đồ án thiết kế máy : tính toán thiết kế máy tiện vạn năng hạng trung dựa trên máy chuẩn T620

Máy tiện là máy công cụ phổ thông, chiếm 40 – 50% số lượng máy công cụ trong các nhà máy, phân xưởng cơ khí. Dùng để tiện các mặt tròn xoay ngoài và trong (mặt trụ, mặt côn, mặt định hình, mặt ren) xén mặt đầu, cắt đứt… Có thể khoan, khoét, doa trên máy tiện. Trong thực tế có các loại máy tiện vạn năng, máy tiện tự động, bán tự động, chuyên môn hoá và chuyên dùng, máy tiện revolve, máy tiện CNC… Tuy nhiên do thực tế yêu cầu thiết kế máy tiện vạn năng hạng trung, vì vậy ta chỉ xem xét, khảo sát nhóm máy tiện ren vít vạn năng hạng trung (đặc biệt là máy T620).

PHẦN I: KHẢO SÁT MÁY CÙNG CỠ

Máy tiện là máy công cụ phổ thông, chiếm 40 – 50% số lượng máy công cụ trong các nhà máy, phân xưởng cơ khí Dùng để tiện các mặt tròn xoay ngoài và trong (mặt trụ, mặtcôn, mặt định hình, mặt ren) xén mặt đầu, cắt đứt… Có thể khoan, khoét, doa trên máy tiện

Trong thực tế có các loại máy tiện vạn năng, máy tiện tự động, bán tự động, chuyên môn hoá và chuyên dùng, máy tiện revolve, máy tiện CNC…

Tuy nhiên do thực tế yêu cầu thiết kế máy tiện vạn năng hạng trung, vì vậy ta chỉ xem xét, khảo sát nhóm máy tiện ren vít vạn năng hạng trung (đặc biệt là máy T620)

Các máy hạng trung đang được sử dụng rộng rãi trên thị trường Việt Nam được thống

kê trong bảng sau:

Khoảng cách lớn nhất giữa hai mũi tâm (mm) 1400 750 1500 1000

Số vòng quay nhỏ nhất nmin (v/p) 12,5 44 11,5 11,2

Số vòng quay lớn nhất nMax (v/p) 2000 1980 1200 2240Lượng chạy dao dọc nhỏ nhất Sdmin (mm/v) 0,070 0,060 0,082 0,080Lượng chạy dao dọc lớn nhất SdMax (mm/v) 4,16 1,07 1,59 1,36Lượng chạy dao ngang nhỏ nhất Snmin (mm/v) 0,035 0,040 0,027 0,080Lượng chạy dao ngang lớn nhất SnMax (mm/v) 2,08 0,78 0,52 1,36Các loại ren tiện được Ren Quốc tế, Anh, Môđun, Pitch

Từ các tài liệu nghiên cứu và yêu cầu thiết kế của bài ra, ta nhận thấy máy tiện ren vít vạn năng T620 có tư liệu tương đối tốt, ổn định được thị trường chấp nhận Do đó, ta đi sâu khảo sát máy T620 nhằm tìm hiểu các xử lí kỹ thuật của nhà sản xuất để giúp ích cho việc thiết kế máy mới

I Khảo sát động học máy mẫu (T620):

1 Đồ thị số vòng quay thực tế của máy T620:

2000

Vẽ lại đồ thị vòng quay của máy T620:

Sơ đồ động của máy biểu thị các nhóm tỷ số truyền như sau:

i2 = 

34

56

1,65 = X2  x2  2,17

 Tia i2 lệch sang phải 1 khoảng là: 2,17.log

Lượng mở giữa hai tia [x]: x =

 Tia i11 lệch sang phải 1 khoảng là: 1,78.log

+ Số vòng quay của động cơ nđc = 1450 v/p

+ Tỷ số truyền của bộ truyền đai: iđ =

260

145

 0,56

+ Hiệu suất của bộ truyền đai:  = 0,985

 Trị số vòng quay của trục đầu tiên của hộp tốc độ trên trục II:

n0 = nđc x iđ x  = 1450 x 145260 x 0,985  800 v/p

Qua đó, đồ thị vòng quay của máy T620 có dạng:

nđc (v/p) (số vòng quay của động cơ)  ntc (v/p) (số vòng quay của trục chính).

Từ sơ đồ động ta có thể xác định được đường truyền động qua các trục trung gian tới trục chính

Xích tốc độ có đường truyền quay thuận và đường truyền quay nghịch, mỗi đường truyền khi tới trục chính bị tách ra làm hai đường truyền:

+ Đường truyền trực tiếp tới trục chính cho ra tốc độ cao

+ Đường truyền tốc độ thấp đi từ trục III – IV – V – VI

Phương trình xích động biểu thị khả năng biến đổi tốc độ của máy:

nđc  iđai 

34

56   trực tiếp

43 65

39 51

47 29

55 21

38 38

 gián tiếp

88 22

45

88 22

45

27  ntc

3 Phương án không gian và phương án thứ tự:

Từ trên ta xác định được công thức kết cấu của máy là:

Do yêu cầu thực tiễn, máy có truyền động quay thuận thì phải có truyền động quay nghịch để phục vụ quá trình gia công và đổi chiều (giả sử đối với bàn xe dao chẳng hạn, nếu chỉ có một truyền động thì không thể đưa bàn dao tịnh tiến ngược lại trên băng máy

mà chỉ tịnh tiến được một chiều…) Muốn vậy trên trục vào (II) phải dùng li hợp ma sát (gồm 2 nửa: chạy thuận và chạy nghịch) để thực hiện nhiệm vụ đó

Sở dĩ dùng li hợp ma sát mà không dùng các cơ cấu khác cùng tác dụng là vì ở máy tiện cho đảo chiều thường xuyên, do đó cần phải êm, không gây va đập mạnh…mà li hợp ma sát lại khắc phục được những nhược điểm đó

Do đó, li hợp ma sát được lắp trên trục vào (II), để tránh kết cấu và kích thước lớn (trục

II lắp thêm bánh răng), thay vào đó ta chuyển sang trục III mà TST và số cấp tốc độ vẫn đảm bảo

Sở dĩ LHMS được đặt trên trục II mà không đặt trên các trục khác là vì:

Trục II có tốc độ không đổi (n0 = 800 v/p) là trục vào nên có mômen xoắn nhỏ, do đó, LHMS đặt trên trục này chỉ có 1 tốc độ, mômen xoắn nhỏ nhất, kích thước li hợp là nhỏ nhất

Vì vậy PAKG 2 x 3 x 2 x 2 là hợp lí

Về phương án thứ tự (PATT) của máy có dạng là:

PATT: I II III IV

Ta nhận thấy, máy đã sử dụng PATT rất chuẩn, do quy luật phân bố TST các nhóm đầu

có chênh lệch nhỏ, vì vậy kết cấu máy là hợp lí

Từ đồ thị vòng quay ta nhận thấy máy chỉ có 23 tốc độ riêng biệt, tức là có 7 tốc độ trùng

Ta có:

Đối với đường truyền gián tiếp:

PAKG : 2 x 3 x 2 x 2

Từ đường gián tiếp ta nhận thấy, lượng mở [x] = 12 là không hợp lí Trong máy công

cụ, ở hộp tốc độ có hạn chế TST i phải đảm bảo theo:

nghiêng trái tối đa là 6 ô và tia i2 = 2 nghiêng phải tối đa là 3 ô Tức

là, lượng mở tối đa Xmax = 9 ô

Mặt khác, i = [ ] 1 , 26 12

1 1

không thoả mãn điều kiện đã phân tích trên

Vì vậy để khắc phục, người ta phải giảm bớt lượng mở của đường truyền gián tiếp từ [X] = 12 xuống [X] = 9, còn đường truyền trực tiếp giữ nguyên Giảm như vậy thì đường gián tiếp sẽ có 3 tốc độ trùng Khi đó, số tốc độ của máy sẽ là:

Z = (2x3x2x2 – 3) + (2x3x1) = 27 tốc độ, mà số tốc độ yêu cầu là 23 dẫn đến là sẽ thừa

ra 4 tốc độ

Vì vậy, để khắc phục người ta đã xử lí bằng cách:

+ Vẫn giữ nguyên số cấp tốc độ của đường truyền trực tiếp (6 tốc độ) vì nó có số TST

ít dẫn đến sẽ giảm được tiếng ồn, giảm rung động, giảm ma sát, đồng thời lại tăng được hiệu suất… khi máy làm việc

+ Mặt khác, tiếp tục giảm thêm 3 tốc độ của đường truyền gián tiếp sẽ có lợi vì: máy sẽ giảm đi được số tốc độ có hiệu suất thấp dẫn đến kết cấu HTĐ sẽ nhỏ, gọn hơn, đồng thời

số tốc độ mất đi đó sẽ được bù vào đường truyền trực tiếp

Như vậy đường truyền gián tiếp sẽ có lượng mở nhóm cuối là: [X] = 12 – 6 = 6

Suy ra:

Số tốc độ danh nghĩa của đường truyền gián tiếp là: Z1 = 2x3x2x2 – 6 = 18

Số tốc độ danh nghĩa của đường truyền trực tiếp là: Z2 = 2x3x1 = 6

Dẫn đến tổng số tốc độ là: Z = Z1 + Z2 = 18 + 6 = 24

Vì máy chỉ đòi hỏi 23 tốc độ, nên người ta đã xử lí bằng cách: cho tốc độ thứ 18 (cao nhất) của đường truyền gián tiếp trùng với tốc độ thứ 1 (thấp nhất) của đường truyền trực tiếp, do đó máy chỉ còn 23 tốc độ Nghĩa là trị số tốc độ thứ 18 (n18 = 630 v/p), có thể đi

bằng 2 đường truyền (trực tiếp và gián tiếp) Tuy nhiên, khi sử dụng tốc độ này thì ta nên

sử dụng đường truyền trực tiếp (vì những ưu điểm đã nói trên)

Vì vậy phương án chuẩn của máy là:

Đối với đường truyền gián tiếp:

Đường truyền gián tiếp Đường truyền trực tiếp

II Hộp chạy dao:

1 Bàn xe dao:

Bàn xe dao sử dụng bộ truyền bánh răng thanh răng cho việc chạy dao dọc, sử dụng bộ truyền vít me - đai ốc cho việc chạy dao ngang Để chạy dao nhanh thì có thêm một động

cơ phụ 1 Kw, n = 1410 v/p qua bộ truyền đai để vào trục trơn

Công thức tổng quát để chọn tỷ số truyền trong hộp chạy dao là:

i = ibù.ics.igb =

v

p

t t

(một vòng trục chính)

Trong đó: tv bước vít me.

tp bước ren cần cắt trên phôi

TCVN, thỏa mãn đầy đủ các nhu cầu trong cơ khí chế tạo và sửa chữa

Lược đồ cấu trúc động học hộp chạy dao:

số truyền cơ sở để cắt các bước ren cơ sở, rồi từ đó ta mới cho qua một tỉ số gấp bội đểthay đổi tỉ số truyền để cắt các bước ren còn lại, ngoài ra ta còn bố trí một tỉ số truyềnkhuếch đại để có thể cắt được các bước ren khuyếch đại

Từ các yêu cầu đó ta có được một bảng sắp xếp các bước ren như sau:

Ren quốc tế

tp=mm

Ren modulem=tp/

-3 Một số cơ cấu đặc biệt:

Cơ cấu li hợp siêu việt:

Trong xích chạy dao nhanh và động cơ chính đều truyền đến cơ cấu chấp hành là trục trơn bằng hai đường truyền khác nhau Do vậy nếu không có li hợp siêu việt truyền động

sẽ làm xoắn và gãy trục Cơ cấu li hợp siêu việt được dùng trong những trường hợp khi máy chạy dao nhanh và khi đảo chiều quay của trục chính

Cơ cấu đai ốc mở đôi:

Vít me truyền động cho hai má đai ốc mở đôi tới hộp xe dao Khi quay tay quay làm đĩaquay gắn cứng với hai má sẽ trượt theo rãnh ăn khớp với vít me

Cơ cấu an toàn trong hộp chạy dao

Nhằm đảm bảo khi làm việc quá tải, được đặt trong xích chạy dao (tiện trơn) nó tự ngắt truyền động khi máy quá tải

4 Nhận xét về máy T620:

Máy có 23 tốc độ khác nhau của trục chính, có tính vạn năng cao, tiện được nhiều kiểuren khác nhau Đồng thời phương án không gian và phương án thứ tự đã được sắp xếpmột cách hợp lý để có được một bộ truyền không bị cồng kềnh

Bộ ly hợp ma sát ở trục I được làm việc ở vận tốc là 800v/p là một tốc độ hợp lý, đồngthời bộ ly hợp ma sát còn tận dụng được bánh răng trên trục I nên tăng được độ cứngvững

Trong máy có bộ ly hợp ma sát siêu việt, thuận tiện cho quá trình chạy dao nhanh

PHẦN II: THIẾT KẾ MÁY MỚI.

CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC MÁY CẮT KIM LOẠI

A Hộp tốc độ trong máy cắt kim loại:

1 Yêu cầu đối với hộp tốc độ:

Hộp tốc độ (HTĐ) trong máy cắt kim loại dùng để truyền lực cắt cho các chi tiết gia công với những chế độ cắt cần thiết Thiết kế HTĐ yêu cầu phải đảm bảo những chỉ tiêu

về kỹ thuật, và kinh tế tốt nhất trong điều kiện cụ thể cho phép HTĐ phải có kích thước nhỏ gọn, hiệu suất cao, tiết kiệm nguyên vật liệu, kết cấu có tính công nghệ cao, làm việc chính xác…

Từ tính chất quan trọng như vậy của HTĐ và từ yêu cầu thực tế của sản xuất, HTĐ của máy mới mà ta cần thiết kế phải đảm bảo những yêu cầu kỹ thuât sau:

nmax, nmin là số vòng quay lớn nhất và nhỏ nhất của trục chính

d

V

 v/p

Trong đó: Vmax, Vmin là tốc độ lớn nhất, nhỏ nhất

dmax, dmin là đường kính lớn nhất, nhỏ nhất của chi tiết gia công

Xuất phát từ sản phẩm gia công, máy phải tiện được:

Ta nhận thấy, chuỗi vòng quay tuân theo quy luật cấp số nhân Trong khoảng từ nmin

đến nmax có Z cấp tốc độ: n1 = nmin, n2, …, nk, nk+1, …, nZ = nmax

Trong chuỗi số vòng quay có tỉ số giữa hai số vòng quay bất kỳ kế tiếp nk và nk+1 là một

số không đổi thì chuỗi đó phải tuân theo quy luật cấp số nhân có công bội là 

Do yêu cầu của việc thiết kế máy (là máy tiện vạn năng), đồng thời để tổn thất tốc độ cũng như tổn thất năng suất là không đổi và không vượt quá giới hạn, tra bảng 1.1 sách

“Tính toán thiết kế máy cắt kim loại” ta chọn  theo tiêu chuẩn là:

5 , 12

2000 lg 1 lg

) 5 , 12

1450 lg(

4

lg

) lg(

Vì số nhóm truyền là nguyên nên chọn Xi = 4

3.2 Phương án không gian và phương án thứ tự:

Chọn phương án không gian:

Một phương án bố trí không gian, ta có nhiều phương án thứ tự thay đổi khác nhau Với

số cấp tốc độ được tính dựa vào yêu cầu thực tế của sản phẩm cần gia công, dựa theo máy mẫu 1K62 đã khảo sát ta có các phương án không gian khác nhau:

+ Phương án không gian 3 x 2 x 2 x 2 có:

Tóm lại tổng số bánh răng của HTĐ cần thiết kế là: SZ = 18 bánh răng

Tính tổng số trục của phương án không gian theo công thức:

Trong đó: b là chiều rộng bánh răng

f là khoảng hở giữa hai bánh răng

Các cơ cấu đặc biệt dùng trong hộp:

+ Số bánh răng phân bố trên các trục đều hơn PAKG 3x2x2x2 và 2x2x3x2

+ Số bánh răng chịu mô men xoắn lớn nhất Mmax trên trục chính là ít nhất

Do đó, để đảm bảo yêu cầu về kết cấu cũng như TST ta ưu tiên chọn PAKG là

2x3x2x2.

Chọn phương án thứ tự:

Số PATT: q = m! m là số nhóm truyền

13 2 x 3 x 2 x 2III I II IV[6] [1] [3] [12]

19 2 x 3 x 2 x 2

IV I II III[12] [1] [3] [6]

14 2 x 3 x 2 x 2III II I IV[6] [2] [1] [12]

20 2 x 3 x 2 x 2

IV II I III[12] [2] [1] [6]

15 2 x 3 x 2 x 2III IV I II[4] [8] [1] [2]

21 2 x 3 x 2 x 2

IV III I II[12] [4] [1] [2]

16 2 x 3 x 2 x 2III I IV II[6] [1] [12] [3]

22 2 x 3 x 2 x 2

IV I III II[12] [1] [6] [3]

17 2 x 3 x 2 x 2III II IV I[6] [2] [12] [1]

23 2 x 3 x 2 x 2

IV II III I[12] [2] [6] [1]

18 2 x 3 x 2 x 2III IV II I[4] [8] [2] [1]

24 2 x 3 x 2 x 2

IV III II I[12] [4] [2] [1]

Nhận xét:

Qua bảng trên ta thấy các phương án đều có Xmax > 8 do đó không thoả mãn điều kiện

Xmax  8 Vì vậy, để chọn phương án đạt yêu cầu ta phải tăng thêm trục trung gian hoặc tách ra làm hai đường truyền

Ta nhận thấy, máy mẫu đã sử dụng PATT rất chuẩn, do quy luật phân bố TST các nhómđầu có chênh lệch nhỏ (phân bố hình rẻ quạt) dẫn đến kích thước bộ truyền nhỏ, phương

án I II III IV là tốt hơn cả vì nó có lượng mở đều đặn và tăng từ từ, kết cấu chặt chẽ, hộp tương đối gọn…

Khi đó ta có:

PAKG : 2 x 3 x 2 x 2

PATT : I II III IV

Lượng mở [x]: [1] [2] [6] [12]

Từ trên ta nhận thấy, lượng mở [x] = 12 là không hợp lí Trong máy công cụ, ở hộp tốc

độ có hạn chế TST i phải đảm bảo theo:

nghiêng trái tối đa là 6 ô và tia i2 = 2 nghiêng phải tối đa là 3 ô Tức

là, lượng mở tối đa Xmax = 9 ô

Mặt khác, i = [ ] 1 , 26 12

1 1

không thoả mãn điều kiện đã phân tích trên

Vì vậy để khắc phục, ta phải giảm bớt lượng mở từ [X] = 12 xuống [X] = 9 Giảm như vậy thì với số tốc độ trên máy sẽ có 3 tốc độ trùng Khi đó, số tốc độ của máy sẽ là:

Z = (2x3x2x2 – 3) = 21 tốc độ, mà số tốc độ yêu cầu là 23 dẫn đến là sẽ thiếu 3 tốc độ

Vì vậy, để khắc phục ta đã xử lí bằng cách:

Bù số tốc độ thiếu ấy vào một đường truyền khác mà theo máy mẫu ta đã khảo sát, để vẫn giữ nguyên số cấp tốc độ của máy, ta bố trí thêm đường truyền tốc độ cao hay còn gọi là đường truyền trực tiếp Đường truyền này có số TST ít dẫn đến sẽ giảm được tiếng

ồn, giảm rung động, giảm ma sát, đồng thời lại tăng được hiệu suất… khi máy làm việc + Mặt khác, theo máy mẫu ta sẽ giảm thêm 3 tốc độ của đường truyền gián tiếp sẽ có lợi vì: máy sẽ giảm đi được số tốc độ có hiệu suất thấp dẫn đến kết cấu HTĐ sẽ nhỏ, gọn hơn, đồng thời số tốc độ mất đi đó sẽ được bù vào đường truyền trực tiếp

Như vậy đường truyền gián tiếp sẽ có lượng mở nhóm cuối là: [X] = 12 – 6 = 6

Suy ra:

Số tốc độ danh nghĩa của đường truyền gián tiếp là: Z1 = 2x3x2x2 – 6 = 18

Số tốc độ danh nghĩa của đường truyền trực tiếp là: Z2 = 2x3x1 = 6

Vì vậy phương án chuẩn của máy mới là:

Đối với đường truyền gián tiếp:

Từ hai đường truyền trên ta có sơ đồ lưới kết cấu như sau:

Nhược điểm của lưới kết cấu là không biểu diễn được TST cụ thể, các trị số vòng quay

cụ thể trên các trục, do đó không tính được truyền dẫn trong hộp, để khắc phục nhược điểm này ta vẽ đồ thị vòng quay

Qua khảo sát và nghiên cứu máy mẫu 1K62, ta nhận thấy dạng máy mà ta đang thiết kế

có kết cấu và các phương án được chọn gần như tương tự máy mẫu Do đó, để vẽ được

đồ thị vòng quay hợp lí, dựa vào máy mẫu và các loại máy hạng trung cung cỡ để khảo sát

Chọn số vòng quay động cơ điện: trên thực tế , đa số các máy vạn năng hạng trung đềudùng động cơ điện xoay chiều ba pha không đồng bộ có nđc = 1450 v/p

Như trên, để dễ dàng vẽ được đồ thị vòng quay nên chọn trước số vòng quay n0 của trụcvào rồi sau đó ta mới xác định TST Mặt khác, n0 càng cao thì càng tốt, vì nếu n0 cao thì

số vòng quay của các trục ngang trung gian sẽ cao, mômen xoắn bé dẫn tới kích thướccủa các bánh răng, các trục nhỏ gọn, tiết kiệm được nguyên vật liệu Thông qua việckhảo sát máy T620, trên trục đầu tiên có lắp bộ li hợp ma sát, để cho li hợp ma sát làmviệc trong điều kiện tốt nhất thì ta chọn tốc độ n0 = 800v/p, vận tốc này cũng là một vậntốc của trục cuối cùng

nđc : số vòng quay của động cơ

iđ : tỉ số truyền từ trục động cơ đến trục đầu tiên (bộ truyền đai)

 = 0,985: hệ số trượt của dây đai

Đối với mỗi nhóm tỉ số truyền ta chỉ cần chọn một tỉ số truyền tuỳ ý (độ dốc của tia tuỳý) nhưng cần phải đảm bảo 14  i  2 Các tỉ số khác dựa vào đặc tính của nhóm truyền

để xác định

Nhóm truyền thứ nhất:

Truyền từ trục I sang trục II, có 2 tỉ số truyền (i1 & i2), đặc tính nhóm là 2[1] Cũng nhưmáy mẫu, do phải bố trí bộ đảo chiều LHMS, nên để kết cấu hợp lí, nhỏ gọn thì ta cầnphải tăng tốc độ ở đoạn này (như đã phân tích ở phần chọn PAKG)

Do đó, dựa vào máy mẫu ta chọn tỉ số truyền

i1 = 1 = 1,261

Tức là tia i1 nghiêng phải 1 khoảng lg, từ đó ta có thể xác định được i2 thông qua quanhệ:

i1 : i2 = 1 : 2

 i2 = 1,262 = 1,5876  tia i2 nghiêng phải 2 khoảng lg

Tương tự như vây ta chọn tỉ số truyền cho các nhóm truyền khác

Nhóm truyền thứ hai:

Truyền từ trục II sang trục III, có 3 tỉ số truyền (i3, i4 & i5), đặc tính của nhóm truyền là3[2], đoạn truyền giảm tốc nên i  1 Ta chọn i5 = 1, nghĩa là tia i5 thẳng đứng Từ đó xácđịnh hai tỉ số truyền còn lại thông qua quan hệ:

i5 : i4 : i3 = 1 : -2 : -4

 i4 = -2 = 1,26-2 = 0,63  tia i4 nghiêng trái 2 khoảng lg

 i3 = -4 = 1,26-4 = 0,40  tia i3 nghiêng trái 4 khoảng lg

Nhóm truyền thứ ba (theo đường gián tiếp):

Truyền từ trục III sang trục IV, có 2 tỉ số truyền (i6 & i7), đặc tính của nhóm truyền là2[6], đoạn truyền giảm tốc nên i1 Ta chọn i7 = 1 Từ đó ta có:

i7 : i6 = 1 : -6

 i6 = -6 = 1,26-6 = 0,25  tia i6 nghiêng trái 6 khoảng lg

Nhóm truyền thứ tư (theo đường gián tiếp):

Truyền từ trục IV sang trục V, có 2 tỉ số truyền (i8 & i9), đặc tính của nhóm truyền là2[6], đoạn truyền giảm tốc nên i1 Ta chọn i9 = 1 Từ đó ta có:

i9 : i8 = 1 : -6

 i8 = -6 = 1,26-6 = 0,25  tia i8 nghiêng trái 6 khoảng lg

Nhóm truyền cuối trên đường truyền gián tiếp (tốc độ thấp):

Truyền từ trục V sang trục VI, có một tỉ số truyền (i10) Tỉ số truyền của nhóm này takhông thể chọn được nữa mà nó phụ thuộc vào vận tốc nhỏ nhất nmin của dãy tốc độ trụcchính Ta có quan hệ:

nmin = n0.i1.i3.i6.i8.i10

 i10 =

8 6 3 1 0

min

.i i i i

n

n

= 800.1,26.120,4,5.0,25.0,25 = 0,496  1,26-3 = -3

 tia i10 nghiêng trái 3 khoảng lg

Nhóm truyền cuối trên đường truyền trực tiếp (tốc độ cao):

Truyền từ trục III sang trục VI, có 1 tỉ số truyền (i11) Tương tự như trên, tỉ số truyền nàyphụ thuộc vào vận tốc lớn nhất nmax của dãy tốc độ trục chính Ta có quan hệ:

nmax = n0.i2.i5.i11

 i11 =

5 2 0

max

.i i

n

n

=

1 5876 , 1 800 2000

= 1,575  1,262 = 2

 tia i11 nghiêng phải 2 khoảng lg.

Qua phần chọn tỉ số truyền trên ta thấy tất cả các tỉ số truyền đều đạt yêu cầu là nằmtrong khoảng (

4 Tính toán số răng của các nhóm truyền trong hộp tốc độ:

Vì đã qua khảo sát và nghiên cứu máy mẫu, nên ta chỉ tính toán số răng của 1 nhóm truyền trong hộp, còn các nhóm truyền khác để thuận tiện và nhanh chóng ta tra bảng tiêuchuẩn để chọn số răng Chọn nhóm truyền thứ nhất để tính toán

4.1 Số răng của nhóm truyền thứ nhất:

Theo công thức:

Zx =

x x

có f1 + g1 = 11 + 7 = 18

).(

min 

= Z .(g f.K g )

2

2 2 min 

TST không chênh lệch đáng kể so với kết cấu và máy mẫu đã khảo sát

Từ đó ta tra bảng tiêu chuẩn, chọn số răng các nhóm truyền:

4.2 Số răng nhóm truyền thứ 2:

Sử dụng phương pháp tra bảng để xác định tổng số răng của cặp bánh răng ăn khớp Z

Từ đó ta sử dụng công thức tính số răng cho từng cặp bánh răng với sai số 

10(+1)%

Trong trường hợp nhóm truyền II các tỉ số truyền đều  1 nên để có thể tra bảng thì taphải nghịch đảo các tỉ số truyền, tính ra số răng của bánh chủ động và bị động như côngthức rồi sau đó đảo lại Như vậy ta có các tỉ số truyền của nhóm II lúc này là:

I5’ = i5 = 1; i4’ = (i4)-1 = 1,262  1,58; i3’ = (i3)-1 = 1,264  2,51

Đối chiếu 3 tỉ số truyền này để tra bảng ta chọn được cột có Z=101 răng

Từ đó ta có số răng của từng cặp bánh răng:

39

' 4

 sai số 1,08% nằm trong giới hạn cho phép

4.3 Số răng của nhóm truyền 3:

Tương tự như nhóm truyền 2, nhóm truyền 3 có 2 tỉ số truyền, ta tra bảng để tính tổng

số răng trong nhóm với các tỉ số truyền sau:

i7’ = i7 = 1; i6’ = (i6)-1 = 3,98

Tra bảng ta được: Z = 101 Ta có số răng của từng cặp bánh răng như sau:

i7’ = 1 

50

51 51 101

51

' 7

 sai số 1,76% nằm trong giới hạn cho phép

4.4 Số răng của nhóm truyền 4:

Hoàn toàn tương tự như nhóm truyền 3, ta có:

 sai số 1,76% nằm trong giới hạn cho phép

4.5 Số răng của nhóm truyền gián tiếp:

Nhóm truyền này chỉ có một tỉ số truyền i10 = -3 = 1,26-3  0,5 Tra bảng ta có tổng sốrăng Z = 63

 sai số nằm trong giới hạn cho phép

4.6 Số răng của nhóm truyền trực tiếp:

Tương tự như trên với i11 = 1,262 ta có:

24

3824

2462

20 80

20 57

23 40

50

.

n2 nđc.đ.iđ

60

30 80

20 80

20 57

23 35

55

.

n3 nđc.đ.iđ

60

30 80

20 80

20 49

31 40

50

.

n4 nđc.đ.iđ

60

30 80

20 80

20 49

31 35

55

.

n5 nđc.đ.iđ

60

30 80

20 80

20 40

40 40

50

.

n6 nđc.đ.iđ

60

30 80

20 80

20 40

40 35

55

.

n7 nđc.đ.iđ

60

30 80

20 80

20 57

23 40

50

.

n8 nđc.đ.iđ

60

30 80

20 80

20 57

23 35

55

.

n9 nđc.đ.iđ

60

30 80

20 80

20 49

31 40

50

.

n10 nđc.đ.iđ

60

30 80

20 50

50 49

31 35

55

.

n11 nđc.đ.iđ.

60

30 80

20 50

50 40

40 40

50

.

n12 nđc.đ.iđ

60

30 80

20 50

50 40

40 35

55

.

n13 nđc.đ.iđ

60

30 50

50 50

50 57

23 40

50

.

n14 nđc.đ.iđ

60

30 50

50 50

50 57

23 35

55

.

n15 nđc.đ.iđ

60

30 50

50 50

50 49

31 40

50

.

n16 nđc.đ.iđ

60

30 50

50 50

50 49

31 35

55

.

n17 nđc.đ.iđ

60

30 50

50 50

50 40

40 40

50

.

n18 nđc.đ.iđ

60

30 80

20 50

50 40

40 35

55

.

n19 nđc.đ.iđ

35

55 57

23 35

31 40

31 35

40 40

40 35

nđc là vận tốc quay của động cơ, nđc = 1450v/p

 là hiệu suất của bộ truyền đai,  = 0,985

iđ là tỉ số truyền của bộ truyền đai, iđ = 0,56

B Thiết kế hộp chạy dao:

Máy ta đang cần thiết kế là máy tiện ren vít vạn năng hạng trung cỡ máy T620, hộpchạy dao có 2 công dụng là tiện trơn và tiện ren, tuy nhiên ta chỉ quan tâm đến khâu tiệnren là chủ yếu Sau khi thiết kế xong ta có thể kiểm tra lại các bước tiện trơn, có thể bịtrùng nhau, sát nhau hoặc cách quãng Vấn đề đó không quá quan trọng vì thực tế các b-ước tiện trơn là khá sát nhau và các đoạn cách quãng không gây ra nhiều tổn thất năngsuất gia công

Có hai dạng hộp chạy dao cơ bản là hộp chạy dao dùng cơ cấu Norton và hộp chạy daodùng bánh răng di trợt Để thuận tiện cho quá trình thiết kế ta sẽ chọn kiểu hộp chạy dao

là dùng cơ cấu Norton tương tự như ở máy T620

I Yêu cầu của hộp chạy dao:

Máy yêu cầu cần phải tiện được các ren quy chuẩn như sau:

Ren module: tính theo công thức m=tp/; với tp là bước ren được cắt (mm); ta có m= 0,5;

1; 1,25; 1,5; 1,75; 2; 2,25; 2,5; 3

Ren pitch: tính theo công thức Dp=25,4/tp; Dp= 96; 88; 80; 72; 64; 56; 48; 44; 40; 36;32; 28; 24; 22; 20; 18; 16; 14; 12; 11; 10; 9; 8; 7

Để thiết kế hộp chạy dao ta cần phải thông qua các bước thiết kế sau:

- Sắp xếp bước ren cắt để tạo thành nhóm cơ sở và nhóm gấp bội

- Thiết kế nhóm cơ sở

- Thiết kế nhóm gấp bội

- Kiểm tra lại độ chính xác các bước ren

- Tính sức bền (động lực học) các chi tiết trong hộp chạy dao

II Sắp xếp các bước ren:

Các ren tiêu chuẩn được sắp xếp dưới dạng một cấp số cộng có công bội không đềunhau, tuy nhiên ta nhận thấy rằng các bước ren được chia thành các nhóm có trị số gấpđôi nhau, do đó ta cần sắp xếp các bước ren thành những nhóm cơ sở và nhóm khuếchđại với các tỉ số truyền của nhóm khuếch đại họp thành cấp số nhân với công bội =2.Việc sắp xếp có các yêu cầu sau:

- Số hàng ngang là ít nhất để cho số bánh răng của nhóm cơ sở Norton là ít nhất,bởi nếu số bánh răng của nhóm Norton này càng nhiều thì khoảng cách giữa haigối tựa càng xa, độ cứng vững càng kém

- Không để các bước ren trùng hoặc sót

- Khi sắp xếp ta sắp thành 4 bảng ren, cả 4 bảng đều do một cơ cấu Norton tạo ra,

do đó để tránh cho quá trình tính toán quá phức tạp thì các con số xếp trong mộtcột dọc giữa các bảng ren cần đợc thống nhất hoá về mặt sắp xếp

- Với ren Anh, nếu số vòng ren trong 1 inch càng lớn thì bước ren càng nhỏ nên ta phải xếp loại ren có n nhỏ về phía phải của bảng xếp ren, n nhỏ cần xếp lên trên.

Ta thấy rằng để cắt hết được các bước ren như yêu cầu thì với mỗi bước ren thì ta cầnphải có một tỉ số truyền, như vậy thì ta cần một số lượng bánh răng rất lớn là 812 =

112, ngoài ra để cắt các bước ren gấp bội thì cần phải có các tỉ số truyền khác gấp bội lên(2; 4 ), do đó số bánh răng cần thiết sẽ là 1122; 1124 điều đó nằm ngoài khảnăng của máy Để khắc phục chuyện này thì qua khảo sát máy mẫu ta đã thấy rằng, để cóđược có các tỉ số truyền khác nhau để cắt các bước ren khác nhau thì ta chia đườngtruyền thành các các nhóm khác nhau, trong đó thì có nhóm cơ sở là nhóm tạo ra một tỉ

số truyền cơ sở để cắt các bước ren cơ sở, rồi từ đó ta mới cho qua một tỉ số gấp bội đểthay đổi tỉ số truyền để cắt các bước ren còn lại, ngoài ra ta còn bố trí một tỉ số truyềnkhuếch đại để có thể cắt được các bước ren khuyếch đại

Từ các yêu cầu đó ta có được một bảng sắp xếp các bước ren như sau: