Phân tích máy tơng tự
Xét đặc tính kỹ thuật của máy 1A62 và một số máy tơng tự
TÝnh n¨ng kü thuËt 1A62 T620 1K62 Đờng kính gia công lín nhÊt
400 400 400 Đờng kính gia công lớn nhất dới bàn dao
210 220 220 Đờng kính lớn nhất lỗ trục gá
Số cấp tốc độ trôc chÝnh
Số vòng quay trôc chÝnh
Công suất của động cơ chính (kW)
Công suất của động cơ chạy nhanh (kW)
Phân tích máy chuẩn 1A62
1 Sơ đồ động của máy 1A62
Từ máy 1A62 ta có sơ đồ động của máy (trang bên):
Từ động cơ điện 7 kW qua bộ truyền đai
260 vào hộp tốc độ đến trục chính Tóm tắt đờng truyền theo hình vẽ sau (các số ghi (1), (2), (3) trên sơ đồ là số cặp bánh răng ăn khớp):
Phơng trình tổng quát xích tốc độ:
Từ phơng trình trên ta thấy xích tốc độ gồm hai đờng truyền: §êng truyÒn thuËn cho trôc chÝnh VI:
Trên thực tế trong nhóm truyền:
4 trùng nhau nên nhóm này chỉ còn 3 tỷ số truyền.
Số tỷ số truyền còn lại trong đờng truyền tốc độ thấp là: 1x2x3x3x1. Suy ra số cấp tốc độ Z=Zcao + Zthấp =6 + 18 $.
Cả hai đờng truyền tốc độ cao và tốc độ thấp đều có tỷ số truyền
1 cã ba tốc độ sẽ trùng nhau Tức là số cấp tốc độ còn lại là:
Lý do để làm trùng tỷ số truyền
1 là để cắt ren khuếch đại. Đờng truyền quay ngợc trục chính:
1x1x3x2x2x1 tốc độ thấp lý thuyết
1x1x3x3x1 = 9 tốc độ thấp thực tế
Suy ra có Zng=3+9 = 12 cấp tốc độ ngợc
Tuy nhiên cũng tơng tự nh trên ở đây cũng có 3 tốc độ trùng nên cũng chỉ còn: Z = 12-3 =9 tốc độ ngợc thực tế.
Vậy trục chính máy tiện ren vít vạn năng 1A62 có 21 cấp tốc độ thuận và 9 cấp tốc độ ngợc.
2.2 Xích chạy dao cắt ren
Máy 1A62 có khả năng cắt đợc 4 loại ren khác nhau ứng với 4 khả năng điều chỉnh: dùng 2 cặp bánh răng thay thế (
100 ) và nhóm cơ sở dùng cơ cấu Norton chủ động hoặc bị động Đờng truyền động chung của 4 loại ren theo quy luËt:
Trục chính quay 1 vòng (1vòng tc) thì bàn xe dao mang dao phải tịnh tiến một lợng bằng bớc ren cần cắt tc.
Sơ đồ nguyên lý truyền dẫn cho xích cắt ren đợc mô tả bởi hình vẽ sau:
Uđc: tỷ số truyền đảo chiều bàn máy để cắt ren phải hoặc ren trái.
Utt: tỷ số truyền cho bánh răng thay thế
Ucs: tỷ số truyền trong nhóm cơ sở ở máy 1A62 dùng cơ cấu Norton cho 8 tỷ số truyền tơng ứng với các số răng là: Z1= 26; Z2= 28; Z32; Z46; Z58;
Ugb: tỷ số truyền của nhóm gấp bội Nhóm gấp bội có 4 tỷ số truyền:
⇒ { 28 56 28 56 28 56 28 56 56 28 56 28 42 42 28 56 = = = = 1 4 1 1 1 2 2 1 tm: bớc của trục vít me dọc tm
Xích cắt ren Quốc tế (còn gọi là ren hệ mét) dùng cặp bánh răng thay thế
100 và cơ cấu Norton chủ động:
Trong đó Zi là một trong 8 bánh răng trong cơ cấu Norton tơng ứng số bớc ren cần cắt tci tơng ứng.
Từ đó đa ra công thức điều chỉnh: tci=k1.Zi.Ugb. k1: tích số cho các số cố định trong phơng trình trên; ta thấy tci tỷ lệ với Zi và
Xích cắt ren Modun: loại ren này dùng trong mối ghép động Ký hiệu m=t c π Phơng trình cắt ren Modun nh cắt ren Quốc tế nhng chỉ khác là dùng cặp bánh răng thay thế
Tơng tự suy ra công thức điều chỉnh: mi=k2.Zi.Ugb. k2: tích số cho các số cố định trong phơng trình trên; ta thấy tci tỷ lệ với Zi và
Xích cắt ren Anh: loại ren này tơng tự nh ren Quốc tế Ký hiệu K- số vòng ren trên một tấc Anh (một tấc Anh 1”%,4mm). Đờng truyền cắt ren Anh theo cơ cấu Norton bị động và dùng cặp bánh răng thay thÕ nh ren Quèc tÕ
Từ trên ta suy ra:
Ki tỷ lệ thuật với Zi và tỷ lệ ngịch với Ugb.
Xích cắt ren Pit: loại ren này dùng nh ren Modun.
Ký hiệu: D pi =1} over {m} } = { {25,4} over {m} } = { {25,4 π} over {m} } } {¿¿¿
(Dpi ính theo đơn vị Anh, số modun trong mét tÊc Anh).
1 U dc U tt U cs U gb M 4 t m t ckd
Phơng trình xích động nh cắt ren Anh dùng cặp bánh răng thay thế
Từ trên ta suy ra:
Dpi tỷ lệ thuật với Zi và tỷ lệ ngịch với Ugb.
Cắt ren khuếch đại: ren khuếch đại là ren có bớc lớn, thờng dùng cắt ren nhiều đầu mối, tiện rãnh dầu trong bạc Ren khuếch đại sẽ khuêch đại đợc 4 loại ren tiêu chuẩn trên Tỷ số truyền khuếch đại là 2, 8, 32 lần và với bộ đảo chiÌu cã 2 tû sè truyÒn
2 sẽ cho ta thêm hai tỷ số truyền khuêch đại nữa là
Phơng trình cắt ren khuếch đại có thể tóm tắt nh sau:
Cắt ren chính xác: Yêu cầu đờng truyên ngắn nhất, đờng truyền ngắn nhất là đến Utt các ly hợp M2, M3, M4 đóng trực tiếp chuyền chuyển động tới trục vít me XV.
Cắt ren mặt đầu: là đờng xoắn Acsimét nh trong mâm cặp ba vấu Nguyên tắc là phôi quay tròn và dao tiện tịnh tiến đều vào tâm Tiện ren yêu cầu tỷ số truyền chính xác ở đây bố trí thêm ở li hợp M4 có cặp bánh răng Z( ăn khớp với bánh răng ZV lắp trên trục XVI và từ đó qua bàn xe dao đến trục vít me ngang cã bíc t=5.
2.3 Tiện trơn Đờng truyền nh tiện ren nhng đến ly hợp M4 ở giữa hai vị trí bánh răng Z( ăn khớp với bánh răng có ZV truyền qua ky hợp vào trục trơn tới trục vít bánh vít (4/30) Từ trục này truyền về hai ngả về phía trái để tiện dọc về phải và phía trái đến vít me ngang.
- Tiện trơn dọc: từ trục bánh vít Z0 qua cặp bánh răng 24/50 qua cặp bánh răng 23/69, tới bánh răng Z, m=3, truyền cho bàn xe dao chuyển động về phía mâm cặp, muốn đảo chiều ngợc lại thì gạt bánh răng di trợt trên trục vít cho ăn khớp với bánh trung gian Z3, đờng truyền ngợc lại qua bánh răng thanh răng bàn dao chạy dọc.
- Tiện trơn ngang: giống nh tiện trơn dọc nhng tới trục bánh vít thì nó đi qua ngả bên phải để đến bàn dao ngang vít me t=5mm.
3 Một số cơ cấu đặc biệt của máy
+ Cơ cấu an toàn của máy 1A62 : dùng cơ cấu trục vít rơi Truyền động từ trục trơn tới ly hợp trục vít lồng không, bánh vít đến bàn xe dao, khi quá tải bánh vít bị giữ lại, ly hợp trợt ép lò xo đẩy thanh chống sang phải trục vít rơi xuống. Muốn tiếp tục làm việc thì phải nâng trục vít về vị trí ăn khớp đợc.
+ Đai ốc hai nửa : quay tay quay, đĩa quay Trên mặt đầu đĩa có rãnh cong h- ớng tâm dẫn hớng cho hai chôt dịch chuyển, các chốt này gắn cứng với hai nửa
Phơng án không gian và phơng án thứ tự của máy
Tính công bội theo công thức z−1 √ n n max min
Từ sơ đồ động của máy ta thấy rằng: xích tốc độ chia ra thành hai đờng truyền đờng truyền tốc độ thấp và đờng truyền tốc độ cao.
Phơng án không gian của máy: Z1=2x3x2x2$
Phơng án thứ tự của Z1: Z1=2[1]x3[2]x2[6]x2[12] trong đó nhóm truyền 2[1] có lợng mở max = 12 =1,26 12 >8 Cho nên ngời ta khắc phục bằng cách thu hẹp lợng mở xuống còn 2[6].
Khi đó Z1=2[1]x3[2]x2[6]x2[6] và số tốc độ bị trùng do thu hẹp lợng mở là:
Zt - 6 = 6. Để bù lại số cấp tốc độ bị trùng ngời ta tách thành hai đờng truyền.
Số cấp tốc độ của cả hai đờng truyền là 24 nhng trong thực tế do phân bố các tỷ số truyền ở hai đờng truyền đã tạo ra ba cặp tốc độ trùng nhau nên số cấp tốc thực tế chỉ còn: Z$-3 !(cấp tốc độ).
Đồ thị vòng quay
Từ sơ đồ động ta biết đợc số răng và modun của từng cặp bánh răng, từ đó ta có thể thiết lập lại lới đồ thị vòng quay thực tế của hộp tốc độ.
Ta cã: nmin ,5 (v/ph) nmax 00 (v/ph)
Tính công bội theo công thức: ϕ= z−1 √ n n max min
2 Tính trị số vòng quay cuả trục đầu tiên của hộp tốc độ
260 r0 (vg/ph) + Trên trục VI: Căn cứ vào nmin và ta có 21 tốc độ:
+ Xác định vị trí đặt n0 trên đồ thị vòng quay : n0 = nI = 720 765 =n19
3 Xác định độ xiên của các nhóm truyền
Xác định độ xiên của các nhóm truyền theo công thức: i =ϕ x ⇒ x= lg i lg ϕ Víi| ϕ =1 , 26 x :l ượngmở
Nhóm truyền thứ nhất có hai tỷ số truyền: i1 51
Tia i1 lệch sang phải 1 khoảng log:
Lợng mở giữa hai tia [x]: x = i2/i1= 2 / = = x
Nhóm truyền thứ hai có 3 tỷ số truyền: i3 20
44 ; i5 36 36 Tơng tự nh cách làm nhóm truyền 1 ta có : x3= -4,13 -4 Tia i3 lệch sang trái 4 khoảng log x4= -1,96 -2 Tia i4 lệch sang trái 2 khoảng log x5 = 0 Tia i5 thẳng đứng
Lợng mở [x] = [2] ứng với nhóm truyền khuếch đại:
Nhóm truyền thứ ba và thứ t có 2 tỷ số truyền i6= i8 20
50 x6= x8= -6 Tia i6 và i8 lệch sang trái 6 khoảng log x7 = x9 = 0 Tia i7 và i9 thẳng đứng
Nhóm truyền gián tiếp (từ trục V tới trục VI) có1 tỷ số truyền i10 32 64 x10= -3 Tia i10 lệch sang trái 3 khoảng log
Nhãm truyÒn trùc tiÕp cã 1 tû sè truyÒn i11 50 50 x11= 0 Tia i11 thẳng đứng
4 Vẽ đồ thị vòng quay
Công thức động học của máy 1A62
Phơng án không gian chạy chậm 2x3x2x2x1= Z1
Phơng án không gian chạy nhanh 2x3x1= Z2
Phơng án thứ tự của Z1$=: 2[1]x3[2]x2[6]x2[12]
Trong đó nhóm truyền 2[12] có 12 =1,26 12 >8 không thoả mãn điều kiện 8
Nên phải tạo ra hiện tợng trùng tốc độ nh sau:
Số tốc độ trùng Zt = 12 - 6 = 6 đợc bù lại bằng đờng truyền thứ hai có phơng án không gian: 2x3
Thiết kế máy mới
Tính toán thiết kế động học hộp tốc độ
1 Bớc 1: Tính thông số thứ t và dãy số lý thuyết
Với = 1,26 ta có dãy số lý thuyết: n1 = nmin = 11,5 (v/ph) n2 = n1. 1 = 11,5.1,26 1 = 14,49
14,5(v/ph) n3 = n1. 2 = 11,5.1,26 2 = 18,26 18,5(v/ph) n4 = n1. 3 = 11,5.1,26 3 = 23,00 23(v/ph) n5 = n1. 4 = 11,5.1,26 4 = 28,99 30(v/ph) n6 = n1. 5 = 11,5.1,26 5 = 36,52 37(v/ph) n7 = n1. 6 = 11,5.1,26 6 = 46,02 46(v/ph) n8 = n1. 7 = 11,5.1,26 7 = 57,98 58(v/ph) n9 = n1. 8 = 11,5.1,26 8 = 73,06 73(v/ph) n10 = n1. 9 = 11,5.1,26 9 = 92,05 92(v/ph) n11 = n1. 10 = 11,5.1,26 10 = 115,99 120(v/ph) n12 = n1. 11 = 11,5.1,26 11 = 146,14 150(v/ph) n13 = n1. 12 = 11,5.1,26 12 = 184,14 180(v/ph) n14 = n1. 13 = 11,5.1,26 13 = 232,01 230(v/ph) n15 = n1. 14 = 11,5.1,26 14 = 292,34 300(v/ph) n16 = n1. 15 = 11,5.1,26 15 = 368,35 365(v/ph) n17 = n1. 16 = 11,5.1,26 16 = 464,12 460(v/ph) n18 = n1. 17 = 11,5.1,26 17 = 585,79 600(v/ph) n19 = n1. 18 = 11,5.1,26 18 = 736,83 750(v/ph) n20 = n1. 19 = 11,5.1,26 19 = 928,41 950(v/ph) n21 = n1. 20 = 11,5.1,26 20 = 1169,79 1200(v/ph)
2 Bớc 2: Phân tích phơng án không gian
Trong đó: pj là tỷ số truyền trong một nhóm
Ta có thể chọn các phơng án không gian nh sau:
Ta thấy nếu chọn các phơng án trên thì trên một trục quá nhiều bánh răng di trợt, chiều dài trục lớn, nên độ cứng vững của trục kém.
Mặt khác các Z! là số tối giản nên khi phân tích thành các thừa số nguyên tố sẽ có quá ít nhóm truyền khó cho việc phân phối tỷ số truyền.
Nên ta tăng Z$ tức là có 3 cấp tốc độ ảo.
Có rất nhiết phơng án không gian nên ta phải chọn ra phơng án tối u nhất Để loại các phơng án không tốt ta tính số nhóm truyền tối thiểu:
4 x x: sè nhãm truyÒn tèi thiÓu.
Chọn động cơ có nđc40(v/ph)
LÊy x=4 Chọn phơng án không gian: Z$=3x2x2x2
Phơng án không gian đợc lựa chọn hợp lý dựa trên các tiêu chuẩn:
+ Tổng số bánh răng trên một trục:
+Tổng số trục của phơng án là nhỏ nhất:
Str = i +1 i- Số nhóm truyền động
+Chiều dài sơ bộ của hộp tốc độ theo công thức:
1 2 2 6 12 1 2 2 12 6 b- chiều rộng bánh răng f- khoảng hở giữa hai banh răng và khe hở để lắp miếng gạt +Số bánh răng chịu mô men xoắn ở trục cuối cùng là ít nhất
+Các cơ cấu đặc biệt dùng trong hộp
Lập bảng so sánh phơng án bố trí không gian:
Kết luận: Với phơng án và bảng so sánh trên ta thấy nên chọn phơng án không gian 2x3x2x2 v×:
- Tỷ số truyền giảm dần từ trục đầu tiên đến trục cuối
- Trên trục đầu tiên một bộ ly hợp ma sát đĩa và một bộ bánh răng đảo chiều Nên cần có không gian lớn do đó ở trục I ta bố chí 2 bánh r¨ng.
- Số bánh răng phân bố trên các trục đều hơn PAKG 3x2x2x2 và 2x2x3x2.
- Số bánh răng chịu mô men xoắn lớn nhất Mmax trên trục chính là ít nhÊt.
Do đó để đảm bảo tỷ số truyền giảm từ từ đồng đều, u tiên việc bố trí kết cấu ta chọn PAKG 2x3x2x2.
3 Bớc 3: Tính toán phơng án thứ tự
Số phơng án thứ tự:
Có 24 phơng án thứ tự; từ đó ta lập bảng lới kết cấu nhóm:
I II III IV I II IV III
I III II IV I III IV II
I IV II III I IV III II
II I III IV II I IV III
II III I IV II III IV I
III I II IV III I IV II
III II I IV III II IV I
III IV I II III IV II I
IV I II III IV I III II
IV II I III IV II III I
IV III I II IV III II I
Từ bảng lới kết cấu nhóm ta vẽ các phơng án điển hình:
Phơng án 1(phơng án tốt nhất)
Phơng án 2(phơng án trung bình)
Phơng án 3(phơng án xấu nhất)
Từ bảng sơ đồ lới kết cấu nhóm và các sơ đồ trên chọn phơng án tốt nhất là: phơng án 1 ( )
Nhng ở sơ đồ trên có nhóm truyền 2[12] có 12 = 1,26 12 > 8 Để đảm bảo
xmax ¿ 8 ta phải thu hẹp lợng mở tối đa từ xmax = 12 xuống xmax = 6.
Do thu hẹp lợng mở nên số tốc độ thực tế bị giảm Ta có số tốc độ thực tế là:
Z1=Z - lợng mở thu hẹp = 24- 6 = 18 PATT bây giờ là: 2[1]x 3[2]x 2[6]x 2[6] Để bù lại số tốc độ trùng vì thu hẹp lợng mở ta thiết kế trên đờng truyền tốc độ cao (đờng truyền tắt).
PAKG đờng trruyền này là: Z2= 2x3x1= 6 tốc độ
Vậy số cấp tốc độ của hộp tốc độ là: Z = Z1 + Z2= 24+6 0
Do trùng 9 tốc độ (tốc độ cuối của đờng truyền tốc độ thấp trùng với tốc độ của đờng truỳên tốc độ cao)
Nên số tốc độ thực của máy là : Z = 30 - 9 = 21 tốc độ
Ta có lới kết cấu của máy nh sau:
4 Bớc 4: Vẽ đồ thị vòng quay
Mỗi một phơng án lới kết cấu chúng ta có nhiều phơng án đồ thị vòng quay. Đồ thị vòng quay luôn ở dạng giảm tốc vì số vòng quay của động cơ lớn mà khi cắt ren ta cần gái trị vòng quay trục chính rất bé, nên buộc phải giảm tốc.
Chọn động cơ: chọn động cơ có nđc 40 (v/ph).
Tỷ số truyền của đai iđ 2 Mặt khác iđ n dc n 0
Ta thấy n0 n19 u0 (v/ph); (đặt n0 ở vị trí của n19).
Theo lý thuyết thì đồ thị vòng quay luôn ở dạng giảm tốc nhng ở trục đầu tiên do phải lắp li hợp ma sát nhiều đĩa, nên để có khoảng không gian lắp li hợp và diện tích tiếp xúc của mỗi đĩa tăng làm cho số lợng đĩa giảm, hay li hợp ma sát đĩa gọn Để thỏa mẵn các yêu cầu trên thì ta buộc phải t¨ng tèc tõ trôc I tíi trôc II.
Vậy ta vẽ đợc đồ thị vòng quay của máy nh sau:
Từ đồ thị vòng quay ta có:
Và các tỷ số truyền: i 1 =ϕ 1 i 2 =ϕ 2 i 3 = 1 ϕ 4 i 4 = 1 ϕ 2 i 5 =ϕ 0 i 6 = 1 ϕ 6 i 7 =ϕ
Suy ra vận tốc tại các trục tính theo tỷ số truyền và vận tốc của động cơ: n1 = i10.i8.i6.i3.i1.i®.n®c n2 = i10.i8.i6.i3.i2.i®.n®c n3 = i10.i8.i6.i4.i1.i®.n®c n4 = i10.i8.i6.i4.i2.i®.n®c n5 = i10.i8.i6.i5.i1.i®.n®c n6 = i10.i8.i6.i5.i2.i®.n®c n7 = i10.i8.i7.i3.i1.i®.n®c n8 = i10.i8.i7.i3.i2.i®.n®c n9 = i10.i8.i7.i4.i1.i®.n®c n10 = i10.i8.i7.i4.i2.i®.n®c n11 = i10.i8.i7.i5.i1.i®.n®c n12 = i10.i8.i7.i5.i2.i®.n®c n13 = i10.i9.i7.i3.i1.i®.n®c n14 = i10.i9.i7.i3.i2.i®.n®c n15 = i10.i9.i7.i4.i1.i®.n®c n16 = i10.i9.i7.i4.i2.i®.n®c n17 = i10.i9.i7.i5.i1.i®.n®c n18 = i10.i9.i7.i5.i2.i®.n®c n19 = i11.i9.i7.i4.i1.i®.n®c n20 = i11.i9.i7.i5.i1.i®.n®c n21 = i11.i9.i7.i5.i2.i®.n®c
5 Bớc 5: Tính số bánh răng các nhóm truyền:
5.1 Tính số răng của nhóm truyền thứ I :
Theo công thức Zx f x f x + g x EK Zx'= Z - Zx Trong đó : K là bội số chung nhỏ nhất của mọi tổng fx + gx
Z Tổng số răng trong cặp
7 = f 2 g 2 có f2; g2 =7 và f2 + g2 = 11+7 VËy béi sè trung nhá nhÊt K = 18
Emin nằm ở tia i2 vì i2 tăng nhiều hơn i1 Khi đó bánh răng Zmin nằm ở tia thứ 2 là bánh răng bị động:
17.18 7.18 = 2,43 LÊy Emin=5 ta cã Z= EK =5.18 = 90 r¨ng
KiÓm tra tû sè truyÒn: i1 Z 1
5.2 Tính số răng của nhóm truyền thứ II :
VËy béi sè trung nhá nhÊt K = 18
Emin nằm ở tia i3 vì i3 giảm nhiều hơn i4 Khi đó bánh răng Zmin nằm ở tia thứ
2 là bánh răng chủ động:
LÊy Emin=4 ta cã Z= EK =4.18 = 72 r¨ng
KiÓm tra tû sè truyÒn: i3 Z 3
5.3 Tính số răng của nhóm truyền thứ III
1 = f 4 g 4 ; có f4=1; g4=1 và f4+g4= 1+1 = 2 VËy béi sè trung nhá nhÊt K = 2.5
Emin nằm ở tia i6 vì i6 giảm nhiều hơn i7 Khi đó bánh răng Zmin nằm ở tia i6 là bánh răng chủ động:
LÊy Emin ta cã Z= EK 10 = 100 (r¨ng)
KiÓm tra tû sè truyÒn: i3 Z 6
5.4 Tính số răng của nhóm truyền thứ IV :
Tơng tự nhóm truyền thứ III, nên ta có: Z8 ; Z8’; Z9=Z9’P
5.5 Tính số răng của nhóm truyền thứ V :
Do kết cấu của hộp tốc độ nên ta chọn hai cặp bánh răng có môđuyn khác nhau và cặp bánh răng có tỷ số truyền i10 là cặp bánh răng nghiêng với góc giêng là = 20 0 Ta dùng hai loại môđuyn m10 và m11 Điều kiện làm việc là:
Trong đó A- Khoảng cách trục
Z10, Z11- Tổng số răng của nhóm bánh răng có môđuyn m10, m11
Tìm Z10 bằng cách phân tích: i 10 = 1 ϕ 3 = 1
2 , tổng số Z6 phải là bội số chung của 3 do đó ta chọn K = 32
Khoảng cách trục A là: A = m10 Z10.cos/2 = 3,25.96.cos15 0 /2 = 150 mm Và: Z11= 3.33 100 răng i11= Z11/ Z11' =1
Khoảng cách trục A là: A = m11 Z11/2 = 2,5 100/2 = 125 mm
Nh vậy các tỷ số truyền i10 , i11 dùng bánh răng dịch chỉnh.
KiÓm tra tû sè truyÒn: i 10 = Z 10
Từ các số liệu tính toán ở trên ta có bảng thống kê các cặp bánh răng: i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 z i
5.6 Kiểm nghiệm sai số vòng quay trục chính
Ta có phơng trình cân bằng xích động nt/c = ∏ Z Z i i ' iđ.nđ/cơ
Trong đó nđ/cơ = 1440 (v/ph)
Tính sai số vòng quay theo công thức n n t /c − n tÝnh n t /c 100%
Trong đó: nt/c - Số vòng quay tiêu chuẩn ntính - Số vòng quay tính toán theo phơng trình xích độSai sè [n] 5%
Từ đó ta các bảng tính số vòng quay trục chính và sai số so với vong quay tiêu chuẩn:
TT Phơng trình xích động ntính nt/c n%
5.7 Đồ thị sai số vòng quay
Từ đồ thị sai số vòng quay ta thấy: [n] max=2,34 - (-2,16) =4,50% < 5%
5.8 Sơ đồ động Hộp tốc độ:
Tên trục Tên bánh r¨ng
Mô duyn Dtb =mZ Khoảng cách trục
5.9 Hệ thống điều khiển hộp tốc độ n 1 n 3 2 n n 6 7 n n 5 4 n n 12 13 n n 1 14 n n 10 11 n n 9 8 n n 16 17 n n 19 18 n n 22 23 n n 21 20 n n 15
U 9 (D - P ) U 9 (D - P ) K hè i A 0 n Kh èi B Kh èi C K hè i D C am kh èi A C am kh èi B C am kh èi C C am kh èi D
Tính toán thiết kế động học Hộp Chạy Dao
1 II.1 Tính toán bớc tiện ren
II.1.1 Bớc 1: số liệu bớc ren
II.1.2 Bớc 2: chọn cơ cấu cho i cs và i gb
Trên cơ sở máy chuẩn 1A62 ta thấy số lợng bớc ren máy phải cắt tơng đối lớn, nên nhóm gấp bội ta dùng bánh răng di trợt còn nhóm cơ sở dùng cơ cấu Norton 8 bánh răng.
II.1.3 Bớc 3: xếp bảng ren
Trong bảng xếp ren thì số hàng thể hiện tỷ số truyền cơ sở, còn số cột biểu diễn tỷ số truyền gấp bội (bao gồm cả tỷ số truyền gấp bội và khuếch đại) Từ số liệu bài cho ta có bảng xêp ren nh sau:
Ren Anh Tiêu chuẩn (Gấp bội) Khuếch đại
Qua bảng xếp ren ta thấy bảng ren có số cột và số hàng nhiều (8 cột và 8 hàng) Số hàng là nhóm cơ sở còn số cột là nhóm gấp bội.
Với 8 hàng tốt nhất dùng cơ cấu Norton với 8 bánh răng là tốt nhất vì khoảng cách giữa các bánh răng nhỏ nên khoảng cách trục nhỏ đảm bảo đợc độ cứng vững của trục và dộ bền của trục Vậy nhóm cơ sở dùng bánh răng hình tháp (cơ cấu Norton có 8 bánh răng).
Tơng tự với 8 cột nhóm gấp bội tốt nhất là dung cơ cấu Mean gián tiếp, nhng đã có 4 tỷ số truyền khuếch đại đợc lấy ở hộp tốc độ, nên chỉ còn cố 4 tỷ số truyền nữa ở igb Với 4 tỷ số truyền thì đảm bảm dễ điều khiển và khoảng cách trục nhỏ độ cứng vững lớn thì tốt nhất là dùng bánh răng di trợt Vậy nhóm gấp bội dùng bánh răng di trợt.
II.1.4 Bớc 4: thiết kế nhóm cơ sở
Sử dụng cơ cấu Norton cho nhóm truyền cơ sở.
Gọi Z1; Z2…ZZn là số răng của bộ bánh răng hình tháp thuộc cơ cấu Norton ở bảng ren Quốc tế chọn cột có bớc ren: 3,25; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5; 6 làm nhóm cơ sở.
+ Để cắt ren quốc tế:
= 26 : 28: 32 : 36 : 40 : 44 : 48 Tóm lại: Để cắt 3 loại ren thì cơ cấu Norton phải có số răng:
Số răng các bánh răng trong cơ cấu Norton không thể lấy quá lớn vì sẽ làm tăng kích thớc nhóm truyền nên ngời ta hạn chế trong giới hạn: 25 < Zi < 60.
Z1 = 26; Z2 = 28; Z3 = 32; Z4 = 36; Z5 = 38; Z6 = 40; Z7 = 44; Z8 = 48 Để tránh cho bộ Norton kém cứng vững do hai gối đỡ cách xa nhau, số bánh răng của cơ cấu Norton phải nhỏ hơn 10 13 bánh răng.
Nh vậy cơ cấu Norton của máy cần thiết kế ta chọn cơ cấu Norton có 8 bánh r¨ng.
Mô hình cơ cấu Norton:
II.1.5 Bíc 5: thiÕt kÕ nhãm gÊp béi
Nhóm gấp bội tạo ra 4 tỷ số truyền với công bội =2 ở bảng ren Quốc tế chọn cột có bớc ren: 3,25; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5; 6 làm nhóm cơ sở, thì muốn tiện ra toàn bộ số ren có tỷ số truyền nhóm gấp bội bằng: 1/4; 1/2;1/1; 2/1
Hộp chạy dao có công suất bé, hiệu suất thấp, các bánh răng có cùng môdul nên việc chọn phơng án thứ tự Mx trên các trục trung gian tăng dần không còn quan trọng nữa Mặt khác bánh răng có cùng môdul nên việc chọn PAKG để giảm cấp số vòng quay không làm tăng kích thớc bộ truyền.
Do đó để đơn giản ta tham khảo máy chuẩn chọn ra PAKG & PATT
Số bánh răng chịu mô men xuắn
Nhận xét : PAKG 4x1 có số bánh răng trên một trục nhiều, khó chế tạo.
PAKG 2x2 là hợp lý hơn, nên ta chọn PAKG Z = 4 = 2x2.
Víi PAKG 2x2 cã sè PATT: K! = 2! = 2.
Ta cã líi kÕt cÊu:
Chọn phơng án 1 vì là phơng án có hình dẻ quạt và các tia xếp khít nhau.
2[2] i1’ i2’ i3’ i4’ i3 i4 i1 i2 Đồ thị vòng quay : để tránh sai số trùng lặp dẫn đến công hởng sai số ta chọn tỷ số giữa các bộ truyền nhóm gấp bội khác 1 và tơng tự máy chuẩn ta vẽ đợc đồ thị vòng quay nh hình trên Tính lại các tỷ số truyền gấp bội:
II.1.6 Bớc 6: Tính số răng của nhóm gấp bội
Béi sè chung nhá nhÊt: K = 3.2 = 6.
Béi sè chung nhá nhÊt: K = 3
Vậy ta có các số răng của nhóm gấp bội:
Ta thấy khoảng cách của các trục là nh nhau vì chọn Modul giống nhau, nên ta có thể lấy bánh răng Z = 56 là bánh răng dùng chung.
II.1.7 Bớc 7: kiểm tra lại i kđ
Nh vậy trong nhóm khuếch đại chỉ đáp ứng đợc 3 tỷ số truyền khuếch đại đó là:
1 còn thiếu 2 tỷ số truyền
1 Để cung cấp đủ các tỷ số truyền trên thì từ khoảng ikđ tới itt ta bố trí thêm một bộ đảo chiều (iđc) Vừa có nhiệm vụ dảo chiều (với một tỷ số truyền đảo chiều
1 ) vừa có nhiệm vụ cung cấp thêm 2 tỷ số truyền thuận
2 Khi đó kết hợp ikđ&iđc ta sẽ có thêm 2 tỷ số truyền ikđ nữa là
1 Trên cơ sở máy chuẩn 1A62 ta cố thể bố trí các bánh răng ở nhóm đảo chiều nh sau:
- Tỷ số truyền đảo chiều gồm 3 bánh răng 38x2 và các trục nằm trên 3 đỉnh của tam giác.
- Tỷ số truyền thuận 2 cặp bánh răng
48x1,75 Kiểm tra khoảng cách trục (a1 > a2 để bánh răng 1 và 3 không va đập vào nhau):
a1 > a2 thỏa mãn các bánh răng không va vào nhau.
II.1.8 Bớc 8: thiết kế các nhóm truyền còn lại
Tính tỷ số truyền còn lại (ibù) bao gồm các bánh răng phụ, bánh răng thay thế của hộp chạy dao.
Phơng trình cân bằng động:
1vtc ibù ics igb tv = tp vì ibù = itt icđ
Nên có phơng trình mới:
1vtc itt ic® ics igb tv = tp
Trong đó: ibù là tỷ số truyền còn lại bù vào xích truyền động itt là tỷ số truyền của bộ bánh răng thay thế icđ là tỷ số truyền một số bộ bánh răng cố định còn lại nằm trong xÝch truyÒn ics là tỷ số truyền của nhóm cơ sở igb là tỷ số truyền của nhóm gấp bội tv bíc ren vÝt tp bớc ren cần cắt trên phôi. Để tính ibù ta chỉ cần cho cắt thử một bớc ren nào đó Chẳng hạn ta cắt thử ren Quốc tế có tp = 5mm Vì nhóm gấp bội có bốn tỷ số truyền (Z=4) là:
1 , nên qua bảng xấp ren Quốc tế ta có i gb =
1A62 chọn tv mm; Z0 ( thì ics Z 4
28 (cơ cấu Norton chủ động)
Do đó: ibù t p t v i cs i gb = 5
Dựa vào máy chuẩn chọn icđ 25 36
Suy ra: ibù = itt icđ
25B 100 Thông thờng bánh răng thay thế
100 cũng đợc để cắt ren Anh Nhng khi cắt ren Anh thì đi theo đờng khác Bộ bánh răng Norton bị động.
Giả sử cắt ren Anh với n = 10(v/ph); t p %,4 n %,4
Tỷ số truyền cố định icđ
25 cũng đợc dùng khi cắt ren Pict vì ren Anh và ren Pict có chung một con đờng cơ cấu Norton bị động, nhng với hai cặp bánh răng thay thế khác nhau.
Tìm bánh răng thay thế khi cắt ren Pict (và ren Modun):
Cắt thử ren Pict với Dp = 12.
Suy ra: i tt = t p t v i cs i gb i c ® 12 127 25,4
II.1.9 Kiểm tra lại các bớc ren đợc cắt
2 II.2 Tính toán bớc tiện trơn
Theo đầu bài lợng chạy dao:
Smin (dọc) =0,082(mm/vòng); Smin (ngang) =0,027 (mm/vòng). Đờng truyền động để tiện trơn giống tiện ren, nhng đến ly hợp M4 đóng ly hợp ở giữa vị trí bánh răng Z( và ZV truyền qua ly hợp vào trục vít me Từ trục này truyền về hai ngả: phía trái tiện dọc và phía phải tiện ngang Tức là tiện trơn là hệ quả của tiện ren với bớc tiện trơn dày hơn nhiều so với bớc tiện ren chuÈn.
Dựa vào máy chuẩn ta lấy các tỷ số truyền nh máy chuẩn, khi đó ta có các phơng trình cân bằng nh sau:
1vt/c.itt.ic®.ics.igb.
1vt/c.itt.ic®.ics.igb
Tiện trơn theo con đờng cắt ren hệ mét, ta có thể viết lại phơng trình cân bằng nh sau:
- Đi qua ittB/100, Norton chủ động :
Trong đó: Zi = 26 48 (số răng trong cơ cấu Norton); igb=1/4; 1/2; 1/1; 2/1; x: sè ®Çu mèi trôc vÝt.
Tiện trơn theo con đờng cắt ren Modun:
- Đi qua itt= 32/97, cơ cấu Norton chủ động:
Từ các phơng trình trên ta thấy khi cơ cấu Norton chủ động có Zn = 26 48 và igb đều cho giá trị khác yêu cầu Vậy ta phải điều chỉnh một số cặp bánh răng trong hộp xe dao để đảm bảo yêu cầu.Tuy nhiên để đảm bảo khoảng cách trục nh máy chuẩn ta phải giữ nguyên Z=const.
Ta chọn con đờng tiện theo ren hệ mét tức là đi qua ittB/100 và cơ cấu Norton chủ động nên ta điều chỉnh tỷ số truyền của cơ cấu trục vít bánh vít.
; Chọn x = 4 Khi đó: Sdọc min = 0,00314.26.1/4.4 = 0,08164 mm/vòng
Vậy ta có các đờng truyền sau :
1vt/c.itt.ic®.ics.igb.
1vt/c.itt.ic®.ics.igb
Nhiệm vụ chung
Hệ thống điều khiển hộp chạy dao có nhiệm vụ thay đổi các cơ cấu truyền động trong hộp chạy dao để cắt đợc các loai ren khác nhau Quá trình thay đổi các đờng truyền thông qua việc đóng mở các ly hợp Qua việc tham khảo máy chuẩn T620 ở đây ta bố trí 2 nhóm tay gạt 1 và 2 để thực hiện nhiệm vụ trên.
3 I.1 Đối với nhóm I (Tay quay tổ hợp I)
- Nhóm này có nhiệm vụ thay đổi các bớc tp khi cắt mỗi loại ren.
- Thay đổi vị trí ăn khớp của bánh răng Z34 ăn khớp với 1 trong 8 bánh của bộ Norton để thực hiện các bớc ren trong các cột cơ sở.
- Thay đổi vị trí của khối bánh răng di trợt Z28 + Z42 trên trục XII và Z28+Z56 trên trục XIV để thực hiện các bớc ren trong các cột cơ sở.
4 I.2 Đối với nhóm II (tay quay đơn)
- Nhóm này dùng để thay đổi chuyển động khi cắt các loại ren khác nhau theo yêu cầu. Đối với mỗi loại ren khác nhau thì khi cắt tay gạt này có vị trí tơng ứng khác nhau.
Cụ thể: + Vị trí tiện ren quốc tế và môdun
+ Vị trí tiện ren và pit + Vị trí tiện ren chính xác + Vị trí tiện ren mặt đầu + Vị trí tiện trơn Để thực hiện các yêu cầu trên nhóm gạt II phải điều khiển sự ăn khớp ra vào của bốn ly hợp M2- M3- M4 và bánh răng di trợt trên trục IX có Z% Nh vậy nhóm I và II không thể thay thế lẫn nhau đợc Vì trong cùng một lúc không thể cắt đợc 2 loại ren mà chỉ 1 loại ren đợc cắt phải gạt 2 tay gạt.
Cấu tạo- nguyên lý- cách tính toán hệ thống tay gạt
Cấu tạo giống nh nhóm I ở máy chuẩn.
Điều khiển nhóm cơ sở:
+ Kéo tay quay tổ hợp I giá trị H thông qua hệ thống đòn và tỷ lệ cánh tay đòn và thông qua hệ thống này làm cho Zđ quay quanh O2 1 góc β
+ Tay quay tổ hộp ở trạng thái kéo ra và quay đi Để Zđ di trợt và lần luợt ăn khớp với các Zn Lúc đó cụm điều khiển kéo càng (lắp bánh Zđ) nhờ chốt chạy trên rành xiên song song với độ côn của bánh nooctong Vị trí ăn khớp đợc xác định bởi 1 trong 8 lỗ trên rãnh Khi đẩy tay quay vào thì quá trình xảy ra ngợc lại làm bánh đệm Z34 ăn khớp với 1 trong 8 bánh của bộ Norton kết thúc nhóm điều khiển cơ sở.
§iÒu khiÓn nhãm gÊp béi:
Khi kéo tay quay tổ hợp ra chốt sẽ đi vào 1 trong 4 lỗ bánh răng Z34 khi quay tay điều khiển nhóm cơ sở thì chốt sẽ làm quay bánh răng này và 2 bánh răng nữa, bánh răng quay làm chốt dịch chuyển tác động vào càng gạt gạt khối 2 bậc Z28-56 tới vị trí ăn khớp của nó còn các bánh răng kia sẽ chuyển tác động đén càng làm dịch chuyển khối bánh răng 2 bậc Z (28-42) trên trục XII.
6 II.2.Tính toán nhóm I (tay quay tổ hợp)
+ Những điều cần chú ý khi nghien cứu máy chuẩn. Độ nâng a của rãnh A bằng bao nhiêu để khi lắc thì bánh đệm Z34 thoát ra hoàn toàn khỏi khối Norton tạo ra 1 khoảng hở để khi bộ bánh đệm chuyển động dọc trục không bị va chạm.
Góc α có trị số bao nhiêu để phù hợp hành trình gạt và chốt chạy đợc dễ dàng trong rãnh. Để trình độ nâng a cần tìm độ lắc yêu cầu của bánh đệm Z34 ăn khớp với bộ nooctong và tỷ số lắc (tỷ số lắc hằng, tỷ số giữa khoảng dịch chuyển của điểm tiếp xúc trên Z34 với khối Norton và khoảng dịch chuyển của chốt Q).
Qua hình vẽ ta thấy khi khối bánh răng đệm Z34 ăn khớp với Z48 thì độ lắc yêu cầu phải lơn hơn chiều cao răng 1 lợng nào đó để khi gạt không bị ảnh hởng va ®Ëp.
Khi đó khoảng cách từ tâm quayO của cần lắc p tới tâm chốt B là nhỏ nhất.
Do đó llắc là nhỏ nhất.
Khi bánh răng đệm ăn khớp với Z1(Z26) thì yêu cầu độ lắc là:
X =h r +( Z 7−Z ) m / 2 ( h r : h r¨ng) Độ lắc lúc này là lớn nhất nhng khi đó khoảng cách từ tâm O của cần p tới chốt B lúc này cũng lớn nhất.
Nh vậy cứ kéo từ Z1 đến Z8 của bộ Norton thì độ nâng tăng dần lên và độ lắc cũng tăng dần và tỷ số i min và x min sẽ lấy với bánh Z8 Trong khi đó độ nâng a của rãnh A trên thanh n tỷ lệ thuận với với độ lắc x nh ng tỷ lệ nghịch với tỷ số lắc i Do đó khi tính độ nâng a ta phải tinh ở hai vị trí tơng ứng với bánh răng ăn khớp Z1 và Z8 để chọn a nào lớn hơn.
Tính toán độ nâng a khi ăn khớp với Z4
Từ số răng và modun của bánh răng ta tính đợc khoảng tâm lúc ăn khớp O1O2
2 (48+36)mm Để lắc khối đệm Z34 tách ra khỏi vị trí ăn khớp với bộ nooctong thì khoảng cách các tâm nh sau:
Gọi góc lắc của O 3 là β thì β= ^ O 1 ′ − ^ O 1 Ta có: cosλ= b 2 +c 2 −a 2
Khi ¤3 quay quanh O1 mét gãc β th× T còng quay quanh O 1 1 gãc β=3 0 2 ' Nh vậy chốt T dịch chuyển 1 đoạn bằng t, vì góc nâng nhỏ nên coi t bằng cung quay đợc t= 2 Π 75
Nh vậy chốt B phải dịch chuyển một đoạn đờng bằng a (a bằng độ nâng của rãnh trên thanh n) a=3,96/50.150=7,92mm
-Tính độ nâng a khi bánh đệm Z34 ăn khớp với Z1 của bộ Norton
Góc cần thiết khi gạt là β= ^ O 1 ′ − ^ O 1
Tơng tự nh trên ta có: O ^ 1 ′ = 43
Nh vậy chốt T phải quay 1 góc β$ 0 15 '
Tơng ứng với chốt T phải dịch chuyển 1 đoạn t t= 2 Π 75 24 0 15 '
So sánh 2 vị trí ta có thể chọn a#(mm)
- Tính góc nâng α của rãnh A
Nếu α càng nhỏ thì chốt Q chuyển động trong rãnh cũng dễ nhng nếu nhỏ quá thì thanh n và rãnh A phải có kích
Ngà m quay thớc dài để dễ chuyển động Nếu α lớn thì thanh n ngắn dẫn đến chuyển động của thanh ngắn.
Sau khi nghiên cứu cách bố trí không gian và kích thớc máy ta tính α rồi so sánh Nếu α< 48 0 là đợc.
Theo kinh nghiệm α 8 0 là tốt nhất
Theo máy chuẩn ta chọn đợc các kích thớc
L= a tgα# tg38 0 ),5mm lÊy L0mm.
Khi thay đổi tỷ số truyền ở nhóm cơ sở phải kéo trục ra để xoay theo máy chuẩn khoảng cách đợc tạo ra khi đó ¿ 30(mm) Ta chọn ¿ 33mm Do đó khi chuyển động kéo ra thì O →O 1 ;
.Tức là thanh n chuyển động đợc 1 đoạn là 33mm.Từ đó rút ra đợc α min tg α min = a
30 =0 ,78 ⇒ α min X 0 Lấy α trong khoảng từ 38 0 - 45 0
- Tính góc quay cần thiết để dịch chuyển khối D ăn khớp với từng bánh răng của khối noóc tông Khi thay đổi bớc ren của nhóm cơ sở, quay tay gạt F một góc tơng ứng, nghĩa là thay đổi sự ăn khớp cuả khối D với bánh răng của khối Norton.
TÝnh gãc quay cÇn thiÕt: tg γ = β
⇒γ=8 0 2' Đây chính là góc giữa 2 lỗ định vị kế tiếp nhau trên tay gạt.
7 II.3 Tính toán nhóm II (tay quay đơn)
Tay quay II điều khiển trục mang 3 cam thùng I, II, III
Cam I: điều khiển ly hợp M2 và bánh răng Z25 trên trục IX
Cam II: Điều khiển ly hợp M3
Cam III: Điều khiển ly hợp M4
Nhiệm vụ các cam thùng trên làm nhiệm vụ đóng mở các ly hợp để cắt các loại ren khác nhau: Quốc tế- Modun-Anh-Pict-Mặt đầu- chính xác-Tiện trơn.
Phân tích các chuyển động khi cắt các loại ren ta có các vị trí các ly hợp
Khi cắt ren quốc tế và môđuyn (đờng Norton chủ động):
Khi cắt ren Anh+Pít (đờng Nooctong bị động):
Khi cắt ren chính xác:
Trôc IX- M2-XI- M4-XIV- M4-XV
Khi cắt ren mặt đầu:
X Đờng truyền giống nh ren quốc tế chỉ khác là nối trục XV không nối vào vít me mà qua tỉ số truyền 28/56 – XVI để truỳen dẫn cho vít me ngang.
Tiện trơn: Đờng truyền giống ren quốc tế chỉ khác ở chỗ nối trục XV không nối vào trục vít me mà qua 28/56 truyền động cho trục XVI.
Nhận xét: Khi tay gạt I quay 1 vòng thì nó sẽ phải thực hiện đợc việc điều chỉnh cắt tất cả các loại ren theo yêu cầu thiết kế máy Do đó nhóm gạt II phải có 5 vị trí tơng ứng với 5 loại ren kể trên.Tính lợng nâng thông qua hành trình gạt L:
Ly hợp M2: khi gạt để làm việc thì đồng thời phải cắt sự ăn khớp của bánh r¨ng 25/36; L2=B+f+2mm
SƠ Đồ KHAI TRIểN R NH CAMãNH CAM
Gãc quay tay gạt Loại ren
360 0 Quốc tế + Môdul T T P a - Tính độ nâng của cam
+ Cam M2: Theo vị trí của máy, độ gạt yêu cầu của bánh răng là 25 (mm), tỷ số truyền cam M2 = 1 nên độ nâng của cam M2 là X= 25/2 = 12,5 (mm).
+ Cam M3: Độ gạt yêu cầu là 28 (mm), tỷ số truyền của cam M3 = 1 nên độ nâng của cam II là X = 28/2 = 19(mm).
+ Cam M4: Độ gạt yêu cầu là 28 (mm), tỷ số truyền cam M4 = 1, nên độ nâng của cam IV là X = 28/2 = 19 (mm). b- Các kích thớc của cam
Dcon l¨n = 12 (mm); b = Dcl¨n + 1 = 12 + 1 (mm) §êng kÝnh chèt d = 10 (mm)
Bán kính góc lợn của rãnh cam r = Rcon l¨n + 0,5 = 6 + 0,5 = 6,5 (mm)
Con l¨n Chèt c- Kiểm tra điều kiện làm việc của cam α≤90 0 −ϕ tg ϕ=0,1⇒ϕ=6 0
Thiết kế động lực học toàn máy
xác định lực trong các cơ cấu truyền dẫn
8 I.1 Xác định lực cắt và lực chạy dao
Các thành phần lực tác dụng lên cơ cấu chấp hành (dao và phôi) của máy 1A62 nh sau:
Công thức tính lực cắt: PX = C t X S Y
PZ = C t X S Y Trong đó: C - là hệ số kể đến sự ảnh hởng của tính chất vật liệu gia công. t - là chiều sâu cắt
S - lợng chạy dao Tra bảng II.1 (Tính toán thiết kế Máy Cắt Kim Loại) ta có:
Công thức tính lực cắt c x y
Chi tiết 115 x 2000, thép 45, HB = 200, dao tiện thờng P18, chế độ cắt n 40 v/ph, S = 1,4 mm/vòng, t = 6 mm thì đợc:
Chế độ 70, l = 350 mm; thép 45 có tỳ mũi nhọn, dao T15K6
Tốc độ n = 400 vg/ph; S = 0,39, t =5mm.
PX = C t X S Y = 650 5 1,2 0,39 0,65 = 2431N c Tính lực chạy dao (Q)
Theo công thức thực nghiệm do Rêsêtôp và Lêvít với máy tiện có sống trợt l¨ng trô: Q=k P X +f ( P Z +G )
Với: G: trọng lợng phần dịch chuyển %0 kg %00 N f: hệ số thu gọn ma sát trên sống trợt = 0,15 đến 0,18 k: hệ số tăng lực ma sát do P X tạo ra mômen lật; k=1,15
Thay vào công thức trên có: Q = 1,15.6945+0,16.(15445,6+2500)
9 I.2 Tính mômen xoắn của động cơ điện
Khi máy tiện làm việc trong hộp tốc độ Mx của động cơ cân bằng với Mx của lực cắt và Mx ma sát trong các cặp truyền động.
Với i 0 : tỉ số truyền tổng cộng xích i k : tỉ số truyền từ cặp có M Xms tới trục chính η : hiệu suất toàn xích
M XPc : mômen xoắn do lực cắt gây ra M XPc = P Z d/2
P Z : lực cắt tiếp tuyến d: đờng kính chi tiết gia công
1450 0624 (N.mm) (ở đây hiệu suất η =0,75 và tỉ số truyền i 0 37, 5
-Khi th ở chế độ thử công suất: dp, n75 v/p , P Z = 4935
Tính công suất động cơ điện
10 II.1.Xác định công suất động cơ truyền dẫn chính
Công suất động cơ gồm: N dc =N c +N 0 +N p
N p : công suất phụ tiêu hao theo hiệu suất và do những nguyên nhân ngẫu nhiên ảnh hởng đến sự làm việc của máy.
60.102 9 , 81 (kW) Theo chế độ thử công suất P Z = 4935(N), n75(v/p), dp(mm)
Thờng thì N c =( 70 ữ85 ) 0 0 N dc nên có thể tính gần đúng:
0 , 85 =7,8(kW) Xác định công suất chạy không :
Với:Km - hệ số phụ thuộc chất lợng chế tạo các chi tiết và điều kiện bôi trơn
Km = 3 6 , lÊy Km = 5 n - tổng số vòng quay của tất cả các trục (trừ trục chính) dtb - đờng kính trung bình của tất cả các ngõng trục của máy (mm) khi thiết kế máy phải tính sơ bộ các trục.
K1 - hệ số tổn thất công suất riêng tại trục chính, K1 =1,5 ntc - số vòng quay trục chính
Xác định công suất phụ:
k - hệ số các bộ truyền cùng loại ik - số lợng các bộ truyền cùng loại
Do đó chọn động cơ tiêu chuẩn N=7(kW) và n40(v/ph).
11 II.2 Xác định công suất chạy dao:
- Khi tính theo tỉ lệ với công suất động cơ chính:
N dcS = K N dcV (với máy tiện k=0,04)
-Khi tính theo lực chạy dao:
Với: V S : tốc độ chạy dao, V S =S.n=0,39.3756,25(mm/p) η cd : hiệu suất chung của cơ cấu chạy dao ( 0,150,2)
Q: lực kéo (N) Thay vào công thức trên:
Tính sức bền chi tiết máy
12 III.1 Lập bảng tính sơ bộ đờng kính trục
Số vòng quay tính toán trên trục, Theo công thức: nt = nmin
Công suất trên trục thứ i đối với hộp tốc độ:
Với i: hiệu suất từ động cơ tới trục i
Chọn: br = 0,97; ôl = 0,994; đai = 0,95; lh = 0,95.
Mômen xoắn trên trục i: Mi = 716200.
N trôc n t ( N mm) Đờng kính sơ bộ của trục i: dsb = C
Mômen xoắt trên trục động cơ:
Bảng tính sơ bộ đờng kính các trục trong Hộp tốc độ:
Trô c n min n max n tính i N i M i d sb d chọn Ghi chó
Bảng tính sơ bộ đờng kính các trục trong Hộp chạy dao:
Ni = Ncd.i = 0,32 i; Với i - hiệu suất động cơ tới trục i.
Trô c n min n max n tính i N i M i d sb d chọn Ghi chó VII 11,32 1185,88 36,2
14 III.2 TÝnh trôc trung gian (trôc XII) a Số liệu
Pr2 = Pv2.tgw = 16117.tg20 0 = 5866 (N) b Tính các phản lực tại các gối tựa b.1 Xét trong mặt phẳng yoz ta có:
Mômen của từng mặt cắt:
ME = VyC.50 = 5399.50 = 269950 (Nmm). b.2 Xét trong mặt phẳng xoz ta có:
Mômen của từng mặt cắt:
V xC c Biểu đồ Momen d Tính đờng kính trục tại mặt cắt nguy hiểm
Ta có công thức xác định sơ bộ đờng kính trục: d= 3 √ 0,1 M tdi [ σ ]
Theo bảng 10.5/195 (TTTKHDĐCK Tập I) có:
Với vật liệu thép 45 có b = 850 (Mpa) [] = 67 (Mpa).
Mặt khác từ biểu đồ Memen ta thấy mựat cắt tại vị trí E là nguy hiểm nhất, nên ta chỉ tính toán và kiểm tra độ bền tại mặt cắt này còn các mặt cắt khác sẽ đủ bÒn.
Chọn d = 35mm. e Kiểm nghiệm hệ số an toàn về mỏi tại mặt cắt nguy hiểm
Trục quay ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng, mô men xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động Với trục làm bằng thép các bon có b0MPa nên:
=0,05; =0 Hệ số ảnh hởng của ứng suất trung bình (Bảng 10-7); kdj=(k/+kx-1)/ky kdj=(k/+kx-1)/ky
Hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt: kx=1,1 (Bảng 10-8);
Hệ số tăng bền: ky=1,65. k, k: Hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và khi xoắn (Bảng 10-9); rãnh then và dùng dao phay đĩa để gia công rãnh then: k=1,65; k=1,5.
, : Hệ số kích thớc phụ thuộc vào đờng kính trục (Bảng 10-10); d5mm =0,86; =0,8. kE=(k/+kx-1)/ky =(1,65/0,86+1,1-1)/1,7=1,19 kE=(k/+kx-1)/ky=(1,52/0,8+1,1-1)/1,7=1,18 ứng suất trên trục: σ aj =σ max = M j
Tại mặt cắt nguy hiểm nhất trục đủ bền Trục đủ bền và không cần kiểm tra độ cứng vững của trục.
Vậy chọn đờng kính trục tại vị trí lắp bánh răng d = 35 mm; còn đờng kính ngõng trục chọn dng = 30mm. f Tính và chọn then trên trục XII
Chọn then hoa răng hình thân khai, tính độ bền cho thên: ứng suất dập: σ d = 2.T d tb l h Z ϕ ≤ [ σ d ]
d< [d] Vậy then đủ điều kiện bền. g Tính và chọn ổ lăn cho trục XII
Mômen xoắn: Mx 38462,26 Nmm §êng kÝnh ngâng trôc: d = 30mm
Thời hạn sử dụng: Lh H000 giờ
Mặc dù chỉ cố tải trọng hớng tâm nhng ta vấn chọn ổ đũa côn cỡ trung cho các gối A & C để tăng độ cứng vững.
Còn tại gối trục B ta dùng ổ bi đỡ một dãy.
Với d = 30mm theo bảng P2.11/262 (TTTKHDĐCK Tập I) chọn ổ có số hiệu là: Ký hiệu: 7606 d
B, mm r, mm §êng kÝnh bi, mm C, kN
Kiểm tra khả năng tải của ổ
Lực dọc trục do lực hớng tâm gây ra:
Kiểm tra ổ theo khả năng tải động:
Tải trọng quy ớc: Q=(XVFr+YFa)ktkđ
V: Hệ số ảnh hởng của vòng nào quay; Vòng trong quay V=1; kt : Hệ số ảnh hởng nhiệt độ: kt =1 kđ: Hệ số ảnh hởng tải trọng động kđ =1,5 (Tải trọng va đập vừa).
Kiểm tra ổ theo khả năng tải động của ổ chịu tải trọng lớn hơn:
thoả mãn Kiểm tra khả năng tải tĩnh:
Với X0, Y0: Hệ số tải trọng hớng tâm và tải trọng dọc trục (Bảng11.6[1]). Với ổ đũa côn có: X0=0,5; Y0=0,22cotg= 0,22cotg(12 0 ) 1,04
Thoả mãn khả năng tải tĩnh.
Lực tác dụng lên gối B:
Kiểm tra ổ theo khả năng tải động:
Tải trọng quy ớc: Q=(XVFr+YFa)ktkđ
V: Hệ số ảnh hởng của vòng nào quay; Vòng trong quay V=1; kt : Hệ số ảnh hởng nhiệt độ: kt =1 kđ: Hệ số ảnh hởng tải trọng động kđ =1,3 (Tải trọng va đập vừa). Lực dọc trục do lực hớng tâm gây ra:
Víi lge=[lg(Fr/C0)-1,144]/4,73=[lg(14680/17,90)-1,144]/4,73
Khả năng tải động của ổ:
43,6 =1,4 0 0 Kiểm tra khả năng tải tĩnh:
Với X0, Y0: Hệ số tải trọng hớng tâm và tải trọng dọc trục (Bảng11.6[1]). ổ bi đỡ: X0=0,6, Y0=0,50.
Qt =0,6.14680+0,5.9131,6373,8(N) 14 (kN)
