1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Tính toán thiết kế hế tạo đá mài bánh răng ôn xoắn và hệ thống sửa đá tự động

106 3 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Tính Toán Thiết Kế Chế Tạo Đá Mài Bánh Răng Côn Xoắn Và Hệ Thống Sửa Đá Tự Động
Tác giả Ngụ Đăng Kỳ
Người hướng dẫn Trần Thế Lục
Trường học Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành Khoa Học Máy Và Dụng Cụ Công Nghiệp
Thể loại Luận Văn Thạc Sĩ
Năm xuất bản 2006
Thành phố Hà Nội
Định dạng
Số trang 106
Dung lượng 4,14 MB

Nội dung

Thiết lập phơng trình bề mặt biên dạng răng của bánh răng côn xoắn hệ Gleason Chơng 4: Nguyên lý tạo hình bánh răng côn xoắn1.. TS Trần Thế Lục cùng các thầy cô giáo trong khoa, bộ môn

Trang 1

B Ộ GIÁO DỤ C VÀ ĐÀO T Ạ O TRƯỜ NG Đ Ạ I H C BÁCH KHOA HÀ N I Ọ Ộ

Trang 2

B Ộ GIÁO DỤ C VÀ ĐÀO T Ạ O TRƯỜ NG Đ Ạ I H C BÁCH KHOA HÀ N I Ọ Ộ

Ngô Đăng Kỳ

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHẾ Ạ T O ĐÁ MÀI BÁNH RĂNG CÔN XO N Ắ

VÀ HỆ TH NG SỬ Ố A ĐÁ T Ự ĐỘ NG

TRẦN THẾ Ụ L C

Hà N i, 20 ộ 06

Trang 3

2 Tình hình nghiên cứu chế tạo bánh răng côn xoắn ở nớc ta

mặt biên dạng răng của bánh răng côn xoắn

1 Đặc điểm bánh răng côn xoắn

2 Phân loại bánh răng côn xoắn

3 Nguyên lý tạo hình của các hệ bánh răng côn xoắn

4 Ưu nhợc điểm của các hệ bánh răng

Chơng 3: Thiết lập phơng trình bề mặt biên dạng

răng của bánh răng côn xoắn hệ Gleason

1 Các phơng pháp gia công bánh răng côn xoắn hệ Gleason

2 Thiết lập phơng trình bề mặt biên dạng răng của bánh răng

côn xoắn hệ Gleason Chơng 4: Nguyên lý tạo hình bánh răng côn xoắn

1 Nguyên lý tạo hình bánh răng côn xoắn

2 Các chuyển động chu trình gia công và hiệu chỉnh máy ,

3 Những điều kiện của sự ăn khớp vòng

Trang 4

5 Khử độ tiếp xúc chéo

6 Xác định lợng hiệu chỉnh ∆ '' α x:

7 Sự bù trừ sai lệch về góc nghiêng của răng khi cắt

8 Hiệu chỉnh bán kính đầu dao

9 Xác định vị trí của tâm đầu dao

Chơng 5 nguyên lý mài răng của bánh răng côn xoắn

hệ Gleason

1 Xây dựng phơng trình động học điều khiển quá trình mài biên

dạng răng trên mô hình máy mài bánh răng côn răng cong hệ

Gleason

2 Nghiên cứu nguyên lý hệ dẫn động CNC hình thành xích bao hình

cho máy mài biên dạng răng bánh răng côn răng cong hệ Gleason

Chơng 6: Tính toán và thiết kế đá mài bánh răng côn

xoắn hệ Gleason

1 Thành phần vật liệu và kết cấu đá mài

2 Tính toán các thông số cơ bản của đá mài

Chơng 7: Tính toán và thiết kế hệ thống sửa đá tự động

1 Xây dựng mô hình của cơ cấu

Trang 5

răng

1 Độ bóng bề mặt sau khi gia công

2 Kiểm tra theo vết tiếp xúc

3 Kiểm tra sai số biên dạng răng

4 Kiểm tra sai số động học của bộ truyền bánh răng

Tài liệu tham khảo

Trang 6

Lời nói đầu

Ngày nay, Bánh răng côn xoắn ngày càng đợc sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau của ngành cơ khí chế tạo máy cũng nh các ngành công nghiệp khác nh; Thiết bị giao thông vận tải; thiết bị khai thác mỏ; thiết bị công nghiệp nhẹ; thiết

bị công nghiệp nặng; thiết bị quân sự .v.v Truyền động bánh răng côn với mục đích truyền chuyển động giữa 2 trục chéo nhau trong không gian (thờng là 90) Truyền

động bánh răng côn xoắn có u điểm sau

• Khả năng tải lớn và kích thớc bộ truyền nhỏ

• Tỷ số truyền lớn và hiệu suất của bộ truyền cao

• Độ nhạy nhỏ đối với sai số lắp đặt

• Tiếng ồn thấp

Tuy nhiên để nâng cao khả năng tải, giảm tiếng ồn, giảm kích thớc của bộ truyền với loại truyền động này ngời ta còn chế tạo các bộ truyền bánh răng côn với răng có dạng cong, đặc biệt với bộ truyền bánh răng côn cong Hypoid còn có khả năng truyền giữa 2 trục vuông góc với nhau trong không gian nhng không cắt nhau Tuỳ theo từng hệ và phơng pháp gia công mà ta có các dạng răng công cong khác nhau nh hệ Gleason có dạng răng cung tròn, hệ Oerlicon có dạng cong của răng là đờng Epicycloid, hệ Klingelnberg có dạng cong của răng là đờng thân khai Mỗi dạng răng đều có nguyên lý tạo hình riêng

Hiện nay ở nớc ta bánh răng côn xoắn chủ yếu chế tạo theo hệ Gleason và chỉ mới đợc sản xuất ở mức đơn chiếc và mang tính chất chế tạo phụ tùng thay thế và bánh răng đợc chế tạo trên các máy thế hệ cũ của Liên Xô , Trung Quốc và Cộng hòa dân chủ Đức Điều này làm cho chất lợng của bộ truyền thấp, giá thành chế tạo cao và không đáp ứng đợc nhu cầu sản xuất trong nớc cũng nh cạnh tranh với các sản phẩm nhập ngoại có giá thành cao từ các nớc t bản cũng nh các sản phẩm có tính cạnh tranh cao từ thi trờng Trung Quốc

Trang 7

1 Tổng quan chung về tình hình nghiên cứu và chế tạo bánh răng côn xoắn ở nớc ta và trên thế giới

2 Cơ sở lý thuyết và các nguyên lý tạo hình bề mặt biên dạng răng của bánh răng côn xoắn

3 Thiết lập phơng trình bề mặt biên dạng răng của bánh răng côn xoắn hệ Gleason

4 Tạo hình bề mặt biên dạng răng của bánh răng côn xoắn hệ Gleason

5 Nguyên lý mài răng của bánh răng côn xoắn hệ Gleason

6 Tính toán thiết kế đá mài bánh răng côn xoắn hệ Gleason

7 Tính toán thiết kế hệ thống sửa đá tự động

8 Các tiêu chuẩn đánh giá chất lợng bánh răng sau khi mài

Kết quả đạt đợc của luận án này

• Nghiên cứu nguyên lý tạo hình biên dạng bánh răng

• Tìm hiểu nguyên lý mài biên dạng bánh răng côn xoắn

• Nghiên cứu tính toán thiết kế đá mài bánh răng côn xoắn

• Nghiên cứu tính toán thiết kế hệ thống sửa đá

Trong quá trình làm luận văn mặc dù đã rất cố gắng nhng không tránh khỏi những sai sót Tôi rất mong đợc sự góp ý và bổ sung của các thầy cô trong bộ môn Gia công vật liệu và dụng cụ Công nghiệp trờng đại học Bách Khoa Hà Nội

Trang 8

Tôi xin chân thành cảm ơn PGS TS Trần Thế Lục cùng các thầy cô giáo trong khoa, bộ môn Gia công vật liệu và dụng cụ Công nghiệp trờng đại học Bách Khoa

Hà Nội đã nhiệt tình hớng dẫn và giúp đỡ tôi hoàn thành đồ án này

Hà Nội, ngày tháng 12 năm 2006

Học viên thực hiện

Ngô Đăng Kỳ

Trang 9

Chơng 1: Tổng quan chung về các công trình nghiên cứu bánh răng côn xoắn

Chơng 1

Tổng quan chung về tình hình nghiên cứu tạo hình bánh răng côn xoắn ở nớc ta và các nớc trên thế giới

Hiện nay trên thế giới và trong nớc đã có rất nhiều nhà khoa học nghiên cứu

về tính toán, thiết kế và phơng pháp hiệu chỉnh máy để gia công bánh răng côn xoắn, các công trình này đã nghiên cứu và xây dựng đợc phơng trình bề mặt và phơng pháp tạo hình bề mặt răng của bánh răng và xác định các tham sô cũng nh các nhân

tố ảnh hởng đến chất lợng bề mặt răng bánh răng gia công Các công trình nghiên cứu này chủ yếu sử dụng hai phơng pháp chính để nghiên cứu quá trình tạo hình bề mặt biên dạng răng côn xoắn đó là: Phơng pháp giải tích và phơng pháp tính bộ truyền gần đúng

1 Tình hình nghiên cứu tạo hình bề mặt biên dạng răng bánh răng côn

xoắn trên thế giới

Trên thế giới hiện nạy quá trình tạo hình bề mặt biên dạng răng của bộ truyền bánh răng côn xoắn đợc nhiều nhà khoa học quan tâm và đã giải quyết đợc nhiều vấn đề cơ bản để đa vào ứng dụng trong sản xuất

1.1 Công trình nghiên cứu lý thuyết ăn khớp của ΦΦΦ-L Litvin

Kết quả của công trình là ông đã tìm ra phơng trình ăn khớp khi cắt bánh nhỏ và bánh lớn, ta tìm điều kiện để điểm tiếp xúc của các bề mặt của bánh răng nhỏ và bánh răng lớn ở vị trí cho trớc Việc nghiên cứu ăn khớp theo phơng pháp này dựa trên các điểm ăn khớp đặc biệt, nó nằm trên đờng côn chia, còn các điểm khác thì rất khó xác định Bản thân giáo s Litvin cũng đã từng cố gắng kiểm soát đờng cong của các

điểm tiếp xúc ở chân răng nhng ông đã không thành công Với công trình nghiên cứu của mình, ông giả thiết rằng tất cả đạo hàm bậc 3 của các bề mặt răng đều bằng không, làm cho phơng pháp của ông kém tin cậy Tuy nhiên, phơng pháp của ông

đã là một cơ sở lý thuyết quan trọng trong gia công bánh răng nói chung và gia công bánh răng côn xoắn nói riêng

Trang 10

1.2 Phơng pháp tính toán gần đúng của Picmanhíc:

Phơng pháp này nghiên cứu bởi nhiều tác giả nhằm đáp ứng nhu cầu thuận lợi trong thiết kế và gia công, cũng nh hiệu chỉnh vết tiếp xúc đến vị trí kích thớc và hình dạng mong muốn Căn cứ trên cơ sở yêu cầu của vết tiếp xúc của các bề mặt đối tiếp trong một quá trình làm việc, tác giả đã xem ảnh hởng của các thông số nh sai lệch góc ăn khớp, sai lệch góc xoắn, sai lệch độ cong, ảnh hởng đến quá trình tạo hình bề mặt răng khi gia công để đa ra phơng pháp hiểu chỉnh máy để bỏ hoặc bù

đắp các ảnh hởng đó đến vết tiếp xúc

Rõ ràng rằng nếu kiểm soát hết tất cả các ảnh hởng của từng yếu tố đến chất lợng vết tiếp xúc sẽ cho ta cải thiện dần vết tiếp xúc nhng phơng pháp này rất khó tìm đợc tác động tổng hợp để tìm đến giải pháp tối u khi điều chỉnh vết Đặc biệt khó khăn khi đa ra thuật toán để thiết lập bài toán tối u về ảnh hởng của các thông

số đến chất lợng ăn khớp của bộ truyền

1.3 Phơng pháp phân tích vết tiếp xúc của Wang và Ghosh:

Các tác giả đã đa ra một lý thuyết kiểm soát vết tiếp xúc qua các bớc sau:

- Kiểm soát trực tiếp các tham số, càng nhiều càng tốt tơng ứng với các dạng tiếp xúc đã định trớc

- Với các thông số không kiểm soát đợc trực tiếp đợc thì phân tích các tham số thay thế

- Dựa trên kết quả phân tích tổng lại, tối u hóa đã có thể kiểm soát đợc các tham số mà không thể kiểm soát đợc trực tiếp

Sử dụng phơng pháp này có thể dự đoán đợc vị trí của điểm tâm bánh răng và trạng thái tiếp xúc bậc 2, từ đó giữ cho chúng cố định trong quá trình tổng hợp tối u Các tác giả đã sử dụng một số phơng pháp toán học mới so với lý thuyết ăn khớp đã

có từ trớc đây nh lý thuyết khung chuyển động trong hình học vi phân phân tích - tiếp xúc bậc 3, Tenxơ độ cong đa ra không phải Tenxơ Rieranian mà là Gradient của trờng Véctơ bề mặt đơn vị Trên cơ sở mặt tiếp xúc bậc 3, thiết lập phơng pháp tính toán các thông số hình học của bề mặt răng bậc 3, cũng nh phân tích mức độ thay

Trang 11

Chơng 1: Tổng quan chung về các công trình nghiên cứu bánh răng côn xoắn

H trên máy kiểm tra bao hình, các tác giả đã lập một chơng trình tính toán phân tích kết hợp với một số đồ thị thông số từ thực nghiệm Chơng trình tính toán của các tác giả hiện nay đợc sử dụng rộng rãi ở các nớc công nghiệp tiên tiến nh Mỹ, Hà Lan

và Cộng hoà Liên bang Đức

Trên cơ sở các phơng pháp trên các nhà khoa học đã nghiên cứu và phát triển lý thuyết chung để từ đó thiết kế ra các loại máy và các dụng cụ gia công bánh răng côn xoắn

Ngày nay với sự pháp triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật nhất là trong lĩnh vực cơ điện tử đã cho phép các nhà khoa học có điều kiện phát triển hơn nữa các thành tựu

về quá trình tạo hình bề mặt biên dạng răng Qua đó có thể đa ra các phơng pháp tối u để gia công nhằm nâng cao chất lợng bề mặt bánh răng côn xoắn

Đồng thời với việc nghiên cứu lý thuyết thì công nghệ chế tạo bánh răng cũng đợc phát triển mạnh mẽ nh công công nghệ CAD/CAM với các phầm mềm nh: Phần mền HyGears của hãng Gleason, phần mền CPC của hãng CommunityPC Bên cạnh

đó các máy gia công CNC hiện đại ngày càng tạo ra các sản phẩm có độ chính xác cao và giá thành chế tạo thấp Nó tăng khả năng linh hoạt và đa dạng hoá sản phẩm Một trong số các thành tựu đó là máy mài bánh răng côn răng cong CNC 6 trục có môhình nh sau:

Trang 12

Sự xuất hiện của máy mài điều khiển CNC trên đã tạo ra bớc phát triển lớn trong công nghệ gia công tinh bánh răng côn răng cong, góp phần thúc đẩy ngành công nghiệp ứng dụng bộ truyền này phát triển mạnh mẽ

2 Tình hình nghiên cứu chế tạo bánh răng côn xoắn ở nớc ta

Trớc đây nớc ta đã có một số công trình nghiên cứu về lý thuyết ăn khớp bánh răng của các tác giả: Nguyễn Thiên Phúc, Nguyễn Đăng Thành, Nguyễn Xuân Lạc… Các công trình này đã nghiên cứu lý thuyết ăn khớp theo phơng pháp giải tích, hình học, động học Từ đó tìm ra các biện pháp nhằm tối u hóa quy trình công nghệ chế tạo bánh răng côn xoắn nhằm sản xuất ra các sản phẩm có chất lợng cao

Đặc biệt những năm gần đây các công trình nghiên cứu của Tiến sĩ Bành Tiến Long, Bùi song cầu đã đi sâu vào giải quyết các vấn đề cụ thể về tạo hình bề mặt của

bộ bánh răng côn răng cong, ứng dụng phép toán Tenxơ quay để nghiên cứu tạo hình

bề mặt các bề mặt có chuyển động quay, chuyển động tịnh tiến và phối hợp cả hai chuyển động, ứng dụng Tenxơ quay để viết phơng trình bề mặt biên dạng răng của bánh răng côn xoắn

Hiện nay sản phẩm bánh răng côn xoắn trong nớc chế tạo chủ yếu đợc gia công trong một số cơ sở nghiên cứu và sản xuất chính sau: Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội, Viện Thiết kế máy năng lợng và mỏ, Nhà máy Cơ khí Hà Nội, Nhà máy Cơ khí Z179, Nhà máy Cơ khí trung tâm Cẩm Phả, Các cơ sở đó thờng sử dụng các thế hệ máy cũ do Liên Xô, Đức và Trung Quốc chế tạo để gia công bánh răng Trong khi việc đầu t chiều sâu cho lĩnh vực nghiên cứu chế tạo bánh răng côn răng cong của các cơ sở sản xuất vẫn cha đợc quan tâm đúng mức, do vậy năng suất, chất lợng sản phẩm thấp, giá thành cao không đáp ứng đợc nhu cầu thị trờng

đòi hỏi

Cùng với yêu cầu pháp triển nghành cơ khí chế tạo của đất nớc thì việc chế tạo

ra các bánh răng côn xoắn có chất lợng cao nhằm từng bớc thay thế cho các sản phẩm ngoại nhập thì chúng ta cần thiết phải đầu t nghiên cứu, ứng dụng các thành tựu nghiên cứu vào sản xuất là một yêu cầu cấp thiết Đề tài Tính toán và thiết kế đá mài bánh răng côn xoắn và chế tạo cơ cấu sửa đá tự đông '' cũng không nằm ngoài

Trang 13

Ch¬ng 2: C¬ së lý thuyÕt t¹o h×nh bÒ mÆt biªn d¹ng b¸nh r¨ng c«n xo¾n

• Nguyªn lý t¹o h×nh cña c¸c hÖ b¸nh r¨ng c«n xo¾n

• ¦u nhîc ®iÓm cña c¸c hÖ b¸nh r¨ng c«n xo¾n

Trang 14

1 Đặc điểm bánh răng côn xoắn

Bánh răng côn xoắn có nhiều tính chất u việt so với bánh răng côn thẳng, trong

đó đáng chú ý là: Sự làm việc nhịp nhàng và không có tiếng ồn, thời gian ăn khớp dài,

độ bền của răng lớn, độ mòn ít, độ nhạy với sai số khi lắp nhỏ, có khả năng thực hiện

tỷ số truyền động lớn ( tới 1: 8 ) và không có hiện tợng cắt chân răng khi số răng nhỏ nhờ có chuyển động liên tục, không có chuyển động chạy không của dao, nhờ sử dụng dao nhiều lỡi, nhờ tốc độ cắt lớn nên có thể nâng cao năng suất tới hai lần trở lên khi cắt bánh răng cong so với khi gia công bánh răng thẳng trên máy bào răng

Nhợc điểm của bánh răng côn xoắn có lực chiều trục gây ra bởi biên dạng răng Do đó không nên chọn chiều dài của răng lớn, vì nh vậy do mặt tựa của bánh răng là công xôn nên momen uốn và độ lệch sẽ tăng lên

3 Nguyên lý tạo hình của các hệ bánh răng côn xoắn

a) Nguyên lý gia công bánh răng côn hệ Gleason.

Việc gia công bánh răng côn hệ Gleason dựa theo nguyên lý ăn khớp cỡng bức giữa bánh răng dẹt sinh tởng tợng (do chuyển động của dao tạo nên) và phôi bánh răng gia công (Hình 2-1) Dụng cụ cắt là đầu đá Khi cắt răng đầu đá sẽ thực hiện hai chuyển động tạo hình :

Trang 15

Chơng 2: Cơ sở lý thuyết tạo hình bề mặt biên dạng bánh răng côn xoắn

- Chuyển động quay quanh trục O (theo chiều S1);

- Chuyển động quay quanh trục đầu dao Of với vận tốc cắt V [m/phút] (theo chiều S2) Chuyển động S2 là chuyển động tạo hình đơn giản tạo ra chiều dài răng

Hình 2-1: Sơ đồ nguyên lý gia công bánh răng côn xoắn hệ Gleason

Ngoài ra phôi còn chuyển động quay S3 quanh trục của nó Để tạo profin răng, bánh dẹt sinh (giá lắc l) và phôi đợc cắt có mối liên hệ động học với nhau thông qua xích bao hình Nếu bánh dẹt sinh chuyển động với vận tốc góc ωd và bánh răng

đợc cắt ωkmối quan hệ động học giữa chúng đợc viết :

z

bh

d k

d k

ibh- tỉ số truyền chung của xích bao hình

Trong quá trình bao hình, bánh dẹt sinh thực hiện chuyển động quay không toàn

O

Trang 16

Sau mỗi lần gia công xong một rãnh răng, xích bao hình bị phân giải, giá lắc đảo chiều, quay về vị trí ban đầu, bánh răng đợc cắt thực hiện phân độ liên tục và chuẩn

bị chu kỳ gia công mới, cứ nh thế cho đến khi gia công hết răng

b) Nguyên lý chế tạo bánh răng Klingelnberg

Nguyên lý chế tạo bánh răng Klingelnberg khác với nguyên lý chế tạo bánh răng Gleason cơ bản là sử dụng đầu dao phay lăn côn làm việc theo nguyên lý bao hình liên tục Bánh răng có chiều cao răng giống nhau trên toàn bộ chiều rộng vành răng Chế tạo bánh răng côn xoắn hệ Klingelnberg dựa trên nguyên lý ăn khớp cỡng bức giữa bánh dẹt sinh tởng tợng (giá lắc) đóng vai trò là dao và bánh răng đóng vai trò là phôi (Hình 2-2)

Hình 2 -2: Sơ đồ nguyên lý gia công bánh răng côn xoắn hệ Klingelnbeng

Để tạo hình bánh răng Klingelnberg dao phay trục vít thực hiện chuyển động S3

quay quanh trục của nó tạo ra tốc độ cắt gọt, đầu dao thêm chuyển động phụ S1 để dao phay trục vít lăn trên mặt côn bánh dẹt sinh Bánh dẹt quay quanh trục tâm máy với chuyển động S4 Bánh răng chuyển động quanh trục của nó S2

Để tạo hình biên dạng răng của bánh răng máy cần phải thực hiện các mối liên

Trang 17

Chơng 2: Cơ sở lý thuyết tạo hình bề mặt biên dạng bánh răng côn xoắn

1 Mối liên hệ động học giữa dụng cụ bánh- dẹt sinh:

Nếu gọi vận tốc góc đầu dao ωn, ωd - vận tốc góc của bánh dẹt sinh;k - số đầu mối của dao phay trục vít ta có :

⋅sinδ +sinδ

trong đó : δph - góc côn chia của bánh răng đợc cắt;

nk- số vòng quay giá lắc

c) Nguyên lý chế tạo bánh răng Oerlikon

Đây là loại bánh răng côn xoắn có dạng răng theo đờng cong Epicycloid kéo dài, chiều cao răng không thay đổi trên toàn bộ vành răng Nguyên lý chế tạo (Hình 2-3) cho dạng răng này Ta tởng tợng rằng một đờng tròn trên đó có gắn chặt các profin cơ bản của bánh răng với đờng tròn cơ sở K0 Trên bánh dẹt có các đờng xoắn theo dạng đờng Epicycloid kéo dài với prôfin thẳng trong mặt phẳng pháp tuyến Trên đầu dao bố trí các nhóm dao cắt mặt lồi và mặt lõm biên dạng răng

Trang 18

Hình 2- 3: Sơ đồ nguyên lý gia công bánh răng côn xoắn hệ Oerlikon

Để chế tạo bánh răng Oerlikon máy có chuyển động sau: Bánh dẹt sinh chuyển

động quay quanh trục tâm máy (S1,S1*); chuyển động tạo ra tốc độ cắt gọt của đầu dao (S2,S2*); chuyển động của phôi quanh trục của nó (S3,S3*) Với chiều chuyển

động của phôi, dao, bánh dẹt sinh phù hợp cho ta các dạng răng êpiciclôit kéo dài hoặc Hypoit kéo dài

Để tìm mối liên hệ động học giữa các cơ cấu chấp hành ta giả thiết rằng trục

Onkhông chuyển động, đầu dao cùng với đờng tròn K0 quay quanh Onvà mang

đờng trònK0 quay quanh tâm Sd, quan hệ chuyển động giữa đầu dao bánh dẹt sinh -

có thể viết : ω

ω

d d

nz

2

Trong đó : n- số nhóm dao trên đầu dao

Cho bánh răng đợc cắt ăn khớp với bánh dẹt sinh, theo quy luật ăn khớp bánh răng đợc cắt có số răng zphvà số răng của bánh dẹt sinh zdta có quan hệ sau:

z

z

nz

2

;Trong đó : n - là số nhóm dao trên đầu dao Nếu coi sự ăn khớp đồng thời của

Trang 19

Chơng 2: Cơ sở lý thuyết tạo hình bề mặt biên dạng bánh răng côn xoắn

ω ω ω3: 2: d 1 1 1

4 Ưu nhợc điểm của các hệ bánh răng

Trong ba hệ bánh răng côn răng cong kể trên, bánh răng hệ Klingelnberg, Oerlikon có u điểm độ chính xác cao, cho phép làm việc ở tốc độ lớn và độ ồn thấp hơn so với bánh răng hệ Gleason Nhng nhợc điểm của hai hệ bánh răng này là: chế tạo máy và dụng cụ gia công rất phức tạp, năng suất gia công thấp, giá thành sản phẩm cao và khó ứng dụng công nghệ cao trong điều khiển máy gia công

Đối với hệ bánh răng côn răng cong Gleason thì chế tạo máy và dụng cụ gia công sẽ đơn giản hơn và có năng suất gia công cao hơn hẳn so với hai hệ trên Trớc

đây các nớc phơng Tây thờng dùng dạng răng Klingelnberg, Oerlikon phục vụ cho công nghiệp ôtô Ngày nay bằng sự tiến bộ vợt bậc của khoa học kỹ thuật đã cho phép chúng ta ứng dụng công nghệ cao CAD/CAM trong lĩnh vực gia công bánh răng Điều này cho phép cải thiện một bớc đáng kể chất lợng của sản phẩm, từ đó

có thể ứng dụng bánh răng côn răng cong hệ Gleason trong mọi loại thiết bị có yêu cầu độ chính xác cao, khả năng tải lớn, độ ồn thấp Trong khi giá thành của sản phẩm bánh răng côn răng cong hệ Gleason lại rẻ hơn rất nhiều so với hai loại trên

Các thiết bị gia công bánh răng côn răng cong của Việt Nam chủ yếu nhập từ Liên Xô và CHDC Đức cũ và Trung Quốc đều thuộc hệ Gleason Do vậy để có thể

đáp ứng đợc nhu cầu chế tạo phụ tùng thay thế cho các thiết bị giao thông vận tải, khai thác mỏ, xây dựng, dệt may mặc, thực phẩm, nông nghiệp v.v thì chúng ta cần thiết phải nâng cao chất lợng bánh răng côn răng cong hệ Gleason

Ta chỉ có thể mài đợc bánh răng côn răng cong hệ Gleason do nguyên lý tạo hình đơn giản, còn hai hệ bánh răng còn lại không thể mài đợc biên dang răng sau gia công, bởi nguyên lý tạo hình phức tạp Chính vì vậy, nâng cao độ chính xác của bánh răng dạng Gleason bằng mài hoàn toàn đáp ứng đợc yêu cầu khắt khe của thực

tế

Với mục đích nh trên trong luận văn này tôi sẽ đi sâu nghiên cứu chế tạo bánh răng côn xoắn hệ Gleason

Trang 20

Néi dung ch¬ng nµy bao gåm:

• C¸c ph¬ng ph¸p gia c«ng b¸nh r¨ng c«n xo¾n hÖ Gleason

• ThiÕt lËp ph¬ng tr×nh bÒ mÆt cña b¸nh r¨ng c«n xo¾n

Trang 21

Chơng 3: Lập phơng trình biên dạng bề mặt bánh răng côn xoắn hệ Gleason

1 Các phơng pháp gia công bánh răng côn xoắn hệ Gleason

Có nhiều phơng pháp khác nhau để gia công bánh răng côn xoắn hệ Gleason Việc lựa chon phơng pháp cắt nào là tùy theo yêu cầu của gia công trong đó cần chú

ý : Độ chính xác của cặp bánh răng cần gia công, năng suất cắt, việc giảm bớt các chủng loại dụng cụ Có 4 phơng pháp cắt răng chủ yếu là

• Cắt cả hai mặt của cặp bánh răng bằng phơng pháp xoay với cumngf một vị trí tâm đầu dao Gia công phôi hoặc bằng hai đầu dao một mặt, trong đó một đầu lắp dao cắt ngoài còn đầu kia lắp dao cắt trong; hoặc dùng một đầu dao hai mặt, trong đó các dao ngoài và trong lắp xen kẽ nhau Trong hai trờng hợp sau khi gia công một mặt của răng, ta tiến hành điều chỉnh lại máy và đa đầu dao vào cắt mặt kia Trong thực tế thờng dùng nhất là đầu dao hai mặt

Phơng pháp này tạo ra dạng răng tốt hơn cả, bảo đảm tốt vùng tiếp xúc trên chiều dài bất kỳ và không có hiện tợng tiếp xúc chéo

1.2 Phơng pháp cắt hai mặt đơn giản

Đặc trng chủ yếu của phơng pháp này là việc gia công bánh răng lớn bằng

đầu dao hai mặt để đồng thời cắt mặt lõm và lồi của răng, còn bánh răng nhỏ thì gia công theo phơng pháp một mặt, nghĩa là có các gá đặt khác nhau để cắt mặt lồi và lõm của răng

Trang 22

Phơng pháp này đợc sử dụng rộng rãi trong sản xuất hàng khối và hàng loạt lớn nó cũng có thể dùng để gia công những bánh răng chính xác dùng để truyền lực hoặc truyền tốc độ lớn

1.3 Phơng pháp cắt hai mặt kép

Đặc trng của phơng pháp này là cả hai mặt của bánh răng đợc cắt đồng thời bằng hai đầu dao hai mặt Phơng pháp này chủ yếu dùng đầu dao hai mặt gia công bánh răng môđun nhỏ ( bắt đầu từ môđun 2,5 ) vì do rãnh hẹp nên khó tiến hành gia công riêng phía lõm và lồi của răng Đối với bánh răng có môđun lớn hơn, chỉ có thể dùng phơng pháp này trong trờng hợp khi truyền động bánh răng không yêu cầu độ chính xác cao và chỉ quay theo một chiều Phơng pháp này tạo ra dạng răng có yêu cầu thấp hơn và vùng tiếp xúc không tốt lắm Việc khử hiện tợng tiếp xúc chéo chỉ

có thể thực hiện bằng chuyển động xoắn vít, cho phép khí máy có gá lắp chuyên dùng

để thực hiện việc này

1.4 Phơng pháp gá đặt cố định

Là một dạng của phơng pháp cắt hai mặt đơn giản Mặt lõm và lồi của bánh răng nhỏ đợc gia công trên trên hai máy riêng biệt bằng hai đầu dao một mặt Các máy này đợc điều chỉnh cho một nguyên công nhất định Bánh răng lớn đợc gia công trên máy thứ ba bằng đầu dao hai mặt với một lần gá Phơng pháp này có thể gia công đợc bộ truyền bánh răng côn xoắn có độ chính xác

2 Thiết lập phơng trình bề mặt biên dạng răng của bánh răng côn

xoắn hệ Gleason

Để thiết lập phơng trình bề mặt biên dạng răng của bánh răng côn xoắn hệ Gleason ta có thể mô tả bề mặt dới nhiều dạng khác nhau, ở đây chỉ mô tả biên dạng

bề mặt dới dạng ten xơ quay và giải tích

2.1 Phơng trình bề mặt biên dạng răng của bánh răng côn xoắn viết dới

dạng tenxơ quay

2.1.1 Thiết lập phơng trình

Trang 23

Chơng 3: Lập phơng trình biên dạng bề mặt bánh răng côn xoắn hệ Gleason

Trên đầu dao cắt có gắn các lỡi dao hình thang có lỡi cắt thẳng Mổi lỡi căt

đợc hợp thành từ hai phần: Phần thằng Ab và phần đờng cong chuyển tiếp Phần tạo hình là lỡi cắt thẳng do đó ta sẽ khảo sát bề mặt bánh răng côn xoắn

Đầu dao Gleason có lỡi cắt tạo hình mặt côn và hình của nó chính là trục của đầu dao Bởi vậy khi kéo dài lỡi cắt AB thì cắt trục OJ Nếu thông số u1 nằm trên AB thì

bề mặt côn xoắn dụng cụ tạo bằng lỡi cắt có phơng trình

Oj η + v Trong đó u2 là góc quay bề mặt côn dụng cụ từ vị trí ban

đầu cho đến kết thúc một sờn răng

v là véc tơ từ gốc toạ độ đến đờng côn dụng cụ

η là véc tơ từ đỉnh côn dụng cụ đến điểm chọn trên đờng cắt

e

α và αi là các góc prôfin của lỡi cắt trong và lỡi cắt ngoài

Nếu ta tạm dừng chuyển động của chi tiết thì khi đó giá lắc l sẽ quay quanh trục của

nó với tenxơ quay là Ap ϕ

Ok đồng thời nó quay quanh trục chi tiết với tenxơ quay là Aϕ

z

O , Ok , Oj là các véc tơ đơn vị của các trục chi tiết, giá lắc l, đầu dao

Trang 24

Theo ®iÒu kiÖn bao h×nh ta cã:

O

A B

oz O k ) Aϕ

ozAp ϕ

Ok K 0 = R(Oz + p Aϕ

oz O k ) Aϕ

ozAp ϕ

Ok K 0Thay c¸c gi¸ trÞ Ku 1, Ku 2, Kϕ vµo ph¬ng tr×nh (3.3) ta cã

Trang 25

Chơng 3: Lập phơng trình biên dạng bề mặt bánh răng côn xoắn hệ Gleason

Thay ( 3.6) vào ( 3.2) ta có phơng trình bề mặt bánh răng côn xoắn hệ Gleason

Trong trờng hợp lỡi cắt là phần đờng cong chuyển tiếp BC thì ta có tenxơ quay

At

b với tâm cung tròn S1 véc tơ pháp tuyến b

t là thông số quay của điểm trên đờng tròn

A là véc tơ từ điểm C đến điểm nằm trên trục đầu dao OJ

Thay ( 3.12) vào (3.7) ta tìm đợc phơng trình bề mặt ứng với phần cung tròn của lỡi cắt

Để tìm tenxơ có gờ bậc hai của bề mặt răng từ đó khảo sát tính chất của bề mặt để khảo sát cạnh lùi, giới hạn khuyết ăn chân răng ta phải tìm đạo hàm không theo

u2,ϕ tức là

hij = n.Kij (3.13)

Trang 26

K x K

Tơng tự ta có thể tìm đạo hàm theo u2và các tham số khác

2.1.2 Các đờng cong sờn răng của thiết diện ngang của bánh răng côn xoắn

Để đơn giản hơn khi khảo sát tính chất của bề mặt và mặt và để dùng vào một

số mục đích khác, ta có thể xác định giao tuyến của mặt phẳng ρ vuông góc với trục

Oz ( tức là vuông góc với véc tơ B tại điểm cuối) Lúc bây giờ ta sẽ có đờng cong sờn răng trong mặt phẳng đợc xác định bằng hai toạ độ Từ đó ta có thể tìm đợc các tiếp tuyến với đờng cong một cách dễ dàng và cũng dễ dàng tìm đợc điều kiện cắt lẹm răng, độ lớn khi cắt lẹm các thông số của máy, dụng cụ để tạo hình điểm lùi ( cạnh lùi ) tức là điểm xuất phát của quá trình cắt lẹm

Z

X O

Hình 3.2

Trên hình vẽ 2 có mặt phẳng α cách đỉnh côn bánh răng ( trục toạ độ ) một khoảng ρ

và α cũng vuông góc với trục Oz có véc tơ đơn vị là Oz

Phơng trình ( 2) có thể viết gọn nh sau:

Trang 27

Chơng 3: Lập phơng trình biên dạng bề mặt bánh răng côn xoắn hệ Gleason

K = Aϕ

ozAp ϕ

Ok ( v + u1(u2, ϕ) A 2

Đờng cong sờn răng trong tiết diện vuông góc với trục tại khoảng cách ρ

phải thoả mãn điều kiện:

Giải phơng trình (19) theo phơng pháp Newton và nghiệm u2 hội tụ khá nhanh

Toạ độ đờng cong trong tiết diện vuông góc với trục bánh răng sẽ là:

Trang 28

Tại điểm lùi thì hớng chuyển động thay đổi bởi các tiếp tuyến ti , ti−1 Thay đổi hớng véc tơ Điều đó có nghĩa là các thành phần của véctơ tiếp tuyến có dấu ngợc chiều nhau khi đi qua điểm lùi Điều này cũng có nghĩa là giá trị của các thành phần i

ξ và ψi của hàm số ρi tiến tới "không" khi chuyển động tới điểm lùi và tiến xa gia trị "không" khi chuyển xa điểm lùi

Trong trờng hợp cụ thể thì thông số u1 chạy trên lỡi cắt có thể xảy ra các trờng hợp sau:

a 0< u1uv < 1 thì sẽ cắt lẹm chân răng Đê tránh hiện tợng cắt lẹm chân răng thì

giá trị ϕ max = ϕuv và u 2

max = u2uv Cũng có thể tránh cắt lẹm chân răng bằng cách chế tạo lỡi cắt kết thúc tại điểm u1uv

b Khi u1uv< 0 và u1uv > 1 thì không xảy ra hiện tợng cắt lẻmăng và bánh răng không đợc cắt tới điểm lùi

c Khi u1uv = 1 thì bánh răng đợc gia công đến điểm lùi và hiện tợng

ăn khuyết chân răng sẽ xảy ra nếu tiếp tục làm việc

3 Phơng trình bề mặt biên dạng răng của bánh răng côn xoắn viết dới

dạng giải tích

Để thiết lập phơng trình bề mặt biên dạng răng của bánh răng côn xoắn ta dựa trên nguyên lý tạo hình của bánh răng côn xoắn để thiết lập phơng trình biên dạng răng

Trang 29

Chơng 3: Lập phơng trình biên dạng bề mặt bánh răng côn xoắn hệ Gleason

d Y

Khi quay đầu dao cắt trong hệ trục toạ độ Sd lỡi cắt của dao sẽ tạo nên một bề mặt côn đợc xác định bởi phơng trình

Trang 30

θ α

α α

cos sin

sin sin

cos cot

u z

u y

u g

r x

d d

e d

(3.23)

Trong đó: re là bán kính tính toán đối với đầu dao

u,θ là các thông số xác định điểm N bất kỳ của bề mặt côn Giả thiết vị trí gá đặt của đầu dao so với trục Os của bánh răng dẹt sinh với giá trị q, OsOd = b Nh vậy trong hệ toạ độ Ss thì bề mặt của nón côn lỡi dao sẽ đợc xác định bằng phơng trình

z

q b q u

y

u g r

x

s s

e s

cos )

cos(

sin

sin )

sin(

sin

cos cot

α α

θ α

α α

Trong hệ toạ độ cố định S0 phơng trình xác định bề mặt côn của lỡi cắt hay còn gọi

là bề mặt của bánh răng dẹt sinh sẽ đợc xác định nh sau: (hình 3.5 )

i r

d Z Yd

) cos(

sin

) sin(

) sin(

sin

cos cot

0 0 0

ψ ψ

θ α

ψ ψ

θ α

α α

q b

q u

z

q b q

u y

u g r

(3.25)

Trong đó: ψ là góc quay của bánh răng dẹt sinh

Trang 31

Chơng 3: Lập phơng trình biên dạng bề mặt bánh răng côn xoắn hệ Gleason

Lúc đó véc tơ pháp tuyến đến bề mặt bánh răng dẹt sinh trong hệ S0 đợc xác định bởi phơng trình:

e0 = sinα i0 + cosα [sin(θ − q+ψ ).j0 + cos(θ − q+ψ).k0] (3.26)

a./ Quá trình cắt răng bánh răng Z1 và bánh răng Z2: đợc tạo thành bởi hai bề mặt răng của bánh răng dẹt sinh F và P không trùng nhau ( hình 2.6 )

Giả thiết bánh răng Z1 đợc cắt bởi phơng pháp một mặt cắt, còn bánh răng Z2 đợc cắt bởi phơng pháp hai mặt cắt Khi đó trục quay của bánh răng dẹt sinh và trục quay của bánh răng gia công sẽ tạo với nhau một góc nhọn bằng: 900- δ k + ∆k

Trong đó: k: ( 1,2)

k

δ : Góc côn chia của bánh răng cắt k

∆ : Góc chân răng của bánh răng cắt

Nh vậy bề mặt răng của bánh răng cắt đợc cắt Z1 và Z2 không có sự liên hệ với nhau Để nâng cao chất lợng ăn khớp bánh răng thì ngời ta sẽ đa ra lợng hiệu chỉnh máy vào tính toán khi cắt bánh răng nhỏ

Xét bề mặt bánh răng dẹt sinh trong hệ toạ độ cố định Sm và Sn tơng tự nh phơng trình (2.25) và (2.26) Thay chỉ số 0 thành m ta sẽ có phwơng trình mặt bánh răng dẹt sinh F:

Trang 32

Z M

n Z

Yn

q

1

β 2

2

δ b 2

δ

Z 1

Z n M

) cos(

sin

) sin(

) sin(

sin

cos cot

F F F F

F

F

m

F F F

F F F F

F

F

m

F F

F F

F

m

q b

q u

z

q b

q u

y

u g

r x

ψ ψ

θ α

ψ ψ

θ α

α α

(3.27)

e(F )

m = sinα F.im + cosα F.[sin(θF −qF +ψF ).jm + cos(θF −qF +ψF ).km] (3.2 )8 Phơng trình này nhận đợc với giả thiết dùng dao ngoài để gia công mặt lõm của bánh răng và αF = αe; αe: góc biên dạng cắt Đối với bề mặt bánh răng dẹt

sinh P chúng ta cũng có thể xác định tơng tự chỉ khác là thay đổi chỉ số F = P và m=n

b./ Tìm phơng trình của sự ăn khớp khi cắt bánh răng Z1 và bánh răng Z2

Khi cắt bánh răng Z1, bánh răng dẹt sinh F và bánh răng Z1 sẽ quay quanh trục của bản thân nó xm và za ( hình ) với vận tốc góc Ω(F) và Ω(1) Trục xm và za sẽ cắt nhau Vị trí của đỉnh côn chia 01 trong hệ đợc xác định nhờ véc tơ:

Trang 33

Ch¬ng 3: LËp ph¬ng tr×nh biªn d¹ng bÒ mÆt b¸nh r¨ng c«n xo¾n hÖ Gleason

+ Ω

=

∆ +

− Ω

+ Ω

=

∆ + Ω

=

1 1

) 1 ( )

( )

1

(

1 1

1 1

) 1 ( )

) 1 ( )

1

(

sin ).

.(

.

] sin ) (

cos ) sin [(

.

cos ).

.(

b m

m F F

zm

b m

b m

m F F

ym

b m

F

xm

E y

y v

L z

L x z

v

E y

v

δ

δ δ

Trang 34

1 1

cos

sin

sin cos )

sin(

sin

.

b

b F

F F

F F

F F

F

i b

q b

δ

δ θ

α ψ

cos

sin

sin cos )

sin(

sin

.

b

b P

P P

P P

P P

P

i b

q b

δ

δ θ

α ψ

Trong đó: iF2 = (2)

) (

Ω P

là tỷ số truyền xích bao hình khi cắt bánh răng Z2

Để đảm bảo tính ăn khớp tốt của hai bánh răng Z1 và Z2 chúng cần phải thoả mãn một

số điều kiện chính sau:

• Biên dạng răng của bánh răng sau khi cắt Z1 và Z2 cần phải tiến vào tiếp xúc với nhau ở điểm tính toán đã cho Tỷ số truyền tức thời cần phải bằng với số liệu đã cho

• Tỷ số truyền của bánh răng theo góc quay cần phải bằng không tại điểm tính toán cho trớc, tức là

1

ϕ d

d

(i12) = 0 Đồng thời phân tích hớng của tiếp tuyến đến đờng làm việc tại điểm tính sẽ xác định đợc hớng của vết tiếp xúc trên bề mặt của răng bánh răng

• Hệ số độ cong của bề mặt răng cần phải loại bỏ khả năng giao thoa ở điểm tiếp xúc và đảm bảo đạt kích thớc của vết tiếp xúc

Trang 35

Chơng 4: Tạo hình bề mặt biên dạng răng của bánh răng côn xoắn hệ Gleason

Chơng 4

Tạo hình bề mặt biên dạng răng của bánh răng côn

xoắn hệ Gleason

Nội dung chơng này bao gồm:

• Nguyên lý tạo hình bánh răng côn xoắn

• Các chu trình chuyển động của máy gia công bánh răng côn xoắn

• Các điều kiện ăn khớp vòng

• Sự tiếp xúc chéo

• Khử độ tiếp xúc chéo

• Xác định lợng hiệu chỉnh ∆ ''αx

• Bù trừ sai lệch về góc nghiêng của răng khi cắt

• Hiệu chỉnh bán kính đầu dao khi cắt

• Xác định vị trí tâm đầu dao

Trang 36

1 Nguyên lý tạo hình bánh răng côn xoắn

Sự khác nhau cơ bản giữa bánh răng côn răng thẳng và bánh răng côn xoắn là dạng răng theo chiều dài: Thẳng và cong Vì vậy về nguyên lý tạo hình bánh răng côn xoắn sẽ khác với nguyên lý tạo hình răng thẳng về phơng pháp tạo hình dạng răng theo chiều dài Nguyên lý tạo hình bánh răng côn xoắn có hai phần:

- Nguyên lý tạo hình thân khai

- Nguyên lý tạo hình dáng răng theo chiều dài

Ta sẽ đi nghiên cứu cụ thể từng phần trên

1.1 Nguyên lý tạo hình thân khai

Nguyên lý tạo hình thân khai của bánh răng côn răng cong giống nh nguyên lý tạo hình thân khai của bánh răng côn răng thẳng

Trớc tiên ta nghiên cứu nguyên lý tạo hình bánh răng côn răng thẳng:

Ta biết rằng dạng răng bánh côn thay đổi theo chiều dài răng, nó không phải là mặt thân khai trong mặt phẳng mà là mặt thân khai trong không gian hay một mặt thân khai phức tạp Do đó khi gia công, ta thực hiện bằng hai phơng pháp:

+ Phơng pháp chép hình

Dùng dao phay đĩa modul, dao phay vấu, đầu dao để gia công răng thẳng, răng cong chỉ giải quyết đợc gia công thô, dạng răng không chính xác…

+ Phơng pháp bao hình

- Liên hệ với phơng pháp gia công bánh răng hình trụ, đầu tiên ngời ta nghĩ

đến dùng nguyên lý ăn khớp bánh răng bánh răng để thiết kế các chuyển động và - cơ cấu máy Đó là phơng pháp dùng cặp bánh răng côn ăn khớp (Hình 4.1) Muốn vậy máy phải có những chuyển động: Bao hình tạo dạng thân khai không gian (Q1,

Q2), tịnh tiến tạo hình dạng răng theo chiều dài T3 Nhng gặp một số khó khăn sau: + Dao xọc răng côn có một lỡi cắt, không thực hiện đợc chuyển động tịnh tiến T3 (vì lỡi dao thay đổi theo chiều dài răng không chế tạo đợc, nên rãnh phôi gia công vẫn chép hình lại ms ở đờng kính lớn nhất của dao, gây ra sai số dạng

Trang 37

Chơng 4: Tạo hình bề mặt biên dạng răng của bánh răng côn xoắn hệ Gleason

+ Góc côn thay đổi nên hớng trợt T3 thay đổi, kết cấu máy phức tạp, do đó phải cải tiến phơng pháp này

- Thay cặp bánh răng côn bằng cặp bánh răng lăn không trợt trên đĩa phẳng (Hình 4.2) (coi nh đĩa phẳng là một bánh côn có góc ở đỉnh 2ϕ = 180 °)

Hình 4- 2 Côn 2 lăn không trợt trên đĩa phẳng 1, đỉnh côn là tâm O của đĩa phẳng Nêu trên côn và đĩa đều có răng thì ta có sự ăn khớp giữa bánh răng côn và bánh răng dẹt (coi nh một thanh răng vòng) Các chuyển động của máy nh sau: chuyển động bao hình Q1, Q2

Trang 38

Hình 4 - 3 Dùng bào hay phay để tạo ra chiều dài răng Nhng có những khó khăn sau: + Hớng đờng răng luôn thay đổi nên đờng trợt của dao cũng phải thay đổi (khuyết điểm này phơng pháp trên đã có)

+ Muốn cắt hết rãnh răng thì lỡi dao (mũi dao) phải trợt theo đờng chân răng của phôi, nhng vì góc chân răng luôn thay đổi khi số răng Z của phôi thay đổi (tuy cùng modul m) nên đờng trợt của dao lại thay đổi một lần nữa (Hình 2.10)

Hình 4 - 4

Ngời ta giải quyết những khó khăn trên nh sau:

+ Để tránh cho bánh dẹt (mà mỗi răng của nó là một con dao) phải làm rãnh trợt hớng tâm đủ cho các răng của nó trợt để cắt phôi, ngời ta chỉ làm rãnh trợt

Trang 39

Chơng 4: Tạo hình bề mặt biên dạng răng của bánh răng côn xoắn hệ Gleason

hoặc hai rãnh trợt này phải làm nhiệm vụ thay thế cho răng đầy đủ của bánh dẹt Do

đó mỗi khi răng dao của bánh dẹt ăn khớp gia công xong một răng của phôi, nó phải quay về vị trí ban đầu để lại thực hiện một qúa trình ăn khớp cho răng bị mất (gọi là chu trình gia công) Vì vậy bánh xe dẹt này thức chất chỉ có một hoặc hai răng nên gọi là bánh dẹt sinh tởng tợng

+ Muốn giải quyết khó khăn thứ hai ngời ta cải tiến bánh dẹt Với góc ỏ đỉnh

2ϕ = 180° - 2 γ hay ϕ = 90° γ, dao chỉ trợt theo phơng nằm ngang Do đó có - sai số về góc chân răng, nhng thực tế góc thay đổi trong phạm vi bé nên cho phép.γ Tóm lại qua quá trình phân tích trên ta có thể rút ra kết luận cuối cùng:

Nguyên lý bao hình gia công bánh răng côn là nhắc lại chuyển động ăn khớp của bánh côn (phôi) với bánh dẹt sinh tởng tợng (dao)

Bánh dẹt sinh tởng tợng đóng vai trò dao cắt có hình dạng rất đơn giản, ta coi nh bánh răng trụ có bán kính vô cùng vì có số răng vô cùng, nên dạng răng không còn là thân khai mà là đờng thẳng phân bố thành thanh răng vòng (ta đã đa từ không gian về dạng mặt phẳng, trên mặt phẳng này rất dễ tạo ra dạng răng theo chiều dài: đờng thẳng, cung tròn, thân khai kéo dài, rút ngắn ).…

Để điều chỉnh bao hình Q1, Q2 ngời ta phải tính đợc số răng của bánh dẹt, mối liên hệ nh sau:

1/Zdẹt vòng (Q1) 1/Zphôi vòng (Q2)

Nhng thực tế bánh dẹt sinh là một thanh răng vòng nên nó không cho ta trị số

Zdẹt cố định Tuỳ theo bánh răng côn gia công ngời ta tính điều chỉnh Zdẹt Muốn bảo

đảm cặp bánh răng cho ăn khớp chính xác thì cả hai bánh răng phải đợc chế tạo trên cùng một bánh dẹt sinh tởng tợng Tính Zdẹt nh sau (Hình 4 5):-

2 2

Trang 40

Hình 4-5

1.2 Nguyên lý tạo hình dạng răng theo chiều dài

Ta không nghiên cứu đặc tính của đờng cong răng và phơng trình hình học tạo

ra đờng cong đó, mà chỉ nghiên cứu làm thế nào tạo ra dạng răng theo chiều dài của bánh dẹt sinh (coi nh một răng dao), cho nó ăn khớp với phôi sẽ tạo ra răng cong trên phôi Có hai phơng pháp tạo ra răng dao trên bánh dẹt sinh:

- Dùng dao phay trụ trục vít hình côn (Hình 4 6a)

-Hình 4 - 6 Cắt dao A này bằng mặt phẳng song song với trục dao ta có dạng răng lợc của bánh dẹt sinh C Quay bánh dẹt sinh C cho ăn khớp với phôi B theo nguyên tắc bao hình Vì dao phay trục vít hình côn có dạng răng bớc đều lăn trên bề mặt của phôi sẽ tạo ra đờng răng D (có thể là tởng tợng đơn giản coi nh trờng hợp gia công bánh răng hình trụ dùng dao phay lăn trục vít hình trụ ăn khớp với bánh răng trụ, ở đây

Ngày đăng: 26/01/2024, 16:02

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w