2. Phân tích máy tiện 1K62
1.3Xác định phương án thứ tự
Với Phương án không gian Z = 2x3x2x2
Ta có số phương án không gian : q = m! = 4! = 24 Trong đó: m là số nhóm truyền m = 4
Để chọn phương án thứ tự hợp lý nhất ta tham khảo máy 1K62, do quy luật phân bố tỷ số truyền các nhóm đầu 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 lý.
Trong máy công cụ ở hộp tốc độ có hạn chế số tỷ số truyền I phải đảm bảo điều kiện:
Với công bội φ = 1,26→ Tỷ số truyền sẽ biểu diễn trên đồ thị vòng quay như sau:
Tia tức là tia i1 nghiêng trái tối đa 6 ô, tia i2 = 2 = 1,263 tức là tia i2 nghiêng phải tối đa 3 ô
Lượng mở tối đa Xmax = 9 ô
Mặt khác không thỏa mãn điều kiện trên
Vì vậy để khắc phục, ta giảm bớt lượng mở từ [X] = 12 xuống [X] = 9 Giảm như vậy tốc độ trên máy sẽ có 3 tốc độ trùng
Như vậy Z = 2x3x2x2 – 3 = 21 tốc độ
Mà tính toán máy mới yêu cầu hộp tốc độ có 23 tốc độ do đó thiếu 2 tốc độ Vì vậy để khắc phục ta xử lý bằng cách: Bù tốc độ còn thiếu vào một đường truyền khác mà tham khảo máy 1K62 để giữ nguyên số tốc độ trong máy ta bố trí thêm một đường truyền tốc độ cao hay còn gọi là đường truyền trực tiếp. Đường truyền tốc độ cao này có ít tỷ số truyền nên giảm được tiếng ồn, giảm rung động, giảm ma sát đồng thời tăng hiệu suất khi làm việc.
Có thể bù 2 tốc độ bằng đường truyền phụ từ trục II.Nhưng như vậy thì khó bố trí tỷ số truyền giữa trục II và trục chính, đồng thời không tận dụng được nhiều tốc độ cao.
Mặt khác tham khảo máy 1K62 ta giảm thêm 3 tốc độ của đường truyền gián tiếp sẽ có lợi vì máy sẽ giảm được số tốc độ có hiệu suất thấp dẫn đến hộp tốc độ sẽ nhỏ gọn đồng thời số tốc độ mất đi sẽ được bù vào đường truyền trực tiếp từ trục IV sang VI
Như vậy đường truyền gián tiếp nhóm cuối sẽ có lượng mở là [X] = 12 – 6 = 6 tốc độ
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 Số tốc độ của máy là Z = Z1 + Z2 = 18 + 6 = 24 tốc độ
Vì yêu cầu Z = 23 tốc độ → Ta xử lý bằng cách cho tốc độ thứ 18( cao nhất) của đường truyền gián tiếp trùng với tốc độ thứ nhất ( thấp nhất) của đường truyền trực tiếp, khi đó máy chỉ còn 23 tốc độ. Nghĩa là tốc độ số 18 có
thể truyền theo 2 đường truyền trực tiếp và gián tiếp. Thường chạy theo đường truyền trực tiếp
Vì vậy phương án chuẩn của máy mới Đối với đường truyền gián tiếp:
PAKG : 2 x 3 x (2 x 2 – 1) PATT : I II III IV Lượng mở [X]: [1] [2] [6] [6] Đối với đường truyền trực tiếp: PAKG : 2 x 3
PATT : I II Lượng mở [X]: [1][2]
Lưới kết cấu của hai đường truyền
n1 n2 n n4 3 n n n6 8 n 5 7 n n n n10 12 n 9 11 n14 n16 13 n15 18 n n17 22 n n20 n19 n21 n24 n23 Trôc I Trôc II Trôc III Trôc IV Trôc V 2[1] 3[2] 2[6] 2[6] 2[1] 3[2] 1[0] Trôc I Trôc III Trôc II Trôc chÝnh
Lưới kết cấu của máy 1.4 Xác định đồ thị vòng quay:
Nhược điểm của lưới kết cấu không biểu diễn được tỷ số truyền cụ thể, các chỉ số vòng quay 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 tham khảo máy 1K62 ta chọn động cơ điện có nđc = 1440 vòng/phút Như vậy, để dễ dàng vẽ được đồ thị vòng quay nên chọn trước số vòng quay n0 của trục vào sao đó ta mới xác định tỷ số truyền. Mặt khác n0 càng cao thì càng tốt, nếu n0 thì số vòng quay của các trục trung gian sẽ cao→ mô men xoắn bé→ kích thước bánh răng nhỏ… Tham khảo máy 1K62, trên trục đầu tiên lắp bộ ly hợp ma sát để cho ly hợp ma sát làm việc trong điều kiện tốt nhất ta nên chọn n0 = n19 = 800 vòng/phút
Ta có:
Trong đó:
Nđc : số vòng quay của động cơ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Iđ : Tỷ số truyền từ trục động cơ đến trục I : hệ số trượt dây đai
Đối với mỗi nhóm tỷ số truyền ta chỉ cần chọn tỷ số truyền sao cho đảm bảo điều kiện
Nhóm truyền I: từ trục I → II có đặc tính nhóm 2[1] có 2 tỷ số truyền i1 , i2
Dựa vào tham khảo máy mẫu 1K62 ta chọn i1 = φ Tức là tia i1 nghiêng phải 1 đoạn logφ
Ta xác định tia i2 qua i1:i2 = 1: φ
Vậy i2 = φ2→tia i2 nghiêng phải 1 khoảng 2.log φ
Nhóm truyền II: từ trục II – III , đặc tính của nhóm truyền 3[2] i3 : i4 : i5 = 1 :φ2 : φ4
Tham khảo máy 1K62 ta chọn
i3 = φ-4 : tia i3 nghiêng trái 1 khoảng 4.logφ i4 = φ-2 : tia i4 nghiêng trái 1 khoảng 2.logφ
i5 = 1 tia i5 thẳng đứng.
Nhóm truyền III: từ trục III – IV , đặc tính của nhóm truyền 2[6] i6 :i7 = 1: φ6
Tham khảo máy 1K62 ta chọn
i6 = φ-6 : tia i6 nghiêng trái 1 khoảng 6.logφ i7 = 1 tia i7 thẳng đứng.
Nhóm IV: từ trục IV – V , đặc tính nhóm truyền 2[6] i6 :i7 = 1: φ6
Tham khảo máy 1K62 ta chọn
i8 = φ-6 : tia i8 nghiêng trái 1 khoảng 6.logφ i9 = 1 tia i9 thẳng đứng.
Nhóm V:từ trục V – VI có 1 tỷ số truyền i10 . Tỷ số truyền này ta không thể tự chọn được mà nó phụ thuộc vào vận tốc nhỏ nhất nmin . Ta có quan hệ
Như vậy ta có tia i10 nghiêng trái 1 khoảng 3.logφz
Nhóm truyền tốc độ cao: truyền từ trục III – VI có 1 tỷ số truyền, tương tự thì tỷ số truyền này ta cũng không thể tự chọn mà nó phụ thuộc vào nmax. ta cũng có quan hệ
Qua phần chọn tỷ số truyền này ta thấy tất cả đều thỏa mãn điều kiện
i1 i2 i4 i3 i5 i6 i7 i11 i8 i9 i10 12.5 20 31.5 50 80 125 200 315 500 800 1270 2000 15 25 40 63 100 160 250 400 635 1000 1600 (v/p) n0 I II III IV V VI 1440(v/p) idc Truc dc Đồ thị vòng quay 1.5 Tính số bánh răng trong các nhóm truyền.
Phương pháp tính:
- Với nhóm truyền có cùng mô đun ta có công thức:
Trong đó:
E : là số nguyên
K : là bội số chung nhỏ nhất (fx + gx ) trong một nhóm truyền : Tổng số răng trong cặp bánh răng
Nếu trong nhóm truyền tăng tốc thì:
Nếu trong nhóm truyền giảm tốc thì Emin được tính theo
- Tính số bánh răng trong nhóm truyền I
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
→Bội số chung nhỏ nhất của (fx + gx ) = 18 .Vậy K = 18 Vì tia có tỷ số truyền nghiêng phải nhiều nhất do đó Emin
được tính theo bánh răng bị động
Với Zmin = 17.
Chọn Emin = 3 Z = E.K =3.18 = 54 răng.
Để tận dụng bánh răng làm vỏ ly hợp ma sát nên đường kính của bánh răng khoảng 100 mm, theo các máy đẫ có thì môdul bánh răng khoảng 2,5 nên bánh răng chủ động chọn khoảng trên 50 răng do đó tăng tổng số răng của cặp
Ta lấy E = 5
Vậy răng
- Tính bánh răng trong nhóm truyền II
Bội số chung nhỏ nhất của (fx + gx ) = 182
Vậy K = 182 lớn hơn so với tổng số rang cho phép nên ta lấy
K= 78
Ta nhận thấy bánh răng nhỏ nhất là Z3 trong đường truyền Giảm tốc nên Emin được tính theo bánh răng chủ động
Ta lấy E = 1
- Tính bánh răng nhóm truyền III
Bội số chung nhỏ nhất của (fx + gx ) = 10 . Vậy K = 10
Ta nhận thấy bánh răng nhỏ nhất là Z6 trong đường truyền giảm tốc nên Emin được tính theo bánh răng chủ động
Ta lấy E = 11
- Tính bánh răng nhóm truyền IV
Bội số chung nhỏ nhất của (fx + gx ) = 10 . Vậy K = 10
Ta nhận thấy bánh răng nhỏ nhất là Z8 trong đường truyền giảm tốc nên Emin được tính theo bánh răng chủ động Ta lấy E = 11 Vậy răng - Tính bánh răng nhóm truyền V Vậy ta có:
Vậy: ,
Ta có bảng thông kê số răng:
Bảng thống kê
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1.6 Kiểm nghiệm sai số vòng quay:
Ta có phương trình cân bằng xích tổng quát:
Tính sai số vòng quay theo công thức:
Trong đó:
Ntc : số vòng quay tiêu chuẩn Ntt : số vòng quay tính toán. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ta có bảng sai số: Bảng tính toán sai số vòng quay TT Phương trình xích động ntt ntc Δn% 1 12,27 12,5 1.84 2 15,43 15 -2,6 3 19,53 20 2,3 4 24,55 25 1,8 5 31,25 31,5 0,79 6 39,28 40 1,8 7 49,11 50 1,8 8 61,74 63 2 9 78,13 80 2,3 10 98,22 100 1,78 11 125 125 0 12 157,14 160 1,78 13 196,4 200 1,79 14 246,9 250 1,22 15 312,5 315 0,79
16 392,8 400 1,8 17 500 500 0 18 628,5 635 1,02 19 795,3 800 0,58 20 1000 1000 0 21 1257,1 1270 1,01 22 1571,4 1600 1,78 23 1975,5 2000 1,2 Ta có đồ thị sai số vòng quay: n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 n9 n10 n11 n12 n13 n14 n15 n16 n17 n18 n19 n20 n21 n22 n23 n(%) 2.6 -2.6 v/p 1,84 -2.6 2,3 1,8 0,79 1,8 1,8 2 2,3 1,78 0 1,78 1,79 1,22 0,79 1,8 0 1,02 0,58 0 1,01 1,78 1,2
Z55 I II III IV V VI Z50 Z35 Z40 Z42 Z31 Z54 Z66 Z77 Z54 Z88 Z55 Z55 Z66 Z22 Z42 Z54 Z27 Z88 Z22 Z55 Z55 Sơ đồ hộp tốc độ 2: Thiết kế hộp chạy dao.
Máy ta cần thiết kế là máy tiện ren vít vạn năng hạng trung, hộp chạy dao có 2 công dụng là tiện trơn và tiện ren, tuy nhiên ta cần chú ý đến khâu tiện ren là chủ yếu, sau khi thiết kế xong ta có thể kiểm tra lại các bước tiện trơn, có thể bị trùng nhau, sát nhau hoặc cách quãng.
Có 2 dạng hộp chạy dao cơ bản là hộp chạy dao dùng cơ cấu noocton và hộp chạy dao dùng bánh răng di trượt. Để thuận tiện cho quá trình thiết kế ta sẽ chọn kiểu hộp chạy dao dùng cơ cấu noocton tương tự như máy tham khảo. Máy yêu cầu cần tiện được các ren :
- Ren hệ mét : tp = 1 ÷ 14 - Ren Anh : n = 30÷ 4 - Ren mô-đun : m = 0,5 ÷ 7
Cụ thể các ren tiêu chuẩn được cắt như sau:
+ tp : 1 ; 1.25 ; 1,5 ; 1,75 ; 2 ; 2,25 ; 2,5 ; 2,75 ; 3 ; 3,5 ; 4 ; 4,5 ; 5 ; 5,5 ; 6 ; 7 ; 8 ; 9 ; 10 ; 11 ; 12 ; 14
+ n = 4 ; 4,5 ; 5 ; 5,5; 6 ; 7 ; 7,5 ; 8 ; 9 ; 10 ; 11 ; 12 ; 14 ; 15 ; 16 ;18 ;20 ; 22 ; 24; 28; 30
2.1 Sắp xếp các bước ren
Đầu tiên cần xếp bước ren được cắt thành nhóm cơ sở và những nhóm khuếch đại với tỷ số truyền nhóm khuếch đại là 1; 2 ;4 ;8 hoặc ,
nghĩa là các tỷ số khuếch đại hợp thành cấp số nhân có công bội là φ = 2. Khi sắp xếp cần chú ý những điểm sau:
- Số hàng ngang phải ít nhất để cho số bánh răng của nhóm cơ sở Norton là ít nhất.
- Nếu số bánh răng của nhóm này nhiều thì khoảng cách giữa 2 gối tựa của bộ Norton càng xa, độ cứng vững càng kém.
Bảng xếp ren:
- Ren Quốc Tế Ren Module
1 2 4 8 0.5 1 2 4 - 2.25 4.5 9 - - 2.25 4.5 1.25 2.5 5 10 - 1.25 2.5 5 - 2.75 5.5 11 - - 2.75 5.5 1.5 3 6 12 0.75 1.5 3 6 - - - - 1.75 3.5 7 14 - 1.75 3.5 7 1/8 1/4 1/2 1 Ren Anh 1/8 1/4 1/2 1 Ren Pitch 30 15 7,5 - - - - - - 16 8 4 - - - - - 18 9 4,5 - - - -
- 20 10 5 - - - -
- 22 11 5,5 - - - -
- 24 12 6 - - - -
- 28 14 7 - - - -
2.2 Thiết kế nhóm cơ sở:
Nhóm cơ sở norton là 1 nhóm bánh răng có hình tháp, tương tự khi ta khảo sát máy 1k62, cơ cấu norton căn khớp với một bánh răng, để cắt các bước ren khác nhau thì ta thay đổi ăn khớp giữa bánh răng đó với các bánh răng khác nhau trên cơ cấu norton.
Nếu gọi số răng của các trên cơ cấu Norton lần lượt là Z1, Z2, Z3… thì các bánh răng này là để cắt ra các ren thuộc nhóm cơ sở, các trị số zi này cần là số nguyên và có tỷ lệ đúng như tỉ lệ của các bước ren trong 1 cột trên bảng xếp ren
Mặt khác zi không được quá lớn vì nó sẽ làm tăng kích thước của nhóm truyền. Nên
- Khi cắt ren quốc tế cần có 6 bánh răng Z1 :Z2 :Z3 :Z4 :Z5 :Z6= 4 : 4,5 : 5 : 5,5 : 6 : 7
Do đó : Z1 :Z2 :Z3 :Z4 :Z5 :Z6 = 32 : 36 : 40 : 44 : 48 : 56 - Khi cắt ren modul cần có 6 bánh răng
Z1 :Z2 :Z3 :Z4 :Z5 :Z6 Z6: = 4 : 4,5 : 5 : 5,5 : 6 : 7
Do đó : Z1 :Z2 :Z3 :Z4 :Z5 :Z6 : = 32 : 36 : 40 : 44 : 48 : 56 - Khi cắt ren Anh cần có 7 bánh răng:
Z1 :Z2 :Z3 :Z4 :Z5 :Z6:Z7= 7,5 : 8 : 9 : 10 : 11 : 12 : 14 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Do đó số răng : Z1 :Z2 :Z3 :Z4 :Z5 :Z6 = 30 : 32 : 36: 40 :44 : 48 : 56
Kết luận: để cắt được 3 loại ren trên thì số bánh răng trong bộ bánh răng hình tháp là: Z1 :Z2 :Z3 :Z4 :Z5 :Z6 : Z7 =30 : 32 : 36 : 40 : 44: 48 : 56 Vậy bộ truyền bánh răng hình tháp gồm các bánh răng sau:
Cơ cấu nooctoong 7 tầng
2.3 Thiết kế nhóm gấp bội
Nhóm gấp bội tạo ra tỉ số truyền với công bội =2. Chọn cột có các tỉ số truyền 8 : 9 : 10 : 11 : 12 : 14 làm nhóm cơ sở thì muốn tiện ra toàn bộ số ren có tỉ số truyền nhóm gấp bội bằng: 1/8; 1/4;1/2; 1/1
Hộp chạy dao có công suât bé,hiệu suất thấp,các bánh răng có cùng mo- đun nên việc chọn phương án thứ tự,Mx trên các trục trung gian tăng dần không còn quan trọng nữa. Măt khác bánh răng có cùng mô-đun nên việc chọn phương án không gian để giảm cấp số vòng quay không làm tăng kích thước bộ truyền.
Do đó để đơn giản ta tham khảo mẫu máy tham khảo chọn ra phương án không gian và phương án thứ tự:
PAKG có thể chọn: Z = 4 = 2x2 Hoặc: Z = 4x1
Phương án Yếu tố 2x2 4x1 Tổng số bánh răng 8 10 Tổng số trục 3 3 Chiều dài trục 8b+7f 8b+7f
Số bánh răng chịu mô men xoắn 2 2
Nhận xét: Phương án không gian 4x1 có số bánh răng trên một trục nhiều, khó chế tạo. Phương án không gian 2x2 hợp lý hơn
Với PAKG 2x2 ta có hai phương án thứ tự: Z= 2x2 I II II I Bảng 2.8) Bảng so sánh PATT Phương án thứ tự Nhóm 1 Nhóm 2 2x2 PAKG: 2 x 2 PATT: I - II [x] : [1] [2] PAKG: 2 x 2 PATT: II - I [x] : [2] [1] [Xmax] 2 2 Ta chọn PATT: I - II [1] [2] Ta có lưới kết cấu :