Khỏi niệmMỏy tiện ren vớt vạn năng là mỏy được dựng phổ biến nhất trong nhà mỏy, phõnxưởng cơ khớ của cỏc nhà mỏy, nú dựng để gia cụng cỏc loại bề mặt trũn xoay,cụn, gia cụng ren…nhằm tạ
Khái niệm, công dụng, vai trò của máy tiện
Máy tiện ren vít vạn năng là thiết bị phổ biến trong các nhà máy và phân xưởng cơ khí, chuyên dùng để gia công bề mặt tròn xoay, côn và các loại ren Thiết bị này giúp tạo ra sản phẩm hoặc bán thành phẩm một cách hiệu quả.
Máy tiện ren vít vạn năng là một trong những máy công cụ phổ biến nhất trong các nhà máy và xưởng cơ khí, đặc biệt là trong lĩnh vực sửa chữa Thiết bị này được sử dụng để gia công các bề mặt tròn xoay, bao gồm cả mặt trong và ngoài, cũng như mặt côn Máy tiện vạn năng rất phù hợp cho sản xuất đơn chiếc và các lô nhỏ, đáp ứng nhu cầu sửa chữa và chế tạo các chi tiết thay thế hiệu quả.
Máy tiện ren vít vạn năng hiện nay đang được cải tiến để bắt kịp tiến bộ khoa học kỹ thuật Không chỉ gia công các bề mặt tròn xoay đơn giản, máy còn có khả năng gia công các bề mặt định hình phức tạp và thực hiện các lỗ khoan, khoét, doa, ta rô với độ chính xác cao Một trong những ưu điểm nổi bật của máy là khả năng khoan sâu và tiện côn chi tiết với góc côn nhỏ; nếu sử dụng đồ gá đặc biệt, máy còn có thể tiện được mặt êlíp, đa giác và phay.
Độ chính xác của nguyên công được ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm vật liệu dụng cụ và chi tiết gia công, chất lượng chế tạo dụng cụ cắt, trạng thái bề mặt gia công, độ cứng vững của hệ thống công nghệ, tay nghề của người vận hành và độ chính xác của máy gia công.
Trình độ phát triển
Máy tiện, được phát hiện từ rất sớm với chiếc máy tiện gỗ đầu tiên ở Ai Cập vào năm 1900 trước công nguyên, đã trải qua nhiều thế kỷ phát triển Hiện nay, cùng với sự tiến bộ của công nghiệp toàn cầu, máy công cụ ngày càng được cải tiến mạnh mẽ, đặc biệt trong những năm gần đây nhờ vào sự phát triển của khoa học kỹ thuật Các máy tiện hiện đại ngày nay được điều khiển bằng chương trình số CNC và ứng dụng công nghệ CAD/CAM, phù hợp với nhu cầu sản xuất hiện đại.
Hình ảnh máy tiện ren vít vạn năng
Hình ảnh máy tiện CNC
Sự phát triển của máy móc hiện đại đã làm giảm sự phổ biến và sản xuất máy tiện cổ điển Tuy nhiên, máy tiện vạn năng vẫn được chế tạo và sử dụng rộng rãi vì chúng phù hợp với sản xuất quy mô nhỏ và yêu cầu đầu tư ban đầu thấp, giúp tạo ra sản phẩm hiệu quả.
Hoạt động thiết kế
Để thiết kế máy tiện ren vít hiệu quả, người thiết kế cần nắm vững nguyên lý hoạt động và các thông số kỹ thuật của máy Việc tham khảo tài liệu cơ sở và chuyên ngành liên quan là rất quan trọng để xây dựng động học và động lực học của máy Từ đó, thiết kế kết cấu máy và hệ thống phụ sẽ giúp tìm ra phương án tối ưu nhất cho quá trình sản xuất.
Phạm vi sử dụng và khả năng công nghệ của máy
Máy tiện ren vít vạn năng là thiết bị quan trọng, được ứng dụng phổ biến trong các nhà máy cơ khí và phân xưởng sửa chữa, phục vụ cho sản xuất tại nhiều xí nghiệp Loại máy này chiếm tỷ lệ đáng kể trong tổng số máy công cụ hiện có.
- Máy tiên ren vít vạn năng có khả năng công nghệ khá rộng rãi, máy có thể gia công các bề mặt
+ Mặt trụ tròn xoay, mặt côn tròn xoay
+ Mặt xoắn vít gồm có mặt ren của các loại vít và trục vít.
Máy tiện ren vít vạn năng không chỉ có khả năng tiện mà còn có thể thực hiện các nguyên công như khoan, khoét và doa Bằng cách sử dụng các đồ gá đặc biệt, máy này có thể gia công các bề mặt phức tạp một cách hiệu quả.
Phương pháp tạo hình các bề mặt gia công trên máy
Quá trình tạo hình bề mặt hình học bao gồm việc hình thành đường sinh, tạo đường chuẩn và cho phép đường sinh trượt trên đường chuẩn Dựa trên kết luận này, có thể xác định các phương pháp tạo hình khác nhau.
2.1 Phương pháp tạo hình bề mặt ren vít
- Bề mặt xoắn ren vít là bề mặt đặc trưng nhất của máy
* Sơ đồ gia công bề mặt ren vít (hình 01) nt/c
- nt/c là chuyển động quay tròn của trục chính, nó chính là chuyển động cắt chính (Q).
- T: Là chuyển động tịch tiến của bàn dao, nó chính là chuyển động chạy dao
- Đường sinh là đường Prôpin ren
- Đường chuẩn là đường xoắn vít
+ Chuyển động tạo hình đường sinh: Đường sinh được tạo hình bằng phương pháp chép hình, nên đường sinh không có chuyển động tạo hình NS 0
Đường chuẩn được hình thành thông qua phương pháp quỹ tích, bao gồm hai chuyển động chính: chuyển động quay tròn của phôi và chuyển động tịch tiến của bàn dao Sự kết hợp này tạo ra một đường chuẩn chính xác với công thức NS = 2.
2.2 Phương pháp tạo hình bề mặt trụ tròn xoay:
* Sơ đồ gia công ( hình 02)
- Trong hình 2: Gồm các chuyển động tạo hình sau:
+ Trục chính mang phôi chuyển động quay tròn Q1 (v/ph) là chuyển động tạo hình đường sinh bằng phương pháp quỹ tích: NS = 1
+ Bàn dao chuyển động tịnh tiến (T1) là chuyển động tạo hình đường chuẩn bằng phương pháp quỹ tích: NC = 1
Các chuyển động trên máy
3.1 Các chuyển động tạo hình trên máy.
Chuyển động tạo hình là yếu tố quan trọng trong việc tạo ra đường sinh công nghệ và di chuyển theo đường chuẩn Theo lý thuyết, số lượng thành phần chuyển động tạo hình của một bề mặt cơ bản tối đa là 6, bao gồm 3 chuyển động cho đường sinh và 3 cho đường chuẩn Tuy nhiên, trong thực tế, do sự trùng lặp của các chuyển động hoặc phương pháp tạo hình, số lượng này thường ít khi vượt quá 3.
- Công thức tính số lượng thành phần chuyển động tạo hình
Trong đó: NS , NC , NT : Là số lượng chuyển động tạo hình đường sinh, số lượng tạo hình đường chuẩn, số lượng chuyển động trùng
- Từ công thức trên ta có số lượng chuyển động tạo hình của các phương pháp như sau:
* Phương pháp tạo hình bề mặt ren vít
Bài viết đề cập đến hai chuyển động chính trong quá trình gia công: chuyển động quay của trục chính (Q) và chuyển động tịch tiến của bàn dao (T) Hai chuyển động này có mối liên hệ động học chặt chẽ, đảm bảo rằng khi trục chính quay một vòng, bàn dao sẽ tịch tiến một khoảng cách tương ứng với bước ren.
* Phương pháp tạo hình bề mặt trụ trơn:
Khi gia công trụ trơn cần 2 chuyển động tạo hình đó là chuyển động quay(Q1) và chuyển động tinh tiến T1.(hv 02)
Chuyển động cắt gọt là yếu tố quan trọng trong quá trình gia công, bao gồm chuyển động cắt chính và chuyển động phụ để tạo ra quá trình bóc phoi Thông thường, chuyển động cắt diễn ra đồng thời với chuyển động tạo hình.
Chuyển động định vị là quá trình kiểm soát kích thước bề mặt tạo hình, có vai trò quan trọng trong việc xác định hướng và tạo độ chính xác giữa phôi và dao.
- Chuyển động điều khiển là chuyển động nhằm đảm bảo máy hoạt động theo tiến trình công nghệ xác định thông qua cơ cấu điều khiển
Trên máy cần có chuyển động phụ để đảm bảo hiệu quả gia công, bao gồm chuyển động dịch chuyển dao và phôi với tốc độ lớn mà không tham gia vào quá trình cắt gọt Điều này giúp kết thúc lượt gia công hiện tại và chuyển sang lượt gia công tiếp theo một cách nhanh chóng Ngoài ra, chuyển động phân độ gia công ren nhiều đầu mối cũng rất quan trọng trong quy trình này.
Cấu trúc động học máy
Cấu trúc động học máy là sự kết hợp của nhiều nhóm động lực liên kết với nhau, tạo thành một hệ thống động học hoàn chỉnh Để thiết lập cấu trúc động học này, cần hình thành các nhóm động học cơ bản phục vụ cho việc gia công bề mặt của máy.
4.1 Nhóm động học xích cắt ren
Sơ đồ xích động học xích cắt ren :(hv 03)
Xích động học bao gồm hai loại chính: xích động học tạo hình (tiện ren) và xích tốc độ Hai cơ cấu điều chỉnh quan trọng là điều chỉnh tốc độ và điều chỉnh xích chạy dao Những cơ cấu này giúp đáp ứng yêu cầu gia công các loại chi tiết khác nhau trong phạm vi cho phép, đồng thời đảm bảo tính công nghệ và lựa chọn chế độ cắt hợp lý.
4.2 Nhóm động học tiện bề mặt trụ trơn
Tiện trơn là một quá trình gia công có bước rất nhỏ, thường được thực hiện cùng với bộ vít me đai ốc Tuy nhiên, việc tiện trơn có thể làm mòn thanh trục của vít me đai ốc, dẫn đến giảm độ chính xác trong gia công Do đó, chúng ta nên sử dụng bộ truyền bánh răng thanh răng để tách biệt quá trình tiện trơn và tiện ren, nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm.
- Sơ đồ nhóm động học xích tiện trụ trơn ( hv04).
4 3 Nhóm động học tiện mặt phẳng đầu
- Tiện mặt đầu là phương pháp tạo hình kiểu quỹ tích, gồm 2 chuyển động, chuyển động quay phôi Q3, chuyển động tịch tiến hướng kính bàn dao T3
- Sơ đồ động học tiện mặt phẳng đầu (Hay gọi nhóm động học xích chạy dao ngang) hv- 05. tv m ,k vm
4.4 Sơ đồ cấu trúc động học toàn máy
Để xây dựng cấu trúc động học toàn máy, cần nắm vững phương pháp nối động các nhóm động học và nguyên tắc bố trí các khâu điều chỉnh.
Máy tiện vạn năng là tổ hợp các nhóm động học cho phép tạo hình nhiều bề mặt gia công khác nhau Cấu trúc cơ bản của máy phụ thuộc không chỉ vào số lượng và đặc trưng của các nhóm động học mà còn vào phương pháp nối động giữa chúng Việc áp dụng các phương pháp nối động khác nhau sẽ dẫn đến các cấu trúc động lực khác nhau Qua phân tích, phương pháp nối động "nối tiếp, tuần tự" đã được chọn, trong đó khâu chấp hành tham gia lần lượt vào các chuyển động của các nhóm được nối, với cơ cấu nối là li hợp vấu.
- Việc bố trí các khâu điều chỉnh dựa vào các nguyên tắc sau:
+ Khâu điều chỉnh quỹ đạo và hướng quỹ đạo đặt trên nội liên kết
+ Khâu điều chỉnh tốc độ chuyển động đặt trên ngoại liên kết
Khi các nhóm có quy trình chấp hành chung, nội liên kết sẽ hình thành một đoạn chung, từ đó các khâu điều chỉnh sẽ được bố trí dựa trên công nghệ điều chỉnh và độ chính xác gia công Điều này giúp tránh việc phải điều chỉnh lại bất kỳ khâu nào trong quá trình sản xuất.
+ Đôi khi để mở rộng phạm vi điều chỉnh ta có thể bố trí một khâu điều chỉnh nằm cả trên nội liên kết và ngoại liên kết
- Từ những lựa chọn và phân tích trên ta có sơ đồ cấu trúc động học toàn máy như (hv-06):
4.5 Điều chỉnh động học máy
+ Truyền dẫn: Động cơ →1 →2 → iv → 3 → 4→ Trục chính
+ Lượng di động tính toán: nđ/cơ (v/ph) → n t/c (v/ph)
+ Phương trình cân bằng động học : nđ/c x i1- 2 x iv x i3- 4 = nt/c
+ Công thức điều chỉnh iv = x nt/c = Cv x ntc
4.5.2 Xích chạy dao cắt ren
+ Truyền dẫn trục chính → 4→5→ is →6 →7→8→ vít me dọc →bàn dao. + Lượng di động tính toán: 1 vòng t/c → Bàn dao di chuyển T (mm) + Phương trình cân bằng động học:
+ Công thức điều chỉnh: is = T = Cs x T
4.5.3 Xích chạy dao tiện bề mặt trụ.
+ Truyền dẫn: Trục chính → 4 → 5 →is → 6 → 7 → 9→ 10→ Bánh răng , thanh răng → Bàn dao.
+ Lượng di động tính toán:
+ Phương trình cân bằng động học
+ Công thức điều chỉnh: is = x Sd = Csd x Sd
4.5.4 Xích chạy dao hướng kính.
+ Truyền dẫn: Trục chính → 4 → 5 → is → 6 → 7 → 9 → 11 → Vít me ngang → Bàn dao.
+ Lượng di động tính toán
1 vòng trục chính → Sn (mm)
+ Phương trình cân bằng động học:
+ Công thức điều chỉnh: is = x Sn = Csn x Sn.
Đặc trưng công nghệ
Các loại bề mặt gia công trên máy bao gồm: mặt trụ tròn xoay, mặt trụ côn, bề mặt ren vít, tiện bề mặt định hình, tiện chép hình, mặt côn, cũng như việc xén hay khoả mặt đầu.
- Các nguyên công thực hiện trên máy: Tiện ren, tiện trơn, khoan, khoét tarô, tiện bề mặt định hình.
Các loại phôi gia công trên máy bao gồm phôi gá trên mâm cặp sử dụng mũi tâm (trục dài) và phôi luồn qua trục chính Phôi thường được làm từ các vật liệu như gang, thép và kim loại màu.
Công nghệ điển hình trong gia công cơ khí là tiện bề mặt trụ ngoài, đây là nguyên công đặc trưng và mang tải cao đối với máy tiện Khi tính toán các đặc trưng kỹ thuật, cần chú ý đến các yếu tố liên quan đến quá trình tiện ngoài để đảm bảo hiệu quả và độ chính xác trong gia công.
- Theo bảng 5 -1 công nghệ chế tạo máy độ chính xác có thể đạt được của máy tiện.
+ Tiện thô: Đạt cấp chính xác IT13 IT12 Rz = 80 m
+ Tiện bán tinh: IT 11 IT9 Rz = (20 40) m
+ Tiện tinh: IT8 IT7 Ra = 2,5 m
+ Tiện mỏng: IT7 IT6 Ra = (1,25 0,63) m
Vật liệu gia công chủ yếu trên máy là thép kết cấu có độ bền kéo không vượt quá 75 kG/cm² Trong khi đó, vật liệu cho dụng cụ cắt thường là thép hợp kim dụng cụ hoặc hợp kim cứng.
Đặc trưng kích thước máy
- Chiều cao tâm máy: H = 160 (mm)
- Đường kính lớn nhất của phôi gia công trên bàn dao:
- Đường kính gia công lớn nhất trên băng máy
- Đường kính bé nhất của phôi
Rd: là phạm vi thay đổi đường kính , Rđ = (8 10).
Dmin = ( 22,4 28 ) mm Chọn Dmin = 24 mm
- Đường kính phôi thanh luồn qua trục chính: dmax = (0,15 0,2) D1 max = (33,6 44,8) Chọn d max = 44 (mm)
- Khoảng cách giữa hai mũi tâm xa nhất:
- Số dao gá lắp trên bàn dao: 4 dao
Đặc trưng động học máy
Để đạt chế độ cắt tối ưu khi gia công các chi tiết với kích thước, vật liệu và yêu cầu kỹ thuật khác nhau, việc tính toán xích tốc độ hợp lý là rất cần thiết.
- Đối với máy có chuyển động chính là chuyển động quay, tần số quay giới hạn tính theo công thức. nmax= (v/ph) nmin = (v/ph)
+ Trong đó Vmax, Vmin: là tốc độ cắt lớn nhất và nhỏ nhất, tra bảng 3 (TKMCKL MTN): (Với máy tiện ren : Vmax = 150m/ph, Vmin = 10 m/ph)
Các máy có chuyển động chính là chuyển động quay với phạm vi điều chỉnh tốc độ là Rn Theo yêu cầu thiết kế, với Z = 21, chúng ta cần tìm công bội .
- Theo bảng 4 (TKMCKL) “ Các trị số công bộ tiêu chuẩn “ Chọn = 1,26 (Có tổn thất tốc độ tương đối 20%).
- Theo yêu cầu và theo máy chuẩn 16A16 K: = 1,26 ; Z = 21
Trong chế tạo máy, chuỗi số vòng quay tiêu chuẩn được xác định như sau: n1 = 20 (v/ph), n2 = 31,5 (v/ph), n3 = 40 (v/ph), n4 = 50 (v/ph), n5 = 63 (v/ph), n6 = 80 (v/ph), n7 = 125 (v/ph), n8 = 200 (v/ph), n9 = 250 (v/ph), n10 = 315 (v/ph), n11 = 400 (v/ph), n12 = 500 (v/ph), n13 = 630 (v/ph), n14 = 800 (v/ph), n15 = 1000 (v/ph), n16 = 1250 (v/ph), n17 = 1600 (v/ph), n18 = 2000 (v/ph) Những thông số này đóng vai trò quan trọng trong việc thiết kế và vận hành máy móc hiệu quả.
- Tốc độ chạy dao tới hạn của máy tiện phụ thuộc chủ yếu vào chiều sâu cắt và chất lượng bề mặt.
+ Chiều sâu cắt lớn nhất: tmax bằng lượng dư hạ thấp khi gia công cơ khí phôi rèn thép kết cấu với D1max = 224 mm theo bảng 6 “TKMCKL”. tmax = = 6 mm.
+ Lượng chạy dao Smax (Tra theo tmax khi tiện thô ngoài).
+ Lượng chạy dao: Smin (Tra theo chất lượng bề mặt yêu cầu)
- Bảng ren theo yêu cầu thiết kế:
Đặc trưng động lực học máy
4.1 Chế độ cắt tính toán:
+ Chiều sâu cắt tính toán: (Theo công thức kinh nghiệm) t* = 0,7 x
+ Lượng chạy dao tính toán:
+ Tốc độ cắt tính toán
- Theo tài liệu thiết kế dao cắt với dao thép gió tiện ngoài
V60 là một hệ số quan trọng trong việc tính toán tốc độ cắt, được xác định bởi chiều sâu cắt và lượng chạy dao Trong đó, Cv là hệ số tính tốc độ cắt t, s; xv là số mũ thể hiện ảnh hưởng của t đến v, và yv là số mũ thể hiện ảnh hưởng của s đến v Hệ số kv được sử dụng để hiệu chỉnh các yếu tố tác động đến tốc độ v Để có thêm thông tin chi tiết, hãy tham khảo bảng 4 – 58 (TKDCC).
- Theo công thức tài liệu (TKDCC).
4.3 Mô men xoắn lớn nhất.
Nz => Nz 4.5 Chọn động cơ:
- Để có cơ sở chọn phương án truyền dẫn máy ta phải xác định sơ bộ và chọn động cơ cho máy.
- Công suất động cơ truyền dẫn chung cho cả xích tốc độ và xích chạy dao:
+ Ks: Hệ số kể đến công suất chạy dao:
Với máy tiện: Ks = (1,02 1,04) chọn Ks = 1,04
+ : Hiệu suất chung của truyền dẫn: chọn = 0,75
=> Nđ/c - Vậy chọn động cơ có công suất: Nđ/c = 5,5 Kw và số vòng quay n 50 v/ph.
Thiết kế động học xích tốc độ
1 Chọn phương án bố trí truyền dẫn
Máy tiện ren vít vạn năng có khả năng điều chỉnh phạm vi rộng và tốc độ nhanh, đi kèm với công nghệ tiên tiến Chuyển động chính của máy là chuyển động quay với công suất dưới 100 kW Theo viện máy EMINS, máy sử dụng hệ thống truyền dẫn cơ khí để điều chỉnh tốc độ, bao gồm động cơ điện xoay chiều và hộp số bánh răng.
1.2 Bố trí cơ cấu truyền dẫn:
Việc chọn phương án bố trí hộp tốc độ tách rời hộp trục chính giúp ngăn chặn việc truyền rung động và nhiệt từ hộp tốc độ sang hộp trục chính, từ đó nâng cao độ chính xác gia công Thiết kế này cũng cải thiện điều kiện lắp ráp và sửa chữa, đồng thời cho phép nâng cao độ cứng vững của bộ phận trục chính Ngoài ra, hộp tốc độ tách rời còn tạo ra hai khoảng tốc độ khác nhau, trong đó khoảng tốc độ cao được sử dụng cho gia công tinh và khoảng tốc độ thấp chịu tải lớn được sử dụng cho gia công thô.
Khi chọn bộ truyền từ động cơ đến hộp tốc độ, bộ truyền đai là lựa chọn tối ưu nhờ vào khả năng truyền động êm ái, không gây rung và không truyền nhiệt từ động cơ vào hộp tốc độ, đồng thời có khả năng phòng tránh quá tải Tuy nhiên, bộ truyền đai có nhược điểm là tuổi thọ không cao, kích thước cồng kềnh và hạn chế trong môi trường có dầu.
- Chọn bộ truyền từ hộp tốc độ đến hộp trục chính: Sử dụng bộ truyền đai.
1.3 Bố trí kích thước hộp:
Kích thước hộp được sắp xếp dựa trên mối quan hệ giữa kích thước hướng kích và hướng trục Phương án này thường áp dụng cho các loại máy nằm ngang có kích thước vừa và nhỏ.
1.4 Lựa chọn bộ truyền cuối
Bộ truyền cuối đóng vai trò quan trọng trong việc xác định chế độ cắt lớn nhất, ảnh hưởng đến độ bóng bề mặt gia công và sự điều hoà chuyển động Để tối ưu hóa hiệu suất, bánh răng thẳng được lựa chọn làm bộ truyền cuối cho trục chính, với yêu cầu đường kính bánh răng lắp trên trục chính không được nhỏ hơn mức tối thiểu Đường kính bánh răng lớn nhất cho phép được tính theo công thức cụ thể.
Dmax + [v]: Tốc độ vòng quay cho phép bánh răng , [v] = 9 m/s = 540 m/ph + nmax : Tốc độ quay max: nmax = 2000 v/ph
D1max có giá trị 224 mm, cho thấy đường kính phôi lớn nhất là Dmax < D1max Do đó, cần sử dụng hai bánh răng dẫn cho trục chính với hai dãy tốc độ khác nhau để đảm bảo hiệu quả hoạt động.
2 Chọn phương án kết cấu và phương án động học.
- Chọn kết cấu cần căn cứ vào phạm vi điều chỉnh, yêu cầu, công dụng của máy Với yêu cầu thiết kế: = 1,26 ; Z = 21, nmax = 2000 v/ph, nmin = 20v/ph.
* Nếu là cấu trúc nhân tiêu chuẩn thì phạm vi điều chỉnh phải bé hơn phạm vi điều chỉnh cho phép R* :
+ Theo tiêu chuẩn với hộp tốc độ dùng bánh răng trụ răng thẳng
Từ yêu cầu thiết kế : Rn = Do vậy ta không thể dùng cấu trúc nhân tiêu chuẩn.
[*] Xét dạng kết cấu phức tạp chỉ dùng một kết cấu phụ với Z = 21,
Z = Ztđ x (1 +Zp) = Ztđ + Ztđ x Zp
+ Ztđ: Cấu trúc nhân cơ sở (Hay là cấu trúc nhân hộp tốc độ).
+ Có phương án bố trí động học: Z = )
+ Chú ý bộ truyền cuối: có phạm vi điều chỉnh :
Rm = (Pm-1) x m Từ đó thấy phương án trên chưa hợp lý.
[*] Xét cấu trúc phức tạp có 2 kết cấu phụ; khi đó ta có:
Z = Ztd x (1 +Zp1 + Zp2) = Zt/đ x Zt/c
+ Zt/c là số cấp tốc độ của hộp trục chính.
+ Chọn Zt/c = 3 cấp tốc độ, ta có:
Số 7 được nhận xét là một số nguyên tố khó phân tích thừa số, vì vậy để có được cấu trúc nhân hợp lý, chúng ta sẽ tăng tốc độ của hộp tốc độ lên Ztđ = 9 và áp dụng phương án bố trí kết cấu như sau.
- Nếu chọn Zt/đ = 9 => Z = Z t/đ x Z t/c = 3 x 3 x 3 = 27 Để đạt được cấp tốc độ mong muốn phải làm chùng cấp tốc độ bằng phương pháp giảm đặc tính của nhóm truyền cuối
-Với hộp trục chính: Z t/c = 3 = (1+ Z p1 +Zp 2) thấy rằng :
Để đạt được hai dãy tốc độ khác nhau trong gia công thô và tinh, đồng thời giảm đặc tính của nhóm truyền cuối, chúng ta sử dụng cấu trúc phải hồi Phương pháp này bao gồm việc thêm các trục trung gian và cho chúng trùng vào các trục cũ, tạo nên cấu trúc hộp trục chính với cấu trúc phải hồi kép.
- Dựa vào những phân tích trên có dạng kết cấu là:
- Theo lời khuyên thì phương án động học tối ưu: x1 < x2 < x3… < xm và p1 > p2 >… pm
+ Trong đó : xm là đặc tính nhóm truyền pm: Số bộ truyền trong nhóm truyền
- Công thức cấu trúc động học hộp tốc độ là:
+ Vì yêu cầu Z = 21 nên phải làm trùng tốc độ ở nhóm truyền cuối đi 6 tốc độ Xác định cách giảm đặc tính của nhóm truyền cuối như sau:
+ Từ công thức: nt = ( xj – x’j) (Pj- 1)
+ nt : Số tốc độ trùng: nt = 6
+ xj , x’j : Đặc tính nhóm cuối và đặc tính giảm: xj = 9
+ pj : Số bộ truyền nhóm truyền: Pj = 3
Vậy ta có công thức cấu trúc
- Khi dung hai nhóm phải hồi của hộp trục chính làm khâu khuyếch đại của xích cắt ren thì nhóm này phải công bội chuỗi tỷ số truyền theo:
+ s Công bội của tỷ số truyền nhóm gấp bội trong hộp tiện ren s = 2 + Rs:Là phạm vi điều chỉnh: Rs = s n- 1 (n số cột ren, n= 2)
-Từ công thức cấu trúc ta có sơ đồ lưới câu trúc (hv 07)
L ớ i cấu trúc hộp tấc độ n0 x=6 p=3 x=3 p=3 x=3 p=1
I II III IV V VI VII VIII IX
2.3 Xây dựng đồ thị vòng quay :
Để khai triển sơ đồ, cần xác định tốc độ ban đầu no, vì hộp tốc độ thường có xu hướng giảm tốc Do đó, điểm no nên được lấy từ đầu trục II.
- Xác định số vòng quay trục II
+ Chọn tốc độ động cơ : n = 1450 v/ph
+ Qua bộ truyền đai có tỷ số truyền i = 1,16 ta có độ trục II là: n 50/1,16 = 1250 (v/ph) ta chọn no = 1250 v/ph
* Từ lựa chọn trờn ta cú đồ thị vũng quay như (h.v 08) Đ ồ thị vòng quay hộp tấc độ n d/c id i12 i11 i10 i9 i6 i5 i4 i3 i2 i1 i d i8
Khi chọn tỷ số truyền trong mỗi nhóm, cần đảm bảo rằng tỷ số này có độ dốc của một tia tuỳ ý và thỏa mãn điều kiện 1/4 < i < 2 đối với bánh răng trục răng thẳng Tỷ số truyền cũng được tiêu chuẩn hoá để thuận tiện cho tính toán và thiết kế, phụ thuộc vào số bộ truyền P, đặc tính x và công bội Các tỷ số truyền được biểu diễn dưới dạng i = E, trong đó E là khoảng cách lg mà tia truyền cắt qua.
+ Với = 1,26 thì ta chọn tỷ số truyền theo điều kiện sau:
+ Từ công thức cấu trúc :
* Hộp tốc độ Ztđ = 3 I 1x 3 II 3 ta chọn tỷ số truyền :
+ Đường truyền trực tiếp tới trục chính: i8 = 1
+ Đường truyền phản hồi I: i9 = -1 i10 = -5 + Đường truyền phản hồi II: i9 = -1 i11 = -3 i12 = -3 i10 = -5
Số răng của cặp bánh răng thẳng được xác định theo công thức rút ra từ hệ phương trình : zj + z’j = = Sz = Const zj / z’j = ij
Sz là tổng số răng của bộ truyền, trong khi ij là tỷ số truyền của bộ truyền thứ j Để thiết kế cơ cấu nhỏ gọn, thường thì trong hệ thống truyền dẫn chính, chúng ta sẽ giới hạn các thông số này.
Sz (100 120) răng Để tránh hiện tượng cắt chân răng zmin 17 răng
+ Để giải hệ phương trình trên trước hết ta phân tích ij thành tỷ số gần đúng: ij = (aj, bj là số nguyên) sau khi giải ta có:
K: Là bội số chung nhỏ nhất (BNNN) của các tổng ; (a1+b1), (aj + bj) E: Là số tăng tuỳ trường hợp
3.1.1 Tính động học bánh răng cho nhóm I: (x = 1; p =3)
Thấy rằng z < zmin, do vậy phải tăng z lên E lần
Chọn trường hợp bánh răng chủ động z5 = 7 ta có:
Emin Chọn E = 4 ,tăng số răng nên E lần ta có cặp bánh răng tương ứng z1 = 36 ; z2 = 36 z3 = 32 ; z4 = 40 z5 = 28 ; z6 = 44 3.1.2 Tính động học cho nhóm II (p = 3, x = 3) i4 = a1 + b1 = 18. i5 = a2 + b2 = 9. i6 = a3 + b3 = 7.
=> K = BSCNN = 126 thấy K > Sz (100 120) chọn lại K = 72
- z7 = ; z8 - z9 = ; z10 - z11 = ; z12 Ta có các cặp bánh răng sau: z7 = 44 ; z8 = 28. z9 = 32 ; z10 = 40. z11 = 20 ; z12 = 51.
Có bánh răng phải dịch chỉnh
3.2.1 Đường truyền phải hồi 1: i9 i10 - Đây là nhóm truyền có môđun khác nhau, phương pháp tính gần như phương pháp tính bộ truyền có mô đun giống nhau:
Vì 2A là hằng số, nên các giá trị zj và z’j khi tính toán có thể là số lẻ và cần được làm tròn cũng như điều chỉnh 2A đại diện cho bội số chung nhỏ nhất của các mj (aj + bj) Nếu BSCNN này quá lớn, chúng ta sẽ sử dụng BSCNN của các mj để đảm bảo tính chính xác.
- Theo máy chuẩn ta có môđun của hai bộ truyền trong đường truyền phản hồi I như sau: m1 = 2 ; m2 = 2,75
2A = BSCNN (14,11) = 154 để thoả mãn yêu cầu.
=> z13 z14 z15 z16 Nhận xét thấy z3 = 10,181 < zmin (zmin = 20)
Tính hệ số Emin theo cặp z15/z16.
=> Emin Chọn E = 2 có cặp răng tương ứng như sau: i9 = ; i10 Cặp bánh răng có dịch chỉnh
3.2.2 Đường truyền phản hồi 2 i9 = ; i11 i10 = ; i12 - Ta chỉ còn tìm số răng của i11 & i12
Vì i11 và i12 có cùng tỷ số truyền và khoảng cách trục, việc xác định chỉ cần lựa chọn khoảng cách trục A và số răng một cách hợp lý.
- Qua kết cấu từ đó ta chọn được: i11 = i12 = -3 =
3.2.3 Đường truyền trực tiếp đến trục chính
- Đường truyền này sử dụng li hợp răng, gồm cặp bánh răng ăn khớp trong có tỷ số truyền i8 = 1, chọn số răng của nó theo nguyên tắc:
- Để thoả mãn điều kiện trên và kích thước bộ truyền chọn z1 = z2 = 30 răng
- Bộ truyền đai từ động cơ đến hộp tốc độ:
+ Chọn sử dụng truyền động này bằng truyền động đai răng: i0 = + Chọn buli đai có số răng sau: z chủ động = 25 răng z bị động = 29 răng
+ Có tỷ số truyền iđ = 1
+ Chọn số răng như sau: zđ (chủ động) = zb (bị động) = 33 răng
=> iđ 3.4 Kiểm tra sai số
Trong quá trình tính toán số răng, do công bộ = 1,26 là số lẻ, nên việc xác định số răng có thể dẫn đến sai số Tuy nhiên, sai số này cần phải nằm trong phạm vi cho phép.
+ ntt: Tốc độ quay thực tế qua số răng tính.
Lập bảng tốc độ như sau
STT Phương trình xích động học ntt nt/c n%
Sơ đồ động học xích tốc độ (hv 09)
Thiết kế động học xích chạy dao
I Thiết kế hộp chạy dao
1 Đặc tính hộp chạy dao
1.1 Chọn đặc tính chạy dao
Hộp chạy dao được thiết kế chủ yếu để đáp ứng yêu cầu tiện ren, trong khi đó, việc chạy dao tiện trơn được phát triển dựa trên thiết kế của hộp chạy dao cắt ren.
Cơ cấu truyền dẫn cho dao cắt ren sử dụng vít me đai ốc, trong khi cơ cấu truyền dẫn cho dao tiện trơn được thực hiện thông qua bánh răng và thanh răng.
1.2 Chọn cơ cấu điều chỉnh
- Hộp chạy dao dùng cơ cấu bánh răng di trượt để điều chỉnh nhóm cơ sở và nhóm gấp bội nó có đặc điểm sau:
+ Ưu điểm là có độ cứng vững cao, cơ cấu điều chỉnh tập chung
+ Nhược điểm là việc tính toán đảm bảo tỷ số truyền chính xác rất khó khăn, hiệu chỉnh cần nhiều càng gạt
Việc lựa chọn ICS và IGB đều sử dụng bánh răng di trượt, với cấu trúc bảng ren tiêu chuẩn gồm 4 hàng và 4 cột, dẫn đến tổng cộng 16 bước ren Tuy nhiên, để đáp ứng yêu cầu thiết kế với số ren lớn hơn, máy cần tạo ra đường truyền cho ren bước lớn, được gọi là nhóm khuyếch đại Nhóm này được thiết lập dựa trên nhóm truyền cuối của hộp tốc độ để điều chỉnh xích ren, với thiết kế hộp tốc độ có hai tỉ số khuyếch đại.
- Sơ đồ sơ bộ xích chạy dao cắt ren ( hv 10 ). ic/s
T/c tvm i PCA2 igb i PCA1 i PCM ipt2
+ ikđ: Tỷ số truyền nhóm khuyếch
+ ic/s, igb: Tỷ số truyền nhóm cơ sở và nhóm gấp bội
+ icđ, iđ/c: Tỷ số truyền cố định và đảo chiều
Tỷ số truyền của nhóm cố định tiện ren quốc tế và ren Anh được biểu thị bằng ipcM, ipcA1, ipcA2, trong khi tỷ số truyền của nhóm thay thế tiện ren quốc tế và ren Anh được ký hiệu là ipt1, ipt2.
2 Thiết kế động học hộp chạy dao tiện ren
Các loại ren được sử dụng để kết nối thông qua các mối ghép thông thường và chính xác, đồng thời cũng được áp dụng trong hệ thống truyền động vít me và đai ốc Tất cả các loại ren này đều thuộc hai loại đã được tiêu chuẩn hóa.
+ Ren quốc tế là loại ren được tiêu chuẩn hoá theo bước ren ( t ) có góc ở đỉnh ren = ﻉ60 o nó dùng trong những chi tiết gép mối hoặc vít me
+ Ren mô đun là ren được tiêu chuẩn hoá theo mô đun, để chế tạo loại ren truyền dẫn: m Ren hệ Anh:
+Ren Anh là loại ren được tiêu chuẩn hoá theo số vòng ren trên 1 tốc Anh n = (Hay còn gọi là ren ống)
+ Ren Pit là ren được tiêu chuẩn hoá theo số mô đun trên 1 tốc Anh
Ngoài các loại ren tiêu chuẩn, còn có các loại ren phi tiêu chuẩn và ren ngoài bảng, vì vậy thiết kế cần phải linh hoạt để đáp ứng các yêu cầu về ren một cách tiện lợi.
- Yêu cầu thiết kế loại ren sau:
Dựa trên yêu cầu và máy chuẩn lựa chọn igb, ikđ, ic/s, có ic/s đường truyền đảo chiều cho hệ ren mét và hệ Anh Dưới đây là bảng ren tương ứng.
Ren hệ mét Ren hệ anh
Bảng ren hệ mét Bảng ren hệ anh
Ren bươc nhỏ Ren bươc lớn Ren bươc nhỏ Ren bươc lớn
2.3 Thiết kế nhóm cơ sở
Trong nhóm cơ sở theo lựa chọn, việc sử dụng khối bánh răng di trượt đảm bảo khoảng cách trục không đổi là rất quan trọng Chúng ta có thể áp dụng các cặp bánh răng với môđun khác nhau và có khả năng dịch chỉnh để đạt được hiệu quả tối ưu.
2.3.1 Xác định tỷ số truyền
Theo phương trình điều chỉnh trong nhóm cơ sở ic/s1 : ic/s2 :… icm = tc1 : tc2 : tcm
Hai bảng so sánh giữa hệ mét và hệ anh cho thấy cột số 5 có sự tương đồng Do đó, cột số 5 được chọn làm cơ sở cho việc thiết kế nhóm cơ sở.
- Ta có: ic/s1 : ic/s2 : ic/s3 : ic/s4 = 4 : 5 : 6 : 7
Ta chọn ic/s2 = để kích thước hướng kích của hộp là bé nhất
- Có tỷ số sau: ic/s1 = 4/5 ic/s2 = 5/5 ic/s3 = 6/5 ic/s4 = 7/5
2.3.2 Xác định số răng của nhóm cơ sở
Việc thiết kế bộ truyền trong nhóm cơ sở đòi hỏi độ chính xác cao, do đó không thể áp dụng phương pháp BSNN như trong hộp tốc độ Tính toán các cặp bánh răng để đạt tổng số răng (Sz) và khoảng cách trục đồng nhất là rất phức tạp, vì vậy cho phép sử dụng các cặp bánh răng có mô đun (m) khác nhau.
- Phương pháp tính như sau:
+ Chọn các trị số môđun : m1 = 1,5, m2 = 1,75, m3 = 2, m4 = 2,25 + Chọn khảng cách trục A theo máy chuẩn A = 63 (mm)
+ Phân tích các tỷ số truyền i = → Kj = aj + bj
+ Tính số răng ứng với các môđun khác nhau, và có A = Const z = ; z’ + Lập bảng các cặp bánh răng đã tính
+ Chọn ra các cặp bánh răng tối ưu nhất trong bảng
- Phân tích các tỷ số truyền ic/s1 = 4/5 ; K1 = a1 + b1 = 9 ic/s2 = 5/5 ; K2 = a2 + b2 = 10 ic/s3 = 6/5 ; K3 = a3 + b3 = 11 ic/s4 = 7/5; K4 = a4 + b4 = 12 + Tính Sz theo A và môđun đã chọn :
Sz4 = 2A/m4 = 56 + Lập được bảng só răng các cặp như sau:
- Quá trình tính số răng của cặp tỷ số ic/s3, thấy rằng Sz = 55 muốn khoảng cách trục A không đổi thì ta phải dịch chỉnh cặp răng của ic/s3
Do vậy cặp bánh răng này phải dịch chỉnh.
* Tính hệ số dịch chỉnh của cặp bánh răng : z3/z’3
+ Công thức tính khoảng cách trục của bộ răng dịch chỉnh:
: Là hệ số giảm đỉnh răng, xác định bằng cách tra giản đồ.
=> Tính trị số: Tra bảng 6.10a (TK Hệ Dẫn Động
+ Tính hệ số dịch chỉnh bánh răng 1:
- Qua tính toán ta có các cặp bánh răng của nhóm cơ sở như sau : ic/s1 = 28/35 , (m = 2) ic/s2 = 28/28 , (m = 2,25) ic/s3 = 30/25 , (m = 2,25) ic/s4 = 42/30 , (m = 1,75)
2.4 Thiết kế nhóm khuyếch đại
2.4.1 Xác định tỷ số truyền
- Nhóm khuyếch đại tạo ra tỷ số truyền lập thành cấp số nhân có công bội
= 2 song trị số cụ thể phụ thuộc vào ta chọn nhóm nào là nhóm cơ sở
- Theo phương trình điều khiển trong nhóm ta có: igb1 : igb2 : igb3 : igb4 = 1 : 2 2-1 : 2 3-1 : 2 4-1 = 1 : 2 : 4 : 8
2.4.2 Chọn phương án kết cấu và phương án động học
- Vì hộp chạy dao thiết kế nhóm gấp bội theo nhóm cơ sở, nên để có kích thước hộp nhỏ gọn dùng phương án kết cấu: z = 2 x 2 = 4
- Phương án động học: z = 21 I x 22 II
Ta có lưới cấu trúc :
Biết các tỷ số truyền igb1= ianim x ibmin = 1/8 igb2= iamax x ibmin = 1/4 igb3= ianim x ibmax = 1/2 igb4= iamax x ibmax = 1
- Dựa trên cơ sở tỷ số truyền ic/s1 = 4/5 ta chọn: iamax => iamin = iamax x = x ibmin = iamax x = x ibmax = ibmin x x Ta có đồ thị vòng quay nhóm gấp bội :
- Từ đồ thị vòng quay ta có: igb1 igb2 igb3 igb4 2.4.3.Tính số răng
- Phương pháp tính như hộp tốc độ của tỷ số truyền cùng môđun Với m
=> z5 = ; z6 z7 = ; z8 * Thấy rằng việc sử dụng cặp răng ibm Có z7 < zmin (zmin = 17) nhưng do kết cấu vẫn sử dụng
Nhận xét thấy 2 cặp bánh răng : iamax ibmax Chọn bánh răng z = 35 làm bánh răng dùng chung để giảm kích thước hướng trục của hộp chạy dao.
2.5 Chọn bước vít me tiện ren
Khi lựa chọn bước vít me, cần dựa vào bước ren của hệ ren phổ biến trong chế tạo Do đó, nên chọn bước ren vít me theo hệ mét, ưu tiên chọn bước có ít ren với kích thước nhỏ nhất để đảm bảo hiệu quả sử dụng.
- Dựa vào bảng ren quốc tế chọn tvm = 6 (mm) và số đầu mối kvm=1
Nhóm bù bao gồm các khâu cố định cho bộ truyền đơn, cặp bánh răng thay thế trong một loại ren và các khâu đảo chiều Thiết kế nhóm bù được xây dựng dựa trên phương trình liên kết động học xích cắt ren: ip x ics x igb x tvm x kvm = t (mm).
+ ip: là tỷ số truyền của nhóm bù:
Khi tiện ren trong cùng một bảng, chỉ số ip là cố định Để tính toán ip, ta chọn một bước ren nhất định trong bảng để thực hiện cắt thử Trong quá trình này, các thông số ic/s, igb và tvm đã được xác định Do sự khác biệt giữa đường kính tiện ren hệ mét và hệ Anh, nên sẽ có các giá trị ip khác nhau.
Trong lĩnh vực ren quốc tế, có bốn loại ren chính bao gồm ren quốc tế (ipM1), ren môđun (ipM2), ren anh (ipA1) và ren pit (ipA2) Mỗi loại ren này tương ứng với một ip khác nhau Để lựa chọn kết cấu của nhóm bù, ta áp dụng công thức zp = zpt x zpc, với giá trị zpt và zpc đều bằng 2, dẫn đến kết quả zp = 4.
+ zpt: Số tỷ số truyền khâu thay thế
+ zpc: Số tỷ số truyền khâu cố định
- Từ sơ đồ bố trí xích tiện ren (hv) có:
+ icđ; iđ/c: Tỷ số truyền khâu cố định và đảo chiều
+ itt2: Tỷ số truyền thay thế tiện ren Anh
+ ipcM: Tỷ số truyền cố định tiện ren quốc tế
+ ipcA = ipcA1 x ipcA2 cố định tiện ren Anh
[*] Tính ipM1 (tiện ren quốc tế): ipM1 = ipt1 x ipcM x iđc x icđ
Tỷ số truyền thay thế khi tiện ren quốc tế ipcM thường được chọn là 1, tức là ipcM = 1, theo máy chuẩn 16A16K.
+ Chọn 1 bước ren tiện thử để tính ipt1 , chọn t = 2 (mm)
Tra bảng ren có: ic/s = 4/5; igb = 1
Xác định chế độ làm việc của máy
Chế độ làm việc của máy bao gồm cắt gọt, bôi trơn, làm mát và an toàn Trước khi đưa vào sản xuất, mỗi máy cần xác định rõ các chế độ làm việc Đối với máy tiện ren vít vạn năng, việc chọn chế độ cắt gọt tối ưu là cơ sở quan trọng cho tính toán động lực học.
1.1 Chế độ cắt gọt cực đại :
(Dựa vào công thức kinh nghiệm để xác định).
(IV - 1) + C: hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công với thép C = 0,7
+ Dmax1 là đường kính phôi lớn nhất, Dmax1 = 224 mm
+ Tra bảng 4 - 58 [TKDCC] => Cv = 31,6; xv = 0,25, yv = 0,66
Máy hoạt động với chuỗi vòng quay từ n min đến n max, có 21 cấp tốc độ và lượng chạy dao biến đổi từ S min đến S max Tại các trị số n min và S min, máy đạt mômen xoắn lớn nhất (M max) Do đó, việc xác định trị số vòng quay tính toán nt là cần thiết.
+ Công thức n tính : n tính = n min (IV - 4)
Để xác định tốc độ làm việc, cần chia khoảng tốc độ thấp thành ba khoảng đều nhau, mỗi khoảng bao gồm 7 tốc độ Trong khoảng tốc độ này, người lao động được phép làm việc đến mômen xoắn tới hạn, nhưng không được làm việc với công suất tối đa.
+ Cấp tốc độ trung bình R2 (m8… n14)
Để máy hoạt động với công suất tối đa, chúng ta nên chọn nt = n7 hoặc n8 Các chế độ cắt gọt s, v, t và đường kính chi tiết gia công cần được lựa chọn theo chế độ công nghệ phù hợp, nhằm đảm bảo máy làm việc hiệu quả nhất.
- Ta có bảng tính sau
Trục II III IV V VI VII VIII IX nmax 1250 1250 2000 2000 1600 800 1600 2000 nmin 1250 800 315 315 250 125 63 20 nt 1250 894,43 500 500 397,64 198,82 141,42 63,25
Chế độ cắt thử được quy định bởi người thiết kế hoặc nhà sản xuất trước khi đưa máy vào sản xuất Nhà máy chế tạo cần tiến hành thử nghiệm máy theo chế độ kiểm nghiệm nhằm kiểm tra khả năng hoạt động của máy trong phạm vi cho phép Mục tiêu của việc chạy thử là xác định tính ổn định của các chi tiết máy, từ đó lựa chọn chế độ thử phù hợp để tính toán sức bền cho các chi tiết máy tương tự.
Khi thiết kế máy mới, cần dựa vào máy chuẩn 16A16 KII và lựa chọn chế độ cắt thử hợp lý để tính toán động lực học Do không xác định được chế độ chạy thử của máy chuẩn, việc sử dụng chế độ cắt tính toán là cần thiết trong trường hợp này.
Tính toán lực cắt
- Theo tài liệu thiết kế máy cắt kim loại của “Mai Trọng Nhân” có:
+ CP: Hệ số phụ thuộc điều kiện gia công
+ xp, yp : Là hệ số khác
- Như đã tính ở mục II Đặc trưng động học ở phần II ta có:
+ Px : Lực dọc trục khi tiện
+ Py: Lực hướng trục khi tiện
+Pz : Lực cắt chính khi tiện
Động lực truyền dẫn chính
3.1 Xác định công xuất truyền dẫn chính
+ No : Công suất chạy không
+ Np : Công suất tiêu hao do hiệu suất và do những nguyên nhân khác, ngẫu nhiên ảnh hưởng tới máy
Theo HDTK Dụng Cụ Cắt công thức :
+ v: Vận tốc cắt đã tính mục 2 chương II v = 17,645 m/ph.
+ Km: là hệ số thuộc chất lượng chế tạo chi tiết máy và điều kiện bôi trơn Chọn Km = 6
+ K1 : Là hệ số tổn thất công suất tại trục chính, với ổ lăn chọn K1 = 1,5 + n : Tổng số vòng quay của tất cả các trục (Trừ trục chính)
+ nt/c: Số vòng quay trục chính (nt = 63,25v/ph)
+ dtb: Là đường kính trục trung bình của tất cả các ngõng trục của máy (mm).
- Đường kính trung bình được tính theo công thức sau dtb dtb = C (cm) (IV - 8)
+ N trục: Công suất trên trục
N trục = Nđ/c i (i : Hiệu suất truyền dẫn)
+ Nđc = 5,5Kw chọn theo máy chuẩn 16A16K
NtrụcII = Ntrụcđ/c II = 4,97 KW dsbII = c.
+ Trục III: Tương tự cách tính trục II có
Có đường kính trung bình:
dtb - Thay trị số vào công thức (IV - 7) ta có
+ ik: Số lượng bộ truyền cùng loại
+ k: hiệu suất các bộ truyền cùng loại br = 0,98 đai = 0,97
* Vậy ta xác định được công suất truyền dẫn
3.2 Tính công suất chạy dao
- Dùng phương pháp tính theo lực chạy dao:
+ dc: hiệu suất chung của cơ cấu chạy dao, thường chọn theo lời khuyên. (0,15 0,2) “ TK - Phạm Đắc” chọn = 0,2
+ Vs là vận tốc chạy dao: “Được tính trong chế độ tính toán”. m/s
+ S * : Lượng chạy dao (Tính toán ở mục 2 chương II):
+ n * = nt = 63,25 (Tính mục 1.2 chương IV)
+ Q: Lực kéo của cơ cấu chạy dao.
+ Px: Lực cắt tác dụng theo hướng chạy dao (Tính mục 2 chương II)
+ kn: Hệ số ảnh hưởng của mômen lật phát sinh do phân bố lực chạy dao không đối xứng. kn = 1,15 (Theo bảng 2 trang 32 TKM, MTN)
F: Lực ma sát do sống trượt (theo bảng2 trang 32 TKM, MTN)
=> F = f ( G + Pz) f: Hệ số ma sát thu gọn: “Tra bảng 32 TKM, MTN” f = 0,18
G: Trọng lượng phân dịch chuyển
Ta có : Nd * Vậy có công suất cả truyền dẫn chính và chạy dao
Vậy chọn động cơ có công suất N = 5,5 KW, n = 1450 v/phút là hợp lý.
3.3 Công suất động cơ chạy dao nhanh.
Để giảm thiểu thời gian phụ và hạn chế mòn cho cơ cấu chạy dao tiện ren, trong quá trình chạy, chúng ta nên sử dụng đường chạy dao nhanh Động cơ riêng được sử dụng để truyền động chạy dao nhanh mà không làm ảnh hưởng đến hành trình chạy dao Để đạt hiệu quả tối ưu, ly hợp siêu việt được bố trí nhằm tách biệt chuyển động chạy dao Vận tốc chạy dao nhanh thường được chọn trong khoảng từ 2 m/ph đến 12 m/ph.
Ncdn + G: Trọng lượng phần dịch chuyển được tính phần 3.2
* Vậy ta chọn động cơ chạy dao nhanh có: N = 0,3 KW, số vòng quay n = 1500v/ph.
Tính mô men xoắn trên các trục
+ Ni: Công suất trên trục “Tính ở mục 3.1.2 chương IV)
+ ntti: Tốc độ quay tính của trục “Tính ở mục 1.2 chương IV”
Sau khi tính toán mômen, chúng ta tra bảng 28 (TK MTN) để chọn đường kính trục tiêu chuẩn Các đường kính trục tiêu chuẩn được xác định như sau: dII = 32 mm, dVI = 48 mm, dIII = 35 mm, dVII = 50 mm, dIV = 40 mm, dVIII = 52 mm, dV = 40 mm, và dIX = 62 mm.
- Trục IX là trục chính rỗng nên dIX = 62 x
Trục chính được xác định với đường kính lớn nhất dmax là 44 mm, theo tính toán trong chương II Chúng ta chọn đường kính trong là di = 45 mm.
Bảng tính toán động học
Số hiệu theo Sđđ nmax nmin ntt Ni (KW) Mx