn là: G là mômen đàn hồi trượt, G = 0,4.E = 0,4.2,1. = 84000 là mômen quán tính độc cực, với là góc nâng của ren, là góc ma sát, chọn Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 55  Vậy = 0,94 Biến dạng trên toàn bộ chiều dài vít me là: Tra bảng (6-3) ta thấy vít me thoả mãn yêu cầu về độ cứng vững ở cấp chính xác 4 d. Kiểm tra bền: Kiểm tra bền theo điều kiện ứng suất tương đương: [ ] √ √ [ ] [ ] [ ] Với [ ] là giới hạn bền chảy của thép 45. Vậy vít me đảm bảo bền theo điều kiện ứng suất tương đương. Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 56 Phần IV Thiết kế hệ th ng iều khiển H p chạy dao I. Ch c năng của hệ th ng iều khiển H p chạy dao. - Đóng mở các li hợp tạo ra các đường truyền trực tiếp và gián tiếp của cơ cấu Noocton. - Dựa vào yêu cầu của hệ thống điều khiển nói chung trong máy thiết kế và kết cấu của Hộp tốc độ ta thiết kế hai hệ thống điều khiển: Hệ thống điều khiển tạo ra bộ tốc độ và . Hệ thống điều khiển đóng mở các li hợp. Sơ đồ động Hộp chạy dao II. Thiết kế hệ th ng iều khiển nhóm truyền cơ sở v nhóm truyền gấp b i. Trong Hộp chạy dao cần thiết kế hệ thống điều khiển cặp bánh răng tạo ra tỉ số truyền : Với bộ Noocton chủ động. Với bộ Noocton bị động. 28 X 26 35 37 35 18 28 45 35 28 36 25 28 48 28 35 35 36 32 4440 56 28 56 15 28 48 28 Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 57 Ta phải thiết kế sao cho bộ bánh răng lần lượt ăn khớp với 7 vị trí ứng với 7 bánh răng trong bộ Noocton tạo ra 7 tỉ số truyền cơ sở. Ứng với 1 vị trí của nhóm truyền của nhóm cơ sở ta phải thiết kế điều khiển 2 bộ bánh răng 2 bậc trong nhóm tạo ra tỉ số truyền gấp bội để có được 4 tỉ số truyền là: Thiết kế hệ thống điều khiển 2 bộ bánh răng 2 bậc của nhóm gấp bội để tạo ra 4 tỉ số truyền. Theo phần Tính toán thiết kế động học Hộp chạy dao, ta đã có đồ thị lưới kết cấu sau: Bộ bánh răng 2 bậc (a) có hai vị trí tay gạt là: Trái Phải Bộ bánh răng 2 bậc (b) có 2 vị trí tay gạt là: Trái Phải Sơ đồ bố trí và kích thước các bánh răng trên trục: V yêu cầu kích thước Hộp chạy dao nhỏ gọn, do số vòng quay Hộp chạy dao nhỏ hơn Hộp tốc độ nên ít bị rung động. Ta có thể I [1] II [1] (a) (b) 18/45 28/35 15/48 35/28 Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 58 chế tạo cặp bánh răng nhỏ hơn so với Hộp tốc độ để kết cấu nhỏ gọn. Dựa vào máy chuẩn T620, ta chọn Mô đuyn chủ yếu trong Hộp chạy dao . Chiều rộng các bánh răng cố định là 7 mm. Chiều rộng của các bánh răng di trượt là 5 mm. Sơ đồ bố trí các bánh răng như sau: 25 25 14 10 Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 59 Lập bảng sơ đồ điều khiển: Nhận xét: Ứng với một vị trí của bánh răng khối a có 2 vị trí ăn khớp của khối b. Thiết kế hệ thống truyền động: Trên trục điều khiển, lắp 1 bánh răng , lắp bánh răng ăn khớp với bánh răng để điều khiển bộ bánh răng a. Lắp 1 bánh răng ăn khớp với bánh răng để điều khiển bộ bánh răng b để bố trí không gian cần điều khiển bộ b, ta lắp bánh răng thông qua có nghĩa là: Ứng với quay 1 vòng th quay 2 vòng trên chốt lệch tâm của hệ thống điều khiển khối a. Phải thiết kế sao cho chốt a quay công tác vòng th chốt lệch tâm của khối b quay vòng công tác. Tiếp theo chốt a quay chạy không th chốt b vẫn quay vòng công tác. Tức là hành tr nh làm việc của khối a bị gián đoạn: n n1 n2 n3 n4 18 45 18 45 28 35 15 48 35 28 35 28 15 48 28 35 a b a b Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 60 Tương ứng ta có hành tr nh của chốt điều khiển khối b: Theo nhận xét trên th ta thiết kế được chốt lệch tâm a. Bán kính . Rãnh trượt biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến có chiều rộng rãnh là (bán kính con lăn = 3 mm). Đối với bánh chốt lệch tâm điều khiển khối b v không có hành tr nh chạy không nên ta thiết kế rãnh trượt đúng bằng chiều rộng của con trượt, chiều rộng của con trượt = 10 mm. Suy ra bán kính tay đòn chốt là 12,5 mm. 10 Ø6 R25 Ø6 R12,5 Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 61 Kết cấu của chốt lệch tâm điều khiển nhóm bánh răng di trượt a, b có nguyên lý làm việc như sau: Giả sử lúc đầu khối bánh răng a ăn khớp ở vị trí cực trái, chốt a ở vị trí 1. Khối bánh răng b ở vị trí cực phải 1b. Để điều khiển khối bánh răng b ăn khớp ở vị trí cực trái, ta quay 1 góc tương ứng chốt a quay được 1 cung chạy không t 1a – 2a. Chốt b quay được 1 cung 1b – 2b đưa khối bánh răng b sang ăn khớp ở vị trí cực trái. Vậy lúc đầu ta có cặp bánh răng ăn khớp: chuyển sang Chốt a tiếp tục quay t 2 sang 3, đưa khối a t vị trí cực trái sang cực phải. Lúc đó chốt b lại quay được 1 cung tương ứng đường tròn vị trí ăn khớp cực trái sang cực phải ( ). Tỉ số truyền ăn khớp là: n n 2a 31a 4 3b4b 2b 1b Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 62 Điều chỉnh tay quay quay tiếp 1 góc tương ứng với chốt a chạy t 3 – 4 (chạy không) chốt b quay đường tròn mang khối b t cực phải trở về cực trái ( ) Tỉ số truyền ăn khớp sẽ là: Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 63 Phần V: KẾT LUẬN Tiện là một trong các phương pháp gia công cơ khí cơ bản tạo ra đa số các sản phẩm phục vụ trong cuộc sống. Chất lượng sản phẩm phụ thuộc vào tr nh độ tay nghề của công nhân và độ chính xác của máy công cụ. Việc tạo ra các máy công cụ luôn đòi hỏi sự cần cù, cẩn thận và tr nh độ sáng tạo cũng như khả năng giải quyết các vấn đề kỹ thuật. Máy sử dụng nhiều loại ly hợp như: ly hợp ma sát, ly hợp siêu việt… đảm bảo làm việc nhanh, an toàn cho người sử dụng khi quá tải. Trong hộp chạy dao máy sử dụng cơ cấu Noocton giúp việc thay đ i tốc độ chạy dao nhanh, kết cấu gọn. Sử dụng một động cơ 1kW cho việc nhanh dao nhanh. Hệ thống điều khiển tay gạt là còn thủ công so với hệ thống điều khiển điện tử nhưng đáp ứng được yêu cầu là loại máy cỡ trung. Với những tính năng trên th máy tiện do em thiết kế có thể cắt được tất cả các loại ren trong TCVN và ren Quốc tế, ren Anh, ren Picth. Máy có khả năng cho ra các tốc độ trục chính khác nhau t 12,5 v/p đến 2000 v/p đáp ứng các chế độ làm việc khác nhau. Đảm bảo độ an toàn cho người sử dụng và năng suất lao động. MỤC LỤC Trang Phần 1: PHÂN TÍC MÁY CHUẨN 1 1. Đồ thị vòng quay thực tế của máy T620 1 a. Trị số công bội 2 b. Bảng thống kê các đặc tính kỹ thuật chính của máy cùng cỡ 3 Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 64 c. Nhận xét về đồ thị vòng quay máy T620 4 2. Xích tốc độ quay trục chính 4 3. Phương án không gian và phương án thứ tự 5 4. Hộp chạy dao 10 a. Bàn xe dao 10 b. Xích chạy dao 11 5. Một số cơ cấu đặc biệt 14 6. Nhận xét về máy T620 14 Phần 2: THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC TOÀ MÁY 16 I. Thiết kế động học Hộp tốc độ 16 1. Yêu cầu đối với Hộp tốc độ 16 2. Chu i số vòng quay của Hộp tốc độ 17 3. Lưới kêt cấu và đồ thị vòng quay của Hộp tốc độ 18 a. Cách xác định nhóm truyền và tỉ số truyền 18 b. Phương án không gian và phương án thứ tự 18 c. Lưới kết cấu 25 d. Đồ thị vòng quay 25 4. Tính toán số răng của các nhóm truyền 29 5. Sai số của các tốc độ trục chính 32 II. Thiết kế động học Hộp chạy dao 34 1. Yêu cầu của Hộp chạy dao 34 2. Sắp xếp các bước ren 35 3. Thiết kế nhóm cơ sở 37 4. Thiết kế nhóm gấp bội 39 5. Tính các tỉ số truyền còn lại 41 6. ác định các bước ren tiện trơn 43 Phần 3: TÍ TOÁ SỨC BỀ VÀ KẾT CẤU MÁY 44 I. ác định chế độ làm việc giới hạn của máy 44 1. Chế độ cắt gọt cực đại 44 2. Chế độ cắt gọt tính toán 44 II. ác định lực tác dụng trong truyền dẫn 45 Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 65 III. Tính toán sức bền và kết cấu máy 47 1. Lập bảng tính sơ bộ 47 2. Tính chọn công suất động cơ 49 3. Tính toán thiết kế bộ truyền vít me – đai ốc trong Hộp chạy dao 51 a. Tính trục vít me theo độ chịu mòn 51 b. Kiểm tra độ n định 53 c. Kiểm tra độ cứng vững 54 d. Kiểm tra bền 55 Phần 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG HỘP CHẠY DAO 56 I. Chức năng của hệ thống điều khiển Hộp chạy dao 56 II. Thiết kế hệ thống điều khiển nhóm truyền cơ sở và nhóm truyền gấp bội 56 Phần 5: KẾT LUẬN 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Giáo trình Máy công cụ. Tác giả: Bùi Trương Vỹ, Đại học Bách Khoa - Đại Học Đà Nẵng. 2. Thiết kế máy cắt kim loại. Tác giả: Trần Quốc ùng, Đại học Sư phạm kỹ thuật TP HCM. 3. Tính toán thiết kế hệ dẫn ng cơ khí Tác giả: Trịnh Chất – Lê Văn Uyển. 4. Giáo trình Chi tiết máy Tác giả: PGS. TS Nguyễn Văn Yến, Đại học Bách Khoa - Đại Học Đà Nẵng. Đồ án Học phần Máy công cụ GVHD: Bùi Trương Vỹ SVTH: Nguyễn Tấn Phúc Lớp 08C1A Trang 66 5. Kỹ thuật tiện. Nhà xuất bản công nhân kỹ thuật Hà Nội. 6. Giáo trình máy cắt kim loại. Tác giả: Khoa Cơ Khí Máy, trường Đại học Sư phạm kỹ thuật.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdf02_tm_da_mcc_7666.pdf