Đồ án Thiết Kế Máy Phay Lăn Răng

I. TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG

Bánh răng, bánh vít là những chi tiết quan trọng dùng để truyền lực và truyền chuyển động trong nhiều loại máy khác nhau. Cùng với sự phát triển của ngành chế tạo máy và với yêu cầu sửa chữa, thay thế các loại chi tiết này ngày càng được chế tạo nhiều hơn. Ở nhiều nước trên thế giới người ta đã xây dựng những nhà máy, phân xưởng chuyên chế tạo bánh răng, bánh vít với trình độ cơ khí hóa và tự động hóa cao.

Tùy theo hình dạng bánh răng, phương răng và đoạn biên dạng răng, người ta chia bộ truyền bánh răng thành nhiều loại: bánh răng trụ, bánh răng côn. Và trong mỗi loại này còn được phân thành nhiều loại bánh răng khác nhau dựa theo biên dạng răng như: bánh răng thân khai, bánh răng Novikov, bánh răng Xicloit.

Tuỳ theo vị trí tương đối giữa các trục có thể chia thành truyền động bánh răng ra các loại:

- Truyền động bánh răng trụ bánh răng thẳng, răng nghiêng hoặc răng chữ V, ăn khớp ngoài hoặc ăn khớp trong dùng để truỳên động giữa các trục song song.

- Truyền động bánh răng nón, răng thẳng răng cong hoặc răng nghiêng dùng để truyền động giữa các trục cắt nhau.

- Truyền động bánh răng - thanh răng dùng để đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến hoặc ngược lại.

Theo đặc trưng của chuyển động của trục mang bánh răng có:

- Truyền động thường: Trong loại này đường tâm hình học của các trục bánh răng là cố định.

- Truyền động ngoại luân: Đường tâm của trục một vài bánh răng là di động.

Theo vị trí tương đối của hai tâm quay đối với tiếp tuyến với hai đường tròn lăn tại điểm tiếp xúc giữa hai vòng này:

- Bánh răng ngoại tiếp: tâm quay của hai bánh răng nằm ở hai phía của đường tiếp tuyến.

- Bánh răng nội tiếp: tâm quay của hai bánh răng ở về một phía của đường tiếp tuyến

Theo hướng răng trên bánh răng:

- Bánh răng thẳng

- Bánh răng nghiêng

- Bánh răng xoắn

- Bánh răng cong

Theo đường cong dùng làm biên dạng của răng:

- Bánh răng thân khai: Biên dạng của răng là đường thân khai của đường tròn

- Bánh răng xyclôit: Biên dạng răng là đường xyclôit

- Bánh răng Nôvikôv: Biên dạng của một bánh răng lồi, của bánh răng kia là lõm. Các biên dạng này là các những vòng tròn.

Ngoài ra, bánh răng còn có thể chia thành bánh răng có tỷ số truyền không đổi và thay đổi (bánh răng không tròn) theo quy luật nhất định, bánh răng trong truyền động kín (trong hộp giảm tốc, hộp tốc độ, hộp chạy dao) và truyền động hở; bánh răng trong bộ truyền lực (dùng để truyền công suất là nhiệm vụ chủ yếu) và trong bộ truyền động học (truyền chuyển động đảm bảo tỷ số truyền chính xác là nhiệm vụ chủ yếu), bánh răng trong bộ truyền giảm tốc và tăng tốc, bánh răng phẳng và bánh răng không gian.

 

docx105 trang | Chia sẻ: lethao | Ngày: 10/01/2013 | Lượt xem: 10055 | Lượt tải: 62download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đồ án Thiết Kế Máy Phay Lăn Răng, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
LỜI NÓI ĐẦU Với mỗi quốc gia thì cơ khí là một trong những ngành công nghiệp không thể thiếu. Nó là tiền đề, là cơ sở của nhiều ngành công nghiệp quan trọng khác. Vì nó đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất trang thiết bị, công cụ cho mọi ngành kinh tế quốc dân. Đặc biệt với một nền kinh tế còn non trẻ như nước ta, với xu hướng “Công Nghiệp Hóa – Hiện Đại Hóa” đất nước, thì ngành cơ khí nói chung và cơ khí chế tạo máy nói riêng lại càng thể hiện rõ tầm quan trọng của nó.Trong đó máy cắt kim loại chiếm một vị trí đặc biệt trong ngành chế tạo máy để sản xuất ra các chi tiết của các máy khác nhau, nghĩa là chế tạo ra tư liệu sản xuất. Hiện nay do đời sống nhân dân ngày càng được nâng cao, nhu cầu về sản xuất công nghiệp tăng. Vì vậy cần phải thiết kế các máy cắt kim loại vạn năng, chuyên dùng có năng suất cao, bảo đảm độ chính xác, độ ổn định và độ tin cậy, kết cấu máy đơn giản, có tính kinh tế và phù hợp với điều kiện chế tạo và sử dụng của từng cơ sở sản xuất. Để phục vụ cho việc phát triền ngành cơ khí hiện này, chúng ta cần phải đẩy mạnh công tác đào tạo đội ngũ cán bộ kỹ thuật có trình độ chuyên môn cao về các lĩnh vực, có khả năng làm việc độc lập, sáng tạo và khả năng làm việc nhóm. Nhằm đáp ứng yêu cầu trên, công việc đào tạo tại các trường nghề, trung cấp, cao đẳng cũng như đại học ngày càng được chú trọng hơn. Với đồ án tốt nghiệp Máy Công Cụ: “Thiết Kế Máy Phay Lăn Răng” sinh viên được đi sát vào thực tế sản xuất, được vận dụng các kiến thức một cách tổng hợp. Với yêu cầu của đồ án, sinh viên phải biết tìm tòi, vận dụng kiến thức đã học một cách linh hoạt, kết hợp trao đổi nhóm giữa: Thầy – sinh viên, sinh viên – sinh viên. Nhờ vậy sau khi kết thúc đồ án mỗi sinh viên đều có thể trang bị cho mình một kiến thức tổng hợp, hiểu biết thêm về công nghệ chế tạo máy nói chung và máy công cụ nói riêng đã được học trong lý thuyết, cùng với kỹ năng làm việc độc lập cũng như làm việc nhóm. Được sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Thuận, đến nay em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Mặc dù được trang bị các kiến thức cơ bản, nhưng do khả năng cùng với hiểu biết thực tế còn hạn chế, nên đồ án tốt nghiệp không tránh khỏi những thiếu xót về mặt kỹ thuật cũng như nội dung. Vì vậy em rất mong nhận được những ý kiến của các thầy, cô để đồ án của em được hoàn thiện hơn, và quan trọng hơn là em sẽ biết thêm được những kiến thức để hoàn thiện mình, đáp ứng yêu cầu của một kỹ sư cơ khí. Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Thuận, cùng tập thể thầy cô giáo trong bộ môn đã cho em những lời khuyên quý báu để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Thái Nguyên, ngày ..... tháng ….. năm 2010 Sinh viên thực hiện NGUYỄN BÁ HỌC Phần I TỔNG QUAN VỀ GIA CÔNG RĂNG / / TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG Bánh răng, bánh vít là những chi tiết quan trọng dùng để truyền lực và truyền chuyển động trong nhiều loại máy khác nhau. Cùng với sự phát triển của ngành chế tạo máy và với yêu cầu sửa chữa, thay thế các loại chi tiết này ngày càng được chế tạo nhiều hơn. Ở nhiều nước trên thế giới người ta đã xây dựng những nhà máy, phân xưởng chuyên chế tạo bánh răng, bánh vít với trình độ cơ khí hóa và tự động hóa cao. Tùy theo hình dạng bánh răng, phương răng và đoạn biên dạng răng, người ta chia bộ truyền bánh răng thành nhiều loại: bánh răng trụ, bánh răng côn. Và trong mỗi loại này còn được phân thành nhiều loại bánh răng khác nhau dựa theo biên dạng răng như: bánh răng thân khai, bánh răng Novikov, bánh răng Xicloit. Tuỳ theo vị trí tương đối giữa các trục có thể chia thành truyền động bánh răng ra các loại: - Truyền động bánh răng trụ bánh răng thẳng, răng nghiêng hoặc răng chữ V, ăn khớp ngoài hoặc ăn khớp trong dùng để truỳên động giữa các trục song song. - Truyền động bánh răng nón, răng thẳng răng cong hoặc răng nghiêng dùng để truyền động giữa các trục cắt nhau. - Truyền động bánh răng - thanh răng dùng để đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến hoặc ngược lại. Theo đặc trưng của chuyển động của trục mang bánh răng có: - Truyền động thường: Trong loại này đường tâm hình học của các trục bánh răng là cố định. - Truyền động ngoại luân: Đường tâm của trục một vài bánh răng là di động. Theo vị trí tương đối của hai tâm quay đối với tiếp tuyến với hai đường tròn lăn tại điểm tiếp xúc giữa hai vòng này: - Bánh răng ngoại tiếp: tâm quay của hai bánh răng nằm ở hai phía của đường tiếp tuyến. - Bánh răng nội tiếp: tâm quay của hai bánh răng ở về một phía của đường tiếp tuyến Theo hướng răng trên bánh răng: - Bánh răng thẳng - Bánh răng nghiêng - Bánh răng xoắn - Bánh răng cong Theo đường cong dùng làm biên dạng của răng: - Bánh răng thân khai: Biên dạng của răng là đường thân khai của đường tròn - Bánh răng xyclôit: Biên dạng răng là đường xyclôit - Bánh răng Nôvikôv: Biên dạng của một bánh răng lồi, của bánh răng kia là lõm. Các biên dạng này là các những vòng tròn. Ngoài ra, bánh răng còn có thể chia thành bánh răng có tỷ số truyền không đổi và thay đổi (bánh răng không tròn) theo quy luật nhất định, bánh răng trong truyền động kín (trong hộp giảm tốc, hộp tốc độ, hộp chạy dao) và truyền động hở; bánh răng trong bộ truyền lực (dùng để truyền công suất là nhiệm vụ chủ yếu) và trong bộ truyền động học (truyền chuyển động đảm bảo tỷ số truyền chính xác là nhiệm vụ chủ yếu), bánh răng trong bộ truyền giảm tốc và tăng tốc, bánh răng phẳng và bánh răng không gian. Bánh răng thân khai Bánh răng thân khai với biên dạng của răng là đường thân khai vòng tròn, ưu điểm của bánh răng thân khai so với các loại răng khác (bánh răng xycloit) là tính công nghệ cao, dễ chế tạo với độ chính xác cao. Vì răng được chế tạo bằng dụng cụ cắt có lưỡi thẳng, biên dạng thân khai không nhạy đối với sai số khoảng cách tâm không làm thay đổi quy luật chuyển động và tỷ số truyền. Bánh răng xyclôit Trong bánh răng xyclôit, biên dạng răng của bánh răng là những đường cong thuộc họ xyclôit. Sự phát triển của bánh răng xyclôit gắn liền với công nghiệp chế tạo đồng hồ. Sau đó mới ứng dụng vào ngành chế tạo máy. Tuy bánh răng thân khai có nhiều ưu điểm căn bản, nhất là sau khi phát hiện phương pháp cắt lăn bánh răng, nhưng bánh răng xyclôit vẫn không rời khỏi công nghiệp chế tạo đồng hồ. Có lẽ đó là truyền thống của các nhà chế tạo đồng hồ. Đặc điểm của bánh răng xyclôit, phạm vi sử dụng: So với bánh răng thân khai, bánh răng xyclôit có những đặc điểm sau: - Độ mòn nhỏ hơn trong điều kiện bôi trơn không tốt. - Hệ số trùng khớp lớn hơn, nhờ vậy có thể dùng những bánh răng có số răng nhỏ. Nhưng sai số chế tạo dẫn đến làm giảm hệ số trùng khớp (sai số tăng khoảng cách tâm quay, sai số giảm vòng tròn đỉnh răng) không làm ảnh hưởng nhiều đến điều kiện làm việc của bánh răng xyclôit. - Trong những bộ truyền bánh tăng tốc, đặc biệt đồng hồ bánh răng xyclôit truyền lực rất tốt. Khi xuất hiện việc chế tạo bánh răng xyclôit bằng phương pháp lăn. Nhưng bánh răng có mô đun nhỏ, năng xuất chế tạo tăng lên rất nhiều. Nhưng những ưu điểm căn bản các bánh răng thân khai đã làm hạn chế việc sử dụng bánh răng xyclôit trong ngành chế tạo máy, ngoại trừ ngành chế tạo đồng hồ. Trong chế tạo máy, bánh răng xyclôit được dùng dưới dạng bánh răng chốt, máy ép… Bánh trụ răng xoắn truyền chuyển động giữa hai trục song song Bánh trụ răng xoắn dùng để truyền chuyển động quay giữa hai trục song song và chéo nhau trong không gian. Trong truyền động trục song song góc nghiêng của các đường răng trên hình trụ lăn của cả hai bánh răng ăn khớp ngoài là bằng nhau về giá trị và ngược hướng xoắn. Còn đối với truyền động trục chéo nhau, góc nghiêng của đường răng trên hai bánh răng là khác nhau. Trong các hộp giảm tốc bánh răng nghiêng được sử dụng rất rộng rãi. Thường gặp nhất là bánh răng nghiêng biên dạng thân khai. Bánh răng nghiêng biên dạng thân khai Bánh răng nghiêng biên dạng thân khai có hệ số trùng khớp lớn. Trong thực tế, có khi gặp những cặp bánh răng nghiêng có hệ số trùng khớp đến 20. Cùng với hệ số trung khớp lớn, quá trình ăn khớp thực hiện theo từng tiết diện đường tiếp xúc nằm chéo trên mặt răng và chiêu dài đường tiếp xúc thay đổi từ một điểm thành đường ngắn rồi tăng dần chiều dài sau đó lại giảm dần đến khi thành một điểm. Nên bánh răng nghiêng làm việc êm. Thường dùng bánh răng nghiêng ở những bộ truyền cao tốc. Hai bánh răng nghiêng có chiều nghiêng ngược nhau, được ghép lại với nhau ta được bánh răng chữ V. Trong bánh răng chữ V các lực tác động theo chiều trục của từng cặp bánh răng nghiêng sẽ tự triệt tiêu. Bánh răng chữ V khắc phục được nhược điểm của bánh răng nghiêng là khi ăn khớp có phát sinh lực theo chiều dọc trục. Bánh răng nghiêng biên dạng cung tròn (bánh răng Nôvicốp) M.N Nôvicốp đã đề xuất một kiểu ăn khớp với biên dạng răng là cung tròn. Loại bánh răng này ngày càng được áp dụng rộng rãi trong ngành chế tạo máy, nhờ khả năng truyền tải lớn. Cấu tạo mặt răng: Biên dạng răng (biến dạng lõm và lồi là những cung trong bán kính R1 và R2 xấp xỉ bằng nhau cho nên biên dạng răng tiếp xúc theo điểm: điểm M. Các cung tròn này thực hiện chuyển động xoắn vít dọc theo bánh răng sẽ tạo nên mặt răng. Đặc điểm ăn khớp: ở mỗi tiết diện, hai răng chỉ tiếp xúc tại một điểm M, nên (s = 0. Để đảm bảo ăn khớp liên tục, trong kiểu ăn khớp Nô vi kốp, phải sử dụng bánh răng nghiêng với hệ số trùng khớp chiếu trục (( > 1. Trong quá trình ăn khớp điểm tiếp xúc M sẽ di chuyển dọc theo đường tiếp xúc giữa hai hình trụ lăn. Đường này chính là đường ăn khớp. Trong thực tế do biến dạng đàn hồi, hai mặt răng sẽ tiếp xúc theo một tiết diện nhỏ. Diện tích này sẽ phát triển rất nhanh trong thời gian chạy mài nhờ quanh điểm tiếp xúc. Khe hở rất nhỏ. Bánh răng nghiêng biên dạng cung tròn. Khả năng truyền tài lớn: vì hai biên dạng lồi, lõm tiếp xúc với nhau nên bán kính cong tương đương lớn ứng suất tiếp xúc phát sinh sẽ nhỏ, khả năng truyền tải có thể lớn hơn 1,5 lần so với bánh răng thân khai có cùng kích thước (độ cứng HB < 320 và vận tốc vòng v ( 12m/s). Khi cắt bằng phương pháp bao hình thanh răng sinh của bánh răng Nôvicốp có cấu tạo rất phức tạp khó chế tạo. Bánh răng trụ răng xoắn truyền chuyển động quay giữa hai trục chéo nhau Bánh răng trụ chéo Truyền chuyển động quay giữa hai trục chéo nhau có thể thực hiện bằng cặp bánh răng trụ răng xoắn (bánh răng trụ chéo) cùng chiều hoặc khác chiều. Trong cặp bánh răng xoắn khác chiều, khác với bánh răng nghiêng là góc xoắn không bằng nhau. Trong trường hợp đặc biệt một răng là bánh răng thẳng. Cấu tạo mặt răng: Trong các loại bánh răng trụ chéo thường gặp nhất là bánh răng trụ chéo với mặt răng xoắn ốc thân khai (còn gọi là bánh răng xoắn thân khai). Vì vậy cấu tạo mặt răng và các thông số của bộ truyền giống như bánh răng nghiêng. Cơ cấu trục vít bánh vít Trục vít dùng để truyền chuyển động quay giữa hai trục chéo nhau. Thường gặp nhất là loại trục cắt góc giữa hai trục bằng 90o và dạng trục vít là hình trụ. / Trục vít hình trụ Số đầu mới Z1 của trục vít rất nhỏ trong đó Z2 có thể rất lớn. Vì vậy một ưu điểm căn bản của bộ truyền trục vít là: Tỷ số truyền có thể rất lớn, nhưng kích thước của cơ cấu rất nhỏ. Góc nghiêng của bánh vít, trục vít khác nhau nhiều, nên vận tốc trượt tương đối theo dọc răng sẽ rất lớn. Vì vậy hiệu suất của cơ cấu trục vít thấp nhiệt độ ở vùng tiếp xúc sẽ rất cao. Trong bộ truyền trục vít hình trụ, mặt răng của trục vít và bánh vít sẽ tiếp xúc theo điểm. Vì vậy cơ cấu trục vít sẽ có các nhược điểm của cơ cấu khớp loại cao tiếp xúc điểm. Để đạt được tiếp xúc đường giữa trục vít và bánh vít sẽ thay đổi cấu tạo của mặt răng bánh vít. Bánh vít được cắt bằng dao phay răng có hình dạng hoàn toàn giống như trục vít sẽ ăn khớp bánh vít. Sự ăn khớp khi cắt bánh vít và làm việc của cơ cấu trục vít là hoàn toàn giống nhau. Khi đó, mặt chân răng của bánh vít không phải là hình trụ mà là một xuyến lõm, tạo bởi mặt tròn xoay có đường sinh là cung tròn bao lấy trục vít dưới một góc (. Mặt phẳng chứa đường tâm trục vít và vuông góc với trục bánh vít được gọi là mặt cắt chính I - I. Do đó loại trục vít hình trụ này phụ thuộc vào loại hình bề mặt dùng làm mặt răng của trục vít. Các loại mặt dùng để làm mặt răng của trục vít Mặt xoắn ốc thân khai Mặt xoắn convolút Mặt xoắn acsimét Mặt xoắn ốc tạo bởi đường sinh lõm Mặt xoắn ốc tạo thành bằng dao phay đĩa hình nón. Trục vít glôbôit Trục vít Spirôit Bánh răng nón Trong bộ truỳên bánh răng hình nón, răng phân bố trên hình nón cắt. Bánh răng nón dùng để truyền chuyển động giữa hai trục cắt nhau, chéo nhau trong không gian. Tuỳ theo dạng đường răng trên bánh răng chia bánh răng nón thành hai loại chính: bánh nón răng thẳng và răng không thẳng. Bánh răng nón răng thẳng Bánh răng nón răng thẳng: đường răng chụm vào đỉnh bánh răng (a) Đường răng nghiêng tiếp xúc với vòng tròn bán kính P (b) Bánh nón răng không thẳng (răng cong) Đường răng là cung tròn bán kính ri (c) Đường răng là đường xoắn ốc Acsimets (d) Đường răng là đường thân khai của vòng tròn bán kính P (e) / Mỗi loại bánh răng đều có những đặc điểm và công dụng riêng. Và ngày nay cùng với sự phát triển của kỹ thuật thì phương pháp chế tạo chúng cũng ngày càng phong phú. CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO BÁNH RĂNG Bánh răng bằng vật liệu kim loại thường được gia công bằng các phương pháp bào, phay, chuốt… Ngoài ra còn có thể gia công bằng các phương pháp ép, đúc, cán nguội hay cán nóng. Hiên nay các nhà máy cơ khí đều dùng các máy chuyên dùng để gia công bánh răng. Theo nguyên lý hình thành bề mặt răng, có hai phương pháp cơ bản để gia công bánh răng: Phương pháp chép hình. Phương pháp bao hình. Phương pháp chép hình Phương pháp chép hình là phương pháp tạo hình bề mặt của răng bằng cách chép lại hình dáng của dao cắt hoặc của bề mặt mẫu. Ví dụ: khi phay lăn răng bằng các dao phay đĩa môđun, dao phay ngón môđun hoặc bào theo mẫu. Ưu điểm: Không cần máy chuyên dùng, dao phay đĩa môđun dễ chế tạo. Được sử dụng nhiều khi gia công trên các máy vạng năng có trang bị dụng cụ chia độ như các máy: 6H82A, 6H83… Nhược điểm: Năng suất thấp: mất thời gian phân độ, mất thời gian để dao về vị trí ban đầu, gia công từng răng một. Độ chính xác không cao do phụ thuộc vào độ chính xác biên dạng dao (dao bị mòn trong quá trình cắt), khó khăn trong việc điều chỉnh vị trí tương đối giữa dao và chi tiết. Phương pháp bao hình Phương pháp bao hình là phương pháp tạo nên hình dáng bề mặt của răng bằng cách lặp lại chuyển động tương đối của hai chi tiết ăn khớp nhau như chuyển động của hai bánh răng, của thanh răng – bánh răng, trục vít – bánh vít. Trong đó một đóng vai trò là dao, một đóng vai trò là phôi. Ưu điểm so với phương pháp chép hình là: Năng suất cao hơn, độ chính xác cao hơn. Mức độ tự động hóa cao hơn Một dao có môđun nhất định có thể cắt được nhiều bánh răng cùng môđun với số răng bất kỳ. CÁC MÁY GIA CÔNG RĂNG Máy gia công răng hiện nay có thể được phân loại theo các nguyên tắc sau: Theo công dụng: Máy gia công bánh răng trụ: răng thẳng, răng xoắn. Máy gia công bánh răng côn: răng thẳng, răng xoắn. Máy gia công bánh vít, thanh răng. Theo phương pháp gia công: Máy phay răng (phay lăn răng). Máy xọc răng. Máy bào răng. Máy mài răng v.v… PHẦN II TỔNG HỢP CẤU TRÚC ĐỘNG HỌC MÁY / / CÔNG DỤNG CỦA MÁY PHAY LĂN RĂNG – CÁC THÔNG SỐ CHỦ YẾU Đặc điểm, công dụng của máy phay lăn răng Máy phay lăn răng là máy chuyên dùng, được sử dụng để gia công bánh răng trụ răng thẳng, răng nghiêng, bánh vít, trục then hoa, các chi tiết có đĩa xích. Việc gia công trên máy dựa theo nguyên lý bao hình, biên dạng răng gia công hình thành từ vô số các vết cắt của dao và phôi do quá trình ăn khớp cưỡng bức tạo lên. Gia công bánh răng trên máy phay lăn răng có ưu điểm nổi bật là có tính vạn năng cao, thể hiện ở chỗ nếu cùng môđun thì một dao phay lăn răng có thể gia công được các bánh răng với số răng bất kỳ. Phương pháp chép hình không có ưu điểm này. Gia công trên máy phay lăn răng, bánh răng có độ chính xác biên dạng cao hơn nhiều so với bánh răng gia công bằng phương pháp chép hình trên các máy phay vạn năng như 6H82. Nhược điểm cơ bản của phương pháp này là chi phí chế tạo dao cao hơn, do cấu tạo của dao phay lăn răng phức tạp, khó chế tạo hơn. Các thông số chủ yếu Theo yêu cầu, cần thiết kế máy phay lăn răng bán tự động với các thông số: Đường kính phôi lớn nhất gia công được: Dmax = 800 mm. Môđun lớn nhất của bánh răng được cắt: mmax = 10 mm. Thiết kế dựa trên máy chuẩn 5K32. CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO HÌNH BỀ MẶT CHI TIẾT GIA CÔNG Máy phay lăn răng làm việc theo nguyên lý bao hình, tạo hình bề mặt răng bằng phương pháp lăn và tiếp xúc. Trên máy có các chuyển động sau: Chuyển động tạo ra đường chuẩn ∅ 𝑐 . Chuyển động tạo ra đường sinh ∅ 𝑠 . Chuyển động phân độ. Ở đây đường sinh công nghệ là đường thân khai, đường chuẩn là đường răng. Gia công bánh răng trụ răng thẳng Đường sinh là đường thân khai, được tạo thành bằng phương pháp bao hình (đường bao của các vị trí liên tiếp của lưỡi cắt thực). Do đó, chuyển động tạo hình đường sinh là sự kết hợp hai chuyển động: chuyển động quay Q1 của dao và chuyền động Q2 của phôi. Chuyển động phân độ trùng với chuyển động tạo hình đường sinh ∅ 𝑠 . Vậy chuyển động tạo hình đường sinh ∅ 𝑠 𝑄 1 , 𝑄 2 . ∅ 𝑠 nhắc lại sự ăn khớp giữa trục vít – bánh răng, trong đó trục vít đóng vai trò là dao. Đường chuẩn ở đây là đường thẳng, được tạo thành bằng phương pháp quỹ tích (vết). Để tạo ra đường chuẩn này, dao thực hiện chuyển động tịnh tiến T3 dọc trục phôi với lượng chạy dao Sd xác định trên một vòng quay của phôi. Vậy ∅ 𝑐 𝑇 3 . Gia công bánh răng trụ răng nghiêng Đường sinh là đường thân khai, được tạo thành bằng phương pháp bao hình. Chuyển động tạo hình sinh là sự kết hợp của hai chuyển động quay Q1 của dao và quay Q2 của phôi. Vậy ∅ 𝑠 𝑄 1 , 𝑄 2 . Đường chuẩn ở đây là đường xoắn vít, được tạo thành bằng phương pháp quỹ tích. Để tạo ra đường chuẩn này, dao thực hiện chuyển động tịnh tiến T3 hết chiều dài răng kết hợp với chuyển động quay phụ Q4 của phôi. Vậy ∅ 𝑐 𝑄 4 , 𝑇 3 . Gia công bánh vít Gia công bánh vít bằng máy phay lăn răng có hai phương pháp: chạy dao tiếp tuyến và chạy dao hướng kính. Chạy dao hướng kính chỉ áp dụng với trường hợp k = 1, nếu k ≥ 2 dùng phương pháp này sẽ gây lên hiện tượng cắt lẹm đỉnh và chân răng bánh vít. Để khắc phục người ta dùng phương pháp chạy dao tiếp tuyến. Khi gia công bánh vít thì đường chuẩn là đường cong ghềng, được tạo thành bằng phương pháp quỹ tích, do kết cấu của dao tạo nên trong khi gia công. Do vậy không có ∅ 𝑐 . Đường sinh là đường thân khai, được tạo thành bằng phương pháp bao hình ∅ 𝑠 𝑄 1 , 𝑄 2 . THÀNH LẬP SƠ ĐỒ CÂU TRÚC ĐỘNG HỌC TOÀN MÁY Từ việc phân tích các phương pháp tạo hình trên ta thấy máy phay lăn răng thiết kế cần có các chuyển động tạo hình sau: Khi cắt bánh răng thẳng cần có các chuyển động quay chính của dao là Q1 để tạo ra tốc độ cắt, chuyển động quay của phôi Q2 phù hợp với Q1. Do vậy giữa dao và phôi phải có liên kết nội với chạc điều chỉnh ix, đó là nhóm tạo hình đường sinh ∅ 𝑠 𝑄 1 , 𝑄 2 . Khi cắt bánh răng trụ răng nghiêng để tạo thành đương chuẩn thì máy phải có thêm chuyển động tạo thành đường xoắn ốc, đó là chuyển động quay phụ thêm Q4 phù hợp với chuyển động thẳng đứng của bàn máy T3, lúc này bàn máy mang phôi nhận đồng thời 2 chuyển động độc lập nhau là Q2 và Q4 vì vậy trong cấu tạo của máy cần bố trí thêm cơ cấu cộng (cơ cấu vi sai) để gộp 2 chuyển động này đó là nhóm tạo hình đường chuẩn ∅ 𝑐 𝑄 4 , 𝑇 3 . Để tạo thành các chuyển động trên ta thấy có rất nhiều phương án thành lập sơ đồ cấu trúc động học. Cơ sở cho việc thành lập sơ đồ cấu trúc là trước hết phải viết được nội liên kết và chuyển động của các nhóm hình thành. Từ đó ta có 4 phương án thành lập sơ đồ cấu trúc: Phương án 1 – 2 – 3 – 4. Phương án 1: / Phương án 2: / Phương án 3: / Phương án 4: / Theo phương án 1 – 2 ta có: Lượng di động tính toán (LDĐTT) xích vi sai Gọi T là bước xoắn đường răng bánh răng:  LDĐTT: T mm ( Phôi quay phụ thêm ± 1 vòng   (công thức điều chỉnh) Trong đó: Tvm: bước của trục vít me đứng i(: tỉ số truyền của cơ cấu cộng chuyển động mn: môđun pháp của bánh răng cần gia công Z: số răng của bánh răng cần gia công (: góc xoắn vít của bánh răng cần gia công Khi điều chỉnh xích bao hình: Dao (Q1) ( Phôi (Q2) LDĐTT: 1 vòng dao ( K/Z vòng phôi PTCBĐH: 1.i12.ix.i34.i(.i56 = K/Z vòng phôi CTĐC:  Theo phương án 3 – 4, ta có:  Trong 4 phương án trên ta thấy phương án 3 – 4 có việc điều chỉnh vi sai không phụ thuộc vào số răng cần cắt, do đó khi cắt bánh răng với các số răng khác nhau ta chỉ cần điều chỉnh chạc ix, như vậy sẽ rút ngắn được thời gian điều chỉnh, người điều chỉnh sẽ đỡ vất vả hơn do đã thay đổi cách bố trí ix về phía sau cơ cấu cộng. Phương án 1 – 2 không có ưu điểm nào. Trong phương án 3, có nhược điểm là khi cắt bánh răng nghiêng lượng chạy dao thẳng đứng phụ thuộc vào tốc độ quay của dao. Do đó năng suất không cao vì không thể tăng tốc độ quay của dao lên liên tục được. Để khắc phục nhược điểm này ta sử dụng sơ đồ cấu trúc máy theo phương án 4, ở phương án này có thêm khâu điều chỉnh lượng chạy dao is. Các phương án được trình bày như hình vẽ trên. Mặt khác khi cắt bánh vít trên máy phay lăn răng, cần có các chuyển động sau: Q1 – chuyển động quay của dao tạo tốc độ cắt Q2 – chuyển động quay của phôi phù hợp với chuyển động của dao Sk – chuyền động chạy dao hướng kính để cắt hết chiều sau răng khi cắt bánh vít theo phương pháp chạy dao hướng kính (hình vẽ) St – chuyển động chạy dao dọc trục khi cắt bánh răng bằng phương pháp chạy dao tiếp tuyến (hình vẽ) / Như vậy ta phải có khâu điều chỉnh is vào xích chạy dao để thành lập sơ đồ cấu trúc động học toàn máy ở trường hợp này. Khi cắt bánh vít bằng phương 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 nhắc lại sự ăn khớp khớp của bánh răng – thanh răng, do đó phôi phải quay thêm một lượng là Q4 do xích vi sai đảm nhiệm. Để mở rộng và thay đổi lượng chạy dao tiếp tuyến trên sơ đồ cấu trúc động học ta bố trí thêm khâu điều chỉnh io. Như vậy để thỏa mãn các yêu cầu của máy sao cho thích hợp nhất ta chọn phương án bố trí động học như phương án 4. Từ đó thành lập được sơ đồ cấu trúc động học toàn máy gồm các xích liên kết trong, ngoài và các khâu điều chỉnh như sau: Với sơ đồ cấu trúc động học toàn máy như trên ta có các thành phần lượng di động tính toán và công thức điều chỉnh như sau: Xích tốc độ Động cơ ( Trục chính (mang dao) LDĐTT: nđc (v/p) ( ntc (v/p) PTCBĐH: nđc . i12 . iv . i34 = nt/c CTĐC: iv = Cv . ntc Xích bao hình Xích này liên hệ giữa chuyển động quay của dao (trục chính) Q1 và phôi Q2 Trục chính ( Phôi LDĐTT: 1 vòng dao ( vòng phôi PTCBĐH: 1. i45 . i( . i67 . ix . i89 =  CTĐC:  Xích chạy dao Xích này liên hệ giữa chuyển động quay của phôi và chuyển động tính tiến của dao T3. Gọi Sd mm/vg là lượng chạy dao dọc của máy. Phôi ( Dao (T3) LDĐTT: 1 vòng phôi ( Sd (mm) PTCBĐH: 1. i9-10 . is . i11-12 . kvm . tvm = Sd CTĐC:  Xích vi sai Khi cắt bánh răng nghiêng Gọi T là bước xoắn đường răng bánh răng:  LDĐTT: T mm ( Phôi quay phụ thêm ± 1 vòng   Khi cắt bánh vít bằng chạy dao tiếp tuyến Lượng di động tính toán: Dao (T3) ( Phôi (Q4) LDĐTT: (.md.Z( 1 vòng PTCBĐH:  CTĐC:  KẾT LUẬN Dựa trên cơ sở lựa chọn và phân tích một sơ đồ gia công đặc trưng nhất (cụ thể là sơ đồ gia công của bánh răng trụ răng thẳng), phân tích các chuyển động cần thiết, lập sơ bộ cấu trúc động học máy. Sau đó bổ sung các chuyển động cần thiết khác của các sơ đồ gia công khác mà yêu cầu công nghệ đặt ra cho máy (gia công bánh răng trụ răng nghiêng, bánh vít). Dựa trên cơ sở tốt nhất về mặt động học cho máy ta đã lựa chọn ra được cấu trúc động học toàn máy thỏa mãn yêu cầu công nghệ: gia công bánh răng trụ răng thẳng, răng nghiêng và bánh vít. Trên cơ sở đó ta tính được lượng di động tính toán tổng quát cho các xích động học cần thiết trên máy. PHẦN III XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA MÁY / / Máy cắt kim loại cũng như các loại máy công cụ khác, để thực hiện những chức năng nhất định nào đó máy cần phải có những đặc trưng kỹ thuật nhất định. Đặc trưng kỹ thuật kỹ thuật cơ bản của máy xác định khả năng sản xuất của nó. Đặc trưng kỹ thuật của máy bao gồm: Đặc trưng công nghệ, đặc trưng kích thước, đặc trưng động học và đặc trưng động lực học.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docxThiết Kế Máy Phay Lăn Răng.docx