Tài liệu thiết kế máy công cụ, chương 5 doc

Chng 6: tính hộp chạy dao 1_Yêu cầu kỹ thuật và đặc điểm hộp chạy dao - số cấp chạy dao phải đủ - quy luật phân bố l-ợng chạy dao theo cấp số cộng - phạm vi điều chỉnh của l-ợng chạy dao s max - s min - tính chất của l-ợng chạy dao liên tục - độ chính xác của l-ợng chạy dao yêu cầu chính xác cao - độ cứng vững của xích động nối liền trục chính và trục kéo Đặc điểm : - công suất truyền bé - tốc độ làm việc chậm - phạm vi điều chỉnh tỷ số truyền 1,5 i s 2,8 R s max = i i i s min max = 5,1 8,2 = 14 2_Sắp xếp b-ớc ren đ-ợc cắt tạo thành các nhóm cơ sở và nhóm gấp bội Sử dụng họp chạy dao dùng cơ cấu noóctôn để cắt đ-ợc các loại ren : quốc tế, môđuyn, anh, pitch. + Ren Quốc tế Nhóm cơ sở : t p = 1-1,25-1,5-1,75-2-2,5-3-3,5-4-4,5-5-5,5-6-7- 8-9-10-11-12 Nhóm Khuếch đại: t p = 14-16-18-20-22-24-28-32-36-40-44-48- 56-64-72-80-88-96-112 128-144-160-176-192 + Ren Môđuyn Nhóm cơ sở : m= 0,5-1-1,25-1,5-1,75-2-2,25-2,5-3 Nhóm khuếch đại: m= 3,25-3,5-4-4,5-5-5,5-6-6,5-7-8-9-10-11- 12-13-14-16-18 20 22-24-26-28-32-36-44-48 + Ren Anh n = 2-2,5-3-3 4 1 -3 2 1 -4-4 2 1 -5-6-6 4 2 -7-8-9-9,5-10-11-12-14-16-18- 20-22-24 + Ren Pitch Nhãm c¬ së : D p = 192-176-160-144-128-112-96-88-72-64-56- 48-44-40-36-32-28-24-22-20-18-16-14 Nhãm khuÕch ®¹i: D p = 6-5-4-3-2-1 B¶ng xÕp ren Ren quèc tÕ t p (mm) Ren m«®uyn m =  t p (mm) - 1 - 1,25 - 1,5 1,75 2 2,25 2,5 - 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 7 8 9 10 11 12 - - - - - - - 0,5 - - - - - 1 - 1,25 - 1,5 1,75 2 2,25 2,5 - 3 Ren anh n = t tp 4,25 Ren pitch D p = t p  .4,25 13 14 16 18 19 20 - 24 - 7 8 9 9,5 10 11 12 3 4 1 3 2 1 4 4 2 1 - 5 - 6 - - 2 - - - - 3 - 112 128 144 160 176 192 - - 56 64 72 80 88 96 - - 28 32 36 40 44 48 - - 14 16 18 20 22 24 - 3_Thiết kế nhóm truyền cơ sở Gọi Z 1 Z 2 Z 3 . là số răng của bộ bánh răng thuộc cơ cấu noóctông ta có : Để cắt ren Quốc tế thì: Z 1 : Z 2 : Z 3 : Z 4 : Z 5 : Z 6 = 3,5 : 4 : 4,5 : 5 : 5,5 : 6 Hoặc 7 : 8 : 9 : 10: 11 : 12 Số răng Z 1 , Z 2 , Z 3 không thể quá lớn vì sẽ làm tăng kích th-ớc nhóm truyền nên ng-ời ta hạn chế trong giới hạn 25< Z< 60 Do đó Z 1 : Z 2 : Z 3 : Z 4 : Z 5 : Z 6 = 28 : 32 : 36 : 40: 44 : 48 = 35 : 40 : 45 : 50: 55 : 60 Để cắt đ-ợc ren Môđuyn thì Z 1 : Z 2 : Z 3 : Z 4 : Z 5 = 1,75 : 2 : 2,25 : 2,5 : 3 Do đó số răng Z 1 : Z 2 : Z 3 : Z 4 : Z 5 =28 : 32 : 36 : 40 : 48 =35 : 40 : 45 : 50 : 60 Để cắt đ-ợc ren Anh thì Z 1 : Z 2 : Z 3 : Z 4 : Z 5 : Z 6 : Z 7 : Z 8 = 13 : 14 : 16: 18 : 19 : 20 : 22 : 24 Hoặc = 6,5 : 7 : 8 : 9 : 9,5 : 10 : 11 : 12 Do đó số răng Z 1 : Z 2 : Z 3 : Z 4 : Z 5 : Z 6 : Z 7 : Z 8 = 26 : 28 : 32: 36 : 38 : 40 : 44 : 48 Để cắt đ-ợc ren Pitch thì Z 1 : Z 2 : Z 3 : Z 4 : Z 5 : Z 6 = 56 : 64 : 72: 80 : 88 : 96 Do đó số răng Z 1 : Z 2 : Z 3 : Z 4 : Z 5 : Z 6 = 28 : 32: 36 : 40 : 44 : 48 Hoặc = 35 : 40: 45: 50 : 55 : 60 Vậy để cắt đ-ợc 4 loại ren trên thì số răng của cơ cấu nooctông là : Z 1 : Z 2 : Z 3 : Z 4 : Z 5 : Z 6 : Z 7 : Z 8 = 26 : 28 : 32: 36 : 38 : 40 : 44 : 48 Để tránh cho bộ noóctông trở nên kém cứng vững do 2 gôí đỡ đặt xa nhau,số bánh răng của bộ noóctông phải nhỏ hơn 8 bánh răng Nhận xét : Chỉ vì cắt loại ren Anh có n=19 ren/pit nên bộ noóctông phải thêm bánh răng Z 5 =38 bánh răng này không dùng cắt 3 loại ren còn lại nên ta bỏ bánh răng Z 5 =38.Nh- vậy bộ noóctông chỉ còn lại 7 bánh răng: Z 1 : Z 2 : Z 3 : Z 4 : Z 5 : Z 6 : Z 7 = 26 : 28 : 32: 36 : 40 : 44 : 48 4_Thiết kế nhóm truyền gấp bội Nhóm gấp bội phải tạo ra 4 tỉ số truyền với =2 .Chọn cột 7-12 trong bảng xếp ren quốc tế làm nhóm cơ sở thì các tỉ số truyền nhóm gấp bội là: 1 1 : 2 1 : 4 1 : 8 1 a_Ph-ơng án không gian PA Yếu tố 2x2 4x1 _Tổng số bánh răng _Tổng số trục _Chiều dài trục _Số bánh răng chịu mômen xoắn M x 8 3 8b+7f 2 10 3 8b+7f 1 Nhận xét: PAKG 4x1 có số bánh răng trên một trục quá nhiều khó chế tạo do đó PAKG 2x2 hợp lý hơn. b_Ph-ơng án thứ tự ph-ơng án không gian 2x2 có hai PATT So sánh các ph-ơng án thứ tự : PATT Nhóm 1 Nhóm 2 2x2 2x2 I II [1] [2] 2x2 II - I [2] [1] [x] max 2 2 Ta chọn ph-ơng án thứ tự I-II vì ph-ơng án này dẫn đến sự biến đổi các kết cấu máy nhịp nhàng cân đối hơn Ta có l-ới kết cấu sau c_ Vẽ đồ thị số vòng quay Để tránh trùng lập tỷ số truyền ta chọn tỷ số truyền giữa các bộ truyền trong nhóm gấp bội khác 1 Ta có đồ thị số vòng quay nh- sau : Tính các tỷ số truyền giữa ccác bộ truyền trong nhóm gấp bội Nhóm truyền 1 : i 1 = 32,1 1 = 2 32,1 1 = 5 2 ; f 1 + g 1 = 2+5 = 7 i 2 = 32,0 1 = 2 32,0 1 = 5 4 ; f 2 + g 2 = 4+5 = 9 Bội số chung nhỏ nhất là K= 63 Tia i 1 là tia giảm nhiều hơn tia i 2 z min chủ động nên E min = 63.2 )52(17 = 18 17 <1 1 i i i i 2 4 3 Chọn E=1 Z=E.K = 1.63 = 63 răng Z 1 = gf f 11 1 EK= 63. 7 2 =18 răng Z 1 ' = Z-Z 1 =63-18= 45 răng Z 2 = gf f 22 2 EK= 63. 54 4 =28 răng Z 2 ' = Z-Z 2 = 63-28= 35 răng Nhóm truyền 2 : i 3 = 68,1 1 = 2 68,1 1 = 16 5 ; f 3 + g 3 = 5+16 = 21=7.3 i 4 = 0,32 = 2 0,32 = 4 5 ; f 4 + g 4 = 5+4 = 9=3 2 bội số chung nhỏ nhất là K= 63 Tia i 1 là tia giảm nhiều hơn tia i 2 z min chủ động nên E min = 63.5 )165(17 = 15 17 >1 Chọn E=2 Z=E.K = 2.63 = 126 răng >120 do đó tinhá lại số răng . Chọn Z min =14 răng E min = 63.5 )165(14 = 15 14 <1 Lấy E min =1 Z=E.K = 1.63 = 63 răng Z 3 = gf f 33 3 EK= 63. 165 5 =15 răng Z 3 ' = Z-Z 3 = 63 -15 = 48 răng Z 4 = gf f 44 4 EK= 63. 45 5 = 35 răng Z 4 ' = Z-Z 4 = 63-35= 28 răng 5_ Tính các tỷ số truyền còn lại (i bù ) : Gồm các bánh răng thay thế và bánh răng phụ của hộp chạy dao . Ph-ơng trình cân bằng chuyển động : 1vòng tc . i bù . i cơsở . i gbội . t v = t p mà i bù = i tt . i cđ nên ta có 1vòng tc . i tt .i cđ . i cơsở . i gbội . t v = t p Trong đó i tt - Tỷ số truyền thay thế i cđ - Tỷ số truyền cố định i cơsở - Tỷ số truyền cơ sở i gbội - tỷ số truyền gấp bội của cơ cấu noóctông t v - B-ớc vít me t p - B-ớc ren đ-ợc cắt Để tính i bù ta cho máy cắt thử một b-ớc ren nào đó .Ta thử cắt ren Quốc tế t p =10 mm Qua bảng xếp ren Quốc tế ta có i gbội = 1 Ta chọn t v = 12 mm Z 0 = 28 răng Thì i csở = z z 0 5 = 28 40 lúc đó bộ bánh răng hình tháp chủ động do đó i bù = iit t gbcsởv p 28/40.1.12 10 = 12 7 Ta chọn i cđ = 36 25 i bù = i tt . i cđ Ta có 12 7 = i tt . 36 25 i tt = 25 21 = 50 42 Khi cắt ren Anh ,xích cắt ren đi theo đ-ờng khác, bộ bánh răng noóctông bị động .Tính i cđ khi cắt ren Anh nh- sau : i cđ = iiit t ttgbcsởv p . cho cắt thử ren Anh với n=8 , t p = 8 4,25 ,lúc đó i cđ = z z 3 0 = 32 28 i gb = 2 1 Ta có i cđ = )50/42).(2/1).(40/28(1.12 8/4,25 Tỷ số truyền 36/25 cũng đ-ợc dùng khi cắt ren Pitch (bánh răng noóctông bị động)nh-ng với hai bánh răng thay thế khác nhau .Cuối cùng ta cần tính bánh răng thay thế khi cắt ren Pitch và ren Môđuyn Ta có ph-ơng trình cân bằng : i tt = iiit t cgbcsởv p Cho cắt thử ren Pitch D p = 25,4./8=127 2 .12/5 2 .8.97 i gb = 2/4 ; i cđ =36/25 i tt = 97 32 Kiểm tra các b-ớc ren cắt đ-ợc : ph-ơng trình cân bằng ta có :1vòngtc.21/25.42/50.25/36.32/28.1/2.12=4=t p 6_Tính toán các b-ớc tiện trơn Theo đầu bài l-ợng chạy dao : S min (dọc) =2S min (ngang) =0,07 mm/vòng Dựa vào máy chuẩn ta lấy các tỷ số truyền nh- máy chuẩn ,khi đó ta có các ph-ơng trình cân bằng nh- sau: 1 vt/c .i tt .i cđ .i cs .i gb . 10.3 66 14 . 60 38 . 30 60 . 28 6 . 26 37 . 37 30 . 56 28 =S dọc 1 vt/c .i tt .i cđ .i cs .i gb . 5. 21 64 . 64 42 . 60 38 . 30 60 . 28 6 . 26 37 . 37 30 . 56 28 =S ngang tiện trơn theo con đ-ờng cắt ren hệ mét ,ta có thể viết lại ph-ơng trình cân bằng nh- sau : _Đi qua i tt =42/50 ,Noóctông chủ động : S dọc =1 vt/c . . 36 . 28 25 . 50 42 n Z i gb . 10.3 66 14 . 60 38 . 30 60 . 28 6 . 26 37 . 37 30 . 56 28 =0,0377.Z n .i gb S ngang =1 vt/c . . 36 . 28 25 . 50 42 n Z i gb . 5. 21 64 . 64 42 . 60 38 . 30 60 . 28 6 . 26 37 . 37 30 . 56 28 =0,01832.Z n .i gb _Đi qua i tt =64/97 ,cơ cấu Noóctông chủ động : S dọc =1 vt/c . . 36 . 28 25 . 97 64 n Z i gb . 10.3 66 14 . 60 38 . 30 60 . 28 6 . 26 37 . 37 30 . 56 28 =0,028.Z n .i gb S ngang =1 vt/c . . 36 . 28 25 . 97 64 n Z i gb . 5. 21 64 . 64 42 . 60 38 . 30 60 . 28 6 . 26 37 . 37 30 . 56 28 =0,016.Z n .i gb Từ các ph-ơng trình trên ta thấy khi cơ cấu Nóoctông chủ động có Z n =28-:-48 và i gb =1/8 đều cho giá trị khác yêu cầu . Vậy ta phải điều chỉnh một số cặp bánh răng trong hộp xe dao để đảm bảo yêu cầu .Tuy nhiên để dảm bảo khoảng cách trục nh- máy chuẩn ta phải giữ nguyên Z=const . Ta chọn con đ-ờng đi qua i tt =64/97 và cơ cấu Nóoctông chủ động nên ta điều chỉnh cặp trục vít từ 6/28 xuống 4/28,lúc đó: S dọc min =0,01866.28.1/8=0,06 mm/v S ng min =0,0093.28.1/8=0,03 mm/v Vậy ta có các đ-ờng truyền sau : 1 vt/c . . 36 . 28 25 . 97 64 n Z i gb . 10.3 66 14 . 60 38 . 30 60 . 28 6 . 26 37 . 37 30 . 56 28 =S dọc 1 vt/c . . 36 . 28 25 . 97 64 n Z i gb . 5. 21 64 . 64 42 . 60 38 . 30 60 . 28 6 . 26 37 . 37 30 . 56 28 =S ngang Kết luận : Toàn bộ đ-ờng tiện trơn sẽ đi theo đ-ờng tiện ren qua cặp bánh răng 28/56 vào hộp xe dao.Do đó đ-ờng tiện trơn là hệ quả của đ-ờng tiện ren,b-ớc tiện trơn dày hơn nhiều so với b-ớc tiện ren tiêu chuẩn . . 128-144-160-176-192 + Ren Môđuyn Nhóm cơ sở : m= 0 ,5- 1-1, 25- 1 ,5- 1, 75- 2-2, 25- 2 ,5- 3 Nhóm khuếch đại: m= 3, 25- 3 ,5- 4-4 ,5- 5 -5, 5-6-6 ,5- 7-8-9-10-11- 12-13-14-16-18 20 22-24-26-28-32-36-44-48. khuÕch ®¹i: D p = 6 -5- 4-3-2-1 B¶ng xÕp ren Ren quèc tÕ t p (mm) Ren m«®uyn m =  t p (mm) - 1 - 1, 25 - 1 ,5 1, 75 2 2, 25 2 ,5 - 3 3 ,5 4 4 ,5 5 5, 5 6 7 8 9 10 11