Đồ án Thiết kế máy công cụ: Thiết kế máy tiện ren vít vạn năng

Chia sẻ: Trongcuong Nguyen | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:60

Thêm vào BST

Báo xấu

1.394
lượt xem 282
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phần tính toán thiết kế máy mới gồm các nội dung sau: chương 1 phân tích máy tương tự, chương 2 tính toán động học toàn máy, chương 3 tính công suất động cơ, chương 4 tính bền, chương 5 tính hệ thống điều khiển.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án Thiết kế máy công cụ: Thiết kế máy tiện ren vít vạn năng

Nhiệm vụ thiết kế THIẾT KẾ MÁY TIỆN REN VÍT VẠN NĂNG SỐ LIỆU THIẾT KẾ 1. Hộp tốc độ: Z=23 nmin= 14 (v/ph) 2. Hộp chạy dao dùng cơ cấu Norton, khuếch đại ren uKđmax = 32: Ren hệ mét : tp= Ren Anh : n= Ren mô-đun : m= Ren Pitch: Dp= Sdọcmin = 2.Sngangmin = 0,08 (mm/vòng) Động cơ chính: N=10Kw; n= 1440 (vòng/ph) NỘI DUNG THUYẾT MINH - Phân tích máy tương tự - Tính toán động học toàn máy - Tính công suất động cơ - Tính bền: + Trục chính +Một cặp bánh răng - Tính hệ thống điều khiển BẢN VẼ Vẽ khai triển và vẽ cắt hệ thống điều khiển: HỘP TỐC ĐỘ  Vẽ khai triển và vẽ cắt hệ thống điều khiển: HỘP CHẠY DAO  Hà nội,ngày 10 tháng 2 năm 2014 Giáo viên hướng dẫn BÙI TUẤN ANH LỜI NÓI ĐẦU Một trong những nội dung đặc biệt quan tr ọng của cuộc cách m ạng khoa h ọc kĩ thu ật trên toàn cầu nói chung và với sự nghiệp công nghiệp hóa,hiện đại hóa đ ất n ước ta nói riêng hiên nay đó là việc cơ khí hóa và tự động hóa quá trình sản xuất. Nó nhằm tăng năng su ất lao Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page 1
động và phát triển nên kinh tế quốc dân. Trong đó công nghi ệp ch ế tạo máy công c ụ và thi ết bị đóng vai trò then chốt. Để đáp ứng nhu cầu này,đi đôi với công việc nghiên c ứu, thi ết k ế nâng cấp máy công cụ là trang bị đầy đủ những kiến thức sâu r ộng v ề máy công c ụ và trang thiết bị cơ khí cũng như khả năng áp dụng lí luận khoa học thực ti ễn sản su ất cho đ ội ngũ cán bộ khoa hoc kĩ thuật là không thể thiếu được. Với những kiến thức đã được trang bị,sự hướng dẫn nhiệt tình của các thầy cô giáo cũng như sự cố gắng c ủa b ản thân. Đ ến nay nhi ệm v ụ đ ồ án máy công cụ được giao cơ bản em đã hoàn thành. Trong toàn b ộ quá trình tính toán thi ết k ế máy mới “Máy tiện ren vít vạn năng” có thể có nhiều hạn chế. Rất mong được sự chỉ bảo của thầy. Phần tính toán thiết kế máy mới gồm các nội dung sau: Chương I : Phân tích máy tương tự Chương II : Tính toán động học toàn máy Chương III: Tính công suất động cơ Chương IV: Tính bền Chương V : Tính hệ thống điều khiển Qua đây em cũng xin cảm ơn các thầy cô trong bộ môn, đặc bi ệt là thầy Bùi Tuấn Anh đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này Sinh viên thực hiện Đặng Duy Kiên CHƯƠNG I : PHÂN TÍCH MÁY TƯƠNG TỰ 1.1) KHẢO SÁT CÁC ĐẶC TÍNH KĨ THUẬT CỦA MỘT SỐ LOẠI MÁY TIỆN THƯỜNG GẶP Máy tiện là loại máy phổ thông được dùng nhi ều nhất, nó chi ếm kho ảng 40% đên 50% thiết bị trong nhà máy. Sở dĩ nó được trang bị nhi ều nh ư vậy vì kh ả năng gia công c ủa loại máy này khá đa dạng từ việc gia công các mặt tròn xoay (m ặt tr ụ, m ặt đ ịnh hình, m ặt nón, mặt ren vít) đến khoan, khoét, doa, tạo hình nhiều cạnh, elip, cam, gia công cắt đứt) Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page 2
Các loại máy tiện hiện trang bị trong các nhà máy ở n ước ta hi ện nay h ầu h ết là các máy cũ của Liên Xô hay do chúng ta tự sản xuất dựa theo các kiểu máy của Liên Xô,có cải tiến để phù hợp với điều kiện sản xuất của nước ta. Các loại máy tiện vạn năng chúng ta hay gặp trong các xưởng c ơ khí và đ ặc tính kĩ thuật của chúng: Bảng 1.1): Tính năng kĩ thuật của các máy đã có Đặc tính kĩ thuật Các loại máy T620 1K62 T616 Chiều cao tâm máy (mm) 200 200 160 Khoảng cách hai mũi tâm (mm) 1400 1500 700 Đường kính vật gia công Dmax(mm) 400 400 320 Số cấp tốc độ (z) 23 21 12 Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page 3
Số vòng quay:nminnmax (v/p) 12,52000 11,51200 441980 Lượng chạy dao dọc (mm) 0,074,16 0,0821,59 0,061,07 Lượng chạy dao ngang (mm) 0,0352,0 0,0270,527 0,040,78 Công suất trục chính (kw) 10 7 4,5 Lực chạy dao lớn nhất Pxmax (N) 3530 3430 3000 Pymax (N) 5400 5400 8100 Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page 4
Khả năng cắt ren Ren quốc tế (tp) 1192 Ren Mô-đun (m) 0,548 Ren Anh (n) 242 Ren pitch (Dp) 961 Kết Luận: Theo đề bài thiết kế thì ta thấy máy tiện ren vít vạn năng T620 có các đ ặc tính tương tự. Do đó ta sử dụng máy T620 làm máy mẫu để khảo sát thiết kế máy mới 1.2) PHÂN TÍCH MÁY TƯƠNG TỰ-MÁY TIỆN REN VÍT VẠN NĂNG T620 1.2.1) Sơ đồ động học máy Ly hî p ma s¸ t II ® êng truyÒn ng hÞ h c ® ê ng V q ua y thuËn III tõ ®éng c¬ IV VI ® ê ng truyÒn tè c ®é thÊp VII ® ê ng truyÒn tèc ®é c a o Hình 1.1) Sơ đồ động học máy tiện T620 Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page 5
Hình 1.2) Sơ đồ động của máy tiện T620 a) Xích tốc độ: Xích nối từ động cơ điện công suất N=10kW số vòng quay n=1450 vg/ph, qua b ộ truy ền đai vào hộp tốc độ làm quay trục chính VII Lượng di động tính toán ở hai đầu xích là: nđc (vg/ph) của động cơ ntc (vg/ph) của trục chính Xích tốc độ có đường quay thuận. Mỗi đường truyền khi tới trục chính bị tách ra làm 2 đ ường truyền: + Đường truyền trực tiếp tới trục chính cho ta tốc độ cao + Đường truyền tốc độ thấp đi từ trục IV-V-VI-VII Phương trình xích động biểu thị khả năng biến đổi tốc độ của máy Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page 6
Hình 1.3) Phương trình xích động Từ phương trình trên ta thấy: + Đường tốc độ cao vòng quay thuận có 6 cấp tốc độ 2x3x1=6 + Đường tốc độ thấp vòng quay thuận có 24 cấp tốc độ 2 x 3 x 2 x 2 x 1 = 24 Thực tế đường truyền tốc độ thấp vòng quay thuận chỉ có 18 cấp tốc độ, vì giữa trục IV và trục VI có khối bánh răng di trượt hai bậc có khả năng cho ta 4 tỉ số truyền IV V VI Nhìn vào phương trình thực tế chỉ có 3 tỉ số truyền , , Như vậy đường truyền tốc độ thấp vòng quay thuận còn 18 tốc độ 2 x 3 x 3 x 1 = 18 Vậy đường truyền thuận có 18+6=24 cấp tốc độ bao gồm: Tốc độ thấp từ n1 n18 Tốc độ cao từ n19n24 Về mặt độ lớn ta thấy n18 n19 . Vậy trên thực tế chỉ có 23 tốc độ khác nhau. Các tỉ số truyền , , tạo nên ikđại dùng để cắt ren khuếch đại b) Xích chạy dao cắt ren: Máy tiện ren vít vạn năng T620 có khả năng cắt 4 loại ren: + Ren quốc tế (tp) + Ren mô-đun (m) + Ren Anh (n) + Ren Pitch (Dp) Khi cắt ren tiêu chuẩn xích truyền từ trục VII xuống trục VIII về trục IX qua cặp bánh răng thay thế vào hộp dao và trục vit me. Lượng di động tính toán ở hai đầu xích là: Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page 7
Một vòng trục chính-cho tiện được 1 bước ren tp (mm). Để cắt được 4 loại ren máy có 4 khả năng điều khiển sau: + Cơ cấu bánh răng thay thế qua trục IX và trục X đảm nhận 2 khả năng (dùng c ặp bánh răng và ). + Bộ bánh răng Nooctong chủ động chuyển động từ trục IX qua li hợp C 2 tới trục X làm quay khối bánh răng hình tháp xuống trục XI qua C3 tới trục XII đến trục XIV tới trục vít me. + Nooctoong bị động chuyển động từ trục X thông qua C 2 mà đi từ cặp bánh răng tới trục XI và 28-25-36 bánh răng hình tháp XII qua bánh răng 35 (không truyền qua tr ục XV) xu ống d ưới 18-28-35-XIII tiếp tục truyền qua XIV-XV tới vít me. + Để cắt được nhiều ren khác nhau trong cùng một loại ren trong h ộp ch ạy dao c ủa máy dùng khối bánh răng hình tháp 7 bậc và 2 khối bánh răng di trượt. Khi cắt ren trái trục chính giữ nguyên chiều quay cũ c ần đ ổi chi ều ch ạy dao ng ược l ại trong xích có cơ cấu đổi chiều nối giữa trục VIII và IX tới bánh răng đệm 28. Lược đồ cấu trúc động học hộp chạy dao Hình 1.4) Lược đồ cấu trúc chạy dao Từ cấu trúc động học xích chạy dao trên ta có phương trình tổng quát cắt ren như sau: 1 vòng trục chính x icố định x ithay thế x icơ sở x igấp bội x tv = tp • Khi cắt ren quốc tế ( dùng cho các mối ghép): - Lượng di động tính toán : 1 vòng trục chính tp (mm) - Bánh răng thay thế ,bánh răng nooctong chủ động • Khi cắt ren Anh: - Lượng di động tính toán : 1 vòng trục chính 25,4/n (mm) Trong đó n: số vòng quay trên 1 tấc Anh - Bánh răng thay thế ,con đường 2 bánh nooctong chủ động Phương trình cắc ren Anh 1vgtc (VII) (VIII) (IX) (X) . (XI) . (XII) (XIII).igb.XV.tv=tp Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page 8
• Khi cắt ren mô-đun : (dùng cho truyền động) - Lượng di động tính toán : 1 vòng trục chính - Bánh răng thay thế ,con đường 1 nooctong chủ động Phương trình xích động 1vgtc (VII) (VIII) (IX) (X) C2. (XI) C3 (XII).igb.(XV).12=tp • Khi cắt ren Pitch: - Lượng di động tính toán : 1 vòng trục chính 25,4. /Dp - Bánh răng thay thế , con đường 1 nooctong chủ động * Chạy dao dọc : Từ trục bánh vít 28( trục XVII) qua c ặp bánh răng 14/60 (bánh răng l ồng không) đóng ly hợp bánh răng thanh răng t=10 (m=3) xe dao chạy d ọc h ướng vào mâm c ặp (chạy thuận),khi chạy dao lùi đường truyền từ trục XVIII xuống ly hợp qua bánh răng đệm 38 tới bánh răng 14/60 tới cặp bánh răng thanh răng 14/60 làm bánh xe chạy dao lùi * Chạy dao ngang : Đường truyền giống như chạy dao dọc truyền theo n ửa bên phải h ộp chạy dao tới vít me ngang t=5 * Chạy dao nhanh : Máy có động cơ điện chạy dao nhanh N = 1 kW, n= 1410 vg/ph tr ực ti ếp làm quay nhanh trục trơn XVI Từ các yêu cầu đó ta có được một bảng sắp xếp ren như sau: Bảng 1.2) Bảng xếp ren Ren quốc Ren modun tế m=tp/π tp=mm - 1,75 3,5 7 - - - 1,75 1 2 4 8 - 0,5 1 2 - 2,25 4,5 9 - - - 2,25 1,25 2,5 5 10 - - 1,25 2,5 - - 5,5 11 - - - - 1,5 3 6 12 - - 1,5 3 Ren Anh Ren pitch n=25,4/tp Dp=25,4π/tp 14 7 31/2 - 56 28 14 7 16 8 4 2 64 32 16 8 18 9 41/2 - 72 36 18 9 19 9,5 - - 80 40 20 10 20 10 5 - 88 44 22 11 22 11 - - 96 48 24 12 24 12 6 3 - - - - c) Một số cơ cấu đặc biệt: + Cơ cấu ly hợp siêu việt : Trong xích chạy dao nhanh và động cơ chính đều truyền tới cơ cấu chấp hành là trục trơn bằng hai đường truyền khác nhau. Nên n ếu không có ly h ợp siêu vi ệt truyền động sẽ làm xoắn và gẫy trục. Cơ cấu ly hợp siêu vi ệt đ ược dùng trong nh ững tr ường hợp khi máy chạy dao nhanh và khi đảo chiều quay của trục chính Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page 9
+ Cơ cấu đai ốc mở đội : vít me truyền động cho 2 má đai ốc m ở đôi t ới h ộp xe dao. Khi quay tay quay làm đĩa quay chốt gắn cứng với 2 má sẽ trượt theo rãnh ăn khớp với vít me + Cơ cấu an toàn trong hộp chạy dao nhằm đảm bảo khi làm vi ệc quá t ải,đ ược đ ặt trong xích chạy dao ( tiện trơn) nó tự ngắt truyền động khi máy quá tải 1.2.2) Vẽ lưới vòng quay a. Tính trị số ϕ Ta có : nmin = 12,5 vòng/phút nmax = 2000 vòng/phút Z = 23 Tính công bội ϕ theo công thức ϕ = Ta có ϕ = 1,26 Bởi vậy công bội ϕ của máy T620 có giá trị ϕ = 1,26. b. Tính trị số vòng quay của trục đầu tiên của hộp tốc độ + Trên trục II : nII = nđcơ x iđt= 1450 x = 808,65 (v/ph) + Trên trục VII:Căn cứ vào nmin tra bảng vòng quay tiêu chuẩn ta có 23 tốc độ 12,5-16-20-25-31,5-40-50-63-80-100-125-160-200-250-310-400-500-630- 800-1000- 1250-1600-2000 + Xác định vị trí n0 đặt trên đồ thị vòng quay no = nII = 809 ≈ 800 =n19 + Xác định độ xiên của các nhóm truyền theo công thức với ϕ = 1,26 • Nhóm truyền thứ nhất có 2 tỉ số truyền i1 = =1,26x ⇒ X1 = = 2,16 ≈ 2 i2 = =1,26x ⇒ X2 = = 1,16 ≈ 1 ⇒ Tia i1 lệch sang phải 2 khoảng logϕ ⇒ Tia i2 lệch sang phải 1 khoảng logϕ Lượng mở giữa hai tia : ϕx = i1/i2 = ϕ2/ϕ = ϕ = ϕx ⇒=1 • Nhóm truyền thứ hai (từ trục II tới trục III) có 3 tỉ số truyền i3 = ; i4 = ; i5 = Tương tự cách làm nhóm truyền 1 ta có : X3 = - 2,09 ≈ - 2 ⇒ Tia i3 lệch sang trái 2 khoảng logϕ X4 = - 4,17 ≈ - 4 ⇒ Tia i4 lệch sang trái 4 khoảng logϕ X5 = 1 ⇒ Tia i5 thẳng đứng Lượng mở = ứng với nhóm truyền khuếch đại • Nhóm truyền thứ ba (từ trục III tới trục IV) có 2 tỉ số truyền i6 = i7 = X6 = -6 ⇒ Tia i6 lệch sang trái 6 khoảng logϕ X7 =1 ⇒ Tia i7 thẳng đứng • Nhóm truyền thứ tư (từ trục IV tới trục V) có 2 tỉ số truyền i8 = i9 = Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page 10
X8 = -6 ⇒ Tia i8 lệch sang trái 6 khoảng logϕ X9 =1 ⇒ Tia i9 thẳng đứng • Nhóm truyền gián tiếp (từ trục V tới trục VI) có 1 tỉ số truyền i10 = X10 = -4 ⇒ Tia i10 lệch sang trái 4 khoảng logϕ • Nhóm truyền trực tiếp (từ trục III tới trục VI) có 1 tỉ số truyền i11= X11= 2 ⇒ Tia i11 lệch sang phải 2 khoảng logϕ c. Vẽ đồ thị vòng quay n®c = 1450 I i ® n 0 II i 1 i 2 III i 3 i 4 i 5 IV i 6 i 7 i 9 i 8 V i 11 VI i 10 VII 12,5 2000 Hình 1.5) Đồ thị vòng quay * Kết luận Công thức động học của máy T620 Phương án không gian chạy vòng 2 x 3 x 2 x 2 x 1 = z1 Phương án không gian chạy tắt 2 x 3 x 1 = z2\ Số tốc độ đủ : z = z1 + z2 = 24 + 6 = 30 Phương án thứ tự của z1 2x3x2x2 Trong đó nhóm truyền 2 có ϕ12 = 1,2612 = 16 > 8 không thõa mãn điều kiện ϕmax 8. Nên phải tạo ra hiện tượng trùng tốc độ như sau Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page 11
Z1 thu hẹp = 2.3.2.2 Số tốc độ trùng zx = 12 - 6 = 6 được bù lại bằng đường truyền th ứ hai có ph ương án không gian 2x3 Phương án thứ tự 2x3x1 Do đó lưới kết cấu của máy sẽ là Đường truyền gián tiếp Đường truyền trực tiếp (Đường truyền chính) (Đường truyền phụ) Hình 1.6) Lưới kết cấu Chương II : THIẾT KẾ TRUYỀN DẪN MÁY MỚI 2.1) THIẾT KẾ TRUYỀN DẪN HỘP TỐC ĐỘ 2.1.1) Chuỗi số vòng quay Máy tiện ren vít vạn năng theo kiểu T620 với các thông số Z=23; nmin = 14 (v/ph); ϕ = 1,26 a) Chuỗi số vòng quay tuân theo quy luật cấp số nhân Công bội Ta có: Suy ra nmax = 2261 (v/ph) n1= nmin= 14 (v/ph) n2= n1. ϕ n3= n2. ϕ= n1= ϕ2 Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page 12
………… n23= n22. ϕ= n1. ϕ22 Công thức tính tốc độ cắt: V= (m/ph) Trong đó: d- Đường kính chi tiết gia công (mm) n- Số vòng quay trục chính (v/ph) b) Tính số hạng của chuỗi số Phạm vi điều chỉnh Công bội ϕ= 1,26 Số cấp tốc độ Z= 23 Trị số vòng quay cơ sở thành lập từ trị số vòng quay đầu tiên n1= 14 v/ph và nz= n1. ϕz-1 Lần lượt thay Z= vào ta có bảng sau: Bảng 2.1) Bảng chuỗi số vòng quay Tốc độ Công thức tính n tiêu chuẩn n1 nmin= n1 14 n2 n1. ϕ 18 n3 n1. ϕ2 22,4 n4 n1. ϕ3 28 n5 n1. ϕ4 35,5 n6 n1. ϕ5 45 n7 n1. ϕ6 56 n8 n1. ϕ7 71 n9 n1. ϕ8 90 n10 n1. ϕ9 112 n11 n1. ϕ10 141 n12 n1. ϕ11 180 n13 n1. ϕ12 224 n14 n1. ϕ13 280 n15 n1. ϕ14 355 n16 n1. ϕ15 450 n17 n1. ϕ16 560 n18 n1. ϕ17 710 n19 n1. ϕ18 900 n20 n1. ϕ19 1120 n21 n1. ϕ20 1410 n22 n1. ϕ21 1800 Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page 13
n23 n1. ϕ22 2240 c) Số nhóm truyền tối thiểu với i: số nhóm truyền tối thiểu => i= = 3,67 Vì số nhóm truyền là nguyên nên lấy i= 4 2.1.2) Phương án không gian Các phương án không gian 24x1 12x2 3x4x2 6x2x2 2x3x2x2 Dựa vào số nhóm truyền tối thiểu i=4 ta loại trừ các phương án không gian và lấy phương án không gian là : 2x3x2x2 Cách bố trí các bộ phân tổ hợp thành xích tốc độ bố trí theo phương án hộp tốc độ và hộp trục chính vì máy có độ phức tạp lớn ( Z=23) công suất lớn N=10kW • Dựa vào công thức Z=p1.p2.p3….pj Trong đó pj là tỷ số truyền trong một nhóm Ta có Z= 24= 2x2x3x2= 2x2x2x3= 3x2x2x2= 2x3x2x2 Mỗi thừa số pj là 1 hoặc 2 khối bánh răng di trượt truyền động giữa 2 trục liên tục • Phương án không gian được lựa chọn hợp lý dựa trên các tiêu chuẩn: 1. Tổng số bánh răng trên một trục Sz= 2(p1+p2+….+pj) 2. Tổng số trục của phương án là nhỏ nhất S= i+1 i: số nhóm truyền động 3. Chiều dài sơ bộ của hộp tốc độ theo công thức L = Σb + Σf b: Chiều rộng bánh răng f: khoảng hở giữa bánh răng và khe hở để lắp miếng gạt 4. Số bánh răng chịu momen xoắn ở trục cuối cùng là ít nhất 5. Các cơ cấu đặc biệt dùng trong hộp: ly hợp ma sát,phanh Bảng 2.2) Bảng so sánh phương án bố trí không gian Phương án 3x2x2x2 2x2x3x2 2x3x2x2 2x2x2x3 Yếu tố so sánh 1.Tổng số bánh răng Sz 18 18 18 18 2. Tổng số trục Str 5 5 5 5 3. Chiều dài L 19b + 18f 19b + 18f 19b + 18f 19b + 18f 4. Số bánh răng Mmax 2 2 2 3 5. Cơ cấu đặc biệt Ly hợp ma sát Ly hợp ma sát Ly hợp ma sát Ly hợp ma sát Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page 14
Kết luận: Với phương án và bảng so sánh trên ta thấy nên chọn phương án không gian 2x3x2x2 vì - Tỷ số truyền giảm dần từ trục đầu tiên đến trục cuối. Nhưng phải bố trí trên trục đầu tiên một bộ ly hợp ma sát nhiều đĩa và một bộ bánh răng đảo chiều - Số bánh răng phân bố trên các trục đều hơn PAKG 3x2x2x2 và 2x2x3x2 - Số bánh răng chịu momen xoắn lớn nhất Mmax trên trục chính là ít nhất Do đó để đảm bảo tỷ số truyền giảm từ từ đồng đều ưu tiên việc bố trí kết cấu ta chọn PAKG 2x3x2x2 b f I f II III IV V Hình 2.1) Sơ đồ động học của máy 2.1.3) Phương án thứ tự (PATT) - Số phương án thứ tự q=m! m: số nhóm truyền Với m=4 ta có q= 4!= 24 Để chọn PATT hợp lý nhất ta lập bảng để so sánh tìm phương án tối ưu Bảng 2.3) Bảng so sánh các phương án thứ tự TT Nhóm 1 TT Nhóm 2 TT Nhóm 3 T Nhóm 4 T 2 x 3 x 2 x2 2 x3x2 x2 2x3x2x2 2x3x2x2 1 I II III IV 7 II I III IV 13 III I II IV 19 IV I II III [1][2] [6][12] [3][1][6] [12] [6][1][3] [12] [12][1][3] [6] 2x3x2x2 2x3x2x2 2x3x2x2 2x3x2x2 2 I III II IV 8 II III I IV 14 III II I IV 20 IV II I III [1][4] [2][12] [2] [4] [1] 12] [6] [2] [1] 12] [12][2] [1][6] 2x3x2x2 2x3x2x2 2x3x2x2 2x 3 x2x2 3 I IV II III 9 II III IV I 15 III IV I II 21 IV III I II [1] [8] [2] [4] [2][4][12][1] [4] [8] [1] [2] [12][4][1][2] Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page 15
2x3x2x2 2x3x2x2 2x3x2x2 2x 3x2x2 4 I II IV III 10 II I IV III 16 III I IV II 22 IV I III II [1][2][12][6] [3][1][12][6] [6][1][12][3] [12][1][6][3] 2x3x2x2 2x 3x2x2 2x3x2x2 2x 3x2x2 5 I III IV II 11 II IV III I 17 III II IV I 23 IV II III I [1][4][12][2] [2][8][4][1] [6][2][12][1] [12][2][6][1] 2x 3x2x2 2x3x2x2 2x3x2x2 2x3x2x2 6 I IV III II 12 II IV I III 18 III IV II I 24 IV III II I [1][8][4][2] [2][8][1][4] [4][8][2][1] [12][4][2][1] xmax 12 16 12 16 12 16 12 16 ϕxmax 16 40,32 16 40,32 16 40,32 16 40,32 Nhận xét : Qua bảng trên ta thấy các phương án đều có ϕxmax > 8 như vậy không thõa mãn điều kiện ϕxmax = ϕi(p-1) 8 Do đó để chọn được phương án đạt yêu cầu ta phải tăng thêm trục trung gian hoặc tách ra làm hai được truyền Như vậy PATT I II III IV có ϕxmax = 1,2612 là nhỏ hơn cả theo máy chuẩn đã chọn thì phương án này là tốt hơn,có lượng mở đều đặn và tăng từ từ, kết cấu chặt chẽ, hộp tương đối gọn, lưới kết cấu có hình rẻ quạt Cụ thể: PAKG 2 x 3 x 2 x 2 PATT I II III IV [x] [1] [2] [6] [12] Để đảm bảo ϕxmax 8 ta phải thu hẹp lượng mở tối đa từ ϕxmax = 12 xuống ϕxmax = 6 Do thu hẹp lượng mở nên số tốc độ thực tế bị giảm. Ta có số tốc độ thực tế là Z1 = Z - lượng mở thu hẹp = 24 – 6= 18 PATT bây giờ là 2[1] x 3[8] x 2[6] x 2[6] Để bù lại số tốc độ trùng vì thu hẹp lượng mở ta thiết kế thêm đường truyền tốc độ cao ( đường truyền tắt) PAKG đường truyền này là Z2= 2x3x1=6 tốc độ Vậy PAKG cuả hộp tốc độ là Z = Z1+Z2= 24+6 = 30 Do trùng 7 tốc độ ( Tốc độ cuối của đường truyền tốc độ thấp trùng với tốc độ của đường truyền cao) Nên số tốc độ thực tế của máy là Z = 30 – 7 = 23 tốc độ Ta có lưới kết cấu của máy như sau: Hình 2.2) Lưới kết cấu của Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page 16
máy n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 n9 n10 n11n12n13 n14 n15 n16 n17 n18 n19 n20 n21 n22 n23 n24 2.1.4) Vẽ đồ thị vòng quay Trị số vòng quay giới hạn n0 trên trục I được biến thiên trong khoảng n0 min n0 n0 max Tính theo các tỷ số truyền lớn nhất và tỷ số truyền nhỏ nhất kể từ trục chính đến trục đầu tiên n0min = nmax/Uimax n0max = nmin/Uimin Trong đó i- chỉ số biểu thị nhóm truyền Uimax = U1max. U2max. . . Uimax Uimin = U1min. U2min. . . Uimin Có thể lấy: Uimax = U1max. U2max. . . Uimax = 2 Uimin = U1min. U2min. . . U1min = ¼ Vậy n0 max =14/(1/4)4 = 3584 v/ph n0 min = 2261/24 = 141 v/ph Như vậy giới hạn n0 biến thiên trong khoảng 141 n0 3584 Để trục và bánh răng đầu vào của hộp chịu M x kích thước nhỏ gọn. Thường đặt n 0 ở các trị số n0 lớn. Vì vậy sẽ gần với nđc. Hơn nữa n0 tới nmin của trục chính bao giờ cũng giảm nhiều hơn tăng Giả sử ta chọn n0= n19 = 900 v/ph Khi đó iđtr = n0/nđcơ. = 900/1440.0,985 = 0,635 Ta vẽ được đồ thị vòng quay của máy như sau: n0=900 II III IV V Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page 17
VI VII n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 n9 n10 n11 n12 n13 n14 n15 n16 n17 n18 n19 n20 n21 n22 n23 Hình 2.3) Đồ thị vòng quay 2.1.5) Tính toán số răng của các nhóm truyền trong hộp tốc độ a) Tính nhóm truyền cố định từ trục động cơ đến trục thứ nhất Ta có: no = nđc. io. ηđ= 900 ⇒ io= = 0,635 b) Tính số răng của nhóm truyền thứ nhất n0 Bội số chung nhỏ nhất của (fx + gx ) = 18 .Vậy K = 18 Vì tia có tỷ số truyền nghiêng phải nhiều nhất do đó Emin i được tính theo bánh răng bị động 2 Với Zmin = 17. i1 Chọn Emin = 3 ΣZ = E.K =3.18 = 54 răng. Để tận dụng bánh răng làm vỏ ly hợp ma sát nên đường kính của bánh răng khoảng 100 mm, theo các máy đẫ có thì môdul bánh răng khoảng 2,5 nên bánh răng ch ủ đ ộng ch ọn kho ảng trên 50 răng do đó tăng tổng số răng của cặp Chọn Emin = 5 ΣZ = E.K =5.18 = 90 răng. Ta lấy E = 5 Vậy răng Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page 18
c) Tính số răng của nhóm truyền thứ hai i5 i4 Bội số chung nhỏ nhất của (fx + gx ) = 108 . Vậy K = 108 Ta nhận thấy bánh răng nhỏ nhất là Z3 trong đường truyền Giảm tốc nên Emin được tính theo bánh răng chủ động i3 Ta lấy E = 1 Vậy răng d) Tính số răng của nhóm truyền thứ ba i7 Bội số chung nhỏ nhất của (fx + gx ) = 10 . Vậy K = 10 Ta nhận thấy bánh răng nhỏ nhất là Z6 trong đường truyền giảm tốc nên Emin được tính theo bánh răng chủ động i6 Ta lấy E = 11 Vậy răng e) Tính số răng của nhóm truyền thứ tư i9 Bội số chung nhỏ nhất của (fx + gx ) = 10 . Vậy K = 10 Ta nhận thấy bánh răng nhỏ nhất là Z8 trong đường truyền giảm tốc nên Emin được tính theo bánh răng chủ động i8 Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page 19
Ta lấy E = 11 Vậy răng f) Tính số răng của nhóm truyền thứ năm Bội số chung nhỏ nhất của (fx + gx ) = 3 .Vậy K = 3 Ta nhận thấy bánh răng nhỏ nhất là Z10 trong đường truyền Giảm tốc nên Emin được tính theo bánh răng chủ động Ta lấy E = 27 ( để bánh răng Z’10 có đường kính chân răng lớn hơn trục chính) Vậy răng i 10 g) Tính số răng của nhóm truyền trực tiếp Bội số chung nhỏ nhất của (fx + gx ) = 18 .Vậy K = 18 Ta nhận thấy bánh răng nhỏ nhất là Z’11 trong đường truyền tăng tốc nên Emin được tính theo bánh răng bị động i tt Ta lấy E = 6 Vậy răng Bảng 2.4) Bảng thống kê I 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 tính tham khảo Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page 20