CO CAU TRUYEN BONG VO CAP
3. Hộp tốc độ dùng đĩa ma sút gián tiếp
5.3. MO RONG PHAM VI DIEU CHINH CO CAU VO CAP
Pham vi diéu chinh vận tốc của cơ cấu vô cấp bằng cơ khí dùng trong truyền động chính và truyền động chạy dao không lớn hơn R' = 10 = 16, phần lớn là R' = 3 + 6. Nhưng yêu cầu sứ dụng đối với máy công cụ dòi hỏi máy phải có phạm vi điều chỉnh vận tốc lớn
120
(R = 15 + 20). Vì thế, nếu dùng cơ cấu vô cấp bằng cơ khí làm hộp tốc độ, cần phải dùng thêm một cơ cấu bổ sung có vai trò như một nhóm khuếch đại để nâng cao phạm vi điều chỉnh R cần thiết của máy.
Thường người ta dùng các phương pháp sau đây để mở rộng phạm vi điều chỉnh vận tốc của cơ cấu vô cấp:
a) Mắc nối tiếp hai hay ba cơ cấu vô cấp với nhau.
b) Dùng một nhóm truyền động phân cấp, hay một hộp tốc độ phân cấp lắp nối tiếp vào cơ cấu vô cấp.
c) Ding cơ cấu truyền động puli có nhiều bậc hay động cơ điện có nhiều cấp tốc độ.
d) Ding cơ cấu hành tỉnh.
Sau đây, ta sẽ để cập đến một vài phương pháp nói trên.
5.3.1. Mac nối tiếp cơ cấu vô cấp:
Phương pháp mắc nối tiếp các cơ cấu vô cấp để mở rộng phạm vi điều chỉnh vận tốc chủ yếu dùng ở những cơ cấu đơn giản như hộp tốc độ của máy đánh bóng sau đây (hình V~12).
Hình V-_12: Hập tốc độ dùng các cơ cấu vé cấp mắc nối tiếp.
Hộp tốc độ gồm 3 cơ cấu truyền động như nhau mắc nối tiếp. Mỗi cơ cấu gồm một cặp đĩa ma sát hình côn và 1 puli hình trụ. Nếu phạm vi điều chỉnh của một cơ cấu vô cấp là R, và số cơ cấu vô cấp như nhau dùng trong hộp tốc độ là m thì phạm vi điều chỉnh R của hộp tốc độ được mở rộng sẽ là:
R=R™ (V-6)
Thí dụ: nếu phạm vi điều chỉnh vận tốc của mỗi cơ cấu vé cap la R’ = 3, m = 3 thì phạm vi điều chỉnh của hộp tốc độ được mở rộng thành R= R” =8 =27,
Đồ thị số vòng quay của hộp tốc độ được mở rộng thể hiện như sau (hình V_18):
Đồ thị (a) được vẽ trùng lên nhau của các tỷ số truyền từ trục chủ động đến trục bị động. Đô thị (b) là đồ thị số vòng quay phân bố trên tất cả các trục. Ta thấy ở trường hợp này các số vòng quay trùng nhau rất nhiều. Phương pháp mở rộng phạm vi điều chỉnh vô cấp này chỉ dùng trong trường hợp kết cấu của nó đơn giản và nhỏ, nếu dùng kết cấu phức tạp thì hộp tốc độ sẽ đất và kích thước lớn.
121
1, AN ZA À 0
Ir
b)
Hình V-13: Đồ thị số uòng quay của hộp tốc độ uô cấp được mở rộng. Ul
5.3.2. Mac nối tiếp một nhóm truyền động phân cấp:
Nếu ta mắc nối tiếp vào cơ cấu vô cấp một nhóm truyền động phân cấp với các tỷ số truyền:
tị <la <ia<..<1g,
thì hộp tốc độ được mở rộng phạm vi điều chỉnh có đồ thị số vòng quay như sau (hình V-i4):
SSS
§ Ề 8
“9 JEL
I a {a " š ụ
„ fal =
Hinh V-14: Dé thi s6 ving quay của hộp tốc độ uô cấp được mỏ rộng uới
nhóm truyền động phân cấp.
Cơ cấu vô cấp có số vòng quay từ nmịạ đến n',,, được mở rộng thành nị+n„ với chuỗi số vòng quay liên tiếp như sau:
Ny =O min >: oD max HH;
T. mịn 12:----: ›ủ max 12;
†ì min 13›----: 1) max -13› (V-7)
ủ min -1q › su, ằT) max dạ =n;
Ở đây:Ín "min ~ Số vòng quay nhỏ nhất của cơ cấu vô cấp khi không tải.
122
n'ma„T- số vòng quay lớn nhất của cơ cấu vô cấp khi chịu tải lớn nhất.
Ta thấy rằng: dãy số vòng quay vô cấp liên tục trên chỉ có thể được thực hiện một cách lý tưởng, vì giữa các chi tiết ma sát có hiện tượng trượt (nếu truyền động vô cấp bằng điện thì vận tốc động cơ giảm khi có tải trọng). Cho nên, muốn cho dãy số vòng quay từ nị :n„ luôn luôn được liên tục trong quá trình gia công, thì những số vòng quay tiếp giáp với nhau giữa các nhóm phải trùng lên nhau, tức là:
min 42 Sủ max Ay
f min lg <Sn max lg
M (V-8)
' M : ' . n min 1q <n max g-1
Từ các bất đẳng thức trên, ta có thể viết:
. hn . .
ig <M i, = Rhy |
DN min
13 <— me 19 =R'ig =R2 i (V-9)
-D min M
lạ < RIG)
Do đó, một tỷ s6 truyén i; bat ky nao ở giữa i¡ và iạ cũng có dạng:
ip sROP i
hay: ipak RYT (V-10)
Ở đây: k<l Ta thấy rằng: với trị số k = const bất kỳ, các tỷ số truyển ¡¡ cũng đều tạo thành dãy
cấp số nhân với công bội là k. R =k. 2 mác, tức là dãy số này phụ thuộc vào phạm vì n min
điều chỉnh của cơ cấu vô cấp. Ở các cơ cấu vô cấp bằng cơ khí thường có phạm vi điều chỉnh R'? 1 thậm chí lớn hơn công bội lớn nhất dùng trong máy công cụ R'? @mạy =2.
Vì thế, cơ cấu hộp tốc độ sẽ trở nên phức tạp, kích thước hộp sẽ quá lớn. Để công bội k. R được nhỏ, ta cần phải lấy trị số k nhỏ.
Để xác định trị số k, sau đó trị số ki, ta dùng các trị số (V-7) và đẳng thức (V-10):
nạ =n may dạ = Ð may (KR' Ti = nặn R(kRYT 1;
Vi: ny =D'pin dy. REN!
n, = ny R&T ROY =ny.R4,kai (V-11)
Từ đây, ta có:
oz 4g} 20 y R _
eo ay Ro a a AoE (V-12)
Với:
R - phạm vi điều chỉnh của hộp tốc độ được mở rộng.
R’ - pham vi diéu chinh cua co cấu vô cấp.
Để xác định số tỷ số truyền q của cơ cấu phân cấp mắc nối tiếp với cơ cấu vô cấp, ta
123
dùng công thức (V-11):
Pe _~R-R4kal (V-13)
ny
Vì k< 1, nên k3! <1; do đó, đắng thức (V-13) c6 thé viet: 22 -R<R4
ny Do đó: q> leR
IgR'
va Qmin = Š : lựR lgR (V-14)
Trị số qmịn cần lấy số chẵn và lớn hơn nó. Sau đó, thay vào công thức (V-12) để tính trị số chính xác của k, rồi tính công bội k.R.
Ty số truyền nhỏ nhất i¡ của cơ cấu phân cấp được tính với công thức:
ipo D min (V-15)
Các tỷ số truyền khác được tính với công thức tổng quát (V-10).
Như ta đã thấy ở hình (V-14), các số vòng quay tiếp giáp giữa các nhóm trùng lên nhau với một trị số nhất định. Trị số trùng tương đối W trên những vị trí tiếp giáp của dãy số vòng quay từ nị :n„, trong trường hợp k < 1, có thể xác định được từ hệ thức (V-7) và (V-8):
W= Ð mày d1 Bình Íj 100w, (V-16)
(1 nay ~ nin )1j-1
Nếu ta thay i¡ =k.R'ij 4 vào công thức trên, ta có:
.100% = = sử 100% (V-17)
' ' ' We ủ mạy — min KR
,
n max -n min
Néu k = const, thi W = const trong toan day n, =n, và khi k =kmax thì W = Win.
tức là thiết kế hộp tốc độ mở rộng trong trường hợp này là kinh tế nhất.
Nếu như từ hệ số trượt cho phép khi hộp tốc độ vô cấp có tải trọng lớn nhất ta xác định được trị số k, thì từ trị số k đã biết trước ta có thể xác định số ty số truyền từ đẳng
thức (V-12):
ets ledkR)
Tuc la: qs +. Ị lg(kR) V-18 )
124