đồ án chế tạo máy thiét kế máy phay lăn răng

- Máy phay lăn răng là 1 loại máy chuyên dùng , thờng đợc sử dụng để giacông bánh răng trụ răng thẳng , răng nghiêng ăn khớp ngoài , bánh vít ,trục then hoa..  Khoa : cơ khí chế tạo m

Trang 1

 Khoa : cơ khí chế tạo máy 

phần thứ nhất tổng hợp cấu trúc

động học máy

I - Xác định công dụng của máy - chọn các thông số chủ yếu

I Đặc điểm , công dụng của máy phay lăn răng và các thông số cơ bản

1.Đặc điểm , công dụng của máy phay lăn răng

- Máy phay lăn răng là 1 loại máy chuyên dùng , thờng đợc sử dụng để giacông bánh răng trụ răng thẳng , răng nghiêng ăn khớp ngoài , bánh vít ,trục then hoa v v

- Máy phay lăn răng có trục dao theo phơng ngang , mang dao và thực hiệnchuyển động cắt chính

- Máy có các bộ phận chính : Thân máy , bàn dao , hộp tốc độ có gắn trụcchính , hộp chạy dao , hộp phân phối chuyển động , bàn máy , giá đỡ , các

bộ phận điều khiển v v

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp bộ môn : máy & tự động hoá

 1 

Trang 2

- Khi gia công bánh răng có thể chạy dao bằng phơng pháp thông thờng hoặcchạy dao đờng chéo

- Khi gia công bánh vít có thể chạy dao hớng kính hay chạy dao tiếp tuyến

- Việc gia công trên máy dựa theo nguyên lý bao hình , biên dạng răng giacông hình thành từ vô số các vết cắt của dao và phôi do quá trình ăn Gkhớpcỡng bức tạo nên

- Gia công bánh răng bằng phơng pháp này có u điểm nổi bật là có tính vạnnăng cao , thể hiện ở chỗ nếu cùng mô đuyn thì 1 dao phay lăn răng ( Daotrục vít ) có thể gia công đợc các bánh răng với số răng bất kỳ , so với phơngpháp gia công răng bằng chép hình thì điều này không thể có vì dao đợc chếtạo theo bộ 8 , 16 , 32 mỗi dao phay chép hình chỉ có thể gia công đ ợcmột khoảng số răng nào đó mà thôi , mặt khác gia công bằng máy phay lănrăng cho độ chính xác biên dạng cao hơn nhiều so với phơng pháp chéphình

- Nhợc điểm cơ bản của phơng pháp này là dao có cấu tạo phức tạp và đắt tiền, phôi đòi hỏi phải có khoảng thoát dao lớn

2 Các thông số cơ bản của máy

- Đờng kính phôi lớn nhất Dmax = 500 ( mm)

- Mô đuyn lớn nhất của bánh răng đợc cắt mmax = 10 (mm)

+ Các thông số chuẩn của máy chuẩn 5K32

- Kích thớc bao L x B x H = 2650 x 1510 x 2000

- Trọng lợng máy 7200 (kg)

- Chiều dài lớn nhất của bánh răng thẳng đợc cắt 350 (mm)

- Răng nghiêng với góc nghiêng :

II - Phơng pháp tạo hình bề mặt chi tiết gia công

Trong lĩnh vực gia công chế tạo bánh răng thì phơng pháp phay lăn răng

đ-ợc sử dụng phổ biến hơn so với các phơng pháp gia công chế tạo bánh răng khác, thực tế thờng dùng 2 phơng pháp là chép hình và bao hình Máy phay lăn rănglàm việc theo nguyên tắc bao hình các chuyển động tạo hình nhận đợc bằngcách xem xét quá trình gia công

Trang 3

1 : Đờng chuẩn

2 : Đờng sinh

Bề mặt gia công trên bánh răng trụ răng thẳng nhận đợc khi đem (2) tịnh tiếntheo phơng song song với trục phôi ( Tức là theo phơng đờng chuẩn (1) )

Nh vậy các chuyển động tạo hình cần thiết là :

- Chuyển động tạo hình đờng sinh s

- Chuyển động tạo hình đờng chuẩn c

- Khi gia công bánh răng trụ răng thẳng , răng nghiêng thì chuyển động quay

(Q1) của dao phay trục vít nhằm mục đích tạo ra tốc độ cắt chính và phù hợp vớichuyển động quay ( Q2) của phôi , phải thoả mãn tỉ số truyền sau :

- Khi cắt bánh răng trụ răng thẳng , đờng chuẩn sẽ là đờng song song với trục

phôi , để tạo ra đờng chuẩn này thì dao phay phải dịch chuyển dọc trục phôi vớilợng chạy dao đứng Sđ xác định trên 1 vòng quay của phôi

 c ( Td )

- Khi cắt bánh răng trụ răng nghiêng thì đờng chuẩn là đờng xoắn vít có góc

nâng bằng góc nâng của bánh răng cần gia công Để nhằm tạo ra độ nghiêngcủa răng (hay đờng chuẩn) thì khi đó phôi phải quay phụ đi 1 lợng là Q3 vàchuyển động quay phụ này phải phù hợp với chuyển động tịnh tiến của dao Td

Trang 4

- Khi gia công bánh răng thẳng dao đi từ AB còn khi gia công răng nghiêng

thì dao phải đi từ AB1 , điều đó có nghĩa là cứ mỗi vòng quay thì dao phảiquay thêm hoặc bớt 1 cung BB1 ( Tùy thuộc vào chiều xoắn của răng cần giacông)

- Trong đó lợng chạy dao đứng là Sđ , phôi quay thêm 1 cung BB1 tơng ứng vớiquay thêm

f

1

D

π BB hay 1 lợng Sd T (vòng)

Nh vậy phôi quay 1 vòng thì dao quay K Z (vòng) Để tạo góc nghiêng  của

răng thì phôi phải quay thêm hoặc bớt 1 lợng 

III - Thành lập sơ đồ cấu trúc máy

Từ việc phân tích phơng pháp tạo hình trên ta thấy máy phay lăn răng khi gia công mọi sản phẩm đều có các xích là :

B B

Trang 5

Để hình thành nên các chuyển động tạo hình trên ta thấy có nhiều phơng ánthành lập sơ đồ cấu trúc động học tức là sơ đồ xác định các xích liên kết trong

và vị trí đặt các khâu điều chỉnh

Khi cắt bánh răng trụ răng thẳng cần có chuyển động quay chính của dao là

Q1 để tạo ra tốc độ cắt, chuyển động quay phôi Q2 phù hợp với Q1 Do vậy giữadao và phôi phải có liên kết nội với chạc điều chỉnh ix, đó là nhóm tạo hình đờngsinh s (Q1,Q2)

Khi cắt bánh răng trụ răng nghiêng để tạo thành đờng chuẩn thì máy phải cóthêm chuyển động tạo thành đờng xoắn ốc đó là chuyển động quay phụ thêm Q3

phù hợp với chuyển động thẳng đứng của bàn máy T, lúc này bàn máy mangphôi nhận đồng thời 2 chuyển động độc lập nhau (Q2,Q3) vì vậy trong cấu tạocủa máy cần bố trí thêm cơ cấu cộng (cơ cấu vi sai) để gộp 2 chuyển động này

đó là nhóm tạo hình đờng chuẩn c (Q3 ,Td)

Để tạo thành các chuyển động trên ta thấy có rất nhiều phơng án thành lậpsơ đồ cấu trúc

Cơ sở cho việc thành lập sơ đồ cấu trúc: Trớc hết phải viết đợc liên kết nội vàchuyển động của các nhóm hình thành Từ đó ta có 4 phơng án thành lập sơ đồcấu trúc động học nh sau : a , b , c , d (Các hình vẽ trang sau)

3

Trang 6

Trang 7

* Xét Ha và Hb có cơ cấu cộng nằm sau khâu điều chỉnh ix

i

1 i

34





x

- Khi điều chỉnh xích vi sai :

LDĐTT là : T (mm) bàn dao  phôi quay phụ thêm  1 (vòng)



vm

t

T ( vòng ) vít me  phôi quay phụ thêm  1 (vòng)



vm

t

T.iy.i.i34 = 1 (vòng)

Hay :

.Zπ.m

Sinβ

.ii

tT

1 ii

t.i

T.i

ti

n 34

vm 34

vm y

1

Χ Σ

12   ix =

12

Σ i i

1 z

k

(1)Phơng trình điều chỉnh xích vi sai là :

.i i i i 1

t

T

Χ Σ 65 y vm





 7 

Trang 8



.Zπ.m

Sinβ

.i.ii

tT

1 i.ii

t.i

.iT.i

ti

n Χ

65

vm Χ

65

vm Χ

65

vm y

Sinβ

C K π.m

Sinβ

i

.i t i

n

y n

65

12 vm

1

Χ y Σ

12   ix =

Σ y

12 i i i

1 z k



  iy =

Χ 65 Σ

vm

.i i i

1 T t

Đem so sánh các phơng án trên với nhau ta thấy rằng :

- phơng án c, d có việc điều chỉnh vi sai không phụ thuộc vào số răng của

bánh răng bị cắt, do đó khi cắt các bánh răng với số răng khác nhau ta chỉ cần

điều chỉnh chạc ix , Do đó sẽ rút ngắn đợc thời gian điều chỉnh máy đảm bảo cặpbánh răng làm việc tốt vì chúng có cùng góc nghiêng Còn phơng án a, b thìkhông có u điểm nào

- Phơng án d, có nhợc điểm là khi cắt bánh răng nghiêng lợng chạy dao thẳng

đứng phụ thuộc vào tốc độ quay của dao Do đó năng xuất không cao vì khôngthể tăng tốc độ quay của dao lên liên tục đợc Mặt khác giả sử ta muốn điềuchỉnh trớc một khâu nào đó là diều không thể thực hiện đợc vì chúng có nhữnggiá trị cha xác định

- Để khắc phục nhợc điểm này ta sử dụng sơ đồ cấu trúc máy theo phơng án

(c) có thêm khâu điều chỉnh lợng chạy dao iS

- Do lợng chạy dao phụ thuộc rất nhiều vào độ cứng của phôi , chế độ cắt ,

vật liệu dao cho nên để phù hợp với tất cả các loại phôi gia công khác nhau thì ta phải bố trí khâu điều chỉnh chạy dao is

- Mặt khác khi cắt bánh vít trên máy phay lăn răng ta còn sử dụng chạy dao

hớng kính và chạy dao tiếp tuyến

- Khi cắt bánh vít bằng phơng pháp chạy dao tiếp tuyến thì chuyển động quay

của dao và phôi là chuyển động nhắc lại sự ăn khớp của trục vít bánh vít

- Chuyển động chạy dao của vít me mang bàn dao ( St ) nhắc lại sự ăn khớpcủa bánh răng thanh răng do đó phôi phải quay thêm 1 lợng là Q3 do xích vi sai

Trang 9

sự ăn khớp bánh răng thanh răng ( Dao tịnh tiến T đẩy phôi quay phụ thêm Q3 )

Do đó phát sinh xích vi sai , cơ cấu này nhằm bù trừ lại lợng quay phụ Q3 củaphôi bánh vít , việc thêm vào hay trừ đi là phụ thuộc vào chiều nghiêng cần thiếtcủa bánh vít gia công so với chiều nghiêng của dao trục vít

- Ta sẽ để khâu điều chỉnh is điều chỉnh đồng thời cả chạy dao đứng và chạydao hớng kính vì một lý do không có trờng hợp gia công nào đồng thời chạy dao

đứng và chạy dao hớng kính Nhng khi gia công chạy dao đờng chéo ta phải sửdụng đồng thời chạy dao đứng và chạy dao tiếp tuyến nên chúng phải đợc điềuchỉnh riêng biệt theo từng trờng hợp Do vậy ta bố trí 1 khâu điều chỉnh io chochạy dao tiếp tuyến vừa sử dụng khi phay đờng chéo vừa mở rộng phạm vi điềuchỉnh cho chạy dao tiếp tuyến

Trang 10

Nh vậy ta thành lập đợc sơ đồ cấu trúc động học hoàn chỉnh xích liên kết nhsau :

Trang 11

+) lợng di động tính toán : 1 (vg) phôi  Sk (mm) bàn dao +) Phơng trình cân bằng : 1 icđ is = Sk

+) Công thức điều chỉnh : is = Cs Sk

c Xích chạy dao tiếp tuyến :

+) lợng di động tính toán : 1 (vg) phôi  St (mm) bàn dao

y cd vmd o

t

Z

1 i

.i i

i t i

.1 π m

phần thứ hai

xác định đặc trng kỹ thuật cơ bản máy

 11 

Trang 12

I - Đặc trng về công nghệ

Máy phay lăn răng là loại máy chuyên dùng để gia công bánh vít, bánh răngtrụ răng thẳng, răng nghiêng

Phôi gia công là phôi trụ có đờng kính lớn nhất : Dmax = 500 (mm )

Mô đuyn lớn nhất của bánh răng đợc cắt là : mmax = 10 (mm)

Vật liệu gia công trên máy : Thép, gang, đồng và chất dẻo Dao đợc sử dụng

là dao phay trục vít, dao bay

II - Đặc trng về kỹ thuật

+) Đờng kính lớn nhất của bánh răng gia công : Dmax = 500mm

+) Modul lớn nhất của bánh răng đợc cắt : mmax = 10mm

+) Góc nghiêng lớn nhất của bánh răng gia công:  =  600

Từ các thông số trên tra bảng - 50 STKMCKL - Mai trọng Nhân :

+) Modul nhỏ nhất của bánh răng gia công:

mmin = mmax/Rm với Rm = 3,5  5 Chọn Rm =5 nên mmin = 2 mm



d

d d

Trang 13

có thể sử dụng theo bảng 68 - Sổ tay CNCTM Đối với vật liệu dao là thép gió:

Ta có bảng sau về các cấp vận tốc cắt trong từng trờng hợp cụ thể sau :

Khi đó số tốc độ của máy thiết kế là :

nmin = n1 = 50 (vg/ph)

n2 = n1  = 50 1,26 = 63 (vg/ph)

 13 

Trang 14

50 ; 63 ; 80 ; 100 ; 125 ; 160 ; 200 ; 250 ; 315 (vg/ph)

2- Xích chạy dao

Khi xây dựng sơ đồ cấu trúc động học máy ta đã bố trí 3 xích chạy dao làxích chạy dao thẳng đứng, xích chạy dao tiếp tuyến và xích chạy dao hớng kính

và tơng ứng với các lợng chạy dao Sđ , Sk , St , đợc xác lập theo yêu cầu nhằm

đáp ứng các yêu cầu về khả năng công nghệ của máy vì vậy phải có 3 xích chạydao

a) Xích chạy dao thẳng đứng

Theo nguyên lý cắt khi cắt thô lợng chạy dao từ 2  3 (mm/vg) (vật liệuphôi , gang ,thép , đồng) Khi cắt tinh lợng chạy dao từ 0,8 đến 1,5 mm/vg L-ợng chạy dao này quá bé nên dễ xẩy ra hiện tợng trợt dao

Chiều sâu cắt đợc xác định theo modul của bánh răng cần gia công Đối với cácbánh răng có modul nhỏ hơn 10 mm thì ta cho một hành trình cắt hết chiều sâu

Đối với bánh răng có m  10 mm (vật liệu gang ) và m  8mm (vật liệu thép )thì cắt 2 hành trình Hành trình đầu cắt theo chiều sâu t = 1,4 mm hành trình saucắt hết phần còn lại

Với vật liệu gia công là chất dẻo thì lợng chạy dao có thể chọn lớn hơn Theomáy chuẩn có lợng chạy dao cho máy thiết kế là

Sđmin = 0,8 mm/vg ; Sđmax = 5 mm/vg

Vậy : R S

S

sd dd

25 , 6 lg 1 lg

R lg

 14 

Trang 15

phát từ công nghệ gia công cắt gọt , ngời thiết kế máy chọn một khoảng các giátrị sử dụng thông dụng nhất nằm trong phạm vi điều chỉnh của chuỗi đợc chọn

và khống chế tổn thất không đổi khi gia công với các lợng chạy dao khác nhau,

đồng thời chuỗi đó không dày quá làm cơ cấu trỏ nên phức tạp Khi đó ta có l ợng chạy dao hớng kính là :

0,27 ; 0,34 ; 0,43 ; 0,54 ; 0,68 ; 0,85 ; 1,08 ; 1,36 ; 1,7(mm/vg)

c) Xích chạy dao tiếp tuyến

Để cắt bánh vít bằng phơng pháp chạy dao tiếp tuyến và cắt bánh răng bằngphơng pháp chạy dao đờng chéo Máy còn bố trí xích chạy dao tiếp tuyến

- Khi gia công bánh vít ta thấy lợng di động tính toán của xích chạy dao tiếp

tuyến là 1(vg) phôi  S t (mm) bàn dao , cho nên S t phụ thuộc vào số răng hay

đờng kính của phôi Còn khi gia công bằng chạy dao đờng chéo thì lợng chạydao phụ thuộc vào góc nghiêng của bánh răng và số răng khi gia công

- Khi đã có lợng chạy dao đứng ta sẽ tính đợc S t nh hình vẽ :

Ta có :

t

d S

L S

d) Xích chạy dao nhanh.

Để giảm thời gian phụ ở các hành trình chạy không , trên máy bố trí xíchchạy dao nhanh cho chạy dao hớng kính và chạy dao thẳng đứng lợng dịchchuyển có thể lấy bằng 0,1 0,6(m/ph) Theo máy chuẩn chọn lợng dịchchuyển nhanh của bàn máy là 0,17(m/ph) Dịch chuyển nhanh của bàn trợt dao

là 0,55 (m/ph) Dịch chuyển nhanh của trục gá dao dọc theo trục dao là 0,13 (m/ph)

m S V C N

y x p

Lợng chạy dao : S* = 0,7 Smax =0,7 5 = 3,5 mm/vg

Vận tốc cắt : V = 20 m/ph

Modul : m = 10 mm

Đờng kính dao : Dd = Ddmax = 200 mm

Số đầu mối dao phay : k = 1

Trang 16

 Khoa : c¬ khÝ chÕ t¹o m¸y 

Trang 17

Ks = 0,2 : Hệ số kể đến công suất chạy dao

Dựa vào công suất động cơ tính toán, tra bảng 3-P4 Theo [4] chọn động cơ kiểuA02 51-4 có:

Trang 18

I – tính toán Hộp tốc độ tính toán Hộp tốc độ

Vì máy thiết kế là máy chuyên dùng, chi tiết đợc gia công hàng loạt Do đó

ta sử dụng hộp tốc độ dùng bánh răng thay thế Thông thờng hộp tốc độ dùngbánh răng thay thế về mặt lý thuyết thì số cấp tốc độ không bị hạn chế , tức làvới các cặp bánh răng khác nhau sẽ tạo ra các cấp tốc độ yêu cầu tơng ứng Đểhạn chế kích thớc hớng kính và việc lắp bánh răng thay thế phải lắp công xônngời ta thờng lấy giới hạn tỷ số truyền của bánh răng thay thế nh sau :





 1/4 i

5 4 i

min max

+) Việc điều chỉnh máy chậm chạp là nhợc điểm gây ra do ta sử dụng cặp bánhrăng thay thế Nhng ta lại gia công một lô sản phẩm nên thời gian phụ đó là quánhỏ so với thời gian chạy máy Do đó không ảnh hởng đến năng suất máy

1- Chọn dạng kết cấu

- Việc chọn kết cấu đơn giản hay phức tạp cần căn cứ vào phạm vi điều chỉnh

yêu cầu và công dụng của máy

- Khi ta vẽ đồ thị số vòng quay ta phải chú ý đến chiều ngang của hộp không

đ-ợc quá lớn, ta hạn chế tỉ số truyền trong các nhóm:

imin = 1/4  i  4 = imax

- Còn tận cùng các tia trong nhóm truyền càng đối xứng càng tốt để giảm chiều

ngang của nhóm và toàn bộ hộp

- Trên truc của động cơ tốc độ lớn n = 1460(vg/ph) , gây ra rung động lớn cho

nên ta bố trí 1 bộ truyền đai (đai thang) sau đó đén trục lắp bánh răng thay thế

 18 

Trang 19

của hộp tốc độ để đáp ứng đợc yêu cầu đổi hớng truyền động trong khônggian, theo máy chuẩn ta bố trí 3 cặp bánh răng côn có tỷ số truyền bằng 1 Doyêu cầu truyền tải êm trên trục dao ta bố trí cặp bánh răng cuối cùng của xíchtốc độ là cặp bánh răng nghiêng Trong hộp toóc độ dùng bánh răng thay thế

để 1 cặp bánh răng đợc sử dụng nhiều lần thì tốt nhất nên sử dụng lới cấu trúc

đối xứng Nhng để đảm bảo tỷ số truyền của các truyền động nằm trong giớihạn cho phép thì ta dùng đồ thị vòng quay không đối xứng

Từ đó ta có đồ thị vòng quay của hộp tốc độ nh sau:

5

5   

Vậy tỷ số truyền của bộ truyền đai là : i1= iđai = nII/nđc = 635 / 1460 = 0,43

 19 

1460(v/f)

VII VI

IV

II I

2000

(v/ph)(v/ph)(v/ph)(v/ph)(v/ph)(v/ph)(v/ph)(v/ph)(v/ph)

315 25020016012510080

5063

Trang 20

Ta thấy bánh răng nhỏ nhất trong nhóm bánh răng chủ động là: Zmin = 18

 Z10 = a10.Emin.K/ (a10+b10)  18  chọn Emin = 1

 S Z= K.Emin = 87.1 = 87 < 120  Đạt yêu cầu

áp dụng công thức : Zi =

i i

i

b a

.K a

* Tính toán bộ truyền cuối cùng của xích tốc độ :

Do bộ truyền cuối cùng đợc gắn với trục daocho nên phải đảm bảo yêu cầu làmviệc êm , chịu tải trọng lớn và để máy làm việc ít bị rung động nên ở bộ truyềnnày ta chọn cặp bánh răng nghiêng có góc nghiêng  = 180 Modul dọc trục

mt = 4 mm.

Ta có : i11 = 1/4 = Z11/Z’11 = 17/68

 20 

Trang 21

Chọn Z11 = 17 ; Z’11 = 68 ( Theo máy chuẩn 5K32 )

4 - Kiểm tra sai số vòng quay

Trong quá trình tính toán số răng do phân tích tỷ số truyền có sai số để làmtròn số răng Z đã đợc tính

Tần số quay của trục chính có thể sai lệch so với tần số quay tiêu chuẩn Vìvậy ta phải kiểm tra sai số vòng quay rồi so sánh với số vòng quay cho phép:Sai số cho phép xác định theo công thức:

 n  = 10(  - 1) % = 10( 1,26 - 1) % = 2,6 %

Sai số tơng đối phải đảm bảo n   n  hay : n n

n

tt tc tc

- Nh phân tích chọn phơng án thay đổi tốc độ của xích tốc độ, xích chạy dao ta

cũng sử dụng bánh răng thay thế Ta cũng có Rs = 6,25 nên hộp chạy dao ta sửdụng cặp bánh răng thay thế có phạm vi điều chỉnh Ri  (16  20)

 21 

Trang 22

Ta có chuỗi vòng quay của trục vít me nh sau :

- Ta xây dựng đồ thị vòng quay của trục vít me để tính số răng của cặp bánh

răng thay thế, ta chọn lới vòng quay của trục vít me hoàn toàn đối xứng nhằmmuốn cho các cặp bánh răng thay thế đợc sử dụng hai lần, một lần tạo tỷ sốtruyền i, một lần tạo tỷ số truyền 1/i

- Đối với các cặp bánh răng thay thế của xích này ta kết hợp với xích chạy dao

hớng kính để cho tính toán đơn giản hơn và cũng giúp cho việc bảo quản, chếtạo bánh răng thay thế của hai xích này dễ dàng hơn, tránh nhầm lẫn và lựa chọn

dễ khi sử dụng

Từ trên ta có đồ thị vòng quay xích chạy dao đứng nh sau : (Hình vẽ)

 22 

Đồ thị vòng quay xích chạy dao đứng

VII VI

IV

II I

0,500,400,320,250,20

1(vg)phô

i

0,1580,128

0,080,10

Trang 23

Tính toán bộ truyền bánh răng thay thế

Đồ thị vòng quay xích chạy dao hớng kính nh hình vẽ sau :

 23 

Trang 24

Khi đó ta có :

 24 

VIII VII

VI IV

II I

0,1700,1360,1000,0850,0680,0540,043

0,0270,039

Trang 25

Z1 =

b1 a1

a1

 K.Emin =

7 17

K là số đầu mối của dao phay trục vít

Xích bao hình thiết kế phải đảm bảo lợng di động tính toán:

Z/K (vòng dao)  1 (vòng phôi)

Vì K và Z đều có thể thay đổi đợc, do đó trên xích bao hình cần phải bố trí cặpbánh răng thay thế Để dễ dàng tính toán bánh răng thay thế trong xích ta bố trí hai cặp bánh răng thay thế ax/ bx và cx/dx

Gọi Cx là tỷ số truyền cố định ta có:

Z

a b

c d

a b

c d

K Z

x xx

x x

c d

K Z

x x

Từ (1) ta có:

 2 C 16.Z

K K

Z 16.

C

1 16.K Z

16 Z.C

K 16

1 C

1 Z

K d

c b a

x x

x

x x x

Để số bánh răng đi theo máy là ít nhất ta phân thành hai trờng hợp:

* Trờng hợp 1 : Z  160 , số đầu mối Kmax = 2 ; Kmin = 1

Từ công thức (2) ta có:

2

12 16

16 2 160

1 812

1 5

1 4.5

1 C 12.16

x '

x    



 25 

Trang 26

Để tăng độ chính xác của bánh răng gia công ta cần hạn chế số nhóm truyềntrong xích Do đó trong xích ta bố trí bộ truyền trục vít bánh vít, gắn bánh vítvào mâm quay của bàn máy Để hạn chế khe hở giữa bánh vít và trục vít , tathiết kế bánh vít có số răng lớn

K 68

17 1

96 d

c b

a i

Hay

1 96

1 35

35 33

33 d

c b

a 27

27 29

29 29

29 17

x x

x

x x x

Ta không dùng bánh răng di trợt mà dùng bánh răng thay thế với mục đích làlàm cho kế cấu máy đơn giản

Ta có công thức điều chỉnh xích phân độ :

+) Khi cắt bánh răng có Z  160

ix = a b

c d

K Z

x x

 24.

+) Khi cắt bánh răng có Z  160

ix = a b

c d

K Z

x x

c d

x x

.

Để tính Cy ta tính cho trờng hợp gia công bánh răng nghiêng có góc nghiêng

 = 300 Modul trung bình mn = 5,5, K = 1:

552,92 C

2,15 16

,5 3.14.1.2.5

1

C 16

1

16 π.K.m

Sin30 C 16

1 16 d

c b

a

16

1

y y

n

o y

y y y y

Trang 27

1(vòng phôi)  T ( mm ) dịch chuyển lớn nhất của bàn dao

Phơng trình cân bằng:

 

1,25 C

25 10 24

C 2

96 C

; Z π.m

Sinβ C Z π.m

Sinβ 10.

24

C 2

96 a

b c d

Sinβ

.Z π.m

= T

C

1 96

2 Z K 24.

t

T a

b c d

1 t a

b c

d C 2

1 1.

Z K 24.

1 96

1 1.

1 e

f

; Z K 24.

1 i

1 a

b c

d

; 2

1 i

mm t

a

b c

d C i e

f a

b c

d 96

1 1

' y

' y y

n

' y n

' y y

y y y

n

' y vm

y

y y

vm y

y y

y ' y

x x

x vs

y

y y

y ' y vs x

x x x

Tỷ số truyền 45/1 là bộ truyền trục vít bánh vít gắn với vỏ của cơ cấu vi sai Tỷ

số truyền 1/24 là bộ truyền trục vít bánh vít có Z = 24

V-Thiết kế xích chạy dao tiếp tuyến

Xích chạy dao tiếp tuyến đợc sử dụng để gia công bánh vít và bánh răng bằng chạy dao đờng chéo

Tra bảng (X- 70) STCNCTM ta có lợng chạy dao tiếp tuyến :

1,1  St  1,6Lợng chạy dao này đợc sử dụng để cắt bánh vít Nhng khi cắt bánh răng bằngphơng pháp chạy dao đờng chéo, lợng chạy dao này có thể lớn hơn hoặc bé hơntuỳ thuộc vào góc nghiêng  Và độ bóng bề mặt gia công yêu cầu dựa theo máychuẩn 5K32 Ta chọn :

0,17  St  0,37 (mm/vg)Xác định tỷ số truyền của xích

Lợng di động tính toán :

1vòng phôi  St ( mm) chạy dao dọc trục

Chọn vít me chạy dao tiếp tuyến có t = 12 mm

 27 

Trang 28

Phơng trình cân bằng động :

26

39 65

ik: Tỷ số truyền còn lại của xích 0,006 < ik < 0,025

Theo máy chuẩn 5K32 ta chọn:

ik = i0.32

40

2 36

68 40

5 48

Mở rộng phạm vi chạy dao tiếp tuyến ta chọn i0 có 3 tỷ số truyền là:

i01 = 46/20 ; i02 = 24/48 ; i03 = 36/36Khi đó ta có ik có 3 tỷ số truyền : ik1 = 0,021 ; ik2 = 0,006 ; ik3 = 0,012

VI - Thiết kế xích chạy dao nhanh

1420 44 50 36 1

52 45 60 36

. 10 = 170 ( mm/ph )

 28 

Trang 29

phần thứ t tính toán động lực học máy

Trang 30

Px : Thành phần lực cắt tác dụng theo phơng chạy dao

+) Với trờng hợp phay thuận : Px = (0,8 0.9).Pz

+) Với trờng hợp phay nghịch : Px= (11,2).Pz

Lực cắt lớn nhất tác dụng lên cơ cấu chạy dao:

Ta có công xuất truyền dẫn trên trục chính là NC = 6,04 ( KW )

Mô men xoắn lớn nhất đợc xác định khi tác dụng lên trục chính đợc tính theocông thức:,

Mx =

50

.6,04 9,55.10 n

Trang 31

Công suất, mô men xoắn trên trục j của các xích truyền dẫn đợc xác định theocông thức:

 = 84,48 (mm)Chọn dVII = 85 (mm)

Đối với xích tốc độ:

MlVx = MIVx/ = 0,332.106 (N.mm)

NlV = NV/  = 6,6 (KW)

Đờng kính sơ bộ trục đợc tính toán sau khi cộng công suất cả 3 xích lại

 31 

Trang 32

* Tính modul sơ bộ của các trục truyền của xích:

- Trong quá trình thiết kế động lực học Do yêu cầu phải đảm bảo các tỷ số

truyền để đảm bảo tốt độ vòng quay của trục chính do số răng Z của bộ truyền

đã đợc chọn trớc, nên ta phải tính modul sơ bộ của các bộ truyền:

3

u m

6

n σ

θ"

ψ Z

y

N K

10 19,1

Z

M i

1 i 0,2

Modul bộ truyền bánh răng nón từ trục V đến trục VI:

3

u m

6

n σ

θ"

ξ Z

y 0,85

N K

10 19,1

m : Chiều dài tơng đối của bánh răng lấy m = 10 (mm)

’’: Hệ số khả năng tải Với bộ truyền bánh răng nón, răng thẳnglấy ’’ = 1 Với bộ truyền bánh răng nón răng nghiêng ta chọn ’’ = 1,5

mtb: Modul trung bình trên tiết diện trung bình Với cặp bánh răng này :

Trang 33

Chọn -1 = 0,4.br

Vật liệu bánh răng là thép 40 X : br = 750 (N/mm2)

n : Hệ số an toàn n = 1,8 ( phụ thuộc vào cơ tính của thép)

k: Hệ số tập trung ứng suất chân răng phụ thuộc vào cơ tính của thép k = 1,2

u = 300 1 51 8 1 2, , , = 208,3 (N/mm2)

3 , 208 5 , 1 10 200 29 49 , 0 85 , 0

47 , 6 4 , 1 10 1 , 19

Tơng tự với bánh răng giữa trục IV đến trục V ta cũng tính đợc: ms = 4 (mm)

III - Tính toán động lực học cho thời kỳ ổn định xích

chạy dao

A - Xích chạy dao đứng

1 - Tính công suất và mô men trên các trục của xích chạy dao đứng

Từ lực kéo cơ cấu chạy dao là:

Công suất tính toán trên trục vít me chạy dao đứng là:

Trang 34

Qua bộ truyền sử dụng khi phay nghịch 42/37 ta tính đợc công suất, mô men vàtốc độ trên trục XVI

Trục XI chịu tác dụng của hai đờng truyền là xích chạy dao và xích bao hình

Do đó mô men và công suất là tổng hai xích trên Xích chạy dao:

NXI = NXII /  = 0,01 (KW)

Mx(XI) = Mx(XII)/.(2/26) = 0,26.103 (Nmm)

nXI = 400,3 (vg/ph)

2- Xác định đờng kính và modul các bộ truyền trong xích chạy dao đứng

Modul sơ bộ các bánh răng trụ đợc xác định theo công thức:

msb 0,2 3

2

Z

M 1

1 i





(mm)+) Modul sơ bộ của bộ truyền giữa trục XIX và trục XX:

i =1 ; Z = 45 ; M =1,74 103 (Nmm)

msb 0,2.3

2

3 45

10 74 , 1 1

9 , 1

 = 2,0 (mm) Chọn msb = 2,5 (mm)

+) Modul sơ bộ của bộ truyền bánh răng thay thế:

5 , 1

 = 2,43 (mm)Chọn msb = 2,5 (mm)

+) Modul bộ truyền trục vít bánh vít, giữa trục XI và trục XII Chọn vật liệu trụcvít là thép 45 ta có:

[tx] = 180.0,8 = 144 (N/mm2)

 34 

Trang 35

Z =26 ; Mx(XI) = 0,26.103 (Nmm)

Modul m và hệ số đờng kính q đợc xác định theo công thức :

m.3 q  3

2 6

K.N Z

10 ] [σ

M

Với [x] = 20 (N/mm2)+) Đờng kính trục vít me XXI:

Mx = 36,5.103 (Nmm)

 dXXI  3

3

20 2 , 0

10 5 , 36

= 20,9 (mm)Vì trục này là trục vít me, nên để đảm bảo độ cứng ta chọn:

dXXI = 45 (mm) , độ dài trục l = 930 (mm)

10 64 , 1

= 7,43 (mm)Vì trục này có then hoa nên ta chọn dXX = 40 (mm) chiều dài trục là 650 mm +) Đờng kính trục XIX:

MXIX = 1,74.103 (Nmm)

 dXIX = 7,6 (mm)

Chọn dXIX = 30 (mm) ; chiều dài l = 200 (mm)

+) Đờng kính trục XVIII :

MXVIII = 2,02.103 (Nmm)

 dXVIII = 8 (mm)

Chọn dXVIII = 40 (mm) Chiều dài l = 1000 (mm)

+) Đờng kính trục XVI:

Mx = 1,36.103 (N mm)

 dXVI = 7 (mm)

 35 

Trang 36

Chọn dXVI = 40 (mm) Chiều dài l = 450 (mm)

-) Khi phay thuận : Pc = 14496 (N)

Theo Rexetop lực kéo chạy dao với bàn máy sống trợt đuôi én đợc xác định:

Qk = K.Pc +f(Px + G) (**) Trong đó:

2 3 14   +) Trên trục XXIII:

Mx(XXIII)= Q Tk k

vm

,

23284 2 10

2 3 14 0 5

, , , = 74,15.103 (Nmm)

Đờng kính sơ bộ trục:

dXXIII  3

3

20 2 , 0

10 15 ,

10 29 , 2

Trang 37

 dXXII 3

3

20 2 , 0

10 42 , 1

9550

K.M ].Z

[σ

1,45.10 q

9550

1,2.74,15 384.36

1,45.10 q

Xác định modul sơ bộ giữa các trục XXIII và XXI

1 i

45

10 29 , 1 1 , 1

1 , 2 2 , 0

8 , 2 2 ,

 = 0,24 Chọn msb = 2,5 mm

C - Xích chạy dao tiếp tuyến

1 - Xác định lực kéo của cơ cấu chạy dao.

 37 

Trang 38

Theo nguyên lý cắt ta có:

Pt = 0,9.Pz = 0,9.18120 = 16308 N

PV = 0,4.Pz = 0,4.18120 = 7248 N

Khi chạy dao tiếp tuyến dao dịch chuyển dọc trục nhờ cơ cấu vít me - đai ốc Do

đó lực kéo của cơ cấu chạy dao là:

10 9 , 77

  = 9.103 Nmm

3 3 XXVIII

  = 10.103 (Nmm)

6,4 0,2.20

v

Trang 39

 Khoa : c¬ khÝ chÕ t¹o m¸y 

1,05.10

6,2(mm) 0,2.20

3 - Modul cña bé truyÒn trong xÝch.

+) Modul bé truyÒn trôc vÝt b¸nh vÝt gi÷a hai trôc XXX vµ XXVIII

9550

K.M )

Z.(σ

1,45.10 q

7,2 9550

1,2.77,9 36.208

1,45.10 q

m 3

2 6

1,45.10 q

m 3

2 6

Trang 40

Vì bánh vít có Z = 36 và có trục luồn qua do đó ta tăng kích thớc bánh vítbằng các tăng modul của bộ truyền

x tb

' θ' ψ σ 0,85.y.Z.

.K 200.M

29.197,9.1 0,85.0,49.

.1,4 200.10

+) Modul của bộ truyền bánh răng trụ Z40/Z68

Chọn vật liệu thép 40X ta có:

Mx = 2,03.103 Nmm

0,28 40

2,03.10 0,58

1,58 0,2.

Z

M i

1 i

0,2.

2

3 3

2

Đối với cụm bánh răng từ 74-86 với các tỷ số truyền tơng ứng ta thấy:

Trên trục XXIV và trục XXV gồm các cặp bánh răng di trợt tạo thành các cặp

Dao phay có góc xoắn vít  = 20 Vậy  +  = 470

 40 

Định dạng
Số trang	85
Dung lượng	4,11 MB