Đồ Án Tốt Nghiệp Máy Và Hệ Thống Điều Khiển Số Theo Chương Trình 150 tc (CDIO)GỒM CÓ TỔNG CỘNG 12 CHƯƠNG:Chương 1: Đại cương về máy cắt kim loại.Chương 2: Máy tiệnChương 3: Máy khoan doaChương 4: Máy PhayChương 5: Máy gia công bánh răngChương 6: Máy màiChương 7: Máy chuyển động thẳngChương 8: Thiết kế máy cắt kim loạiChương 9: Máy điều khiển theo chương trình sốChương 10: Hệ thống tín hiệu mã hiệuChương 11: Hệ thống điều khiển máy NC và CNCChương 12: Nội suy trong hệ thống máy điều khiển số. Sau đây là chương :Chương 8: Thiết kế máy cắt kim loạiCuối chương còn có phần câu hỏi ôn tập. Giúp sinh viên hệ thống lại kiến thức của chương, giúp nhớ lâu hơn, kỹ hơn và vận dụng vào thực tiễn..Cuối chương còn có phần câu hỏi ôn tập. Giúp sinh viên hệ thống lại kiến thức của chương, giúp nhớ lâu hơn, kỹ hơn và vận dụng vào thực tiễn.
Chương 8: Thiết kế máy cắt kim loại CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ MÁY CẮT KIM LOẠI Mục tiêu chương 8: Sau học xong chương này, sinh viên có khả năng: Trình bày sở thiết kế máy cắt kim loại; Trình bày phương pháp thiết kế hộp tốc độ dùng cấu bánh di trượt; Trình bày phương pháp thiết kế hộp chạy dao thường; Trình bày phương pháp thiết kế hộp chạy dao xác Chương 8: Thiết kế máy cắt kim loại 8.1 CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY CẮT KIM LOẠI Quá trình thiết kế máy cắt kim loại gồm có hai phần chính: • Thiết kế phần động học máy: + Xác định tính kỹ thuật máy: hình dáng tập hợp chi tiết gia công máy, kích thước giới hạn lớn nhỏ + + + + + gia công máy … Xác định chuyển động máy, chủ yếu chuyển động tạo hình; Lựa chọn phương án thiết kế, từ lập sơ đồ kết cấu động học; Lựa chọn cấu truyền động cụ thể; Xác định thông số động học bản; Lập sơ đồ động máy • Thiết kế phần động lực học máy: + Xác định lực mômen tác dụng; + Tính công suất động cơ; + Thiết kế động lực học chi tiết phận máy bao gồm xác định kết cấu, lựa chọn vật liệu, tính toán kích thước … 8.1.1 Phạm vi điều chỉnh số vòng quay lượng chạy dao Khi gia công chi tiết, vận tốc cắt lượng chạy dao máy thay đổi tùy thuộc vào yếu tố chủ yếu sau: - Tính chất lý vật liệu gia công (độ bền, độ cứng …); - Vật liệu làm dao thông số hình học dao cắt; - Yêu cầu chất lượng bề mặt chi tiết sau gia công (độ nhám bề mặt, độ xác kích thước, hình dáng hình học vị trí tương quan); - Phương pháp gia công điều kiện gia công Tùy theo trường hợp gia công cụ thể để tính toán xác định vận tốc cắt lượng chạy dao thích hợp cho đảm bảo chất lượng chi tiết gia công điều kiện kinh tế Trên sở đó, điều chỉnh số vòng quay (hay số hành trình kép) lượng chạy dao máy Chương 8: Thiết kế máy cắt kim loại 8.1.1.1 Phạm vi điều chỉnh số vòng quay • Đối với máy có chuyển động chuyển động vòng (quay tròn) Chuyển động quay thể số vòng quay phút Phạm vi điều chỉnh số vòng quay Rn tính: (8.1) Trong đó: nmax – Số vòng quay lớn chi tiết dao, v/ph; nmin – Số vòng quay nhỏ chi tiết dao, v/ph Ta biết công thức tính vận tốc cắt V: (8.2) Số vòng quay lớn nhỏ chi tiết tính từ công thức trên: - Khi dùng vận tốc Vmin để gia công chi tiết có đường kính dmax số vòng quay cần thiết nmin: - (8.3) Khi dùng vận tốc Vmax để gia công chi tiết có đường kính dmin cần số vòng quay cần thiết nmax: (8.4) Từ (8.1), phạm vi điều chỉnh số vòng quay Rn: (8.5) Với: – Phạm vi điều chỉnh vận tốc cắt; (8.6) – Phạm vi điều chỉnh đường kính chi tiết (8.7) Thông thường trị số trung bình Rd = ÷ Đặc điểm phạm vi điều chỉnh số vòng quay phụ thuộc vào giới hạn vận tốc cắt đường kính chi tiết gia công Với số máy vạn đại thường có phạm vi điều chỉnh số vòng quay phù hợp với công dụng máy (tham khảo Bảng 8.1) Chương 8: Thiết kế máy cắt kim loại Bảng – Phạm vi điều chỉnh số vòng quay theo loại máy MÁY Phạm vi điều chỉnh số vòng quay Rn Máy tiện 50 ÷ 200 Máy phay 20 ÷ 100 Máy tiện đứng Máy khoan cần 25 ÷ 40 20 ÷ 100 • Đối với máy có chuyển động chuyển động thẳng Số vòng quay trục thay số hành trình kép nhtk phút Vận tốc hành trình làm việc V thường chậm, vận tốc hành trình chạy không V0 thường nhanh Tỷ lệ V V0 thường theo hệ số k định, tức là: (8.8) Tổng thời gian T hành trình kép bao gồm thời gian thực hành trình làm việc t thời gian hành trình chạy không t0 bằng: (8.9) Trong đó: L – Chiều dài hành trình cắt gọt, m Số hành trình kép phút: (8.1 0) Phạm vi điều chỉnh số hành trình kép là: (8.1 1) Trong đó: nhtk max, nhtk số hành trình kép giới hạn, xác định tương tự công thức (8.3) (8.4) • Đối với máy có chuyển động chuyển động thẳng không đổi hướng (máy cưa dây, máy đánh bóng thẳng) Vận tốc cắt xác định số vòng quay n (v/ph) đường kính D (mm) đĩa, puli, tay quay thực truyền động, tức là: Chương 8: Thiết kế máy cắt kim loại (8.1 2) Cách xác định phạm vi điều chỉnh số vòng quay Rn tương tự máy có chuyển động chuyển động vòng 8.1.1.2 Phạm vi điều chỉnh lượng chạy dao Phạm vi điều chỉnh lượng chạy dao Rs tính: (8.1 3) Trong đó: Smax – Lượng chạy dao lớn nhất; Smin – Lượng chạy dao nhỏ Có hai trường hợp liên quan đến hai loại lượng chạy dao: • Trường hợp 1: Chuyển động chạy dao có quan hệ với chuyển động Lượng chạy dao tính vòng quay trục công thức: (8.1 4) Trong đó: i0 – Tỷ số truyền cố định xích chạy dao; is – Tỷ số truyền thay đổi xích chạy dao; t – Lượng di động tịnh tiến cấu chấp hành trục cuối xích chạy dao quay vòng (mm/vg) Nếu dùng cấu biến đổi từ chuyển động quay sang chuyển động tịnh tiến vít me – đai ốc t = tx (tx bước ren vít me) Nếu dùng cấu bánh – t = πmZ (m môđun, Z số bánh cấu bánh – răng) Lượng chạy dao nhỏ Smin lớn Smax tương ứng tỷ lệ với tỉ số truyền thay đổi is min, is max Phạm vi điều chỉnh lượng chạy dao Rs là: (8.1 5) Lượng chạy dao lớn nhỏ xác định tùy thuộc vào điều kiện công nghệ gia công Trị số thường dùng Smax = ÷ (mm/vg), Smin = 0,005 ÷ 0,05 (mm/vg) • Trường hợp 2: Chuyển động chạy dao độc lập với chuyển động Chuyển động chạy dao thực động riêng có số vòng quay nđc (v/ph), lượng chạy dao tính công thức: Chương 8: Thiết kế máy cắt kim loại (8.1 6) Trong đó: is – Tỉ số truyền từ động đến cấu chấp hành; t – Lượng biến đổi từ chuyển động quay sang chuyển động tịnh tiến Phạm vi điều chỉnh lượng chạy dao Rs là: (8.1 7) 8.1.2 Chuỗi số vòng quay Trong truyền động phân cấp, giá trị số vòng quay không phân bố cách mà tuân theo qui luật định để tạo nên chuỗi số vòng quay hợp lý phạm vi điều chỉnh số vòng quay Chuỗi số vòng quay dùng máy cắt kim loại thường gồm loại sau: 8.1.2.1 Chuỗi số vòng quay cấp số nhân Chuỗi số vòng quay cấp số nhân chuỗi số vòng quay mà giá trị số hạng cấp số nhân có công bội ϕ Nếu hộp tốc độ có Z cấp tốc độ từ số vòng quay nhỏ nmin đến số vòng quay lớn nmax.thì: n1 = nmin n2 = n1 ϕ n3 = n2 ϕ = n1 ϕ2 nk + = nk ϕ = n1 ϕk nz = nz – ϕ = n1 ϕZ –1 = nmax Khi phạm vi điều chỉnh số vòng quay Rn xác định: (8.1 8) Từ (8.18), xác định công bội chuỗi số vòng quay ϕ (còn gọi hệ số cấp vận tốc): (8.1 9) Và số cấp tốc độ Z: Chương 8: Thiết kế máy cắt kim loại (8.2 0) Ghi chú: - Số cấp tốc độ Z tính theo công thức (8.20) thường số nguyên, nên phải qui tròn thành số nguyên gần (tốt nên chọn số nguyên lớn để đảm bảo giá trị nmin, nmax đạt yêu cầu thiết kế) - Tổn thất vận tốc cắt tương đối V phụ thuộc vào công bội ϕ mà không phụ thuộc vào đường kính d chi tiết gia công ϕ số nên tổn thất không đổi Từ công thức (8.2) tính vận tốc cắt V: c= Với: (8.2 1) π n 1000 Nếu biểu thị chuỗi số vòng quay n hệ tọa độ (V – d) số vòng quay n đường thẳng qua gốc tọa độ, có dạng Hình 8.1 V(m/ph) nZ = nmax Vk+1 A V0 Vk nk+1 n0 nk A’ B n3 n2 n1 = nmin C d0 d (mm) Hình – Biểu đồ chuỗi số vòng quay Giả sử cần gia công phôi có đường kính d0 Dựa vào điều kiện công nghệ yêu cầu kỹ thuật chi tiết, ta xác định vận tốc cắt hợp lý V0 Qua đồ thị Hình 8.1, xác định số vòng quay hợp lý n0 Nhưng máy dùng truyền động phân cấp nên không tìm giá trị số vòng quay trùng với n0 mà thường n0 Chương 8: Thiết kế máy cắt kim loại khoảng hai giá trị nk nk+1 (nk < n0 < nk+1) Tương ứng với nk nk+1 hai vận tốc cắt Vk Vk+1 (Vk < V0 < Vk+1) Để đảm bảo tuổi bền dao, thường chọn số vòng quay nk để gia công (khi vận tốc cắt Vk < V0) Như có tổn thất vận tốc cắt (cũng tổn thất suất) Tổn thất tương đối vận tốc cắt ∆V tính sau: (8.2 2) Do: V0 = π d n0 1000 Vk = π d nk 1000 nên: (8.2 3) Tổn thất tương đối vận tốc cắt đạt giá trị lớn ∆Vmax V0 → Vk+1 (n0 → nk+1) bằng: ( ) Nếu chuỗi số vòng quay phân bố tổn thất tương đối vận tốc cắt ∆Vmax thay đổi Từ (8.24), muốn giữ cho ∆Vmax luôn không đổi cần phải đảm bảo điều kiện: (8.2 5) V (m/ph) nZ = n1 n-1 n2 = n1 n1 V d (mm) Hình – Biểu đồ chuỗi số vòng quay cấp số nhân Chương 8: Thiết kế máy cắt kim loại Chỉ có chuỗi số vòng cấp số nhân thỏa mãn điều kiện (8.25), nghĩa nk = Const = ϕ n k +1 Biểu đồ chuỗi số vòng cấp số nhân cho Hình 8.2 Để tạo thuận lợi cho người sử dụng tra số vòng quay n biết V d, máy có vẽ biểu đồ thể số vòng quay hệ tọa độ lôgarit Muốn thế, phương trình (8.21) thể hệ tọa độ lôgarit (V – d) sau: (8.2 6) Nó có dạng y = x + a, phương trình đường thẳng cắt trục x y góc 45 với khoảng cách a Do c = πn 1000 nên trị số c phụ thuộc vào số vòng quay n mà n lại phân bố theo quy luật cấp số nhân với công bội ϕ, nên: Các số vòng quay chuỗi cấp số nhân đường thẳng song song cách khoảng lgϕ (trong thực tế, người ta thường lấy khoảng tượng trương cho giá trị ϕ) Biểu đồ chuỗi số vòng quay cấp số nhân hệ tọa độ lôgarit có dạng Hình 8.3 Chương 8: Thiết kế máy cắt kim loại Hình – Biểu đồ chuỗi số vòng quay cấp số nhân hệ trục logait 8.1.2.2 Chuỗi số vòng quay cấp số cộng Chuỗi số vòng quay cấp số cộng chuỗi số vòng quay mà giá trị số hạng cấp số cộng có công sai a với số hạng nmin số hạng cuối nmax n1 = nmin n2 = n1 + 1.a n3 = n2 + a = n1 + 2.a nZ = nZ – + a = n1 + (Z – 1).a Suy ra: (8.2 7) Hình 8.4 biểu diễn chuỗi số vòng quay cấp số cộng vẽ hệ tọa độ lôgarit Chuỗi số vòng quay cấp số cộng có trị số vòng quay thấp cách xa số vòng quay cao khít nhau, nên tổn thất vận tốc tương đối thay đổi theo đường kính chi tiết gia công hạn chế Vì chuỗi số vòng quay cấp số cộng thỏa mãn yêu cầu gia công hợp lý Do đó, dùng số hộp chạy dao, cấu truyền động không liên tục cấu bánh cóc – cóc máy bào … 10 Chương 8: Thiết kế máy cắt kim loại • Nhóm sở dùng cấu bánh di trượt Khác với cấu bánh di trượt hộp tốc độ, để kích thước hộp chạy dao nhỏ gọn, cấu bánh di trượt nhóm sở hộp chạy dao bố trí hai trục Để đảm bảo số tỉ số truyền lớn hai trục (thường từ đến tỉ số truyền) dùng khối bánh di trượt nhiều bậc mà phải tách thành khối di trượt bậc Tuy nhiên, khoảng cách trục không đổi để đảm bảo tỉ số truyền xác cặp bánh ăn khớp, người ta phải sử dụng môđun khác cho cặp bánh thường phải bánh dịch chỉnh - Ưu điểm: + Độ cứng vững cấu tốt + Công suất truyền lớn + Điều khiển đơn giản - Nhược điểm: + Kích thước chiều trục dài Để khắc phục nhược điểm này, sử dụng bánh dùng chung (hình 7.57) Để tạo tỉ số truyền, cần bánh bánh dùng chung Z ăn khớp với bánh khác Tất nhiên hiệu số (Z – Z3) lớn, vượt khả dịch chỉnh, thường (Z2 – Z3) Các bước tính toán thiết kế nhóm sở dùng cấu bánh di trượt sau: - Xác định tỉ số truyền nhóm sở ics Từ công thức (8.90), suy ra: (8.93) Với C = ib igb tx Để tính C, phải chọn trước ib, igb tx Thông thường chọn igb = 1, tx = mm 12 mm Còn với ib = itt icđ, dựa vào số loại máy có chọn trước itt (chẳng hạn chọn itt = 30 36 ), thường icđ = Dựa vào bảng xếp bước ren, chọn cột có đầy đủ bước ren làm dãy bước ren sở (tp1, tp2, …) tương ứng với igb = Tính tỉ số truyền nhóm sở ics biến đổi chúng dạng tối giản A B : 70 Chương 8: Thiết kế máy cắt kim loại Tổng quát: - (8.94) Tính tổng số ZTi cặp bánh ăn khớp cấu bánh di trượt theo công thức: (8.95) Với: A – Khoảng cách trục (tham khảo máy có, ví dụ chọn A = 78 mm 84 mm) mi – Môđun bánh răng, sử dụng nhiều môđun khác để tạo nhiều tổng số khác Ví dụ cho mi biến thiên sau mi = ; 2,25 ; 2,5 ; 2,75 ; ; 3,5 ; … - - Tính hệ số ki = Ai + Bi , với Ai Bi tử số mẫu số icsi Tính số nguyên theo công thức = Z Ti ki Nếu số nguyên sai khác không nhiều qui tròn gần Trong trường hợp sai khác lớn so với số nguyên gần bỏ trống giá trị - Tính số cặp bánh theo nguyên tắc sau: - Lập bảng tính số theo mẫu điền giá trị có (8.96) Bảng 8 – Bảng tính số nhóm sở icsi = Ai/Bi ZTi ki mi ZT1 m1 ZT2 m2 … … ZTn mn ics1 ics2 … … … icsn k1 k2 … … … kn Dựa vào bảng để chọn số cho cặp bánh nhóm sở Tuy nhiên cần ý số vấn đề sau: 71 Chương 8: Thiết kế máy cắt kim loại - Không nên chọn nhiều loại môđun khác làm cho trình gia công hộp chạy dao thêm khó khăn - Cố gắng tận dụng phương pháp bánh dùng chung để giảm kích thước chiều trục hộp cách chọn ô nằm hàng ngang có tử số mẫu số để ghép chúng thành đôi Đôi có bánh tạo hai tỉ số truyền khác (vì có bánh dùng chung) - Nếu chọn bánh dùng chung nào, thay đổi số trị số chọn trước tỉ số truyền itt khoảng cách trục A để có loạt giá trị icsi lập lại trình tính toán đạt kết mong muốn 8.3.2.3 Thiết kế nhóm gấp bội Nhóm gấp bội thường có tỉ số truyền với công bội ϕ = Hai dãy số igb thường sử dụng cho nhóm gấp bội có giá trị là: 72 Chương 8: Thiết kế máy cắt kim loại • Nhóm gấp bội dùng cấu bánh di trượt Ưu điểm: Có độ cứng vững cao, tổn thất công suất nhỏ Với tỉ số truyền igb nhóm gấp bội, dùng hai nhóm bánh di trượt, nhóm có hai cặp bánh đặt trục Hình 8.36 Hình 32 – Nhóm gấp bội dùng cấu bánh di trượt a – Không có bánh dùng chung; b – Có bánh dùng chung Phương án không gian phương án thứ tự sau: - PAKG: × - PATT I-II: 2[1] × 2[2] Lưới kết cấu đồ thị số vòng quay cho Hình 8.37 Hình 33 – Lưới kết cấu đồ thị số vòng quay nhóm gấp bội dùng bánh di trượt 73 Chương 8: Thiết kế máy cắt kim loại Dựa vào đồ thị số vòng quay, xác định tỉ số truyền i 1, i2, i3, i4 tính lại igb Ví dụ trường hợp sử dụng dãy igb = ; ; 1 ; (Hình 8.37b) thì: Tính số bánh nhóm a b: - Nhóm a: Các điều kiện để tính số răng: (8.97) (8.98) (8.99) Chọn trước tổng số 2Z0 cho chia hết cho cho 2, nghĩa 2Z0 phải chia hết cho Sau tính số bánh nhóm a - Nhóm b: Tính tương tự nhóm a với điều kiện: (8.10 0) (8.10 1) (8.10 2) Lưu ý: Để tạo thuận lợi cho việc gia công, cần ý điểm sau: - Các bánh nhóm di trượt nên có môđun; - Nhóm gấp bội nên thiết kế có bánh dùng chung (Hình 8.37b) Do đó, tính số nhóm di trượt a b nên chọn trị số 2Z0; 74 Chương 8: Thiết kế máy cắt kim loại - Tâm trục nhóm gấp bội nên lấy trùng với tâm trục nhóm sở Do đó, tính nhóm sở nhóm gấp bội cần lưu ý tới việc chọn khoảng cách trục A • Nhóm gấp bội dùng cấu Mê-an Cấu tạo: Mêan cấu truyền động có ba trục I, II III Trên hai trục I II lắp khối bánh bậc Z1-Z2 giống nhau, có khối bánh đầu trục chủ động I lắp cố định vào trục khối khác lắp lồng không ăn khớp với Chuyển động truyền đến trục III nhờ bánh trung gian Z0 bánh di trượt ZA Tuỳ theo vị trí bánh di trượt trục III mà cấu Mêan thực tỉ số truyền khác (Hình 8.38) Hình 34 – Sơ đồ động cấu Mê-an - Ưu điểm: + Kích thước theo chiều trục nhỏ; + Phạm vi điều chỉnh lượng chạy dao lớn; + Chế tạo đơn giản khối bánh giống - Nhược điểm: + Hiệu suất truyền động tất bánh quay; 75 Chương 8: Thiết kế máy cắt kim loại + Bánh trung gian làm cho cấu cứng vững, công suất truyền không lớn Tuy nhiên, nhóm gấp bội cần tỉ số truyền nên thực tế người ta bỏ bánh trung gian (hình 7.61) Khi đó, bánh di trượt Z A ăn khớp với bánh lớn khối bánh bậc Phương pháp tính toán Hãy xem xét nhóm gấp bội hộp chạy dao máy tiện T616 Các tỉ số truyền i gb gồm: Để đơn giản tính toán, chọn Z1 = Z4 chọn trước ZA Từ tính số bánh nhóm Hình 35 – Nhóm gấp bội dùng cấu Mê-an bánh trung gian 76 Chương 8: Thiết kế máy cắt kim loại • Nhóm gấp bội dùng cấu then kéo Cấu tạo: Kết cấu cấu then kéo gồm số bánh lắp cố định trục chủ động I số bánh khác ăn khớp lắp lồng không trục bị động II Tuỳ theo vị trí then kéo mà bánh lồng không cố định với trục thực truyền động hai trục tạo tỉ số truyền gấp bội Theo thực tế, then kéo lắp trục bị động làm cho bánh bạc mòn lắp trục chủ động Ngoài ra, để then kéo dễ lọt vào rãnh then bánh răng, nên chế tạo nhiều rãnh then lỗ bánh (2 ÷ rãnh) - Ưu điểm: + Kích thước nhỏ gọn bánh lắp sát nhau, cần độ hở nhỏ; + Có thể dùng bánh nghiêng - Nhược điểm: + Độ bền độ cứng vững nên truyền mômen lớn, đặc biệt với chi tiết trục rỗng cần có rãnh để đặt then; + Độ mòn bánh lớn, hiệu suất truyền động thấp bánh không làm việc ăn khớp; + Không thể dùng bánh có đường kính lớn Phương pháp thiết kế Khi thiết kế hộp chạy dao có nhóm gấp bội dùng cấu then kéo, cần đảm bảo điều kiện sau: (8.103 ) (8.10 4) 77 Chương 8: Thiết kế máy cắt kim loại Để giải hệ phương trình phải chọn trước 2Z0 Theo yêu cầu 2Z0 phải số chia hết cho 2, 3, nghĩa phải chia hết cho 30 Các giá trị đạt yêu cầu là: 2Z0 = 60; 90; 120; 180 Tuy nhiên, chọn 2Z0 cần phải lưu ý khoảng cách trục nhóm gấp bội phải trùng với khoảng cách trục nhóm sở, để tạo điều kiện thuận lợi việc gia công hộp chạy dao 8.3.2.4 Thiết kế nhóm truyền động bù Nhóm truyền động ib bù gồm: - Bộ bánh thay thế: itt; - Các cặp bánh cố định: icđ Vì vậy: ib = itt icđ (8.105) Ta biết, để gia công loại ren hệ mét (ren Quốc tế, ren môđun), sử dụng đường truyền chủ động xích chạy dao tương ứng với đường truyền cần có tỉ số truyền cố định icđ1 Ngoài ra, để tạo hai loại ren khác biệt (ren Quốc tế ren môđun), xích truyền động cần có bánh thay khác itt1 itt2 Ngược lại, gia công loại ren hệ inch (ren Anh, ren Pitch), sử dụng đường truyền bị động xích chạy dao tương ứng với đường truyền cần có tỉ số truyền cố định icđ2 Tương tự, cần có bánh thay khác cho hai loại ren Để kết cấu đơn giản, tận dụng lại bánh thay itt1 itt2 Tóm lại: - Để tiện ren Quốc tế: dùng xích chạy dao có ib1 = icđ1 itt1; - Để tiện ren môđun: dùng xích chạy dao có ib2 = icđ1 itt2; - Để tiện ren Anh : dùng xích chạy dao có ib3 = icđ2 itt1 - Để tiện ren Pitch: dùng xích chạy dao có ib4 = icđ2 itt2 Trước tính ib, nên lập sơ đồ động toàn xích chạy dao, cần xác định cách bố trí kết cấu hộp, vị trí bánh cố định ly hợp cần thiết Từ công thức (8.90), suy ra: (8.10 6) 78 Chương 8: Thiết kế máy cắt kim loại Để tính ib1 cần cho máy cắt thử bước ren ren Quốc tế Với tx chọn trước, đồng thời dựa vào bang xếp ren xác định ics , igb tương ứng với bước ren áp dụng công thức (8.x) để xác định ib1 Có ib1, cần chọn trước icđ1 tính itt1 Do tiện ren môđun dùng tỉ số truyền icđ1 nên cần cho máy cắt thử bước ren ren môđun tính itt2 Cuối để xác định icđ2, cho máy cắt thử bước ren ren Anh tính toán tương tự Khi tính toán tỉ số truyền, khác biệt hai hệ đo lường nên xuất thừa số đặc biệt chọn giá trị tương đương theo bảng cho sai số nhỏ đồng thời truyền không lớn Bảng – Bảng giá trị tương đương Phân số tương đương 1” = 25,4mm 127 40 × 40 7× 18 × 24 17 11× 30 13 Sai số % – 0,013 +0,046 – 0,061 π = 3,14159 47 × 127 × × 95 19 × 21 127 12 × 127 97 × 22 157 50 Sai số % – 0,0005 +0,004 +0,021 +0,04 – 0,05 8.3.2.5 Kiểm tra sai số bước ren Do có sai số bước tính toán trên, cần tiến hành kiểm tra sai số bước ren mặt thiết kế Tất nhiên sai số thiết kế phải nhỏ nhiều sai số thực gia công ren có ảnh hưởng yếu tố khác trình chế tạo lắp ráp máy trình gia công ren Cần kiểm tra cho loại ren riêng biệt, loại ren cần kiểm tra bước đủ Nếu sai số bước ren loại ren đạt yêu cầu bước ren lại đạt Cách kiểm tra sau: - Với loại ren, cần chọn bước để kiểm tra - Tương ứng với bước ren chọn, xác định tỉ số truyền icđ , itt , ics , igb - Thế vào phương trình xích cắt ren để tính t’p: 79 Chương 8: Thiết kế máy cắt kim loại - Tính sai số bước ren tp: - So sánh: Với:[tp] – sai số cho phép bước ren Có thể lấy [tp] = 0,1 d0 d0 : dung sai đường kính trung bình ren (tra sổ tay khí) Trong thực tế, người ta so sánh sai số bước ren máy thiết kế với máy có sẵn cấp xác để đánh giá kết tính toán 80 Chương 8: Thiết kế máy cắt kim loại CÂU HỎI ÔN TẬP 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Thành lập công thức thể mối quan hệ thông số động học chuỗi số vòng quay cấp số nhân , Z Rn Nêu ưu điểm số vòng quay cấp số nhân Trình bày cách hình thành hệ số tiêu chuẩn chuỗi số vòng quay cấp số nhân Trình bày phạm vi sử dụng hệ số tiêu chuẩn chuỗi số vòng quay cấp số nhân Nêu nhiệm vụ hộp tốc độ máy cắt kim loại yêu cầu thiết kế hộp tốc độ Nêu ưu nhược điểm hộp tốc độ dùng cấu bánh di trượt Nêu cách xác định lượng mở nhóm truyền động hộp tốc độ dùng cấu bánh di trượt có w nhóm truyền động Cho ví dụ cụ thể để minh họa Trình bày nguyên tắc chung để chọn tỉ số truyền vẽ đồ thị số vòng quay hộp tốc độ dùng cấu bánh di trượt có phương án không gian phương án thứ tự cho trước Cho biết mục đích việc làm trùng tốc độ thiết kế hộp tốc độ dùng cấu bánh di trượt Cho ví dụ cụ thể để minh họa Truyền động phức tạp ? Cho ví dụ phương án bố trí không gian truyền động phức tạp Nêu ưu nhược điểm hộp tốc độ dùng puli- đai truyền Hộp tốc độ dùng bánh thay ?Nêu ưu nhược điểm hộp tốc độ dùng bánh thay Hộp tốc độ dùng cấu phản hồi ? Vẽ hình sơ đồ động, sơ đồ truyền lực đồ thị số vòng quay cấu phản hồi để trình bày nguyên lý hoạt động Nêu ưu nhược điểm hộp tốc độ có bánh dùng chung Nêu điều kiện để bánh dùng chung Vẽ hình sơ đồ động thể trường hợp sử dụng có bánh dùng chung Nêu ưu nhược điểm hộp tốc độ dùng động nhiều cấp vận tốc Vì động nhiều cấp vận tốc (gọi nhóm động cơ) coi khuếch đại mà nhóm sở Nêu đặc điểm hộp chạy dao máy cắt kim loại Nêu yêu cầu hộp chạy dao máy cắt kim loại Trình bày phương pháp thiết kế hộp chạy dao thường máy cắt kim loại Áp dụng cho hộp chạy dao máy phay vạn Trình bày bước thiết kế phần động học hộp chạy dao xác máy tiện ren vít vạn Vẽ sơ đồ động nhóm gấp bội dùng cấu Mean bánh trung gian tính số bánh cấu để đạt tỉ số truyền i gb= 1/4; 1/2; 1; 81 Chương 8: Thiết kế máy cắt kim loại 21 Vẽ sơ đồ động nhóm gấp bội dùng cấu then kéo tính số bánh cấu để đạt tỉ số truyền igb= 1/4; 1/2; 1; 22 Nêu ưu nhược điểm cấu bánh di trượt dùng để thiết kế nhóm sở a b c d a b c a b c a b c a b a b c a b c hộp chạy dao xác máy tiện ren vít vạn Các đặc điểm cần lưu ý thiết kế cấu hộp chạy dao xác 23 Thiết kế hộp tốc độ máy tiện vạn dùng cấu bánh di trượt có số cấp tốc độ Z= 22, hệ số công bội = 1,26 Chọn phương án không gian thích hợp Vẽ lưới kết cấu kiểm tra Ri, Vẽ đồ thị vòng quay Xác định kiểm tra tỉ số truyền i Vẽ sơ đồ động 24 Cho phương án không gian hộp tốc độ dùng cấu bánh di trượt Z= (2 + 1.2.2), hệ số công bội = 1,41, số cấp tốc độ theo yêu cầu Z= 17 Vẽ lưới kết cấu kiểm tra Ri Vẽ đồ thị vòng quay Xác định kiểm tra tỉ số truyền i Vẽ sơ đồ động 25 Cho sơ đồ động hộp tôc độ dùng bánh thay kết hợp với cấu bánh di trượt hình vẽ Biết hộp tốc độ dùng cặp bánh thay hệ số công bội = 1,41 Xác định phương án không gian số cấp tốc độ Z hộp Vẽ lưới kết cấu kiểm tra Ri Vẽ đồ thị vòng quay Xác định kiểm tra tỉ số truyền i 26 Thiết kế hộp tốc độ dùng bánh thay kết hợp với cấu bánh di trượt có số cấp tốc độ Z=23, hệ số công bội =1,26 Chỉ dùng cặp bánh thay Chọn phương án không gian phương án thiết kế để đạt Z theo yêu cầu Vẽ lưới kết cấu kiểm tra Ri Vẽ đồ thị vòng quay Xác định kiểm tra tỉ số truyền i 27 Thiết kế hộp tốc độ dùng bánh di trượt kết hợp với cấu phản hồi có Z= 14, hệ số công bội =1,41 Chọn phương án không gian phương án thiết kế để đạt Z theo yêu cầu Vẽ đồ thị vòng quay Xác định kiểm tra tỉ số truyền i 28 Thiết kế hộp tốc độ dùng động hai cấp vận tốc kết hợp với cấu bánh di trượt có Z=21, hệ số công bội =1,26 Chọn phương án không gian phương án thiết kế để đạt Z theo yêu cầu Vẽ lưới kết cấu kiểm tra Ri Vẽ đồ thị vòng quay Xác định kiểm tra tỉ số truyền i 29 Cho sơ đồ động máy phay hình vẽ Xác định phương án không gian hộp tốc độ Biết = 1,26 Vẽ lưới kết cấu kiểm tra Ri Vẽ đồ thị vòng quay Xác định kiểm tra tỉ số truyền i 30 Cho sơ đồ động máy tiện 1A616 hình vẽ a Cho biết hộp tốc độ máy dùng cấu ? b Vẽ đồ thị vòng quay hộp tốc độ Dựa vào đồ thị vòng quay, xác định tỉ số truyền kiểm tra điều kiện tỉ số truyền c Xác định số cấp tốc độ thực tế hộp tốc độ 82 Chương 8: Thiết kế máy cắt kim loại d Nhận xét chuỗi số vòng quay hộp tốc độ 31 Thiết kế hộp chạy dao xác máy tiện ren vít vạn để tiện loại ren a b c d 32 a b c d 33 a b c 34 a b c d sau: Ren Quốc tế: Có bước tp= 0,75; 0,875; 1; 1,25; 1,5; 1,75; 2; 2,5; 2,75; 3; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5; 6; 7; 8; 9; 10 Ren modun: Có modun m = 0,5; 0,75; 1; 1,25; 1,5; 1,75; 2; 2,5; 2,75; 3; 3,5; Hãy xếp tất bước ren thành bảng Thiết kế nhóm sở dùng cấu Norton Thiết kế nhóm gấp bội dùng cấu bánh di trượt Vẽ sơ đồ đông hộp chạy dao điền số bánh nhóm sở nhóm gấp bội vào sơ đồ động Biết nhóm gấp bội có tỉ số truyền igb=1/4; 1/2; 1; ZN=24÷60 Thiết kế hộp chạy dao xác máy tiện ren vít vạn để tiện loại ren sau: Ren Quốc tế: Có bước tp= 0,75; 0,875; 1; 1,25; 1,5; 1,75; 2; 2,5; 2,75; 3; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5; 6; 7; 8; 9; 10 Ren modun: Có modun m = 0,5; 0,75; 1; 1,25; 1,5; 1,75; 2; 2,5; 2,75; 3; 3,5; Hãy xếp tất bước ren thành bảng Thiết kế nhóm sở dùng cấu Norton Thiết kế nhóm gấp bội dùng cấu bánh di trượt Vẽ sơ đồ đông hộp chạy dao điền số bánh nhóm sở nhóm gấp bội vào sơ đồ động Biết nhóm gấp bội có tỉ số truyền igb=1/4; 1/2; 1; ZN=24÷60 Thiết kế nhóm gấp bội dùng cấu bánh di trượt hộp chạy dao xác máy tiện ren vít vạn Biết tỉ số truyền nhóm gấp bội 1/8; 1/4; 1/2; Chọn phương án không gian vẽ lưới kết cấu , đồ thị số vòng quay nhóm gấp bội Xác định tỉ số truyền số bánh nhóm gấp bội Vẽ sơ đồ động điền số bánh nhóm gấp bội Thiết kế hộp chạy dao xác cuả máy tiện ren vít vạn để tiện loại ren sau: Ren Anh: Có n= 24; 20; 19; 18; 16; 14; 13; 12; 10; 9; 9; 8; 7; 6; 5; 4; 3; 3; 3; 2; Ren Pitch: có Dp= 96; 88; 80; 72; 64; 56; 48; 44; 40; 36; 32; 28; 24; 22; 20; 19; 18; 16; 14; 12; 11; 10; 9; 8; Hãy xếp tất bước ren thành bảng Tính toán số khối bánh hình tháp cấu Norton nhóm sở ( ZN= 24÷60) Hãy xác định số bánh khối bánh hình tháp tỉ số truyền nhóm gấp bội igb tiện ren Anh có n = ren/1’’ Với nhóm gấp bội dùng cấu then kéo có sơ đồ động hình vẽ, chọn tỉ số truyền igb xác định số bánh cấu then kéo 83 Chương 8: Thiết kế máy cắt kim loại 84 [...]... mãn yêu cầu này) theo công thức: (8 . 42) Phạm vi điều chỉnh tỉ số truyền Ri của từng nhóm truyền động được tính: (8 . 43) Với imax và imin là tỉ số truyền lớn nhất và nhỏ nhất của nhóm truyền động đang xét Đồng thời, nếu một nhóm truyền động nào đó có p tỉ số truyền (với i1 = imin và ip = imax) và có lượng mở là xi , thì: (8 . 44) Từ (8 . 43) và (8 . 44), suy ra: (8 . 45) Phạm vi điều chỉnh tỉ số truyền cho phép... theo trị số tiêu chuẩn (Bảng 8. 5) của dãy số Renard 40 (R40) được tính theo công thức: ( 8 4 9 27 Chương 8: Thiết kế máy cắt kim loại ) Bảng 8 5 – Trị số tiêu chuẩn của dãy số Renard 40 7 ,0 6 , 1 2 , 1 9 ,2 6 ,3 3 3 4 5 6 7 8 , 1 1 ,2 4 , 3 7 ,5 1 , 6 6 ,8 2 0 1 ,4 1 1 , 4 ,5 8 ,6 8 ,7 8 , 8 8 9 2 0 1 2 3 4 ,3 5 ,5 5 ,7 6 3 , 1 6 2 Từ đồ thị số vòng quay đã vẽ, các tỉ số truyền được tính theo công... cấp số nhân - ChuỗiV (m/ph) số vòng quay cấp số nhân có 2 hệ số cấp vận tốc 1 và 2 (với 1 < φ2), trong đó các giá trị số vòng quay thấp dùng hệ số 1 còn giá trị số vòng quay cao dùng hệ số 2 Để tạo chuỗi số vòng quay này, trước hết tạo ra chuỗi số vòng quay cấp số nhân có hệ số 1, sau đó để các số vòng quay cao thưa hơn cứ sau mỗi số vòng quay thì bỏ đi một Như thế các số vòng quay cao có hệ số. .. rồi đi tiếp từ trục V’ đến trục VI với tỉ số truyền = Do đó máy có phương án không gian biến hình như sau: Z = 1.3.2.1 (1 + 1.1) Lưới kết cấu và đồ thị số vòng quay của máy T616 ứng với phương án không gian biến hình cho trong Hình 8. 18 Sơ đồ động của máy T616 cho Hình 8. 19 Hình 8 18 – Lưới kết cấu và đồ thị số vòng quay của phương án 35 Chương 8: Thiết kế máy cắt kim loại không gian biến hình 36 ... không vượt quá giới hạn 50% (8 . 32) Từ đó suy ra: ϕ 2 (8 . 33) Trong phạm vi điều kiện về hệ số ϕ (8 . 31), chọn các trị số x và tính trị số y tương ứng, người ta xác định được các trị số ϕ tiêu chuẩn cho trong Bảng 8. 2 Ở bảng này có những trị số ϕ = 1,41 và ϕ = 2 không thỏa mãn nguyên tắc gấp 10, trị số ϕ = 1, 58 và ϕ = 1, 78 không thỏa mãn nguyên tắc gấp 2, vì x và y không phải là số nguyên Nhưng trên thực... án lựa chọn và bố trí các nhóm truyền động của hộp tốc độ để đạt được số cấp tốc độ Z theo yêu cầu Bảng 8 4 – Các phương án không gian của hộp tốc độ dùng bánh răng di trượt Z 4 6 8 9 10 12 15 16 18 24 Phương án không gian 2×2 3×2 2×2×2 4×2 3×3 (5 ×2) 3×2×2 4×3 (5 ×3) 2×2×2×2 4×2×2 (4 ×4) 3×3×2 3×2×2×2 4×3×2 2×3 (2 ×4) (2 ×5) 2×3×2 (3 ×4) (3 ×5) (2 ×2×3) (2 ×4×2) (2 ×2×4) 3×2×3 2×3×2×2 (3 ×4×2) 2×3×3 (3 ×2×4) Chú.. .Chương 8: Thiết kế máy cắt kim loại nZ n3 n2 n1 0 11 Chương 8: Thiết kế máy cắt kim loại Hình 8 4 – Biểu đồ chuỗi vòng quay cấp số cộng trong hệ trục logarit 8. 1.2.3 Chuỗi số vòng quay hỗn hợp Có hai loại chuỗi số vòng quay hỗn hợp: - Chuỗi số vòng quay kết hợp giữa chuỗi số vòng quay cấp số cộng và cấp số nhân, trong đó các giá trị số vòng quay thấp dùng cấp số cộng còn giá trị số vòng quay... > pb > pc … 8. 2.2 Chọn phương thứ tự (PATT) 8. 2.2.1 Mối quan hệ giữa các tỉ số truyền trong một nhóm bánh răng di trượt 20 Chương 8: Thiết kế máy cắt kim loại Các tỉ số truyền của các cặp bánh răng trong một nhóm di trượt và giữa các nhóm di trượt có mối quan hệ ràng buộc Để tìm mối quan hệ này, hãy xét một hộp tốc độ dùng cơ cấu bánh răng di trượt có Z = 12 như Hình 8. 8 Hình 8 8 – Sơ đồ động hộp tốc... tính theo công thức sau: (8 . 5 0) Với m là một số bất kỳ, phụ thuộc vào độ nghiêng của tia được vẽ trên đồ thị số vòng quay (m = 0 với tia thẳng đứng, m < 0 với tia nghiêng trái và m > 0 với tia nghiêng phải) Các tỉ số truyền thông dụng ứng với hệ số ϕ = 1,26 và ϕ = 1,41 cho trong Bảng 8. 6 28 Chương 8: Thiết kế máy cắt kim loại Bảng 8 6 – Các tỉ số truyền thông dụng với φ = 1,26 và φ = 1,41 m ,5 ,5 ,2... 9 ,4 1 ,6 8 ,5 8 ,5 ,5 ,7 8 ,2 4 ,2 7 ,8 2 ,5 ,5 1 ,8 2 ,5 ,1 6 ,5 5 ,3 5 Do vậy, khi vẽ đồ thị số vòng quay, không nhất thiết phải vẽ các tia nghiêng đúng vào vị trí giao điểm của đường thẳng nằm ngang và thẳng đứng miễn là các tỉ số truyền có giá trị tiêu chuẩn (Bảng 8. 5) Hình 8 13 – Bố trí các tỉ số truyền Với ϕ = 1,26, các tỉ số truyền trong Hình 8. 13 là: Để đánh giá và lựa chọn đồ thị số vòng quay ... vi điều chỉnh số vòng quay Rn xác định: (8 . 1 8) Từ (8 . 18) , xác định công bội chuỗi số vòng quay ϕ (còn gọi hệ số cấp vận tốc): (8 . 1 9) Và số cấp tốc độ Z: Chương 8: Thiết kế máy cắt kim loại (8 . 2... gọt, m Số hành trình kép phút: (8 . 1 0) Phạm vi điều chỉnh số hành trình kép là: (8 . 1 1) Trong đó: nhtk max, nhtk số hành trình kép giới hạn, xác định tương tự công thức (8 . 3) (8 . 4) • Đối với máy. .. dụng máy (tham khảo Bảng 8. 1) Chương 8: Thiết kế máy cắt kim loại Bảng – Phạm vi điều chỉnh số vòng quay theo loại máy MÁY Phạm vi điều chỉnh số vòng quay Rn Máy tiện 50 ÷ 200 Máy phay 20 ÷ 100 Máy