Đề tài Thiết kế máy tiện ren vít vạn năng 1K62

Gäi [V] lµ tèc ®é vßng quay cho phÐp cña b¸nh r¨ng th× ®­êng kÝnh b¸nh r¨ng lín nhÊt lµ Dmax = Víi [V] = 9 m/s = 9000 mm/s nmax 1600 v/p = 26,66 (v/s) Ta thÊy ®­êng kÝnh nµy bÐ h¬n nhiÒu so víi ®­êng kÝnh cña ph«i lín nhÊt nªn t¸ch truyÒn ®éng cho trôc chÝnh lµm 2 ®­êng truyÒn - §­êng truyÒn tèc ®é thÊp - §­êng truyÒn tèc ®é cao §Ó tho¶ m·n ®iÒu kiÖn trªn ta sö dông ba b¸nh r¨ng dÉn ®éng ®Ó ®iÒu chØnh 2 ®­êng truyÒn trªn II. Chän ph­¬ng ¸n kÕt cÊu 1. Chän d¹ng kÕt cÊu : Chän kÕt cÊu ®¬n gi¶n hay phøc t¹p c¨n cø vµo ph¹m vi ®iÒu chØnh yªu cÇu, c«ng dông cña m¸y Rn = [Ri] = V× chän bé truyÒn nh­ ®· nãi ë trªn cho kÝch th­íc cña trôc vµ khèi l­îng cña bé truyÒn lµ bÐ th× . [imin] = [imax] = 2 [Ri] = = 8 Þ VËy Rn > R* do ®ã ta ph¶i dïng cÊu tróc nh©n phøc t¹p ®Ó t¸ch ®­êng truyÒn tèc ®é cao víi ®­êng truyÒn tèc ®é thÊp * ¦u ®iÓm cña cÊu tróc nh©n phøc t¹p - Cho phÐp më réng ph¹m vi ®iÒu chØnh, tho¶ m·n yªu cÇu ph¹m vi ®iÒu chØnh Rn lín, rót ng¾n ®­êng truyÒn trªn xÝch cã tèc ®é cao do ®ã gi¶m ®­îc c«ng suÊt mÊt m¸t, gi¶m t¶i träng vµ kÝch th­íc bé truyÒn, tiÕt kiÖm nguyªn vËt liÖu - Lµm gi¶m tæn thÊt do ma s¸t vµ n©ng cao hiÖu suÊt m¸y 2.Chän ph­¬ng ¸n kÕt cÊu : Sè cÊp tèc ®é cña m¸y Z = 22 nh­ ®· ph©n tÝch ë trªn ta dïng cÊu tróc nh©n phøc t¹p Trong ®ã: k: TrËt tù kÕt cÊu cña nhãm ®éng häc theo tÝnh truyÒn dÉn Pk: Sè bé truyÒn trong nhãm k m: Sè nhãm truyÒn cña hép tèc ®é víi z = 22 = 2 x 11 11 Lµ sè nguyªn tè nªn khi bé nµy bé truyÒn gåm ba trôc vµ trôc cuèi ph¶i cã 11 b¸nh r¨ng, ®iÒu nµy hoµn toµn kh«ng chÊp nhËn ®­îc. VËy ta ph¶i khö tÝnh nguyªn tè cña 11 ®i, muèn vËy ta t¨ng zn lªn Þ Zn = 24 = 3 x 2 x 2 x 2 ( Tho¶ m·n). Khi nµy ta ®· t¨ng zn lªn 2 cÊp tèc ®é so víi yªu cÇu sau khi ®äc vµ ph©n tÝch c¸c ph­¬ng ¸n kÕt cÊu cña zn = 24 ta thÊy ph­¬ng ¸n. z = 3 x 2 x2 x 2 lµ hîp lý nhÊt trong tæng sè: k = Ph­¬ng ¸n kh¸c nhau, ph­¬ng ¸n trªn ®­îc gäi lµ ph­¬ng ¸n hîp lý nhÊt v× trong m¸y c¾t kim lo¹i chñ yÕu lµ ®­êng truyÒn dÉn gi¶m tèc vµ m« men xo¾n c¸c trôc ®­îc tÝnh b»ng c«ng thøc Mx = §iÒu nµy cã nghÜa lµ m« men xo¾n t¨ng ë trôc cã tèc ®é thÊp. Th× ta ph¶i dïng bé truyÒn cã m« ®un lín h¬n. V× vËy khèi l­îng cña c¸c bé truyÒn cuèi ®­êng dÉn ph¶i t¨ng lªn. §Ó gi¶m khèi l­îng cña truyÒn dÉn th× sè tû sè truyÒn cuèi ®­êng dÉn ph¶i nhá. Pa ≥ Pb ≥ Pm Sau khi tham kh¶o m¸y chuÈn 16k20 vµ mét sè m¸y tiÖn cã cïng chñng lo¹i ta thÊy trªn trôc ®Çu tiªn trong hép tèc ®é cã bè trÝ ly hîp ma s¸t nh»m ®¶m b¶o ®é bÒn cña ly hîp vµ nhá gän chÞu m« men xo¾n. V× vËy ®Ó gi¶m bít kÝch th­íc chiÒu trôc tr¸nh g©y yÕu trôc ®Çu tiªn ng­êi ta bè trÝ sao cho Pa < Pb tøc lµ Pa = 2; Pb = 3 Nªn s¬ ®å kÕt cÊu lµ: Zn = 2 x 3 x 2 x 2 Nh­ lý luËn trªn ë hép tèc ®é nµy do Rn = 128 > [Rn] Mµ [Rn] = 50 nªn ph¶i dïng cÊu tróc nh©n phøc t¹p ¸p dông c«ng thøc Z = Z0(a + ) Víi Z0 ≥ Zn - Vµ VËy Z0 = 6; = 2 Þ Z ph¶i cã d¹ng 6(a +2) Þ a = 2 Þ Zn = 2 x 3 (2 + 2) Tham kh¶o m¸y chuÈn ë bé truyÒn tèc ®é thÊp bè trÝ thªm 2 nhãm truyÒn mçi nhãm cã duy nhÊt 1 bé truyÒn ®Ó gi¶m tèc ®é. Së dÜ nh­ vËy lµ ®Ó cho kÕt cÊu kh«ng gian cña m¸y hîp lý vµ dïng ®Ó khi c¾t ren khuyÕt ®¹i. Ng­êi ta lîi dông sù kh¸c nhau gi÷a xÝch tèc ®é thÊp vµ xÝch tèc ®é cao ®Ó t¹o ra nhãm khuyÕt ®¹i (ik®) Þ Zn = 2 x 3 x( 2 + 2. 1. 1) - Víi ®­êng truyÒn tèc ®é cao Z1 = 2 x 3 x 2 - Víi ®­êng truyÒn tèc ®é thÊp Z2 = 2 x 3 x 2 x 1 x 1 III- Chän ph­¬ng ¸n ®éng häc cña m¸y Ph­¬ng ¸n ®éng häc lµ ph­¬ng ¸n vÒ trËt tù thay ®æi c¸c bé truyÒn trong c¸c nhãm ®Ó nhËn ®­îc d·y tèc ®é ®· cho víi mçi ph­¬ng ¸n kÕt cÊu ®· chän sÏ cã mét ph­¬ng ¸n ®éng häc v× thÕ cÇn chän ra ®­îc ph­¬ng ¸n ®éng häc tèi ­u nhÊt. Víi m¸y ®­îc thiÕt kÕ ta chän ph­¬ng ¸n ®éng häc nh­ sau: Z1 = 2 x 3 x 2 Cã m! = 3 ! = 6 ph­¬ng ¸n thø tù Z2 = 2 x 3 x 2 x 1 x 1 Cã m! = 3 ! = 6 ph­¬ng ¸n thø tù * Ph­¬ng ¸n thø tù hîp lý nhÊt lµ ph­¬ng ¸n mµ xa < xb < xc < … < xm Vµ j xi(p - 1) [8 víi xi = xa; xb; xc …xm p lµ sè bé truyÒn trong mçi nhãm - Víi ®­êng truyÒn cã tèc ®é cao Z1 = 2 x 3 x 2 TrËt tù ®éng häc hîp lý lµ KiÓm tra l¹i l­îng më cña nhãm truyÒn ®Ó ®¶m b¶o 1/4 [ i [ 2 + Nhãm 1: j x(p - 1) = 1,26 1(2 - 1) = 1,26 < 8 + Nhãm 2: j x(p - 1) = 1,26 2(3 - 1) = 1,264 < 8 + Nhãm 3: j x(p - 1) = 1,26 6(2 - 1) = 1,266 < 8 - Víi ®­êng truyÒn cã tèc ®é thÊp: Z2 = 2 x 3 x 2 x 1 x 1 TrËt tù ®éng häc hîp lý lµ x 1 x 1 KiÓm tra l¹i l­îng më cña nhãm truyÒn chËm gièng ë nhãm truyÒn ®­êng truyÒn nhanh nªn tho¶ m·n. V× ta t¨ng Zn lªn 2 cÊp tèc ®é ®Ó khö tÝnh nguyªn tè cña 11. NÕu ta vÉn ®Ó Zn = 24 cÊp tèc ®é th× l·ng phÝ mÊt 2 cÊp tèc ®é nªn ta lµm trïng ®i 2 cÊp tèc ®é ®Ó Zn = 22. Trong thùc tÕ víi tèc ®é cao th× yªu cÇu vÒ chÊt l­îng cña m¸y ®ßi hái kh¾t khe. Nªn ë ®©y ta lµm trïng tèc ®é ë ®­êng truyÒn tèc ®é cao muèn vËy ta gi¶m ®Æc tÝnh ë nhãm cuèi cïng ë ®­êng truyÒn nµy tõ x = 6 xuèng x = 4 ta cã Khi nµy s¬ ®å kÕt cÊu cña ®­êng truyÒn nh­ h×nh vÏ trªn vËy ph­¬ng ¸n ®éng häc cña hép tèc ®é lµ: Zn = 2 x 3 x(2 + 2 x 1 x 1) IV. X¸c ®Þnh tû sè truyÒn b»ng ®å thÞ vßng quay Tõ l­íi cÊu tróc ta chØ biÕt ®­îc - Sè tû sè truyÒn trong mçi nhãm - Tæng sè trôc vµ sè cÊp tèc ®é trªn trôc - L­îng më cña tõng nhãm truyÒn - Thø tù ¨n khíp cña c¸c b¸nh r¨ng trong nhãm truyÒn. Do vËy kh«ng thÓ dïng nã ®Ó tÝnh to¸n ®éng häc b¸nh r¨ng ®­îc. Nªn ta ph¶i x« lÖch l­íi kÕt cÊu ®èi xøng tr­íc ®Ó biÓu diÔn c¸c tû sè truyÒn cô thÓ vµ tÇn sè quay cô thÓ ta ®­îc ®å thÞ vßng quay C¸c c«ng viÖc cÇn thiÕt ®Ó tiÕn hµnh vÏ ®å thÞ vßng quay lµ - Chän n0 trªn trôc I (n0 = 800 v/ph) Ta chän n0 gÇn b»ng tèc ®é ®éng c¬ vµ n0 gÇn b»ng nmax trïng víi tÇn sè quay cña trôc chÝnh ®Ó ®¶m b¶o trôc trung gian quay nhanh gãp phÇn lµm gi¶m kÝch th­íc cña bé truyÒn n®c = 1460 v/ph; n0 = 800 v/ph i = Chän c¸c tû sè truyÒn trong c¸c nhãm truyÒn, tû sè truyÒn cña c¸c bé truyÒn trong mçi nhãm truyÒn ¶nh h­ëng lín ®Õn kÝch th­íc, chÊt l­îng, ®é bÒn cña m¸y. VËy ta chän th× ph¶i dùa vµo nguyªn t¾c sau + 1/4 [ i 0 Þ i > 1 E < 0 Þ i < 1 + T¨ng tèc ®é Ýt h¬n gi¶m tèc ®é + Thay ®æi tèc ®é kh«ng nªn qu¸ ®ét ngét + Sao cho kÕt cÊu cña m¸y gän nhÑ nhÊt Ba yªu cÇu ®Çu cã nhiÒu ph­¬ng ¸n ®Ó ®¶m b¶o ®­îc. Cßn yªu cÇu cuèi chØ cã 1 ph­¬ng ¸n tho¶ m·n ®­îc hoÆc rÊt Ýt ph­¬ng ¸n tho¶ m·n. Sau khi lùa chän vµ lo¹i bá c¸c ph­¬ng ¸n kh¸c ta cã ®å thÞ vßng quay sau Dùa vµo ®å thÞ vßng quay ta cã tû sè truyÒn i1 = j1 = 1,26 = 5/4 i2 = j2 = 1,262 = 1,587 =11/7 i3 = j0 = 1 i4 = j-2 = i5 = i6 = j0 = 1 i7 = i8 = 1/4 i9 = i10 = j1 = 1,261 = 5/4 i11 = 1/2 V. TÝnh to¸n ®éng häc b¸nh r¨ng : TÝnh to¸n ®éng häc b¸nh r¨ng tøc lµ x¸c ®Þnh sè r¨ng Z cu¶ c¸c b¸nh r¨ng ®¶m b¶o tû sè truyÒn ®· chän v× N®c £ 10 (Kw) Do vËy chän mn = 2 ¸ 3(mm) Trong 1 nhãm truyÒn ®Ó c¸c b¸nh r¨ng ¨n khíp ®­îc th× c¸c b¸nh r¨ng ®ã ph¶i chÕ t¹o cïng m« ®un víi nhau. Trong c¸c nhãm truyÒn cã l­îng më lín do t×nh h×nh chÞu lùc cña b¸nh r¨ng kh¸c nhau nhiÒu gi÷a c¸c bé truyÒn nªn ta dïng nhiÒu gi¸ trÞ m« ®un. Trong 1 nhãm truyÒn ®Æc biÖt víi b¸nh r¨ng di tr­ît th× ph¶i lµ b¸nh r¨ng th¼ng. VËy ta ¸p dông ph­¬ng ph¸p gi¶i tÝch ®Ó tÝnh to¸n ®éng häc b¸nh r¨ng. 1. TÝnh to¸n cho nhãm truyÒn I : Do i1 = 1,26 = = i2 = 1,262 = = V× l­îng më cña bé truyÒn nhá nªn ta dïng c¸c b¸nh r¨ng cïng m« ®un a1 + b1 = 9; a2 + b2 = 18 Þ K = 9 x 2 = 18 V× b¸nh r¨ng bÐ nhÊt trong nhãm ®ãng vai trß bÞ ®éng Þ Emin = Þ Emin = 3 Þ Sz = K . E = 3 . 18 = 54 VËy Z1 = (R¨ng) (R¨ng) Z2 = (R¨ng) (R¨ng) 2. TÝnh to¸n cho nhãm truyÒn II : Ta cã: i3 = 1; i4 = ; i5 = i3 = 1 Þ a3 + b3 = 2; i4 = Þ a4 + b4 = 18 i5 = = 2 + 5 = 7 Þ K = 126 Emin = VËy ta lÊy E =1 (v× b¸nh r¨ng nhá ®ãng vai trß dÉn ®éng) §Ó bé truyÒn ®­îc hîp lý th× gi¶m xuèng, gi¶i quyÕt vÊn ®Ò nµy ta gi¶m K khi ®ã Zj cã sai sè víi tû sè truyÒn t­¬ng øng (khèng chÕ £ 2%) vµ kho¶ng c¸ch trôc A kh¸c víi ban ®Çu nªn ta ph¶i dÞch chØnh b¸nh r¨ng. K = 126 = 2. 9 . 7 gi¶m K = 9. 7 = 63 Þ Emin = Þ = K. E = 63 Z3 = . = Z3 = = 31 (r¨ng) Z4 = . = (r¨ng) = . = (r¨ng) Z5 = . = (r¨ng) = . = (r¨ng) 3. TÝnh cho nhãm truyÒn III : V× l­îng mì cña nhãm nµy qóa lín nªn lùc truyÒn cña c¸c bé truyÒn kh¸c nhau ®¸ng kÓ. §Ó tiÕt kiÖm vËt liÖu, kÕt cÊu nhá gän ta dïng nhiÒu lo¹i m« ®un trong mét nhãm. Chän m6 = 2,5 (mm); m7 = 3(mm) §Ó 2 bé truyÒn nµy lµm viÖc ®­îc ph¶i ®¶m b¶o A = Const Þ 2A = (Z6 + ) . m6 2A = (Z7 + ) . m7 Þ i7 = ( £ 100)Theo (*) ta thÊy tæng = K . 5 (V× lµ béi cña 5) thö l¹i vµo (**) ta thÊy ®Òu tho¶ m·n. Chän m¸y chuÈn i7 = (R¨ng) Þ = . 75 = 90 (r¨ng) Z6 + = 90 (R¨ng) ® = 1 Víi m = 2,5(mm) Z7 = 15 (r¨ng); = 60 (r¨ng) víi m = 3(mm) 4. TÝnh cho nhãm truyÒn IV : §©y lµ nhãm truyÒn ®¬n cã i8=i7=1/4 ®Ó gi¶m hiÖn t­îng c¾t ch©n r¨ng ë b¸nh r¨ng bÐ th× ta t¨ng sè r¨ng cña b¸nh r¨ng bÐ vµ ®ång thêi tr¸nh t¨ng khèi l­îng cña bé truyÒn th× ta t¨ng m« ®un. Theo m¸y tiªu chuÈn 16k20 th× cÆp b¸nh r¨ng hîp lý lµ i8 = Þ Z8 =18 (r¨ng); = 72 (r¨ng) 5. TÝnh to¸n cho nhãm truyÒn V : Cã i9 = Theo m¸y chuÈn 16K20 ta chän i9 = = ( r¨ng) Þ Z9 = 30 r¨ng; = 60 r¨ng 6. TÝnh to¸n cho nhãm truyÒn VI : Nhãm nµy lµ nhãm truyÒn cuèi cïng cña ®­êng truyÒn tèc ®é cao (P = 2; x = 4). Tû sè truyÒn i10 = ; i11 = V× ë bé truyÒn nµy tèc ®é cao nªn kÝch th­íc bé truyÒn rÊt quan träng mµ ë nhãm truyÒn nµy cã l­îng mì lín, lùc truyÒn cña c¸c bé truyÒn trong nhãm kh¸c nhau nhiÒu nªn víi bé truyÒn i11 = dïng m« ®un m11 = 3(mm) lín h¬n ®èi víi bé truyÒn i10 = cã m10 = 2,5(mm) §iÒu kiÖn ®Ó nhãm lµm viÖc lµ 2A = = = Mµ m11 = Theo m¸y chuÈn ta chän cÆp Þ Z11 = 30 r¨ng; = 60 (r¨ng) Ta cã = . 90 = 180 (r¨ng) Þ Z10 = 60(r¨ng); = 48(r¨ng) 7. TÝnh ®éng häc bé truyÒn ®ai : - Chän kiÓu ®ai cã tiÕt diÖn E = 138 (mm2) - §­êng kÝnh b¸nh ®ai nhá D1 = 140 ¸ 280(mm) - §­êng kÝnh b¸nh lín D2 = i.D1(1 - e) (4.2) [4] Ta chän D1 = 140(mm) e = 0,04 (HÖ sè tr­ît) Þ D = KiÓm tra ®iÒu kiÖn bÒn: v = [ 35 m/s Þ = 10m/s VËy ®ai tho¶ m·n 8. KiÓm tra ®iÒu kiÖn tr­ît cña b¸nh r¨ng ba bËc : Z=31 b Z=18 >b Z=31 Z=45 Z=38 >b l>7b Z=24 Hép tèc ®é cña m¸y ta thiÕt kÕ cã mét nhãm truyÒn cã ba cÊp tèc ®é (nhãm II). Do vËy ta bè trÝ ba cÊp tèc ®é ®ã trªn bé b¸nh r¨ng di tr­ît ba bËc vµ bè trÝ chóng ë hai trôc II vµ III. S¬ ®å bè trÝ lµ: L1 - 2B / 5 VËy ®¶m b¶o cho khèi b¸nh r¨ng 3 bËc ë trôc III di tr­ît ¨n khíp ®­îc víi c¸c b¸nh r¨ng cè ®Þnh ë trôc. 9. KiÓm tra sai sè tèc ®é : Ta ®· tÝnh ®­îc ZJ vµ cña c¸c nhãm truyÒn v× ZJ vµ nguyªn cho nªn ch¾c ch¾n cã sai sè víi tû sè truyÒn ban ®Çu vµ sè vßng quay thùc sÏ kh¸c ®i . Tõ ph­¬ng tr×nh ta cã: NHc n®c.hd (66) [1] Víi ®ai cã h = 0,96 lµ hÖ sè tr­ît Ndc= 1460v/p D1 = 140 (mm); D2 = 245(mm) a) KiÓm tra ®iÒu sai sè theo c«ng thøc ên < [ên] = 10(j - 1) % Víi j = 1,26 Þ ên <1 [ên] = ± 10(1,26 - 1) % = ± 2,6 ên = Theo c¸ch trªn ta cã b¶ng sau: CÊp v/q Ph­¬ng tr×nh ®éng häc ntt ntc ên % 1 12,51 12,5 0.08 2 15,76 16 1,5 3 19,75 20 1,25 4 24,8 25 0,8 5 31,28 31,5 0,698 6 39,35 40 1,625 7 50,05 50 1 8 62,9 63 0,15 9 79,03 80 1,21 10 99,36 100 0,64 11 125,14 125 0,112 12 157,32 160 1,67 13 200,22 200 0,11 14 251,70 250 0,68 15 316,15 315 0,36 16 397,4 400 0,65 17 500,57 500 0,114 18 629,2 630 0,12 19 797,37 800 0,32 20 999,1 1000 0,09 21 1238,3 1250 0,936 22 1581,9 1600 1,13 B- Hép ch¹y dao : Hép ch¹y dao cña m¸y tiÖn ren vÝt v¹n n¨ng cã hai t¸c dông ®ã lµ tiÖn tr¬n vµ tiÖn ren. Nh­ng khi tiÕn hµnh tÝnh to¸n ta chó ý ®Õn kh©u tiÖn ren coi ®ã lµ nguyªn c«ng ®Æc tr­ng cña m¸y tiÖn. Sau khi tÝnh to¸n xong ta tÝnh l¹i c¸c b­íc tiÖn tr¬n nÕu thÊy nã trïng gÇn s¸t víi kh©u tiÖn ren th× kh«ng ¶nh h­ëng g× ®Õn n¨ng suÊt cña m¸y. Trªn m¸y tiÖn ren vÝt v¹n n¨ng ta cã thÓ tiÖn ®­îc c¸c lo¹i ren sau. Theo yªu cÇu thiÕt kÕ vµ dùa vµo m¸y chuÈn 16K20 ta cã: t = (0,5 ¸ 112) (mm) m = (0,5 ¸ 112) (mm) n = 56 ¸ 0,25 (Vren/1”) P = 56 ¸ 0,25 (Sè m« ®un/1”) Trong ®ã: Lo¹i ren Sè ®o B­íc ren Ren quèc tÕ t t Ren m« ®un m t = p. m Ren hÖ Anh n t = Ren Pitch p t = Dùa vµo yªu cÇu cña m¸y thiÕt kÕ nh­ trªn ta cã tr×nh tù thiÕt kÕ hép ch¹y dao lµ: I. Nh÷ng lùa chän chung 1. Chän ®Æc tÝnh ch¹y dao : §èi víi m¸y thiÕt kÕ lµ m¸y tiÖn ren vÝt v¹n n¨ng theo yªu cÇu kü thuËt th× bÒ mÆt gia c«ng lµ tiÖn tr¬n vµ tiÖn ren. Nªn ta x©y dùng chuçi ch¹y dao theo chuçi ch¹y ren v× hép ch¹y dao cña m¸y tiÖn ph¶i ®¶m b¶o mét tû sè truyÒn chÝnh x¸c ®Ó c¾t c¸c lo¹i ren kh¸c nhau. MÆt kh¸c b­íc ren ®­îc c¾t ®· ®­îc tiªu chuÈn ho¸ nÕu cã sai sè gi÷a tû sè truyÒn vµ tû sè truyÒn tÝnh to¸n nã sÏ ¶nh h­ëng tíi ®é chÝnh x¸c cña b­íc ren gia c«ng v× nã t¹o ra tèc ®é c¾t cña dao kh«ng ®Òu. 2. Chän c¬ cÊu ®iÒu chØnh : Cã nhiÒu lo¹i c¬ cÊu ®iÒu chØnh trong m¸y c¾t kim lo¹i nh­ c¬ cÊu noãc t«ng, mª-an, di tr­ît, then kÐo …Nh­ng ®èi víi m¸y ta thiÕt kÕ lµ m¸y tiÖn ren vÝt v¹n n¨ng nªn ta chän c¬ cÊu b¸nh r¨ng di tr­ît ®Ó ®iÒu chØnh cho nhãm c¬ së v× nã cã ­u nh­îc ®iÓm sau ¦u ®iÓm: - Cã ®é cøng v÷ng cao - C«ng suÊt truyÒn dÉn lín - HiÖu suÊt truyÒn dÉn cao - ChÕ t¹o vµ ®iÒu chØnh ®¬n gi¶n Nh­îc ®iÓm:- C¬ cÊu nµy cã kÝch th­íc, kho¶ng c¸ch trôc lín Þ §Ó kh¾c phôc ta dïng b¸nh r¨ng dÞch chØnh II. Néi dung thiÕt kÕ hép ch¹y dao 1. S¾p xÕp b¶ng ren : Víi c¸c b­íc ren nh­ yªu cÇu cña m¸y ®· cho ta tiÕn hµnh s¾p xÕp thµnh c¸c hµng vµ cét. C«ng viÖc nµy t¹o ®iÒu kiÖn v« cïng thuËn lîi cho viÖc thiÕt kÕ hép ch¹y dao Trong ®ã b­íc ren n»m ë cét t¹o thµnh cÊp sè céng cßn b­íc ren n»m ë hµng t¹o thµnh cÊp sè nh©n cã c«ng béi j =2 Trong hép tèc ®é hiÖn nay cã 2 kiÓu bè trÝ xÝch truyÒn ®Ó c¾t c¸c lo¹i ren kh¸c nhau nh­ - Kh«ng ®æi ®­êng truyÒn trong nhãm c¬ së khi ®æi hÖ ren - Cã ®æi ®­êng truyÒn trong nhãm c¬ së khi chuyÓn hÖ ren Tham kh¶o m¸y 16K20 vµ ®Ó tiÕt kiÖm b¸nh r¨ng ta dïng chung nhãm c¬ së trong c¸c xÝch c¾t ren kh¸c nhau tøc lµ ta chän ph­¬ng ¸n: Th«ng th­êng c¸c nhãm ren nhãm c¬ së ®­îc s¾p xÕp theo cét theo chiÒu t¨ng dÇn t¹o thµnh cÊp sè céng. C¸c b­íc ren xÕp theo hµng ®­îc ®iÒu chØnh bëi nhãm gÊp béi còng s¾p xÕp theo chiÒu t¨ng dÇn igb ChØ sè cña ren ChØ sè cña ren Ren quèc tÕ Ren Anh ics ics §Ó n©ng cao ®é cøng v÷ng cña ®­êng truyÒn ë nhãm c¬ së th× ta dïng nhãm c¬ së gåm c¸c b¸nh r¨ng di tr­ît. NÕu dïng c¬ cÊu noãc t«ng th× ®é cøng v÷ng kÐm nh­ng kÕt cÊu kh«ng gian l¹i nhá gän. Do dïng c¬ cÊu b¸nh r¨ng di tr­ît nªn ®Ó cho sè l­îng c¸c b¸nh r¨ng cña nhãm c¬ së kh«ng qu¸ nhiÒu tr¸nh g©y t¨ng sè trôc cña nhãm c¬ së hoÆc g©y dµi trôc sÏ cång kÒnh vµ gi¶m ®é chÝnh x¸c truyÒn ®éng vµ ®é chÝnh x¸c chÕ t¹o m¸y th× sè cét vµ hµng £ 4. Ta cã b¶ng ren sau: a) B¶ng ren quèc tÕ vµ ren m« ®un Tiªu chuÈn KhuÕch ®¹i 0,5 1 2 4 8 16 32 64 - 1.25 2.5 5 10 20 40 80 0.75 1.5 3 6 12 24 48 92 - 1.75 3.5 7 14 28 56 112 b. B¶ng ren Anh vµ Pitch Tiªu chuÈn KhuyÕt ®¹i 32 16 8 4 2 1 0.5 0.25 40 20 10 5 2.5 1.25 - - 48 24 12 6 3 1.5 0.75 - 56 28 14 7 3.5 1.75 - - 2. S¬ ®å cÊu tróc m¸y tiÖn ren : XÝch tiÖn ren ph¶i ®¶m b¶o cø sau mçi vßng quay cña ph«i th× dao ph¶i tÞnh tiÕn däc mét l­îng ®óng b»ng b­íc ren cÇn gia c«ng. Nªn gi÷a 2 kh©u chÊp hµnh ph¶i cã kh©u ®iÒu chØnh b­íc ren ®ã lµ is. Th«ng th­êng ®Ó ®¸p øng ®­îc tÝnh chÊt v¹n n¨ng cña m¸y mµ vÉn kh«ng lµm t¨ng ®¸ng kÓ kÝch th­íc cña m¸y th× kh©u ®iÒu chØnh ®­îc ph©n thµnh c¸c nhãm sau: - Nhãm c¬ së: §©y lµ nhãm chÝnh t¹o ra tû sè truyÒn theo cÊp sè céng - Nhãm gÊp béi: Dïng ®Ó c¾t ren gÊp béi trong cïng hµng xÕp ren - Nhãm bï: Dïng ®Ó ®iÒu chØnh l¹i ®­êng truyÒn tøc lµ bï l¹i sai sè cña ®­êng truyÒn - Nhãm ®¶o chiÒu: Dïng ®Ó c¾t ren tr¸i hay ren ph¶i. III. ThiÕt kÕ c¸c nhãm truyÒn 1. ThiÕt kÕ nhãm c¬ së : Nhãm c¬ së cã thÓ lµ cÊu tróc noãc t«ng, c¬ cÊu mean hay c¬ cÊu b¸nh r¨ng di tr­ît. Tham kh¶o m¸y 16K20 ta chän c¬ cÊu b¸nh r¨ng di tr­ît cã ®é chÝnh x¸c vµ ®é cøng v÷ng cao. Ph­¬ng tr×nh ®éng häc khi c¾t ren 1vtc. ic®. itt. ics. igb. ivm = tp (1) Tham kh¶o m¸y chuÈn 16K20 khi c¾t ren ta chän cét c¸c b­íc ren 4, 5, 6, 7 ®Ó tÝnh. itt = (C¾t ren Quèc tÕ vµ ren Anh) tvm = 12; mm igb = 1; icd = (C¾t c¸c b­íc ren trong nhãm c¬ së). Thay vµo (1) ta cã: ics = Thay tp ë cét c¬ së vµ cã: ics = V× nhãm c¬ së ph¶i thùc hiÖn ®óng 4 tû sè truyÒn cho nªn ta dù trï nhãm c¬ së gåm 2 trôc mçi trôc ph¶i chøa nhiÒu nhÊt lµ 4 b¸nh r¨ng nªn ta ph¶i dÞch chØnh vµ ta ph¶i chän c¸c gi¸ trÞ m« ®un cña c¸c bé truyÒn sao cho kÝch th­íc cña nhãm c¬ së hîp lý. Vµ t¹o ®iÒu kiÖn gi¶m tèi thiÓu sè l­îng b¸nh r¨ng, th× ph¶i dïng chung mét vµi b¸nh r¨ng nµo ®ã. Dùa vµo m¸y chuÈn 16K20 ta chän kho¶ng c¸ch t©m hai trôc lµ: A = 72(mm) ® Ztæng = (2) Thay lÇn l­ît gi¸ trÞ m = 2; 2.25; 2.5; 2.75…vµo (2) Ta cã Zz t­¬ng øng lµ åz = 72; 64; 56; 52 (R¨ng) TiÕp tôc tÝnh t­¬ng tù víi c¸c m« ®un kh¸c ta lËp b¶ng tÝnh sè r¨ng cña c¸c nhãm c¬ së nh­ sau: åz m ics 4/5 5/5 6/5 7/5 72 2 - 64 2.25 - - 56 2.5 - - 48 3 - - 40 3.5 - - - 36 4 - - - Dùa vµo b¶ng tiªu chuÈn trªn vµ tham kh¶o m¸y chuÈn 16k20 ta chän ics nh­ sau ics = Trong 4 cÆp b¸nh r¨ng trªn cã 3 cÆp lµ ph¶i dÞch chØnh. V× cã tæng sè r¨ng kh«ng ®óng víi tæng sè r¨ng t­¬ng øng a. TÝnh to¸n dÞch chØnh cÆp b¸nh r¨ng : TÝnh hÖ sè dÞch t©m y vµ hÖ sè ky y = - 0,5(z1 + z2) (6.22) [4] y = - 0,5(28 + 35) = 0,5 ky = Theo b¶ng 6. 10a [4] ta cã kx = 0,44 HÖ sè gi¶m ®Ønh r¨ng êy: êy = Tæng hÖ sè dÞch chØnh xt = y +êy = 0,5 + 0,0027 = 0,527 Þ HÖ sè dÞch chØnh b¸nh r¨ng mét vµ hai ®­îc tÝnh theo x1 = 0,5 [xt - (z2 - z1)] 6.26 [4] x2 = xt - x1 VËy ta cã xz = 28 = 0,5[0,527 - (35 - 28) ] = 0,232 xz = 35 = 0,527 - 0,232 = 0,295 - X¸c ®Þnh kÝch th­íc kh¸c cña bé truyÒn B¶ng 6.11 [4] + ChiÒu cao r¨ng: h = 2,25. m - êy = 2,25. 2,25 - 0,0277 = 5,034 + §­êng kÝnh vßng chia de1 = mz1 = 2,25. 28 = 63(mm) de2 = mz2 = 2,25. 35 = 78,75(mm) + §­êng kÝnh vßng l¨n d2 = (mm) d1 = 2A - d1 = 2.72 - 80 = 64(mm) + §­êng kÝnh vßng ®Ønh: De1 = d1 + 2(1 + x1 - êy) m = 64 + 2(1 + 0,232 - 0,027)2,25 = 69,4(mm) De2 = 80 + 2(1 + 0,295 - 0,027) 2,25 = 85,7(mm) + Gãc ¨n khíp cosa = cosa = 0,925 ® a = 22,330 b. TÝnh dÞch chØnh cho cÆp b¸nh r¨ng ; m = 2,5 : - TÝnh hÖ sè dÞch chØnh t©m y vµ ky y = ky = Theo b¶ng 6.10a[4] ta cã kx = 3,65 Þ HÖ sè gi¶m ®Ønh r¨ng êy = Þ Tæng hÖ sè dÞch chØnh xt y + êy = 1,3 + 0,2 = 1,5 - HÖ sè dÞch chØnh cña b¸nh r¨ng Z = 25 xz = 25 = [xt -(Z1 - Z2)] - HÖ sè dÞch chØnh b¸nh r¨ng Z = 30 xz = 30 = 1,5 - 0,68 = 0,82 X¸c ®Þnh kÝch th­íc cña nhãm truyÒn. + ChiÒu cao r¨ng h = 2,25.m - êy = 2,25 . 2,5 - 0,2 = 5,425(mm) + §­êng kÝnh vßng chia: de1 = mZ1 = 2,5 . 25 = 62,5(mm) de2 = 2,5. 30 = 75(mm) + §­êng kÝnh cña r¨ng d1 = d2 = 2aw - 65,45 = 78,55(mm) + §­êng kÝnh ®Ønh r¨ng De1= d1 +2(1 + x1 - êy)m = 65,45 +2(1+ 0,68 - 0,2)2,5 = 72,84(mm) D2 = d2 + 2(1 +x2 - êy)m = 78,55 + 2(1 + 0,82 - 0,2)2,5 = 85,84(mm) + Gãc ¨n khíp: cosa = cosa = 0,89 Þ a = 26020’ c- TÝnh dÞch chØnh cho cÆp b¸nh r¨ng -TÝnh hÖ sè dÞch chØnh t©m: Tra b¶ng 6.10a [4] ta cã kx=1=1,4 HÖ sè gi¶m ®Ønh r¨ng: Tæng hÖ sè dÞch chØnh: xt = y + Dy = 0,8 + 0,784 =1,584 Þ HÖ sè dÞch chØnhb¸nh r¨ng 1 sÎ lµ x1 = 0,5[xt-(z2-z1)y/zt] = 0,5[1,584-(28-28)y/zt] = 0,792 x2 = 0,792 X¸c ®Þnh c¸c kÝch th­íc kh¸c cña bé truyÒn +ChiÒu cao r¨ng h = 2,25.m - Dy = 2,25.2,5 - 0,784 = 4,841 +§­êng kÝnh vßng chia: de1 = de2= mz1 = 2,5 . 28 = 70 (mm) §­êng kÝnh vßng l¨n d2= d1 = + §­êng kÝnh ®Ønh r¨ng: De2= De1= d1 + 2(1+x1 - Dy)m = 72 +2(1 + 0,792 - 0,784)2,5 = 77,04 (mm) + Gãc ¨n khíp a Cosa = Cosa = 0,91 Þ a = 23,90 2-ThiÕt kÕ nhãm gÊp béi : TÝnh to¸n nhãm truyÒn ®Ò t¹o ra bèn tû sè truyÒn sau cã c«ng béi lµ j = 2 Do ®­êng truyÒn nµy dïng b¸nh r¨ng di tr­ît nªn thiÕt kÕ tÝnh to¸n hoµn toµn gièng nh­ hép tèc ®é igb1: igb2: igb3: igb4 =1: 2: 4: 8 j = 2 - Chän ph­¬ng ¸n kÕt cÊu V× hép ch¹y dao ®Æt phÝa tr­íc cña m¸y nªn kÝch th­íc ngang cña hép cµng bÐ cµng tèt. Ta cho t©m trôc cña hai nhãm truyÒn trïng nhau ®Ó n©ng cao tÝnh c«ng nghÖ cña hép> §Ó gi¶m kÝch th­íc chiÒu dµi trôc cña hép ta dïng ph­¬ng ¸n kÕt cÊu sau: z = 2 x 2 vµ ph­¬ng ¸n ®éng häc VËy ta cã l­íi cÊu tróc vµ tham kh¶o m¸y 16k20 ta ph©n igb nh­ sau III III x=1 x=2 p=2 p=2 igb1 = igb2 = igb3 = igb4 = Þ Tû sè truyÒn cña c¸c bé truyÒn trong c¸c nhãm truyÒn ph¶i lµ c¸c tû sè VËy tû sè truyÒn cña c¸c bé truyÒn trong nhãm ph¶i lµ Ta cã ®å thÞ vßng quay i=5/16 III II i=5/16 I i=2/5 i=4/5 i=5/4 8/1 1/4 1/2 1 - TÝnh sè r¨ng cña c¸c b¸nh r¨ng cho c¸c bé truyÒn. §Ó n©ng cao tÝnh c«ng nghÖ cña hép ch¹y dao vµ c¾t ren chÝnh x¸c ng­êi ta lÊy t©m trôc nhãm c¬ së trïng t©m víi trôc cña nhãm gÊp béi * §èi víi nhãm 1: k = 63 Þ E = = 1 Þy1 = a1 + b1 = 9 y2 = a2 + b2 = 7 Z1 = (R¨ng) (R¨ng) Z2 = (R¨ng) (R¨ng) Þ Ta lÊy m = 2,25 vµ chÞu dÞch chØnh * Nhãm II K = 63 Þ Emin i3 = a3 + b3 = 5 + 4 = 9 i4 = a4 + b4 = 5 + 16 = 21 VËy ta lÊy Emin = 2 Þ Sz = 2.63 = 126 > 120 Þ LÊy E1 Þ Sz = 1. 63 = 63 Ta cã: Z3 = = 35 (r¨ng) (r¨ng) Z4 = (r¨ng) (r¨ng) 35 45 II I 48 28 III 15 m = 2,25 18 28 Nh­ vËy ë trôc trung gian II cã hai b¸nh r¨ng gièng hÖt nhau do ®ã ta kÕt hîp chóng l¹i thµnh mét b¸nh r¨ng dïng chung nh»m gi¶m sè b¸nh r¨ng trong nhãm ®Ó kÕt cÊu ®¬n gi¶n h¬n 3- ThiÕt kÕ nhãm bï : Nhãm bï gåm c¸c kh©u cè ®Þnh do c¸c bé truyÒn ®¬n, b¸nh r¨ng thay thÕ (C¸c b¸nh r¨ng thay thÕ cè ®Þnh cho m«t lo¹i ren) vµ gåm c¶ nhãm ®¶o chiÒu - Ph­¬ng tr×nh xÝch ®éng häc: 1vtc . p . ics . igb. tvm =tp p : Lµ tû sè truyÒn cña nhãm bï Þ p = Víi p = const khi tiÖn c¸c b­íc ren kh¸c nhau ®Ó tÝnh p . Ta chän tr­íc mét b­íc cho tr­íc ren c¾t thö lóc ®ã ics ; igb ; tvm= 12 mm V× hai ®­êng truyÒn tiÖn ren quèc tÕ, ren Anh kh¸c nhau nªn Ta thÊy bèn tû sè truyÒn ip kh¸c nhau khi tiÖn bèn lo¹i ren, ta chän c«ng thøc kÕt cÊu nhãm bï zp = zptt . zpc® Trong ®ã zptt : Tû sè truyÒn cña kh©u thay thÕ zpc® : Tû sè truyÒn cña kh©u cè ®Þnh VËy s¬ ®å tÝnh to¸n xÝch ®éng häc ch¹y dao c¾t ren nh­ sau -Khi c¾t ren chÝnh x¸c ta ®ãng c¸c ly hîp M1 ; M3 itt1Dïng khi tiÖn ren quèc tÕ, ren Anh itt2Dïng khi tiÖn ren M« ®un vµ ren pitch §Ó tÝnh p = itt.icd ta cho c¾t thö mét b­íc ren nµo ®ã. Gi· sö cho m¸y c¾t thö ren b­íc tct=4 (mm) .Qua b¶ng ren quèc tÕ ta cã igb =1 ; ics= 28/35 ; t=12 (mm) Þ p = itt .ic® = Dùa vµo m¸y chuÈn ta cã icd=30/45 Þ icd . itt = 30/45 .itt = 5/12 Þ 5/8 =40/64 -Th«ng th­êng dïng b¸nh r¨ng thay thÕ 40/64 ®Ó c¾t ren Anh vµ khi c¾t ren Anh ®i theo ®­êng truyÒn kh¸c . VËy ta ph¶i tÝnh to¸n l¹i gi¸ trÞ cña ic® Gi¶ sö c¾t thö ren Anh cã n=8 Þ mµ Þ Xem l¹i gi¸ trÞ khi c¾t ren Quèc tÕ vµ ren Anh thÊy cã cÆp 30/45 cã thÓ dïng chung ®­îc vµ ta dïng chung cÆp b¸nh r¨ng thay thÕ 40/64 TÝnh p cho c¾t ren M« ®un vµ ren pitch : Khi c¾t ren m« ®un th× ®­êng truyÒn nh­ khi c¾t ren Quèc tÕ mµ chØ kh¸c itt Chän mct= 4(mm) ; ics=4/5 ; igb=1 ; ic® = 2/3 Khi c¾t ren fitch th× ®­êng truyÒn gièng ren Anh. ic®fitch = ic®A ; ittfitch = ittm«®un S¬ ®å bè trÝ hép ch¹y dao: tc is itt2 itt1 dc igb tvm 4-KiÓm tra sai sè b­íc ren : Trong qu¸ tr×nh tÝnh to¸n cã mét sè r¨ng chän gÇn ®óng do ®ã ta cã sai sè nhÊt ®Þnh nµo ®ã. Ta kiÓm tra sai sè b­íc ren thiÕt kÕ so víi b­íc ren tÝnh to¸n a- Ren quèc tÕ: Ta c¾t thö tp = 5 (mm) lóc ®ã ics= Þ Ta cã ph­¬ng tr×nh ®éng häc Nh­ vËy kh«ng cã sai sè b- Ren m« ®un : C¾t thö víi ren m = 5 Þ tp =pm =15,709 ; Ta cã ph­¬ng tr×nh ®éng häc ÞDtp=0,0002<[Dtp] Së dÜ cã sai sè v× cã chøa sè p c- Ren hÖ Anh ta c¾t thö víi nct=5 Þ ics=1 ;igb=1 ; icd = Ta cã ph­¬ng tr×nh ®éng häc VËy kh«ng cã sai sè C - Hép xe dao : Trong hép xe dao chØ cã bé truyÒn ®¬n. V× vËy qui luËt ph©n bè l­îng ch¹y dao s còng ®­îc ph©n bè theo qui luËt ph©n bè b­íc ren. M¸y ®­îc dïng mét hép ch¹y dao võa tiÖn tr¬n võa tiÖn ren. V× vËy ph¹m vi ®iÒu chØnh l­îng ch¹y dao vµ b­íc ren ph¶i gièng nhau rs=rt c¨n cø vµo ®ã ta s¾p sÕp b¶ng l­îng ch¹y dao s t­¬ng øng víi b¶ng ren quèc tÕ nh­ sau: Theo ren tiªu chuÉn Theo ren khuÕch ®¹i 0,05 0,1 0,2 0,4 0,8 0,16 0,06 0,125 0,25 0,5 1 2 0,075 0,15 0,3 0,6 1,2 2,4 0,09 0,175 0,35 0,7 1,4 2,8 igb=1/8 igb=1/4 igb=1/2 igb=1/8 igb=1/4 igb=1/2 §Ó thùc hiÖn chuyÔn ®éng ch¹y dao nµo th× ta dïng xÝch c¾t ren t­¬ng øng lÊy theo b¶ng xÕp ren so víi b¶ng xÕp l­îng ch¹y dao ë trªn Sau khi so s¸nh b¶ng xÕp ren víi b¶ng xÕp l­îng ch¹y dao ë trªn nÕu nh­ ®iÒu chØnh sao cho xÝch c¾t ren tmim =0,5 ®Ó thùc hiÖn l­îng ch¹y dao kh¸c cñng ®¶m b¶o Khi c¾t ren cã t = 0,5 mm ta cã ph­¬ng tr×nh c¾t ren lµ 1vtc .ipmim . icsmim .igbmim . tvm =tmim (1) Khi tiÖn tr¬n ®¹t smim=0,05 mm ta cã ph­¬ng tr×nh xÝch ®iÒu chØnh nh­ sau 1vtc .ipmim .icsmim .igbmim .ixd .p . m .z =smim (2) Trong ®ã m ; z lµ m« ®un vµ sè r¨ng cña b¸nh r¨ng ¨n khíp víi thanh r¨ng ®Ó ch¹y dao däc Tham kh¶o m¸y chuÈn 16k20 ®Ó cho m« ®un ch¹y trªn thanh r¨ng kh«ng qu¸ lín ta dïng b¸nh r¨ng cã z=10 ; m=3 ixd: Lµ tû sè truyÒn tæng céng cÇn t¹o ra ë hép xe dao,chia (2) cho (1) ta cã ixd= §Ó bè trÝ kÕt cÊu kh«ng gian cho hîp lý vµ ®¶m b¶o c¸c ®iÒu kiÖn vÒ mÆt ®éng häc, ®éng lùc häc cña c¸c bé truyÒn Tham kh¶o m¸y chuÈn 16k20 vµ mét sè m¸y tiÖn ren vÝt v¹n n¨ng hiÖn cã ta cã xÝch truyÒn nèi tõ trôc vÝt me nh­ sau: phÇn IV thiÕt kÕ ®éng lùc häc m¸y I -x¸c ®Þnh chÕ ®é lµm viÖc cña m¸y ChÕ ®é lµm viÖc cña m¸y bao gåm chÕ ®é c¾t gät, chÕ ®é ch¹y kh«ng, chÕ ®é b«i tr¬n vµ lµm nguéi Trong ph¹m vi m¸y ®­îc thiÕt kÕ ë ®©y chän chÕ ®é c¾t gät lµm chÕ ®é tÝnh to¸n ®éng lùc häc ChÕ ®é c¾t gät cña m¸y bao gåm: ChÕ ®é c¾t gät cùc ®¹i, chÕ ®é tÝnh to¸n vµ chÕ ®é thö m¸y 1. ChÕ ®é c¾t gät cùc ®¹i: - ChiÒu s©u giíi h¹n: tmax = víi c = 0,7 (VËt liÖu gia c«ng thÐp) Þ tmax = = 4,46 (mm) tmin = tmax; LÊy tmin = - L­îng ch¹y dao tíi h¹n Smax = tmax; LÊy Smax = Smin = 2. ChÕ ®é c¾t tÝnh to¸n : Tõ c«ng thøc nt = nmin . Ta cã b¶ng sau Trôc I II III IV V VI nmax 800 1250 1250 1250 315 1600 nmin 800 1000 400 100 25 12,5 nf= 800 1077 585 232 126 63 3. ChÕ ®é c¾t thö m¸y : V× ë ®©y ta xÐt thÊy m¸y chuÈn 16K20 cã chÕ ®é c¾t gät t­¬ng tù nªn ta kh«ng cÇn dïng ®Õn chÕ ®é c¾t tÝnh to¸n, cßn chÕ ®é c¾t gät cùc ®¹i dïng ®Ó tham kh¶o Khi ®­a m¸y míi vµo s¶n xuÊt nhµ m¸y chÕ t¹o ph¶i nghiÖm thu theo mét chÕ ®é nghiÖm thu nhÊt ®Þnh. ChÕ ®é nµy lµ chÕ ®é cã t¶i, c¾t víi téc ®é cao, c¾t víi môc ®Ých ®Ó kiÓm tra c¸c c¬ cÊu vµ chi tiÕt m¸y cã æn ®Þnh hay kh«ng . Tõ ®ã ta cã thÓ chän chÕ ®é c¾t thö. M¸y (lÊy theo m¸y chuÈn 16K20) ®Ó tÝnh to¸n søc bÒn cña c¸c chi tiÕt m¸y cña m¸y míi. Tham kh¶o m¸y 16K20 ta x¸c ®Þnh chÕ ®é c¾t thö m¸y nh­ sau: Thö cã t¶i chi tiÕt ¯ 115 ; L = 2000; ThÐp 45 - 207HR; dao P18; nc = 400 v/ph; S = 1,4 mm/v; t = 6 mm Vc == 144,5 (m/p) Ta ®­îc Pzmax; Mxmax qu¸ t¶i 25% trong thêi gian ng¾n II. TÝnh c«ng suÊt ®éng c¬ ®iÖn C«ng suÊt ®éng c¬ ®iÖn chØ cã thÓ tÝnh gÇn ®óng v× ®iÒu kiÖn lµm viÖc vµ hiÖu suÊt cña m¸y, ®iÒu kiÖn chÕ t¹o vµ nhiÒu ®iÒu kiÖn kh¸c kh«ng thÓ x¸c ®Þnh ®­îc 1. X¸c ®Þnh ®éng c¬ truyÒn dÉn chÝnh : N®c = Nc + N0 + Np Trong ®ã: Nc: C«ng suÊt c¾t N0: C«ng suÊt ch¹y kh«ng Np: C«ng suÊt phô tiªu hao do hiÖu suÊt vµ do nh÷ng nguyªn nh©n ngÉu nhiªn ¶nh h­ëng ®Õn sù lµm viÖc cña m¸y a. C«ng suÊt c¾t Nc: Theo phÇn tr­íc ta cã Nc = 5,8 (Kw) b. C«ng suÊt ch¹y kh«ng N0 : N0 = Km . (8. 6) [1] km: HÖ sè phô thuéc vµo chÊt l­îng chÕ t¹o c¸c chi tiÕt vµ ®iÒu kiÖn b«i tr¬n, th­êng km = 3 ¸ 6 LÊy km = 5 : Tæng tèc ®é tÝnh to¸n cña c¸c trôc vµ trôc chÝnh dtb : §­êng kÝnh trung b×nh cña tÊt c¶ c¸c trôc cña m¸y k1 : HÖ sè vßng quay trôc chÝnh trong 1 phót §­êng kÝnh s¬ bé c¸c trôc lÊy theo c«ng thøc: Nh­ phÇn tr­íc chän s¬ bé N®c = 10 (kw); C = 120 Ni; ni lµ c«ng suÊt vµ sè vßng quay cña trôc thø i. Cã Ni = N®c. Õi ÕI = Õdµi . Õæ2 = 0,96. 0,9952 = 0,955 ÕII = ÕI . Õæ2. Õbr = 0,955. 0,9952 . 0,97 = 0,96 ÕIII = ÕII. Õæ2 . Õbr = 0,96. 0,995. 0,97 = 0,926 ÕIV = ÕIII. Õæ2. Õbr = 0,926. 0,9952 . 0,97 = 0,894 ÕV = ÕIV. Õæ2 . Õbr = 0,984. 0,9952. 0,97 = 0,863 ÕVI = ÕV. Õæ2. Õbr = 0,863. 0,9952. 0,97 = 0,833 Trong 6 trôc trªn th× trôc VI lµ trôc chÝnh. HiÖu suÊt tÝnh ë trªn lµ tÝnh theo ®­êng truyÒn tèc ®é chËm. Ta cã b¶ng sau: Trôc I II III IV V VI Õ1 0,955 0,96 0,926 0,894 0,863 0,833 Ni(kw) 9,55 9,6 9,26 8,94 8,63 8,33 n1(v/ph) 800 1077 585 232 58 63 dsb 27,4 24,5 29,7 40 62,7 64,2 dtb = Þ N0 = 5 c. TÝnh c«ng suÊt phô : ¸p dông c«ng thøc: Np = Ndc. åix (1 - Õ1) Trong ®ã ix: Sè bé truyÒn cïng lo¹i trong truyÒn dÉn Õx: HiÖu suÊt cña c¸c bé truyÒn t­¬ng øng Ta thÊy cã 9 bé truyÒn b¸nh r¨ng Õbr = 0,97 1 bé truyÒn ®ai Õ® = 0,96 Þ Np = N®c [9(1 - 0,97)] = 0,31 N®c VËy N®c = Nc + N0 + Np N®c = 5,8 + 0,585 + 0,31. N®c Þ N®c = d. TÝnh c«ng suÊt ch¹y dao Ns : Ns = Víi Vs = 1,4. 400 = 560 (mm/p) Q = T¶i träng ch¹y dao (Kg) Q = kpx + f (pz + G) k: HÖ sè t¨ng lùc ma s¸t (xÐt tíi ¶nh h­ëng cña ma s¸t phô thuéc vµo r·nh tr­ît) V× lµ ch÷ nhËt nªn lÊy k = 1,5 f : HÖ sè r·nh gi÷a b¸nh tr­ît vµ dao f = 0,18 G: Träng l­îng bµn m¸y: G = 200(kg) Pz = 11993,34 (N) = 1199,334 (kg) Px = 5052,9 (N) = 505,29 (kg) Þ Q = 1,5. 505,29 + 0,18(1199,334 + 200) = 10.104 (N) Õc®: HiÖu suÊt cña xÝch ch¹y dao trªn bµn dao Th­êng lÊy Õ®c = 0,15 Ns = VËy c«ng suÊt ®éng c¬ kÓ c¶ khi ch¹y dao lµ: N®c = 9,25 + 0,616 = 9,866(kw) Do vËy ta chän ®éng c¬ cã N®c = 10(kw) n®c = 1460(v/ph) 2. C«ng suÊt ®éng c¬ ch¹y dao nhanh : V× khi ch¹y dao nhanh ta dïng 1 ®éng c¬ kh¸c nã t¹o ®iÒu kiÖn thuËn lîi cho bè trÝ truyÒn dÉn h¬n. Thùc ra cÇn ch¹y dao nhanh ®Ó gi¶m thêi gian ch¹y kh«ng nh»m t¨ng n¨ng suÊt gia c«ng. Theo kinh nghiÖm th× vËn tèc ch¹y dao nhanh ®­îc khèng chÕ 2 < V < 12 (m/ph). V× cÇn ®¶m b¶o ch¹y dao nhanh ngay sau khi hÕt hµnh tr×nh lµm viÖc kh«ng cÇn thiÕt ph¶i t¾t m¸y (T¾t ®éng c¬ chÝnh) nªn ta l¾p thªm ly hîp siªu viÖt. Chän tèc ®é ch¹y dao nhanh 4m/p = 4000mm/p. C«ng suÊt cña ®éng c¬ ch¹y dao nhanh N®cII ph¶i ®¶m b¶o dÞch chuyÓn ®­îc bµn xe dao nÆng 200 (kg) Þ N®c = §Ó dù trï sai sè do tÝnh to¸n vµ chÕ t¹o ta chän ®éng c¬ ch¹y dao nhanh cã N®cII = 0,75(kw); n = 1360 (v/p 3. TÝnh m« men xo¾n trªn c¸c trôc cña hép tèc ®é : ¸p dông c«ng thøc Mx = 9,55. 103 x Þ M1= 9,55. 103. MII = 9,55. 103 MIII = 9,55. 103 MIV = 9,55.103 MV = 9,55. 103 MVI = 9,55. 103 Tõ c¸c phÇn ®· tÝnh trªn ta cã b¶ng sau: Th«ng Trôc sè nmax (v/p) nmm (v/p) ntt (v/p) N (kw) M (N.m) dsb (mm) I 800 800 800 9,55 114 27,4 II 1250 1000 1077 9,6 85,13 24,5 III 1250 400 585 9,26 151,17 29,7 IV 1250 100 232 8,94 368 40 V 315 25 58 8,63 1421 62,7 VI 1600 12,5 63 8,33 1262,7 64,2 PhÇn V: TÝnh chi tiÕt m¸y I. TÝnh bé truyÒn ®ai : Bé truyÒn ®ai dïng ®Ó truyÒn chuyÓn ®éng quay tõ ®éng c¬ lªn hép tèc ®é (®Õn trôc II). §éng c¬ cã N = 10kw; n = 1460 v/p 1. Chän lo¹i ®ai: Gi¶ thiÕt vËn tèc cña ®ai V< 10(m/s) nªn ta dïng lo¹i ®ai thang th­êng cã ký hiÖu Б hoÆc В . Trang 59 [4] Ta tÝnh cho c¶ 2 lo¹i sau chän lo¹i nµo cã lîi nhÊt b h TiÕt diÖn ®ai Б В b x h 17 x 10,5 22 x 13,5 bt + y0 14 x 4 19 x 4,8 DT tiÕt diÖn cña ®ai (mm2) 138 230 2. §Þnh ®­êng kÝnh b¸nh ®ai : Chän theo m¸y chuÈn 16k20 cã D1 = 140 (mm); D2 = 245(mm) KiÓm nghiÖm vËn tèc ®ai: V = VËy V < [V] = 25 m/s Þ Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn 3. Chän s¬ bé kho¶ng c¸ch trôc A : Theo b¶ng 4 . 14 [4] víi i = Þ A = 1,5. d2 = 1,5. 245 = 367,5(mm) KiÓm nghiÖm: 0,55(d1 + d2) + h £ a £ 2(d1 + d2) h: ChiÒu cao tiÕt diÖn ®ai Б = 10,5(mm); В = 13,5(mm) 0,55(140 + 245) + 10,5 < 367,5 < 2(140 + 245) 222,25 (mm) £ 367,5(mm) £ 770(mm) Þ Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn 4. TÝnh chiÒu dµi ®ai : ChiÒu dµi ®ai ®­îc x¸c ®Þnh theo kho¶ng c¸ch trôc ®· chän sau ®ã qui trßn theo tiªu chuÈn Theo (4.4) [4] ta cã: Theo b¶ng 4.13 [4] ta chän ®ai cã L = 1320 (mm) KiÓm nghiÖm ®ai vÒ tuæi thä: i = i: Lµ sè lÇn cña ®ai trong 1 gi©y 5. TÝnh chÝnh x¸c kho¶ng c¸ch trôc : a = (4.6) [4] l = L - TÝnh Þ a = 6. TÝnh gãc «m a1 : a1 = 1800 - 4.7 [4] a1 = 1800 - VËy gãc a1 ®¹t yªu cÇu 7. X¸c ®Þnh sè ®ai cÇn thiÕt : Theo c«ng thøc (4.16) [4] Z = Trong ®ã: p1 C«ng suÊt trªn trôc b¸nh ®ai chñ ®éng: p1 = 10 kw [P0]: c«ng suÊt cho phÐp (kw) x¸c ®Þnh b»ng thùc nghiÖm øng víi bé truyÒn cã sè ®ai Z = 1, chiÒu dµi ®ai l0, tû sè truyÒn u = 1 vµ t¶i träng tØnh. Tra b¶ng 4. 19 [4] ta cã p0 = 3,3 kd: HÖ sè t¶i träng ®éng. Tra b¶ng 4. 7 [4] ta cã kd = 1,1 Ca: HÖ sè kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña gãc «m a1 Ca = 1 - 0,0025(180 - a1) Þ Ca = 1 - 0,0025(180 - 163) = 0,95 C1 : HÖ sè kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña chiÒu dµi ®ai. C1 phô thuéc vµo tû sè Tra b¶ng 4 . 16 [4]. Ta cã C1 = 0,89 Cu: HÖ sè kÓ ®Õn tû sè truyÒn u. Tra b¶ng 4. 17 ta cã Cu = 1,1 Cz: HÖ sè kÓ ®Õn sù ph©n bè kh«ng ®Òu cña t¶i träng cho c¸c d©y ®ai. Tra b¶ng 418 [4]. Ta cã Cz = 1,9 Þ Z = Þ Ta lÊy sè ®ai lµ 4. 8. §Þnh kÝch th­íc cña b¸nh ®ai (5) : Tõ sè ®ai Z = 4 ta x¸c ®Þnh chiÒu réng b¸nh ®ai theo c«ng thøc B = (Z - 1)t + 2c 4.17 [4] Tra b¶ng 4.21 [4] ta cã t = 19; c = 12,5 Þ B = (4 - 1)19 + 2.12,5 = 82(mm) 9. §­êng kÝnh ngoµi cña b¸nh ®ai : da = d + 2h0 Þ d1 = 140 + 2 . 4,2 = 148,4 (mm) d2 = 245 + 2 . 4,2 = 253,4 (mm) 10.TtÝnh lùc c¨ng ban ®Çu: Lùc c¨ng trªn 1 ®ai ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc F0 = (4.19) [4] p1 = 10 kw; Ca = 0,95; Z = 4; kd = 1,1; Fv = qm . V2 Trong ®ã qm: Khèi l­îng 1 mÐt chiÒu ®ai. Tra b¶ng 4.22 [4] ta cã qm(kg/m) = 0,178(kg/m) V: VËn tèc vßng (m/s). V = 10,7 m/s Þ Fv = 0,178. 10,72 = 114,668 (N) Þ F0 = Þ Lùc t¸c dông lªn trôc Fr = 2F0Zsin(a/2) Fr = 2. 211. 4. 4.sin VËy kÝch th­íc cña ®ai lµ b = 17 mm h = 10,5 mm d1 = 140 mm d2 = 245 mm A = 138 mm2 L = 1320 mm Z = 4; a = 1630 ; y0=4 (mm) II. TÝnh ly hîp ma s¸t ®Üa 1. §Æc ®iÓm vµ kÕt cÊu cña côm ly hîp ma s¸t ®Üa : * ¦u ®iÓm: - Cho phÐp ®ãng khi tèc ®é kh©u dÉn cao - B¶o ®¶m gia tèc ªm - Thay thÕ kh©u an toµn cña xÝch truyÒn * Nh­îc ®iÓm: DÔ bÞ tr­ît do ®ã chØ dïng cho liªn kÕt ngoµi hay liªn kÕt trong kh«ng cÇn chÝnh x¸c trong xÝch truyÒn ®éng. Ly hîp nµy ®Æt ë xÝch truyÒn lµm kh©u an toµn cho xÝch. VËt liÖu lµm bÒ mÆt ma s¸t cã thÓ lµ: Gang, thÐp, ®ång thanh…ë ®©y ta chän vËt liÖu lµm bÒ mÆt ma s¸t cho ly hîp ®Üa lµ thÐp 2. TÝnh to¸n ly hîp ma s¸t ®Üa : M« men xo¾n sau khi truyÒn qua ly hîp lµ = 0,7.Mx = 0,7. 1140000 (N.mm) Víi N = 9,55 (kw); n = 800 v/ph HiÖn nay kÝch th­íc cña ly hîp ma s¸t ®· ®­îc tiªu chuÈn ho¸. Do vËy tra sæ tay t­¬ng øng ta x¸c ®Þnh ®­îc kÝch th­íc cña ly hîp dtb = ( 2,5 ¸ 4)d (d: Lµ ®­êng kÝnh ngâng trôc I ) = 4. 36 = 144 dtb = 144 (mm) Þ D1 = 0,75dtb = 0,75. 144 = 108 (mm) D = 1,25. dtb = 180 (mm) TÝnh vËn tèc trung b×nh cña ly hîp Sè bÒ mÆt chÞu ma s¸t: b = (ChiÒu réng vµnh kh¨n) f: HÖ sè ma s¸t. Tra b¶ng 13- 2 [3] Ta cã f = 0,08 k: HÖ sè kÓ ®Õn tèc ®é vßng trªn bÒ mÆt ma s¸t Þ k = 0,8 (Trang 218) [3] Þ Z = = 4,86 Þ Z = 5 Tæng sè mÆt chÞu ma s¸t Z’ = 2. 5 = 10 Sè ®Üa ngoµi Z1 = ®Üa Sè ®Üa trong Z2 = ®Üa III. TÝnh to¸n côm trôc chÝnh 1. TÝnh to¸n trôc chÝnh : Trôc VI lµ trôc chÝnh Trôc III trïng trôc V Trôc VII: Trôc truyÒn chuyÓn ®éng ®Õn hép ch¹y dao Z=30 FrZ30 III=V Z=45 Ftz1 n B Z3=60 Ftz30 FrZ1 Ftz2 FrZ2 VII C Ftz2 X Y Y VI n A Z1=Z2=60 - Trªn trôc chÝnh cã Mx = 126270 (kGmm) - Lùc vßng: Ftz1 = Ft(z = 30) = Þ Fr: Frz30 = Fr30. tga = 3157,8. tg200 = 1149,3 (KG) Frz1 = Frz30 = 1149,3 (KG) - Ftz2 = Ftz30 - Frz1 = 3157,8 - 1403 = 1754,8 (KG) Þ Frz2 = Frz2. tga = 1754,8. tg200 = 638,7 (KG) a: Lµ gãc ¸p lùc ë c¸c bé truyÒn trªn (a = 200) Ta thÊy trôc III vµ trôc V ®ång t©m vËy ta cã thÓ tÝch AB; BC; CA nh­ sau: AB = (30 + 60) = 135 (mm) BC =(45 + 45) = 112,5 (mm) AC = (60 + 60) = 180 (mm) Þ SABC = P = P - a = P - BC = 213,75 - 112,5 = 101,2 P - b = P - AC = 213,75 - 180 = 33,75 P - a = P - AB = 213,75 - 135 = 78,75 Þ S (mm2) MÆt kh¸c ta cã: Sin Sin Tõ m¸y chuÈn 16K20 ta bè trÝ sao cho BC hîp víi h­íng ngang mét gãc 200 Þ = Ftz1. Sin67,13 = 1403. Sin67,13 = 1447,94 (N) = Ftz1 Cos67,13 = 1403.Cos67,13 = 618,79 (N) = 1149,3 . Sin200 = 196,02(N) = Ftz1. Cos200 = 1149,3. Cos200 = 538,56(N) Þ = 618,79 + 538,56 = 1157,75 (N) - = . Sin68,490 = 1754,8. Sin68,490 = 1622,62(N) = . Cos68,490 = 1754,8. Cos68,490 = 639,49(N) = . Cos68,490 = 638,7. Cos68,490 = 232,75(N) = . Sin68,490 = 638,7. Sin68,490 = 590,58(N) Þ Pz2 = 1622,62 – 232,75 = 1389,87 (N) Py = 639,49 + 590,58 = 1230,07(N) Ngoµi ra trªn trôc chÝnh cßn chÞu t¸c dông cña c¸c lùc c¾t Pz = 4539 (N) Px = 5855 (N) Py = 10820 (N) Bµi to¸n uèn theo ph­¬ng y ta cã: + åMA = . 276 + (276 + 207) + yb (276 + 201 + 170) + Py (276 + 207 + 170) + 210 = 0 Þ PyB = = 2835,8 (KG) + åy = - 1193,4 - 1015 + 285,8 - 196 = - 5869 Bµi to¸n uèn theo ph­¬ng x: åMA = . 276 - . (207 + 276) + Px; AB + Px (276 + 207 + 170 + 210) = 0 åy = xA + + Px - PxB = 0 Þ PxA = - + - Px + PCB PxA = - 1348 + 1096 - 644 + 610 = -286 - TÝnh ®­êng kÝnh trôc chÝnh: Ta chän vËt liÖu lµm trôc lµ thÐp 45 nhiÖt luyÖn ®¹t ®é cøng HB = 240 Theo c«ng thøc dJ = (10.18) [4] b = Lµ ®­êng kÝnh trong cña trôc rçng t¹i tiÕt diÖn J [б] TrÞ sè cho phÐp . Tra b¶ng 10. 5 [4] Ta cã [б] = 2,8 Mp + dB = ? MtdB = =2854228 Þ dB = = = 85 (mm) + dz1 = ? Mtdz1 = = 1686827 Þ dz1 = + dz2 = ? Mt®z2 = = 1787702 Þ dz2 = = 73 VËy ta lÊy ®­êng kÝnh trôc t¹i B cã Æ = 90 (mm)T¹i Z1; Z2 cã d = Æ 80 (mm). KiÓm tra ®é cøng cho trôc: + Theo ph­¬ng y t¹i B: ¸p dông c«ng thøc: E: M« ®un ®µn håi: §èi víi thÐp E = 2,15.105 (N/mm) J: J = 0,05 () = 0,05 (902 - 502) = 297.104 Þ fy = 0,0008 < [fy] = 0,001 + Theo ph­¬ng x t¹i B fx = 0,0007 < [fx] = 0,012 VËy trôc ®¶m b¶o ®é cøng - KiÓm tra gãc xoay: + KiÓm tra gãc xoay t¹i æ tr­íc cña trôc chÝnh theo ph­¬ng x: W1 = 108931680 h1 = 0,28 W2 = 36231624 h2= 0,48 W3 = 81227520 h3 = 0,51 W4 = 299908000 h4 = 0,86 W5 = 4913000 h5 = 0,82 KiÓm tra gãc xoay t¹i æ tr­íc theo ph­¬ng y: W1 = 216567540 h1 = 0,28 W2 = 56862900 h2 = 0,58 W3 = 133994205 h3 = 0,52 W4 = 2540975 h4 = 0,75 W5 = 190396867 h5 = 0,92 qy = 0,0004 < [q] = 0,001 (rad) VËy trôc ®¶m b¶o gãc xoay. 2. TÝnh æ trôc chÝnh : Fa = 5044 (N) Fya = 5860 Fxa = 2860 Fyb = 28350 Fxb = 6100 Ta tÝnh hîp lùc t¹i gèi A vµ gèi B Fra = = 6520,6 (N) Frb = = 28998,8 (N) a. TÝnh æ l¨n t¹i gèi A VËy theo trang 212 [4] ta chän lo¹i æ l¨n cã a = 260 Víi kiÓu vßng bi 46000 Víi ®­êng kÝnh ngâng trôc Æ 75 Theo b¶ng P2-12 [4] ta cã sè hiÖu vßng bi lµ 46215 Cã d = 75 (mm); b = 25 (mm); C = 61,5 (KN); C0 = 54,8 (KN) Kh¶ n¨ng t¶i ®éng cña vßng bi ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: Cd = Q Q: Lµ t¶i träng qui ­íc (KN) L: Tuæi thä tÝnh b»ng triÖu vßng quay m: BËc ®­êng cong mái khi thö vÒ æ l¨n m = 3 ®èi víi æ bi - X¸c ®Þnh L: Gäi Lh lµ tuæi thä cña æ tÝnh b»ng giê Lh = Lh = (20 ¸ 30) 103 giê; B¶ng 11-2 [4] Þ L = 25. 103 .60. 63 . 10-6 = 94,5 - X¸c ®Þnh t¶i träng qui ­íc: §èi víi vßng bi ®ì chÆn ta ¸p dông c«ng thøc Q = ( XVFr + YFa) kt. kd 11-3 [4] Fr; Fa: Lµ t¶i träng h­íng t©m vµ t¶i träng däc trôc (KN) V: HÖ sè kÓ ®Õn vßng nµo quay khi vßng trong quay ta cã V = 1 kt: HÖ sè kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña nhiÖt ®é kt = 1 khi q = 1050 kd: HÖ sè kÓ ®Õn ®Æc tÝnh t¶i träng. Tra b¶ng 11- 3 [4] Ta cã: kd = 1,2 x: HÖ sè t¶i träng h­íng t©m y: HÖ sè t¶i träng däc trôc §Ó tra ®­îc X , Y ta ph¶i dùa vµo tû sè: Tra b¶ng 11- 4 [4] ta cã X = 0,41 ; Y=0,87 Þ Q= (0,41 .1 .6520,6 + 0,87 . 5044 ) .1.1,2 =8474 Þ Cd= ÞCd=3,86 (KN) < C = 61,5 (KN) b- TÝnh æ l¨n t¹i gèi B §Ó ®¶m b¶o ®é cøng v÷ng cho trôc chÝnh ta chän æ trô ng¾n ®ì dng = 90 mm Þ Ta chän æ cã ký hiÖu 2318 b¶ng P2.8 [4] d =90 ; D = 190 ; B = 43 ; b = 12 ; C = 194 ; C0=160 kN -T¶i träng qui ­íc Q = VFr.kt.kd V=1 ; Fr= 28998,8 . 1 . 1,2 = 34798,5 Þcd = Þ Cd=136204 (N) < C =194000 (N) VËy æ l¨n ta chän ®¶m b¶o t¶i träng ®éng -Tõ tÝnh to¸n trªn ta thÊy m¸y tiÖn cã trôc chÝnh quay ®¶o chiÒu . Do ®ã t¹i gèi A ta bè trÝ hai æ 46215 l¾p ng­îc chiÒu nhau ®Ó ®¶m b¶o khö ®­îc lùc däc hai phÝa -T¹i gèi B ta l¾p mét vßng 2318 c - Chän cÊp chÝnh x¸c cho æ l¨n : M¸y cã cÊp chÝnh x¸c lµ A Theo b¶ng 10-15 TËp 2 [VI] ta chän cÊp chÝnh x¸c cña æ l¨n nh­ sau Gèi A CÊp chÝnh x¸c cña æ l¨n lµ cÊp 2 G« B CÊp chÝnh x¸c cña æ l¨n lµ cÊp 2 Theo b¶ng 10-20 [IV] ta cã §é ®¶o h­íng kÝnh DA = DB = 5 µm §èi víi côm trôc chÝnh cã ®é ®¶o æ tr­íc ðB vµ æ sau ðA Khi hai æ cã ®é lÖch vÒ hai phÝa kh¸c nhau . §é ®¶o D ®Çu mót cña trôc chÝnh ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc a A d B A B d D - Khi ®é ®¶o æ tr­íc vµ æ sau vÒ mét phÝa. §é ®¶o ®Çu mót sÎ gi¶m nhiÒu vµ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc. d A a A D B d B vµ lµ ®é ®¶o h­íng kÝnh ®­êng l¨n. Theo b¶ng 10-20 [VI] ta cã [D] =7µm z1 ; z2 lµ sè æ l¨n l¾p t¹i æ tr­íc vµ æ sau: z1 = 1 ; z2 = 2 Þ dÊu céng x¶y ra trong tr­êng hîp lín nhÊt D =5,8 µm < [D] = 7 Þ æ ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn chÝnh x¸c cho m¸y 3- TÝnh bé truyÒn b¸nh r¨ng cña trôc chÝnh : a- TÝnh cho bé truyÒn Z30/Z60 + Chän vËt liÖu : Theo quan ®iÓm thèng nhÊt ho¸ trong thiÕt kÕ ta chän vËt liÖu cña cÆp b¸nh r¨ng nh­ nhau B¸nh r¨ng Z30: ThÐp 45x t«i cao tÇn ®¹t ®é cøng HRC = 58 ¸ 60 cã: dB = 850 (Mpa) ; dch= 650 (Mpa) B¸nh r¨ng Z60: ThÐp 45x t«i cao tÇn ®¹t ®é cøng HRC= 53¸ 55 cã dB = 850 (Mpa) ; dch 650 (Mpa) + X¸c ®Þnh øng suÊt cho phÐp vµ øng suÊt uèn cho phÐp 6.1 [4] 6.2 [4] Trong ®ã: Zr HÖ sè xÐt ®Õn ®é nh¸m cña mÆt r¨ng lµm viÖc víi Ra ≤ 1,25 ¸ 0,63 µm víi Ra = 2,5…1,25 µm th× zr = 0,95 Zv : HÖ sè xÐt ®Õn ¶nh h­ëng cña vËn tèc vßng Zv = 0,95 .V0,05= 0,925 .150,05=1,05 KxH : HÖ sè xÐt ®Õn ¶nh h­ëng cña kÝch th­íc b¸nh r¨ng khi da<700 mm Þ KXH =1 Yr :HÖ sè xÐt ®Õn cña ®é nh¸m bÒ mÆt l­în ch©n r¨ng th«ng th­êng Yr=1 Ys : Ys=1,08 ¸ 0,0695 ln (m) HÖ sè xÐt ®Õn ®é nh¹y tËp trung øng suÊt KXF: HÖ sè xÐt ®Õn kÝch th­íc b¸nh r¨ng ¶nh h­ëng ®Õn ®é bÒn uèn da< 400 Þ KXF= 1 Trong b­íc tÝnh thiÕt kÕ s¬ bé lÊy Zv . Zr . KXH = 1 YR .Ys . KxF = 1 Do ®ã c«ng thøc 6-1 ; 6-2 Trë thµnh (1) (2) SH; SF: HÖ sè an toµn khi tÝnh vÒ tiÕp xóc uèn. Tra b¶ng 6- 2 [4] SH = 1,2; SF = 1,75 KFc: HÖ sè xÐt ®Õn ¶nh h­ëng cña ®Æt t¶i. T¶i 2 phÝa khi HB >350 Þ KFc = 0,8 KHL ; KFL: HÖ sè tuæi thä xÐt ®Õn ¶nh h­ëng cña thêi gian phôc vô vµ chÕ ®é t¶i träng cña bé truyÒn ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: KHL = 6.3 [4] KFL = 6.4 [4] ë ®©y mh mf bËc cña ®­êng cong mái mçi khi thö vÒ tiÕp xóc uèn mh = 6 ; mf =6 Khi ®é cøng mÆt r¨ng HB £ 350 mµ kh«ng mµi ch©n r¨ng NHo: Sè chu kú thay ®æi øng suÊt c¬ së khi thö vÒ tiÕp xóc NHo = 6.5 [4] FFo: Sè chu kú thay ®æi øng suÊt c¬ së khi thö vÒ uèn NFo = 4.106 ®èi víi tÊt c¶ c¸c lo¹i thÐp NHE; NFE: Sè chu kú thay ®æi øng suÊt t­¬ng ®­¬ng khi bé truyÒn chÞu t¶i tÜnh NHE = NFE = N = 60 Cntå C,n, tå lÇn l­ît lµ sè lÇn ¨n khíp trong 1 vßng quay, sè vßng quay trong 1 phót vµ tæng sè giê lµm viÖc cña b¸nh r¨ng ®ang xÐt NHo1 = 30. 5202,4 = 9,9. 107 NHo2 = 30. 3752,4 = 4,5. 107 NHE1 = 60. 2. 315 tå tå : Tæng sè giê lµm viÖc cña b¸nh r¨ng. Qui ®Þnh thêi gian lµm viÖc cña bé truyÒn lµ 10 n¨m, mçi n¨m 300 ngµy, mçi ngµy 2 ca (16 giê) tå = 10. 300. 2. 8 = 48000 giê NHE1 = 60. 2. 315. 48000 = 18. 108 NHE2 = 60. 1. 160. 48000 = 46.107 V× NHE > NHo Þ Ta lÊy KHL = 1 KFL = 1 - Theo b¶ng 6- 2 [4] víi thÐp 45x t«i bÒ mÆt r¨ng b»ng dßng ®iÖn cao tÇn ®¹t ®é cøng mÆt r¨ng HRC = 55- 63, lâi r¨ng ®¹t ®é cøng HRC 25 ¸ 28. = 17HRCm + 200(MPa); SH = 1,2; SF = 1,75 = 900 (Mpa) Ta cã: = 17. 63 +200 = 1271 Mpa = 17. 57 + 200 = 1169 Mpa Thay c¸c gi¸ trÞ = 1271; = 1169; SH = 1,2; SF = 1,75 vµo (1) ta cã: + X¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch trôc aw = ka (u ± 1) 6. 15a [4] Ka: HÖ sè phô thuéc vµo vËt liÖu cña cÆp b¸nh r¨ng vµ lo¹i r¨ng. Tra b¶ng 6.5 [4] ta cã Ka = 49,5 Mpa1/3 T : M« men xo¾n trªn trôc chuyÓn ®éng 1421 N.m [s] : øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp 974 Mpa u : Tû sè truyÒn = : = Lµ c¸c hÖ sè. Trong ®ã bw chiÒu réng vµnh r¨ng . Tra b¶ng 6- 6 [4] Ta cã = 0,25 ; KHb: HÖ sè kÓ ®Õn sù ph©n bè kh«ng ®Òu t¶i träng trªn chiÒu réng vµnh r¨ng khi tÝnh vÒ tiÕp xóc. Tra b¶ng 6- 7 [4] ta cã: KHb = 1,05 Þ aw = 49,5. (0,5 + 1) = 176 mm + X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè ¨n khíp Theo (6. 17) [4] m = (0,01 ¸ 0,02) aw = (0,01 ¸ 0,02) 176 m = 1,76 ¸ 3,52 Theo b¶ng 6- 8 [4] ta cã m = 3 Þ aw = + KiÓm nghiÖm ®é bÒn tiÕp xóc sH = ZM . ZH. Ze 6. 33 [4] Trong ®ã Zm: Lµ hÖ sè kÓ ®Õn c¬ tÝnh vËt liÖu. Tra b¶ng 6- 5 [4] ta cã Zm = 274 ZH: HÖ sè kÓ ®Õn h×nh d¹ng bÒ mÆt tiÕp xóc. Tra b¶ng 6- 12 [4] ta cã ZH = 1,76 kH: HÖ sè t¶i träng khi tÝnh vÒ tiÕp xóc kH = kHb. kHa. kHV kHb = 1,08; kHa = 1 kHV: HÖ sè kÓ ®Õn t¶i träng ®éng xuÊt hiÖn trong vïng ¨n khíp. TrÞ sè kHV tÝnh theo c«ng thøc: kHV: = Trong ®ã: = sH. g0.v v: v = g0: Theo b¶ng 6. 16 [4] g0 = 47 dH: Theo b¶ng 6. 15 [4] dH = 0,01 Þ = 0,01. 47. 1,48 bw: Þ bw = 0,2. 135 = 34 (mm) dw1: 90 Þ kHv = 1 + = Þ k = 1,08. 1 .1 = 1,08 = [1,88 - 3,2 cos00 = 1,27 Þ dH = 274. 1,76. 0,58 X¸c ®Þnh chÝnh x¸c øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp [dH] = [dH]. ZR. Zv. kxH [dH] = 947. 0,95. 1,05. 1 = 944 (Mpa) Ta cã: dH = 808 Mpa < [dH] = 944 (Mpa) VËy bé truyÒn ®¶m b¶o ®é bÒn tiÕp xóc - KiÓm nghiÖm vÒ ®é bÒn uèn: sF = T : M« men xo¾n trªn trôc chuyÓn ®éng N.mm m : ChiÒu réng vµnh r¨ng bw = 34 (mm) dw: §­êng kÝnh vßng l¨n b¸nh chñ ®éng = 90 mm ye = HÖ sè kÓ ®Õn sù trïng khíp cña r¨ng, víi lµ hÖ sè trïng khíp ngang = 1,72 Þ ye = yb = B¸nh r¨ng th¼ng yb = 1 yF1; yF1 -Lµ hÖ sè d¹ng r¨ng cña b¸nh 1 vµ 2 Tra b¶ng 6- 18 [4] Ta cã yF1 = 3,8 yF2 = 3,62 kF : kF = kFb . kFa . kFv kFb : Lµ hÖ sè kÓ ®Õn sù ph©n bè kh«ng ®Òu t¶i träng trªn chiÒu réng vµnh r¨ng khi tÝnh vÒ uèn. Tra b¶ng 6- 7 [4] Ta cã: kFb = 1,2 kFa: Víi b¸nh r¨ng th¼ng kFa = 1 kFv:1+ ; Tra b¶ng 6. 15; 6.16 [4] Ta cã dF = 0,0011 ; g0 = 47 Þ = 0,011. 47. 1,48 Þkfv = 1 + vËy kF= 1,2 . 1 . 1,005 = 1,206 Þ TÝnh chÝnh x¸c øng suÊt uèn cho phÐp: = 1575 .1.1 = 1575 MPa VËy, b¸nh r¨ng ®¶m b¶o ®é bÒn uèn. - C¸c th«ng sè cña bé truyÒn + Kho¶ng c¸ch trôc : a = 135 mm + §­êng kÝnh chia : d1 = mz1 = 3.30 = 90 mm d2 = mz2 = 3.60 = 180 mm + §­êng kÝnh ®Ønh r¨ng : da1= d1 + 2m =90 + 6 = 96 mm da2 = d2 + 2m = 180 + 6 = 186 mm + §­êng kÝnh ®¸y r¨ng : df1 = d1- 2,5m = 90 - 2,5 .3 = 82,5 mm df2 = d2 - 2,5m = 180 - 7,5 = 172,5 mm + ChiÒu dµy vµnh r¨ng : b = 34 mm 4- TÝnh trôc vÝt me däc : M¸y ta thiÕt kÕ cã cÊp chÝnh x¸c lµ A . Nªn ®Ó thuËn tiÖn cho viÖc chÕ t¹o, ma s¸t tr­ît yªu cÇu ma s¸t nhá. V× vËy ta dïng ren cã prophin nhá . Th­êng dïng ren h×nh thang c©n víi gãc a = 300 . Lo¹i ren nµy cã tÝnh c«ng nghÖ cao tiÕp nhËn ®­îc t¶i träng däc trôc lín thÝch hîp cho c¸c truyÒn ®éng ®¶o chiÒu cã t¶i a- Chän vËt liÖu : Trôc vÝt me kh«ng nhiÖt luyÖn ®­îc chÕ t¹o tõ thÐp 45 cã sb = 75 kG/mm2 §Ó gi¶m ma s¸t vµ mßn ren ®ai èc ®­îc chÕ t¹o tõ ®ång thanh nh­ ®ång thanh thiÕc hoÆc ®ång thanh ch×. b- TÝnh to¸n bé truyÒn vÝt me + §­êng kÝnh trung b×nh cña ren ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc 8 .1 [4] Trong ®ã Fa : Lùc däc trôc =5044 (N) = H/d2 HÖ sè chiÒu cao ®ai èc th­êng chän trong kho¶ng 1,2 4 1,5 ta lÊy b»ng 1,5 = h/p HÖ sè chiÒu dµi ren , víi h chiÒu dµi lµm viÖc cña ren , P b­íc ren , ren thang cã = 0,5 [q] ¸p suÊt cho phÐp = 8 Mpa Tra b¶ng p2.4 [4] ta cã c¸c gi¸ trÞ cña trôc vÝt D ; d = 44 mm ; D2 =d2 = 38 mm ; d3 =31 mm ; D4 = 45 mm Trong ®ã : d - §­êng kÝnh ®Ønh r¨ng D2=d2 - §­êng kÝnh trung b×nh d3 - §­êng kÝnh ch©n r¨ng trôc vÝt D4- §­êng kÝnh ch©n r¨ng ®ai èc - X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè cña vÝt vµ ®ai èc + Gãc vÝt g : g = arctg 8.3 [4] ph = zh . p zh = 1 (sè ®Çu mèi ) Þph = p Þ g = arctg §iÒu kiÖn tù h·m: g < r r = arctg 8.5 [4] d : Gãc nghiªng cña c¹nh ren d = 150 f : HÖ sè ma s¸t phô thuéc cÆp vËt liÖu cña vÝt vµ ®ai èc f = 0,12 r = arctg VËy, bé truyÒn ®¶m b¶o tÝnh tù h·m: - X¸c ®Þnh chiÒu dµi ®ai èc vµ sè vßng ren Tõ d2 vµ hÖ sè chiÒu cao YH ta tÝnh d­îc chiÒu dµi cña ®ai èc H = YH.d2 = 1,8 .38 = 68 mm Sè vßng ren cña ®ai èc Z = H/p £ Zmax = 10 ¸ 12 8.6 [4] Z = 68/12 = 5,66 vßng ren c- TÝnh kiÓm nghiÖm vÒ ®é æn ®Þnh Víi vÝt me dµi vµ chÞu nÐn ta cÇn tiÕn hµnh kiÓm nghiÖm vÒ ®é uèn däc nh»m ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn æn ®Þnh ¥-Le . C«ng thøc kiÓm nghiÖm (8.15) [4] Trong ®ã S0 : Lµ hÖ sè an toµn vÒ æn ®Þnh; Fth : T¶i träng tíi h¹n N; Fa : T¶i träng däc Trôc N ; [s0] = 2,5 ¸ 4 HÖ sè an toµn æn ®Þnh cho phÐp. §Ó x¸c ®Þnh Fth : CÇn dùa vµo ®é mÒm dÎo cña trôc vÝt l = (8.16 ) [4] m : HÖ sè chiÒu dµi t­¬ng ®­¬ng m = 0,5 l : ChiÒu dµi l =1800 mm i : B¸n kÝnh qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn vÝt (*) j : M« men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn vÝt (mm4) Thay j = 61500 vµo (*) ta cã Þl l > 100 Þ Fth §­îc tÝnh theo c«ng thøc Þ > [S0] = 4 VËy ®iÒu kiÖn æn ®Þnh ®­îc ®¶m b¶o. PhÇn VI HÖ thèng b«i tr¬n lµm nguéi 1 - ThiÕt kÕ hÖ thèng b«i tr¬n : Môc ®Ých : Lµm gi¶m ma s¸t, gi¶m tæn thÊt n¨ng l­îng, ®é mµi mßn vµ t¨ng ®é bÒn l©u Dïng bÓ dÇu ®Ó b«i tr¬n c¸c hÖ thèng b¸nh r¨ng, æ, cßn c¸c hÖ thèng khã b«i tr¬n dïng ph­¬ng ph¸p b«i tr¬n ch¶y nh­ c¸c sèng tr­ît, trôc vÝt me HÖ thèng b«i tr¬n l­u th«ng gåm läc dÇu, èng dÉn dÇu, buång ph©n phèi dÇu, bÓ chøa dÇu, bÓ thu håi dÇu TÝnh to¸n n¨ng suÊt b¬m dùa trªn c¬ së c©n b»ng ph­¬ng tr×nh nhiÖt gi÷a nhiÖt l­îng ph¸t ra do ma s¸t vµ nhiÖt l­îng thu vµo do dÇu NÕu gäi : N - C«ng suÊt cña m¸y h - HiÖu suÊt cña m¸y NhiÖt l­îng do ma s¸t táa ra lµ: w = N ( 1 - h ) . [ dj/s ] NÕu gi¶ thiÕt r»ng tÊt c¶ c¸c c«ng suÊt c¾t chuyÓn thµnh nhiÖt vµ nhiÖt nµy ®­îc chÊt láng hÊp thô th× trªn c¬ së c©n b»ng nhiÖt ta cã N = Q . P . C . Dt (w) Trong ®ã : Q : L­u l­îng chÊt láng Dt : §é gia nhiÖt cña chÊt láng sau khi lµm nguéi C : NhiÖt dung cña chÊt lµm nguéi 4000 (dj/KG ®é) Þ Q = Trong ®iÒu kiÖn th­êng Dt = 200 ; K = 7 .10-7 Þ Q = Dung tÝch cña bÓ chøa dÇu b»ng n¨ng suÊt b¬m sau 10 ¸ 12 phót Þ V = Q . t = 3,5 .10-6. 10 .60 = 21 .10-4 ( m3) Ta chän dung tÝch cña bÓ chøa dÇu = 8 ¸ 10 (lit).