nghiên cứu về quy trình công nghệ tạo hình bánh răng cầu và thiết kế dao tiện bao hình bánh răng cầu

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP  LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU VỀ CÔNG NGHỆ TẠO HÌNH BÁNH RĂNG CẦU VÀ THIẾT KẾ DAO TIỆN BAO HÌNH BÁNH RĂNG CẦU 23. TRẦN PHƢƠNG NAM THÁI NGUYÊN - 2010 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP  LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU VỀ CÔNG NGHỆ TẠO HÌNH BÁNH RĂNG CẦU VÀ THIẾT KẾ DAO TIỆN BAO HÌNH BÁNH RĂNG CẦU Ngành : CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Mã số :23. Học viên : TRẦN PHƢƠNG NAM Ngƣời HD Khoa học : TS. HOÀNG VỊ THÁI NGUYÊN - 2010 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠ I HỌ C THÁ I NGUYÊN TRƢỜ NG ĐẠ I HỌ C KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP  CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc  LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Tên đề tài: NGHIÊN CỨU VỀ CÔNG NGHỆ TẠO HÌNH BÁNH RĂNG CÂU VÀ THIẾT KẾ DAO TIỆN BAO HÌNH BÁNH RĂNG CẦU Học viên : TRẦN PHƢƠNG NAM Lớp : K11 – CNCTM Ngƣời HD khoa học : TS. HOÀNG VỊ Ngƣời hƣớng dẫn khoa học TS. HOÀNG VỊ Học viên TRẦN PHƢƠNG NAM Ban giám hiệu Khoa Sau Đại học Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan toàn bộ luận văn này do chính bản thân tôi tổng hợp và nghiên cứu dƣới sự hƣớng dẫn khoa học của TS. Hoàng Vị. Nếu sai tôi xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định. Ngƣời thực hiện Trần Phƣơng Nam Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2 LỜI CẢM ƠN Bằng tất cả sự kính trọng và chân thành tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Hoàng Vị- ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. Đồng thời tôi cũng xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trƣờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp, Ban chủ nhiệm Khoa Đào tạo sau đại học, Ban giám hiệu trƣờng Trung cấp nghề Quảng Trị đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện bản luận văn này. Tôi xin cảm ơn gia đình, ngƣời thân và đồng nghiệp đã động viên giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Xin trân trọng cảm ơn! Tác giả Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3 MỤC LỤC Nội dung Trang Lời cam đoan 1 Lời cảm ơn 2 Mục lục 3 Danh mục các hình vẽ, đồ thị 7 Mở đầu 10 1. Tính cấp thiết của đề tài 10 2. Cơ sở khoa học và thực tiễn 10 3. Mục đích của đề tài 11 4. Phƣơng pháp nghiên cứu 11 5. Nội dung nghiên cứu 11 Chƣơng 1: Tổng quan về cơ cấu bánh răng cầu 13 1.1. Nguyên lý hình thành cơ cấu bánh răng cầu 15 1.1.1.Nguyên lý hình thành biên dạng răng cầu thân khai 16 1.1.2. Một số thuật ngữ cơ bản của cơ cấu bánh răng cầu 17 1.2. Thanh răng sinh của bánh răng cầu 18 1.3. Đặc điểm về kết cấu và lắp ráp của cơ cấu bánh răng cầu 18 1.4. Đặc điểm truyền động của cơ cấu bánh răng cầu 20 1.5. Điều kiện ăn khớp đúng của cơ cấu bánh răng cầu 21 1.6. Điều kiện ăn khớp trùng của cơ cấu bánh răng cầu 21 1.7. Phƣơng trình tham số của sƣờn cong liên hợp ∑1 22 1.8. Phân tích động học của bánh răng cầu 27 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 4 1.8.1. Mô hình toán học mô tả chuyển động của cơ cấu bánh răng cầu 27 1.8.2 Phân tích động học của bánh răng cầu 29 1.8.3. Phân tích động học của cơ cấu thanh – bánh răng cầu 32 1.8.4. Kiểu truyền động hành tinh của cơ cấu bánh răng cầu và phân tích động học của nó 34 1.9. Kết luận 37 Chƣơng 2: Công nghệ chế tạo bánh răng cầu 38 2.1. Khái quát về công nghệ chế tạo bánh răng cầu 38 2.1.1. Đặc điểm hình học của bộ truyền 38 2.1.2. Phƣơng pháp chép hình 39 2.1.3. Phƣơng pháp bao hình 40 2.2. Tiện chép hình 40 2.2.1 Thiết kế dao tiện 41 2.2.2. Đặc điểm công nghệ 46 2.2.3. Nhận xét 46 2.3. Phay chép hình 46 2.3.1: Thiết kế dao phay ngón 47 2.3.2. Đặc điểm công nghệ 49 2.3.3: Nhận xét 50 2.4: Mài chép hình 50 2.4.1. Thiết kế đá mài 51 2.4.2. Đặc điểm công nghệ 51 2.4.3. Nhận xét 51 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 5 2.5. Tiện bao hình 52 2.5.1. Sơ đồ cấu trúc động học của tiện bao hình 52 2.5.1.1. Sơ đồ gia công 52 2.5.1.2. Thiết lập sơ đồ cấu trúc động học 53 2.5.2. Các vấn đề về dao tiện bao hình 54 2.5.3. Các vấn đề về máy 54 2.6. Phay bao hình 55 2.6.1. Sơ đồ cấu trúc động học của phay bao hình 55 2.6.1.1. Sơ đồ gia công 55 2.6.1.2. Thiết lập sơ đồ cấu trúc động học 56 2.6.2. Các vấn đề về dao phay bao hình 58 2.6.3. Các vấn đề về máy 58 2.7. Kết luận 59 Chƣơng 3: Mô hình động học máy mài bao hình bánh răng cầu. 60 3.1. Sơ đồ cấu trúc động học của máy mài bao hình 61 3.1.1. Sơ đồ gia công 61 3.1.2. Thiết lập sơ đồ cấu trúc động học 62 3.2. Mô hình máy mài 64 3.2.1. Hệ toạ độ đặt vào máy mài 65 3.2.2. Mối quan hệ động học ăn khớp giữa bánh răng cầu và đá mài 67 3.2.3. Mô hình toán học của đá mài 68 3.3. Kết luận 70 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 6 Chƣơng 4: Thiết kế dao tiện bao hình gia công bánh răng cầu. 71 4.1. Nguyên lý làm việc 71 4.1.1.Thanh răng bánh răng cầu lõm 71 4.1.2. Thanh răng bánh răng cầu lồi 72 4.1.3. Các bán kính của cung tròn thanh răng cầu n r so với trục quay XX và X’X’ 73 4.1.4. Các chuyển động khi cắt răng bằng dao tiện bao hình 75 4.2. Prôfin răng dao 76 4.3. Tạo hình dao tiện bao hình 79 4.3.1. Phay thô các rãnh răng 79 4.3.2. Phay hớt lƣng rãnh răng dao tiện bao hình 80 4.3.3. Phay hớt lƣng đỉnh răng dao tiện bao hình. 81 4.3.4. Mài mặt trƣớc trên máy mài phẳng 81 4.4. Kết luận 81 Chƣơng 5: Kết luận chung 83 Tài liệu tham khảo 85 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 7 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ TT Hình vẽ số Tên hì nh Trang 1 1.1 Cơ cấu bánh răng cầu Trallfa 13 2 1.2 Cơ cấu bánh răng cầu vành răng thân khai. 14 3 1.3 Nguyên lý hình thành cơ cấu bánh răng cầu. 15 4 1.4 Vành răng của cơ cấu bánh răng cầu thân khai. 16 5 1.5 Bề mặt vành răng thân khai. 16 6 1.6 Thanh răng sinh của cơ cấu bánh răng. 18 7 1.7 Sơ đồ khung chữ thập lắp đặt cơ cấu bánh răng cầu 19 8 1.8 Hình côn ăn khớp của cơ cấu bánh răng cầu. 19 9 1.9 Ảnh thực tế của cơ cấu bánh răng cầu. 20 10 1.10 Hệ trục toạ độ của bánh răng cầu. 23 11 1.11 Hệ trục toạ độ của cơ cấu bánh răng cầu. 25 12 1.12 Phép quay của hai hệ trục toạ độ quanh trục. 28 13 1.13 Mối quan hệ của góc quay và toạ độ trong hình cầu chuyển động. 30 14 1.14 Toạ độ của cơ cấu thanh răng cầu. 33 15 1.15 Kiểu truyền động hành tinh của cơ cấu bánh răng cầu. 35 16 1.16 Kiểu chuyển động hành tinh đơn giản trong mặt phẳng 36 17 2.1 Bánh răng cầu lồi 38 [...]... của đề tài: - Nghiên cứu lý thuyết thiết kế bánh răng cầu - Nghiên cứu về công nghệ tạo hình bánh răng cầu - Thiết kế dao tiện bao hình bánh răng cầu 4 Phƣơng pháp nghiên cứu - Lý thuyết thiết kế - Thiết kế kiểm nghiệm 5 Nội dung nghiên cứu: Chƣơng 1: Tổng quan về cơ cấu bánh răng cầu Chƣơng 2: Công nghệ chế tạo cơ cấu bánh răng cầu Chƣơng 3: Mô hình động học máy mài bao hình bánh răng cầu Số hóa bởi... Hình cắt của đá mài 69 39 4.1 Thanh răng – bánh răng cầu 71 40 4.2 Thanh răng cầu lõm 72 41 4.3 Thanh răng sinh dao tiện bao hình bánh răng cầu lõm 72 42 4.4 Thanh răng cầu lồi 73 43 4.5 Thanh răng sinh dao tiện bao hình bánh răng cầu lồi 73 44 4.6 Thanh răng cầu lõm 73 45 4.7 Thanh răng cầu lồi 74 46 4.8 Các chuyển động của dao và phôi 75 47 4.9 Dao tiện bao hình bánh răng cầu lõm 76 48 4.10 Dao tiện. .. hình 1.8 1.5 Điều kiện ăn khớp đúng của cơ cấu bánh răng cầu Một bánh răng cầu đƣợc hình thành từ một đoạn biên dạng răng của bánh răng trụ răng thẳng Biên dạng răng của bánh răng trụ răng thẳng giống nhƣ hình dạng răng pháp tuyến của bánh răng cầu Vì vậy, chúng ta xác định rằng bánh răng trụ răng thẳng là bánh răng tƣơng đƣơng của bánh răng cầu Qua phân tích trên chúng ta thấy rằng cặp bánh răng cầu. .. 10 Chiều dày răng: Là chiều dày của một bánh răng trụ, có cùng biên dạng răng nhƣ bánh răng cầu 1.2 Thanh răng sinh của bánh răng cầu: Khi số răng của bánh răng cầu là vô cùng ,bán kính của hình cầu chia cũng sẽ là vô cùng, khi đó bánh răng cầu trở thành một thanh răng cầu, thanh răng cầu đó đƣợc hình thành bởi vô số vành răng nhƣ trong hình 1.6 Mặt cắt qua tâm của vành răng là một thanh răng sinh chuẩn... thiết kế dao tiện bao hình bánh răng cầu 2 Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài: a Cơ sở khoa học: Sự khác biệt cơ bản của bánh răng cầu với bánh răng truyền thống là đƣờng thân khai cầu của nó Cho nên, phƣơng pháp tạo hình và công nghệ chế tạo bánh răng cầu Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 11 cũng khác với bánh răng truyền thống Các nghiên cứu về bánh răng. .. ra cho bánh răng cầu một dụng cụ tạo hình Bánh răng cầu có một mặt cầu chuyển động và thanh răng cầu chuyển động phẳng Từ những lý do đó, dụng cụ tạo hình bánh răng cầu có thể đạt đƣợc một dịch chuyển trong sự chuyển động giữa hình cầu và mặt phẳng chuyển động Đặc điểm chuyển động này là rất quan trọng trong thiết kế Hình1 6: Thanh răng sinh của cơ cấu bánh răng cầu 1.3 Đặc điểm về kết cấu và lắp ráp... mặt vành răng Nó cũng là trục quay khi gia công bánh răng cầu 2 Vành răng: Đƣợc hình thành bởi mặt cắt bề mặt một răng hoặc một rãnh quay 3600 xung quanh trục cực 3 Bánh răng lồi: Một bánh răng cầu ở phía cuối của trục cực răng là một hình trụ tròn xoay 4 Bánh răng lõm: Một bánh răng cầu ở phía cuối của trục cực răng là một hình trụ tròn xoay lõm 5 Cầu đỉnh răng : Là hình cầu do vòng tròn đỉnh răng. .. răng cầu là chƣa hoàn thiện, trên thế giới chƣa thấy có máy chuyên dùng để chế tạo bánh răng cầu Chế tạo bánh răng cầu đạt độ chính xác nhƣ mong muốn là một vấn đề lớn mà các nhà khoa học thế giới đang nghiên cứu, bánh răng cầu đƣợc gia công bằng dao phay định hình đạt độ chính xác rất thấp Vì vậy trong mục tiêu của đề tài nhằm nghiên cứu thiết kế các loại dụng cụ cắt và thiết kế quy trình công nghệ tạo. .. Qi-shui” trình bày một bánh răng cầu vành răng thân khai liên tục trên bề mặt cầu nhƣ hình 1.2 Bánh răng hình cầu mới, khắc phục triệt để những lổi của bánh răng cầu Trallfa Hình 1 2 Cơ cấu bánh răng cầu vành răng thân khai Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 15 1.1 Nguyên lý hình thành cơ cấu bánh răng cầu: Trong hình 1.3 Hình chiếu cho thấy mặt đầu của một cặp bánh. .. trở thành hình cầu tƣơng ứng, nhƣ là hình cầu đỉnh răng, hình cầu chân răng, hình cầu vòng chia vv Nếu chúng ta lắp ghép bánh răng 1 và 2 trên một cặp khung vạn năng có hai bậc tự do, bánh răng 1 và 2 sẽ duy trì chuyển động xung quanh một hình cầu có tâm O1 và O2 Đây là hình dạng của cơ cấu bánh răng cầu Trong hình 1.4c, khi hai bánh răng này chuyển động, các cặp điểm nút hình cầu sẽ tạo nên một chuyển . thuyết thiết kế bánh răng cầu. - Nghiên cứu về công nghệ tạo hình bánh răng cầu. - Thiết kế dao tiện bao hình bánh răng cầu. 4. Phƣơng pháp nghiên cứu - Lý thuyết thiết kế - Thiết kế kiểm. THUẬT CÔNG NGHIỆP  LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU VỀ CÔNG NGHỆ TẠO HÌNH BÁNH RĂNG CẦU VÀ THIẾT KẾ DAO TIỆN BAO HÌNH BÁNH RĂNG CẦU. CÔNG NGHIỆP  LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU VỀ CÔNG NGHỆ TẠO HÌNH BÁNH RĂNG CẦU VÀ THIẾT KẾ DAO TIỆN BAO HÌNH BÁNH RĂNG CẦU