THIẾT KẾ MÁY KHOAN ĐỨNG DỰA TRÊN CƠ SỞ MÁY KHOAN K135 Phần : PHÂN TÍCH MÁY CHUẨN 1.1 Máy chuẩn : máy K135 với thông số sau : Đặc tính kỹ thuật Máy khoan K135 Đường kính lớn khoan (mm) 35 Khoảng cách từ đường trục tâm tới trụ (mm) Khoảng cách lớn từ mút trục tới bàn máy (mm) 300 750 Kích thước bề mặt làm việc bàn máy (mm x mm) Độ côn trục 450x500 Mooc N  Dịch chuyển lớn trục (mm) 170 Số cấp tốc độ trục Phạm vi tốc độ trục (vg/ph) 12 42 - 2000 Số cấp bước tiến 11 Phạm vi bước tiến ( mm/vg) Lực tiến dao (kG) 0,1 – 1,4 1600 Mômen xoắn (kG.cm) Công suất động (kW) 4000 Khối lượng máy (kg) 1300 Kích thước máy : - Dài - Rộng - Cao 1245 815 2690 Khả công nghệ máy khoan : Máy khoan có khả công nghệ chủ yếu: + Gia công lỗ thông hay không thông, lỗ côn hay trụ… + Gia công mở rộng lỗ dao khoét + Gia công tạo độ bóng cao cho lỗ dao doa + Gia công ren mũi tarô + Ngoài gia công bề mặt có tiết diện nhỏ, thẳng góc hay chiều trục với mũi khoan Phân tích chuyển động tạo hình: ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: TRẦN MINH CHÍNH Để tạo nên bề mặt gia công cần có chuyển động tạo hình: + Chuyển động chuyển động quay tròn dao + Chuyển động chạy dao chuyển động tịnh tiến dao thực Ngoài có chuyển động phụ chuyển động tịnh tiến bàn máy nhờ cấu trục vitme Như để thiết kế máy khoan ta cần tạo chuyển động quay tròn trục (trục gá dao) chuyển động lên xuống trục dao tạo chiều sâu cắt Ngoài cần tạo chuyển động tịnh tiến lên xuống bàn gá phôi để tạo điều kiện cho dao thực khả công nghệ yêu cầu Để thực chuyển động ta phải thiết kế xích tốc độ để tạo nhiều cấp tốc độ khác cho trục cho xích chạy dao Sơ đồ kết cấu động học: Phuong án ĐC iv S Phuong án is 10 iv ĐC S is V Phuong án 3 ĐC1 iv S is 7 V ĐC2 V Tính toán xác định thông số kỹ thuật máy: 4.1 Thông số động học: SVTH: NGuyễn Cao Bắc- Lớp: 09C1B-Nhóm: 02 Trang: ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: TRẦN MINH CHÍNH Gia công chi tiết có kích thước, vật liệu khác nhau, yêu cầu kĩ thuật khác nhau, điều kiện chế tạo khác dẫn đến đưa lý thuyết cắt gọt lý thuyết suất máy, để xác định giới hạn tốc độ Vmax, Vmin, phải đảm bảo trị số biến đổi kích thước phạm vi Những kích thước quy thành số vòng quay trục Rn = Phạm vi điều chỉnh tốc độ: n max = n max n 1000Vmax 1000Vmin (vg/ph); n = (vg/ph) πD πD max nmax, nmin – số vòng quay lớn nhất, nhỏ trục Vmax, Vmin – tốc độ lớn nhất, nhỏ (m/ph) Dmax, Dmin – đường kính lớn nhất, nhỏ chi tiết gia công (mm) ⇒ Rn = Vmax D max = R v R D Vmin D Rv – phạm vi điều chỉnh tốc độ RD – phạm vi điều chỉnh đường kính gia công Thông thường R D = D max = ÷8 D Chọn phạm vi điều chỉnh RD = Dmax = 35 (mm) ⇒ Dmin = (mm) a Chế độ cắt: Máy khoan gia công loại thép: thép kết cấu, thép không gỉ, thép chịu nhiệt, thép đúc…; loại gang dẻo, gang xám; hợp kim đồng, hợp kim nhôm…vv Để đảm bảo máy làm việc với suất cao nhất, đồng thời đảm bảo chất lượng chi tiết gia công máy thiết kế cần phải có khả để lựa chọn chế độ cắt thích hợp + Chiều sâu cắt t: t= D (mm) Dmax = 35 (mm) ⇒ tmax = 17,5 (mm) Dmin = (mm) ⇒ tmin = 3,5 (mm) + Lượng chạy dao S: Lượng chạy dao S tra bảng 5.25 (trang 21) sổ tay CNCTM tập với cách tra dựa vào đường kính gia công SVTH: NGuyễn Cao Bắc- Lớp: 09C1B-Nhóm: 02 Trang: ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: TRẦN MINH CHÍNH Đối với thép: Smax = 0,78 (mm/vg); Smin = 0,09 (mm/vg) Đối với gang, hợp kim đồng, hợp kim nhôm: S max = 1,19 (mm/vg); Smin = 0,18 (mm/vg) Suy ta chọn Smax = 1,19 (mm/vg) Smin = 0,09 (mm/vg) + Vận tốc cắt: C v D q V = m y K v (m/ph) T S Ta có: Trong đó: Cv, q, y, m tra sổ tay CNCTM tập tra bảng 5.28 Kv = Kmv.Kuv.Klv Kmv – hệ số phụ thuộc vật liệu gia công (bảng 5.1 ÷ 5.4) Kuv – hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt (bảng 5.6) Klv – hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan (bảng 5.31) Tra bảng thông số tốc độ cắt ta có: Vmax = 30,66 (m/ph), Vmin = 4,62 (m/ph) Ta suy số vòng quay lớn nhỏ động cơ: n max = 1000Vmax 1000.30,66 = = 1395 (vg/ph) πD 3,14.7 n = 1000Vmin 1000.4,62 = = 42 (vg/ph) πD max 3,14.35 Phạm vi điều chỉnh tốc độ: Rn = n max 1395 = = 33,21 n 42 b Chọn công bội ϕ: Máy khoan sản phẩm không đa dạng, mức độ chuyên môn hóa thấp, dùng sản xuất đơn Vì máy khoan ta thiết kế hộp tốc độ với công bội ϕ = 1,41; hộp chạy dao sử dụng cấu đặc biệt cấu then kéo nên ta chọn công bội ϕ = 1,26 Số cấp tốc độ máy: Z v = ln R n ln 33,21 +1 = + = 11,19 ln ϕ ln1,41 Chọn Z = 12 Các số vòng quay theo số vòng quay tiêu chuẩn ta chọn SVTH: NGuyễn Cao Bắc- Lớp: 09C1B-Nhóm: 02 Trang: ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: TRẦN MINH CHÍNH n1 = nmin = 42,5 (vg/ph) n2 = 60 (vg/ph) n3 = 87 (vg/ph) n4 = 122 (vg/ph) n5 = 173 (vg/ph) n6 = 250 (vg/ph) n7 = 338 (vg/ph) n8 = 482 (vg/ph) n9 = 696 (vg/ph) n10 = 995 (vg/ph) n11 = 1390 (vg/ph) n12 = 2000 (vg/ph) Số vòng quay tính toán (hay số vòng quay tới hạn) n t = n n max 2000 = 42.4 = 110,33 (vg/ph) n 42 Phạm vi điều chỉnh lượng chạy dao là: R s = Smax 1,19 = = 13,2 Smin 0,09 Chọn ϕ = 1,26 Zs = ln R s ln13,2 +1 = + = 12,16 ln ϕ ln1,26 Chọn Zs= 12 Các giá trị lượng tiến dao là: S1 = Smin = 0,1 (mm/vg) S2 = S1.ϕ = 0,1.1,26 = 0,126 (mm/vg) ⇒ chọn S2 = 0,13 (mm/vg) S3 = S1.ϕ2 = 0,1.1,262 = 0,15876 (mm/vg) ⇒ chọn S3 = 0,17 (mm/vg) S4 = S1 ϕ3 = 0,1.1,263 = 0,2 (mm/vg) ⇒ chọn S4 = 0,22 (mm/vg) S5 = S1 ϕ4 = 0,1.1,264 = 0,252 (mm/vg) ⇒ chọn S5 = 0,28 (mm/vg) S6 = S1 ϕ5 = 0,1.1,265 = 0,316 (mm/vg) ⇒ chọn S6 = 0,38 (mm/vg) S7 = S1 ϕ6 = 0,1.1,266 = 0,4 (mm/vg) ⇒ chọn S7 = 0,5 (mm/vg) S8 = S1 ϕ7 = 0,1.1,267 = 0,533 (mm/vg) ⇒ chọn S8 = 0,63 (mm/vg) S9 = S1 ϕ8 = 0,1.1,268 = 0,635 (mm/vg) ⇒ chọn S9 = 0,82 (mm/vg) SVTH: NGuyễn Cao Bắc- Lớp: 09C1B-Nhóm: 02 Trang: ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: TRẦN MINH CHÍNH S10 = S1 ϕ9 = 0,1.1,269 = 0,8 (mm/vg) ⇒ chọn S10 = 1,05 (mm/vg) S11 = S1 ϕ10 = 0,1.1,2610 = 1,009 (mm/vg) ⇒ chọn S11 = 1,4 (mm/vg) S12 = S1 ϕ11 = 0,1.1,2611 = 1,27 (mm/vg) ⇒ chọn S12 = 1,8 (mm/vg) 4.2 Tính công suất, chọn động cơ: Khi thiết kế máy cần phải tiến hành xác định công suất động điện, để tạo sở cho việc tính toán động lực học chi tiết phận máy a Xác định công suất động truyền động chính: Nc = Công suất cắt: M x n t 9750 Mx = 10.CM.Dq.Sy.kp Với CM = 0,0345; q = 2; y = 0,8; kp = 1(tra sổ tay CNCTM T.2) ⇒ Mx = 10.0,0345.352.0,780,8.1 = 346,442 (Nm) ⇒ Nc = 346,442.110,33 = 3,92 (KW) 9750 Trong máy khoan công suất động truyền dẫn gồm phần: Nđcv = Nc + No + Np No – công suất chạy không Np – công suất tiêu hao phụ Thường Nc = (0,7 ÷ 0,8) Nđc nên tính gần công suất động điện theo N đcv = công suất cắt: Nc η Với η = (0,7 ÷ 0,85) máy có chuyển động quay tròn Chọn η = 0,75 ⇒ N đcv = N c 3,92 = = 5,23 (KW) η 0,75 b Công suất chạy dao: Công suất chạy dao tính theo tỉ lệ phần trăm công suất truyền dẫn chính: Nđcs = K.Nđcv Với máy khoan K = 0,04 ⇒ Nđcs = 0,04.5,23 = 0,2092 (KW) SVTH: NGuyễn Cao Bắc- Lớp: 09C1B-Nhóm: 02 Trang: ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: TRẦN MINH CHÍNH Trong máy khoan dùng động cho truyền dẫn lẫn truyền dẫn chạy dao nên: Nđc = Nđcv + Nđcs = 5,23 + 0,2092 = 5,4392 (KW) Chọn loại động điện che kín có quạt gió loại AO2 với công suất động N = 5,5 (KW), tốc độ quay động nđc = 1450 (vg/ph) Thiết kế động học toàn máy: 5.1 Thiết kế động học hộp tốc độ: Hộp tốc độ phận quan trọng máy cắt kim loại nói chung máy khoan nói riêng, dùng để thực nhiệm vụ sau: - Truyền công suất từ động điện đến trục - Đảm bảo phạm vi điều chỉnh cần thiết cho trục hay trục cuối hộp tốc độ với công bội ϕ số cấp tốc độ Z yêu cầu Từ thông số Rn, ϕ, z ta thực nhiều phương án kết cấu hộp tốc độ với cách bố trí số vòng quay, số trục, hệ thống bôi trơn, điều khiển v.v… khác Do đó, ta cần phải lựa chọn phương án thích hợp dựa vào yêu cầu sau đây: - Các giá trị số vòng quay từ n ÷ n12 hệ số cấp vòng quay ϕ phải phù hợp với trị số tiêu chuẩn - Các chi tiết máy tham gia vào việc thực truyền động phải đầy đủ độ bền, độ cứng vững để đảm bảo truyền động xác, trục - Kết cấu hộp tốc độ phải đơn giản, xích truyền động phải hợp lý để đạt hiệu suất truyền động cao (80 ÷ 90%) Cơ cấu phải dễ dàng tháo lắp, điều chỉnh sửa chữa - Điều khiển phải nhẹ nhàng an toàn Với yêu cầu trên, ta tiến hành phân tích, lựa chọn phương án phù hợp với tiêu kỹ thuật, kinh tế điều kiện cho phép 5.1.1 Thiết kế phương án không gian: a Tính số nhóm truyền tối thiểu: x = 1,6 log 2000 = 2,68 42 Chọn x = SVTH: NGuyễn Cao Bắc- Lớp: 09C1B-Nhóm: 02 Trang: ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: TRẦN MINH CHÍNH Vậy số nhóm truyền tối thiểu x = b Lựa chọn phương án không gian: Với số cấp tốc độ Z = 12 ta có phương án không gian là: 3x2x2, 2x3x2, 2x2x3 Vậy ta có phương án bố trí không gian nhóm truyền dùng chung bánh di trượt…nên ta chọn phương án tối ưu Sơ đồ phương án không gian: Phương án 3x2x2: Phương án 2x3x2: Phương án 2x2x3: SVTH: NGuyễn Cao Bắc- Lớp: 09C1B-Nhóm: 02 Trang: ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: TRẦN MINH CHÍNH Ta so sánh phương án không gian với tiêu đánh giá sau: + So sánh tổng số trục phương án không gian: Str = x + ( x số nhóm truyền) Tổng số trục phương án nhau: Str = + = (trục) n + Tổng số hộp phương án nhau: SBr = ∑ Px x =1 Px – số bánh nhóm truyền thứ x SBr = 2(3+2+2) = 2(2+3+2) = 2(2+2+3) = 14 (bánh răng) + Chiều dài hộp: L = ∑ b + ∑ f Với b = (6 ÷ 10)m; m ≤ m – mođun; f – loại khe hở Ta có chiều dài hộp + Chú ý số lượng bánh chịu momen xoắn trục cuối + Chú ý cấu đặc biệt dùng ly hợp ma sát, phanh… Lập bảng so sánh: PAKG 3x2x2 2x3x2 2x2x3 Tổng số bánh 14 14 14 Tổng số trục 4 Chiều dài trục L (mm) L L L Số bánh trục 2 Yếu tố so sánh SVTH: NGuyễn Cao Bắc- Lớp: 09C1B-Nhóm: 02 Trang: ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: TRẦN MINH CHÍNH Từ bảng ta chọn phương án không gian 3x2x2 2x3x2 Vì phương án 3x2x2 có bánh chịu tốc độ cao nên dẫn đến mau mòn, không kinh tế Vậy ta chọn phương án không gian 2x3x2 tốt 5.1.2 Phân tích chọn phương án thứ tự: Với phương án không gian tối ưu mà ta lựa chọn ta có nhiều phương án thay đổi thứ tự khác Số phương án thay đổi thứ tự tính theo công thức: q = m! m – số nhóm bánh truyền dẫn hộp tốc độ m = ⇒ q = 3! = Ta có phương án thứ tự: 1) Z = 2x3x2 2) Z = 2x3x2 3) Z = x x PATT I II III PATT I PATT II III II I III 4) Z = x x 5) Z = 2x3x2 6) Z = 2x3x2 PATT PATT III PATT III II II III I I II 6 I Vì số vòng quay trục cấp số nhân nên tỷ số truyền nhóm cấp số nhân có công bội ϕxi (i = 0, 1, 2, 3….) + xi gọi đặc tính hay lượng mở nhóm truyền động, số nguyên phụ thuộc vào thứ tự hoán vị nhóm truyền + Tỷ số truyền lượng mở phải nằm giới hạn cho phép: ϕXmax = ϕX(p-1) ϕX(p-1) ≤ Trong đó: x – lượng mở tia lân cận p – số tỷ số truyền nhóm Lập bảng so sánh phương án thứ tự: PAKG 2x3x2 2x3x2 2x3x2 2x3x2 2x3x2 2x3x2 PATT I II III I III II II I III II III I III I II III II I Lượng mở 6 6 SVTH: NGuyễn Cao Bắc- Lớp: 09C1B-Nhóm: 02 Trang: 10 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: TRẦN MINH CHÍNH I i1 i2 II i3 i5 i4 III i7 i6 IV c) PATT: III I 10 11 12 II (6) (1) (3) I i1 i2 II i3 i5 i4 III i7 i6 IV d) PATT: III II 10 11 12 I (6) (2) (1) SVTH: NGuyễn Cao Bắc- Lớp: 09C1B-Nhóm: 02 Trang: 12 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: TRẦN MINH CHÍNH I i1 i2 II i3 i5 i4 i6 i7 III IV 10 11 12 Một phương án thứ tự tốt phương án có phạm vi điều chỉnh tỷ số truyền nhóm truyền động nằm giới hạn cho phép Lượng mở tia đặc trưng cho tỷ số truyền thay đổi từ từ, tạo thành lưới kết cấu có hình rẽ quạt Trên sở đó, phương án phương án I – II – III thích hợp Trong phương án này, số vòng quay giảm dần từ trục I đến trục IV Các tỷ số truyền bố trí giảm từ từ nên trục trung gian có số vòng quay tới hạn n t cao, kích thước nhỏ, hộp tốc độ bố trí gọn Số bánh làm việc trục có số vòng quay cao nhiều nên kích thước nhỏ 5.1.3 Chọn tỉ số truyền vẽ lưới đồ vòng quay: Trên sở lưới kết cấu chọn, ta vẽ đồ thị số vòng quay để thể mối quan hệ số vòng quay với trị số thực tỉ số truyền Ở đồ thị này, số vòng quay tỉ số truyền có giá trị thực Các đường biểu trục, điểm biểu thị số vòng quay giống lưới kết cấu Các tia không bố trí đối xứng mà bố trí thích ứng với giá trị tỷ số truyền với quy ước sau: - Các tia thẳng đứng biểu tỷ số truyền i = 1, tức đồng tốc - Các tia nghiêng sang trái biểu diễn tỷ số truyền i < 1, tức giảm tốc - Các tia nghiêng sang phải biểu diễn tỷ số truyền i > 1, tức tăng tốc - Các tia song song có giá trị Tỷ số truyền i thỏa mãn điều kiện: ≤i≤2 SVTH: NGuyễn Cao Bắc- Lớp: 09C1B-Nhóm: 02 Trang: 13 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: TRẦN MINH CHÍNH 1 ⇒ i1 = ϕ ϕ + Nhóm I: i1 ÷ i2 = ÷ ϕ ; chọn i2 = + Nhóm II: i3 ÷ i4 ÷ i5 = ÷ ϕ2 ÷ ϕ4 ; chọn i5 = ϕ ⇒ i = + Nhóm III: i6 ÷ i7 = ÷ ϕ6 ; chọn i7 = ϕ2 ⇒ i = 1 ; i3 = ϕ ϕ ϕ4 Lưới đồ thị vòng quay: n0 i1 I i2 II i5 i3 i4 III i6 42 60 i7 87 IV 122 173 250 338 482 696 955 1390 2000 5.1.4 Tính toán bánh răng: a Phân tích tính toán số bánh răng: + Nhóm I: i1 = 1 f = = = 2 g1 ϕ 1,41 ⇒ f1 + g1 = + = i2 = 1 f = = = ϕ 1,41 g ⇒ f2 + g2 = + = 12 = 22.3 Bội số chung nhỏ K = 22.3 = 12 Tỷ số truyền i1 có độ nghiêng lớn i2 nên bánh có số bánh nhỏ nằm i 1, tức bánh chủ động Do đó, ta xác định Emin theo công thức: E = f1 + g1 1+ z = 17 = 4,25 f1.K 1.12 SVTH: NGuyễn Cao Bắc- Lớp: 09C1B-Nhóm: 02 Trang: 14 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: TRẦN MINH CHÍNH Trị số E cần phải chọn giới hạn số tính không nhỏ số giới hạn zmin = 17 Cho nên để tránh tượng cắt chân z ≥ zmin Chọn E = Tổng số cho phép hộp tốc độ ∑ Z ≤ (100 ÷ 120) ∑ Z = K.E = 12.5 = 60 (thỏa mãn) Z1 = f1 g1 ∑ Z = 60 = 20 ; Z'1 = ∑ Z = 60 = 40 f1 + g1 1+ f1 + g1 1+ Z2 = 60 = 25 ; Z = 60 = 35 5+7 5+7 + Nhóm II: i3 = 1 22 f = = = ϕ3 1,413 62 g ⇒ f3 + g3 = 22 + 62 = 84 = 7.3.22 i4 = 1 f = = = ϕ 1,41 g ⇒ f4 + g4 = + = 12 = 22.3 i = ϕ = 1,41 = f5 = g5 ⇒ f5 + g5 = + = 12 = 22.3 Bội số chung nhỏ K = 7.22.3 = 84 Chọn i3 có độ nghiêng lớn hơn, giảm tốc làm bánh chủ động E = f3 + g3 22 + 62 z = 17 = 0,77 < f K 22.84 Chọn E = ∑ Z = K.E = 84.1 = 84 Z3 = f3 g3 22 62 ∑ Z = 84 = 22 ; Z'3 = ∑ Z = 84 = 62 f3 + g3 22 + 62 f3 + g3 22 + 62 Z4 = f4 g4 ∑ Z = 84 = 35 ; Z'4 = ∑ Z = 84 = 49 f4 + g4 5+7 f4 + g4 5+7 Z5 = f5 g5 ∑ Z = 84 = 49 ; Z'5 = ∑ Z = 84 = 35 f5 + g5 7+5 f5 + g5 7+5 SVTH: NGuyễn Cao Bắc- Lớp: 09C1B-Nhóm: 02 Trang: 15 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: TRẦN MINH CHÍNH + Nhóm III: i6 = 1 f = = = 4 g6 ϕ 1,41 ⇒ f6 + g6 = + = i7 = ϕ2 = 1,412 = = f7 = g7 ⇒ f7 + g7 = + = Bội số chung nhỏ K = 5.3 = 15 Chọn i6 có độ nghiêng lớn hơn, giảm tốc làm bánh chủ động E = f6 + g6 1+ z = 17 = 5,67 f K 1.15 Chọn E = ∑ Z = K E = 15.6 = 105 Z6 = f6 g6 ∑ Z = 105 = 21 ; Z '6 = ∑ Z = 105 = 84 f6 + g6 1+ f6 + g6 1+ Z7 = f7 g7 ∑ Z = 105 = 70 ; Z '7 = ∑ Z = 105 = 35 f7 + g7 +1 f7 + g7 +1 b Tính số vòng quay sai số vòng quay – vẽ đồ thị sai số: Tỷ số truyền đai: i đ = n0 n đc ηđ Với n0 = n10 = 955 (vg/ph); nđc = 1450 (vg/ph); ηđ = 0,95 iđ = 955 = 0,7 1450.0,95 Vậy đường kính bánh đai nhỏ lớn theo tiêu chuẩn là: D = 140 (mm); D2 = 200 (mm) Ta có phương trình xích tốc độ: SVTH: NGuyễn Cao Bắc- Lớp: 09C1B-Nhóm: 02 Trang: 16 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: TRẦN MINH CHÍNH  22   20   62   18   40   35   72  n đc i đ ηđ  . .  = n tt (vg/ph)  25   49   60   35   49   30     35  Từ phương trình đường truyền ta tính số vòng quay trục sau: n1 42,77 n7 342,15 n2 61,1 n8 488,79 n3 86,09 n9 688,75 n4 122,99 n10 983,73 n5 168,74 n11 1349,95 n6 241,06 n12 1928,5 Lập bảng tính sai số vòng quay theo công thức: ∆n = ± Trong đó: n tc − n tt 100% n tc ntc – số vòng quay tiêu chuẩn ntt – số vòng quay thực tế Các trị số vòng quay thực tế nhận trục phải nằm giới hạn sai số cho phép: [∆n ] = ±10(ϕ − 1) = ±10(1,41 − 1) = ±4,1 TT 10 11 12 ntc (vg/ph) 42 60 85 118 170 235 335 475 670 950 1320 1900 ntt (vg/ph) 42,77 61,1 86,09 122,99 168,74 241,06 342,15 488,79 688,75 983,93 1349,95 1928,5 ∆n (%) -1,83 -1,83 1,05 -0,81 2,46 3,58 -1,23 -1,41 1,04 -3,03 2,88 3,58 5.2 Thiết kế động học hộp chạy dao: SVTH: NGuyễn Cao Bắc- Lớp: 09C1B-Nhóm: 02 Trang: 17 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: TRẦN MINH CHÍNH Giới hạn lượng chạy dao: Smax = 1,14 (mm/vg); Smin = 0,1 (mm/vg); Zs = 12; ϕ = 1,26 Hộp chạy dao máy khoan đảm bảo cho máy khoan có tốc độ cần thiết trình cắt, lượng di động không đòi hỏi xác Để đảm bảo chiều cao theo chiều trục người ta dùng cấu then kéo Tùy theo vị trí then kéo mà bánh lồng không cố định với trục, thực truyền chuyển động trục Cơ cấu có ưu điểm: kích thước nhỏ gọn có trục, bánh di trượt ly hợp, bánh đặt kề với độ hở nhỏ Ngoài sử dụng bánh nghiêng Tuy nhiên hộp chạy dao dùng cấu then kéo có nhược điểm: + Độ bền độ cứng vững nên truyền momen lớn (do phay rãnh then trục) + Độ mòn bánh lớn, hiệu suất truyền động thấp bánh không làm việc ăn khớp vào + Không thể dùng bánh có đường kính lớn, để hạn chế lượng di động then kéo bánh mỏng; bánh mỏng dùng đường kính lớn 5.2.1 Thiết kế phương án không gian: Ta có phương án không gian sau: Z = 12 3x4 4x3 3x2x2 2x3x2 2x2x3 2x6 6x2 I II III IV V VI VII Lập bảng so sánh phương án không gian: 3x4 4x3 3x2x2 2x3x2 2x2x3 2x6 6x2 Pimax 4 3 6 Sbr = 2∑Pi 14 14 14 14 14 16 16 Str 3 4 3 Từ bảng ta rút nhận xét: - Phương án III, IV, V làm cho kích thước chiều rộng hộp tăng lên - Phương án VI, VII có số bánh trục nhiều dẫn đến trục yếu (số bánh trục then kéo không lớn từ ÷ bánh), kích thước chiều dài hộp tăng SVTH: NGuyễn Cao Bắc- Lớp: 09C1B-Nhóm: 02 Trang: 18 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ - GVHD: TRẦN MINH CHÍNH Phương án I, II hợp lý PAKG x có số bánh trục vào cao nên dễ mòn độ cứng vững thấp Vậy ta chọn phương án tối ưu PAKG x 5.2.2 Phân tích chọn phương án thứ tự: Ta có phương án thứ tự: PAKG 3x4 3x4 PATT I II II (1) (3) I (4) (1) Lưới kết cấu: a) PATT: I II (1) (3) I i2 i3 i1 II i4 i7 i5 i6 b) PATT: II I (4) (1) III 10 11 12 I i1 i3 i2 II i7 i4 i6 i5 So sánh phương án ta thấy PAKG: I II III 10 11 12 hợp lý (1) (3) 5.2.3 Chọn tỉ số truyền vẽ lưới đồ thị vòng quay: Để rút ngắn khoảng cách chiều trục, giảm chiều cao hộp chạy dao ta dùng cấu bánh dùng chung SVTH: NGuyễn Cao Bắc- Lớp: 09C1B-Nhóm: 02 Trang: 19 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ Ưu điểm: GVHD: TRẦN MINH CHÍNH + Giảm bớt số lượng bánh + Rút ngắn khoảng cách chiều trục tận dụng khả làm việc bánh dùng chung Nhược điểm: + Bánh dùng chung mau mòn + Chỉ lắp cố định với trục Hộp chạy dao dùng cấu then kéo phải dùng bánh dùng chung, ta phải biển đổi tốc độ cách chịu trùng cấp số cấp giảm số cấp bị trùng Do dựa vào lưới kết cấu ta có trường hợp: a Trường hợp bánh dùng chung: Từ sơ đồ động, ta thấy bánh dùng chung tốt nằm tia tỷ số truyền i1i7, i3i6 đó: Z’1 = Z7; Z’3 = Z6 Vì nhóm truyền động có mođul nên: Z1 + Z'1 = Z3 + Z'3  Z'1 + Z'7 = Z'3 + Z'6 Rút bánh dùng chung Z’1; Z’3 làm thừa số chung:   Z1 Z   + 1 = Z'3  + 1 Z'1     Z'1  Z'3   Z' 1 + Z'7  = Z' 1 + Z'6  3  1 Z'1  Z'3     Với i1 = Z3 Z5 Z7 Z1 Z2 Z4 Z6 ; i2 = ; i3 = ; i4 = ; i5 = ; i6 = ; i7 = Z'1 Z'2 Z'3 Z'4 Z'5 Z'6 Z'7 Z'1 ( i1 + 1) = Z'3 ( i + 1)   1 1       Z ' + = Z ' + 3  1 i    i6    Chia đẳng thức cho ta được: ⇒ i7 = i1 + i + = 1 1+ 1+ i7 i6 i (i + 1) (i1 + 1)(i + 1) − i (i + 1) (*) Vì chuỗi số vòng quay n trục III phân bố theo quy luật cấp số nhân nên ta có: SVTH: NGuyễn Cao Bắc- Lớp: 09C1B-Nhóm: 02 Trang: 20 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: TRẦN MINH CHÍNH n1 : n2 : n3 : …: n12 = : ϕ : ϕ2 :…: ϕ11 Dựa vào quy luật ta tính tỷ số truyền cho nhóm truyền: + i1 : i2 : i3 = n1 : n2 : n3 n1 : n2 : n3 = : ϕ : ϕ2 ⇒ i1 : i2 : i3 = : ϕ : ϕ2 Chọn i = 1 ⇒ i = ⇒ i1 = ϕ ϕ ϕ + n1 : n7 = i1(4) : i6 n1 : n7 = : ϕ6 ⇒ i1(4) : i6 = : ϕ6 Chọn i6 = ϕ ⇒ i = Với i = ϕ5 1 ; i1 = i6 = ϕ thay vào (*) ta được: i7 = ϕ3 ϕ ϕ + n1 : n4 = i4 : i5 n1 : n4 = : ϕ3 ⇒ i4 : i5 = : ϕ3 Với i = 1 i = ⇒ ϕ ϕ Kiểm nghiệm điều kiện động học với ϕ = 1,26 Ta có: imax = i7 = ϕ3 = i = i = = 0,315 ϕ5 Các giá trị thỏa mãn điều kiện tỷ số truyền: ≤ i s ≤ 2,8 Phạm vi điều chỉnh tỷ số truyền giới hạn nhóm truyền : Rn = i max = ϕ8 = 6,35 < 14 i b Trường hợp có bánh dùng chung: Các bánh dung chung nằm tia: i1i7; i2i6; i3i5 Tức Z'1 = Z ; Z'2 = Z ; Z'3 = Z5 SVTH: NGuyễn Cao Bắc- Lớp: 09C1B-Nhóm: 02 Trang: 21 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: TRẦN MINH CHÍNH Z1 + Z'1 = Z + Z'2 = Z3 + Z'3  Z'1 + Z'7 = Z'2 + Z'6 = Z'3 + Z'5 ⇒ Z'1 (i1 + 1) = Z'2 (i + 1) = Z'3 (i + 1)  1  Z ' ( + ) = Z ' ( + ) = Z ' ( + )  i i i  Dựa vào lưới kết cấu ta có: i2 = i1 ϕ ; i3 = i1 ϕ2 ; i = Đặt e = i1i7 ⇒ i = i7 i i = 76 ; ϕ ϕ e i1 i1 + i + i1 + i1.ϕ + = = ⇒ + 1 + ⇔ + i1 i ϕ3 1+ i7 i6 e e i + i3 + i1.ϕ + i1.ϕ + = = 1 ⇔ i ϕ i1.ϕ6 1+ 1+ + + i6 i5 e e Và Giải hệ phương trình ta có: i1 = i1 = - 1/4 không thỏa mãn Vậy dùng bánh dùng chung Đồ thị vòng quay: n0 I i1 i2 i3 II i7 i4 i6 i5 III 10 11 12 5.2.4 Tính toán bánh răng: Từ đồ thị số vòng quay ta xác định tỷ số truyền khác tính toán số bánh hộp chạy dao Giữa trục I II có tỷ số truyền: SVTH: NGuyễn Cao Bắc- Lớp: 09C1B-Nhóm: 02 i1 = 1 i = ; i3 = ; ϕ ϕ ϕ Trang: 22 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ + i1 = GVHD: TRẦN MINH CHÍNH 1 f = = = 3 g1 ϕ 1,26 ⇒ f1 + g1 = + = + i2 = 1 31 f = = = = ϕ2 1,26 1,58 50 g ⇒ f2 + g2 = 31 + 50 = 81 = 34 + i3 = 1 f = = = ϕ 1,26 g ⇒ f3 + g3 = + = = 32 BSCNN K = 34 = 81 Chọn i1 có độ nghiêng hơn, giảm tốc làm bánh chủ động E = f1 + g1 1+ Z = 17 = 0,629 < f1.K 1.81 Chọn Emin = ⇒ ∑Z = K E = 81 = 81 f1 ∑ Z = 81 = 27 f1 + g1 1+ Z1 = ⇒ Z'1 = ∑ Z − Z1 = 81 − 27 = 54 Z2 = f2 31 ∑ Z = 81 = 31 f2 + g2 31 + 50 ⇒ Z'2 = ∑ Z − Z = 81 − 31 = 50 Z3 = f3 ∑ Z = 81 = 36 f3 + g3 4+5 ⇒ Z'3 = ∑ Z − Z3 = 81 − 36 = 45 Giữa trục II III có tỷ số truyền: i4 = 1 = ϕ5 1,265 i = ϕ = 1,26 1 = ϕ 1,26 ; i5 = ; i = ϕ3 = 1,263 = + Ta có: Z'1 = Z7 = 54 ; Z'3 = Z = 45 SVTH: NGuyễn Cao Bắc- Lớp: 09C1B-Nhóm: 02 Trang: 23 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ ⇒ Z'7 = GVHD: TRẦN MINH CHÍNH 54 = 27 + Trong nhóm truyền tổng số nhau: Z6 + Z'6 = Z + Z'7 = 54 + 27 = 81 ⇒ Z'6 = 81 − 45 = 36 Z5 + Z'5 = 81  +  Z5 ⇒ Z5 = 31; Z'5 = 50 =  Z'  1,26 Z + Z'4 = 81  +  Z4 ⇒ Z4 = 19 ; Z'4 = 62  Z' = 1,265  Vậy số bánh hộp chạy dao: Z1 = 27; Z'1 = 54 Z2 = 31; Z'2 = 50 Z3 = 36; Z'3 = 45 Z4 = 19; Z'4 = 62 Z5 = 31; Z'5 = 50 Z6 = 45; Z'6 = 36 Z7 = 54; Z'7 = 27 5.2.5 Số vòng quay sai số vòng quay – đồ thị sai số vòng quay Sai số vòng quay tính theo công thức: ∆n = ± n tc − n tt 100% n tc Trong đó: ntc – số vòng quay tiêu chuẩn ntt – số vòng quay thực tế Các trị số vòng quay thực tế nhận phải nằm giới hạn sai số cho phép: [∆n] = ± 10(ϕ - 1) = ± 10(1,26 - 1) = ± 2,6 Số vòng quay nhỏ hộp chạy dao tính theo công thức: n = n1 = Smin 47.Smin 47.0,1 = = = 0,03 π m Z , 14 , 14 π .m.Z 47 Từ suy chuỗi số vòng quay tiêu chuẩn hộp sau: SVTH: NGuyễn Cao Bắc- Lớp: 09C1B-Nhóm: 02 Trang: 24 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: TRẦN MINH CHÍNH 0,03; 0,0378; 0,0476; 0,06; 0,0756; 0,095; 0,12; 0,151; 0,19; 0,24; 0,303 (vg/ph) Số vòng quay thực tế: p ntt = vòng trục × i × Z ∏ Z'i i =1 i n1 = × 0,194 × 27 19 × = 0,0297 54 62 n2 = × 0,194 × 31 19 × = 0,0369 50 62 n3 = × 0,194 × 36 19 × = 0,0476 45 62 n4 = × 0,194 × 27 31 × = 0,06 54 50 n5 = × 0,194 × 31 31 × = 0,0746 50 50 n6 = × 0,194 × 36 31 × = 0,0962 45 50 n7 = × 0,194 × 27 45 × = 0,1213 54 36 n8 = × 0,194 × 31 45 × = 0,15 50 36 n9 = × 0,194 × 27 54 × = 0,194 54 27 n10 = × 0,194 × 31 54 × = 0,24 50 27 n11 = × 0,194 × 36 54 × = 0,31 45 27 Bảng sai số vòng quay: STT ntc (vg/ph) SVTH: NGuyễn Cao Bắc- Lớp: 09C1B-Nhóm: 02 ntt (vg/ph) ∆n (%) Trang: 25 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ 10 11 GVHD: TRẦN MINH CHÍNH 0,03 0,0378 0,0476 0,06 0,0756 0,095 0,12 0,151 0,19 0,24 0,303 SVTH: NGuyễn Cao Bắc- Lớp: 09C1B-Nhóm: 02 0,0297 0,0369 0,0476 0,06 0,0746 0,0962 0,1213 0,15 0,194 0,24 0,31 2,38 0 1,32 -1,26 -1,08 0,66 -2,11 -2,31 Trang: 26 [...]... NGuyễn Cao Bắc- Lớp: 09C1B-Nhóm: 02 Trang: 17 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: TRẦN MINH CHÍNH Giới hạn lượng chạy dao: Smax = 1,14 (mm/vg); Smin = 0,1 (mm/vg); Zs = 12; ϕ = 1,26 Hộp chạy dao trong máy khoan đảm bảo cho máy khoan có một tốc độ cần thiết trong quá trình cắt, lượng di động không đòi hỏi chính xác lắm Để đảm bảo chiều cao theo chiều trục người ta dùng cơ cấu then kéo Tùy theo vị trí của then kéo mà... 02 Trang: 12 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: TRẦN MINH CHÍNH I i1 i2 II i3 i5 i4 i6 i7 III IV 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Một phương án thứ tự tốt là phương án có phạm vi điều chỉnh tỷ số truyền trong các nhóm truyền động nằm trong giới hạn cho phép Lượng mở cũng như các tia đặc trưng cho tỷ số truyền thay đổi từ từ, tạo thành lưới kết cấu có hình rẽ quạt Trên cơ sở đó, trong các phương án trên thì phương án... nhỏ hơn 5.1.3 Chọn tỉ số truyền và vẽ lưới đồ thì vòng quay: Trên cơ sở lưới kết cấu đã được chọn, ta vẽ đồ thị số vòng quay để thể hiện mối quan hệ của số vòng quay với những trị số thực của các tỉ số truyền Ở đồ thị này, số vòng quay và tỉ số truyền đều có giá trị thực Các đường biểu hiện trục, các điểm biểu thị số vòng quay giống như ở lưới kết cấu Các tia ở đây không bố trí đối xứng mà bố trí thích... thực tế nhận được ở trên trục chính phải nằm trong giới hạn sai số cho phép: [∆n ] = ±10(ϕ − 1) = ±10(1,41 − 1) = ±4,1 TT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ntc (vg/ph) 42 60 85 118 170 235 335 475 670 950 1320 1900 ntt (vg/ph) 42,77 61,1 86,09 122,99 168,74 241,06 342,15 488,79 688,75 983,93 1349,95 1928,5 ∆n (%) -1,83 -1,83 1,05 -0,81 2,46 3,58 -1,23 -1,41 1,04 -3,03 2,88 3,58 5.2 Thiết kế động học hộp chạy...ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ Lượng mở max ϕXmax ≤ 8 GVHD: TRẦN MINH CHÍNH 6 4 6 4 6 6 7,86 3,95 7,86 3,95 7,86 7,86 Từ bảng so sánh ta có 4 phương án thứ tự thích hợp có lượng mở thỏa mãn ta vẽ lưới kết cấu như sau: a) PATT: I II III (1) (2) (6) I i1 i2 II i3 i4 i5 III i7 i6 IV 1 b) PATT: 2 3 4 5 6 7 8 II I III 9 10 11 12 (3) (1) (6) SVTH: NGuyễn Cao Bắc- Lớp: 09C1B-Nhóm: 02 Trang: 11 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ... hiện truyền chuyển động giữa 2 trục Cơ cấu này có ưu điểm: kích thước nhỏ gọn vì chỉ có 2 trục, không có bánh răng di trượt và ly hợp, các bánh răng đặt kề nhau với độ hở nhỏ Ngoài ra còn có thể sử dụng bánh răng nghiêng Tuy nhiên hộp chạy dao dùng cơ cấu then kéo cũng có nhược điểm: + Độ bền và độ cứng vững kém nên không thể truyền được momen lớn (do phay rãnh then trên trục) + Độ mòn của bánh răng... răng mỏng; bánh răng mỏng không thể dùng đường kính lớn 5.2.1 Thiết kế phương án không gian: Ta có các phương án không gian sau: Z = 12 3x4 4x3 3x2x2 2x3x2 2x2x3 2x6 6x2 I II III IV V VI VII Lập bảng so sánh các phương án không gian: 3x4 4x3 3x2x2 2x3x2 2x2x3 2x6 6x2 Pimax 4 4 3 3 3 6 6 Sbr = 2∑Pi 14 14 14 14 14 16 16 Str 3 3 4 4 4 3 3 Từ bảng trên ta rút ra nhận xét: - Phương án III, IV, V sẽ làm cho... - Phương án III, IV, V sẽ làm cho kích thước chiều rộng hộp tăng lên - Phương án VI, VII có số bánh răng trên trục nhiều dẫn đến trục yếu (số bánh răng trên một trục bộ then kéo không lớn hơn từ 3 ÷ 5 bánh), kích thước chiều dài hộp tăng SVTH: NGuyễn Cao Bắc- Lớp: 09C1B-Nhóm: 02 Trang: 18 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ - GVHD: TRẦN MINH CHÍNH Phương án I, II là hợp lý nhưng PAKG 4 x 3 có số bánh răng ở trục vào... (i 3 + 1) (*) Vì chuỗi số vòng quay n của trục III phân bố theo quy luật cấp số nhân nên ta có: SVTH: NGuyễn Cao Bắc- Lớp: 09C1B-Nhóm: 02 Trang: 20 ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: TRẦN MINH CHÍNH n1 : n2 : n3 : …: n12 = 1 : ϕ : ϕ2 :…: ϕ11 Dựa vào quy luật trên ta tính tỷ số truyền cho từng nhóm truyền: + i1 : i2 : i3 = n1 : n2 : n3 n1 : n2 : n3 = 1 : ϕ : ϕ2 ⇒ i1 : i2 : i3 = 1 : ϕ : ϕ2 Chọn i 3 = 1 1 1 ⇒ i 2... + ) = Z ' ( 1 + ) = Z ' ( 1 + ) 1 2 3  i i i 7 6 5  Dựa vào lưới kết cấu ta có: i2 = i1 ϕ ; i3 = i1 ϕ2 ; i 6 = Đặt e = i1i7 ⇒ i 7 = i7 i i = 76 3 ; 5 ϕ ϕ e i1 i1 + 1 i 2 + 1 i1 + 1 i1.ϕ + 1 = = ⇒ 1 + 1 1 + 1 ⇔ 1 + i1 i ϕ3 1+ 1 i7 i6 e e i 2 + 1 i3 + 1 i1.ϕ + 1 i1.ϕ 2 + 1 = = 3 1 1 ⇔ i ϕ i1.ϕ6 1 1+ 1+ 1 + 1 + i6 i5 e e Và Giải hệ phương trình trên ta có: i1 = 0 và i1 = - 1/4 không thỏa mãn Vậy không ... Vậy ta có phương án bố trí không gian nhóm truyền dùng chung bánh di trượt…nên ta chọn phương án tối ưu Sơ đồ phương án không gian: Phương án 3x2x2: Phương án 2x3x2: Phương án 2x2x3: SVTH: NGuyễn... ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: TRẦN MINH CHÍNH Ta so sánh phương án không gian với tiêu đánh giá sau: + So sánh tổng số trục phương án không gian: Str = x + ( x số nhóm truyền) Tổng số trục phương án. .. mãn Vậy dùng bánh dùng chung Đồ thị vòng quay: n0 I i1 i2 i3 II i7 i4 i6 i5 III 10 11 12 5.2.4 Tính toán bánh răng: Từ đồ thị số vòng quay ta xác định tỷ số truyền khác tính toán số bánh hộp chạy