Đồ án Thiết kế máy công cụ
ĐỒ ÁN
THIẾT KẾ MÁY
CÔNG CỤ
1
I. Tính toán thiết kế hộp tốc độ máy tiện ......................................................................3
1. Tính thông số còn lại: ...............................................................................................3
2. Tính dãy tốc độ theo lý thuyết: .................................................................................3
3. Phân tích chọn phương án không gian ( PAKG ) .....................................................4
5. Tính toán chọn phương án thứ tự:.............................................................................5
6. Vẽ đồ thị vòng quay:...............................................................................................12
8. Ta có sơ đồ động như sau .......................................................................................17
II. Thiết kế hộp chạy dao ............................................................................................19
1. Liệt kê các bước ren tiêu chuẩn của bốn loại ren yêu cầu ......................................19
2. Lý luận chọn cơ cấu trong hộp chạy dao ................................................................20
3. Sắp sếp bảng ren .....................................................................................................20
4. Tính toán thiết kế nhóm gấp bội .............................................................................22
6. Kiểm tra bước ren theo xác suất nhất định. ............................................................26
2
I. Tính toán thiết kế hộp tốc độ máy tiện
1. Tính thông số còn lại:
Theo đề bài ta cần tính toàn hộp tốc độ với các thông số đã biết là:
n TC = 12,5 2000 vòng/phút; Z = 23.
Do dãy tốc độ tuân theo quy luật cấp số nhân với công bội nên ta có:
nmax
nmin
2000
12,5
22
z1
1,259
Ta chọn = 1,26 theo tiêu chuẩn.
2. Tính dãy tốc độ theo lý thuyết:
TT
nz n1.z1
ni tính
TT
nz n1.z1
ni tính
nTC
nTC
(vg/phút)
12,5
(vg/phút)
200,15
1
2
12.5
16
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
n13 n1.12
n14 n1.13
n15 n1.14
n16 n1.15
n17 n1.16
n18 n1.17
n19 n1.18
n20 n1.19
n21 n1.20
n22 n1.21
n23 n1.22
200
250
n1 nmin
n2 n1.
n3 n1.2
n4 n1.3
n5 n1.4
n6 n1.5
n7 n1.6
n8 n1.7
n9 n1.8
n10 n1.9
n11 n1.10
n12 n1.11
15,75
19,85
25,01
31,51
39,70
50,02
63,02
79,41
100,1
126,07
158,85
252,19
317,76
400,38
504,47
635,64
800,9
3
20
315
4
25
400
5
31,5
40
500
6
630
7
50
800
8
63
1009,14
1271,51
1602,11
2018,65
1000
1250
1600
2000
9
80
10
11
12
100
125
160
3
3. Phân tích chọn phương án không gian ( PAKG )
Do Z TC = 23 là số nguyên tố không thể phân cấp được nên ta sử dụng
zTC =24.
ao
Sau khi tính toán ta sẽ chọn 23 tốc độ nằm trong giới hạn Z = 12,5 2000 vg/phút.
Với zTC =24 ta có các phương án không gian sau:
ao
zTC =24 = 24 x 1 = 12 x 2 = 6 x 4 = 6 x 2 x 2 = 2 x 3 x 2 x 2
ao
Do tỉ số truyền phải thỏa mãn
i mingh
i 2 nên ta có số nhóm truyền tối thiểu là
ndc
=
=
x.lg4 lg
x = 3,43
nTC
Chọn x = 4. Vậy với số nhóm truyền tối thiểu bằng 4 ta tạchỉ chọn một trong các
phương án không gian sau :
zTC = 2 x 3 x 2 x 2 = 3 x 2 x2 x2 = 2 x 2 x 3 x 2 = 2 x2 x 2 x3
ao
4. Lập bảng chọn vị trí các nhóm truyền của phương án không gian:
Dựa trên các yếu tố so sánh sau để chọn phương án bố trí nhóm truyền của
phương án không gian:
- Tổng số bánh răng của hộp tốc độ, tính theo công thức.
S z = 2.( P 1 + P 2 + ….+ P j )
Với P j là số tỷ số truyền trong một nhóm truyền.
- Tổng số trục của phương án không gian theo công thức.
S tr = i + 1 ; với i - là số nhòm truyền động.
- Chiều dài sơ bộ của hộp tốc độ.
+ Gọi b là chiều rộng bánh răng.
+ Gọi f là khoảng hở giữa hai bánh răng và khoảng hở giữa thành hộp với các
bánh răng gần nhất.
- Số bánh răng chịu mômen xoắn lớn nhất ở trục cuối cùng.
4
- Các cơ cấu đặc biệt dùng trong hộp.
Ta có bảng so sánh phương án bố trí không gian trong hộp tốc độ như sau:
PA
Yếu tố so sánh
Tổng số bánh răng
3x2x2x2
2x2x3x2
2x3x2x2
2x2x2x3
18
5
18
5
18
5
18
5
Tổng số trục
Chiều dài sơ bộ của
hộp
19b+18f
2
19b+18f
2
19b+18f
2
19b+18f
3
Số bánh răng chịu
mômen xoắn lớn nhất.
Cơ cấu đặc biệt
Ly hợp ma Ly hợp ma Ly hợp ma Ly hợp ma
sát sát sát sát
Từ bảng so sánh trên ta chọn phương án không gian là:
zTC =24 = 2 x 3 x 2 x 2.
ao
Vì: - Tỷ số truyền giảm dần từ trục đầu tiên tới trục cuối cùng. Do trên trục một ta
phải bố trí thêm bộ ly hợp ma sát và cặp bánh răng đảo chiều nên trên trục một bố trí
nhóm truyền chỉ có hai cặp bánh răng sẽ đảm bảo điều kiện bền của trục cũng như
giảm được chiều dài của hộp.
- Số bánh răng chịu mômen xoắn lớn nhất M Max trên trục chính là ít nhất.
- Số bánh răng phân bố trên các trục đều hơn PAKG 3x2x2x2 và 2x2x3x2.
5. Tính toán chọn phương án thứ tự:
Với PAKG Z = 2 x 3 x 2 x 2
5
Ta thấy số nhóm truyến là 4 số phương án thứ tự là 4! = 24.
Ta có bảng so sánh lưới kết cấu như sau:
x
max
STT
PATT
Lưới kết cấu nhóm
Lượng
mở cực
đại
2
I
x
3
x
2
x
2
1
II
III
IV
12
12
1,2612 16
1
2
6
1
1
2
2
6
2
12
2
I
x
3
x
2
x
2
2
3
4
5
III
II
IV
12
12
16
12
12
1,2612 16
1
4
2
4
4
12
2
I
x
3
x
2
x
2
IV
II
III
1, 2616 40, 4
1
8
2
4
1
8 8
2
4
2
I
x
x
3
x
x
2
x
2
II
IV
12
III
1,2612 16
1
2
6
1
2 2
12
6
2
2
I
3
2
x
2
III
IV
12
II
1,2612 16
1
4
2
1
4 4
12
6
2
I
x
x
x
x
x
3
x
2
x
2
6
7
IV
III
II
16
16
12
12
12
12
16
16
1,26 40,4
1
8
4
2
1
3
2
2
3
2
2
8
8
4
2
2
3
I
x
2
x
2
II
III
IV
12
1,2612 16
1,2612 16
1,2612 16
1,2612 16
3
1
6
1 1
6
12
12
1
2
3
x
x
2
I
x
2
8
II
III
IV
12
2
4
1
4 4
4 4
1 1
8 8
8 8
1
2
3
2
x
2
I
9
II
III
IV
12
2
4
1
12
12
4
2
3
I
x
2
x
2
10
11
12
II
IV
12
III
3
1
6
6
2
x
3
x
2
x
2
I
II
IV
III
16
1,26 40,4
2
8
4
1
1
2
x
3
x
2
I
x
2
II
IV
III
16
1,26 40,4
2
8
1
4
1
4
7
2
x
x
3
I
x
2
x
x
2
13
14
15
16
17
III
II
IV
12
12
12
1,2612 16
6
1
3
6
6
4
6
1 1
2 2
8 8
3
1
1
12
12
2
2
3
x
2
I
2
III
II
IV
12
1,2612 16
6
2
1
2
x
3
x
2
I
x
2
III
IV
II
16
16
1,26 40,4
4
8
1
2
2
x
x
3
I
x
2
x
2
III
IV
12
II
12
12
1,2612 16
6
1
3
1 1 12
3
2
3
x
2
x
2
I
III
II
IV
12
1,2612 16
6
2
1
6
4
2 2
12
1
2
x
3
x
2
x
x
2
I
18
19
III
IV
II
16
16
12
1,26 40,4
4
8
2
1
8 8
2
3
1
6
2
x
3
I
x
2
2
IV
12
II
III
1,2612 16
1
3
6
12 1 1
8
2
x
x
x
x
x
3
x
x
2
I
x
x
x
2
20
21
22
23
24
IV
12
II
III
12
12
12
12
12
1,2612 16
1,2612 16
1,2612 16
1,2612 16
1,2612 16
2
1
6
12
12
12
2 2
4 4
1 1
1
1
6
6
2
6
2
3
2
3
2
I
2
IV
12
III
II
4
1
2
2
3
I
x
2
2
IV
12
III
II
1
6
3
2
3
x
x
2
x
2
I
IV
12
II
III
2
6
1
12 2 2
1
2
3
2
x
2
I
IV
12
III
II
4
2
1
12
4 4
1
Xmax
Nhận xét: Tất cả các phương án trên đều có
> 8 không thỏa mãn điều kiện
Xmax
8
Do đó để chọn phương án đạt yêu cầu ta phải tăng thêm số trục trung gian
hoặc tách ra làm hai đường truyền.
Xmax
Xmax
- Ta chọn 2 phương án cơ bản có
nhỏ nhất là
= 16 để vẽ và so sánh:
+ Phương án 1: PAKG 2 x 3 x 2 x 2
PATT I II III IV
[1] [2] [6] [12]
9
Ta có lưới kết cấu sau:
I
2[1]
3[2]
2[6]
2[12]
II
III
IV
V
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
+ Phương án 2: PAKG 2 x 3 x 2 x 2
PATT I III II IV
[1] [4] [2] [12]
Ta có lưới kết cấu sau:
I
2[1]
II
III
IV
V
3[4]
2[2]
2[12]
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
10
Ta thấy phương án 1 lưới kết cấu có hình rẻ quạt với lượng mở đều đặn và
tăng từ từ, kết cấu chặt chẽ, hộp tương đối gọn. Nên ta chọn phương án thứ tự cuối
cùng là phương án 1. cụ thể :
PAKG 2 x 3 x 2 x 2
PATT I II III IV
[1] [2] [6] [12]
Xmax
Xmax
Để đảm bảo
8 ta phải thu hẹp lượng mở tối đa từ
= 12 xuống
Xmax
= 6. Do thu hẹp lượng mở nên số tốc độ thực tế bị giảm. Ta có số tốc độ thực
là: Z 1 = Z - lượng mở thu hẹp = 24 - 6 = 18.
tế
Ta có phương án thứ tự và phương án không gian bây giờ như sau:
PAKG 2 x 3 x 2 x 2
PATT I II III IV
[1] [2] [6] [6]
Để bù lại số tốc độ trùng vì thu hẹp lượng mở ta thiết kế thêm đường truyền
tốc độ cao.
PAKG của đường truyền này là Z 2 = 2 x 3 x 1 = 6 tốc độ.
Như vậy PAKG của hộp tốc độ là Z = Z 1 + Z 2 = 24 + 6 = 30.
Xmax
Xmax
Do khi giảm lượng mở từ
= 12 xuống
= 6 ta đã có 6 tốc độ
truyền, cộng với khi tăng PAKG cảu hộp tốc độ lên Z=30, ta lại có thêm một tốc độ
trùng do
là:
tốc độ n 19 trùng với n 18 . Do đó số tốc độ thực của hộp tốc độ
Z = 30 - 6 - 1 = 23 tốc độ.
Ta có lưới kết cấu như sau:
11
I
I
2[1]
3[2]
II
II
3[2]
2[6]
III
III
VI
IV
V
1[0]
2[6]
1[0]
V
VI
VI
n1
n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 n9 n10 n11 n12 n13 n14 n15 n16 n17 n18
n19
n20 n21 n22 n23 n24
6. Vẽ đồ thị vòng quay:
- Chọn số vòng quay động cơ: chọn n đc = 1440 vg/phút. Khi đó để trục và bánh
răng đầu vào chịu M x có kích thước nhỏ gọn, đồng thời giá trị n o
truyền tới trục chính thường là giảm tốc. Do đó, ta chon trị số vòng quay giới hạn n o
trên trục I có giá trị lớn gần với giá trị của n đc .
Giả sử ta chọn n o = n 19 = 800,9 vg/phút.
Ta vẽ được đồ thị vòng quay của máy như sau:
12
ndc=1440vg/ph
I
2[1]
i
2
i1
II
i
3
i
5
i4
3[2]
III
i
7
i6
2[6]
2[6]
IV
V
i8
i
9
i11
i10
1[0]
VI
310
50
1250
125
200
500
31,5
80
12,5
20
800
2000
16
63
40
25
400
100
160
250
630
1600
1000
7. Tính toán số răng của các nhóm truyền trong hộp tốc độ
- Tính số răng của nhóm truyền thứ nhất
f1
4 g1
5
Ta có: i1 1 1,261 1,26 f1 g1 9
f2
7 g2
11
i2 2 1,262
f2 g2 18
Ta có bội số chung nhỏ nhất của các tổng f i + g i là: K= 18.
Zmin.(f2 g2 )
17.18
18.11
Chọn Z min = Z 2 = 17 Emin
1,54
K.f2
Z K.E 18.3 54 ( răng )
Chọn E = 3
K.E.f1
f1 g1
54.5
9
Z1
30(răng)
30
24
i1
1,25
K.E.g1
f1 g1
54.4
9
Z1'
24(răng)
13
K.E.f2
f2 g2
54.11
18
Z2
Z'2
33(răng)
33
i2 1,57
21
K.E.g2
f2 g2
54.7
21(răng)
18
- Tính số răng của nhóm truyền thứ hai
f3
1
22
Ta có: i3 4
f3 g3 76
f4 g4 76
1,264
54 g3
f4
1
30
i4 2
1,262
46 g4
f5
1 g5
1
i5 0 1,260
f5 g5 2
Ta có bội số chung nhỏ nhất của các tổng f i + g i là: K= 76.
Zmin.(f3 g3)
17.76
76.22
Chọn Zmin Z3 17(răng) Emin
0,77
K.f3
Z K.E 76.1 76 ( răng )
Chọn E = 1
K.E.f3
f3 g3
76.22
76
Z3
22(răng)
22
54
i3
0,41
0,65
K.E.g3
f3 g3
76.54
76
Z3'
54(răng)
K.E.f4
f4 g4
76.30
76
Z4
Z'4
30(răng)
46(răng)
30
46
i4
K.E.g4
f4 g4
76.46
76
K.E.f5
f5 g5
76.1
2
Z5
Z5'
38(răng)
38(răng)
38
38
i5
1
K.E.g5
f5 g5
76.1
2
- Tính số răng của nhóm truyền thứ ba
14
1
1
f6
Ta có: i6 6 1,266
f6 g6 5
1,266
4 g6
1
f7
i7 0 1,260 f7 g7 2
1 g7
Ta có bội số chung nhỏ nhất của các tổng f i + g i là: K= 10.
Zmin.(f6 g6 )
17.5
10.1
Chọn Zmin Z6 17(răng) Emin
8.5
K.f6
Z K.E 10.9 90 ( răng )
Chọn E = 9
K.E.f6
f6 g6
90.1
5
Z6
18(răng)
18
72
i6
0.25
K.E.g6
f6 g6
90.4
5
Z'6
72(răng)
45(răng)
K.E.f7
f7 g7
90.1
2
Z7
Z'7
45
45
i7
1
K.E.g7
f7 g7
90.
2
45(răng)
- Tính số răng của nhóm truyền thứ tư
1
1
f8
Ta có: i8 6 1,266
f8 g8 5
1,266
4 g8
1
f9
i9 0 1,260 f9 g9 2
1 g9
Ta có bội số chung nhỏ nhất của các tổng f i + g i là: K= 10.
Zmin.(f6 g6 )
17.5
10.1
Chọn Zmin Z6 17(răng) Emin
8.5
K.f6
Z K.E 10.10 100 ( răng )
Chọn E = 10
K.E.f8
f8 g8
100.1
5
Z8
20(răng)
20
80
i8
0.25
K.E.g8
f8 g8
100.4
5
Z8'
80(răng)
15
K.E.f9
f9 g9
100.1
2
Z9
Z9'
50(răng)
50(răng)
50
50
i9
1
K.E.g7
f7 g7
100.1
2
- Tính số răng của nhóm truyền thứ năm
1
1
f10
Ta có: i10 3
f10 g10 3
1,263
2 g10
Ta có bội số chung nhỏ nhất của các tổng f i + g i là: K= 3
Zmin.(f10 g10 )
17.3
3
Emin
17
K.f10
Z K.E 3.35 105 ( răng )
Chọn E = 35
K.E.f10
f10 g10
105.1
Z10
35(răng)
70(răng)
3
35
70
i8
0,5
K.E.g10
f10 g10
105.2
3
Z1' 0
- Tính số răng của nhóm truyền thứ sáu
11 f11
Ta có: i11 2 1,262
f11 g11 18
7
g11
Ta có bội số chung nhỏ nhất của các tổng f i + g i là: K= 18
Zmin.(f11 g11)
17.18
18.11
Emin
1,54
K.f11
Z K.E 18.6 108 ( răng )
Chọn E = 6
K.E.f10
f10 g10
108.11
18
Z10
66(răng)
66
42
i8
1,57
K.E.g10
f10 g10
108.7
Z1' 0
42(răng)
18
Từ số liệu tính toán trên ta có bảng thống kê như sau:
Tỷ số truyền
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
16
Zi
Zi'
30
24
33
21
22
54
30
46
38
38
18
72
45
45
20
80
50
50
35
70
66
42
8. Ta có sơ đồ động như sau
Z1 Z
- Ta có phương trình xích động như sau: nt/c nđ/c.đ.itđ. . 2 ...
Z1' Z'2
Trong đó: n đ/cơ = 1440 vòng/phút.
đ 0,985
145
Ta chọn iđt
260
n o = 1440.0,985. = 791 vòng/phút.
nt/c n
Tính sai số vòng quay theo công thức: Vn
tinh .100%
nt/c
Trong đó: nt / c - số vòng quay trục chính tính theo .
n tính - số vòng quay trục chính tính theo phương trình xích động.
Sai số Vn 10.(1) 10.(1,261) 2,6%
nt/c
TT
1
Phương trình xích động
Vn
%
n tính
30 22 18 20 35
12,59
12,5
- 0,72
nt/c no.i1.i3.i6.i8.i10 791.
nt/c no.i2.i3.i6.i8.i10 791.
nt/c no.i1.i4.i6.i8.i10 791.
nt/c no.i2.i4.i6.i8.i10 791.
.
.
.
.
24 54 72 80 70
55 33 18 20 35
2
3
4
15,83
20,15
25,33
16
20
25
1,13
.
.
.
.
35 21 72 80 70
30 30 18 20 35
- 0,76
- 1,33
.
.
.
.
24 46 72 80 70
33 30 18 20 35
.
.
.
.
21 46 72 80 70
17
30 38 18 20 35
5
30,90
31,5
40
1,9
0,4
nt/c no.i1.i5.i6.i8.i10 791.
nt/c no.i2.i5.i6.i8.i10 791.
nt/c no.i1.i3.i7.i8.i10 791.
nt/c no.i2.i3.i7.i8.i10 791.
nt/c no.i1.i4.i7.i8.i10 791.
nt/c no.i2.i4.i7.i8.i10 791.
nt/c no.i1.i5.i7.i8.i10 791.
nt/c no.i2.i5.i7.i8.i10 791.
nt/c no.i1.i3.i7.i9.i10 791.
nt/c no.i2.i3.i7.i9.i10 791.
nt/c no.i1.i4.i7.i9.i10 791.
nt/c no.i2.i4.i7.i9.i10 791.
nt/c no.i1.i5.i7.i9.i10 791.
nt/c no.i2.i5.i7.i9.i10 791.
.
.
.
.
24 38 72 80 70
33 38 18 20 35
21 38 72 80 70
30 22 45 20 35
6
38,84
.
.
.
.
7
50,35
50
0,7
.
.
.
.
24 54 45 80 70
33 22 45 20 35
8
63,30
63
- 0,5
- 0,76
- 1,3
1,12
2,3
.
.
.
.
21 54 45 80 70
30 30 45 20 35
9
80,60
80
.
.
.
.
24 46 45 80 70
33 30 45 20 35
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
101,33
123,59
155,38
201,41
253,20
322,42
405,33
494,38
621,50
795,78
100
125
160
200
250
315
400
500
630
800
.
.
.
.
21 46 45 80 70
30 38 45 20 35
.
.
.
.
24 38 45 80 70
33 38 45 20 35
.
.
.
.
21 38 45 80 70
30 22 45 50 35
- 0,7
- 1,3
- 2,3
- 1,3
1,1
.
.
.
.
24 54 45 50 70
33 22 45 50 35
.
.
.
.
21 54 45 50 70
30 30 45 50 35
.
.
.
.
24 46 45 50 70
33 30 45 50 35
.
.
.
.
21 46 45 50 70
30 38 45 50 35
.
.
.
.
24 38 45 50 70
33 38 45 50 35
- 0,5
0,5
.
.
.
.
21 38 45 50 70
33 22 66
nt/c no.i2.i3.i11 791.
nt/c no.i1.i4.i11 791.
.
.
21 54 42
30 30 66
1013,32 1000
- 1,3
.
.
24 46 42
18
33 30 66
21
22
23
1273,88 1250
1563,75 1600
1953,29 2000
- 1,9
2,2
nt/c no.i2.i4.i11 791.
nt/c no.i1.i5.i11 791.
nt/c no.i2.i5.i11 791.
.
.
21 46 42
30 38 66
.
.
24 38 42
33 38 66
2,3
.
.
21 38 42
Ta có đồ thị sai số vòng quay như sau:
Từ đồ thị sai số vòng quay ta thấy n nằm trong phạm vi cho phép nên không phải
tính lại các tỷ số truyền.
II. Thiết kế hộp chạy dao
1. Liệt kê các bước ren tiêu chuẩn của bốn loại ren yêu cầu
- Ren quốc tế: t p = 1 192 (mm)
tp = 1-1,25-1,5-1,75-2-2,25-2,5-3-3,5-4-4,5-5-5,5-6-7-8-9-10-11-12-14-16-18-20-
22-24-28-32-36-40-44-48-56-63-72-80-88-96-112-138-192.
- Ren Anh: Số vòng ren trên một tấc anh - t p =
n = 24-20-19-18-16-14-12-11-10-9-8-7-6-5-4,5-4-3,5-3,25-3-2.
- Ren môdun: t p = .m
19
m = 0,5-1,25-1,5-2-2,25-2,5-3-3,5-4-4,5-5-5,5-6-7-8-9-10-11-12-14-16-18-20-
22-24-28-32-36-40-44-48.
- Ren pitch: Số môdun trên một tấc Anh - t p =
D p = 0,5-1,25-1,5-2-2,25-2,5-3-3,5-4-4,5-5-5,5-6-7-8-9-10-11-12-14-16-18-
20-22-24-28-32-36-40-48-56-64-72-80-88-96.
2. Lý luận chọn cơ cấu trong hộp chạy dao
Ta thấy giới hạn của bước ren rất lớn, do đó phải sắp sếp bảng ren rất nhiều
hàng và nhiều cột.
Với những bảng ren có 7 hàng ta sử dụng cơ cấu nooctông để giảm chiều dài
hộp chạy dao.
Với những bảng ren có 8 cột:
- Nếu hộp trục chính không có cơ cấu khếch đại, ta dùng cơ cấu mêan gián
tiếp, tuy nhiên độ cứng vững của cơ cấu này không cao.
- Nếu hộp trục chính có cơ cấu khếch đại, ta dùng nhóm bánh răng di trượt
và cơ cấu mêan.
Với những bảng ren có 4 5 hàng và 3 4 cột, ta có thể dùng bánh răng di
trượt là i cs còn I gb là cơ cấu mêan.
3. Sắp sếp bảng ren
a. Bảng ren quốc tế: t p = 1 192 (mm)
Tiêu chuẩn
Khếch đại
-
1
-
1,25
-
1,5
1/8
1,75
2
2,25
2,5
-
3,5
4
4,5
5
5,5
6
1/ 2
7
8
9
10
11
12
1/1
14
16
18
20
22
24
2/1
28
32
36
40
44
48
4/1
56
64
72
80
88
96
8/1
112
128
144
160
176
192
16/1
3
1/ 4
b. Bảng ren môdun: m = 0,5 - 48
Thông dụng
Khếch đại
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
1
-
1,25
-
1,5
1/ 2
1,25
2
2,25
2,5
2,75
3
3,5
4
4,5
5
5,5
6
2/1
7
8
9
10
11
12
4/1
14
16
18
20
22
24
8/1
28
32
36
40
44
-
1/8
-
48
16/1
1/ 4
1
20
c. Bảng xếp ren Anh: t p = 24 1
Thông dụng
24
12
6
3
-
1
22
11
5
4
2
20
18
10
9
5
2,5
-
1
2
16
14
8
7
4
2
-
1
3
3
2
1
1
6
13
-
2
4
d. Bảng xếp ren Pitch: D p = 96 1
Thông dụng
Khếch đại
96
88
80
72
68
56
1/8
48
44
40
36
32
24
22
20
18
16
12
11
10
9
8
7
6
-
5
-
4
3
-
2,5
-
-
-
1,5
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
28
1/ 4
14
1/ 2
-
2/1
-
8/1
1/1
4/1
16/1
Ta thấy bảng xếp ren có 7 hàng nên ta chọn cơ cấu nooctong để giảm chiều dài
của trục. Để tính toán cơ cấu nooctong ta lấy nhóm có i gb =1, chọn số răng các bánh
răng trong cơ cấu nooctong tốt nhất trong khoảng : 21 Z 60.
Cách thiết kế như sau: giả sử gọi Z 1 , Z 2 , Z 3 , ... là số răng của các bánh
răng thuộc cơ cấu nooctong ta có:
- Để cắt ren quốc tế thì:
Z1 : Z2 : Z3: Z4 : Z5 : Z6 = 7 : 8 : 9 : 10 : 11 : 12
= 28 : 32 : 36 : 40 : 44 : 48
Ta dùng cơ cấu nootong cho nhóm ren quốc tế và lấy làm chuẩn cho 4 loại ren.
- Để cắt ren môdun thì:
Z1 : Z2 : Z3: Z4 : Z5 : Z6 = 7 : 8 : 9 : 10 : 11 : 12
= 28 : 32 : 36 : 40 : 44 : 48
21
- Để cắt ren Anh:
Z1 : Z2 : Z3: Z4 : Z5 : Z6 : Z 7 = 13 : 14 : 16 : 18 : 20 : 22 : 24
= 26 : 28 : 32 : 36 : 40 : 44 : 48
- Để cắt ren Pitch :
Z1 : Z2 : Z3: Z4 : Z5 : Z6
= 7 : 8 : 9 : 10 : 11 : 12
= 28 : 32 : 36 : 40 : 44 : 48
Cơ cấu nootong có 6 bánh răng là
Z1 : Z2 : Z3 : Z5 : Z6 : Z7 : Z8 = 28 : 32 : 36 : 40 : 44 : 48
4. Tính toán thiết kế nhóm gấp bội
Nhóm gấp bội phải tạo ra 4 tỷ số truyền với = 2. Chọn cột 7 12 trong bảng
1 1 1 1
xếp ren quốc tế làm nhóm cơ sở thì các tỷ số truyền nhóm gấp bội là:
:
:
:
8 4 2 1
a. Chọn phương án không gian:
Ta có Z = 4 = 4 x 1 = 2 x 2
Ta có bảng so sánh phương án không gian như sau:
PA
4 x1
2 x 2
Yếu tố
- Tổng số bánh răng
- Tổng số trục
- Chiều dài trục
10
3
8
3
8b+7f
1
8b+7f
2
- Số bánh răng chịu mômen
xoắn lớn nhất.
Nhận xét: do phương án không gian 4 x 1 có số răng trên trục quá nhiều sẽ làm tăng
chiều dài trục, đồng thời làm giảm độ cứng vững của trục nên ta chọn PAKG hợp lý
là: Z = 2 x 2.
b. Chọn phương án thứ tự:
Với PAKG Z = 2 x 2 có hai phương án thứ tự, ta có bảng so sánh các phương
án thứ tự sau:
STT
PATT
Lưới kết cấu nhóm
Lượng mở
cực đại
Xmax
2
I
x
2
1
22 4
2
II
[2]
2
[1]
2
1
2
1
x
2
22 4
2
II
I
[2]
[1]
2
22
- Với mỗi phương án trên ta có lưới kết cấu như sau:
PA1
2
PA2
2
Z
x
2
II
Z
x
2
I
I
II
[1]
[2]
[2]
[1]
I
I
2[2]
2[1]
2[1]
2[2]
II
II
III
III
Ta thấy phương án 1 có lưới kết cấu nhịp nhàng cân đối, dạng dẻ quạt nên ta chọn
phương án 1 là phương án thứ tự chuẩn.
Do đó ta có đồ thị vòng quay như sau:
Z
2
I
x
2
II
[1]
[2]
23
I
2[1]
2[2]
i
1
i
i
2
4
II
i
3
III
i'1 i'2 i'3 i'4
Kiểm tra lại các tỉ số truyền:
1 1 1
Ta có : i1' i1.i3 .
2 4 8
1 1 1
i'2 i2.i3 .
1 4 4
1 1 1
i3' i1.i4 .
2 1 2
1 1 1
i'4 i3.i4 .
1 1 1
c. Tính toán số răng trong các nhóm truyền
- Tính số răng cho nhóm truyền thứ 1:
24
1
2
f1
Ta có: i1 1
f1 g1 3
g1
1
f2
i1 0
f2 g2 2
1
g2
Bội số chung nhỏ nhất của f i + g i là K = 6.
Zmin.(f1 g1)
17.3
6.1
Chọn Zmin Z1 17(răng) Emin
0,5
1
8,5
K.f1
Z K.E 6.9 54 ( răng )
Chọn E = 9
K.E.f1
f1 g1
54.1
3
Z1
18(răng)
36(răng)
18
36
i1
i2
K.E.g1
f1 g1
54.2
3
Z1'
K.E.f2
f2 g2
54.1
2
Z2
Z'2
27(răng)
27(răng)
27
27
K.E.g2
54.1
2
f2 g2
- Tính số răng cho nhóm truyền thứ 2:
1
f3
Ta có: i3 2
f3 g3 5
4
g3
1
f4
i4 0
f4 g4 2
1
g4
Bội số chung nhỏ nhất của f i + g i là K = 10.
Zmin.(f3 g3)
17.5
Chọn Zmin Z3 17(răng) Emin
8,5
K.f3
10.1
Z K.E 10.9 90 ( răng )
Chọn E = 9
K.E.f3
f3 g3
90.1
5
Z3
18(răng)
72(răng)
18
72
i1
0,25
K.E.g3
f3 g3
90.4
5
Z3'
K.E.f4
f4 g4
90.1
2
Z4
Z'4
45(răng)
45(răng)
45
45
i2
1
K.E.g4
f4 g4
90.1
2
5. Tính toán các tỷ số truyền còn lại ( nhóm truyền động bù )
25
Nhóm truyền động bù bao gốm các bánh răng thay thế và i cốđịnh . Trong đó i cd
dùng nối trục I với trục II của cơ cấu nooctong, khi thực hiện xích chủ động hoặc
xích bị động ta phải tính i bù . Muốn vậy ta phải lấy một số bất kỳ ở bảng ren, ví dụ
chọn t p = 6 ứng với i gb = 1/2. Dựa vào máy tương tự 1K62, bước vít me t x = 12
(mm), bánh răng di trượt trên cơ cấu nootong là Z = 48, vì khi cắt ren quốc tế và ren
môdul trục I chủ động nên ta có phương trình xích cắt ren như sau:
1vg /TC .ibù .ics.igb.tx tp
Trong đó:
i cs - là tỷ số truyền nhóm cơ sở.
i gb - là tỷ số truyền nhóm gấp bội
i bù - tỷ số truyền còn lại bù vào phương trình xích động
i bù = i tt . i cd
i tt - tỷ số truyền cặp bánh răng thay thế.
I cd - tỷ số truyền cặp bánh răng cố định còn lại trên xích truyền.
Vậy ta có phương trình xích cắt ren như sau:
1vg /TC .itt.icd.ics.igb.tx tp
tp
6
6
8
ibù
48 1
ics.igb.tx
. .12
36 2
ibù 6 28 42
.
icd 8 25 50
Theo máy 1K62 ta có I cd
=
itt
-Cặp bánh răng này còn dùng khi cắt ren anh, nhưng cơ cấu nootong phải ở vị trí bị
động. Để tính i cd ta cần tính thử cắt ren Anh có n = 5 ren/inch, khi đó ta có các giá trị sau:
t p =
; i cs
=
; i gb
=
; t x =12.
Phương trình xích động như sau:
36
1vg /TC .itt.icd. .igb.tx tp
Zn
tp
25,4 / 5
28
25
icd
1,1199
42 36 1
itt.ics.igb.tx
.
. .12
50 40 2
- Với i cd
Noocton bÞ ®éng nh-ng l¹i víi hai bé b¸nh r¨ng thay thÕ kh¸c nhau. §Ó t×m b¸nh r¨ng thay
=
ta cũng dùng để cắt ren pitch v× ren Anh vµ ren Pitch ®Òu ®i theo con ®-êng
28
25
25,4 25,4
thÕ c¾t ren Pitch ta tÝnh c¾t thö ren Pitch cã Dp=8 tp=
; igb=1; ic®=
Dp
8
12.127
Ta có: 25,4 = ; =
97.5
26
1272 12
.
52 8.97
tp
64
97
itt
36 1 28
. . .12
32 1 25
ics.igb.icd.tx
6. Kiểm tra bước ren theo xác suất nhất định.
Sai số bước ren khi ren gia công trên máy và ren của vít me dọc không cùng hệ, để
giảm sai số ta lấy các phân số gần đúng nhất với 25,4 và . Ta chỉ cần tính một bước ren
cho một hệ.
- Kiểm tra ren quốc tế:
Chọn t p = 10 mm ; i cs
=
; i gb
=
; i tt =
; t x = 12 mm
Phương trình xích cắt ren:
1vg /TC .itt.icd.ics.igb.tx tp
42 40 1 28
1.
.
. . .12 10mm
50 36 1 25
10 10
0%
Ta có sai số n%
10
- Kiểm tra ren môdul:
Chọn m = 6 m 6 tp m. 6.
- Kiểm tra ren Anh
Chọn n = 4 ; t p =
12.127
97.5
18,853
=
= 6,35 mm ; i
27
27 trang
13/09/2024
850
Bạn đang xem tài liệu "Đồ án Thiết kế máy công cụ", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.
File đính kèm:
- do_an_thiet_ke_may_cong_cu.doc
