ĐỀ 8:

Thiết kế một máy tiện vạn năng với các yêu cầu sau đây :

1.Hộp tốc độ kết hợp giữa cơ cấu bánh răng di trượt với cơ cấu phản hồi có các thông số sau:

. Số vòng quay nhỏ nhất của trục chính : n = 9 vòng/phút.

. Số vòng quay lớn nhất của trục chính : n = 2000 vòng/phút.

. Công bội của chuỗi số vòng quay : 1.41

. Động cơ có công suất N = 5 KW ; số vòng quay n = 1450 vòng/phút

2. Hộp chạy dao dùng cơ cấu Norton và cơ cấu bánh răng di trượt để tiện các loại ren sau :

+ Ren quốc tế : t = 0,75 ; 0,875 ; 1 ; 1,25 ; 1,5 ; 1,75 ; 2 ; 2,25 ; 2,5 ; 2,75 ; 3; 3,25 ; 3.5 ; 4 ; 4.5; 4,75; 5 ; 5,5 ; 6; 6,5; 7

+ Ren modun : m = 0,25 ; 0,5 ; 0,625 ; 0,75 ; 0,875 ; 1 ; 1,25 ; 1,5 ; 1,75 ; 2 ; 2,25 ; 2,5 ; 2,75 ; 3 ; 3,25 ; 3,5

+ Ren Anh : n =56 ; 52 ; 48 ; 46 ; 44 ; 40 ; 38 ; 36 ; 32 ; 28 ; 26 ; 24 ; 23; 22 ; 20 ; 19; 18 ; 16 ; 14 ; 13; 12 ; 11 ; 11 ; 10 ; 9 ; 9 ; 8; 7; 6 ; 6 ; 5 ; 5 ; 5 ; 4 ; 4 ; 4

+ Ren Pitch : P = 104 ; 96 ; 92 ; 88 ; 80 ; 76 ; 72 ; 64 ; 56 ; 52 ; 48 ; 46 ; 44 ; 40 ; 38 ; 36 ; 32 ; 28 ; 26 ; 24 ; 23 ; 22 ; 20 ; 19 ; 18 ; 16 ; 14 ; 12 ; 11 ; 10 ; 9 ; 8

Yêu cầu các tỉ số truyền của nhóm gấp bội i = 1/4 ; 1/2 ; 1/1 ; 2

.......................................

Sơ đồ động của hộp chạy dao dùng cơ cấu Norton và bánh răng

- Theo sơ đồ động, để thực hiện đường truyền chủ động của xích chạy dao, phải mở ly hợp L₁ và chuyển động truyền từ trục I, sang trục II rồi thông qua cơ cấu Norton đến trục III.

- Để tính i_b1 , cho máy cắt theo bước ren Quốc tế có t_p = 2,5 mm. Chọn trước bước vít me t_x = 6mm, bánh răng di trượt của cơ cấu Norton trên trục II có Z_A = 28. Theo bảng xếp ren , tỉ số truyền của nhóm gấp bội i_gb=1/1 và bánh răng Z_N = 40 của khối hình tháp ăn khớp với bánh răng Z_A nên:

i_cs = i_N=

-Từ công thức(3-29), tính được tỉ số truyền bù:

i_b1 = i_cđ1.i_tt1 =

-Dự theo máy hiện có chọn trước i_cđ1= :

i_tt1 =

-Bộ bánh răng i_tt1 = có thể dùng để cắt ren Anh nhưng vì cắt ren Anh thực hiện trên đường truyền bị động của xích chạy dao nên cần phải tính thêm i_cđ2. Muốn thực hiện xích bị động này phải đóng ly hợp L₁ và chuyển động trực tiếp từ trục I sang trục III rồi đến trục II. Chuyển động truyền đến nhóm gấp bội qua tỉ số truyền cố định i_cđ2.

-Chọn cắt thử ren Anh có n = 16 ren/1^’’ ,tức t_p = 25,4/16. Dựa vào bảng xếp ren biết được i_gb = và i_cs = i_N= . Do đó :

i_cđ2=

-Để tính tỉ số truyền i_tt2 khi cắt ren Modun, dùng đường truyền chủ động của xích chạy dao với i_cđ1 đã biết. Cho máy cắt thử ren Modun m = 1,5, tức

t_p =π.m=.Dựa vào bảng xếp ren có: i_gb = ; i_cs = .Vậy:

i_tt2=

-Đường truyền chủ động:

i_b1 = i_tt1.i_cđ1 =

i_b2 = i_tt2.i_cđ1 =

-Đường truyền bị động:

i_b3 = i_tt1.i_cđ2 =

i_b4 = i_tt2.i_cđ2 =

-Đóng các ly hợp L₁, L₂, L₃ khi cần tiện ren

Số răng của bánh rănh trong hộp chạy dao

dùng cơ cấuNorton và bánh răng di trượt

5.Kiểm tra sai số bước ren:

- Sau các bước thiết kế trên, cần tiến hành kiểm tra các bước ren được cắt. Mỗi loại ren chỉ cần kiểm tra một bước:

- Đối với ren Quốc tế:

Cắt thử ren Quốc tế t_p = 1,5 có i_cs =; i_gb = ; i_cđ1 = ; i_tt1 = ; t_x=6

-Thế vào phương trình cắt ren:

1vtc. i_cđ. i_tt. i_cs. i_gb. t_x = t^’_p

1vtc . 6 = t^’_p= 1,5 mm

Vậy khi cắt ren Quốc tế không có sai số,

- Đối với ren Anh:

Cắt thử bước ren có n = 10 ren/1^’’, tức t_p = = 2,54 mm.

i_cs = ; i_gb = ; i_cđ2 = ; i_tt1 = ; t_x=6

-Thế vào phương trình cắt ren:

1vtc. i_cđ. i_tt. i_cs. i_gb. t_x = t^’_p

1vtc . 1 . 6 = t^’_p = 2,54016 mm

- Sai số : = 2,54016 – 2,54 = 0,00016 mm

-Đối với ren Modun:

Cắt thử bước ren có m = 0,5 ; có t_p = Л.m = 1,5708 mm

i_cs = ; i_gb = ; i_cđ1= ; i_tt2 = ; t_x=6

-Thế vào phương trình cắt ren:

1vtc. i_cđ. i_tt. i_cs. i_gb. t_x = t^’_p

1vtc . . . . . . .6 = t^’_p = 1,57142 mm

- Sai số : = 1,57142 – 1,5708 = 0,00062 mm

-Đối với ren Pitch:

Cắt thử ren có D_p = 64, tức

t_p=

i_cs = ; i_gb = ; i_cđ2= ; i_tt2 = ; t_x=6

-Thế vào phương trình cắt ren:

1vtc. i_cđ. i_tt. i_cs. i_gb. t_x = t^’_p

1vtc . . 6 = t^’_p = 1,2474 mm

- Sai số : = 1,2474 – 1,24482 = 0,00058 mm

-Kết luận: Qua kiểm tra bước ren của máy thiết kế, ta thấy rằng do sai số của việc chọn trị số π và 25,4 dẫn đến bước ren sai số nhưng do giá trị rất nhỏ, nên phương án thiết kế có thể chấp nhận được.

II.THIẾT KẾ ĐỘNG LỰC HỌC :

1.Số vòng quay n được tính theo công thức :

Tacó :

Þ n_{2 =}

Tương tự ta tính được các tỉ số truyền còn lại.

2. Công suất N và momen xoắn:

Ta có:N_tc = 2,4 Kw

Chọn : h_ổ = 0,995 ; h_br=0,97

Þ N₁ = K.N_tc = 0,04.2,4 = 0.096 Kw

N₂ = N₁.0,97.0,995 = 0.093 Kw

N₃ = N₂ .0,97.0,995 = 0.09 Kw

N₄ = N₃ .0,97.0,995 = 0.087 Kw

N₅ = N₄ .0,97. 0,995 = 0.084 Kw

N₆ = N₅ .0,97.0,995 = 0.081 Kw

N₇ = N₆ .0,97.0,995 = 0.078 Kw

M_max =

....................................................

III.THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN:

1.Thiết kế trục:

Tính đường kính sơ bộ của các trục theo công thức:

D ³ C .

Đối với trục I :

N = 0,096 kw ; n = 3,78 v/p .

C :hệ số phụ thuộc ứng suất xoắn cho phép chọn C =110.

Þ d₁ =110.= 32,3 mm.

Chọn d₁ = 33 mm .

Đối với trục II :

N= 0,093 kw ; n = 2,625 v/p

Þ d₂ =110.= 36,1 mm

Chọn d₂ = 37 mm .

Đối với trục III:

N = 0,09 kw ; n = 3 v/ p.

Þ d₃ =110.= 34,1 mm

Chọn d₃ = 35 mm .

Đối với trục IV:

N= 0,087 kw ; n = 3 v/p.

Þ d₄ =110. = 33,7 mm.

Chọn d₄ = 34 mm .

Đối với trục V:

N= 0,084 kw; n = 1,5 v/p.

Þ d₅ =110. = 42 mm.

Chọn d₅ = 42 mm.

Đối với trục VI:

N= 0,081 kw; n = 0,75 v/p.

Þ d₅ =110. = 52,3 mm.

Chọn d₅ = 54 mm.

Đối với trục VII:

N= 0,078 kw; n = 0,375 v/p.

Þ d₅ =110. = 65 mm.

Chọn d₅ = 65 mm.

Do công suất các trục khác nhau rất ít nên ta chọn các trục có cùng d= 20 mm, để thuận tiện cho việc thiết kế và chế tạo.

2. Tính then:

Trục I:

Then bằng

d = 33 mm ; b = 10 ; h = 8 ; t = 4,5 ; t₁ = 3,6 ; k = 4,2.

Trục II:

Then bằng

d = 37 mm ; b = 12 ; h = 8 ; t = 4,5 ; t₁ = 3,6 ; k = 4,4.

Trục III:

Then bằng

d = 36 mm ; b = 12 ; h = 8 ; t = 4,5 ; t₁ = 3,6 ; k = 4,4.

Then hoa

d = 36 ; D = 40; b = 7; Z = 8; d 34,5 ; a 3,46.

Trục IV:

Then hoa

d = 36 ; D = 40; b = 7; Z = 8; d 34,5 ; a 3,46.

Trục V:

Then bằng

d = 42 ; b = 12 ; h = 8 ; t = 4,5 ; t₁ = 3,6 ; k = 4,4.

Trục VI :

Then hoa

d = 56 ; D = 62; b = 10; Z = 8; d 53,6 ; a 6,38.

Trục VII:

Then bằng

d = 65 mm ; b = 18 ; h = 11 ; t = 5,5; t₁ = 5,6 ; k = 6,8.

IV. CHỌN Ổ LĂN :

* Trục I :

d = 17 mm .Chọn ổ bi đỡ ký hiệu 203 (cỡ nhẹ ).