2.2.1) Yêu cầu kĩ thuật và đặc điểm hộp chạy dao - Số cấp chạy dao phải đủ
- Quy luật phân bố lượng chạy dao theo cấp số cộng - Phạm vi điều chỉnh của lượng chạy dao smax - smin
- Tính chất của lượng chạy dao liên tục
- Độ chính xác của lượng 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 tỉ số truyền 1,5 ≤ is
≤ 2,8 Rs max =
ax min s m i
i i
=
2,8
1,5 = 1,4 2.2.2) Sắp xếp các bước ren
Để thuận tiện cho việc gia công ren người ta đã cố tình tiêu chuẩn hóa ren theo nguyên tắc:
Ren tiêu chuẩn được đặt theo dãy cấp số cộng có công sai không đều, không có quy tắc thiết kế
Tiêu chuẩn hóa tạo ra các nhóm trị số ren có giá trị gấp đôi nhau nhằm tận dụng để giảm kích thước hộp chạy dao, khi đó số bánh răng của hộp chạy dao là nhỏ nhất
Ta sẽ xếp ren thành bảng có trị số gấp đôi nhau, khi đó tính tỉ số truyền để cắt ren trong một cột, ta sẽ có nhóm truyền cơ sở ics , sau đó qua một số nhóm truyền có các giá trị gấp 2,4,8 để cắt tiếp cột bên
Theo yêu cầu thiết kế máy tiện ren vít vạn năng ta có các loại ren mà máy ta định thiết kế có thể cắt được :
• Ren hệ mét : tp = 1,5 ÷ 16
Khi đó theo dãy ren tiêu chuẩn ta có các thông số ren như sau:
tp= 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; 14; 16
• Ren hệ Anh : n = 48 ÷ 4
Ta có: n = 48; 44; 40; 36; 32; 28; 26; 24; 22; 20; 18; 16; 14; 13; 12; 11; 10;9; 8;
7; 6; 5;
41 2; 4
• Ren mô-đun : m = 0,75 ÷ 8 Ta có:
m = 0,75; 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
• Ren pitch : Dp = 96÷ 8 Ta có:
Dp = 96; 88; 80; 72; 64; 56; 48; 44; 40; 36; 32; 28; 24; 22; 20; 18; 16; 14; 12; 11;
10; 9; 8
Với các thông số như ta đã xác định về các loại ren và kí hiệu ren ta có được bản sắp xếp ren được cắt như sau:
Bảng 2.6) Bảng xếp ren
Ren Quốc Tế Ren Module
1,5 3 6 12 0,75 1,5 3 6
1,75 3,5 7 14 - 1,75 3,5 7
2 4 8 16 1 2 4 8
2,25 4,5 9 - - 2,25 4,5 -
2,5 5 10 - 1,25 2,5 5 -
2,75 5,5 11 - - 2,75 5,5 -
Ren Anh
24 12 6 -
26 13 6,5 -
28 14 7 -
32 16 8 4
36 18 9 4,5
38 19 9,5 -
40 20 10 5
44 22 11 5,5
Thiết kế nhóm truyền cơ sở
Sử dụng cơ cấu nooctoong cho nhóm truyền cơ sở
- Gọi Z1 Z2 … Zn là số răng của bộ bánh răng hình tháp thuộc cơ cấu nooctong Ta có:
+ Để cắt ren quốc tế :
Z1 : Z2 : Z3 : Z4 : Z5: Z6 = 6 : 7: 8 :9 : 10 :11 = 24 : 28 :32 : 36: 40 : 44 + Để cắt ren mô-đun:
Z1 : Z2 : Z3 : Z4 : Z5: Z6 = 3 : 3,5 : 4 : 4,5 : 5 : 5,5 = 6 : 7 : 8 : 9 : 10 : 11
= 24: 28 : 32: 36 : 40 : 44 + Để cắt ren Anh:
Z1 : Z2 : Z3 : Z4 : Z5: Z6 : Z7 :Z8= 6 : 6,5 : 7 : 8: 9 : 9,5 : 10 : 11 = 24 :26: 28 :32 :36: 38 : 40 : 44 Tóm lại để cắt 4 loại ren thì cơ cấu nootong phải có số răng:
Z1 : Z2 : Z3 : Z4 : Z5: Z6: Z7 : Z8 : Z9= 24:26 : 28 : 32 : 36 : 38 : 40 ;44
Vì thế ta có thể lấy:Z1=24; Z2=26; Z3=28; Z4=32; Z5= 36; Z6= 38;Z7=40; Z8= 44 Để tránh cho bộ nooctoong kém cứng vững do hai gối đỡ cách xa nhau, số bánh răng của cơ cấu nooctoong phải nhỏ hơn 10-13 bánh
Nhận xét : Chỉ vì cắt ren Anh có n=19 ren/pit nên bộ nooctong phải có thêm bánh răng Z6= 38,bánh răng này không dùng để cắt 3 loại ren còn lại nên ta bỏ bánh răng Z6= 38. Như vậy bộ nooctong chỉ còn lại 7 bánh răng
6
=40 Z
7
=44
33
Z1=24 Z2=26
Z
3
=28 Z
4
=32 Z
5
=36
4.Thiết kế nhóm truyền gấp bội.
Nhóm gấp bội phải tạo ra 4 tỉ số truyền với ϕ=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 1 4 2 1: :
a.Phơng án không gian
PA
Yếu tố 2x2 4x1
_Tổng số bánh răng _Tổng số trục _Chiều dài trục _Số bánh răng chịu mômen xoắn Mx
83 8b+7f 2
103 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.Phơng án thứ tự
phơng án không gian 2x2 có hai PATT So sánh các phơng án thứ tự:
PATT Nhãm 1 Nhãm 2
2x2 2x2
I – II [1] [2]
2x2 II - I [2] [1]
[x]max 2 2
Ta chọn phơng án thứ tự I-II vì phơng án này dẫn đến sự biến đổi các kết cấu máy nhịp nhàng cân đối hơn.
Ta có lới kết cấu sau:
c. Vẽ đồ thị số vòng quay.
i1 i
i i
2
3 4
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 các bộ truyền trong nhóm gấp bội Nhóm truyền 1:
i1 =
1,32
1
ϕ = 21,32
1
= 5
2
; f1 + g1 = 2+5 = 7
i2 =
0,32
1
ϕ = 20,32
1
= 5
4
; f2 + g2 = 4+5 = 9 Bội số chung nhỏ nhất là K= 63
Tia i1 là tia giảm nhiều hơn tia i2,zmin chủ động nên Emin = 2.63
) 5 2 ( 17 +
=18
17
<1 Chọn E=1
∑Z=E.K = 1.63 = 63 r¨ng
Z1= f g f
1 1
1
+
EK=
63 7. 2
=18 r¨ng Z1'= ∑Z-Z1=63-18= 45 r¨ng
Z2= f g f
2 2
2
+
EK=
63 5. 4
4
+ =28 r¨ng
Z2'= ∑Z-Z2= 63-28= 35 r¨ng Nhóm truyền 2:
i3 =
1,68
1
ϕ = 21,68
1
= 16
5
; f3 + g3 = 5+16 = 21=7.3
i4 =
ϕ0,32
=
20,32
=
5
4; f4 + g4 = 5+4 = 9 bội số chung nhỏ nhất là K= 63
Tia i3 là tia giảm nhiều hơn tia i4,zmin chủ động nên Emin = 5.63
) 16 5 ( 17 +
=15
17
>1 Chọn E=2
∑Z=E.K = 2.63 = 126 răng >120 do đó tính lại số răng.Chọn Zmin =14 răng
Emin = 5.63
) 16 5 ( 14 +
=15
14
<1 LÊy Emin=1
∑Z=E.K = 1.63 = 63 r¨ng
Z3= f g f
3 3
3
+
EK=
63 16. 5
5
+ =15 r¨ng Z3'= ∑Z-Z3= 63 -15 = 48 r¨ng
Z4= f g f
4 4
4
+
EK=
63 4. 5
5
+ = 35 r¨ng Z4'= ∑Z-Z4= 63-35= 28 r¨ng
5. Tính các tỷ số truyền còn lại (ibù):
Gồm các bánh răng thay thế và bánh răng phụ của hộp chạy dao.Phơng trình cân bằng chuyển động:
1vòng tc.ibù.icơsở.igbội.tv= tp mà ibù = itt.icđ nên ta có 1vòng tc.itt.icđ. icơsở. igbội. tv= tp
Trong đó itt - Tỷ số truyền thay thế.
icđ - Tỷ số truyền cố định.
icơsở- Tỷ số truyền cơ sở.
igbội- tỷ số truyền gấp bội của cơ cấu noóctông.
tv - Bíc vÝt me.
tp - Bớc ren đợc cắt.
Để tính ibù ta cho máy cắt thử một bớc ren nào đó.Ta thử cắt ren Quốc tế tp=10 mm Qua bảng xếp ren Quốc tế ta có igbội= 1
Ta chọn tv= 12 mm,Z0 = 28 răng
Thì icsở=z z
0 5
=28
40
lúc đó bộ bánh răng hình tháp chủ động:
do đó ibù=
. .
p v cs gb
t
t i i 12.1.1040/28
=12
7
Ta chọn icđ= 36
25
; ibù = itt. icđ Ta có 12
7
= itt .36
25
⇒itt=25
21
=50
42
Khi cắt ren Anh,xích cắt ren đi theo đờng khác,bộ bánh răng noóctông bị động.
Tính icđ khi cắt ren Anh nh sau:icđ=
. . .
p v cs gb tt
t t i i i
cho cắt thử ren Anh với n=8, tp= 8
4 , 25
,lúc đó icđ=z z
3 0
=32
28
igb=2
1
Ta cã ic®= 12.1(28/40).(1/2).(42/50)
8 / 4 , 25
Tỷ số truyền 36/25 cũng đợc dùng khi cắt ren Pitch (bánh răng noóctông bị
động)nhng 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 phơng trình cân bằng: itt=
. .
p v cs gb cd
t t i i i
Cho cắt thử ren Pitch Dp= 25,4.π/8=1272.12/52.8.97
igb= 2/4; ic®=36/25 ⇒ itt =97
32
6.Tính toán các bớc tiện trơn
Theo đầu bài lợng chạy dao: Smin (dọc)=2Smin(ngang)=0,08 mm/vòng
Dựa vào máy chuẩn ta lấy các tỷ số truyền nh máy chuẩn,khi đó ta có các phơng trình cân bằng nh sau:
1vt/c.
28
56.itt.ic®.ics.igb.
28 27 20 4 40 14 . . . . . . . . 56 20 28 20 37 66 π m Z
=Sdọc
1vt/c.
28
56.itt.ic®.ics.igb.
28 27 20 4 40 40 61 . . . . . . .5 56 30 28 20 37 61 20
=Sngang
tiện trơn theo con đờng cắt ren hệ mét,ta có thể viết lại phơng trình cân bằng nh sau:_Đi qua itt=42/50,Noóctông chủ động:
Sdọc =1vt/c.
28 42 25 . . . . 56 50 28 36
Zn
igb.2,083= 0,0217.Zn.igb
Sngang =1vt/c.
28 42 25 . . . . 56 50 28 36
Zn
igb.
28 27 20 4 40 40 61 . . . . . . .5 56 20 28 20 37 61 20
= 0,01085.Zn.igb
_Đi qua itt=64/97,cơ cấu Noóctông chủ động:
Sdọc =
64 50
. .0,0217. . 97 42 Z in gb
= 0,01705.Zn.igb
Sngang =
64 50
. .0, 01085. . 97 42 Z in gb
= 0,00852.Zn.igb
⇒
min 42 doc 50
S
÷
=0,0217.26.1/8=0,065(mm/v)
⇒
min 42 ngang 50
S
÷
=0,01085.26.1/8=0,0325 (mm/v) Vậy ta có các đờng truyền khi tiện trơn nh sau:
Sdọc =1vt/c.
28 42 25 26 . . . . 56 50 28 36
igb.2,083
Sngang =1vt/c.
28 42 25 26 . . . . 56 50 28 36
igb.
28 27 20 4 40 40 61 . . . . . . .5 56 20 28 20 37 61 20
Kết luận:Toàn bộ đờng tiện trơn sẽ đi theo đờng tiện ren qua cặp bánh răng 42/50 vào hộp xe dao.Do đó đờng tiện trơn là hệ quả của đờng tiện ren,bớc tiện trơn dày hơn nhiều so với bớc tiện ren tiêu chuẩn