Thiết kế máy tiện ren vít vạn năng cổ trung T620

Maïy chuáøn laì maïy tiãûn ren vêt vàûn nàng cåí trung T620 laì 1 trong nhæîng loaûi maïy tiãûn ren âæåüc sæí duûng räüng raîi nháút hiãûn nay

Trang 1

Chương I PHÂN TÍCH MÁY CHUẨN Máy chuẩn là máy tiện ren vít vặn năng cở trung T620

là 1 trong những loại máy tiện ren được sử dụng rộngrãi nhất hiện nay

Tính vạn năng của máy được mở rộng bởi phạm vi rộng rãi của tốc độ và lượng chạy dao

Công dụng của loại máy này dùng để tiện các ren vàtiện trơn.Máy có thể tận dụng khả năng cắt gọn của daovà các loại dụng cụ cắt có gắn hợh kim cứng Máy T620còn rất thích hợp với các xưởng cơ khí sản xuất đơnchiếc,hàng loạt, xưởng sửa chữa, xưởng dụng cụ vàxưởng thí nghiệm

I Một số đặc tính kỹ thuật của máy T620

- Đường kính lớn nhất của vật gia công

+Trên sống trượt là 400(mm)

+Trên bàn giao ngang là 200(mm)

- Chiều cao tâm máy h =200(mm)

- Khoảng cách lớn nhất giữa 2 mũi tâm 1400(mm)

- Lượng chạy dao

+chạy dao dọc : sd = 0,07 ÷ 416(mm/vòng)

+Chạy dao ngang : sn= 0,035 ÷ 208 (mm/vòng)

-Lực chạy dao hướng trục lớn nhất cho phép của cơ cấuchạy dao

px=360(kg)

pv=550(kg)

- Bước ren gia công được trên máy

+Ren Quốc tế: ( 1 ÷ 192 ) (mm)

+RenAnh : n = 24 ÷ 2 đỉnh ren/tấc Anh

+ Ren Pids: pd = 96 ÷ 1 môđun/tấc Anh

+ Ren môdun: m = 0,5 ÷ 4,8 (mm)

Ngoài ra máy T620 có thể gia công được ren khuyếchđại ren mặt đầu và ren chính xác

Trang 2

- Công suất động cơ điện N =10 (kw), hiệu suất η = 0,75

1 Phân tích động học của máy tiện T620

a xích tốc độ

VIIIIII

I

IVVb

d

ca

Hình I.1: Sơ đồ truyền động

a: Đường truyền quay thuận

b: Đường truyền quay nghịch

c: Đường truyền tốc độ cao

d: Đường truyền tốc độ thấp

-Phương trình xích động tổng hợp biểu thị mọi khả năng biến đổi tốc độ của trục chính

56 34 50 24

II

29 47

38 38 III

1/1 1/4 1/16

27 54

65 43

VI

3836

Hình I.2: Sơ đồ phương trìmh xích tốc độ máy T620

Theo phương trình ta tính được số tốc độ của trụchính như sau:

Số tốc độ theo đường truyền tốc độ thấp theo tính toànlà: 2 x3 x 2 x 2 = 24

Nhưng thực tế đường truyền này chỉ có 18 cấp tốcđộ vì 2 khối bánh răng 88-45 và 22- 45 trên trục IV và 2

Trang 3

bánh răng Z = 22, Z = 45 trên trục VI và hai bánh răng Z = 88,

Z = 45 trên trục V tạo thành bốn tỷ số truyền từ trục IIIđến trục V

Trục chính quay được nhờ khối bánh răng 24-36 đảochiều và ly hợp M1 đóng sang phải

Số tốc độ của trục chính theo đường truyền ngược là 3x3+3 = 12

b xích chạy dao cắt ren

Máy tiện T620 có thể cắt được các loại ren: tiêuchuẩn, Quốc tế, Anh, modun, ren Pids, ren khuyếch đại,ren chính xác và ren mặt đầu

Xích cắt ren nối từ trục chính VI→VII qua bộ bánh răng thay thế → IX vào hộp chạy dao,đến trục vít me có tx

= 12(mm) lượng di động tính toán ở hai đầu xích là 1 vòng quay của trục chính làm bàn dao tịnh tiến được 1 khoảng bằng bước ren yêu cầu gia công

Các bánh răng thay thế giữa trục VIII và IX được dùngkhi gia công các loại ren khác nhau

+ Ren Anh và ren Quốc tế dùng cặp 42/50

+ Ren môdun và ren Pids dùng cặp 64/97

Để tạo được nhiều ren khác nhau , trong cùng 1 loạiren, hộp chaỵ dao của máy T620 dùng cơ cấu nooctông

Trang 4

Khối bánh răng hình tháp có 7 bánh răng có số bánh răng làZ=26, 28, 32, 36, 40, 44, 48 Để tạo ra 7 tỷ số truyền.

Từ trục IX đến trục XII có 2 đường truyền động khác nhau

+ Trong đường truyền thứ nhất, cơ cấu nooctông chủ động Chuyển động được truyền từ trục IX qua ly hợp

M2→ XI→ khối bánh răng hình tháp Zn → bộ bánh răng

36-25-28→ ly hợp M4

+ Trong đường truyền thứ hai cơ câu nooctông giữ vai trò

bị động Chuyển động được truyền tư trục IX qua bộ bánh răng 35-37, 37-35→ X → bộ 28-25-36 → bánh răng hình tháp Zn → XI → bộ 35-28-28-35→ XII

+Để tạo được bước lớn hơn hoặc bé hơn các bước ren

cơ sở đã chọn, hộp chạy dao có 2 khối bánh răng di trượt giữa ba trục XII, XIII, XIV Chúng tạo được 4 tỷ số truyến

i1 = 1

28

35 35

28 có tác dụng đổi chiều quay và tạo tỷ số truyền

1 35

28 28

chuẩn và ren không tiêu chuẩn

* Sơ đồ kết cấu động học xích cắt ren

Trang 5

gbith

i

cđ

xt

Hình I.3 Sơ đồ kết cấu động hõcích cắt ren

a Phương trình cắt ren tổng quát

icđ.ith.ics.igb.tx = tp

Trong đo ï icđ: tỷ số truyền cố định

ith :tỷ số truyền thay thế

ics:tỷ số truyền cơ sở

igb:tỷ số truyền gấp bội

tx: bước ren vit me

tp:bước ren cần gia công+ Cắt ren Quốc tế (dùng cặp bánh răng thay thế 5042 vàđường truyền thứ nhất)

Phương trình cắt ren Quốc tế là:

1 vòng(VI).6060 (VII).4242 (VIII).5042 (IX)

60

n

Z

2825 (X)(XII).igb.(XIV).12 = tp

⇔ k1.Zn.igb = tb (k1:hệ số rút gọn của phương trình)

+ Cắt ren môdun.(dùng cặp bánh răng thay thế 9764 vàđường truyền thứ nhất)

Phương trình cắt ren môdun là:

1 vòng (VI).6060 (VII)4242 (VIII)9764 (IX)

Trang 6

⇒ Bước của ren Quốc tế và ren môdun tỷ lệ thuận với sốrăng Zn của các bánh răng của khối bánh răng hình tháp và

42(VIII)50

42(IX)37

35.35

37(X)25

28

n

Z

36(XI)

35

28 28 35

(XII).igb.12

n

4 , 25

PT cắt ren pit:

1vòng(VI)

60

60(VII)42

42(VIII)97

64(IX)37

35.35

37(X)25

28

n

Z

36(XI)

35

28 28 35

(XII).igb.12 =

p

D

4 , 25

⇔ k4 Zn

gb

i

1

= Dp (k4 : hệ số rút gọn của phương trình)

⇒ bước của ren hệ Anh và ren Pids tỷ lệ thuận với số răng

Zn của các bánh răng của khối bánh răng hình tháp và tỷ lệnghịch với igb

b Đường truyền xích cắt ren khuếch đại

Cơ cấu xích cắt ren khuyếch đại giống xích cắt rentiêu chuẩn chỉ thêm cơ cấu khuếch đại đặt trong xích tốcđộ Xích khuếch đại sẽ khuếch đại bước của bốn loạiren tiêu chuẩn lên 2, 8 và 32 lần

Đường truyền xích cắt ren khuếch đại nối từ trụcchính (VI) của các trục V, IV, III, VII, VIII, IX qua hộp chạy daođến vít me của máy

Trang 7

Phương trình xích cắt ren khuếch đại.

1vòng(VI)

26

52(V)

88 45

45

(IV)

88 45

45

(III)45

45(VII) icđ.ith ics.igb tx = tp

ith

csi

icđ

n

pt

kđi

Hình I.4 Sơ đồ đường truyền xích cắt ren khuếch đại

c Đường truyền xích cắt ren chính xác

tx

i th

n

pt

Trang 8

Hình I.5: Sơ đồ đường truyền xích cắt ren chính xác

Yêu cầu của xích cắt ren chính xác là xích động phảingắn nhất vì vậy đường truyền động sẽ từ trục chính(VI) qua các trục VII, VIII, IX trực tiếp truyền qua trục XI, XIVđến vít me mà không qua cơ cấu nooctông và cơ cấu gấpbội

Để cắt các bước ren chính xscs phải tính tỷ số truyềnthay thế để chọn các bánh răng thay thế có số răng thíchhợp

d Đường truyền xích cắt ren mặt đầu

-Ren mặt đầu thường được sử dụng ở dạng đườngxoắn Acsimet khi gia công dao có chuyển động hướng kinhnên không sử dụng vít me dọc của máy

-Đường truyền động của xích cắt ren mặt đầu đượcnối từ trục chính (VI) qua các đường ren như trên đến trụcXIV qua cặp bánh răng

56

28(không qua ly hộp siêu việt) từtrục trơn XVI vào hộp xe dao đến trục vít me chạy daongang XXIII có tx = 5 (mm)

2 Xích chạy dao tiện trơn

Khi tiện trơn người ta có thể tiện mặt trụ, khỏa mặtđầu, cắt đứt v.v do đó có thể chuyện động tiện trơnchạy dao dọc và chuyển động tiện trơn chạy dao ngang.Xích tiện trơn nối từ trục chính (VI) đến trục XIVgiống xích cắt ren đến trục XIV, chuyển động đượctruyền qua cặp bánh răng 5628 qua trục trơn XVI các cặpbánh răng

28

20 20

27

trục XVIII, trục vít - bánh vít 4 - 20 đếntrục XIX Tác động đường truyền động được tách làm hai:Một đường truyền động chạy dao ngang, một đườngtruyền động chạy dao dọc

a Chạy dao dọc

Trang 9

Chạy dao dọc thuận: Từ trục XIX chuyển động đượctruyền qua cặp bánh răng 3740 đến ly hợp M7 đến trục XX,qua cặp bánh răng 1466 đến trục XXI và qua bánh răng Z =

10 thanh răng m = 3 làm xe dao chuyển động dọc hướngvào mâm cặp

b Chạy dao ngang

Để có chuyển động chạy dao ngang thuận và nghịchchuyển động được truyền theo đường truyền giống nhưchạy dao dọc theo hai nửa bên phải hộp xe dao đến trụcvítme chạy dao ngang XXIII

c Chạy dao nhanh

Máy có động cơ điện N = 1KW, n = 1410 v/ph trực tiếplàm quay nhanh trục trơn để làm cho bàn dao thực hiệnchạy nhanh

Chưong II : THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC MÁY

I THIẾT KẾ HỘP TỐC ĐỘ

1 Tính số truyền tối thiểu.

Ta có chuỗi số vòng quay từ nmin→ nmax với nmin =

imin gh : Tỷ số truyền giới hạn của hộp ( Imin cho phép của nhóm là 41 đối với các loại máy công cụ)

x : Số nhóm truyền tối thiểu trong hộp tốc độ

(1-1) → x = 1,6.lg

min

0

n n

(1-2)

Trang 10

Ta chọn : no = 800( vòng/phút) : tốc độ trục vào của hộp

Nmin = 12,5( vòng/phút.)

Từ (1-2) ta có : x = 1,6.lg 2 , 9

5 , 12

2000

=

⇒ϕ = 22 200012,5 = 1,26

3 Xác định phương án không gian của máy:

Chọn bố cục của máy: Ta bố trí hộp tốc độ chung với hộp trục chính Việc bố trí này có những ưu, nhược điểm sau:

* Ưu điểm

- Hộp có kết cấu gọn

- Hệ thống điều khiển tập trung

- Giá thành máy hạ

* Nhược điểm:

-Biến dạng nhiệt và rung động ảnh hưởng đến độ chính xác gia công

-Khó bố trí cơ cấu truyền động chính trong hộp

Dựa vào máy chuẩn T620, máy thiết kế có Z = 23 tốcđộ, nhưng để phân tích được ta lấy Z = 24

Z = 24 = 12x2 = 8x3 = 4x2x3 = 3x2x4 = 2x3x 4

= 4 x 3 x 2 = 2x4x3 = 6x2x2 = 2x6x2

= 2x2x6 = 2x2x2x3 = 2x2x3x2 = 2x3x2x2 = 3x2x2x2Dựa điều kiện số nhóm truyền tối thiểu bằng 4 nên

ta chỉ xét và so sánh các phương án sau:

2 x 2 x 2 x 3, 2 x 2 x 3 x 2, 2 x 3 x 2 x 2, 3 x 2 x 2 x 2

Trang 11

Để chọn ra được phương án không gian tốt nhất thì taphải so sánh các phương án không gian sơ bộ trên với cácyêu cầu sau:

-Số bánh răng có trong hộp là ít nhất

Sz = 2 (p1+ p2 + pn) với:p - Số tỷ số truyền trong 1nhóm

b: Chiều rộng của bánh răng

f: Chiều rộng của khe hở

- Kết cấu trục ra của hộp (trục chính) đơn giản nhất haytrên trục chính có ít cơ cấu nhất

* So sánh các phương án không gian

* Ta lập bảng so sánh các phương án thứ tự

-Những yếu tố so sánh ghi trong bảng tùy theo phươngán sẽ có kết quả khác nhau Kết quả này chỉ ước tính để

so sánh ban đầu

PAKG

Yếu tố so sánh

2 x 2 x 2 x3

2 x 2 x 3 x2

2 x 3 x 2 x2

3 x 2 x 2 x2

Tổng số bánh

Trang 12

Chiều dài L của

Căn cứ vào bảng so sánh ta thấy phương án không gian

2 x 3 x 2 x 2 là tối ưu nhất do những nguyên nhân sau: + Số lượng bánh răng chịu mô men xoắn ở các trụccuối (hoặc ở gần cuối) vì tốc độ giảm dần tới nmin nêncó Mx max Do đó không bố trí nhiều bánh răng ở những trụcnày Do đó ta loại phương án 2 x 2 x 2 x 3 và 2 x 3 x 2 x 2.+ Trên trục đầu thường gắn thêm ly hợp ma sát hoặc

cơ cấu điều khiển cho nên số bánh răng của trục đầu

thường nhỏ.Từ đó ta loại phương án 3 x 2 x 2 x 2 Do đó ta chọn phương án không gian 2 x 3 x 2 x 2 là thích hợp nhất

2 x 3 x 2 x2

PATT I II III IV I II IV III I III II

1 4 212

1 4 122

1,2612 =16>8

2 x 3 x 2 x2

PATT I IV II III I IV II III II I III IV II I IV III

Trang 13

X 1 8 2

4

1 8 24

3 1 612

1 2 612

Xmax 8 8

12

ϕXmax(p-1) 1,2616=40,

3>8

1,2616=40,3>8

1,2612 =16>8

PAKG 2 x 3 x 2 x

2

2 x 3 x 2 x2

PATT II III I IV II III IV I II IV I III II IV III I

X 2 4 1

12

2 4 121

2 8 14

2 8 41

1,2616=40,3>8

PAKG 2 x 3 x 2 x

2

2 x 3 x 2 x2

PATT III I II IV III I IV II III II I IV I II III IV

X 2 4 1

12

6 1 123

6 2 112

6 2 121

1,2612 =16>8

PAKG 2 x 3 x 2 x

2

2 x 3 x 2 x2

PATT III IV I II III IV II I IV I II III IV I III II

X 4 8 1

2

4 8 21

12 1 36

12 1 63

Xmax 8 8 12 12

ϕXmax(p-1) 1,2616=40,

3>8

1,2616=40,3>8

1,2612 =16>8

Trang 14

PAKG 2 x 3 x 2 x

2

2 x 3 x 2 x2

PATT IV II III I IV II I III IV III II

12 4 2 1

12 6 12

ϕXmax(p-1) 1,2616=40,

3>8

1,2616=40,3>8

*Từ bảng các phương án thứ tự ta thấy tất cả cácphương án thứ tự đều có phạm vi điều chỉnh > 8 Nhưvậy là không đạt yêu cầu

Để chọn ra được PATT ta phải xét các phương án cólượng mở thay đổi từ từ và tìm cách giảm lượng mởxuống sao cho thỏa mãn phạm vi điều chỉnh lớn nhất Rpmax

≤ 8 Các PATT có ϕx max = 40,3 lớn hơn nhiều so với 8 nên taloại phương án này

-Trong các phương án thứ tự còn lại ta nhận thấyphương án I-II-III-IV là phương án thứ tự có lượng mở thayđổi một cách đều nhất Do vậy ta chọn PATT này

Để đảm bảo điều kiện Rp max ≤ 8 thì lượng mở ở nhómcuối ta phải giảm xuống từ 12 còn 6, lúc đó sẽ làm trùng 6tốc độ (tức là bị mất đi 6 cấp tốc độ)

-Để đảm bảo trục chính có 24 cấp tốc độ ta cần phảitạo ra một đường truyền phụ để bù lại 6 cấp tốc độđã mất đường truyền này chính là đường truyền nhanh.Phương án không gian của đường truyền phụ này là 2 x 3 x1

-Tóm lại hộp tốc độ có hai đường truyền

Đường truyền chậm: PAKG: 2 x 3 x 2 x2

PATT: I II III IV

X : 1 2 6 6Đường truyền nhanh: PAKG: 2 3 1

Trang 15

Đặc điểm của lưới kết cấu

- Các đường nằm ngang biểu thị cho các trục hộp tốcđộ

- Khoảng cách giữa 2 đường thẳng đứng kề nhau là lgϕ

- Các điểm giao nhau giữa các đường nằm ngang vàđường thẳng đứng biểu diễn số vòng quay của trục

- Các đoạn thẳng nối các điểm giao nhau trên 2 đườngnằm ngang khác nhau biểu diễn tỷ số truyền

-Lưới kết cấu vẽ đối xứng

Hình II.1: Lưới kết cấu của PATT: I II III IV

b Lưới đồ thị vòng quay

Dựa vào máy chuẩn T620 ta dùng động cơ điện xoay chiều 3 pha không đồng bộ có nđc = 1450 (vòng/phút) để truyền chuyển động quay từ động cơ đến trục I, ta dùng bộ truyền đai có hiệu suất η = 0,985

Ta có: no = nđc.io

Chọn no = n19 = 800 (vòng/phút)

Với công bội ϕ = 12,5; 16; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 110; 125;160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000

Trang 16

Để xác định lưới đồ thị vòng quay càn chọn tỷ sốtruyền của các trục trung gian nằm trong giới hạn 2

4

1 ≤i≤

Chọn tỷ số truyền theo một số nguyên tắc sau:

- Để hộp nhỏ gọn ta chọn i ≈ 1

- Các i < 1 chọn càng sớm về sau

- Các i > 1 chọn càng sớm về trước

- Giữa các nhóm truyền này sang nhóm truyền khác nênchọn i thay đổi một cách đều đặn để cho kết cấu gọn

- Trong nhóm truyền ta tùy ý chọn một tỷ số truyềnnào đó, các tỷ số truyền còn lại suy ra từ PT sau đó kiểmtra lại điều kiện 2

4

1 ≤i≤

∗ Đường truyền nối từ I -II -III -IV-V-VI

Ở nhóm truyền thứ nhất ta chọn:

1 1

3

ϕ

*Đường truyền tắt I-II-III-VI

-Các nhóm truyền từ I-II-III ta chọn như trên Nhóm

truyền III-VI ta chọn i =ϕ2 = 1,262 = 1,58

Trang 17

Như vậy tất cả các tỷ số truyền đều thỏa mãn 2

HìnhII.2: Lưới đồ thị vòng quay

II Tính các số răng của các bánh răng trong các nhóm truyền

1 Xét nhóm truyền thứ nhất

Có 2 tỷ số truyền i1 = ϕ = 1,26; i2 = ϕ2 = 1,58

7 18

) 7 11 ( 17

) g f

2

2 2

x g

K Z

Chọn E =3 ⇒ ∑Z =K.E = 18 3 =54

E =4 ⇒ ∑Z =K.E = 18 4 =72

E =5 ⇒ ∑Z =K.E = 18 5 =90

Thường ∑Z = (80 ÷ 120) nên chọn E = 5 ⇒ ∑Z = 90

Trang 18

Z1 =∑Z 50

9

5 90 g

K = 22 32 3 = 108

-Vì i3 < i4 < i5 ≤ 1 Do vậy ta tính E theo Echủ min và tính cho tia i3:

31 108

108 17

) (

3

3 3

f K

g f Z

Trang 19

Z4 = 108 42

18

7

4 4

+g Z f

f

Z’4 = 108 66

18

11

4 4

+g Z f

g

Z5 = Z’5 = 108 54

2

3 Xét nhóm truyền thứ 3.

Nhóm truyền này có 2 tỷ số truyền

5 17

) (

6

6 6

f K

g f Z

6 6

+g Z f

f

Z’6 = 110 88

5

4

6 6

+g Z f

4 Nhóm truyền thứ 4 (IV-V)

Nhóm này có 2 tỷ số truyền và hoàn toàn giống nhómtruyền 3

⇒ Z8 = 22, Z’8 = 88, Z9 = Z’9 = 55

5.Nhóm truyền thứ 5(V-VI).

Nhóm truyền này có 1 tỷ số truyền

i10 = 13 =(1,261 )3 =21

ϕ ⇒ f10 = 1, g10 = 2

⇒ f10 +g10 = 3

→ K = 3

Trang 20

Emin chủ = 17

1 3

3 17

) (

10

10 10

f K

g f Z

10 10

+g Z f

f

Z’10 = 78 52

3

2

10 10

+g Z f

g

6 Nhóm truyền đường tắt (IV-VI).

Nhóm này có 1 tỷ số truyền

8 17

) (

11

11 11

K g

g f Z

Chọn E = 6 → ∑Z = 6.18 = 108

Z11 = 108 66

18

11

11 11

+g Z f

f

Z’11 = 108 42

11

7

11 11

+g Z f

g

III.Kiểm tra sai số

Sai số số vòng quay ∇n= [ ]n

tc

th tc

n

n n

∇

≤

− 0

+ Sai số số vòng quay cho phép [sn]

[sn] =± 10 ( ϕ − 1 )%=±10(1,26 -1)% =±2,6%

+ Ta đã có số vòng quay tiêu chuẩn:

12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250;315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000

Trang 21

n1 = no 12 , 52

52

26 88

22 77

31 40

50 800 '

'

.

10 8

8 6

6 3

3 1

Z

Z Z

Z Z Z

52

26 88

22 77

31 35

55 800 '

'

.

10 8

8 6

6 3

3 2

Z

Z Z

Z Z Z

52

26 88

22 88

22 66

42 40

50 800 '

'

.

10 8

8 6

6 4

4 1

Z

Z Z

Z Z Z

n4 = no 24 , 89

'

.

10 8

8 6

6 3

3 2

Z

Z Z

Z Z Z

n5 = no 31 , 11

'

.

10 8

8 6

6 5

5 1

Z

Z Z

Z Z Z

n6 = no 39 , 11

'

.

10 8

8 6

6 5

5 2

Z

Z Z

Z Z Z

n7 = no 50 , 1

'

.

10 8

8 7

7 3

3 1

Z

Z Z

Z Z Z

n8 = no 62 , 99

'

.

10 8

8 7

7 3

3 2

Z

Z Z

Z Z Z

n9 = no 79 , 19

'

.

10 8

8 7

7 4

4 1

Z

Z Z

Z Z Z

n10 = no 99 , 56

'

.

10 8

8 7

7 4

4 2

Z

Z Z

Z Z Z

n11 = no 124 , 45

'

.

10 8

8 7

7 5

5 1

Z

Z Z

Z Z Z

n12 = no 156 , 46

'

.

10 8

8 7

7 5

5 2

Z

Z Z

Z Z Z

n13 = no 200 , 42

'

.

10 9

9 7

7 3

3 1

Z

Z Z

Z Z Z

n14 = no 251 , 9

'

.

10 9

9 7

7 3

3 2

Z

Z Z

Z Z Z

n15 = no 316 , 79

'

.

10 9

9 7

7 4

4 1

Z

Z Z

Z Z Z

n16 = no 398 , 26

'

.

10 9

9 7

7 4

4 2

Z

Z Z

Z Z Z

n17 = no 497 , 82

'

.

10 9

9 7

7 5

5 1

Z

Z Z

Z Z Z

Trang 22

n18 = no 629 , 84

'

.

10 9

9 7

7 5

5 2

Z

Z Z

Z Z Z

n19 = no 629 , 9

'

.

11 3

3 1

Z

Z Z

Z Z Z

n20 = no 791 , 87

'

.

11 3

3 2

Z

Z Z

Z Z Z

n21 = no 995 , 65

'

.

11 4

4 1

Z

Z Z

Z Z Z

n22 = no 1251 , 68

'

.

11 4

4 2

Z

Z Z

Z Z Z

n23 = no 1564 , 6

'

.

11 5

5 1

Z

Z Z

Z Z Z

n24 = no 1966 , 92

'

.

11 5

5 2

Z

Z Z

Z Z Z

*Bảng so sánh sai số vòng quay

∇ n (v/ph) 12,52 12,74 19,79 24,8

9

31,1 1

39,1 9

50,1 62,9

9

79,1 9

0,22

-0,2

-0,01 5

-1,01 -0,44

124,4 156,46 200,4 251,

9

316, 7

398, 2

497,8 629,

9

791, 8

995,6 5

-0,44 0,21 0,76 0,56

-0,43

6,43

Trang 23

II 56

45 88

60

54

65 51

21 29

I 24 50

22

36

38

88 45

Hình II.3: Đồ thị sai số vòng quay

Nhận xét: trên đồ thị ta thấy tất cả các sai số vòng quay

đều nằm trong miền giới hạn cho phép do đó việc chọnsố răng của các bánh răng ở đây đều hợp lý

∗ Sơ đồ động học của hộp tốc độ

Trang 24

Hình II.4: Sơ đồ động hộp tốc độ

II.2- THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC HỘP CHẠY DAO

∗ Yêu cầu thiết kế hộp chạy dao có thể gia công các bướcren:

Ren Quốt tế: tp = 1÷192(mm)

Ren môđun: m = 0,5÷48(mm)

Ren Anh : n = 24÷2 (đỉnh răng/inch)

Ren Pids : Dp = 1÷96 (mođun/inch)

I.Xếp bảng ren

Nguyên tắc:

Bước ren trong 1 cột tăng theo cấp số cộng

Bước ren trong 1 hàng tăng theo cấp số nhân

Ren Quốc tế và ren môdun: Bưóc ren tăng dần từ trên xuống dưới và từ trái sang phải( ↓↑↓)

Ren Anh và ren Pids: Bước ren tăng dần từ trên xuống dưới và từ phải qua trái (↓↑↓)

Tiêu chuẩn Khuếch đại Tiêu chuẩn Khuếch đại

- 1,7

5

3,5 7 14 28 56 142 - - - 1,7

5 3,5 7 14 28

Trang 25

2,5 5 10 20 40 80 160 - - 1,2

5 2,5 5 10 20 40

2 1-

Trang 26

2[2]

1/4 1/2 1 2C

BA

Cơ cấu ics là cơ cấu tạo nên các bước ren cơ sở có quy luật phân bố cấp số nhân.Ở đây cơ cấu ics là cơ cấu

Nooctông, gọi z1,z2, ,zn là số răng của cơ cấu Nooctông

Để xác định số răng của cơ cấu Nooctông ta chọn ở mỗi bảng ren tiêu chuẩn cột có đầy đủ các bước ren trong hàng

(ta bỏ Z = 38 bởi vì nó chỉ gia công được 1 bước ren)

III.Thiết kế nhóm gấp bội:

Cơ cấu igb là cơ cấu để nhân các bước ren cơ sở tạo quy luật phân bố theo cấp số nhân

*Ta chọn cột 3 từ trái sang trong bảng ren tiêu chuẩn làm cột cơ sở,do đó ở cột này có igb= 1 suy ra các cột 1, 2, 4 lần lượt có igb= 1/4; 1/2; 2

Ta có công thức kết cấu:Zv = 4(vì có 4 tỉ số truyền)

+Lưới đồ thị vòng quay

-Nhóm truyền từ trục A sang trục B

Trang 27

i1: i2 = 1: ϕ

Chọn i2 = 1, → i1= 1 =21

ϕ -Nhóm truyền từ trục B

sang trục C

i3:i4=1:ϕ2

chọn i3= 12 ,→ i4 = 21 ϕ2 = 2

*Xác định số răng của bánh răng

Để thực hiện các tỉ số truyền của nhóm gấp bội dùng 8 báng răng di trượt đặt trên 3 trục với phương án không gian, phương án thứ tự như trên

-Nhóm truyền trục A sang trục B

+Nhóm có các tỉ số truyền i1 =

+ Vì i1 < i2 ≤ 1 nên ta tính tự số E theo Emin

chu và tính cho tia i1

5 , 8 1 6

3 17

) (

1

1 1 min

f K

g f Z

1 1

+g K E f

2 2

+g K E f

f

Z’2 =54 -27 =27

Trang 28

18 27

27

36 18

18 36

A

B

C

-Nhóm truyền từ trục B đếntrục C

+Nhóm có các tỷ số truyền i3 =

3 17

) (

3

3 3

f K

g f Z

Chọn E = 18 →∑Z = K.E = 3.18 = 54

+Số răng các bánh răng Z3 = 54 18

3

1

3 3

+g KE f

4 4

+g KE f

f

Z’4= 54-36 =18Với bánh răng Z = 36 ta có thể dùng chung 2 bánh răng làm một do vậy số bánh răng cần thiết là 7 bánh răng với số răng như trên vậy 4 tỷ số truyền gấp bội là:

27

=

Trang 29

Hình II.5 Sơ đồ của nhóm gấp bội

IV: Tính các tỷ số truyền còn lại iì bù

Các tỷ số truyền còn lại bao gồm các bánh răng phụ, bánh răng thay thế của hộp chạy dao

Phương trình cân bằng chuyển động:

1 vòng trục chính ibù ics igb tv = tp

Vì ibu =ith.icđ nên PT có thể viết lại 1vòng trục chính

ith.icđ.ics igb tv = tp.

động.

ith: là tỷ số truyền của bộ bánh răng thay thế

icđ: là tỷ số truyền 1 số bộ bánh răngcố định còn lại nằm trên xích truyền động

ics: là tỷ số truyền của nhóm cơ sở, tức tỷ số

truyền cơ cấu nooctông

igb: là tỷ số truyền gấp bội

tv: bước vít me

tp.: bước ren cần gia công

Để tính ib ta cho máy cắt, bước ren nào đó ta chọn cắtthử ren Quốc tế có bước tp = 5(mm), bước ren tp = 5(mm) nằm trên cột cơ sở Do vậy có igb = 1, ta chọn tv=12(mm)Tỷ số truyền cố định chọn icđ = 3625

Bánh răng di trượt trên trục II của cơ cấu nooctông Z =

20 Để cắt tp = 5(mm) phải dùng bánh răng hình tháp là chủ động nên ics = 2840

⇒ Tỷ số truyền bù ibù = 24

7 1 28

40 12

5

gb cs v

p

i i t t

Trang 30

Thông thường, bộ bánh răng thay thế

100

42 được dùng chung để cắt ren Anh, nhưng khi cắt ren Anh, xích cắt ren đi theo 1 đường khác, lúc này bộ bánh răng hình tháp là bị động, ta phải tính lại icđ

Giả sử ta cho cắt thử ren anh có bước n = 8 → tp = 258,4Từ bảng xếp ren Anh,ứng với n = 8 ta có igb = 12 , ics=32

1 32

28 12 8

4 , 25

.

th gb cs v

p

i i i t

t

Tỷ số truyền có định 3625 cũng được dùng khi cắt ren Pids Vì ren Anh và ren Pids đều dùng chung 1 đường truyền có bộ bánh răng hình tháp làm bị động nhưng với bộ bánhrăng thay thế khác nhau

Giả sử ta cho cắt thử ren Pids có Dp = 8 → tp = 258,4π

28 12

8 4 , 25

.

π

cd gb cs v

p

i i i t t

Tỷ số truyền ith2 cũng dùng chung để cắt ren môđunTóm lại khi cắt ren Quốc tế: ith = 10042 , icđ= 3625

Tóm lại khi cắt ren Anh: ith =

100

42, icđ =

25 36

Tóm lại khi cắt ren môdun: ith =

97

32, icđ =

36 25

Trang 31

Tóm lại khi cắt ren Pids: ith =

97

32, icđ =

25 36

Do cơ cấu đảo chiều có thể khuếch đại bước ren theo

2 tỷ số truyền 11 và 21 Do vậy mà số răng các bánh răng thay thế là 5042 và9764

V: Kiểm tra sai số bước ren ∆t.

Mỗi loại ren ta chỉ cần kiểm tra 1 bước là đủ, nếu bước ren đó đúng thì toàn bộ bảng ren sẽ đúng

32 100 42

100

42, icđ=25

1 28

28 100

32 97 32

⇒ t = 3,1419

Trang 32

→ Sai số bước ren: ∆t =3,1419-3,1416 = 0,0003(mm)

28 97

32

=

⇒ sai số bước ren : ∆t = 7,9809-7,9796=

0,0013(mm)

⇒ Như vậy các sai số đều thích hợp

Hình II.6 Sơ đồ động hộp chạy dao

III THIẾT KẾ HỘP XE DAO

1.Thông số ban đầu

-Dựa vào tính năng kỹ thuật của máy yêu cầu độbóng cần thiết của chi tiết gia công ta xác định được giớihạn bước tiến cần thiết sau 1 vòng quay của trục chính.Trên cơ sở xác định tỷ số truyền của toàn bộ hộp xe dao,phân tích tỷ số truyền cho toàn bộ hộp xe dao phân phốitỷ số truyền cho vào trục trung gian trong hộp xe dao

a Chọn lượng chạy dao

-Trên cơ sở độ bóng đạt được của chi tiết gia công trênmáy ta tìm được chạy dao nhỏ nhất cần thiết của

Trang 33

máy Các chi tiết gia công trên máy trên thường đạtđược độ bóng ∇5 có thể gia công đạt được ∇6 nhưngcòn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như độ ổnđịnh của máy tiện, đồ gà chi tiết gia công, dao tiện vàphụ thuộc vào trình độ tay nghề của công nhân.

-Khi gia công tinh lượng chạy dao chủ yếu phụ thuộcvào độ nhấp nhô của bề mặt gia công lúc này lượngchạy dao s có thể rút ra từ công thức thực nghiệm Tínhchiều cao trung bình khi cắt ren

KZ =2,210.,651,07

r S

Với RZ: chiều cao nhấp nhô trung bình

r: Bán kính mũi dao nhọn r = 1mm

đối với chi tiết gia công đạt ∇5 tra bảng chất lượng bềmặt sau gia công có RZ = 25µm

07 , 1

21 , 0

lg lg 21

, 0

65 , 0 65

, 0

r R

Z Z

⇒ s = 0,0695mm

chọn smin = s = 0,07mm

-Khi gia công chi tiết cần đạt năng suất cao, người tathường bỏ qua chất lượng độ bóng bề mặt của chi tiếtgia công như khi tiện thô cần có bước tiến đủ lớn Songlượng chạy dao đó phải đảm bảo độ cứng vững của máynhất là chú ý đến độ cứng vững của hhộp xe dao

- Dựa theo kinh nghiệm của các máy có sẵn chọn lượng chạy dao dọc khi tiện trơn với bước tiến lớn nhất

Smax = 4,16mm

b Chọn S max , S min

Căn cứ vào giới hạn bước tiến của lượng chạy daokhi tiện trơn Smax, Smin ta chọn được chuỗi lượng chạy daodọc theo tiêu chuẩn là:

0,07; 0,074; 0,084; 0,097; 0,11; 0,12 ; 0,13; 0,14; 0,15; 0,17;0,195; 0,21; 023; 0,26; 028; 0,30; 0,34; 0,39; 0,43; 0,47; 0,52;

Trang 34

0,57; 0,61; 0,70; 0,78; 0,87; 0,95; 1,01; 1,14; 1,21; 1,40; 1,56;1,71; 1,90; 2,08; 2,28; 2,41; 2,8; 3,12; 3,48; 3,8; 4,16.

1 Thiết kế hộp xe dao dọc

Chọn cơ cấu biến chuyển động quay của các trụctrong hộp xe dao thành chuyển động tịnh tiến đi về củacác bàn dao là bánh răng thanh răng

Theo phương trình xích động

1 vgtr/c.itt.icđ.ics.igb.igt.ixddọc.m.π.z = S

Trong đó itt.icđ.ics.igb.igt : Là các tỷ số truyền trong hộpchạy dao

ixddọc: Tỷ số truyền của hộp xe dao dọc

m.z : Là môđun và số răng của cặp bánh răng thanh răngbiến chuyển động quay cảu các trục trong hộp xe daothành chuyển động tịnh tiến của bàn dao

S : Lượng tiến dọc của bàn xe dao [mm/vòng]

Như vậy quan hệ giữa xích tiện trơn và xích tiện ren là:

x

gt xddoc

z m i i

x

t z m i

st

π

Giả sử, ta chọn xích cắt ren với tp min = 0,87mm Tương ứng

ta có bước chạy dao dọc Smin = 0,07mm theo tính toán bộrăng giảm tới igt =

56

28 bước vit me tx= 12Dựa vào máy chuẩn chọn trước cơ cấu bánh răngthanh răng có m = 3, z =10 ta có tỷ số truyền tổng của cơcấu chạy dao dọc là

ixddọc = .3.3,14.10.0,87 0,0205

56 28

13 07 , 0

=

Trang 35

Phân phối tỷ số truyền cho các trục trung gian tronghộp xe dao theo giới hạn : 2 , 8

5

1 ≤i s ≤

Ta dự tính các trục như sau:

-Từ trục trơn vào đến đầu hộp xe dao ta cần giảmtốc độ để bố trí ly hợp siêu việt nhằm đảm bảo an toàncho hộp xe dao khi sử dụng động cơ chạy dao nhanh

-Từ ly hợp siêu việt truyền thẳng góc tới trục trungtâm sau đó qua trục có gắn các ly hợp đảo chiề, rồitruyền đến trục mang bánh răng thanh răng biến chuyểnđộng quay thành chuyển động tịnh tiến đi về của bàn xedao Để có kết cấu gọn nhẹ ta dùng cơ cấu giảm tốcnhiều, hiệu suất thấp như trục vít - bánh vít Lần lượtphân phối tỷ số truyền cho các trục trung gian

- Chọn tỷ số truyền từ trục trơn vào ly hợp siêu việt là:

i1 = 2821

- Chọn tỷ số truyền từ trục trung tâm tới trục có cơ cấuđảo chiều: i2 =

60 40

- Chọn tỷ số truyền từ trục có cơ cấu đảo chiều đếntrục mang bánh răng thanh răng : i3 = 1466

- Tỷ số truyền còn lại ta dồn hết cho trục vít bánh vít: i4

40 36

7 28

- Do kết cấu của hộp xe dao phụ thuộc vào toàn bộkích thước choán chỗ của hộp xe dao, mà kích thước nàyphụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như chiều dài củamáy, không gian bố trí các tay gạt, không gian bố trí bàndao.Nếu khoảng cách trục thường được định trước Vìvậy ta chọn luôn số răng của các bánh răng sẽ là:

Trang 36

Đối với bánh vít trục vít chọn K = 7, Z = 36.

- Sau khi tiện hết chiều dài của chi tiết gia công, tiếptheo đó là hành trình lùi dao nhanh.Để giảm thời gian phụcủa chi tiết gia công (thời gian bàn dao lùi về để cắt lượngcắt mới khi đã cắt hết chiều dài cần gia công) Ta thiếtkế đường lùi dao nhanh giảm tốc độ ít hơn đường truyềntiến dao cắt gọt Khoảng cách trụ đã chọn trước ta chọntỷ số truyền của đường truyền lùi dao nhanh bắt đầu từtrục trung tâm với bánh đảo chiều trung gian là

i3 đảo chiều = ' 3860

3

3 =