Thiết kế máy phay lăn răng

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn: Chế tạo máy NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Cán hướng dẫn: TS Hoàng Vị Thái nguyên, ngày tháng năm 2010 Cán hướng dẫn (ký tên) Sinh viên: Cao Nguyên 1 HD: TS Hoàng Vị Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn: Chế tạo máy NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ CHẤM BÀI Thái Nguyên, ngày tháng năm 2010 Cán chấm (ký tên) Sinh viên: Cao Nguyên 2 HD: TS Hoàng Vị Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn: Chế tạo máy LỜI NĨI ĐẦU Trong cơng xây dựng đất nước theo định hướng xã hội chủ nghĩa, với mục tiêu đưa nước ta trở thành nước công nghiệp đại Những năm vừa qua đất nước ta có đổi mới, phát triển vượt bậc, từ nước nông nghiệp lạc hậu có bước tiến định cơng nghiệp hóa đại hóa Có thành phải kể đến đóng góp vơ to lớn ngành khí chế tạo máy - ngành then chốt công nghiệp Và để phục vụ cho ngành khí chế tạo máy không nhắc đến loại máy công cụ Máy cơng cụ thiết bị dùng để bóc lượng dư (kim loại) từ phơi để biến chúng thành chi tiết máy theo ý muốn Ngày với tiến khoa học kỹ thuật, loại máy công cụ ngày trở nên phong phú, đa dạng, đáp ứng nhu cầu, dạng sản xuất Chính mà dù có phương pháp chế tạo chi tiết khác (như dập) vai trị máy cơng cụ khơng thể thiếu với ngành khí chế tạo máy Để thiết kế, chế tạo, cải tiến làm tăng số chủng loại, chất lượng số lượng máy cơng cụ địi hỏi nhà thiết kế phải có tư logic, sáng tạo, khơng ngừng nghiên cứu tìm tịi, học hỏi Những yếu tố có nhà thiết kế rèn luyện, học tập, đào tạo thời gian dài Vì sau năm học tập, nghiên cứu ghế nhà trường, đến em trang bị đầy đủ kiến thức chuyên ngành Cơ Khí Chế Tạo, trở thành kỹ sư khí, nhà thiết kế Và để tổng hợp kiến thức học, định hướng cơng việc, nhiệm vụ người thiết kế em nhận đề tài đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy Phay Lăn Răng Với hướng dẫn, bảo tận tình thầy giáo TS Hồng Vị thầy cô giáo môn, với cố gắng thân, đến em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Trong trình làm đồ án kiến thức có hạn, chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong bảo, góp ý thầy (cơ) để em có điều kiện học hỏi thêm Em xin chân thành cảm ơn! Thái nguyên, ngày 15/05/2010 Sinh viên Sinh viên: Cao Nguyên 3 HD: TS Hoàng Vị Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn: Chế tạo máy MỤC LỤC Chương I 1.1 1.2 1.3 Chương II 2.1 2.2 2.3 Chương III 3.1 3.2 3.3 3.4 Chương IV 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 Chương V 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 Chương VI 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 Chương VII 7.1 Lời nói đầu Tổng quan truyền động bánh thiết kế máy phay lăn Tổng quan truyền động bánh Các phương pháp chế tạo bánh Tổng quan thiết kế máy phay lăn Thiết kế sơ đồ cấu trúc động học máy phay lăn Công nghệ gia công máy phay lăn Phương pháp tạo hình bề mặt chi tiết gia công Thành lập sơ đồ cấu trúc động học máy phay lăn Thiết kế đặc trưng kỹ thuật máy phay lăn 6 13 22 27 27 27 31 38 Đặc trưng cơng nghệ 38 Đặc trưng kích thước 38 Đặc trưng động học 39 Đặc trưng động lực học máy 41 Thiết kế động học máy phay lăn 43 Hộp tốc độ 43 Thiết kế xích chạy dao 48 Thiết kế xích bao hình 54 Thiết kế xích vi sai 56 Thiết kế xích chạy dao tiếp tuyến 57 Thiết kế xích chạy dao nhanh 58 Sơ đồ động học máy 58 Thiết kế động lực học máy phay lăn 60 Xác định thành phần lực 60 Tính tốn động học thời kỳ ổn định 61 Tính tốn động lực học cho thời kỳ ổn định xích chạy dao 65 Xích bao hình 74 Bảng động lực học xích 79 Thiết kế chi tiết máy 81 Tính sức bền cho trục 81 Thiết kế truyền bánh 87 Tính truyền bánh trụ nghiêng 90 Tính truyền trục vít 92 Tính truyền vít me đứng 95 Thiết kế bôi trơn - Làm mát máy 100 Hệ thống bôi trơn 100 Sinh viên: Cao Nguyên 4 HD: TS Hoàng Vị Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 7.2 Chương VIII 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 Bộ môn: Chế tạo máy Hệ thống làm mát Điểu chỉnh vận hành máy Gá đặt kẹp chặt phôi Gá đặt dụng cụ cắt Lựa chọn tốc độ cắt Điểu chỉnh xích chạy dao Ví dụ Sử dụng bảo quản máy Tài liệu tham khảo 101 103 103 103 106 106 110 114 115 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG VÀ THIẾT KẾ MÁY PHAY LĂN RĂNG 1.1 TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG Bánh chi tiết truyền động quan trọng phổ biến ngành khí Truyền động bánh thực truyền chuyển động tải trọng hai trục nhờ ăn khớp bánh *Tuỳ theo vị trí tương đối trục chia truyền động bánh loại: - Truyền động trục song song: bánh trụ bánh thẳng (hình 1.1 a), nghiêng (hình 1.1- b) chữ V (hình 1.1 b), ăn khớp ăn khớp dùng để truyền động a) c) Sinh viên: Cao Nguyên b) 5 HD: TS Hoàng Vị Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ mơn: Chế tạo máy Hình 1.1 - Truyền động trục song song - Truyền động bánh răng thẳng (hình 1.2 a), cong nghiêng (hình 1.2 b) dùng để truyền động trục cắt a) b) Hình 1.2 - Truyền động bánh côn (các trục cắt nhau) - Truyền động trục chéo nhau: bánh trụ xoắn (hình 1.3a), trục vít - bánh vít (hình 1.3 b) a) b) Hình 1.3 - Truyền động trục chéo - Truyền động bánh - dùng để đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến ngược lại ( hình 1.4) Hình 1.4 - Truyền động bánh - * Theo đặc trưng chuyển động trục mang bánh có: Sinh viên: Cao Nguyên 6 HD: TS Hồng Vị Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ mơn: Chế tạo máy - Truyền động thường: Trong loại đường tâm hình học trục bánh cố định - Truyền động hành tinh: Đường tâm trục vài bánh di động Hình 1.5: Truyền động bánh Hình 1.6: Bánh nội tiếp hành tinh * Theo vị trí tương đối hai tâm quay tiếp tuyến với hai đường tròn lăn điểm tiếp xúc hai vòng này: - Bánh ngoại tiếp: tâm quay hai bánh nằm hai phía đường tiếp tuyến - Bánh nội tiếp: tâm quay hai bánh phía đường tiếp tuyến * Theo hướng bánh răng: - Bánh thẳng (Hình 1.1 a) - Bánh nghiêng (Hình 1.1 b) - Bánh xoắn (Hình 1.3 a) - Bánh cong (Hình 1.2 b) * Theo đường cong dùng làm biên dạng - Bánh thân khai - Bánh xyclơit - Bánh Nơvikơv Ngồi ra, bánh cịn chia thành bánh có tỷ số truyền khơng đổi thay đổi (bánh khơng trịn) theo quy luật định; bánh truyền động kín (trong hộp giảm tốc; hộp tốc độ; hộp chạy dao) truyền động hở; bánh truyền lực (dùng để truyền công suất nhiệm vụ chủ yếu) truyền động học (truyền chuyển động đảm bảo tỷ số truyền xác nhiệm vụ chủ yếu); bánh truyền giảm tốc tăng tốc; bánh phẳng bánh không gian 1.1.1 Bánh thân khai Để đảm bảo điều kiện tỷ số truyền khơng đổi biên dạng cặp bánh phải dạng đường cong sau: đường xyclơit, đường trịn, đường thân khai Trong đường thân khai sử dụng rộng rãi gia cơng dụng cụ cắt có cạnh thẳng, dễ đảm bảo độ xác cao, không bị ảnh hưởng sai số khoảng cách trục Sinh viên: Cao Nguyên 7 HD: TS Hoàng Vị Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn: Chế tạo máy Đường thân khai hình thành sau (hình 1.5): Cho đường thẳng Δ lăn không trượt vịng trịn Cb, quỹ đạo điểm M đường thẳng Δ đường thân khai Vòng tròn Cb gọi vòng trịn sở đường thân khai, bánh kính kí hiệu rb Cb M'b O Mb  N M M' Hình 1.7: Nguyên lý hình thành đường thân khai Đường thân khai có tính chất sau: - Gọi M điểm đường thân khai, Mb chân đường thân khai vòng sở N tiếp điểm vòng sở với đường tiếp tuyến  NM b  NM kẻ từ M thì: - Cũng theo cách tạo hình đường thân khai, đường thân khai vòng tròn sở đường cách theo phương pháp tuyến: Thật gọi M, M' hai điểm đường thẳng Δ cho Δ lăn khơng trượt Cb, ta ln  có: NM ' M b M 'b Sinh viên: Cao Nguyên 8 HD: TS Hoàng Vị Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ mơn: Chế tạo máy Hình 1.8: Thơng số hình học chủ yếu truyền bánh trụ thẳng 1.1.2 Bánh xyclôit Với bánh xyclôit, biên dạng bánh đường cong thuộc họ xyclôit Sự phát triển bánh xyclôit gắn liền với công nghiệp chế tạo đồng hồ Sau ứng dụng vào ngành chế tạo máy Tuy bánh thân khai có nhiều ưu điểm bản, sau phát phương pháp cắt lăn bánh răng, bánh xyclôit không rời khỏi cơng nghiệp chế tạo đồng hồ Có lẽ truyền thống nhà chế tạo đồng hồ So với bánh thân khai, bánh xyclơit có đặc điểm sau: - Độ mòn nhỏ điều kiện bôi trơn không tốt - Hệ số trùng khớp lớn hơn, nhờ dùng bánh có số nhỏ Nhưng sai số chế tạo dẫn đến làm giảm hệ số trùng khớp (sai số tăng Sinh viên: Cao Nguyên 9 HD: TS Hoàng Vị Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn: Chế tạo máy khoảng cách tâm quay, sai số giảm vòng tròn đỉnh răng) không làm ảnh hưởng nhiều đến điều kiện làm việc bánh xyclôit - Trong truyền bánh tăng tốc, đặc biệt đồng hồ bánh xyclôit truyền lực tốt Khi xuất việc chế tạo bánh xyclôit phương pháp lăn Nhưng bánh có mơ đun nhỏ, xuất chế tạo tăng lên nhiều Nhưng ưu điểm bánh thân khai làm hạn chế việc sử dụng bánh xyclôit ngành chế tạo máy, ngoại trừ ngành chế tạo đồng hồ Trong chế tạo máy, bánh xyclôit dùng dạng bánh chốt, máy ép 1.1.3 Bánh trụ nghiêng truyền chuyển động hai trục song song Bánh trụ nghiêng dùng để truyền chuyển động quay hai trục song song chéo không gian Trong truyền động trục song song, góc nghiêng đường hình trụ lăn hai bánh ăn khớp giá trị ngược hướng xoắn Cịn truyền động trục chéo nhau, góc nghiêng đường hai bánh khác Trong hộp giảm tốc bánh nghiêng sử dụng rộng rãi Thường gặp bánh nghiêng biên dạng thân khai 1.1.3.1 Bánh nghiêng biên dạng thân khai Bánh nghiêng biên dạng thân khai có hệ số trùng khớp lớn Trong thực tế, có gặp cặp bánh nghiêng có hệ số trùng khớp đến 20 Cùng với hệ số trùng khớp lớn, trình ăn khớp thực theo tiết diện đường tiếp xúc nằm chéo mặt chiều dài đường tiếp xúc thay đổi từ điểm thành đường ngắn tăng dần chiều dài sau lại giảm dần đến thành điểm Nên bánh nghiêng làm việc êm Thường dùng bánh nghiêng truyền cao tốc Hai bánh nghiêng có chiều nghiêng ngược nhau, ghép lại với ta bánh chữ V Trong bánh chữ V lực tác động theo chiều trục cặp bánh nghiêng tự triệt tiêu Bánh chữ V khắc phục nhược điểm bánh nghiêng ăn khớp có phát sinh lực theo chiều dọc trục 1.1.3.2 Bánh nghiêng biên dạng cung trịn (bánh Nơvicốp) M.N Nơvicốp đề xuất kiểu ăn khớp với biên dạng cung tròn Loại bánh ngày áp dụng rộng rãi ngành chế tạo máy, nhờ khả truyền tải lớn - Cấu tạo mặt răng: Biên dạng (biên dạng lõm lồi) cung bán kính R1 R2 xấp xỉ biên dạng tiếp xúc theo điểm: điểm M Các cung trịn thực chuyển động xoắn vít dọc theo bánh tạo nên mặt - Đặc điểm ăn khớp: tiết diện, hai tiếp xúc điểm M, nên s = Để đảm bảo ăn khớp liên tục, kiểu ăn khớp Nô vi kốp, phải sử dụng bánh nghiêng với hệ số trùng khớp chiếu trục >1 Sinh viên: Cao Nguyên  10  HD: TS Hoàng Vị