Ch-ơng 3 Thiết kế máy mới A.TíNH hộp tốc độ I/ thiết lập chuỗi số vòng quay z=23 , n min = 12,5 vòng/phút , công bội = 1,26 1._Chuỗi số vòng quay tuân theo quy luật cấp số nhân Công bội = 1 min max z n n Ta có = z-1 n max /12,5 = 1,26 Suy ra n max = 2000 vg/ph n 1 = n min = 12,5 vg/ph n 2 = n 1 . n 3 = n 2 . = n 1 . 2 . n 23 = n 22 . = n 1 . 22 Công thức tính tộc độ cắt V= 1000 dn m/ph Trong đó d- Đ-ờng kính chi tiết gia công (mm) n- Số vòng quay trục chính (vg/ph) 2._Tính số hạng của chuỗi số Phạm vi điều chỉnh R n = min max n n = 5,12 2000 =160 Công bội = 1,26 Số cấp tốc độ z = 23 Trị số vòng quay cơ sở thành lập từ trị soó vòng quay đầu tiên n 1 = 12,5 vg/ph và n z = n 1 . z-1 Lần l-ợt thay z = 123 vào ta có bảng sau: Tèc ®é C«ng thøc tÝnh n tÝnh n tiªu chuÈn n 1 n 2 n 3 n 4 n 5 n 6 n 7 n 8 n 9 n 10 n 11 n 12 n 13 n 14 n 15 n 16 n 17 n 18 n 19 n 20 n 21 n 22 n 23 n min = n 1 n 1 . 1 n 1 . 2 n 1 . 3 n 1 . 4 n 1 . 5 n 1 . 6 n 1 . 7 n 1 . 8 n 1 . 9 n 1 . 10 n 1 . 11 n 1 . 12 n 1 . 13 n 1 . 14 n 1 . 15 n 1 . 16 n 1 . 17 n 1 . 18 n 1 . 19 n 1 . 20 n 1 . 21 n 1 . 22 12.5 15,57 19,85 25,01 31,51 39,7 50,02 63,02 79,41 100,1 126,07 158,85 200,15 252,19 317,76 400,38 504,47 635,64 800,9 1009,14 1271,5 1602,11 2018,65 12.5 16 20 25 31,5 40 50 63 80 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 II/ Sè nhãm truyÒn tèi thiÓu n min /n max = 1/4 i i-Sè nhãm truyÒn tèi thiÓu i=lg(n ®c¬ /n min )/lg4=3,4 V× sè nhãm truyÒn lµ nguyªn nªn lÊy i = 4 III/ ph-¬ng ¸n kh«ng gian C¸c ph-¬ng ¸n kh«ng gian 24x1 12x2 3x4x2 6x2x2 2x3x2x2 Dựa vào số nhóm truyền tối thiểu i=4 ta loại trừ các ph-ơng án không gian và lấy ph-ơng án không gian là 2x3x2x2 Cách bố chí các bộ phận tổ hợp thành xích tỗc độ bố trí theo ph-ơng án hộp tốc độ và hộp trục chính vì máy có độ phức tạp lớn (z=23) công suất lớn N=10 kw 1.Dựa vào công thức z= p 1 . p 2 . p 3 . p j trong đó p j là tỷ số truyền trong một nhóm Ta có z = 24 = 2x2x3x2 = 2x2x2x3 = 3x2x2x2 = 2x3x2x2 Mỗi thừa số p j là 1 hoặc 2 khối bánh răng di tr-ợt truyền động giữa 2 trục liên tục 2.Tính tổng số bánh răng của hộp tốc độ theo công thức S z =2(p 1 +p 2 +p 3 + .p j ) - ph-ơng án không gian 2x2x2x3 có S z =2(2+2+2+3) = 18 - ph-ơng án không gian 3x2x2x2 có S z =2(2+2+2+3) = 18 - ph-ơng án không gian 2x3x2x2 có S z =2(2+2+2+3) = 18 - ph-ơng án không gian 2x2x3x2 có S z =2(2+2+2+3) = 18 3._Tính tổng số trục của ph-ơng án không gian theo công thức: S tr = i +1 i- Số nhóm truyền động S tr = 4+1 = 5 trục (pakg 2x2x3x2) 4._Tính chiều dài sơ bộ của hộp tốc độ theo công thức: L = b + f b- chiều rộng bánh răng f- khoảng hở giữa hai banh răng và khe hở để lắp mién gạt 5 ._Số bánh răng chịu mô men xoắn ở trục cuối cùng: PAKG : 3x2x2x2 2x2x2x3 2x2x3x2 2x3x2x2 Số bánh răng: 2 3 2 2 6. Các cơ cấu đặc biệt dùng trong hộp : ly hợp ma sát ,phanh 7. Lập bảng so sánh ph-ơng án bố trí không gian Ph-ơng án Yếu tố so sánh 3x2x2x2 2x2x3x2 2x3x2x2 2x2x2x3 1.Tổng số bánh răng S z 2. Tổg số trục S tr 3. Chiều dàI L 4. Số bánh răng M max 5. Cơ cấu đặc biệt 18 5 19b + 18f 2 ly hợp ma sát 18 5 19b + 18f 2 ly hợp ma sát 18 5 19b + 18f 2 ly hợp ma sát 18 5 19b + 18f 3 ly hợp ma sát Kết luận : Với ph-ơng án và bảng so sánh trên ta thấy nên chọn ph-ơng án không gian 2x3x2x2 vì - Tỷ số truyền giảm dần từ trục đầu tiên đến trục cuối. Nh-ng 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 mô men xoắn lớn nhất M max trên trục chính là ít nhất. Do đó để đảm bảo tỷ số truyền giảm từ từ đồng đều ,-u tiên việc bố trí kết cấu ta chọn PAKG 2x3x2x2 IV/ Ph-ơng án thứ tự (PATT) - Số ph-ơng 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 đẻ so sánh tìm ph-ơng án tối -u Bảng so sánh các ph-ơng án thứ tự T T Nhóm 1 T T Nhóm 2 T T Nhóm 3 T T Nhóm 4 1 2x3x2x2 I II III IV [1][2][6][12 ] 7 2x3x2x2 II I III IV [3][1][6][12 ] 13 2x3x2x2 III I II IV [6][1][3][12 ] 19 2x3x2x2 IV I II III [12][1][3][6 ] 2 2x3x2x2 I III II IV [1][4][2][12 ] 8 2x3x2x2 II III I IV [2][4][1][12 ] 14 2x3x2x2 III II I IV [6][2][1][12 ] 20 2x3x2x2 IV II I III [12][2][1][6 ] 3 2x3x2x2 I IV II III [1][8][2][4] 9 2x3x2x2 II III IV I [2][4][12][1 ] 15 2x3x2x2 III IV I II [4][8][1][2] 21 2x3x2x2 IV III I II [12][4][1][2 ] 4 2x3x2x2 I II IV III [1][2][12][6 ] 10 2x3x2x2 II I IV III [3][1][12][6 ] 16 2x3x2x2 III I IV II [6][1][12][3 ] 22 2x3x2x2 IV I III II [12][1][6][3 ] 5 2x3x2x2 I III IV II [1][4][12][2 ] 11 2x3x2x2 II IV III I [2][8][4][1] 17 2x3x2x2 III II IV I [6][2][12][1 ] 23 2x3x2x2 IV II III I [12][2][6][1 ] 6 2x3x2x2 I IV III II [1][8][4][2] 12 2x3x2x2 II IV I III [2][8][1][4] 18 2x3x2x2 III IV II I [4][8][2][1] 24 2x3x2x2 IV III II I [12][4][2][1 ] x m ax 12 16 12 16 12 16 12 16 x max 16 40,32 16 40,32 16 40,32 16 40,32 Nhận xét :qua bảng trên ta thấy các ph-ơng án đều có xmax >8 nh- vậy không thoả mãn điều kiện xmax = i(p-1) 8 Do đó để chọn đ-ợc ph-ơng án đạt yêu cầu ta phải tăng thêm trục trung gian hoặc tách ra làm hai đ-ờng truyền . Nh- vậy PATT I II III IV có xmax = 1,26 12 là nhỏ hơn cả theo máy chuẩn đã chọn thì ph-ơng án này là tốt hơn , có l-ợng mở đều đặn và tăng từ từ , kết cấu chặt chẽ, hộp t-ơng đối gọn, l-ới kết cấu cố 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 xmax 8 ta phải thu hẹp l-ợng mở tối đa từ xmax = 12 xuống xmax = 6 Do thu hẹp l-ợng mở nên số tốc độ thực tế bị giảm . Ta có số tốc độ thực tế là Z 1 =Z - l-ợng 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 l-ợng mở ta thiết kế thên đ-ờng truyền tốc độ cao (đ-ờng truyền tắt ) PAKG đ-ờng trruyền này là Z 2 = 2x3x1= 6 tốc độ Vậy PAKG cuả hộp tốc độ là Z = Z 1 + Z 2 = 24+6 =30 Do trùng 7 tốc độ (tốc độ cuối của đ-ờng truỳên tốc độ thấp trùng với tốc độ của đ-ờng truỳên tốc độ cao ) Nên số tốc độ thực của máy là : Z = 30 - 7 = 23 tốc độ Ta có l-ới kết cấu của máy nh- sau : I 2[1] 2[1] II 3[2] 3[2] III 2[6] 1[0] IV 2[6] V n 1 n 2 n 3 n 4 n 5 n 6 n 7 n 8 n 9 n 10 n 11 n 12 n 13 n 14 n 15 n 16 n 17 n 18 n 19 n 20 n 21 n 22 n 23 n 24 V/ Vẽ đồ thị vòng quay Trị số vòng quay giới hạn n o trên trục I đ-ợc biến thiên trong khoảng n o min n o n o max Tính theo các tỷ số truyền lớn nhất và tỷ số truyền nhỏ nhất kể từ trục chính đến trục đâù tiên n 0min = n max / i 1 U maxi ; n 0max = n min / i 1 U mini Trong đố i- chỉ số biểu thị nhóm truyền i 1 U maxi = U max1 . U max2 . . . U maxi i 1 U mini = U min1 . U min2 . . . U mini Có thể lấy i 1 U maxi = U max1 . U max2 . . . U maxi = 2 i 1 U mini = U min1 . U min2 . . . U mini = 1/4 Vậy n omax = 12,5/(1/4) 4 = 3200 vg/ph n omin = 2000/2 4 = 125 vg/ph Nh- vậy giới hạn n o biến thiên trong khoảng 125 n o 3200 Để trục và bánh răng đầu vào của hộp chịu M x kính th-ớc nhỏ gọn . Th-ờng đặt n o ở các trị số n o lớn . Vì nh- vậy sẽ gần vơí n đcơ . Hơn nữa n o tới n min của trục chính bao giờ cũng giảm nhiều hơn tăng Giả sử ta chọn n o = n 19 = 800 vg/ph Khi đó i đtr = n o / n đcơ . đ = 800/1440.0,985 = 0,564 Theo máy chuẩn ta có i đtr = 145/260 = 0,56 Ta vẽ đ-ợc đồ thị vòng quay của máy nh- sau n II = 800 II III IV V VI VII 12,5 2000 1 i i i i i i i i i i i 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 . 2 T T Nhóm 3 T T Nhóm 4 1 2x3x2x2 I II III IV [1][2][6][12 ] 7 2x3x2x2 II I III IV [3] [1][6][12 ] 13 2x3x2x2 III I II IV [6][1] [3] [12 ] 19 2x3x2x2 IV I. độ thực của máy là : Z = 30 - 7 = 23 tốc độ Ta có l-ới kết cấu của máy nh- sau : I 2[1] 2[1] II 3[ 2] 3[ 2] III 2[6] 1[0] IV 2[6] V n 1 n 2 n 3 n 4 n 5 n