Đề tài thiết kế máy cắt kim loại

2[12] 3[2] 2[6] 2[1] 2 x 3 x 2 x 2 2 x 3 x 2 x 2 IV III I II IV III II I 2[12] 3[4] 2[1] 2[2] 12 2 1 4 4 2[12] 3[4] 2[2] 2[1] 12 1 2 4 4 Từ bảng lưới kết cấu nhóm ta vẽ các phương án điển hình: Phương án 1(phương án tốt nhất) Phương án 2(phương án trung bình) Phương án 3(phương án xấu nhất) 2 x 3 x 2 x 2 I 2[1] II 3[2] III 2[6] IV 2[12] Từ bảng sơ đồ lưới kết cấu nhóm và các sơ đồ trên chọn phương án tốt nhất là: phương án 1 ( ) Nhưng ở sơ đồ trên có nhóm truyền 2[12] có j12 = 1,2612 =16 > 8. Để đảm bảo jxmax 8 ta phải thu hẹp lượng mở tối đa từ jxmax = 12 xuống jxmax = 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[2]x 2[6]x 2[6] Để bù lại số tốc độ trùng vì thu hẹp lượng mở ta thiết kế trên đường truyền tốc độ cao (đường truyền tắt). PAKG đường trruyền này là: Z2= 2x3x1= 6 tốc độ Vậy số cấp tốc độ của hộp tốc độ là: Z = Z1 + Z2= 24+6 =30 Do trùng 9 tốc độ (tốc độ cuối của đường truyền tốc độ thấp trùng với tốc độ của đường truỳên tốc độ cao) Nên số tốc độ thực của máy là : Z = 30 - 9 = 21 tốc độ  n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 n9 n10 n11 n12 n13 n14 n15 n16 n17 n18 n19 n20 n21 n22 n23 n24 jmax =6 I II III IV V 2[1] 3[2] 2[6] 2[6] 2[1] 3[2] 1[0] 1[0] Ta có lưới kết cấu của máy như sau: Bước 4: Vẽ đồ thị vòng quay Mỗi một phương án lưới kết cấu chúng ta có nhiều phương án đồ thị vòng quay. Đồ thị vòng quay luôn ở dạng giảm tốc vì số vòng quay của động cơ lớn mà khi cắt ren ta cần gái trị vòng quay trục chính rất bé, nên buộc phải giảm tốc. Chọn động cơ: chọn động cơ có nđc =1440 (v/ph). Tính iđ: Tỷ số truyền của đai iđ Ê 2. Mặt khác iđ = Ta thấy n0 ằ n19 =750 (v/ph); (đặt n0 ở vị trí của n19). Vậy iđ = Theo lý thuyết thì đồ thị vòng quay luôn ở dạng giảm tốc nhưng ở trục đầu tiên do phải lắp li hợp ma sát nhiều đĩa, nên để có khoảng không gian lắp li hợp và diện tích tiếp xúc của mỗi đĩa tăng làm cho số lượng đĩa giảm, hay li hợp ma sát đĩa gọn. Để thỏa mẵn các yêu cầu trên thì ta buộc phải tăng tốc từ trục I tới trục II. Vậy ta vẽ được đồ thị vòng quay của máy như sau: V IV III II I Từ đồ thị vòng quay ta có: iđ = Và các tỷ số truyền: Suy ra vận tốc tại các trục tính theo tỷ số truyền và vận tốc của động cơ: n1 = i10.i8.i6.i3.i1.iđ.nđc n2 = i10.i8.i6.i3.i2.iđ.nđc n3 = i10.i8.i6.i4.i1.iđ.nđc n4 = i10.i8.i6.i4.i2.iđ.nđc n5 = i10.i8.i6.i5.i1.iđ.nđc n6 = i10.i8.i6.i5.i2.iđ.nđc n7 = i10.i8.i7.i3.i1.iđ.nđc n8 = i10.i8.i7.i3.i2.iđ.nđc n9 = i10.i8.i7.i4.i1.iđ.nđc n10 = i10.i8.i7.i4.i2.iđ.nđc n11 = i10.i8.i7.i5.i1.iđ.nđc n12 = i10.i8.i7.i5.i2.iđ.nđc n13 = i10.i9.i7.i3.i1.iđ.nđc n14 = i10.i9.i7.i3.i2.iđ.nđc n15 = i10.i9.i7.i4.i1.iđ.nđc n16 = i10.i9.i7.i4.i2.iđ.nđc n17 = i10.i9.i7.i5.i1.iđ.nđc n18 = i10.i9.i7.i5.i2.iđ.nđc n19 = i11.i9.i7.i4.i1.iđ.nđc n20 = i11.i9.i7.i5.i1.iđ.nđc n21 = i11.i9.i7.i5.i2.iđ.nđc Bước 5: Tính số bánh răng các nhóm truyền: Chọn Zmin = 17 (răng) 5.1. Tính số răng của nhóm truyền thứ I: Theo công thức Zx=.EK Zx'= ồZ - Zx Trong đó : K là bội số chung nhỏ nhất của mọi tổng fx + gx ồZ Tổng số răng trong cặp Ta có : i1= j1= 1,26 = có f1=5; g1 =4 và f1 + g1 = 4+5 = 9 i2= j2= 1,5876 = có f2=11; g2 =7 và f2 + g2 = 11+7 =18 Vậy bội số trung nhỏ nhất K = 18 Emin nằm ở tia i2 vì i2 tăng nhiều hơn i1. Khi đó bánh răng Zmin nằm ở tia thứ 2 là bánh răng bị động: Ta có : Emin== = 2,43 Lấy Emin=5 ta có ồZ= EK =5.18 = 90 răng Z1= .EK = = 50 răng Z1'= ồZ - Z1 = 90 - 50 = 40 răng Z2 = .EK = = 55 răng Z2' = ồZ - Z2 = 90 - 55 = 35 răng Kiểm tra tỷ số truyền: i1 = ; i2 = = 1,57 5.2. Tính số răng của nhóm truyền thứ II: Ta có: i3=có f3=5; g3 =13 và f3+g3= 5 +13 = 18 i4=; có f4=7; g4=11 và f4+g4= 7+11 = 18 i5=j0 =1 có f5=1; g5 =1 và f5 + g5 = 1 + 1 = 2 Vậy bội số trung nhỏ nhất K = 18 Emin nằm ở tia i3 vì i3 giảm nhiều hơn i4. Khi đó bánh răng Zmin nằm ở tia thứ 2 là bánh răng chủ động: Ta có: Emin= Lấy Emin=4 ta có ồZ= EK =4.18 = 72 răng Z3=.EK = = 20 răng Z3'= ồZ - Z3 = 72 - 20 = 52răng Z4=.EK = = 28 răng Z4'= ồZ - Z4 = 72 - 28 = 44 răng Z5=.EK = = 36 răng Z5'= ồZ - Z5 = 72 - 36 = 36 răng Kiểm tra tỷ số truyền: i3 = = 0,385; i4= 0,636 i5 = = 1 5.3. Tính số răng của nhóm truyền thứ III Ta có: i6 =; có f3=1; g3 =4 và f3+g3= 1 +4 = 5 i7 =; có f4=1; g4=1 và f4+g4= 1+1 = 2 Vậy bội số trung nhỏ nhất K = 2.5 =10 Emin nằm ở tia i6 vì i6 giảm nhiều hơn i7. Khi đó bánh răng Zmin nằm ở tia i6 là bánh răng chủ động: Ta có: Emin= Lấy Emin=10 ta có ồZ= EK =10.10 = 100 (răng) Z6=.EK = = 20 (răng) Z6'= ồZ – Z6 = 100 - 20 = 80 (răng) Z7 =.EK = = 50 (răng) Z7'= ồZ – Z7 = 100 - 50 = 50 (răng) Kiểm tra tỷ số truyền: i3 = = 0,25; i7=1. 5.4. Tính số răng của nhóm truyền thứ IV: Tương tự nhóm truyền thứ III, nên ta có: Z8=20; Z8’=80; Z9=Z9’=50 5.5. Tính số răng của nhóm truyền thứ V: Do kết cấu của hộp tốc độ nên ta chọn hai cặp bánh răng có môđuyn khác nhau và cặp bánh răng có tỷ số truyền i10 là cặp bánh răng nghiêng với góc giêng là b = 200. Ta dùng hai loại môđuyn m10 và m11. Điều kiện làm việc là: 2A = m10(Z10+Z10') = ồZ10.m10 2A = m11(Z11+Z11')cosb = ồZ11.m11 cosb Trong đó A- Khoảng cách trục ồZ10, ồZ11- Tổng số răng của nhóm bánh răng có môđuyn m10, m11 Tìm ồZ10 bằng cách phân tích: ; Chọn m10 = 3,25 ; với m11 = 2,5 hay ồZ10 = 32K ; ồZ11 = 33K Với tỷ số truyền i10 = , tổng số ồZ6 phải là bội số chung của 3 do đó ta chọn K = 32 Vậy ồZ6= 3.32 = 96 (răng); Z10 + Z10' = 96 ị Z10=ồZ10/2 = 96/3 = 32 (răng) ị Z10'=ồZ10- Z10 = 96 - 32 = 64 (răng) Khoảng cách trục A là: A = m10. ồZ10.cosb/2 = 3,25.96.cos150/2 = 150 mm Và: ồZ11= 3.33 ằ 100 răng i11= Z11/ Z11' =1 Z11 + Z11' = 100 ị Z11=ồZ11/2 = 100/2 = 50 (răng) ị Z11'=ồZ11- Z11 = 100 - 50 = 45 (răng) Khoảng cách trục A là: A = m11. ồZ11/2 = 2,5. 100/2 = 125 mm Như vậy các tỷ số truyền i10 , i11 dùng bánh răng dịch chỉnh. Kiểm tra tỷ số truyền: ; . Từ các số liệu tính toán ở trên ta có bảng thống kê các cặp bánh răng: i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 tính chuẩn 5.6. Kiểm nghiệm sai số vòng quay trục chính Ta có phương trình cân bằng xích động nt/c = . iđ.nđ/cơ Trong đó nđ/cơ = 1440 (v/ph) Chọn iđ Tính sai số vòng quay theo công thức Dn = .100% Trong đó: nt/c - Số vòng quay tiêu chuẩn ntính - Số vòng quay tính toán theo phương trình xích độ Sai số [Dn] Ê5% Từ đó ta các bảng tính số vòng quay trục chính và sai số so với vong quay tiêu chuẩn: TT Phương trình xích động ntính nt/c Dn% 1 11,27 11,5 2.02 2 14,17 14,5 2.31 3 18,64 18,5 -0.78 4 23,44 23 -1.90 5 29,30 30 2.34 6 36,83 37 0.46 7 45,07 46 2.02 8 56,66 58 2.31 9 74,57 73 -2.16 10 93,75 92 -1.90 11 117,19 120 2.34 12 147,32 150 1.79 13 180,29 185 2.55 14 226,65 230 1.46 15 298,30 300 0.57 16 360,58 370 2.55 17 453,30 465 2.52 18 596,59 600 0.57 19 750,00 750 0.00 20 937,50 950 1.32 21 1178,57 1200 1.79 5.7. Đồ thị sai số vòng quay Từ đồ thị sai số vòng quay ta thấy: [n] max=2,34 - (-2,16) =4,50% < 5% ị thỏa mãn yêu cầu. 5.8. Sơ đồ động Hộp tốc độ: (Trang bên) Tên trục Tên bánh răng Mô duyn Dtb =mZ Khoảng cách trục Tên ổ bi Ghi chú IX Z1=25 2 50 61 Cỡ trung X Z2=36 2 72 Cỡ trung XI Z1=25 2 50 61 Cỡ trung XII Z2=25 2 50 61 Cỡ trung XII Z1=28 1,5 42 63 Cỡ trung XIII Z2=56 1,5 84 63 Cỡ trung XIV Z2=28 1,5 42 63 Cỡ trung 5.9. Hệ thống điều khiển hộp tốc độ Tính toán thiết kế động học hộp chạy dao II.1. Tính toán bước tiện ren II.1.1. Bước 1: số liệu bước ren Quốc tế: tp = 1 á 192 mm Anh: K = 24 á 2” Modun: m = (0,5 á 48)p Pict: Dp = 96 á 1 II.1.2. Bước 2: chọn cơ cấu cho ics và igb Trên cơ sở máy chuẩn 1A62 ta thấy số lượng bước ren máy phải cắt tương đối lớn, nên nhóm gấp bội ta dùng bánh răng di trượt còn nhóm cơ sở dùng cơ cấu Norton 8 bánh răng. II.1.3. Bước 3: xếp bảng ren Trong bảng xếp ren thì số hàng thể hiện tỷ số truyền cơ sở, còn số cột biểu diễn tỷ số truyền gấp bội (bao gồm cả tỷ số truyền gấp bội và khuếch đại). Từ số liệu bài cho ta có bảng xêp ren như sau: Tỷ số Truyền Norton Ren Quốc tế Ren Anh Tiêu chuẩn (Gấp bội) Khuếch đại 1 - - 3,25 6,5 13 26 52 104 24 12 6 3 2 - 1,75 3,5 7 14 28 56 112 22 11 5,5 2,75 3 1 2 4 8 16 32 64 128 20 10 5 2,5 4 - - 4,5 9 18 36 72 144 19 - - - 5 - - - - - - - - 18 9 4,5 2,25 6 1,25 2,5 5 10 20 40 80 160 16 8 4 2 7 - - 5,5 11 22 44 88 176 14 7 3,5 - 8 1,5 3 6 12 24 48 96 192 13 6,5 3,25 - Tỷ số Truyền Norton Ren Modun Ren Pict 1 - - - 3,25 6,5 13 26 96 48 24 12 6 3 1,5 2 - - 1,75 3,5 7 14 28 88 44 22 11 5,5 2,75 - 3 0,5 1 2 4 8 16 32 80 40 20 10 5 2,5 1,25 4 - - 2,25 4,5 9 18 36 76 38 19 - - - - 5 - - - - - 19 38 72 36 18 9 4,5 2,25 - 6 - 1,25 2,5 5 10 20 40 64 32 16 8 4 2 1 7 - - 2,75 5,5 11 22 44 56 28 14 7 3,5 1,75 8 0,75 1,5 3 6 12 24 48 52 26 13 6,5 3,25 - - Qua bảng xếp ren ta thấy bảng ren có số cột và số hàng nhiều (8 cột và 8 hàng). Số hàng là nhóm cơ sở còn số cột là nhóm gấp bội. Với 8 hàng tốt nhất dùng cơ cấu Norton với 8 bánh răng là tốt nhất vì khoảng cách giữa các bánh răng nhỏ nên khoảng cách trục nhỏ đảm bảo được độ cứng vững của trục và dộ bền của trục. Vậy nhóm cơ sở dùng bánh răng hình tháp (cơ cấu Norton có 8 bánh răng). Tương tự với 8 cột nhóm gấp bội tốt nhất là dung cơ cấu Mean gián tiếp, nhưng đã có 4 tỷ số truyền khuếch đại được lấy ở hộp tốc độ, nên chỉ còn cố 4 tỷ số truyền nữa ở igb. Với 4 tỷ số truyền thì đảm bảm dễ điều khiển và khoảng cách trục nhỏ độ cứng vững lớn thì tốt nhất là dùng bánh răng di trượt. Vậy nhóm gấp bội dùng bánh răng di trượt. II.1.4. Bước 4: thiết kế nhóm cơ sở Sử dụng cơ cấu Norton cho nhóm truyền cơ sở. Gọi Z1; Z2…Zn là số răng của bộ bánh răng hình tháp thuộc cơ cấu Norton . ở bảng ren Quốc tế chọn cột có bước ren: 3,25; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5; 6 làm nhóm cơ sở. Ta có : + Để cắt ren quốc tế: Z1 : Z2 : Z3 : Z4 : Z5 : Z6 : Z7 = 3,25 : 3,5 : 4 : 4,5 : 5 : 5,5 : 6 = 26 : 28: 32 : 36 : 40 : 44 : 48 + Để cắt ren môđuyn: Z1 : Z2 : Z3 : Z4 : Z5 : Z6 : Z7 = 13 : 14 : 16 : 18 : 20 : 22 : 24 = 26 : 28: 32 : 36 : 40 : 44 : 48 + Để cắt ren Anh : Z1 : Z2 : Z3 : Z4 : Z5 : Z6 : Z7 : Z8 = 13 : 14 : 16 : 18 : 19 : 20 : 22 : 24 = 26 : 28 : 32 : 36 : 38 : 40 : 44 : 48 + Để cắt ren Pict: Z1 : Z2 : Z3 : Z4 : Z5 : Z6 : Z7 : Z8 = 3,25 : 3,5 : 4 : 4,5 : 5 : 5,5 : 6 = 26 : 28: 32 : 36 : 40 : 44 : 48 Tóm lại: Để cắt 3 loại ren thì cơ cấu Norton phải có số răng: Z1 : Z2 : Z3 : Z4 : Z5 : Z6 : Z7 : Z8 = 26 : 28 : 32 : 36 : 38 : 40 : 44 : 48 Số răng các bánh răng trong cơ cấu Norton không thể lấy quá lớn vì sẽ làm tăng kích thước nhóm truyền nên người ta hạn chế trong giới hạn: 25 < Zi < 60. Ta lấy luôn: Z1 = 26; Z2 = 28; Z3 = 32; Z4 = 36; Z5 = 38; Z6 = 40; Z7 = 44; Z8 = 48. Để tránh cho bộ Norton kém cứng vững do hai gối đỡ cách xa nhau, số bánh răng của cơ cấu Norton phải nhỏ hơn 10 á 13 bánh răng. Như vậy cơ cấu Norton của máy cần thiết kế ta chọn cơ cấu Norton có 8 bánh răng. 26 28 32 38 40 44 48 Cơ cấu Norton 36 Mô hình cơ cấu Norton: II.1.5. Bước 5: thiết kế nhóm gấp bội Nhóm gấp bội tạo ra 4 tỷ số truyền với công bội j=2. ở bảng ren Quốc tế chọn cột có bước ren: 3,25; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5; 6 làm nhóm cơ sở, thì muốn tiện ra toàn bộ số ren có tỷ số truyền nhóm gấp bội bằng: 1/4; 1/2;1/1; 2/1 Hộp chạy dao có công suất bé, hiệu suất thấp, các bánh răng có cùng môdul nên việc chọn phương án thứ tự Mx trên các trục trung gian tăng dần không còn quan trọng nữa. Mặt khác bánh răng có cùng môdul nên việc chọn PAKG để giảm cấp số vòng quay không làm tăng kích thước bộ truyền. Do đó để đơn giản ta tham khảo máy chuẩn chọn ra PAKG & PATT PAKG có thể chọn: Z= 4 = 2x2 = 4x1 Bảng so sánh PAKG: Phương án Yếu tố so sánh 2x2 4x1 Tổng số bánh răng 8 10 Tổng số trục 3 3 Chiều dài trục 8b+7f 8b+7f Số bánh răng chịu mô men xuắn 2 1 Nhận xét: PAKG 4x1 có số bánh răng trên một trục nhiều, khó chế tạo. PAKG 2x2 là hợp lý hơn, nên ta chọn PAKG Z = 4 = 2x2. Với PAKG 2x2 có số PATT: K! = 2! = 2. Bảng so sánh PATT PATT Nhóm 1 Nhóm 2 2x2 PAKG: 2 x 2 PATT: I - II 2 1 [x] : [2] [1] PAKG: 2 x 2 PATT: II - I 1 2 [x] : [2] [1] [Xmax] 2 2 i0 III I II 2[1] 2[2] Phương án 1 i0 III I II 2[1] 2[2] Phương án 2 ị Ta có lưới kết cấu: Chọn phương án 1 vì là phương án có hình dẻ quạt và các tia xếp khít nhau. i0 III I II 2[1] 2[2] i1’ i2’ i3’ i4’ i3 i4 i2 i1 Đồ thị vòng quay: để tránh sai số trùng lặp dẫn đến công hưởng sai số ta chọn tỷ số giữa các bộ truyền nhóm gấp bội khác 1 và tương tự máy chuẩn ta vẽ được đồ thị vòng quay như hình trên. Tính lại các tỷ số truyền gấp bội: II.1.6. Bước 6: Tính số răng của nhóm gấp bội Chọn Zmin =17 Nhóm I ị f1 + g1 = 1 + 2 = 3 ị f2 + g2 = 1 + 1 = 2 ị Bội số chung nhỏ nhất: K = 3.2 = 6. Ta có: Lấy Emin = 14. ị SZ1 = K.Emin =6.14 = 84. Nhóm II ị f3 + g3 = 1 + 2 = 3 ị f4 + g4 = 2 + 1 = 3 ị Bội số chung nhỏ nhất: K = 3 Ta có: Lấy Emin = 28. ị SZII = K.Emin = 3.28 = 84. Vậy ta có các số răng của nhóm gấp bội: Z1 = 28; Z1’ = 56; Z2 = 42; Z2’ = 42 Z3 = 28; Z3’ =56; Z4 = 56; Z4’ = 28. Ta thấy khoảng cách của các trục là như nhau vì chọn Modul giống nhau, nên ta có thể lấy bánh răng Z = 56 là bánh răng dùng chung. II.1.7. Bước 7: kiểm tra lại ikđ Nhóm khuếch đại: Ta có: Như vậy trong nhóm khuếch đại chỉ đáp ứng được 3 tỷ số truyền khuếch đại đó là: còn thiếu 2 tỷ số truyền . Để cung cấp đủ các tỷ số truyền trên thì từ khoảng ikđ tới itt ta bố trí thêm một bộ đảo chiều (iđc). Vừa có nhiệm vụ dảo chiều (với một tỷ số truyền đảo chiều ) vừa có nhiệm vụ cung cấp thêm 2 tỷ số truyền thuận . Khi đó kết hợp ikđ&iđc ta sẽ có thêm 2 tỷ số truyền ikđ nữa là . Trên cơ sở máy chuẩn 1A62 ta cố thể bố trí các bánh răng ở nhóm đảo chiều như sau: Tỷ số truyền đảo chiều gồm 3 bánh răng 38x2 và các trục nằm trên 3 đỉnh của tam giác. Tỷ số truyền thuận 2 cặp bánh răng . Kiểm tra khoảng cách trục (a1 > a2 để bánh răng 1 và 3 không va đập vào nhau): Với các cặp có: Với các cặp có: ị a1 > a2 ị thỏa mãn các bánh răng không va vào nhau. II.1.8. Bước 8: thiết kế các nhóm truyền còn lại Tính tỷ số truyền còn lại (ibù) bao gồm các bánh răng phụ, bánh răng thay thế của hộp chạy dao. Phương trình cân bằng động: 1vtc. ibù . ics . igb . tv = tp vì ibù = itt . icđ Nên có phương trình mới: 1vtc. itt . icđ . ics . igb . tv = tp Trong đó: ibù là tỷ số truyền còn lại bù vào xích truyền động itt là tỷ số truyền của bộ bánh răng thay thế icđ là tỷ số truyền một số bộ bánh răng cố định còn lại nằm trong xích truyền. ics là tỷ số truyền của nhóm cơ sở igb là tỷ số truyền của nhóm gấp bội tv bước ren vít tp bước ren cần cắt trên phôi. Để tính ibù ta chỉ cần cho cắt thử một bước ren nào đó. Chẳng hạn ta cắt thử ren Quốc tế có tp = 5mm. Vì nhóm gấp bội có bốn tỷ số truyền (Z=4) là: , nên qua bảng xấp ren Quốc tế ta có . Dựa vào máy chuẩn 1A62 chọn tv =12mm; Z0 =28 thì ics = (cơ cấu Norton chủ động) Do đó: ibù = Dựa vào máy chuẩn chọn icđ = Suy ra: ibù = itt . icđ Thông thường bánh răng thay thế cũng được để cắt ren Anh. Nhưng khi cắt ren Anh thì đi theo đường khác. Bộ bánh răng Norton bị động. Tính icđ Giả sử cắt ren Anh với n = 10(v/ph); . Khi đó ; . Ta có icđAnh. Tỷ số truyền cố định icđ cũng được dùng khi cắt ren Pict vì ren Anh và ren Pict có chung một con đường cơ cấu Norton bị động, nhưng với hai cặp bánh răng thay thế khác nhau. Tìm bánh răng thay thế khi cắt ren Pict (và ren Modun): Cắt thử ren Pict với Dp = 12. Khi đó: ; ; icđ; . Suy ra: . II.1.9. Kiểm tra lại các bước ren được cắt Ren Quốc tế Chọn tp = 12; khi đó ị thỏa mãn Ren Anh Chọn n = 8; khi đó ị n = ị thỏa mãn Ren Modun Chọn m = 3; khi đó ị m = ị thỏa mãn Ren Pict Chọn Dp= 8; khi đó ị Dp = ị thỏa mãn II.2. Tính toán bước tiện trơn Theo đầu bài lượng chạy dao: Smin(dọc) =0,082(mm/vòng); Smin(ngang) =0,027 (mm/vòng). Đường truyền động để tiện trơn giống tiện ren, nhưng đến ly hợp M4 đóng ly hợp ở giữa vị trí bánh răng Z=28 và Z=56 truyền qua ly hợp vào trục vít me. Từ trục này truyền về hai ngả: phía trái tiện dọc và phía phải tiện ngang. Tức là tiện trơn là hệ quả của tiện ren với bước tiện trơn dày hơn nhiều so với bước tiện ren chuẩn. Dựa vào máy chuẩn ta lấy các tỷ số truyền như máy chuẩn, khi đó ta có các phương trình cân bằng như sau: 1vt/c.itt.icđ.ics.igb.=Sdọc 1vt/c.itt.icđ.ics.igb. =Sngang Tiện trơn theo con đường cắt ren hệ mét, ta có thể viết lại phương trình cân bằng như sau: - Đi qua itt=42/100, Norton chủ động : Sdọc = 1vt/c Sngang = 1vt/c Trong đó: Zi = 26 á48 (số răng trong cơ cấu Norton); igb=1/4; 1/2; 1/1; 2/1; x: số đầu mối trục vít. Tiện trơn theo con đường cắt ren Modun: - Đi qua itt= 32/97, cơ cấu Norton chủ động: Sdọc = 1vt/c Sngang = 1vt/c Từ các phương trình trên ta thấy khi cơ cấu Norton chủ động có Zn = 26 á 48 và igb đều cho giá trị khác yêu cầu. Vậy ta phải điều chỉnh một số cặp bánh răng trong hộp xe dao để đảm bảo yêu cầu.Tuy nhiên để đảm bảo khoảng cách trục như máy chuẩn ta phải giữ nguyên ồZ=const. Ta chọn con đường tiện theo ren hệ mét tức là đi qua itt=42/100 và cơ cấu Norton chủ động nên ta điều chỉnh tỷ số truyền của cơ cấu trục vít bánh vít. Sdọc min=0,00314.26.1/4.x=0,082 mm/vòng ; Chọn x = 4. Khi đó: Sdọc min = 0,00314.26.1/4.4 = 0,08164 mm/vòng S ng min = 0,0093.26.1/4.4 = 0,02704 mm/vòng. Vậy ta có các đường truyền sau : 1vt/c.itt.icđ.ics.igb.=Sdọc 1vt/c.itt.icđ.ics.igb. =Sngang Kết luận: Toàn bộ đường tiện trơn sẽ đi theo đường tiện ren qua cặp bánh răng 28/56 vào hộp xe dao. Do đó đường tiện trơn là hệ quả của đường tiện ren,bước tiện trơn dày hơn nhiều so với bước tiện ren tiêu chuẩn . PhầnIII: Thiết kế hệ thống điều khiển hộp chạy dao I. Nhiệm vụ chung: Hệ thống điều khiển hộp chạy dao có nhiệm vụ thay đổi các cơ cấu truyền động trong hộp chạy dao để cắt được các loai ren khác nhau. Quá trình thay đổi các đường truyền thông qua việc đóng mở các ly hợp. Qua việc tham khảo máy chuẩn T620 ở đây ta bố trí 2 nhóm tay gạt 1 và 2 để thực hiện nhiệm vụ trên. I.1. Đối với nhóm I (Tay quay tổ hợp I) - Nhóm này có nhiệm vụ thay đổi các bước tp khi cắt mỗi loại ren. - Thay đổi vị trí ăn khớp của bánh răng Z34 ăn khớp với 1 trong 8 bánh của bộ Norton để thực hiện các bước ren trong các cột cơ sở. - Thay đổi vị trí của khối bánh răng di trượt Z28 + Z42 trên trục XII và Z28+Z56 trên trục XIV để thực hiện các bước ren trong các cột cơ sở. I.2. Đối với nhóm II (tay quay đơn) - Nhóm này dùng để thay đổi chuyển động khi cắt các loại ren khác nhau theo yêu cầu. Đối với mỗi loại ren khác nhau thì khi cắt tay gạt này có vị trí tương ứng khác nhau. Cụ thể: + Vị trí tiện ren quốc tế và môdun + Vị trí tiện ren và pit + Vị trí tiện ren chính xác + Vị trí tiện ren mặt đầu + Vị trí tiện trơn Để thực hiện các yêu cầu trên nhóm gạt II phải điều khiển sự ăn khớp ra vào của bốn ly hợp M2- M3- M4 và bánh răng di trượt trên trục IX có Z=25. Như vậy nhóm I và II không thể thay thế lẫn nhau được. Vì trong cùng một lúc không thể cắt được 2 loại ren mà chỉ 1 loại ren được cắt phải gạt 2 tay gạt. II. Cấu tạo- nguyên lý- cách tính toán hệ thống tay gạt II.1. Nhóm I Cấu tạo giống như nhóm I ở máy chuẩn. Nguyên lý: Điều khiển nhóm cơ sở: + Kéo tay quay tổ hợp I giá trị H thông qua hệ thống đòn và tỷ lệ cánh tay đòn và thông qua hệ thống này làm cho Zđ quay quanh O2 1 góc . + Tay quay tổ hộp ở trạng thái kéo ra và quay đi Để Zđ di trượt và lần luợt ăn khớp với các Zn. Lúc đó cụm điều khiển kéo càng (lắp bánh Zđ) nhờ chốt chạy trên rành xiên song song với độ côn của bánh nooctong. Vị trí ăn khớp được xác định bởi 1 trong 8 lỗ trên rãnh. Khi đẩy tay quay vào thì quá trình xảy ra ngược lại làm bánh đệm Z34 ăn khớp với 1 trong 8 bánh của bộ Norton kết thúc nhóm điều khiển cơ sở. Điều khiển nhóm gấp bội: Khi kéo tay quay tổ hợp ra chốt sẽ đi vào 1 trong 4 lỗ bánh răng Z34 khi quay tay điều khiển nhóm cơ sở thì chốt sẽ làm quay bánh răng này và 2 bánh răng nữa, bánh răng quay làm chốt dịch chuyển tác động vào càng gạt gạt khối 2 bậc Z28-56 tới vị trí ăn khớp của nó còn các bánh răng kia sẽ chuyển tác động đén càng làm dịch chuyển khối bánh răng 2 bậc Z (28-42) trên trục XII. II.2.Tính toán nhóm I (tay quay tổ hợp) + Những điều cần chú ý khi nghien cứu máy chuẩn. Độ nâng a của rãnh A bằng bao nhiêu để khi lắc thì bánh đệm Z34 thoát ra hoàn toàn khỏi khối Norton tạo ra 1 khoảng hở để khi bộ bánh đệm chuyển động dọc trục không bị va chạm. Góc có trị số bao nhiêu để phù hợp hành trình gạt và chốt chạy được dễ dàng trong rãnh. Để trình độ nâng a cần tìm độ lắc yêu cầu của bánh đệm Z34 ăn khớp với bộ nooctong và tỷ số lắc (tỷ số lắc hằng, tỷ số giữa khoảng dịch chuyển của điểm tiếp xúc trên Z34 với khối Norton và khoảng dịch chuyển của chốt Q). Qua hình vẽ ta thấy khi khối bánh răng đệm Z34 ăn khớp với Z48 thì độ lắc yêu cầu phải lơn hơn chiều cao răng 1 lượng nào đó để khi gạt không bị ảnh hưởng va đập. Khi đó khoảng cách từ tâm quayO của cần lắc p tới tâm chốt B là nhỏ nhất. Do đó llắc là nhỏ nhất. Khi bánh răng đệm ăn khớp với Z1(Z26) thì yêu cầu độ lắc là: (: h răng) Độ lắc lúc này là lớn nhất nhưng khi đó khoảng cách từ tâm O của cần p tới chốt B lúc này cũng lớn nhất. Như vậy cứ kéo từ Z1 đến Z8 của bộ Norton thì độ nâng tăng dần lên và độ lắc cũng tăng dần và tỷ số i min và x min sẽ lấy với bánh Z8. Trong khi đó độ nâng a của rãnh A trên thanh n tỷ lệ thuận với với độ lắc x nhưng tỷ lệ nghịch với tỷ số lắc i. Do đó khi tính độ nâng a ta phải tinh ở hai vị trí tương ứng với bánh răng ăn khớp Z1 và Z8 để chọn a nào lớn hơn. Tính toán độ nâng a khi ăn khớp với Z4 Từ số răng và modun của bánh răng ta tính được khoảng tâm lúc ăn khớp O1O2 =126 Để lắc khối đệm Z34 tách ra khỏi vị trí ăn khớp với bộ nooctong thì khoảng cách các tâm như sau: Gọi góc lắc của là thì .Ta có: Khi Ô3 quay quanh O1 một góc thì T cũng quay quanh O 1 góc . Như vậy chốt T dịch chuyển 1 đoạn bằng t, vì góc nâng nhỏ nên coi t bằng cung quay được Như vậy chốt B phải dịch chuyển một đoạn đường bằng a (a bằng độ nâng của rãnh trên thanh n) a=3,96/50.150=7,92mm -Tính độ nâng a khi bánh đệm Z34 ăn khớp với Z1 của bộ Norton Góc cần thiết khi gạt là Tương tự như trên ta có: Như vậy chốt T phải quay 1 góc Tương ứng với chốt T phải dịch chuyển 1 đoạn t Độ nâng So sánh 2 vị trí ta có thể chọn a=23(mm) - Tính góc nâng của rãnh A Nếu càng nhỏ thì chốt Q chuyển động trong rãnh cũng dễ nhưng nếu nhỏ quá thì thanh n và rãnh A phải có kích thước dài để dễ chuyển động. Nếu lớn thì thanh n ngắn dẫn đến chuyển động của thanh ngắn. Sau khi nghiên cứu cách bố trí không gian và kích thước máy ta tính rồi so sánh. Nếu là được. Theo kinh nghiệm là tốt nhất. Theo máy chuẩn ta chọn được các kích thước lấy L=30mm. Chốt Ngàm quay Khi thay đổi tỷ số truyền ở nhóm cơ sở phải kéo trục ra để xoay theo máy chuẩn khoảng cách được tạo ra khi đó 30(mm). Ta chọn 33mm. Do đó khi chuyển động kéo ra thì ; .Tức là thanh n chuyển động được 1 đoạn là 33mm.Từ đó rút ra được . Lấy trong khoảng từ 380 - 450 - Tính góc quay cần thiết để dịch chuyển khối D ăn khớp với từng bánh răng của khối noóc tông . Khi thay đổi bước ren của nhóm cơ sở, quay tay gạt F một góc tương ứng, nghĩa là thay đổi sự ăn khớp cuả khối D với bánh răng của khối Norton. Tính góc quay g cần thiết: Đây chính là góc giữa 2 lỗ định vị kế tiếp nhau trên tay gạt. II.3. Tính toán nhóm II (tay quay đơn) Tay quay II điều khiển trục mang 3 cam thùng I, II, III Cam I: điều khiển ly hợp M2 và bánh răng Z25 trên trục IX Cam II: Điều khiển ly hợp M3 Cam III: Điều khiển ly hợp M4 Nhiệm vụ các cam thùng trên làm nhiệm vụ đóng mở các ly hợp để cắt các loại ren khác nhau: Quốc tế- Modun-Anh-Pict-Mặt đầu- chính xác-Tiện trơn. Phân tích các chuyển động khi cắt các loại ren ta có các vị trí các ly hợp và bánh Z25 (bánh F). Khi cắt ren quốc tế và môđuyn (đường Norton chủ động): Trục (IX) Khi đó: M- T (mở); M4 – P (đóng); M- T (mở). Khi cắt ren Anh+Pít (đường Nooctong bị động): Trục (IX) Khi đó: M- P (đóng); M4 – P (đóng); M- T (mở). Khi cắt ren chính xác: Trục IX- M2-XI- M4-XIV- M4-XV Khi đó: M- P (đóng); M4 – P (đóng); M- P (đóng). Khi cắt ren mặt đầu: Đường truyền giống như ren quốc tế chỉ khác là nối trục XV không nối vào vít me mà qua tỉ số truyền 28/56 – XVI để truỳen dẫn cho vít me ngang. Khi đó: M- T (mở); M4 – G (giữa); M- T (mở). Tiện trơn: Đường truyền giống ren quốc tế chỉ khác ở chỗ nối trục XV không nối vào trục vít me mà qua 28/56 truyền động cho trục XVI. Khi đó: M- T (mở); M4 – G (giữa); M- P (đóng). Nhận xét: Khi tay gạt I quay 1 vòng thì nó sẽ ph