2- Xích chạy dao:

 Tốc độ chạy dao phụ thuộc vào chiều sâu cắt và chất lượng bề mặt gia công.

- lượng chạy dao lớn nhất  S_max = (1/ 3 ¸ 1/4). t_max

Lấy S_max =1/4,4 .t _max =1/1.4 . 4,4 = 1(mm/vòng)

- Lượng chạy dao bé nhất   S_max .( 1/5¸1/10) = S_min Û o,15 (mm / vòng).

          Dựa theo mày tiêu chuẩn nên lấy S_d và S _n theo T620

          Máy gia công được 4 loại ren:

- Ren Quốc tế: t_p = (0,5¸112) mm

- Ren môđul: m = ( 0,5¸112) mm

-Ren Anh: n = (56¸0,25)vòng/ 1’’

- Ren Pít: Dp = 56¸0,25

D- Đặc trưng động lực học

- Chiều sâu cắt lớn nhất t_max = 4 mm

lượng chạy dao tính toán S* = 0,4 t_max ¸ 0,3 mm = 1,5 ¸ 0,3 mm

Tốc độ cắt tính toán                                             

Tra bảng (5¸12) Tài liệu[II]. Với vật liệu là thép, dao là P18. Với S ³ 0,25 mm/ vòng.

Ta có: Cv = 50,2 ;   Xv = 0,25 ;  Yv = 0,66 ;  m= 0,125  ;  Kv = 1,09

- t là chiều sâu cắt = 4mm

-S là lượng chạy dao= 1,5mm

- T là tuổi bền  = 60 phút

                    50,2

V =                                    . 1,09 = 29,43 (mm/vòng)

          4^0,25 . 60^0,125 . 1,46^0,66

Lực cắt Px = Cpx.t^xpx. S^ypx

             Py = Cpy .t^xpy. S^ypy

            Pz = Cpz .t^xppz .S^ypz

Theo bảng[ II-1 Tài liệu[I]] ta có :

Cpx = 650 ;  Cpy = 1250 ;  Cpz = 2000 ;   x_px = 1,12  ;  x_py = 0,9  ;   x_pz= 1 

  y_px = 0,65  ;  y_py = 0,75  ;  y_pz =0,75

Lấy chiều sâu cắt theo chế độ thử máy t = 6  (mm) ;   S = 1,4 (mm/vòng).

Py = 1250 . 6^0,9 . 1,4^0,75 = 928 kg

Px = 650 .6^1,2 . 1,4^0,65 = 455,3 kg

Py = 2000 . 6^1,0 . 1,4^0,75 = 15.444,5 kg

Từ đó ta tính được công suất cắt Nc = Pz .V/ (60.1000)

(II-Tài liệu[I])

Nc = 1.544,5/(60.1000) = 5,926 KW

Chọn động cơ:

Công suất động cơ N_đ/c = Nc/h

Với máy chuyển động quay tròn lấy h = 0,85 ta có:N_đ/c =5,926/0,85 =8,15 KW

Lấy N_đc = 10 KW

Chọn N_đ/c = 10KW       Þ n =1450 vòng/ phút

        Phần III ĐỘNG HỌC

A- Hộp tốc độ:

I- Lựa chọn phương án bố trí.

          Khi chọn kiểu truyền dẫn căn cứ vào phạm vi điều chỉnh, công thức truyền, trị số trượt-  điều khiển thuận tiện, thay đổi nhanh, tính công nghệ tốt.

          Với máy tiện, chuyển động chính là chuyển động quay tròn có công suất nhỏ hơn100 KW  nên dùng truyền dẫn cơ khí điều chỉnh tốc độ gồm một động cơ điện xoay chiều và một hộp tốc độ bánh răng. Kiểu truyền dẫn này đảm bảo truyền dẫn chính xác, chắc chắn, cứng vững, thay đổi tốc độ đơn giản,điều khiển  thuận tiện xong có nhược điểm là phải dừng máy mới thay đổi tốc độ được.

          Yêu cầu của hộp tốc độ là: nhỏ, gọn, làm việc êm, chính xác, điều khiển an toàn, tính công nghệ cao, đảm bảo tốc độ trục chính,số cấp tốc độ Z và phạm vi điều chỉnh chính xác.

          Hộp tốc độ phải kín, khi gia công các chi tiết khác nhau tốc độ và lực cắt phải phù hợp ( Pc . Vc = const) có nghĩa là Nc = const. khi thay đổi n_TC ; vỏ hộp ,trục chính,các trục, ở phải cứng vững. Bố trí các chi tiết truyền tải sang trục chính phải hợp lý. chọn phương án bố trí hộp tốc độ và hộp trục chính có chung ưu điểm là: ít chi tiết vỏ hộp,

kết cấu nhỏ gọn , tập chung tay gạt điều khiển  - hạ giá thành. Nhưng có nhược điểm là : Rung động hộp sẽ truyền sang trục chính, trục chính bị nung nóng do ma sát ở hộp tốc độ , khó làm việc êm  ở tốc độ cao, khó dùng truyền động đai cho trục chính.

lựa chọn bộ truyền cuối cùng của trục chính .

          Bộ truyền cuối cùng của trục chính ảnh hưởng mạnh tới độ chính xác gia công và điều hoà chuyển động, ảnh hưởngđến độ bóng bề mặt gia công . chọn bộ truyền bánh răng để trục chính quay êm cần đảm bảo tốc độ vòng quay của bánh răng không được quá lớn, đường kính bánh răng lắp trên trục chính không được quá bé so với đường kính phôi lớn nhất.

II. CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU.

1- Chọn kết cấu.

Chọn kết cấu đơn giản hay phức tạp căn cứ vào phạm vi điều chỉnh , công dụng của máy, kết cấu đơn giản sử dụng khi phạm vi điều chỉnh yêu cầu bé hơn trị số tới hạn . Ta có : Rn ^*  = [ Ri]²/ j =  8²/j = 50

                        Rn = n _max/ n_min  = 1600/ 12,5 = 128

 Rn > Rn ^* cho nên ta dùng kết cấu phức tạp có 1 kết cấu phụ là đủ .

                   z = z_o ( 1 + z₁ )

ưu điểm của kết cáu này là mở rộng phạm vi điều chỉnh, rút ngắn xích truyền dẫn các tốc độ cao, dẫn đến giảm tổn thất ma sát , nâng cao hiệu suất máy giảm quán tính quay.

2- Chọn phương án kết cấu.    

Phươngán kết cấu được biểu diễn qua công thức kết cấu  z = n ^m_k=1. P_k

          - P_k là tỷ số truyền trong nhóm thứ k.

          - K là trật tự kết cấu của nhóm theo xích.

          - m là số nhóm truyền trong máy.

 Do Z = 22 cấp tốc độ ta chọn Z= 24 sau đó phân ra:

          Z = 2.3.2.2= 2.2.3.2=2.2.2.3

Ta chọn phương án sau   

Do đó Z =P^m  hay  m= lgZ/lgP

Mà     Sp = m.p

     Do đó chọn p = 2 hoặc p = 3.

          Số lượng nhóm truyền tối thiểu trong phương án m = m _min

          Dựa vào chuỗi số vòng quay n _min = n₁ và n _đ/c để đảm bảo sao cho tỷ số truyền trong mỗi nhóm i > 1/4lúc đó tỷ số truyền giới hạn của hộp là:

Trong đó :

-i _mingh là tỷ số truyền nhỏ nhất của hộp tốc độ

- x là số lượng nhóm truyền tối thiểu là m = 4

từ đó nên so sánh 4 phương án đầu ( 4 phương án tối ưu )

             Z = 24 = 2.2.2 3 = 2.2.3.2 = 2.3.2.2= 3.2.2.2.

Để trọnglượng truyền dẫn bé nhất ta đã biết rằng momen xoắn tăng dần khi số vòng quay giảm.

Mx = K.N/n và làm tăng kích thứơc truyền dẫn cho nên để nhận được số bộ truyền nhẹ nhiều hơn số bộ truyền nặng và giảm trọng lượng truyền dẫn cần lấy P_k giảm dần về phía trục chính tức là : Z =  p^m      P_k thì p₁  > p₂ .....> p_m gần trục chính nên lấy p = 1 hoặc 2.

với i là số nhóm truyền động. từ đó 4 phương án trên đều cần tối thiểu 5 trục .

          3. Chọn phương án động học. 

Phương án động học là phương án về trật tự thay đổi các bộ truyền trong các nhóm để nhận được dãy các tốc độ đã cho phương án tối ưu là P₁ > p₂ > p₃.>....> P_m

 khi x₁ < x₂ < x₃.<.....< x_m.

          Ưu điểm số vòng quay bé nhất như nhau. Trục trung gian có số vòng quay bé nên giảm yêu cầu về độ chính xác, giảm tải trọng, giảm rung động , giảm mòn và tổn thất ma sát. Phạm vi điều chỉnh của nhóm khuyếch đại sau cũng không vượt quá phạm vi cho phép: R_m = j_im ^pm-1  £  { Ri} = 8

Do đó lượng mở lớn nhất của 2 tia biên :

     

                                          lg { Ri }

X _max = X_m ( p -1 ) =

                                             lgử

Với [ Ri ] = 8 ; j  = 1,26 thì x _max = 9.

Căn cứ vào chỉ tiêu trên ta lựa chọn phương án động học tối ưu. một phương án kết cấu có n! phương án động học với Z = 24  ta có  n! = 1.2.3.4 = 24 phương án động học.

Ta phân tích để chọn 1 phương án tốt nhất trong 24 phương án :

          - Lập lưới kết cấu để so sánh .

          - Dùng các bảng sau đây để so sánh loại trừ các phương án không đạt yêu cầu với

j = 1,26.

          Để đơn giản ta không vẽ hết 24 lưới kết cấu của 24 phương án thứ tự. Ta lập bảng và và vẽ lưới kết cấu của nhóm các phương án động học.

          Như vậy ta nhận thấy rằng ở tất cả 24 phương án thứ tự đều có j ^xmax > 8 do đó đều không đạt yêu cầu. Do vậy phải chọn 1 phương án thích hợp để j ^xmax £ 8.

          Khi lượng mở j ^xmax > 8 ta sửa lại là: Tạo hiện tượng trùng tốc độ - Thêm trục trung gian và tách ra hai đường truyền. để thu hẹp lượng mở ta tách hai đường truyền ta vẽ 1 lưới kết cấu

Sơ Đồ Lưới Cấu Trúc

ĐƯỜNG TRUYỀN NHANH                                                                                                                                            

Do  Zn = 22 nên ta làm trùng tốc độ ở đường truyền nhanh . Tức là giảm  đăc tính của nhóm từ X6 xuống X4. Vậy Z1 = 2₁^I.3₂^II.2₄^III

PAKC	2       3       2      2					2        3        2        2				2      3       2       2
PATT	I	II		III	IV	II	I	III	IV	III	IV	II	I
Đặc tính nhóm x	1	2		6	12	3	1	6	12	4	8	2	1
Lưới Kết  cấu nhóm
Lượng mở cực đại xmax					12				12		16
jxmax	j12= 1,2612=16					16				j12= 1,2616= 44,32
Kết quả	Kđ						Kđ				Kđ

BẢNG 2.

PAKC	2          3        2      2				2     3       2        2				2     3       2       2
PATT	II	IV	III	I	II	III	IV	I	II	IV	I	II
Đặc tính nhóm x	2	8	4	1	2	4	12	1	2	4	1	12
Lưới  kết cấu nhóm
Lượng mở cực đại xmax		16					12					12
jxmax	j16= 1,2616= 44,32				j12 = 16				16
Kết quả		kđ				Kđ				Kđ

 BẢNG3

PAKC	2       3     2      2					2     3       2        2					2        3       2       2
PATT	II	I	IV		III	IV	III		II	I	III	II	IV	I
Đặc tính nhóm x	3	1	12		6	6	2		1	12	6	2	12	1
Lưới Kết cấu nhóm
Lượng mở cực đại xmax			12							12			12
jxmax	j12 = 16					j12 = 16					j12 = 16
Kết quả		Kđ					Kđ					Kđ

BẢNG4

PAKC	2          3        2      2				2     3       2        2				2        3       2       2
PATT	III	IV	I	II	III	I	II	IV	III	I	IV	II
Đặc tính nhóm x	4	8	1	2	6	1	3	12	6	1	12	3
Lưới Kết cấu nhóm
Lượng mở cực đại  xmax		16						12			12
jxmax	j16 = 44,32				j12 = 16				16
Kết quả		Kđ				Kđ				Kđ

BẢNG5

PAKC	2          3        2			2        3        2        2						2        3       2       2
PATT	IV	I	II	III	III	II		III	IV	IV	I	III	II
Đặc tính nhóm x	12	1	3	6	12	2		1	6	12	1	6	3
Lưới kết cấu nhóm
Lượng mở cực đại xmax	12				12					12
jxmax	j12 = 16			16						16
Kết quả			Kđ			Kđ					Kđ

BẢNG 6

PAKC	2        3        2      2				2      3       2				2        3       2       2
PATT	IV	II	III	I	IV		III	I	II	III	IV	II	I
Đặc tính nhóm x	12	2	6	1	12		4	1	2	12	4	2	1
Lưới kết cấu nhóm
Lượng mở cực đại xmax	12						12			12
jxmax	j12 = 16				16				16
Kết quả		Kđ					Kđ				Kđ

BẢNG7

PAKC	2        3        2      2					2    3        2        2					2        3       2       2
PATT	I	III	II		IV	I		IV	III	II	I	III	IV	II
Đặc tính nhóm x	1	4	2		12	1		8	4	2	1	4	12	2
Lưới  kết cấu nhóm
Lượng mở cực đại xmax					12			16					12
jxmax	j12 = 16					j16 = 44,32					16
Kết quả		Kđ							Kđ			Kđ

BẢNG8

PAKC	2      3        2      2					2     3        2        2				2      3       2       2
PATT	I		II	IV	III	I	IV	II	III	II	III	I	IV
Đặc tính nhóm x	1		2	12	6	1	8	2	4	2	4	1	12
Lưới  Kết  cấu nhóm
Lượng mở cực đại xmax				12			16						12
jxmax	j12 = 16					j16 = 44,32				16
Kết quả		Kđ					Kđ				Kđ

Ta có phương án kết cấu:  Z₁= 2.3.2.1.1

                                        Z₂ = 2.3.2 số tốc độ đủ là Z_x = Z₁ + Z₂ = 24 + 6 = 30.

Phương án thứ tự của Z₁ : Z_{1 đủ} = 21 . 3₂ . 2₆ . 1.1

 có j¹² = 1,26¹² = 16 > 81

Ta tạo ra hiện tượng trùng tốc độ như sau : Z_{1 thu} , Z_{1 thu hẹp} = 2₁ . 3₂ . 2₆  . 2₁₂.

Số tốc độ trùng Zx = 12 - 6 =6 được bù lại bằng đường thứ 2. Phương án thứ tự của đường truyền thứ 2 là : Z₂ = 2₁  . 3_2..2₆

Với phương án đã chọn ở trên sẽ đảm bảo các kết cấu máy biến đổi nhịp nhàng, cân đối , kết cấu nhỏ gọn , số bánh răng chịu công suất lớn (mô men xoắn lớn).(2 bánh )

4- Đồ thị vòng quay.

a- Chọn tỷ số truyền:

Dựa trên nguyên tắc chọn tỷ số truyền sao cho kết cấu hộp chặt chẽ, thay đổi tốc độ đơn giản, tính bánh răng dễ dàng đảm bảo V_{b / răng} < 12 m/s.

          Giới hạn tỷ số truyền 2 ³ iv 1/4;  2,8³ is ³ 1/5 Để giảm tốc độ có thể lấy

 i_v = 2 - 2,5.

          Nguyên tắc chọn tỷ số truyền:

Chọn i »1 vì cơ cấu làm việc đồng đều, tiết kiệm nguyên vật liệu , kích thước nhỏ gọn nhưng không sát với thực tế. Hộp tốc độ thường giảm tốc độ nên chọn i » 1 , nhưng xích truyền động dài, kích thước thước hộp sẽ lớn nên nguyên tắc này chỉ được áp dụng cho những nhóm tỷ số truyền ở các trục trung gian đầu tiên. Theo nguyên tắc này số vòng quay n_o  nên đặt ở giữa số vòng quay n_max và n_min của trục chính ( trục cuối cùng )

          Khi giảm tốc độ qua nhiều trục trung gian trong điều kiện cho phép nên chọn i giảm hay tăng từ từ, chọn i sao cho tốc độ  các trục trung gian càng lớn càng tốt .

   Mô men xoắn Mx tỷ lệ nghịch với số vòng quay khi n càng cao thì Mx càng nhỏ do đó kích thước trục bánh răng nhỏ. Phối hợp cả 2 nguyên tắc trên nên số vòng quay chọn sao cho tỷ số truyền i = 1,06 ^E  ( E là các số nguyên, dương)

          Nhưng i phải nằm trong giới hạn cho phép :

                             2  ³ i ³ 1/4.

 Từ đây suy ra giới hạn lượng mở của i trong hộp

               i_max          2

j^{x max} =               =           =8

              i_min          1/4                                                                                                   

Tính lượng mở giới hạn X_max trong từng nhóm truyền theo công thức :

                                                                              j ^xmax = j ^x ( P- 1)  

- x là lượng mở giữa 2 tia lân cận .

- P là tỷ số truyền trong nhóm.

Kết quả tính toán phải thoả mãn x ( P -1) £ 0

          Chọn phương pháp xác định tỷ số truyền theo phương pháp đồ giải. Tỷ số truyền được biểu diễn dưới dạng : i = j ^-E

          Với E là là số khoảng lg j mà tia truyền cắt qua.

Ta có n_II = n _19.

 i _{min hộp} = n₁/n₁₉  = j ^{- 18.}

 Ta có :

          i₁ =j¹ = 1,26                                      i₂=j² =1,588

          i₃  =j^-4                                                         i₄=j^-2

          i₅=j⁰ = 1                                       i₆=j^-6 = 0,25                  

          i₇=j⁰ = 1                                       i₈=j^-6 = 0,25

          i₉=j^-3= 0,5                                            i₁₀=j^-3                                 

               i₁₁ = j                            

          Từ đó ta vẽ được đồ thị vòng quay.

III - Tính toán động học bánh răng.

1- Trường hợp mô đul của các bánh răng trong nhóm truyền như nhau

Ta phải tính số năng Z₁, Z₁’, Z₂, Z₂’... Z_n, Z_n’.

Vì máy thiết kế mới chưa biết khoảng cách trục A nên ta lý luận như sau:Ta có:

Với åZ là tổng số răng của các cặp bánh răng ăn khớp giữa trục I và II

åZ=Z_x+Z_x’.

Các tỷ số truyền trên đồ thị vòng quay ta phân tích thành

Với f_x  và g_x là các số nguyên không chứa thừa số chung. Ta sẽ có hệ phương trình.

Hai phương trình  có 3 ẩn ta coi đã biết 1 ẩn nào đó, ở đây coi là biết åZ . Giải hệ (1) ta có.åZ và.åZ (2)

Yêu cầu số năng Z_x,  Z_x’ phải là số nguyên nên theo (2) thì f_x.åZvà g_x.åZ phải chia đúng cho f_x+g_x.

Nhưng  vì f_x và g_x là 2 số nguyên không có thừa số chung nên åZ phải chia đúng cho f_x+g_x nghĩa là: åZ = E₁(f₁+g₁) = E₂(f₂+g₂) =... E_x(f_x+g_x) = E_n(f_n+g_n).

E₁;E₂; ... E_x; E_n là các số nguyên. Gọi K là bội số chung nhỏ nhất của mọi tổng f_x+g_x thì åZ =KE (3) E là số nguyên.

 Trị số E tính ra thường lẻ mà E³E_min nào đó để Z_x ³Z_min và Z_x’ ³Z_min (Z_min là số răng tối thiểu với hộp tốc độ Z_min = 17 răng).

E_minđược xác định suy ra từ bất đẳng thức : (4)

EK ³ Z_min Û E_{min chủ đ}  =

Với bánh răng nhỏ nhất là  bánh chủ động và:

EK ³ Z_min => E_{min bị}  =

Với bánh nhỏ nhất là bánh bị động.

Trị số E_min tính ra  thường là số lẻ muốn xác định Z_min ta chọn công thức E_min, ta thấy rằng Z_min sẽ nằm ở một trong hai tia ngoài cùng của nhóm truyền tia nào nghiêng nhiều nhất. Tia nghiêng phải dùng công thức E_{min bị}. Tia nghiêng trái dùng công thức E_{min chủ}.

2- Trường hợp mô đun của bánh răng trong nhóm truyền khác nhau.

Để tiết kiệm nguyên vật liệu, kết cấu nhỏ gọn ta dùng nhiều loại mô đun khác nhau.

 Trường hợp dùng 3 mô đun khác nhau ít dùng nên ở đây ta chỉ tính với trường hợp dùng 2 mô đun khác nhau. Giả sử trong một nhóm truyền bánh răng (răng thẳng) dùng 2 loại mô đun  m₁ và m₂ thì điều kiện làm việc là:

2A=m₁.(Z_i+Z_i’)= åZ₁.m₁

2A=m₂.(Z_j+Z_j’)= åZ₂.m₂  (5)

Ở đây  A là khoảng cách trục, åZ₁ và  åZ₁ là tổng số răng của cặp bánh răng có môđul m₁ và m₂ ; åZ₁=Ke₁;     åZ₂=Ke₂ ...

Trong đó e_1; e₂; K là các số nguyên

3- Tính số răng của nhóm truyền thứ nhất.

Ta có i₁=j¹=1,26¹=1,26

          i₂=j²=1,26²=1,58

Cách tính số răng:

          i₁=1,26

          f₁=17; g₁=13 => f₁+g₁=30=2.3.5

          i₂=1,58  => f₂=28.

          g₂=17 <=> f₂+g₂= 45 = 3².5

Bội số chung nhỏ nhất của (f_x+g_x) là 3².2.5 Û K=2.3².5.

Ta tính được E_min là E_min nằm ở tỷ số truyền i₁, i₂ vì i₂ tăng tốc nhiều hơn i₁ nên theo công thức (4)  chọn E=1.

Ta có tổng số răng Z=K.E =1´90 =90. Tổng số răng åZ<(100¸120) răng do đó

Z₁=51

Z₁’=39

Z₂ = 56

Z₂’=34

4- Tính số răng của nhóm truyền thứ hai:

           i₅=j⁰=1.

Ta có f₃=21.g₃=55

      Ûf₃+g₃=76=2.2.19

          f₄=29; g₄=47

     Û f₃+g₃=76=2.2.19

          f₅=1; g₅=1 Û f₅+g₅=2

    K= 2.2.19 =76.

   Chọn E_min=1

Tổng số răng åZ=E.K=1.76=76

Do đó ta có: Z₃=21

                    Z₃’=55

                    Z₄=29

                    Z₄’=47

                    Z₅=Z₅’=38

5- Tính số răng cho nhóm truyền III

 i₇=j⁰=1,26⁰=1

Qua đồ thị vòng quay ta thấy ở nhóm  truyền này 1 tốc độ thấp thấp và 1 tốc độ cao, do đó sự truyền lực sẽ khác nhau, đối với tốc  thấp M_x sẽ lớn hơn do đó sẽ ảnh hưởng truyền lực lớn hơn, để giảm truyền lực này và tiết kiệm vật liệu máy đỡ cồng kềnh ta chọn 2 cặp này từ công thức:

åZ₆=Ke₇;    åZ₇=Ke₆;   Ta có    åZ₇=5K;  åZ₆=6K phân tích i₆ Ta lấy trong các trị số đó.

Ta chọn sao cho åZ=(110¸120) răng ta được Z₆=15;   Z₆’=60;   åZ₆=75.

 åZ₇=Ke₆=18,3.5=91,5 lấy tròn åZ₇=90 => Z₇=45;   Z₇’=45.

6-  Tính số răng nhóm truyền IV

Tương tự nhóm truyền III. Ta có i₉=1

Ta tính được Z₈=18;    Z₈’ =72;     Z₉=30;  Z₉’=60;

Do tính toán gần đúng nên bánh răng phải dịch chỉnh để sai số  trong phạm vi cho phép.

7- Tính số răng của nhóm truyền V.

Û f₁₀=1; g₁₀=2

Û f₁₀+g₁₀=3

Tia nghiêng trái giảm tốc nên E_{min chủ động} =17

Để tăng åZ₁₀ để đảm bảo truyền được mô men xoắn lớn và đảm bảo bánh răng  Z₁₀’ lắp được trên trục chính ta chọn Z₁₀=30 Û  Z₁₀’=2. Z₁₀=60

i₁₁=j²=1,58 Có f₁₁=65;

 g₁₁=43.     f₁₁+g₁₁=108 . Theo tiêu chuẩn chọn Z₁₁=60 và Z₁₁’ =48.

b) Kiểm tra sai số vòng quay

Nếu tỷ số truyền của hộp là i_v thì ta có tốc độ trục chính là n_tc=n_dc.i_v

Trong quá trình tính toán do sai số của tỷ số truyền (vì khi chọn số răng có sai số) nên số  vòng quay n_tc có sai số so với chuỗi số vòng quay sao cho sai số

Dn £ [Dn]

                Dn = 10 (j-1)% = 2,6%

Sai số vòng qua trục chính phải thỏa mãn điều kiện:

Trong đó n_tc là số vòng quay tiêu chuẩn

Dn và [Dn] là sai số vòng quay thực tế và cho phép

Bảng so sánh

TT[n]	Phương trình xích động	ntt (v/p)	ntc(v/p)	dn %	Đồ thị sai số
	1460*0,98*	12,52	12,5	0,16
	1460*0,98*	15,8	16	1,25
	1460*0,98*	19,7	20	2
	1460*0,98*	24,8	25	-1,6
	1460*0,98*	31,9	31,5	-0,16
	1460*0,98*	40,2	40	-2
	1460*0,98*	48,8	50	+2
	1460*0,98*	61,4	63	1,5
	1460*0,98*	78,8	80	2,5
	1460*0,98*	99,26	100	1
	1460*0,98*	127,7	125	-0,18
	1460*0,98*	160,9	160	-1,25
	1460*0,98*	195	200	4
	1460*0,98*	245,7	250	0,8
	1460*0,98*	315,3	315	-0,6
	1460*0,98*	397	400	-1,75
	1460*0,98*	511	500	0,8
	1460*0,98*	643,5	630	-2
	1460*0,98*	788	800	2,5
	1460*0,98*	992,63	1000	0,2
	1460*0,98*	1277,4	1250	-0,8
	1460*0,98*	1608,7	1600	-0,6

B  -Hộp chạy dao.

I - Đặc điểm.

Hộp chạy dao truyền dẫn với công suất bé thường chỉ bằng (5 ¸ 10)% công suất truyền của động cơ chính. Hộp chạy dao làm việc với tốc độ  thấp vì vậy đường truyền dài, thường phải dung các bộ truyền có tỷ số truyền lớn như vít me - đai ốc, bánh vít - trục vít, hiệu suất truyền dẫn thấp (h bé). Trong  điều kiện có thể dung nhiều cặp bánh răng nối tiếp với nhau thì không nhất thiết phải dùng những bộ truyền nói trên.

Ở đây máy ta thiết kế để tiện được các loại ren hệ mét, hệ Anh với đường kính lớn nhất là 400 mm.

Vì hộp chạy dao ngoài tiện hơn còn phải cắt các loại ren do đó tỷ số truyền cần chính xác, nếu không sai số sẽ phản ánh trức tiếp lên sản phẩm gia công.

Gọi t_v là bước ren vít me

t_p là bước ren của phôi được cắt

i là tỷ số truyên giữa phôi và vít me

Ta có phương trình: 1 _{vòng phôi} . i . t_v = t_p

II - Các bước thiết kế hộp chạy dao để tiện ren.

Hộp dao máy tiện có 2 công dụng tiện và tiện trơn nhưng ta chỉ chú ý tới tiện ren, sau khi  thiết kế xong ta tính lại các bước tiện trơn ta thấy chúng trùng nhau, sát nhau hoặc có chỗ  cách quãng, vấn đề này không quan trọng lắm vì thực tế các bước tiện trơn nói chung khá dày đặc nên điểm cách quãng hầu như ít gây ra tổn  thất về năng suất của máy khi gia công.

Các bước thiết kế:

- Sắp xếp bước ren đươc cắt thành nhóm cơ sở và nhóm gấp bội.

- Thiết kế nhóm cơ sở

- Thiết kế nhóm gấp bội

- Kiểm tra  lại các bước ren đã thiết kế xem có đúng không

Theo yêu cầu thiết kế ta phải thiết kế các bộ truyền hộp chạy dao để cắt được các bước ren sau:

Ren quốc tế: t=(0.5 ¸ 112) mm

Ren Anh: xác định bằng số vòng ren trên 1 tấc Anh: n= 0.5¸112

Ren môđul : xác định theo công thức m=0.5¸112

Ren Pít: Xác định theo công thức Dp = 56¸0.25

III - Sắp xếp bước ren.

Đầu tiên sắp xếp các bước ren được cắt thành những nhóm cơ sở và những khuyếch đại với tỷ số truyền nhóm khuyếch đại 1, 2, 4, 8 hoặc  nghĩa là tỷ số truyền khuyếch đại sắp xếp thành cấp số nhân có công bội j=2 khi sắp xếp cần chú ý:

• Số hàng ngang phải ít nhất
• Tránh để bước ren trùng và sót

- Với ren Anh thì số vòng ren trong 1 tấc càng ít thì bước ren càng lớn nên ta phải xếp ren có n nhỏ về phía phải của bảng ren trong nhóm cơ sở những bước ren lớn tức là n nhỏ cần xếp lên trên, sở dĩ như vậy vì  người ta chứng minh được khi cắt ren Anh và pít thì số răng  Z_i tỷ lệ với số  vòng ren n trong 1 tấc Anh và số Dp: r₁:r₂:r₃...:n_q =Z₁:Z₂:Z₃:...:Z_q và cắt ren quốc tế và môđul thì: t₁:t₂:..:t_q= Z₁:Z₂:...:Z_q nên ren quốc tế và ren môđul có bước ngắn được xếp lên trên.

Khi sắp xếp lên trên bước ren chú ý cả 4 bảng ren đều do 1 cơ cấu di trượt duy nhất tạo ra. Để tránh cho qua trình tính toán phức tạp, các con số xếp trong cột dọc giữa các bảng ren phải thống nhất hóa về mặt tiêu chuẩn và sắp xếp.

Dựa vào nguyên tắc sắp xếp ta có bảng sau:

Bảng Ren quốc tế (t_p =mm)

Bước ren tiêu chuẩn				Bước ren khuyếch đại
0,5	1	2	4	8	16	32	64
-	1,25	2,5	5	10	20	40	80
0,75	1,5	3	6	12	24	48	96
	1,75	3,5	7	14	28	56	112

Bảng Ren môđul  (m=)

Bước ren tiêu chuẩn				Bước ren khuyếch đại
0,5	1	2	4	8	16	32	64
-	1,25	2,5	5	10	20	40	80
0,75	1,5	3	6	12	24	48	96
	1,75	3,5	7	14	28	56	112

 Bảng Ren Anh (n=)

Bước ren tiêu chuẩn				Bước ren khuyếch đại
Ics	Igb			Igb
4/5	56	28	14	3,5	1,75
5/5	48	24	12	3	1,5	0,75
6/5	40	20	10	2,5	1,25
7/5	32	16	8	2	1	0,5

Bảng Ren Pit (Dp=)

Bước ren tiêu chuẩn				Bước ren khuyếch đại
Ics	Igb			Igb
4/5	56	28	14	3,5	1,75
5/5	48	24	12	3	1,5	0,75
6/5	40	20	10	2,5	1,25
7/5	32	16	8	2	1	0,5

IV - Thiết kế nhóm cơ sở.

 Có thể sử dụng cơ cấu noóc tông, mê an, bánh răng di trượt. Đối với loại này ta dùng cơ cấu bánh răng di trượt vì dùng dạng cơ cấu này độ cứng vững cao công suất truyền lớn, điều chỉnh đơn giản. Nhược điểm của cơ cấu này là kích thước trục  lớn . Để khắc phục ta dùng bánh răng dịch chỉnh.

Ta có phương trình

  1vòngtc.icđ.itt.ics.igb.tvm = tp

Vậy  ics = tp/5

V - Thiết kế nhóm gấp bội.

Nhóm gấp bội phải tạo ra tỷ số truyền có công bội j=2 nhưng trị số còn phụ thuộc vào việc chọn cột nào trong bảng xếp ren làm nhóm cơ sở.

Nếu chọn cột 1,75; 2; 2,25; 2,5; 2,75; và 3 làm nhóm cơ sở  thì muốn tiện ra toàn bộ số ren tỷ số truyền nhóm gấp bội là

Nếu chọn cột 3,5;4;4,5;5;5,5;6 làm nhóm cơ sở thì tỷ số truyền nhóm gấp bội là ; ; ; (2) ở đây ta chọn cột theo đường hợp.

Chọn cột 4 làm nhóm cơ sở tức là 7:8:9:10:11:12 làm nhóm cơ sở thì tỷ số truyền nhóm gấp bội là 

ở đây nhóm gấp bội ta dùng bánh răng di trượt nen thiết kế như hộp tốc độ.

Ta có phương trình: i_gb1: i_gb2: i_gb3: i_gb4= 1:2:4:8

Chọn i_gb4=4; Z_n=4; j=2 (Z_n là số bánh răng của nhóm gấp bội)

Ta chọn phương án  kết cấu: Z_n=4 =2^I´2^II. Do nhóm gấp bội khống chế khoảng cách trục theo nhóm cơ sở  đã thiết kế vì vậy ta dùng bánh răng dùng chung. Để tránh sự chênh lệch kích thước qúa lớn của 2 bánh răng trong 1 cặp để cho tỷ số truyền thay đổi từ từ ta phải phân phối tỷ số truyền sao cho đảm bảo được các yêu cầu trên:

Ta có thể phân tích như sau:

              i_gb1=             

              i_gb2=

              i_gb3=

              i_gb4=1=

Ta phân thành: i_gbI=i_I1´i_II1=´

                        i_gb2=i_I2´i_II1=´; i_gb3=i_I1´i_II2=

Ta vẽ được lưới kết cấu và đồ thị vòng quay

Ta tính số răng cho các nhóm:

Nhóm I: i_I1= => f₁=2;      g₁=5;    f₁+g₁=7

              i_I2= => f₂=4;      g₂=5;    f₂+g₂=9

Bội số chung K= 9.7=63

E_min=Z_min=<1 chọn E_min=1

Từ đó ta có Z₁===18

Z₁’===45

Z₂===28

Z₂’===35

Nhóm II:      i_II1=Û f₃=5;    

                    g₃=16 => f₃+g₃=21

                    i_II2=Û f₄=5;           

                    g₄=16 => f₄+g₄=9

Bội số chung nhỏ nhất K=63

      E_min=´Z_min=´13 <1 Chọn E_min=1

                   åZ=KE = 63´1=63

                   Z₃===15 răng

                   Z₃’===48

                  Z₄===35;

                  Z₄’===28

Bánh răng Z₃₅ được dùng chung cho cả 2 nhóm.

VI - Thiết kế nhóm bù.

Nhóm bù gồm những khâu cố định do các bộ truyền đơn bánh răng thay thế và các nhóm đảo chiều, ta có:

Phương trình cân bằng chuyển động:

1 _{v òng TC} . i _bù . i_cs . i_gb . t_v =t_p

Ta có:          i_bù = p = i_cđ . i_tt từ đó có phương trình.

1_vtc . i_tt .i_cđ .i_cs . i_gb.t_v=t_p

Do đó ta có p=

Vì p=const khi tiện các loại ren khác nhau, các bước ren khác nhau nên lúc đó để tính p ta chọn 1 bước ren t_p để cắt thử và khi đó i_cs và i_gb cùng xác định tương ứng, bước vít me chọn trước theo máy chuẩn. Vì đường tiện ren hệ mét  và hệ Anh khác nhau nên p khác nhau. Gọi P_M1; P_M2; P_A1; P_A2 là tỷ số truyền khi  ren quốc tế, môđunl ren Anh, ren Pít, ta có:

P_M1==i_pM1

P_M2==i_pM2

P_A1==i_pA1

P_A2==i_pA2

Ta có  4 tỷ số truyền khác nhau khi tiện 4 loại ren, chọn công thức kết cấu  của nhóm bù:

Z_p=Z_ptt.Z_pcđ=2.2

Trong đó Z_ptt là tỷ số truyền thay thế

Z_pcđ là tỷ số truyền cố định

Sơ bộ bố trí  xích cắt ren như sơ đồ lúc tiện ren chính xác ta đóng các ly hợp M_ịj lại

Tỷ số truyền i_tt1dùng để tiện ren quốc tế và ren Anh. Tỷ  số truyền i_tt2 dùng để tiện ren Môđun và ren Pit. Tỷ số i_tt2 phải là bánh răng đặc biệt để khử số p.

Tỷ số truyền i_pcđM dùng để cắt ren quốc tế, môđul. Tỷ số truyền i_pcđ1,2 dùng để cắt ren Anh ren Pít khử số 25,4.

Cách tính các tỷ số truyền như sau:

Chọn tỷ số  truyền cố định khi tiện ren quốc tế thường chọn i_pcđm=1 lúc đó j_pA1 = i_ptt2.