Phần I: CHỌN VÀ PHÂN TÍCH MÁY CHUẨN1. Tên gọi và đặc tính của máy1.1. Tên gọi: Máy tiện ren vạn năng

Ký hiệu : T6M161.2. Đặc tính: có thể thực hiện tát cả các tính năng về tiện và các tính

năng thay đổi. Được thiết kế để được các loại ren sau:

Ren hệ mét: tp = 0,5 : 9 (mm) Ren hệ modun: m = 0,5 : 9 (m) Ren anh : t = 38 : 0,5 ( )

Có thể dùng trong sản xuất hàng loạt, sản xuất đơn chiết hoặc các phân xưởng sửa chửa.

2. Những thông số cơ bản của máy Khoảng cách giữa hai đầu phân 710 (mm) Chiều cao tử tâm máy đến mặt bằng : 160 (mm) Số vòng quay của trục chính : 22,4 :1000 (v/ph) Trị số giữa hạn lương chay dao dọc: Sd = 0,06 : 3,34 (mm/vòng)

Trị số giữa hạn lương chay dao ngang : Sn = Sd

Đường kính lỗ trục chính : 30 (mm) Khoảng cách dời chỗ dọc lớn nhất của xe dao.

o Bằng tay: 720 (mm)o Bằng máy : 710 (mm)

Khoản dời chỗ dọc lớn nhất của bàn dao o Bằng tay : 210 (mm)o Tự động : 190 (mm)

Giá trị một khoảng vạch chia khi chạy dao dọc : 1 (mm) Giá trị một khoảng vạch chia khi chạy dao ngang : 0,05 (mm) Khoảng dời khi quay một vòng khi chạy dao ngang : 60 * 0,05 =

3 (mm) Số dao đồng thời lắp được trên giá dao : 4 Chiều cao từ mặt bắt dao đến tâm máy: 20 (cm) Khoảng cách dời chỗ dọc lớn nhất của ụ động là: 100 (cm) Khoảng cách dời chỗ ngang lớn nhất của ụ động là: 10 (cm) Kích thước máy : 2256 *1020 * 1325 (mm) Chiều dài lớn nhất tiện được : 700 (mm) Đường kính lớn nhất tiện được : 320 (mm)

3. Phân tích động học:

Máy T6 M16 được cải tiến từ T616 có hộp tốc độ và hộp trục chính rời nhau truyền động êm trục chính ít bị rung động gia công đạt độ chính xác cao.

3.1. Sơ đồ truyền động hộp tốc độ và hộp trục chính.

Động cơ (I) (II) (III)

(IV) Đường truyền của xích tốc độ từ đ/ư đến trục chính theo 2 đườngo Đường truyền trực tiếp: (I) - (II) - (III) - (IV) - (V) - (VI) - (VII)o Đường truyền gián tiếp: (I) - (II) - (III) - (IV) - (V) - (VII)

3.2. Sơ đồ truyền động các hộp chạy dao Các bánh răng thay thế khi tiện ren:

o Ren hệ met : Sử dụng BR thay thế sau

o Ren Anh :

o Ren modul :

3.3. Phương án không gian: Dựa vào sơ đồ T6M16 ta thấy truyền động từ động cơ đến trục chính thông qua hộp tốc độ và hộp trục chính.

Hộp tốc độ và hộp trục chính thông qua với nhau băng một hộp truyền đai.

Đường truyền của xích tốc độ từ động cơ đến trục chính : theo 2 đường.o Đường truyền trực tiếp : tạo nên 6 cấp tốc độ cao.o Đường truyền gián tiếp: tạo nên 6 tốc độ thấp.Như vậy: hộp tốc độ trên máy T6M16 có phương án không gian như

sau:PAKG : 1 * 3 * 2

Đường truyền của hộp chay dao: từ trục chính cơ cấu đảo chiều cơ cấu bánh răng thay thế cơ cấu bánh răng để trượt cơ cấu mean

3.4. Phương án thứ tự hộp tốc độ (I - II - III)Máy T6M16 có trị số giới hạn số vòng quay 22,4 : 1020 v/ph :

nmin = 22,4 v/ph nmax = 1000 v/ph Phạm vi điều chỉnh tốc độ Rn

Rn =

Có 1 cấp tốc độ Zr = 12 l = = = 1,40Chọn theo tiêu chuẩn l= 1,41Các số vòng quay của trục chính:

n1 = nmin = 22,4 ; 31,5 ; 45 ; 63 ; 90 ; 126 ; 180 ; 254 ; 358 ; 505 ; 710 ; 1000 = nmax (v/ph)(n1 = nmin ; n2 = n1. ; n3 = n1. 2 .....)Lưới kết cấu:HVLưới đồ thị vòng quay:HV

Phần 2: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC TOÀN MÁY.

1. Hộp tốc độ: Sử dụng cơ cấu bánh răng di trượt để tạo nên các cấp tốc độ khác nhau

1.1. Đặc điểm: Ưu điểm:

o Việc thực hiện tỷ số truyền và điều chỉnh vận tốc được dễ dàng.o Có thể truyền moment và công suất lớn với kích thước tương

đối nhỏ.o Ít ồn, mòn, và tổn thất năng lượng nâng cao hiệu suất truyền

động. Nhược điểm:

Chỉ sử dụng được bánh răng thẳng. Kích thước theo chiều trục tương đối lớn.

1.2. Tính toán:1.2.1. Số nhóm truyền tối thiểu:

Ta có: = 1,41 Rn = z-1 = 11 = 1,4111 43,8

Nmin = = = 22,8

Dựa vào máy chuẩn T6M16 ta chọn: Nmin = 22,4 ; Nmax = 1000

Ta có: igh = x = 3

Trong đó:x là số nhóm truyền tối thiêíu của xuất truyền động từ động cơ đến

trục chính. Với hộp tốc độ sử dụng bánh răng di trượt với số nhóm truyền tối thiểu x = 3. Ta có phương án không gian với Z = 12.

Z = 12 = 1.2.2. Tính số trục trong hộp tốc độ: với x = 3 ta tính được số trục.

Str = x + 1 = 3 + 1 = 41.2.3. Tính chiều dài trục L và cách bố trí bánh răng trên trục

Để tránh vỡ bánh răng khi vào khớp và ra khớp, ta phải tính toán độ dài trục L và khoảng cách của các bánh răng. Điieù này phụ thuộc vào cách bố trí bánh răng trên trục.

HV Muốn cho các bánh răng di trượt dễ dàng thì hiệu số răng của bánh răng di trượt lớn nhất và nhỏ hơn gần nó nhất phải lớn hơn 4. Điều này đối với dãy số vòng quay có thấp sẽ bất lợi vì sự chênh lêch 4 răng cũng dẫn đễn sự thay đổi lớn về tỷ số truyền. Do đó, để giảm hiệu này xuống thấp hơn 2, bánh răng di trượt nhỏ nhất và lớn nhất cần phải đặt cách xa nhau. Do đó, ta có cách bố trí nhóm truyền động sử dụng cho dãy số vòng quay có nhỏ. Trục cuối là trục chính, là trục trực tiếp tạo ra vận tốc cắt nên thường chịu tải lớn vì vậy chịu moment xoắn lớn tránh bố trí nhiều chi tiết trên trục.==> Dựa vào các chỉ tiêu trên, ta chọn phương án không gian là 3.2.2.

1.3. Phương án thứ tự:Từ phương án không gian đã chọn 3 x 2 x 2, ta lần lượt thay đổi các tỷ

số truyền trên trục sẽ được 6 phương án thứ tự. Vẽ lưới kết cấu.HV

Từ lưới kết cấu đã vẽ, ta chọn phương án thứ nhất là 3 x 2 x 2 có thứ tự thay đổi tỷ số truyền trên trục là I - II - III. Ứng với lượng mỡ 1 - 3 - 6 vì:

Phạm vi điều chỉnh tỷ số truyền nằm trong phạm vi cho phép 1/2 < i < 2. ( max = 6 = 7,86 < 8 thõa mãn)

Lượng mở và các tỷ số truyền thay đổi từ từ lưới kết cấu có hình rẽ quạt.

Số vòng quay giảm đều từ trục I đến trục IV.

Số bánh răng làm việc ỏ trục có số vòng quay cao nhiều hơn nên kích thước nhỏ hơn.

Với phương án không gian và phương án thứ tự như trên nhưng thực tế hộp tốc độ của máy chuẩn T6M16 có hộp tốc độ và hộp trục chính tách rời nhau và được nối với nhau thông qua một bộ truyền đai nên bị biến hình lần thứ nhất do đó phương án không gian được bố trí lại như sau:

Z = 12 = 1(0).3(1).2(3).1(0).2(6)Do đó, lưới kết cấu được bố trí lại như sau:

HVTừ lưới kết cấu ta thấy, bộ truyền đai làm việc ở các số vòng quay tương

đối thấp kết cấu của bộ truyền đai sẽ lớn lên làm cho kết cấu của máy sẽ cồng kềnh. Do đó, để giảm kết cấu của máy thông qua bộ truyền đai, ta tăng số vòng quay của bộ truyền đai. Từ lưới kết cấu, ta dịch chuyển số vòng quay của bộ truyền đai sang bên phải. Lúc này, để đảm bảo số vòng quay của trục chính nằm trong phạm vi cho phép ta giảm tỷ số truyền i7 = 1. Để phạm vi thay đổi tốc độ nằm trong phạm vi cho phép, ta giảm i6 = 1/8. Tỷ số truyền này thay đổi quá lớn, để cho nó nằm trong phạm vi cho phép, ta thông qua trục trung gian. Vậy, i6 sẽ được phân tích thành i6a và i6b làm cho hộp tốc độ biến hình lần hai.HV

1.4. Tính toán số răng của các bánh răng1.4.1. Từ lưới đồ thị vòng quay, ta có các tỷ số truyền:

i0 =

Nhóm I:

i1 =

i2 =

i3 =

Nhóm II:

i4 =

i5 =

Nhóm III:

i6 =

i7 =

1.4.2. Tính toán số răngNhóm I:

i1 = f1 +g1 = 3

i2 = f2 +g2 = 12 = 22.3

i3 = f3 +g3 = 2

Bội số chung nhỏ nhất là: K = 12Do i1 có độ nghiêng lớn nhất i1 giảm nhiều nhất. Vậy:

Emin =

Đối với hộp tốc độ thông thường: E.K = 72; 90; 120. Nên ta chọn Emin

=6 E.K = 72.

i1 =

i2 =

Nhóm II:

i4 = f4 + g4 = 27 = 33

i5 = f5 + g5 = 2

Bội số chung nhỏ nhất là: K = 33.2i4 có độ nghiêng lớn nhất:

Emin =

Chọn Emin = 2 E.K = 128

I4 =

Z4’ = 80

i 5=

Nhóm III:

i6a =

i6b =

Bội số chung nhỏ nhất là: K= 27

Emin =

Chọn Emin = 3 EK = 81

i6a = i6b =

Z6a = Z6b =

1.5. Kiểm tra sai số vòng quay

Sai số vòng quay được tính theo công thức

Với: ntc : giá trị vòng quay tiêu chuẩn

ntt : giá trị vòng quay thực tế.1.5.1. Tính toán số vòng quay thực tế

= 1440 . 0,694 . 0,503 . 0,358 . 0,127 . 1= 22,8 (v/ph)

= 1440 . 0,694 . 0,709 . 0,358 . 0,127 . 1= 32,2 (v/ph)

= 1440 . 0,694 . 1 . 0,358 . 0,127 . 1= 45,4 (v/ph)

= 1440 . 0,694 . 0,503 . 1 . 0,127 . 1= 63,8 (v/ph)

= 1440 . 0,694 . 0,0,703 . 1 . 0,127 . 1= 89,9 (v/ph)

= 1440 . 0,694 . 1 . 1 . 0,127 . 1= 63,8 (v/ph)

= 1440 . 0,694 . 0,503 . 0,358 . 1= 180 (v/ph)

= 1440 . 0,694 . 0,709 . 0,358 . 1= 253,7 (v/ph)

= 1440 . 0,694 . 1 . 0,358 . 1= 357,8 (v/ph)

= 1440 . 0,694 . 0,503 . 1 . 1= 502,7 (v/ph)

= 1440 . 0,694 . 0,709 . 0,358 . 1= 708,6 (v/ph)

= 1440 . 0,694 . 1 . 1 . 1= 999,36 (v/ph)

1.5.2. Số quay tiêu chuẩnn1 = 22,4n2 = 31,5n3 = 45n4 = 63n5 = 90n6 = 125n7 = 180n8 = 250n9 = 355n10 = 500n11 = 710n12 = 1000

1.5.3. Tính sai số vòng quay

Lập bảng2. Hộp chạy dao:2.1. Đặc điẻm:

Hộp chạy dao dùng để thực hiện quá trính chạy dao nhằm đảm bảo quá trình cắt được liên tục. Đựơc sử dụng để tiện ren và tiện trơn. Vận tốc chạy dao thường chậm hơn rất nhiều so với vận tốc của trục chính do đó công suất không đáng kể, chiếm 5-10% công suất chuyển động chính. Độ chính xác của chuyển động chạy dao có tầm quan trọng đối với độ chính xác của máy.

2.2. Thiết kế hộp chạy dao Đặc điểm:

Khi thiết kế hộp chạy dao chủ yếu quan tâm tiện ren còn tiện trơn có lượng chạy dao khá dày đặc nên không ảnh hưởng đến tổn thất năng suất hoặc chất lượng gia công

Đường truyền hộp chạy daoTrục chính cơ cấu đảo chiều cơ cấu bánh răng thay thế bộ bánh

răng cơ sở bộ bánh răng khuếïch đại bàn xe dao. Bộ bánh răng cơ sở: Máy chuẩn T6M16 có bộ bánh răng cơ sở là bộ bánh răng di trượt Bộ bánh răng gấp bội (khuếch đại): Máy chuẩn T6M16 sử dụng cơ cấu bánh răng Mean làm bộ bánh răng gấp bội.

2.2.1. Bảng xếp ren: Máy T6M16 tiện được 3 loại ren.

o Ren quốc tế: tp = 0,5; 0,75; 1; 1,25; 1,25; 1,5; 1,75; 2; 2,25; 2,5; 3; 3,5; 4;

4,5; 5; 6; 7; 9.o Ren mođun:

m = 0,5; 0,75; 1; 1,25; 1,25; 1,5; 1,75; 2; 2,25; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5; 6; 7; 9.

o Ren anh:n = 24; 20; 19; 18; 16; 14; 12 ;11; 10; 9; 8; 7; 6; 5; 41/2 ; 4, 31/2;

31/4 ; 3; 2. Quy tắc sắp xếp bước ren:

Các bước ren được sắp xếp thành từng cột có trị số gấp bội theo

các chỉ số 1, 2, 4, 8 hoặc Tức là các tỷ số gấp bội phải

hình thành theo cấp số nhân có công bội Ren quốc tế và ren mođun được sắp xếp theo thứ tự: ren có

bước nhỏ xếp từ trái đi xuống. Ren anh đựơc sắp xếp theo: số vòng ren nhỏ xếp từ phải đi lên.

Vì số vòng ren nhỏ sẽ cho bước ren lớn dần. Bảng sắp xếp ren:

Ren quốc tế và ren mođun:

0,5-

0,75--

11,251,51,752,25

22,53

3,54,5

456792

Ren anh:38363028242220

19181514121110

9,59

7,576

5,55

4,754,53,753,53

2,752,52

Tính toán tỷ số truyền và bước ren:Ta có công thức tính bước ren:

(2.1)Trong đó: : bước ren cần cắt

: tỷ số truyền cố định. : tỷ số truyền qua cặp bánh răng thay thế

: tỷ số truyền qua cặp bánh răng cơ sở. : tỷ số truyền qua cặp bánh răng gấp bội.

: bước ren của trục vitme.Một số thông số của máy chuẩn T6M16.

= 6 (mm)

=

Tại các bước ren cơ sở, ta chọn igb = 1:itt : theo máy chuẩn T6M16 ta có

itt =

Thay vào công thức (2.1) : tp =

tp =

ics =

Thay các bước ren cơ sở đã chọn, tp = 2; 2,5; 3; 3,5; 4,5 vào ta có 5 tỷ số truyền cơ sở:

Dựa vào máy chuẩn T6M16, ta chọn khoảng cách trục giữa 2 bánh răng A = 78 (mm)

Ta có: Ztổng =

Trong đó: m: là mođun của bánh răng.M = 2; 2,25; 2,5; 3; 3,5; 4

Ta suy ra Ztổng lần lượt là:

Ztổng = 78; 70; 62; 58; 54; 43; 39. Lập bảng xác định số răng của bánh răng dựa vào Ztổng và ics

m Ztổng ics

2 78 - -

2,25 70 - - -

2,5 62 - - - -

3 52 - - -

3,5 45 - - -

4 39 - - -

Vậy các cặp bánh răng cơ sở:

(m = 3,5)

(m = 2,25)

(m = 2)

(m = 3)

(m = 3)

Thiết kế ren anh:Dựa theo bảng xếp ren anh, ta chọn cột thứ 3 làm cột xơ sở với Igb = 1.Để cắt ren anh dựa vào các bánh răng cơ sở đã có khi tính toán ren quốc tế và các cặp bánh răng gấp bội, ta sẽ chọn bánh răng cơ sở đối với từng bước ren và tính toán lại bánh răng thay thế.

2.2.2. Tính toán nhóm truyền động bù:2.2.2.1. Tính toán các bánh răng thay thế khi tiện theo mođun: sau

khi đã có các cặp bánh răng cơ sở được tính toán trong ren quốc tế, ta tính các cặp bánh răng thay thế để tiện ren mođun dựa trên các cặp bánh răng cơ sở đã có. Các bước ren mođun giống như ren quốctế chỉ khác là nó được tính trên m.

Phương trình cắt ren: Trong đó: tp = m.

.

Chọn ren mođun có m = 2 để cắt thử: igb

= 1.

ics =

icd =

Thay vào phương trình cắt ren:

Vậy để tiện ren mođun, ta sử dụng 4 bánh răng thay thếa = 65 c = 87

b = 45 d = 302.2.2.2. Tính toán các cặp bánh răng thay thế khi tiện ren anh: do

đặc điểm các bước ren anh khác bước ren mođun nên ta phải chọn bánh răng thay thế cho từng loại ren sau đó thủ các bánh răng cơ sở để tìm bánh răng thay thế trùng, điều này sẽ làm giảm bớt các cặp bánh răng thay thế.

Dựa vào bảng xếp ren anh ta chọn các cỡ ren anh có n = 9,5 thay vào phương trình cắt ren, ta được:

Chọn: =

=

Vậy cặp BR thay thế khi tiện ren có n = 9,5 là:a = 60 c = 127

b = 45 d = 95Để tìm các cặp BR thay thế trùng ta thay thế các ics và phương trình cắt ren tp.

Với n = 9 tp = . Chọn ics = .

Vậy sử dụng BR thay thế này để cắt ren n =9 và n = 6

Với n = 7,5 tp = . Chọn ics = 1/2.

Vậy sử dụng BR thay thế a = 60, b = 45, c = 127, d = 75 để cắt ren

Với n = 7,5 tp = .

Vậy để cắt ren n = 7 ta chọn BR thay thế a = 60, b = 45, c = 127, d = 70

Với n = 5,5 tp = .

Vậy sử dụng BR thay thế a = 60, b = 45, c = 127, d = 55 để cắt ren n = 5,5.

Ta lập được bảng ren tổng quát.2.2.3. Thiết kế nhóm gấp bội:

Sau khi chọn hàng cơ số ta đã xác định được các tỷ số truyền cần phải tạo ra là:

Để tạo ra tỷ số truyền theo cấp số nhân ta có 2 cơ cấu: bánh răng di trượt và cơ cấu bánh răng mean dựa theo cơ cấu chuẩn ta chọn cơ cấu gấp bội là cơ cấu mean.

Chọn khoảng cách trục A = 7,8 đúng bằng khoảng cách trục của các bánh răng cơ sở. Chọn mođun của các cặp bánh răng m = 2. ta xác định tổng số răng của 2 bánh răng lắp trên trục là:

Nhóm gấp bội có 4 tỷ số truyền vì vậy nhóm số truyền tối thiểu x = 2.Sơ đồ kết cấu mean của cơ cấu mean

HVTừ sơ đồ ta có:

(1)

(2)

(3)

(4)

Chọn theo máy chuẩn:

2.2.4. Kiểm tra sai số bước ren:Sai số bước ren xuất hiện khi có sai số ở tỷ số truyền của các cặp bánh

răng tính gần đúng.Ơí cơ cấu mean các bánh răng được tính chính xác, còn trong bộ bánh

răng cơ sở và bánh răng thay thế có sai số do ta lấy gần đúng. Bộ bánh răng cơ sở:

Với tỷ số truyền I = 9/8 với m = 3 và Z = 52

Ta chọn sai số

Tỷ số truyền náy chỉ sai số khi cắt ren quốc tế và mođun còn ren Anh không ảnh hưởng do không sử dụng bộ Br này để cắt ren.

Bộ BR thay thế:

Do ta lấy gần đúng bộ BR thay thế khi cắt ren mođun là: sai

số.Tỷ số gần đúng này chỉ ảnh hưởng khi cắt ren mođun. Vậy để kiểm tra

bước ren ta cho cắt thử ren 2 loại ren quốc tế và mođun.o Cắt thử ren quốc tế:

Với

Phương trình cắt ren:

.

Do tỷ số truyền là không đổi nhưng khi tínhtoán A = 7,5 với

m = 3 . Nhưng với i = 9/8 thì trong quá trình truyền động có sai số.

o Cắt ren mođun:

Với .

Theo tiêu chuẩn tp = 2 ; Ics = 1/2; tr = 6; (m = 2)Phương trình cắt ren:

sai số :

Theo [ III ; trang 80 ] thì sai số này có thể chấp nhận được.2.3. Thiết kế hộp xe dao:

Máy thiết kế có lượng chạy dao dọc theo máy chuẩn là:Sd = 0,06 : 3,14 (mm/vòng)Cụ thể : 0,06; 0,07; 0,09; 0,1; 0,12; 0,13; 0,15; 0,18; 0,21; 0,24; 0,27;

0,3; 0,36; 0,42; 0,47; 0,53; 0,6; 0,71; 0,81; 1,07; 1,14; 1,21; 1,4; 1,56; 1,74; 1,9; 2,08; 2,28; 2,41; 2,8; 3; 3,2; 3,34.

Lượng chay dao ngang: sng =

Tính toán các tỷ số truyền của hộp xe dao:- lxdd

- lxdng

ta có phương trình của hộp xe dao khi chuyển động tương ứng với một vòng quay trục chính.

1 vòng quay trục chính: .Ta cho cắt thử với Sd = 3,34 (mm/vòng)

.

Phần III: TÍNH TOÁN SỨC BỀN VÀ MỘT SỐ CƠ CẤU TRUYỀN ĐỘNG

1. Chọn chế độ tải để xác định công suất và chọn động cơ cho máy thiết kế

1.1. Xác định chế độ làm việc giới hạnChế độ làm việc của máy bao gồm nhiều mặt như chế độ cắt, chế độ bôi

trơn, làm nguội ... để làm cơ sở cho việc tính toán động học của máy ở đây, ta xác định chế độ cắt giới hạn.

Chế độ cắt cực đại Chế độ cắt tính toán Chế độ cắt thử máy

Do máy được thiết kế dựa vào máy chuẩn T6M16 do nhà máy công cụ số 1 chế tạo có chế độ cắt thử máy nên ta chọn chế này.

1.2. Xác định lúc cắt PCx lúc chạy dao Q1.2.1. Xác định lúc cắt: nguyên lý cắt theo lý thuyết đàn hồi

Ta xác định lúc cắt theo nguyên lý cắt: theo nguyên lý cắt ta có công thức

Thành phần PC Các hệ sốC X Y Đơn vị

20001250650

10,90,2

0,750,750,65

P [N]s [mm/vòng]

t [mm]

Với s và t được chọn trong chế độ cắt thửs = 1,12 [mm/vòng]t = 6,5 [mm]

Ta tính được thành phần lúc cắt

1.2.2. Xác định lúc chạy dao Q: lúc chạy dao được tính theo công thức n0 do D.N.Reselop đề ra tùy thuộc vào các loại sống trượt, với máy tiện có sống trượt lăng trụ ta có công thức lúc xác định lúc chạy dao sau:

: thành phần lúc cắtG: trọng lượng của các bộ phận di độngK: hệ số tăng lực ma sát do PX tạo nên moment lật

: hệ số ma sátTra bảng:

Chọn G = 1500 [N]Vậy: Q = 1,15.6613.0,18(14153+1500) = 10422,5 [N]

1.3. Xác định công suất để chọn dộng cơ điện: khi thiết kế máy cần phải tiến hành xác dịnh công suất động cơ điện để tọa cơ sở cho việc tính toán động lức học của các chi tiết và bộ phận máy. (trang 56)

Trên cơ sở đã xác định được PZ [N] và v [m/ph] ta có công thức tính một công suất cắt

Thường công suất cắt chiếm khoảng 70 :80% công suất động cơ nên ta tính công suất động cơ điện Nđ theo công thức:

2. Lập bảng tính động học cho hộp chạy dao Công suất dối với các trục( )Công suất chạy dao bằng 5% công suất trục chính ,Ta có: Trong đó :_

o là hiệu suất ổ lăn. =o,995o là hiệu suất của bộ truyền bánh răng =0,97o là hiệu suất của bộ truyền đai =0,94

Vậy : =0,05.4,5. (KW)

(KW) (KW) (KW)

(KW) Tốc độ giới hạn của các trục

Tính Moment xoắn trên các trục.Moment xoănd trên các trục được tính theo công thức su:

[N.mm]

Trong đó :_N: công suất trên các trục._ là số vòng quay tính toán của các trục.

[N.mm]

[N.mm]

[N.mm]

[N.mm]

[N.mm]

Tính toán đường kính sơ bộ:

Đưòng kính sơ bộ được tính toán theo công thức sau:

Trong đó: _C=110 -130 chọn C=120_N: công suất động cơ.

Ta tính toán được đường kính sơ bộ của các trục:

Lập bảng động lực học cho hộp chạy dao

Trục Công suất N [KW]

nmax

[v/ph]nmin

[v/ph]Nt [v/ph] Mx

[N.mm]d [mm]

VIII 0,1499 2090 14,9 51,28 27921 17,58IX 0,14395 2351,25 7,45 31,4 43614 19,346X 0,13825 4702 1,863 13,2 100021 26,25497XI 0,13275 4702 1,863 13,2 96043 25,902XII 0,1275 4702 1,863 13,2 92045 25,556

Phần IV:TÍNH TOÁN TRỤC RA CỦA CƠ CẤU MEAN CHỌN Ổ VÀ THIẾT KẾ CƠ CẤU

ĐIỀU KHIỂN1. Tính toán trục ra của cơ cấu MEAN1.1. Tính tóan đường kính sơ bộ:

trong đó : _ là công suất truyền =0,13825 (KW) _d: đường kính trục _n:số vòng quay của trục ra của trục ra của cơ cấu MEAN

=13,2(v/ph)chọn d = 30(mm)

1.2. Tính lực trên bánh răng:

Bánh răng 1

Bánh răng 2

Trong đó : là góc ăn khớp

Theo cách bố trí của cơ cấu MEAN thì trên trục ra của nó có 2 bánh răng di trượt và 8 vị trí ,trong 8 vị trí này ta sẽ tính toán và lấy vị trí nào có Moment uốn lớn nhất. Ta sẽ tính toán Moment tại vị trí này sau đó áp dụng chung cho toàn trục.

Ta có : Từ công thức tính Moment tương đương ta nhận thấy : _ Vị trí có moment uốn lớn nhất thì bánh răng phải bố trí cách xa gối trục nhất và nằm ở giữa trục _Đối với trục có số vòng quay càng nhỏ thì chịu moment xoắn càng lớn. Từ các vị trí của bánh răng di trượt trên trục ra của cơ cấu Mean có

vị trí bánh răng ăn khớp với tỉ số truyền là nằm giữa trục và có

số vòng quay nhỏ nhất chịu moment xoắn và moment uốn lớn nhất. Như vậy ta sẽ tính moment tương đương tại vị trí này

Tính toán:o

= =

=1432(N) = - -

o

= =

= -35(N) = - +

=2565-3847+(-35) = 1317(N)Mặt cắt nguy hiểm tại tiết diện c-c & d-d :

Tại mặt cắt c-c

Trong đó :

= -200184(N.mm) (N.mm)

Vậy =245239(N.mm)

(N.mm) Đường kính trục tại tiếït diện nguy hiểm :

Với do trục đặc=63 tra bảng 7-2 sách thiết kế chi tiết máy

thay vào công thức ta đựơc :

(mm)

Taị mặt cắt d-d :

Trong đó :

=-2380(N.mm) (N.mm)

Vậy =97405 (N.mm)

(N.mm)

Đường kính trục tại tiếït diện nguy hiểm :

Với do trục đặc=63 (tra bảng 7-2 sách thiết kế chi tiết máy )

thay vào công thức ta đựơc :

(mm)

Biểu đồ moment :

1.3. Kiểm tra bền :Tính troán hệ số an toàn :

Hệ số an toàn được tính toán theo công thức sau :

Trong đó :- : hệ số an toàn chỉ tính riêng ứng suất pháp

- : hệ số an toàn chỉ tính riêng ứng suất tiếp

Vật liệu chế tạo trục :thép 45 , tôi có :

HB = 210 –240

- và :giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng vói chu kỳ đối xứng = 0,3.

0,5. - và : biên độ ứng suấït pháp và tiếp sinh ra trong tiết diện của trục.Vì trục quay nên ứng suất pháp thay đổi theo chu kỳ đối xứng nên

- =-

- ứng suất xoắn thay đổi theo chu kì đối xứng do trục quay 2 chiều :

-

Với & là moment cản uốn và moment cản xoắn của tiết diện trục

Tra bảng ta chọn trục then có : D=36(mm)d=32(mm)

Thay vào ta tính được :

=

- : hệ số xét đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình đến sức bền mỏi

- : hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước tiết diện đến sức bền mỏi Tra bảng 7-4 sách thiết kế chi tiết máy :với d= 35 - 40 ta được = 0,85

= 0,73-hệ số xét đến tăng bền bề mặt :

- : hệ số tập trung ứng suất khi uốn và xoắn :tra bảng 7-6

(TKCTM) với và ta được

= 2

Thay các giá trị trên Vào công thức ta được :

Vậy hệ số an toàn là: =

Với [n]=1,5 - 2,5 thì giá trị n tính thoả mãn 1.4. Kiểm nghiệm theo ứng suất dập trên bề mặt làm việc với giả thiết là

áp suát phân bố đều & chỉ có 0,75% số lượng then truyền moment xoắn.Ta có công thức tính ứng suấït dập :

Với mối ghép then hoa hình chữ nhật thì :-F: diện tích chịu dập

l: chiều dài của mayơ D,d:đường kính lớn và nhỏ của then hoa Tra bảng 7-26[TKCTM] : d=32(mm)

D=36(mm) r=0,4(mm)l=300(mm)Z=8(Z=số răng)b=6(mm) là bề rộng răng

Bán kính trung bình của then hoa là :

- : Ứng suất dập cho phép (N/ )

Tra bảng 7-22 với các chỉ tiêu : Điều kiệnn làm việc của mối ghép :di động khồn do tác

động của tải trọng . Điều kiện sử dụng: trung bình . Không nhiệt luyện đặc biệt bề mặt then.

Ta được : = 20 - 30(N/ ) chọn = 25(N/ )Vậy ứng suất dập tính toán :

Then hoa tính toán thảo mãn điều kiện ứng suất dập.Vậy then hoa có những đặc trưng sau : : d=32(mm)

D=36(mm)r=0,4(mm)l=300(mm)Z=8b=6(mm)

2. Chọn ổ lăn2.1. Nhận xét và chọn sơ bộ: dựa vào sơ đồ tính toán ta thấy trục ra của

cơ cấu Mêan có những đặc điểm sau: _Có số vòng quay nhỏ ._Chủ yếu chịu lực hướng tâm._chịu lực dọc trục bé._Chiều dài trục ngắn(l=300mm).

Do đó ,ta chọn sơ bộ ổ lăn là ổ bi đỡ một dãy do nó có cấu tạo gọn, chịu lức hướng tâm tương đối lớn và có hệ số ma sát tương đối nhỏ.

2.2. Tính toán:Hệ số khả năng làm việc cuả ổ :

Trong đó : _n là số vòng quay cảu ổ (v/ph) ._h là thời gian phục vụ (giờ).Giá trị tra bảng 8-7(TKCTM) với các tiêu

chuẩn sau: n = =13,2(v/ph) h=18000(giờ)

=37,5 _Q là tải trọng tương đương (daN), đối với ổ bi dỡ 1 dãy : Với:

R tải trọng hướng tâm

M: hệ số chuyển tải dọc trụcvề tải trọng hưưoíng tâm, tra bảng 8-2 có m=1,5

A: tải trọng dọc trục: A=o : hệ số tải trọng động tra bảng 8-3 có =1 : hệ số nhiệt độ tra bảng 8-4 có =1 : hệ số xét đến vòng nào của ổ là vòng quay, tra bảng 8-5 có

=1Thay các gía trị vào ta tính được tải trọng tương đương:tại A và B, ta sẽ lấy gái trị lớn nhất : Q=

=161,3(daN)Vậy hệ số khả năng làm việc:

=161,3.37,5 = 6048,75.Tra bảng 17P để chọn ổ sao cho: Ta chọn được ổ với các thông số sau:

3. Hệ thống điều khiển hộp chạy dao3.1. Nhận xét

Từ công thức cắt ren:

Trong đó: : không thay đổi. : được thay đổi ở bên ngoài. : không đổi.

Vậy chỉ còn ics và igb là cần thiết kế để điều khiễn trong hộp chạy dao. : để thay đổi tỷ số truyền trong cụm bánh ren cơ sở. Trong bộ

bánh răng này gồm 5 bánh răng được chia làm 3 cụm. : là trục ra của cơ cấu MEAN. Gồm có 1 bánh răng được thay

đổi với 4 vị trí tạo nên 4 tỷ số 3.2. Thiết kế

3.2.1. Cụm bánh răng cơ sở:

Ta sử dụng cơ cấu cam thùng để thay đổi các bánh răng di trượt của bộ bánh răng cơ sở này.

Với 5 tỷ số truyền ta phân thành 3 nhóm bánh răng: A, B, C.

Với nhóìm A gồm:

Nhóm B gồm:

Nhóm C gồm:

Ta có bảng điều khiển3.2.2. Điều khiển bánh răng di trượt của cơ cấu MEAN: Gồm có 1

bánh răng di trượt 4 vị trí tạo nên 4 tỷ số truyền igb . Ta sử dụng cơ cấu ngàm gạt.