Đồ án Thuyết minh tốt nghiệp máy và tự động hoá

NỘI DUNG 1 -Số trang: 112 2 -Số lượng bản vẽ : 10 - Ao Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: I -Tổng hợp cấu trúc động học máy. II -Xác định đặc trưng kỹ thuật máy. III -Tính toán động học máy. IV -Tính toán động lực học máy. V -Tính toán chi tiết máy VI -Bôi trơn và làm mát máy. VII- Điều chỉnh và vận hành máy. Bản thuyết minh đề tài đã được thông qua: Ngày 27 Tháng 12 Năm 2000 Tổ trưởng bộ môn: Cán bộ hướng dẫn: TS :Trần Vệ Quốc Chủ nhiệm khoa : TS - Trần Vệ Quốc LỜI MỞ ĐẦU Trong giai đoạn phát triển của xã hội hiện nay, việc xây dựng một nền công nghiệp hiện đại là một nhiệm vụ trọng tâm trong thời kỳ phát triển nền kinh tế thị trường. Nhận rõ được nhiệm vụ quan trọng đó Đảng và Nhà nước ta đã rất chú trọng đến việc phát triển nền công nghiệp nặng trong đó mũi nhọn là cơ khí chế tạo máy. Trình độ kỹ thuật của một đất nước trước hết được đánh giá bởi sự phát triển của ngành cơ khí chế tạo máy - một trong những ngành chủ đạo của nền công nghiệp, trong đó máy cắt kim loại là một thiết bị chủ yếu của ngành, chúng dùng để bóc đi một lượng dư nào đó từ phôi để biến thành các chi tiết máy theo ý muốn. Ngày nay công nghệ sản xuất phôi đã đạt được những thành tựu to lớn trong việc tạo ra những phôi có hình dạng gần giống với chi tiết và lượng dư cần bóc đi rất nhỏ. Song không vì thế mà ý nghĩa của máy cắt kim loại trong ngành cơ khí lại giảm mà còn tăng lên bởi quá trình gia công trên máy rất phức tạp và yêu cầu độ chính xác rất cao mà các dạng gia công khác không thể đạt được. Nhiệm vụ đặt ra cho những nhà thiết kế máy Việt Nam là phải trang bị cho đất nước một hệ thống những máy cắt kim loại có đủ chỉ tiêu kinh kỹ thuật phù hợp với yêu cầu sử dụng nhằm mục đích đưa nền công nghiệp đi lên. Sau 5 năm học tập tại Trường Đại học kỹ thuật Công nghiệp đến nay em đã hoàn thành chương trình đại học ngành Cơ Khí Chế Tạo Máy. Để có được sự tổng hợp các kiến thức đã học trong các môn học của ngành và có được sự khái quát chung về nhiệm vụ của một người thiết kế em được nhận đề tài Thiết kế máy Phay Lăn Răng trên cơ sở dựa theo máy chuẩn 5K32. Được sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo TS Trần Vệ Quốc và tập thể các thầy giáo trong bộ môn Máy và tự động hoá cùng với sự cố gắng của bản thân, đến nay em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Trong quá trình làm đồ án, chắc chắn sẽ không tránh khỏi nhưng thiếu sót. Em rất mong đựơc sự chỉ bảo của các thầy để em có điều kiện học hỏi thêm. Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên ngày 23 tháng 3 năm 2001 Sinh viên thiết kế: Nguyễn Trường Giang Ngô Cường Tuấn MỤC LỤC Nội dung Trang Lời Nói Đầu 02 Phần Thứ Nhất 04 Phần Thứ Hai 20 Phần Thứ Ba 27 Phần Thứ Tư 44 Phần Thứ Năm 67 Phần Thứ Sáu 90 Phần Thứ Bảy 95 Tài Liệu Tham Khảo 112 PHẦN THỨ NHẤT TỔNG HỢP CẤU TRÚC ĐỘNG HỌC MÁY I - XÁC ĐỊNH CÔNG DỤNG CỦA MÁY - CHỌN CÁC THÔNG SỐ CHỦ YẾU Máy phay lăn răng là loại máy chuyên dùng, nó được chế tạo để gia công bánh răng trụ răng thẳng, răng nghiêng và bánh vít (bằng phương pháp chạy dao hướng kính hay tiếp tuyến ). Việc cắt bánh răng được thực hiện bằng cách lăn bao hình giữa dao phay trục vít và phôi, gia công bằng phương pháp phay thuận hay phay nghịch với chạy dao thông thường hay chạy dao đường chéo. Máy phay lăn răng làm việc theo chu kỳ bán tự động. Đường kính lớn nhất của bánh vít được gia công : Dmax=800mm. Modul lớn nhất của bánh được gia công: mmax=10mm II - PHƯƠNG PHÁP TẠO HÌNH BỀ MẶT CHI TIẾT GIA CÔNG Máy phay lăn răng làm việc theo phương pháp bao hình, tạo hình bề mặt bằng phương pháp lăn và tiếp xúc. -) Trên máy có các chuyển động sau : +)Chuyển động tạo ra đường chuẩn Fc . +)Chuyển động tạo ra đường sinh Fs +)Chuyển động phân độ Fa . -) Đường sinh công nghệ là đường thân khai, còn đường chuẩn là đường răng. 1-Phương pháp phân tích chuyển động tạo ra đường sinh Fs , và chuyển động phân độ Fa. Theo phương pháp bao hình, đường thân khai (1) được tạo thành là đường bao của các vị trí liên tiếp của lưỡi cắt thực (2). Quá trình hình thành biên dạng răng là quá trình ăn khớp cưỡng bức giữa bánh răng cần gia công và dao phay trục vít (nhắc lại sự ăn khớp của trục vít và bánh răng). Do đó dao và phôi có chuyển động quay phù hợp với nhau. Vậy chuyển động phân độ Fa sẽ trùng với chuyển động tạo thành đường sinh Fs. Để tạo ra chuyển động này ta có sơ đồ như (hình-1). ix 4 2 3 1 nf 5 nd 5 2 Dao Hình - 1 1 2 Nếu bánh răng được cắt có Z răng dao phay trục vít có K đầu mối tốc độ quay của dao là nd thì tốc độ quay của phôi là: nf sao cho nf/nd = k/z. Gọi i x là chạc phân độ ta có : nd.i12.ix.i34 = nf i x = nf/nd ´ 1/i 12´i 34 = k/z ´ 1/i 12´i 34 2-Phân tích tạo ra đường chuẩn Fc. Khi cắt bánh răng trụ răng thẳng, đường chuẩn là đường song song với trục phôi. Để tạo ra đường chuẩn này dao phay dịch chuyển dọc trục phôi với lượng chạy dao Sd xác định trên một vòng quay của phôi. Chuyển động nd là chuyển động của dao phay trục vít nhằm tạo ra tốc độ cắt ứng với chuyển động quay của dao theo tỉ số truyền: Nhóm Fx, nd, nf liên hệ với nhau theo tỷ số truyền trên được gọi là đường sinh T. Chuyển động tịnh tiến của bàn mang dao hoặc của bàn máy mang phôi theo phương dọc trục của chi tiết nhằm cắt hết bề rộng răng. Fs (T) : Nhóm tạo hình đường chuẩn. Khi gá dao sao cho : j = ± l Trong đó : l - Góc nâng răng trục vít. nd nt nf nd T p.d Hình - 2 d A B nf nt Sđ A b B Khi cắt bánh răng trụ răng nghiêng thì đường chuẩn là đường xoắn vít có góc nâng bằng góc nâng của bánh răng. Chuyển động tạo ra đường chuẩn có thể xác định như sau : (Hình - 2) B1 B1 Khi gia công bánh răng thẳng thì phôi cứ quay 1 vòng thì dao tịnh tiến một đoạn là Sđ để gia công hết đoạn răng từ A®B. Khi gia công bánh răng nghiêng ,để dao phay cắt hết đoạn răng nghiêng từ A®B1 thì phôi phải quay thêm một lượng là nt sao cho có sự phối hợp giữa nt và nphôi để dao dịch chuyển một cung AB1. Mối liên hệ giữa nt và dao như sau: Giả sử phôi quay thêm (nt) một góc ai nào đó thì dao sẽ dịch chuyển một lượng là Sd. Nếu phôi quay thêm một lượng (nt) = 1 vòng phôi thì lúc đó dao tịnh tiến một lượng là T (T :là bước xoắn vít trụ). Ta có: Trong đó: d - là đường kính phôi: Như vậy ta thấy khi dao dịch chuyển một lượng là T thì phôi quay phụ thêm 1 vòng. Nếu dao dịch chuyển một lượng là Sđ thì phôi quay phụ thêm một lượng nt. Ta có: (vòng phôi) Vậy khi phôi quay thêm một lượng nt (vòng phôi) thì dao quay thêm một lượng là : (vòng dao). Như vậy để gia công bánh răng trụ răng nghiêng thì: +) Phân độ : Phôi quay 1 vòng , dao quay Z/K (vòng) +)Tạo rãnh nghiêng:Phôi quay nt (vòng), dao quay (vòng). Lượng di động tính toán là: 1 vòng phôi ® (Vòng dao). Dấu (-) khi đường xoắn của răng gia công và dao trùng nhau Dấu (+) khi chúng ngược chiều nhau. Khi cắt bánh vít gồm hai chuyển động nd,nf và Fs nd;nf) nhóm động học tạo hình đường sinh: Sk - Chuyển động chạy dao hướng kính để cắt hết chiều sâu cắt theo phương pháp chạy dao hướng kính, nếu chạy dao tiếp tuyến thì dịch chuyển một lượng St của dao. +) Xích tốc độ: M - 1 - 2 - iv - 3 - 4 - dao phay. Þiv =Cv.n +) Xích phân độ : Dao phay - 4- 5 - ix - 6 - 7 - phôi 1 vòng dao ® k/z vòng phôi . ix = k/z . i45 . i67 .1. +) Xích chạy dao : Phôi - 7 - 8 - iS - 9 -10 - Vít me chạy hướng kính. 1 vòng phôi ® bàn máy tịnh tiến hướng kính S Kmm. iS = Sk / 1 . i78 . i 910 . ivm Cắt bằng phương pháp chạy dao tiếp tuyến. Dao phay có dạng đầu côn hoặc dao bay áp dụng cho cắt bánh vít với sơ đồ đầu mối lớn hơn hai. +) Xích tốc độ: Giống trường hợp cắt bánh vít bằng chạy dao hướng kính. +) Xích phân độ : (nt). +) Xích chạy dao dọc trục (tiếp tuyến). Phôi - 9 -10- iS -11- 12 -vít me tiếp tuyến Þis = St / tvm.i910.i1112. III - THÀNH LẬP SƠ ĐỒ CẤU TRÚC MÁY Từ phân tích phương pháp tạo hình trên ta thấy máy phay lăn răng có các chuyển động tạo hình sau: Khi cắt bánh răng trụ răng thẳng cần có chuyển động quay chính của dao là Q1 để tạo ra tốc độ cắt, chuyển động quay phôi Q2 phù hợp với Q1 . Do vậy giữa dao và phôi phải có liên kết nội với chạc điều chỉnh ix, đó là nhóm tạo hình đường sinh Fs (Q1,Q2) . Khi cắt bánh răng trụ răng nghiêng để tạo thành đường chuẩn thì máy phải có thêm chuyển động tạo thành đường xoắn ốc đó là chuyển động quay phụ thêm Q3 phù hợp với chuyển động thẳng đứng của bàn máy T, lúc này bàn máy mang phôi nhận đồng thời 2 chuyển động độc lập nhau (Q2,Q3) vì vậy trong cấu tạo của máy cần bố trí thêm cơ cấu cộng (cơ cấu vi sai) để gộp 2 chuyển động này đó là nhóm tạo hình đường chuẩn Fc(Q3,T). Để tạo thành các chuyển động trên ta thấy có rất nhiều phương án thành lập sơ đồ cấu trúc. Cơ sở cho việc thành lập sơ đồ cấu trúc: Trước hết phải viết được liên kết nội và chuyển động của các nhóm hình thành. Từ đó ta có 4 phương án thành lập sơ đồ cấu trúc a,b,c,d. (Các hình vẽ trang sau) Theo phương án a,b ta có : Lượng di động tính toán xích vai là: T (mm) bàn dao ® phôi quay phụ thêm ± 1 (vòng) Û vòng vít me ® phôi quay phụ thêm ± 1 (vòng) ®.i65.iy.iå.i34 = ±1 vòng Hay : Trong đó : +) tvm: Bước của trục vít me đứng. +) iå: Tỷ số truyền của cơ cấu cộng chuyển động +) mn : Modul pháp của bánh răng cần gia công +) Z :Số răng của bánh răng cần gia công +) b :Góc xoắn vít của bánh răng cần gia công Khi điều chỉnh xích bao hình: Lượng di động tính toán là: 1 vòng dao ® K/Z vòng phôi Phương trình điều chỉnh: 1.i12.i34.iå.i23.ix = K/Z vòng phôi ® Theo phương án c,d ta có : (2) Thay (1) vào (2) ta có: Trong 4 phương án trên ta thấy phương án c, d có việc điều chỉnh vi sai không phụ thuộc vào răng của số răng bị cắt, do đó khi cắt răng với số răng khác nhau ta chỉ cần điều chỉnh chạc ix sẽ rút ngắn được thời gian điều chỉnh máy đảm bảo cặp bánh răng làm việc tốt vì chúng có cùng góc nghiêng. Còn phương án a, b thì không có ưu điểm nào. Phương án c, có nhược điểm là khi cắt bánh răng nghiêng lượng chạy dao thẳng đứng phụ thuộc vào tốc độ quay của dao. Do đó năng xuất không cao vì không thể tăng tốc độ quay của dao lên liên tục được. Để khắc phục nhược điểm này ta sử dụng sơ đồ cấu trúc máy theo phương án (d) có thêm khâu điều chỉnh lượng chạy dao iS. Các phương án bố trí như hình vẽ: Phương án - a 4 1 ix 2 3 5 iy 6 T Q1 Qf Q2 Phương án - b 4 1 ix 2 3 5 iy 6 T Q1 Qf Q2 Q2 Phương án - c 4 1 ix 2 3 5 iy 6 T Q1 Qf Phương án - d 4 1 ix 2 3 5 iy i0 6 T Q1 Qf Q2 Mặt khác khi cắt bánh vít trên máy phay, cần có các chuyển động sau: nd - tạo tốc độ cắt nf - chuyển động của phôi phù hợp với chuyển động của dao Sk - là chuyển động chạy dao hướng kính để cắt hết chiều sâu cắt khi cắt bánh bằng phương pháp chạy dao hướng kính.(hình e) St nd nf Hình - f Sk nd nf Hình - e St - là chuyển động chạy dao dọc trục khi cắt bánh bằng phương pháp chạy dao tiếp tuyến ( hình f ). Như vậy ta phải có khâu điều chỉnh is vào xích chạy dao để thành lập được sơ đồ câu trúc của máy ở trường hợp này. Các sơ đồ cấu trúc máy như ( hình g,h ). Khi cắt bánh vít bằng phương pháp chạy dao tiếp tuyến thì chuyển động quay của dao và quay của phôi là chuyển động nhắc lại sự ăn khớp của trục vít bánh vít. Chuyển động chạy dao của vít me mang bàn dao ( St ) nhắc lại sự ăn khớp của bánh răng thanh răng do đó phôi phải quay thêm 1 lượng là nt do xích vi sai đảm nhiệm. Để mở rộng và thay đổi lượng chạy dao tiếp tuyến trên sơ đồ cấu trúc động học ta bố trí thêm khâu điều chỉnh i 0. Như vậy để được các yêu cầu của máy ta chọn phương án bố trí động học ( hình d ). nd nf nt 9 8 7 iS 6 i0 5 15 4 Hình - h 12 ix iy St Sk nd nf 9 8 7 iS 6 iX 5 10 T Hình - g iV i0 St SK Sđ iS ix 12 8 7 M nd 10 11 4 3 2 1 9 nf nt iy 14 13 6 5 15 å Sơ đồ cấu trúc động học máy phay lăn răng Từ đó ta thành lập được sơ đồ cấu trúc động học toàn máy gồm các xích liên kết trong, ngoài và các khâu điều chỉnh như sau: Với sơ đồ cấu trúc trên ta có các thành phần lượng di động tính toán và công thức điều chỉnh như sau: 1- Chuyển động quay của dao Q1 (Xích tốc độ) Chuyển động của những khâu cuối cùng là trục động cơ quay và dao quay. Lượng di động tính toán : nđc ( vg/ph ) ® nd ( vg/ph ). Phương trình cân bằng : nđc . i12 . iv . i23 = nd. Công thức điều chỉnh : iv = nd .1 / nđc . i12 . i23 = Cy.nd / nđc 2- Xích bao hình ( Xích tạo đường thân khai ) Xích này liên hệ giữa chuyển động quay của phôi và dao (Q1,Q2 ). +) Lượng di động tính toán: 1 vòng phôi ® Z/K vòng dao. +) Phương trình cân bằng: 1.i76.ix.i64.icm.i42.i23 = Z/K. +) Công thức điều chỉnh: ix = Z/K . Cx. 3- Xích ăn dao Trong xích chuyển động của những khâu cuối cùng là bàn máy quay, còn dao dịch chuyển thẳng đứng. Lượng di động tính toán: 1vòng bàn máy ® Sd dịch chuyển thẳng đứng. +) Phương trình cân bằng: 1.i78.is = Sd. +) Công thức điều chỉnh: is = Cs . Sd. 4- Xích vi sai ( xích tạo thành đường xoắn vít ) a. Khi cắt bánh răng nghiêng Lượng di động tính toán: 1 vòng phôi ® Z/K ´Sđ/T 1´i9-10´is´i11-12´i12-13´iy´iå = Z/K ´Sđ/T Þ iy= Cy. Sin b/K.mn.p b. Khi có chuyển động chạy dao tiếp tuyến để cắt bánh vít Lượng di động tính toán: Dao dịch chuyển một lượng p.md dọc trục thì phôi quay 1/Zphôi (vòng phôi). Ta có phương trình cân bằng : Thay các giá trị đã biết vào phương trình trên ta có: Trong đó A - là hệ số phụ thuộc vào các tỷ số truyền của máy (sơ đồ động máy). PHẦN THỨ HAI XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN MÁY I - ĐẶC TRƯNG VỀ CÔNG NGHỆ Máy phay lăn răng là loại máy chuyên dùng để gia công bánh vít, bánh răng trụ răng thẳng, răng nghiêng. Phôi gia công là phôi trụ có đường kính lớn nhất: Dmax = 800mm. Vật liệu gia công trên máy: Thép, gang, đồng và chất dẻo. Dao được sử dụng là dao phay trục vít, dao bay. II - ĐẶC TRƯNG VỀ KÍCH THƯỚC +) Đường kính lớn nhất của bánh răng gia công: Dmax = 800mm. +) Modul lớn nhất của bánh răng được cắt: mmax = 10mm. +) Góc nghiêng lớn nhất của bánh răng gia công: l = ± 600 Từ các thông số trên tra bảng - 50 [1] +) Modul nhỏ nhất của bánh răng gia công: mmin = mmax/Rm Rm = 3,5 ¸ 5 Chọn Rm =5 nên mmin = 2 mm. Ta có thông số của dao là: Ddmin = 50 mm ; Ddmax = 200 mm. Zdmax = 12. III - ĐẶC TRƯNG VỀ ĐỘNG HỌC 1 - Xích tốc độ Tốc độ cắt giới hạn được chọn căn cứ vào các tài liệu thống kê. Tham khảo tài liệu đã cho đối với máy chuẩn khi phay lăn răng, tốc độ cắt có thể sử dụng theo bảng 68 [6] . Đối với vật liệu dao là thép gió: Vận tốc lớn nhất : Vmax = 50 m/f Vmin = 16 m/f Phạm vi điều chỉnh tốc độ : Phạm vi điều chỉnh đường kính của dao: Vật liệu Vận tốc cắt (m/f) Thô Tinh Gang 16¸20 20¸25 Thép sb< 60(kg/mm2) 25¸28 20¸25 Thép sb> 60(kg/mm2) 20¸25 25¸30 Đồng 25¸40 25¸40 Chất dẻo 25¸50 25¸50 Vậy phạm vi điều chỉnh số vòng quay trục chính của dao là : Rn = Rv.Rd = 3,125.4 = 12,5. Số vòng quay nhỏ nhất của trục dao là : Trong thực tế, số vòng quay nhỏ nhất ít được sử dụng. Nếu dao phay trục vít làm bằng thép gió Coban thì có thể tăng tốc độ cắt 1 đến 2 lần, vậy : nmin = (1¸2) . 25,5 = 25,5¸51 v/p Lấy nmin = 50 v/ph. Khi đó số vòng quay trục chính dao có phạm vi điều chỉnh: Rn = 12,5. 1/2 =6,25. Chọn công bội j : Để tổn thất năng suất không đổi khi gia công phôi có đường kính khác nhau ta chọn chuỗi số vòng quay trục chính là chuỗi số nhân. Tra bảng: 6-2 [4] . Chọn công bội j tiêu chuẩn. Máy thiết kế là máy phay lăn răng nên chọn j =1,26. Khi đó số tốc độ của máy thiết kế là: Lấy theo bảng 5 [1] . Ta có chuỗi số vòng quay tiêu chuẩn sau: 50 ; 63 ; 80 ; 100 ; 125 ; 160 ; 200 ; 250 ; 315 (v/f). 2- Xích chạy dao Máy bố trí 3 xích chạy dao. Xích chạy dao thẳng đứng, xích chạy dao tiếp tuyến và xích chạy dao hướng kính. Với lượng chạy dao Sđ , Sv , St , được xác lập theo yêu cầu độ bóng và độ chính xác của chi tiết gia công. a) Xích chạy dao thẳng đứng Theo nguyên lý cắt, khi cắt thô lượng chạy dao từ 2 đến 3mm/v (vật liệu phôi , gang ,thep, đồng). Khi cắt tinh lượng chạy dao từ 0,8 đến 1,5 mm/v. Lượng chạy dao này quá bé nên dễ xẩy ra hiện tượng trượt dao. Chiều sâu cắt được xác định theo modul của bánh răng cần gia công. Đối với các bánh răng có modul nhỏ hơn 10 mm thì ta cho một hành trình cắt hết chiều sâu. Đối với bánh răng có m > 10mm (vật liệu bánh răng là gang ) và m > 8mm (vật liệu là thép ) thì cắt 2 hành trình. Hành trình đầu cắt theo chiều sâu t = 1,4 mm hành trình sau cắt hết phần còn lại. Với vật liệu gia công là chất dẻo thì lượng chạy dao có thể chọn lớn hơn. Theo máy chuẩn có lượng chạy dao cho máy thiết kế là. Sđmin = 0,8 mm/v ; Sđmax = 5 mm/v. Vậy: Để khống chế tổn thất máy không đổi, và có được tốc độ và lượng chạy dao ta chuỗi chạy dao là chuỗi cấp số nhân với js = 1,26. Ta có chuỗi cấp chạy dao đứng là: Lượng chạy dao đứng: 0,8 ; 1 ; 1,26 ; 1,58 ; 2 ; 2,5 ; 1 ; 3,2 ; 4 ; 5 (mm/v) b) Xích chạy dao hướng kính Để gia công bánh vít bằng chạy dao hướng kính, trong máy bố trí xích chạy dao hướng kính được nối từ xích chạy dao dọc. Theo máy chuẩn ta chọn lượng chạy dao hướng kính của máy là 1/3 lượng chạy dao dọc. Khi đó ta có lượng chạy dao hướng kính là: 0,27 ; 0,34 ; 0,43 ; 0,54 ; 0,68 ; 0,85 ; 1,08 ; 1,36 ; 1,7(mm/v). c) Xích chạy dao tiếp tuyến Để cắt bánh bít bằng phương pháp chạy dao tiếp tuyến và cắt bánh răng bằng phương pháp chạy dao đường chéo. Máy còn bố trí xích chạy dao tiếp tuyến. Lượng chạy dao phụ thuộc vào góc nghiêng của bánh răng và số răng của bánh vít khi gia công. d) Xích chạy dao nhanh Để giảm thời gian phụ ở các hành trình chạy không, trên máy bố trí xích chạy dao nhanh cho chạy dao hướng kính và chạy dao thẳng đứng lượng dịch chuyển có thể lấy bằng 0,1 ¸ 0,6m/ph. Theo máy chuẩn chọn lượng dịch chuyển nhanh của bàn máy là 0,17m/ph. Dịch chuyển nhanh của bàn trượt dao là 0,55m/ph. Dịch chuyển nhanh của trục gá dao dọc theo trục dao là 0,13 m/ph. IV - ĐẶC TRƯNG VỀ ĐỘNG LỰC HỌC MÁY +) Đặc trưng về động lợc học máy được xác định theo chế độ cắt tính toán có tải trọng và công suất lớn nhất. Công suất cắt có thể tính theo 2 phương pháp: 1 -Theo nguyên lý cắt +)Công suất cắt được tính theo công thức: Tra bảng 112 [6] Cp = 30 y = 1 x = 0,75 Vật liệu gia công là thép: Lượng chạy dao : S* = 0,7 . Smax =0,7 . 5 = 3,5 mm/vg. Vận tốc cắt : V = 20 m/ph. Modul : m = 10 mm. Đường kính dao : Dd = Ddmax = 200 mm. Số đầu mối dao phay : k = 1. Số răng của bánh răng gia công : Z = 12. ® 2 -Theo nguyên lý đàn hồi Lực cắt được tính theo công thức: Pz = k(a + 0,4c). b. Trong đó: k: Đặc tính của vật liệu cắt . Với thép 40X và 40XH Chọn : k =1800N/mm a: Chiều sâu cắt. b: Chiều dài lớp cắt . c: Độ mòn lớn nhất cho phép của dao theo mặt sau: Chọn: c = 0,6mm (bảng II – 3 [1] ). Với phương pháp gia công này thi trị số của a, b luôn biến đổi. Do đó để tính toán ta xác định trị số trung bình của chúng: b tb = 3,14 . m/ 2 = 3,14 .10/ 2 = 15,7 mm a tb =F .S / D . x.n lc .l cd (mm) F: Diện tích tiết diện rãnh răng của toàn bộ bánh răng F = 3,14.m.z = 3,14.100.12 = 3768 mm S: Lượng chạy dao. S =3,5 mm/vg n lc: Số lát cắt sau một vòng quay của phôi . Khi phôi quay được một vòng thì phôi quay được 12 vòng . Vậy số lát cắt là: n lc = 12.12 = 144 l cd: Chiều dài cắt: lcd= = 9 x : Số răng đồng thời tham gia cắt được quy ước trên hình trụ chia của dao với trục ngoài của phôi: x = L/T = L /3,14 .m L =2. Dc: Đường kính ngoài của phôi. Dc = Z .m + 2 . m = (12 + 2 ) . 10 = 140 mm ÞL = 72,1 mm Vậy x =72,1/3,14.10 = 2,3 răng. Þatb = 0,04 mm Lực cắt tính cho một răng Pz1 = k(a + 0,4c) b = 1800(0,04 + 0,4.0,6).15,7 = 1912,8 N Vậy Pz = x.Pz1 = 18120 N Chọn vận tốc khi cắt thô và vật liệu thép: Vc = 25 m/ph Ta có : Pz.Vc / 60.1000 = 6,04 KW Chọn hiệu suất truyền dẫn: h = 0,83 – 0 [4] nđc = Ks.nc / h =1,02.6,04 / 0,83 =7.42 KW Ks = 0,2 : Hệ số kể đến công suất chạy dao. Dựa vào công suất động cơ tính toán, tra bảng 3-P4 [7] - chọn động cơ kiểu A0P2 51-4 có: N = 7,5KW; n = 1460 v/p ; i = 0.23 ; Mbd/Mdm