ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP HỒ THỊ TÂN THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH BỘ NGHIỀN RĂNG CÔN XOẮN ĐỂ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT RĂNG CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT CƠ KHÍ MÃ SỐ: 60520103 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS HOÀNG VỊ Thái Nguyên, năm 2016 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan toàn luận văn thân tổng hợp nghiên cứu hướng dẫn khoa học PGS.TS Hoàng Vị Nếu sai xin chịu hình thức kỷ luật theo quy định Người thực Hồ Thị Tân ii LỜI CẢM ƠN Bằng tất kính trọng chân thành, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Hoàng Vị- người tận tình hướng dẫn suốt trình nghiên cứu hoàn thành luận văn Đồng thời, xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Thuấn - khoa khí trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên, Ban giám hiệu trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên, Ban chủ nhiệm Khoa Đào tạo sau đại học, Ban giám hiệu trường Cao Đẳng Nghề Việt - Đức Hà Tĩnh tạo điều kiện thuận lợi cho trình học tập, nghiên cứu thực luận văn Tôi xin cảm ơn gia đình, người thân đồng nghiệp động viên giúp đỡ suốt thời gian học tập nghiên cứu hoàn thành luận văn Xin trân trọng cảm ơn! Tác giả Hồ Thị Tân iii MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ v MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài: Cơ sở khoa học thực tiễn đề tài Mục đích đề tài Phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ GIA CÔNG BÁNH RĂNG CÔN XOẮN 1.1 Đặc điểm truyền bánh côn xoắn 1.1.1 Ưu điểm 1.1.2.Hạn chế 1.2 Thông số bánh côn 1.3 Phân loại bánh côn xoắn 11 1.4 Nguyên lý gia công bánh côn xoắn 13 1.4.2 Nguyên lý gia công bánh côn xoắn có đường dạng đường thân khai kéo dài 16 1.4.3 Nguyên lý gia công bánh côn xoắn có đường có dạng Epicycloid 17 1.4.4 Quy trình gia công bánh côn xoắn 19 1.5 Kết luận chương 21 CHƯƠNG 22 KỸ THUẬT MÀI NGHIỀN VÀ CÔNG NGHỆ MÀI NGHIỀN RĂNG CÔN RĂNG XOẮN 22 2.1 Kỹ thuật mài nghiền 22 2.1.1 Khái niệm mài nghiền 22 2.1.2 Đặc điểm mài nghiền 22 2.2 Kỹ thuật mài nghiền bánh côn xoắn 23 2.2.1 Đặc điểm mài nghiền bánh côn xoắn 23 iv 2.2.2 Đánh giá nhám bề mặt vết tiếp xúc truyền bánh côn xoắn 26 2.2.3 Thiết bị mài nghiền bánh côn xoắn 34 2.3 Kết luận chương 36 CHƯƠNG 37 THIẾT KẾ VÀ THÍ NGHIỆM 37 3.1 Thiết kế mô hình mài nghiền bánh côn xoắn 37 3.1.1 Nguyên lý hoạt động truyền 37 3.1.2 Đặc tính mô hình đồ gá mài nghiền 38 3.2 Đánh giá ảnh hưởng nguyên công mài nghiền đến độ xác truyền 42 3.2.1 Thiết lập mô hình thực nghiệm 42 3.2.2 Kế hoạch thí nghiệm 46 3.2.3 Giải toán tối ưu đa mục tiêu 48 3.3 Kết luận chương 54 CHƯƠNG 56 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 56 4.1 Giới thiệu 56 4.2 Kết thí nghiệm 56 4.3 Xây dựng mô hình hồi quy cho hàm mục tiêu 57 4.4 Tối ưu hóa hàm đa mục tiêu 59 4.4 Kết luận chương 63 CHƯƠNG 64 KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 Hình 1.1: Các thông số bánh côn xoắn Hình 1.2: Spiral bevels Hình 1.3: Zerol bevel Hình 1.4: Bộ truyền bánh Hypoids Hình 1.5 Nguyên lý cắt bánh côn xoắn dạng cung tròn (Gleason sprial bevel gear) Hình 1.6 - Sơ đồ nguyên lý gia công bánh côn cong dạng đường thân khai kéo dài (Klingelnberg sprial bevel gear ) Hình 1.7- Sơ đồ nguyên lý gia công bánh côn cong dạng đường Epicycloid (Oerlikon sprial bevel gear) Hình 1.8: Quy trình gia công bánh côn xoắn Hình 2.1 : Sơ đồ dạng mài nghiền Hình 2.2: Sơ đồ mài nghiền Hình 2.3: Hiện tượng trượt theo prophin Hình 2.4: Hiện tượng trượt theo chiều cao prophin Hình 2.5: Vết tiếp xúc truyền hypoid có xu hướng mở rông theo chiều cao prophin Hình 2.6: Diện tích tiếp xúc tiêu chuẩn truyền bánh côn xoắn chế độ không tải Hình 2.7: Vết tiếp xúc điển hình truyền chịu tải danh nghĩa Hình 2.8: Central toe contact Hình 2.9: Vết tiếp xúc mong muốn thiết kế bánh chịu tải tối đa Hình 2.10: Vết tiếp xúc đầu nhỏ Hình 2.11: tiếp xúc đầu to chân Hình 2.12: Tiếp xúc chéo Hình 2.13: Tiếp xúc Hình 2.14: Tiếp xúc Hình 2.15: Tiếp xúc lame Hình 2.16: Tiếp xúc rộng Hình 2.17: Tiếp xúc hẹp Hình 2.18: Tiếp xúc bắc cầu (profile) Hình 2.19: Tiếp xúc dài Hình 2.20: Tiếp xúc ngắn Hình 2.21: Tiếp xúc bắc cầu ( lengthwise ) Hình 2.22: Tiếp xúc Bias-in Hình 1.23: Tiếp xúc Bias-out Hình 1.24: Kiểm tra E, P, G Hình 1.25: Vết tiếp xúc định vị sai khoảng cách trục[7] 11 12 13 14 14 16 18 20 23 24 25 25 26 27 28 28 28 29 29 29 29 30 30 30 30 30 30 31 31 31 31 32 32 vi 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 Hình 1.26: Vết tiếp xúc định vị sai góc trục[7] Hình 1.27: Vết tiếp xúc định vị sai khoảng khoảng cách tâm mặt côn hai bánh truyền[7] Hình 2.28: Sơ đồ chuyển động nghiền Hình 2.29: Máy mài nghiền hãng gleason Hình 2.30: Máy nghiền Oerlikon T60X [5] Hình 2.31: Máy nghiền Oerlikon Klingelnberg PFSU 1200 HP[6] Hình 3.1: Bộ truyền bánh côn xoắn Hình 3.2: Sơ đồ chuyển động mô hình nghiền côn xoắn Hình 3.3: Đặc tính mô hình đồ gá mài nghiền bánh côn xoắn Hình 3.4: Bộ thí nghiệm biến tần Hình 3.5: Mô hình đồ gá mài nghiền bánh côn xoắn Hình 3.6 Mô hình thí nghiệm Hình 3.7: Bột nhôm ôxit Hình 3.8: Cặp bánh dùng để thí nghiệm Hình 3.9: Phương pháp đo chiều dài chiều rộng vết tiếp xúc Hình 3.10: Máy đo nhám SJ -400 hãng Mitutoyo Hình 3.11: Sơ đồ thí nghiệm Box - Behnken biến[8] Hình 3.12: Hàm kỳ vọng toán tối đa hóa có trọng số Hình 3.13: Hàm kỳ vọng toán tối đa hóa có trọng số Hình 3.14 Hàm kỳ vọng hàm mục tiêu đạt giá trị xác định Hình 3.14: Hàm kỳ vọng toán tối đa hóa với giá trị trọng số khác Hình 3.15: Hàm kỳ vọng toán tối đa hóa với giá trị trọng số khác Hình 3.16: Hàm kỳ vọng (a) toán tối thiểu hóa;(b)bài toán đạt giá trị xác định với giá trị trọng số khác Hình 4.1: Kết sau thí nghiệm Hình 4.2: Các hệ số mô hình hồi quy hàm mục tiêu Ra Hình 4.3: Các hệ số mô hình hồi quy hàm mục tiêu L Hình 4.4: Các hệ số mô hình hồi quy hàm mục tiêu L Hình 4.5: Đồ thị giá trị tối ưu hóa Ra Hình 4.6: Kết tìm giá trị L lớn phần mềm minitab Hình 4.7: Kết tìm giá trị h lớn phần mềm minitab Hình 4.8: Kết tối ưu cho thông số đầu mài nghiền 33 33 34 35 35 35 37 38 39 40 40 41 41 43 45 45 48 50 51 52 53 53 53 57 58 58 59 60 60 61 62 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài: Trong ngành công nghiệp chế tạo ô tô, máy kéo, máy công cụ, ngành giao thông vận tải, công nghiệp khai khoáng Bộ truyền bánh côn xoắn ngày sử dụng rộng rãi truyền bánh côn thẳng có nhiều ưu điểm bật như: ăn khớp êm, tiếng ồn, hệ số trùng khớp cao, độ bền lớn, độ mòn ít, độ nhạy sai số lắp nhỏ có tỉ số truyền lớn Mặc dù có nhiều ưu điểm việc gia công, tạo hình côn xoắn phức tạp thực máy chuyên dùng Do hình dạng côn xoắn phức tạp nên việc tạo hình khó đạt độ xác thiết kế Chính vậy, việc gia công tinh lần cuối phương pháp mài, mài nghiền trở nên quan trọng, công đoạn gia công sau tạo hình cắt gọt nhiệt luyện nhằm hiệu chỉnh kích thước làm tăng độ xác hình học răng, giảm nhấp nhô, tạo độ bóng bề mặt răng, giúp đưa kích thước gần kích thước thiết kế bánh răng, đặc biệt mài nghiền (lapping) giảm các nhấ p nhô tế vi, làm tăng diêṇ tích tiế p xúc cho quá trình ăn khớp răng, nâng cao khả tải tuổ i tho ̣ của bô ̣ truyề n Mài nghiền bánh côn xoắn thường thực máy chuyên dùng xác cao Máy mài nghiền sử dụng phổ biến dây chuyền sản xuất bánh công nghệ tiên tiến Tuy nhiên, điều kiện sản xuất đơn chiếc, nhỏ lẻ Việt Nam kỹ thuật mài nghiền gần chưa ứng dụng, chưa có sở sản xuất có máy mài nghiền côn xoắn Vì vậy, việc “THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH BỘ NGHIỀN RĂNG CÔN XOẮN ĐỂ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT RĂNG” làm tiền đề ứng dụng công nghệ gia công tinh côn xoắn, nâng cao lực thực tế thiết kế, chế tạo chi tiết ngành khí chế tạo Cơ sở khoa học thực tiễn đề tài a Cơ sở khoa học Bánh côn xoắn có cấu tạo hình học phức tạp bề mặt xoắn có biên dạng đường thân khai suy biến không gian đường đường cong có độ cong thay đổi không gian với nhiều tiêu chuẩn thiết kế, chế tạo khác Trong điều kiện kỹ thuật tại, nhà chế tạo máy khó đưa máy công cụ để tạo hình côn xác cắt gọt theo yêu cầu thiết kế Vì vậy, sai số biên dạng đường tạo hình bề mặt hiển nhiên, dẫn đến diện tích tiếp xúc trình ăn khớp bé làm chất lượng truyền bánh côn xoắn không đạt yêu cầu kỹ thuật Các nghiên cứu, thử nghiệm nhằm nâng cao diện tích tiếp xúc bề mặt độ bóng điều kiện ăn khớp thực mối quan tâm nhà kỹ thuật Mài nghiền côn xoắn nhắc lại ăn khớp thực truyền môi trường bột mài nhão, nhằm sửa sai số hình học giải pháp gia công tinh chọn b Cơ sở thực tiễn Bánh côn cong sử dụng phổ biến truyền động hộp truyền lực, kỹ thuật công nghiệp, giao thông, quốc phòng…Trong điều kiện thiết bị kỹ thuật Việt Nam, việc sản xuất bánh côn cong chủ yếu gia công phay, bào bao hình máy chuyên dùng, sau qua gia công nhiệt gia công tinh mài nghiền thiết bị đồng Vì quy mô sản xuất bé, chế tạo bánh côn xoắn chủ yếu cung cấp phụ tùng đơn cho công tác sửa chữa, thay Do đó, có sở sản xuất hay nhà máy đầu tư công nghệ, kỹ thuật cao lĩnh vực chế tạo bánh côn xoắn Vì vậy, việc chế tạo thử nghiệm thiết bị mài nghiền, thí nghiệm công nghệ nghiền côn xoắn, góp phần hoàn thiện công nghệ gia công bánh côn xoắn, mở hướng ứng dụng nâng cao chất lượng tạo hình bề mặt răng, tăng giá trị độ tin cậy sản phẩm sản xuất thực tiễn Mục đích đề tài - Nghiên cứu tổng quan công nghệ gia công tạo hình côn xoắn - Thiết kế mô hình thiết bị nghiền cho truyền bánh côn xoắn sau gia công nhiệt - Đánh giá công nghệ nghiền theo mô hình thí nghiệm, để nâng cao độ xác bề mặt diện tích tiếp xúc côn xoắn Phương pháp nghiên cứu - Phân tích, chọn giải pháp công nghệ; - Thiết kế thí nghiệm, kiểm nghiệm Nội dung nghiên cứu Chương 1: Tổng quan công nghệ gia công bánh côn xoắn Chương 2: Kỹ thuật mài nghiền công nghệ mài nghiền côn xoắn Chương 3: Thiết kế xây dựng kế hoạch thí nghiệm Chương 4: Đánh giá kết thực nghiệm Chương 5: Kết luận định hướng nghiên cứu 53 Hình 3.15: Hàm kỳ vọng toán tối đa hóa với giá trị trọng số khác Khi chọn trọng số lớn 1, ta nhấn mạnh tầm quan trọng việc hàm mục tiêu gần với đích mong muốn Ngược lại, trọng số nhỏ 1, ta nới rộng mức độ chấp thuận hàm mục tiêu xa đích mong muốn Giá trị trọng số tính toán tối ưu lấy khoảng từ 0,1 đến 10 Hình 3.16 minh họa ảnh hưởng trọng số w đến hàm kỳ vọng cho toán tối ưu tìm cực đại Hình 3.16 minh họa hai hàm kỳ vọng cho toán cực tiểu hóa toán có mục tiêu đạt giá trị xác định Hình 3.16: Hàm kỳ vọng (a) toán tối thiểu hóa; (b)bài toán đạt giá trị xác định với giá trị trọng số khác Các ảnh hưởng trọng số tóm tắt sau: 54 + Khi giá trị trọng số lớn, giá trị hàm mục tiêu phải gần giá trị đích mong muốn có giá trị kỳ vọng cao + Khi giá trị trọng số nhỏ, giá trị hàm mục tiêu cách xa giá trị đích mong muốn có giá trị kỳ vọng cao * Hệ số mức độ quan trọng: Bài toán tối ưu hóa có nhiệm vụ tối đa hóa giá trị hàm kỳ vọng chung Trong tính toán tối ưu, thuật ngữ Importance (tầm quan trọng) dùng để hệ số dùng để phản ánh mức độ quan trọng tiêu toán đa mục tiêu Muốn ưu tiên tiêu cao tiêu khác, ta gán cho hệ số mức độ quan trọng lớn hệ số mức độ quan trọng tiêu Hệ số mức độ quan trọng lấy khoảng từ 0,1 đến 10 3.3 Kết luận chương - Thiết kế mô hình đồ gá mài nghiền bánh công xoắn thường bánh côn xoắn hypoid có góc trục =200 ÷ 1700 - Các cặp bánh dùng để thí nghiệm cặp bánh côn cong dạng cung tròn gia công máy phay bánh côn xoắn theo phương pháp bao hình - Xây dựng hàm mục tiêu thí nghiệm từ thông số đầu vaò cỡ hạt mài Z, vận tốc nghiền V thời gian nghiền t; đầu mô hình độ nhám sườn Ra, tỷ lệ chiều dài chiều rộng vết tiếp xúc so với chiều dài chiêù cao đo tâm ăn khớp mặt côn chia -Kế hoạch thực nghiệm xây dựng sở lý thuyết khoa học thực nghiệm Kế hoạch thí nghiệm Box - Benkn yếu tố, mức, bổ sung điểm thí nghiệm tâm bao gồm 17 thí nghiệm xác lập, đảm bảo số lần thí nghiệm lại thu thông tin nhiều (Bảng 3.2) Các nguyên tắc xử lý số liệu thực nghiệm xác định dựa khoa học toán lý thuyết thống kê Điều đảm bảo mô hình hồi quy thu 55 phản ánh đắn quan hệ hàm mục tiêu với biến thí nghiệm tính phù hợp dạng mô hình 56 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 4.1 Giới thiệu Các thí nghiệm thực theo thứ tự bảng 3.2 đồ gá nghiền thiết kế chế tạo theo mô hình thí nghiệm Quá trình nghiền thử nghiệm thực xưởng gia công khí thầy khoa khí, công ty trách nhiệm hữu hạn trường đại học kỹ thuật công nghiệp - Thái Nguyên Các bước thí nghiệm tiến hành đo đạc cẩn thận, ghi lại số liệu tiến hành xử lý theo phương pháp quy hoạch thực nghiệm để đánh giá chế độ nghiền tối ưu mô hình 4.2 Kết thí nghiệm Sau thực thí nghiệm theo kế hoạch dược lập, kết thu được thống kê bảng 4.1 Bảng 4.1: Kết thí nghiệm Thông số mã hóa STT Thông số thực thí nghiệm Z V t Z V t Kết thí nghiệm Ra L(L/l h(h/H * ( m) *100%) 100%) -1 65 10 16 1.6 58.45 64.59 1 80 11 16 1.62 50.36 60.09 0 65 11 13.5 1.81 57.72 61.35 -1 -1 50 11 11 1.73 60 61.78 0 65 11 13.5 1.81 57.79 61.33 -1 50 12 13.5 1.84 59.35 68.21 0 65 11 13.5 1.82 57.73 61.25 1 65 12 16 1.74 50.12 62.49 57 1 80 12 13.5 1.96 51.41 61.4 10 -1 80 11 11 1.88 57.01 63.25 11 0 65 11 13.5 1.83 57.74 62.01 12 -1 65 12 11 1.64 52.16 63.98 13 0 65 11 13.5 1.81 57.72 61.45 14 -1 -1 65 10 11 1.92 61.22 64.75 15 -1 80 10 13.5 1.91 60.7 68 16 -1 -1 50 10 13.5 2.03 67.35 64.31 17 -1 50 11 16 1.79 61.81 64.51 Các cặp bánh sau mài nghiền ( Hình 4.1) Hình 4.1: Kết sau thí nghiệm 4.3 Xây dựng mô hình hồi quy cho hàm mục tiêu Sử dụng thuật toán xây dựng mần mềm minitab ta xây dựng mô hình hồi quy cho hàm mục tiêu sau: - Hàm mục tiêu Ra: Hệ số mô hình hồi quy hàm mục tiêu Ra thể hình 4.2 58 Ra = 12,5526 -0,0584 Z - 1,8410V + 0,2410t + 0,0003Z2 + 0,0445V2 0,0217t2 + 0,004 Z.V - 0,0021Zt + 0,042Vt (4.1) Hình 4.2: Các hệ số mô hình hồi quy hàm mục tiêu Ra - Hàm mục tiêu Ra: Hệ số mô hình hồi quy hàm mục tiêu Ra thể hình 4.3 Hình 4.3: Các hệ số mô hình hồi quy hàm mục tiêu L 59 L = 50,4711 -0,3331Z - 5,6280V -12,4461t + 0,0084Z2 + 0,775V2 0,3728 t2 - 0,0215Z.V - 0,0564Zt + 0,0730Vt (4.2) - Hàm mục tiêu h: Hệ số mô hình hồi quy hàm mục tiêu Ra thể hình 4.4 h = 244,440 + 1,695Z - 48,543 V + 5,203t + 0,005 Z2 + 2,774 V2 - 0,048t2 0,175 ZV - 0,039 Zt (4.3) Hình 4.4: Các hệ số mô hình hồi quy hàm mục tiêu L Qua phân tích xà xử lý số liệu minitab tất ba mô hình hồi quy khớp với liệu thí nghiệm ( Hình 4.4) 4.4 Tối ưu hóa hàm đa mục tiêu 4.4.1 Tối ưu hóa hàm Ra Chạy chức tối ưu hóa chương trình minitab để tìm giá trị nhám nhỏ nhất: Ra min, ta thu kết sau ( Hình 4.5) 60 Hình 4.5: Đồ thị giá trị tối ưu hóa Ra Nhận xét: - Với chế độ mài nghiền, nhám bề mặt nhỏ Ra = 1.5344 m cỡ hạt Z = 79,3939 ( chọn cỡ Z = 80 ), vận tốc mài nghiền V = 10m/phút, thời gian mài nghiền t = 16 - Mức độ kỳ vọng d = 0,95092 = 95,092% Vậy, với thông số này, ta đạt độ nhám gần độ nhám cúng ta mong muốn đạt 4.3.2 Tối ưu hóa hàm L Kết giải minitab vơi mục đích tìm thông số đầu vào để đạt tỷ lệ chiều dài tiếp xúc lớn cho kết hình 4.6 Hình 4.6: Kết tìm giá trị L lớn phần mềm minitab 61 Nhận xét: Ta thấy, tỷ số chiều dài tiếp xúc chiều dài lớn 67,4003% với chế độ mài nghiền: cỡ hạt Z = 50 (nghiền thô), vận tốc mài nghiền v=10 m/phút thời gian t = 13,8788 Với giá trị mong muốn chiều dài tiếp xúc 70% chiều dài răng, hàm tối ưu đạt mức kỳ vọng d = 87,001% 4.3.3.Tối ưu hóa hàm h Để tìm giá trị thông số đầu vào nhằm đạt tỷ lệ chiều rộng tiếp xúc so vơí chiều cao đo đường kính trung bình mặt côn chia lớn nhất, giải minitab ta có kết qủa hình 4.7 Hình 4.7: Kết tìm giá trị h lớn phần mềm minitab Nhận xét: Ta thấy, tỷ số chiều rộng tiếp xúc chiều cao đo đường kính trung bình mặt côn chia lớn 69,1435 % với chế độ mài nghiền: cỡ hạt Z = 80 , vận tốc mài nghiền v=10 m/phút thời gian t = 11 Với giá trị mong muốn chiều rộng tiếp xúc 70% chiều cao răng, hàm tối ưu đạt mức kỳ vọng d = 91,435% 4.3.4 Giải toán thương lượng nhám sườn răng, tỷ lệ chiều dài tiếp xúc chiều dài răng, tỷ lệ chiều rộng tiếp xúc chiều cao 62 Sử dụng phần mềm minitab ta kết hình 4.8 sau Hình 4.8: Kết tối ưu cho thông số đầu mài nghiền - Thông số tối ưu thỏa mãn đồng thời ba điều kiện hàm ba mục tiêu đặt + Cỡ hạt: Z = 50 + Vận tốc mài nghiền : v = 10 m/phút + Thời gian mài nghiền: t = 16 Với mong muốn đạt h=66%, L = 67%, Ra = 1,5 µm; Diện tích tiếp xúc có ý nghĩa quan trọng gấp lần nhám bề mặt ta có: ℎ(ℎ/𝐻 ∗ 100%) = 65.5560 % , 𝑚ứ𝑐 𝑘ỳ 𝑣ọ𝑛𝑔 𝑑 = 92,6% 𝑅𝑎 = 1.8195 𝑚, 𝑚ứ𝑐 𝑘ỳ 𝑣ọ𝑛𝑔 = 92,5882% { 𝐿 𝐿 ( ∗ 100%) = 65.7400% , 𝑚ứ𝑐 𝑘ỳ 𝑣ọ𝑛𝑔 = 64,5% 𝑙 Mức kỳ vọng chung hàm 90,05% so với mong muốn đạt tương đôí tốt Kết luận: thông số tối ưu mô hình mài nghiền bánh côn xoắn tổng hợp bảng 4.2 63 Bảng 4.2: Thông số tối ưu mô hình mài nghiền bánh côn xoắn Thông số mã hóa Thông số thực Kết thí nghiệm L(L/l h(h/H * Z V t Z V t Ra ( mm) *100%) 100%) -1 -1 50 10 16 1.8195 65.7 65.5560 4.4 Kết luận chương Kết 17 thí nghiệm, tiến hành theo kế hoạch Box-Benkn, xử lý phần mềm Minitab Các mô hình hồi quy thu đựơc có tính phù hợp với liệu tốt (phương trình 4.1; 4.2 4.3) Các mô hình hồi quy sử dụng cho việc tìm lời giải cho toán tối ưu đa mục tiêu (hình 4.8) Với ý nghĩa quan trọng diện tích tiếp xúc ( biểu thị thông qua tỷ lệ chiều dài, chiều rộng vết tiếp xúc so với chiều dài chiều cao ), Bài toán tối ưu giải hài hoà lợi ích cho hai mục tiêu có xung đột là: diện tích tiếp xúc nhám bề mặt cách trọn vẹn Giá trị hàm kỳ vọng đạt hàm mục tiêu chung đạt tới 90,05%, xấp xỉ 1, cho thấy lợi ích xung đột hàm mục tiêu thành phần cân cách hợp lý (hình 4.8) Từ kết nghiên cứu thu xác định thông số tối ưu cho mô hình mài nghiền bánh côn xoắn (Bảng 4.3) Điều khẳng định khả ứng dụng, triển khai kết nghiên cứu thực tiễn đề tài hứa hẹn thuận tiện 64 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Luận văn nghiên cứu tổng quan công nghệ gia công bánh côn xoắn thiết kế, thử nghiệm mô hình mài nghiền bánh côn xoắn Thông qua kết thử nghiệm nghiền bánh côn xoắn có đường dạng cung tròn, luận văn xác định thông số đầu vào tối ưu mô hình Việc thiết kế thử nghiệm thành công mô hình mài nghiền bánh côn cong khẳng định hoàn toàn chủ động thiết kế chế tạo máy mài nghiền bánh côn cong để làm chủ công nghệ gia công răng, nhằm nâng cao chất lượng hạ gía thành truyền bánh côn cong Điều giúp cho nhà sản xuất nước chủ động đầu tư dây chyền sản xuất bánh côn cong phục vụ cho công tác chế tạo, sửa chữa, chất lượng giá sản phẩm cạnh tranh với sản phẩm ngoại nhập Tuy nhiên, kết luận văn bước đầu Để triển khai công nghệ mài nghiền côn xoắn hiệu quả, cần phải tiếp tục có nghiên cứu đầy đủ bột mài kích thước, tỷ lệ hạt bột; chế độ công nghệ mài nghiền loại truyền; đặc biệt cần phải đầu tư để có thiết kế, chế tạo tin cậy để nâng cao độ xác động học, định vị thiết bị mài nghiền 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] KS Đào Duy Trung: Nghiên cứu, khảo sát, thiết kế tính toán chế tạo bánh côn cong dùng công nghiệp, Báo cáo tổng kết đề tài cấp - viện nghiên cứu công thương năm 2007 [2] ANSI/AGMA 2005 D03, AMERICAN NATIONAL STANDARD- Design Manual for Bevel Gears [3] Tetsu Nagata, Hayato Shichino, Yukio Tamura, Hitoshi Kawai, Yoriko Ohta, Masaharu Komori: Development of optimal tooth flank in spiral bevel gears by contact analysis and measurement - 2013 VOL 59 NO.166 [4] Jack Masseth and Mohsen Kolivand, Lapping and Superfinishing Effects on Surface Finish of Hypoid Gears and Transmission Errors - WWW.geartechnology.com [5] http://www.geartechnology.com/issues/0505x/eder.pdf [6]http://www.wotol.com/1-klingelnberg-pfsu-1200-hp-gear-testing-machinev/second-hand-machinery/prod_id/1218126 [7]Kohara gear industry co,LTD- Practical information on Gears [8] Nguyễn Văn Dự, Nguyễn Đăng Bình - Quy hoạch thực nghiệm kỹ thuật - Nhà xuất khoa học kỹ thuật [9] GS TS Trần Văn Địch: Công nghệ chế tạo bánh răng, NXB KH & KT 2006 [10] Đinh Gia Tường, Tạ Khánh Lâm: Nguyên lý máy tập 1,2 NXB KH & KT 1995 [11] GS TSKH Bành Tiến Long, PGS TS Trần Thế Lục Thiết kế dụng cụ gia công bánh NXB KH KT 66 [12] G A G A PTITXƯN- V.N KOKITSEV, người dịch: Nguyễn Đức Phú: Tính toán chế tạo truyền động bánh công tác sửa chữa - Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Hà Nội năm 1973 67 PHỤ LỤC [...]... bánh răng côn xoắn này có các trục giao nhau, được phân thành hai loại: Bánh răng côn răng xoắn có góc xoắn của răng lớn hơn 10 độ ( Hình 1.2 ) (Spiral bevels) và bánh răng côn răng xoắn có góc xoắn của răng nhỏ hơn 10 độ (Zerol bevels) ( hình 1.3) 12 Hình 1.2: Spiral bevels Hình 1.3: Zerol bevel - Bánh răng côn răng xoắn Hypoids (hình 1.4) l Hình 1.4: Bộ truyền bánh răng Hypoids Bộ truyền bánh răng côn. .. phẳng; b) nghiền hai mặt phẳng song song; c) mài mặt trụ ngoài bằng hai đĩa nghiền; d) nghiền mặt trụ ngoài bằng bạc; đ) nghiền lỗ; e) nghiền mặt cầu 2.2 Kỹ thuật mài nghiền bánh răng côn răng xoắn 2.2.1 Đặc điểm của mài nghiền bánh răng côn răng xoắn Như đã phân tích ở chương 1, bánh răng côn răng xoắn sau khi được tạo hình bằng gia công cắt gọt ( hoặc cán ) sẽ được nhiệt luyện để nâng cao độ cứng... hạn chế của bánh răng côn răng xoắn sẽ dần được khắc phục nhờ sự phát triển của khoa học kỹ thuật với công nghệ sản xuất ngày càng hiện đại - Trong thực tế, bộ truyền bánh răng côn răng xoắn dùng để truyền động giữa hai trục giao nhau ( bánh răng côn răng xoắn thường ) và hai trục chéo nhau ( bánh răng côn răng xoắn hypoid ); Về biên dạng răng, bánh răng côn răng xoắn được phân làm 3 loại: Bánh răng côn. .. nhưng bánh răng côn răng xoắn cũng có một số hạn chế sau: - Chế tạo khó vì hình học của bề mặt răng rất phức tạp Trong kỹ thuật tạo hình răng, việc chế tạo bánh răng côn xoắn hoàn toàn phụ thuộc vào các máy chuyên dùng của các hãng, đặc biệt mỗi hãng có tiêu chuyển riêng nên bánh răng côn xoắn chỉ có tính đổi lẫn chức năng cục bộ trong phạm vi của các hãng đó - Đường răng của bánh răng côn xoắn được... được mài nghiền để nâng cao độ bóng bề mặt và vết tiếp xúc, giảm sai số truyền động khi ăn khớp Phương pháp này được áp dụng cho cả 24 bánh răng côn răng xoắn thường và bánh răng côn răng xoắn hypoid Nhám bề mặt sau khi nghiền có thể đạt Ra = 1 ÷ 2µm Quá trình mài nghiền bánh răng côn răng xoắn thực chất là quá trình nhắc lại sự ăn khớp của bộ truyền ở vị trí làm việc trong môi trường có bột mài nhão,... suất gia công rất cao nhưng điều chỉnh máy và dao đòi hỏi kỹ thuật cao, tiêu tốn thời gian lớn, và không mài được vì vậy để giảm sai số trên bề mặt răng cần có quá trình mài nghiền 1.4.4 Quy trình gia công bánh răng côn răng xoắn Quy trình gia công bánh răng côn răng xoắn ( hình 1.8 ) trên thế giới cho đến thời điểm hiện tại [3], bánh răng côn xoắn được gia công tạo hình trên máy cắt răng chuyên dùng... bánh răng côn răng xoắn thường có góc xoắn lớn hơn 10 độ truyền động tốt hơn so với bộ truyền bánh răng côn răng thẳng và bánh răng côn răng xoắn có góc xoắn nhỏ, vì vậy bộ truyền này làm giảm tiếng ồn, rung động và truyền động ở tốc độ cao, có thể lên tới vận tốc 40 m/s ( tốc độ của bộ truyền bánh răng côn răng thẳng là 5m/s) Bộ truyền bánh răng Hypoids giống như bộ truyền bánh răng côn răng cong thường... răng côn răng xoắn có dạng đường răng dạng cung tròn, đường thân khai kéo dài, đường Epicycloid - Mỗi loại bánh răng côn răng xoắn có biên dạng răng khác nhau thì có có một nguyên lý tạo hình khác nhau trên các máy chuyên dùng do các hãng phát minh chế tạo - Trong quy trình gia công bánh răng côn răng xoắn, bánh răng côn răng xoắn sau khi được phay tạo hình và nhiệt luyện, biên dạng và đường răng đều... bánh răng côn răng xoắn khi chạy ra ở chế độ không tải (hình 2.6 ) có chiều dài bằng khoảng ½ chiều dài răng, vết tiếp xúc được bắt đầu ở đầu răng này và kết thúc ở cuối răng kia a Diện tích tiếp xúc răng điển hình b Diện tích tiếp xúc răng điển hình của bộ truyền Zerol bevel của bộ truyền bánh răng côn răng xoắn thường và Hypoids Hình 2.6: Diện tích tiếp xúc răng tiêu chuẩn của bộ truyền bánh răng côn. .. vL vR vp vR vL Hình 2.4: Hiện tượng trượt theo chiều cao prophin 26 Hình 2.5: Vết tiếp xúc trên răng của bộ truyền hypoid có xu hướng mở rông theo chiều cao của prophin răng 2.2.2 Đánh giá nhám bề mặt và vết tiếp xúc răng của bộ truyền bánh răng côn xoắn 2.2.2.1 Đánh giá nhám bề mặt sườn răng Mài nghiền bánh răng côn răng xoắn được thực hiện trên máy chuyên dùng Khi mài nghiên, bánh răng chủ động đóng ... kỹ thuật mài nghiền gần chưa ứng dụng, chưa có sở sản xuất có máy mài nghiền côn xoắn Vì vậy, việc “THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH BỘ NGHIỀN RĂNG CÔN XOẮN ĐỂ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT RĂNG” làm tiền... quan công nghệ gia công tạo hình côn xoắn - Thiết kế mô hình thiết bị nghiền cho truyền bánh côn xoắn sau gia công nhiệt - Đánh giá công nghệ nghiền theo mô hình thí nghiệm, để nâng cao độ xác bề. .. chế tạo thử nghiệm thiết bị mài nghiền, thí nghiệm công nghệ nghiền côn xoắn, góp phần hoàn thiện công nghệ gia công bánh côn xoắn, mở hướng ứng dụng nâng cao chất lượng tạo hình bề mặt răng,