Tại sao phải dịch chỉnh bánh răng
|
 Show
Mô tả đồ án: Gồm các file như ảnh trên bao gồm tất cả các file 3D, xuất bản vẽ ra PDF, CAD, video mô phỏng cấu tạo + nguyên lý hoạt động+ THuyết minh Giá: 400.000vnđ – Mã số: doantotnghiep.me_CTM0000037 Tải đồ ánMỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU.. 3 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG.. 4 3.Ảnh hưởng số răng đến hình dạng và độ bền răng. 14 4.Sự dịch chỉnh trong bộ truyền bánh răng. 16
7.Lực tác dụng lên trục và ổ mang bộ truyền bánh răng. 23 CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ MÁY TIỆN T6M16. 32 I.Giới thiệu chung. 32 II.Các thông số kĩ thuật cơ bản. 32 III.Các bộ phận và nguyên lý hoạt động của máy. 33 IV.Sơ đồ động máy tiện T6M16. 36 1.Xích tốc độ. 36 2.Xích chạy dao. 37 CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT,CÁC DẠNG HỎNG VÀ PHƯƠNG PHÁP KHẮC PHỤC SAI HỎNG TRONG BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG 38 I.Chức năng làm việc của chi tiết bánh răng bậc Z64-z40. 38 II.Các dạng hỏng. 38 III.Cách khắc phục. 42 Chương IV:CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO BÁNH RĂNG.. 43 III. Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết bánh răng Z40/64×2 trong hộp tốc độ máy tiện T6M16. 54 1.Phân tích điều kiện kĩ thuật 54 2.Xác định dạng sản xuất 55 3.Xác định phôi và phương pháp chế tạo phôi 58 4.Thiết kế quy trình công nghệ gia công. 61 KẾT LUẬN.. 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 96 |
| Đặc điểm | Bộ truyền | ||
| Đai | Xích | Bánh răng | |
| Hiệu suất | Rất tốt | Rất tốt | Rất tốt |
| Chuyển động cưỡng bức | Rất tốt | Rất tốt | Rất tốt |
| Khoảng cách trục lớn | Rất tốt | Rất tốt | Không tốt |
| Khả nănh chịu mòn | Tốt | Rất tốt | Rất tốt |
| Sử dụng nhiều dãy | Rất tốt | Rất tốt | Không tốt |
| Khả năng chịu nhiệt | Không tốt | Rất tốt | Tốt |
| Tính trơ hóa học | Không tốt | Rất tốt | Tốt |
| Làm việc trong dầu | Không được | Rất tốt | Rất tốt |
| Khả năng tải | Tốt | Rất tốt | Rất tốt |
| Vận tốc cao | Rất tốt | Không tốt | Rất tốt |
| Dễ bảo trì | Tốt | Rất tốt | Không tốt |
| Môi trường | Không tốt | Rất tốt | Rất tốt |
2. Thông số hình học.
2.1. Thông số hình học bánh răng thẳng.
Vòng tròn, trên đó bước răng p và góc ăn khớp bằng bước răng và góc biên dạng thanh răng sinh, gọi là vòng chia. Hình trụ d trong chuyển động tương đối của thanh răng với bánh răng gọi là hình trụ chia. Giá tri d gọi là đường kính vòng chia. Khi đường kính d tiến đến vô cực thì bánh răng không dịch chỉnh trở thành thanh răng sinh tương ứng với biên dạng tiêu chuẩn.
H 1.7: Thông số hình học của bộ truyền bánh răng
Kẻ hai đường tròn tâm O1 và O2 qua tâm ăn khớp W, vị trí trong quá trình ăn khớp hai bánh răng lăn và không trượt lên nhau. Các vòng tròn này gọi là vòng lăn. Hình trụ có đường kính , gọi là hình trụ lăn, giá trị , gọi là đường kính vòng lăn. Khi thay đổi khoảng cách trục thì đường kính vòng lăn thay đổi. Đối với bánh răng không dịch chỉnh, vòng lăn trùng với vòng chia.
Cung chắn giữa hai biên dạng cùng phía của hai răng kề nhau đo trên vòng chia gọi là bước răng p. Bước răng p bằng tổng chiều dày răng st và chiều rộng rãnh et : p= st + et.
Đối với bánh răng tiêu chuẩn chiều dày răng st và chiều rộng rãnh et bằng nhau, tuy nhiên khi gia công bánh răng ta chọn miền dung sai st nhỏ hơn giá trị lý thuyết đảm bảo có khe hở cạnh răng j để bộ truyền làm việc bình thường.
Các bánh răng ăn khớp với nhau thì hai bánh răng có cùng môđun m=p/ , trong đó p là bước răng trên mặt trụ chia. Giá trị môđun m là tiêu chuẩn cho dãy số sau (dãy 1 là dãy ưu tiên):
Dãy 1: 1; 1,25; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 12; 16; 20; 25.
Dãy 2: 1,125; 1,375; 1,75; 2,25; 2,75; 3,5; 4,5; 5,5; 7; 9; 11; 14; 18; 22.
Đường thẳng tiếp xúc chung của hai vòng tròn cơ sở P1P2 gọi là đường ăn khớp. Góc αω tạo nên bởi đường P1P2 và đường vuông góc với đường nối tâm O1O2 gọi là góc ăn khớp. Giá trị αω tiêu chuẩn và có giá trị : 14°5′, 20°,25°,30° thông thường sử dụng bánh răng với αω=20°.
Đường kính vòng cơ sở db1 , db2 là đường kính tạo bởi đường thân khai biên dạng răng db1=dω1.cosαω và db2=dω2.cosαω. Bước răng trên vòng cơ sở xác định theo công thức pb=p.cosαω.
Khi ăn khớp các điểm ăn khớp nằm trên đường ăn khớp và bắt đầu từ điểm G1, là giao điểm đường ăn khớp và vòng đỉnh bánh dẫn đến điểm G2 là giao điểm đường ăn khớp với vòng đỉnh bánh dẫn. Chiều dài đoạn G1G2 ký hiệu là gα và gọi là chiều dài đoạn ăn khớp.
Hệ số chiều cao đỉnh răng ha٭, hệ số này quyết định răng cao hay thấp. Chiều cao của răng thường lấy h=2,25. ha٭.m, các bánh răng tiêu chuẩn có ha٭=1.
Hệ số khe hở chân răng C٭, hệ số này quyết định khe hở giữa vòng đỉnh răng và vòng tròn chân răng ăn khớp với nó. Cần có khe hở này để hai bánh răng không bị chèn nhau, Thông thường lấy C٭=0,25.
Hệ số bán kính cung lượn đỉnh dao gia công bánh răng p٭, hệ số này liên quan đến công đoạn chuyển tiếp chân răng và biên dạng răng. Giá trị thường dùng p٭=0,38.
Hệ số dịch dao x1 của bánh dẫn và x2 của bánh răng bị dẫn. Giá trị hệ số dịch dao thường dùng -1≤ x ≤1.
Góc profil thanh răng sinh α, độ còn được gọi là góc áp lực trên vòng tròn chia.
Hệ số trùng khớp εα. Giá trị của εα cho biết có nhiều nhất bao nhiêu đôi răng cùng ăn khớp và ít nhất có mấy đôi răng cùng ăn khớp. hệ số trùng khớp được tính εα= /pb, trong đó là chiều dài của đoạn ăn khớp thực. Các cặp bánh răng thường dùng εα ≥1,1.
Các thông số hình học được cho trong bảng 1.2 và được minh họa trên hình .
Tỷ số truyền: u
Trong đó n1,n2 là số vòng quay bánh dẫn và bánh bị dẫn, (vòng/phút).
Thông thường tỷ số truyền bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc cho trước theo dãy sau ( dãy 1 là dãy ưu tiên).
| Dãy 1 | 1,0 | 1,25 | 1,6 | 2, 0 | 2,5 | 3,15 | 4,0 | 5,0 | 6,3 | 8,0 | |
| Dãy 2 | 1,12 | 1,4 | 1,8 | 2,24 | 2,8 | 3,55 | 4,5 | 5,6 | 7,1 | 9,0 | 11,2 |
(Giá trị thực tế cho phép sai lệch với giá trị tiêu chuẩn 4℅).
Bảng 2.2: Các thông số hình học.
| Thông số ăn khớp | Phụ thuộc hình học khi ăn khớp | |
| Không dịch chuyển | Dịch chuyển | |
| Khoảng các trục | aω=a | aω=m.yTrong đó y=x2 x1 |
| Hệ số dịch tâm | =(x2 x1) | |
| Chiều cao răng | h =2,25.m | h =2,25.m – m |
| Khe hở hướng kính | c=0,25.m | c=0,25.m |
| Đường kính vòng lăn | dω1=d1, dω2=d2 | dω1 , dω2=dω1.u |
| Đường kính vòng đỉnh | da1=d1+ 2m
da2=d1+ 2m da1=d1+ 2m da2=d1– 2m |
da1=d1+ 2(1+x1 – )m
da2=d2+ 2(1+x2 – )m da1=d1+ 2(1+x1)m da2=d2+ 2(0,75–0,875x2+ )m |
| Đường kính vòng đáy | df1=d1– 2,5m
df2=d2– 2,5m df2=2a +da1+0,5m |
df1=d1– (2,5- 2x1 – )m
df2=d2– (2,5- 2x2 – )m df2=2a + da1 + 0,5m |
Góc
|
tgαtω= tgαt =
αtω = αt =α |
α = 20°cosαtω= cosαω
cosαtω= cosα |
| Góc lượn chân răng | p=m/3 | |
| Đường kính vòng chia | d1=mz1/cosβd2=mz2/cosβ |
Đối với bánh răng trụ răng thẳng, môđun m có giá trị từ 1 ÷ 56mm và đường kính vòng chia có thể lớn đến 6300mm.Đối với bánh răng côn, môđun m có giá trị từ 1 ÷ 56mm, đường kính vòng chia có thể lớn đến 4000mm.
2.2.Thông số hình học bánh răng nghiêng.
Góc nghiêng của răng so với đường sinh mặt trụ được gọi là góc nghiêng của bánh răng và ký hiệu là β, giá trị của β: 0<β ≤450. Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng có một bộ thông số tương tự như bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng, được đo trên mặt đấu của bánh răng. Một số kích thước thuộc bộ thông số này có thêm chỉ số t. Ví dụ môđun mt, khoảng cách trục dωt1, dωt2, góc ănkhớp αωt,góc profil sinh αt….(H.1.8).
Một số thông số được xác định trên mặt phẳng pháp tuyến n-n, vuông góc với phương của răng. Các kích thước trong mặt phẳng này có thêm chỉ số n. Ví dụ mô đun mn, góc profil αn, góc ăn khớp αωn…Các thông số trên mặt phẳng pháp tuyến được lấy theo dãy số tiêu chuẩn.Các thông số này dùng để tính toán thông số bộ truyền bánh răng.
Hệ số trùng khớp dọc εβ được xác định như sau (Hình 1.9).
+ Giả sử triển khai mặt trụ cơ sở bánh răng dẫn và bị dẫn, đặt song song với mặt H1.8 :Kích thước bộ truyền
phẳng ăn khớp AA-EE. Đường thẳng của bánh răng trụ răng nghiêng
đoạn AA là đường vào khớp và EE là đường ra khớp của các cặp bánh răng.
+ Cũng như bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng, hệ số trùng khớp εα= pβ/pbt.
+H ệ số trùng khớp dọc εβ
Trong bộ truyền bánh răng nghiêng nếu εβ > 1 thì ngay cả khi εα < 1 bộ truyền vẫn làm việc bình thường, vì luôn cố ít nhất một đôi răng tiếp xúc trong vùng ăn khớp.
Các thông số xác định trên mặt mút và mặt pháp tuyến có mối liên quan như sau:
mn=mt.cosβ, tgαn=tgαt.cosβ, tgαωn=tgαωt.cosβ
H 1.9 :Tính hệ số trùng khớp εα và εβ
2.3.Thông số hình học của bộ truyền bánh răng nón răng thẳng.
Bộ truyền bánh răng nón răng thẳng có một bộ thông số tương tự như của bánh răng trụ răng thẳng, xác định trên mặt nón phụ lớn nhất của bánh răng, trong đó khoảng cách trục aω được thay bằng chiều dài nón L. Bộ thông số này được dùng để đo kiểm tra kích thước của bánh răng.Một số kích thước của bộ thông số này có thêm chỉ số e. Ví dụ mô đun me, đường kính vòng chia de1, de2, đường kính vòng đỉnh răng dae1, dae2…..(hình 1.10 ).
H1.10 : Kích thước của bộ H1.11 : Kết cấu của bánh răng nón
truyền bánh răng nón
Một số thông số được xác định trên mặt phụ trung bình. Các thông số có thêm chỉ số tb. Ví dụ, mô đun mtb, đường kính dtb ….Các thông số này dùng tính toán kiểm tra bền và thiết kế bộ truyền bánh răng nón.
Góc mặt nón chia của bánh dẫn,của bánh bị dẫn.Thường dùng bộ truyền bánh răng nón có góc giữa hai trục =900. (Hình 1.11).
Góc của mặt nón chân răng .
Các thông số xác định trên mặt mút lớn và mặt trung bình có mối liên hệ như sau:
mtb=me.
dtb=de.
3.Ảnh hưởng số răng đến hình dạng và độ bền răng.
Để giảm kích thước bộ truyền bánh răng, ta sử dụng bánh răng với số răng nhỏ. Thay đổi số răng dẫn đến thay đổi hình dạng răng. Đối với răng thanh, vì z nên răng có dạng thẳng (Hình 1.12a). Khi giảm số răng thì chiều dày đáy răng và đỉnh răng sẽ giảm xuống (Hình1.12b ).
H1.12: Hình dạng răng phụ thuộc vào số răng
- z→ ∞; b) z > zmin ; c)z < zmin
Nếu tiếp tục giảm số răng nhỏ hơn giá trị giới hạn thì xảy ra hiện tượng cắt chân răng (Hình 1.12c). Khi đó chiều dài làm việc biên dạng răng giảm xuống, làm giảm hệ số trùng khớp và tăng lượng mòn răng. Để tránh hiện tượng cắt chân răng khi giá trị z nhỏ, ta cần phải dịch chỉnh thanh răng với khoảng dịch chỉnh xm (H1.13a), khi đó đỉnh răng của nó sẽ ra khớp tại G1 và không có hiện tượng cắt chân răng (H1.13b). Đại lượng x được gọi là hệ số dịch chỉnh.
H 1.13
a)Răng không dịch chỉnh; b)Răng dịch chỉnh
Theo hình 1.13a, ta có: xm = m – WH.
Theo tam giác G1WH và OWG1:
WH = WG1sin = OWsin2 = 0,5dsin2 = 0,5mzsin2
Do đó: xm = m (1- 0,5z sin2 ).
Từ đây, suy ra: x = 1- 0,5z sin2 .
Để không xảy ra hiện tượng cắt chân răng thì x = 0
Khi αω < 200 thì zmin ≈ 17 răng. Do đó hiện tượng cắt chân răng chỉ xảy ra khi z < zmin.
Hệ số dịch chỉnh cần thiết để không xảy ra hiện tượng cắt chân răng khi hệ số z < zmin
Để chỉnh sửa biên dạng răng ta có thể thay đổi hệ số chiều cao răng h*α và góc ăn khớp αω.
+ Giảm hệ số chiều cao bánh răng lớn dẫn đến việc giảm hoặc khắc phục hiện tượng cắt chân răng. Khi đó chiều dài đoạn ăn khớp gα sẽ giảm đi và dẫn đến giảm hệ số trùng khớp εα. Để khắc phục trường hợp này , ta có thể đồng thời giảm hệ số chiều cao bánh răng nhỏ.
+ Giảm góc ăn khớp dẫn đến việc tăng hệ số trùng khớp và bộ truyền làm việc êm hơn. Tăng góc ăn khớp αω làm tăng chiều dày đáy răng và do đó tăng độ bền răng. Tuy nhiên, góc ăn khớp sẽ tăng làm giảm hệ số trùng khớp εα.
4.Sự dịch chỉnh trong bộ truyền bánh răng.
Dịch chỉnh răng có các công dụng sau.
- Khắc phục hiện tượng cắt chân răng khi z < zmin.
- Tăng độ bền uốn của răng do khi dịch chỉnh sẽ làm tăng chiều dày đỉnh răng.
- Để tăng độ bền tiếp xúc do tăng bán kính cong tại tâm ăn khớp khi dịch chỉnh.
- Nhằm mục đích đảm bảo khoảng cách trục cho trước.
- Dịch chỉnh làm tăng chiều dày chân răng, do đó làm tăng độ bền uốn của răng , làm tăng góc ăn khớp và làm tăng độ bền tiếp xúc của răng. Tuy nhiên dịch chỉnh dương làm nhọn đầu răng ( H1.14 răng 2), làm giảm hệ số trùng khớp và đó là lý do không nên chọn hệ số dịch chỉnh x quá lớn.
Dịch chỉnh bằng cách thay đổi vị trí của dao khi cắt răng. Dịch chỉnh dương (H1.13) khi đưa dụng cụ cắt ra xa tâm bánh răng và dịch chỉnh âm khi về gần. Khi dịch chỉnh dương thì chiều dày H 1.14: Sự dịch chỉnh răng
đáy răng tăng lên và độ bền uốn của răng tăng lên. Đường kính vòng đỉnh dα sẽ tăng ( H1.14), bán kính cong sẽ tăng và dẫn đến tăng độ bền tiếp xúc. Khi dịch chỉnh âm thì xảy ra các hiện tượng ngược lại. đối với răng dịch chỉnh thì chiều dày răng và chiều rộng rãnh theo đường kính vòng chia không bằng nhau, nhưng tổng của chúng sẽ bằng bước răng p.
Như thế bằng cách dùng hệ số dịch chỉnh hợp lý, có thể cải thiện chất lượng ăn khớp, tăng độ bền răng, đồng thời bảo đảm khoảng cách trục cho trước.
Phụ thuộc vào các hệ số dịch chỉnh x1 và x2 của cặp bánh răng mà ta có thể dịch chỉnh đều hoặc dịch chỉnh góc.
4.1.Dịch chỉnh đều (theo chiều cao răng).
Thực hiện dịch chỉnh đều khi tỷ số truyền lớn, thu được hình dạngc uuar bánh răng dẫn và bánh bị dẫn để đảm bảo độ bền uốn đều giữa các răng. Tổng hệ số dịch chỉnh bánh răng 1 và 2 bằng không:
x1 > 0; x2 < 0 và xt = x1 + x2
Bánh răng nhỏ dịch dao dương và bánh răng lớn dịch dao âm. Trên vòng chia chiều dày bánh dao nhỏ tăng và chiều dày bánh răng lớn giảm nhưng tổng chiều dày là không đổi và bằng p, tức vòng chia trùng với vòng lăn như ở bánh răng không dịch chỉnh. Khoảng cách trục αω và hệ số trùng khớp εα không thay đổi.Chiều cao răng không đổi nhưng chỉ thay đổi tỷ số giữa chiều cao đầu răng và chân răng.
αω = α
4.2.Dịch chỉnh góc.
Dịch chỉnh góc là trường hợp tổng quát của dịch chỉnh. Nếu xt = x1 + x2>0 và x1, x2 đều dương thì chiều dày răng theo vòng chia và đường kính đỉnh dα của bánh răng dẫn và bị dẫn đều tăng lên. Khi đó bề dày răng của bánh răng nhỏ và bánh răng lớn trên vòng chia lớn hơn p/2 và rãnh chia của chúng nhỏ hơn p//2. Do đó các vòng chia không tiếp xúc với nhau, bánh răng ăn khớp theo vòng lăn. Để ăn khớp đúng thì khoảng cách trục tăng lên một khoảng ∆αω, khoảng cách trục xác định theo đường kính vòng lăn.
αω > α
Góc ăn khớp αω thay đổi và có giá trị lớn hơn góc biên dạng α=200, do đó người ta gọi dịch chỉnh này là dịch chỉnh góc.
Nếu so sánh với dịch chỉnh đều thì dịch chỉnh góc làm ảnh hưởng nhiều đến các thông số ăn khớp nên được sử dụng nhiều hơn.
Bánh răng dịch chỉnh được chế tạo cùng dụng cụ cắt và thiết bị như bánh răng không dịch chỉnh.
5. Đặc điểm ăn khớp bộ truyền bánh răng.
5.1. Quá trình chuyển động và hệ số trùng khớp.
Khi làm việc, các răng lần lượt đi vào vùng tiếp xúc, đầu tiên chân răng bánh dẫn ăn khớp với đỉnh răng bánh bị dẫn(Giao điểm vòng đỉnh răng bánh bị dẫn với đường ăn khớp). Sau đó điểm ăn khớp trên bánh dẫn di chuyển từ chân răng đến đỉnh răng, các điểm này nằm trên đường ăn khớp (H1.15). Cặp bánh răng ra khớp tại vị trí giao nhau giữa đường ăn khớp và vòng đỉnh bánh dẫn.
H 1.15. Đặc điểm ăn khớp bộ truyền bánh răng.
Trên H2.15, khi cặp bánh răng A1A2 vào khớp (vị trí 1 H2.16a,b) thì cặp bánh răng B1B2 đang trên vùng ăn khớp (vị trí 2 trên H2.16a,b). Trên H1.15b, cặp bánh răng B1B2 ra khớp (vị trí 2’trên H2.16a,b) thì cặp bánh răng A1A2 đang ăn khớp (vị trí 2 trên H2.16a,b). Ở vị trí giữa trên H1.15b và H1.15c thì trên vùng ăn khớp chỉ có một đôi răng ăn khớp và tải trọng tác dụng lên răng là lớn nhất vì chỉ có một đôi răng chịu tải trọng (miền gạch gạch trên H2.16a) và quá trình lặp lại từ H2.15c; H2.15d.
H 2.16
a)Răng thẳng; b)Tải trọng phân bố; c)Răng nghiêng theo vị trí ăn khớp
Phân bố tải trọng trên răng tùy vào vị trí ăn khớp như H2.16b, có nghĩa là tải trọng tác dụng lên răng bắt đầu khi răng vào khớp tại vị trí 1, đến vị trí 1’ sẽ tăng lên gấp đôi và đến vị trí 2 sẽ giảm một nửa và đến vị trí 2’ sẽ thôi tải và quá trình sẽ lặp lại khi bánh răng quay gần một vòng và bắt đầu lại từ vị trí 1(bắt đầu vào khớp).
Để chuyển động liên tục thì trước khi một đôi răng ra khớp, đôi tiếp theo phải vào khớp, nghĩa là trên vùng ăn khớp có ít nhất một đôi răng ăn khớp. Muốn như thế hệ số trùng khớp ngang εα (tỷ số của cung ăn khớp và bước răng trên cung này) phải lớn hơn 1:
εα = P > 1
Trong đó: P là bước răng vòng tròn cơ sở =pcosα.
Giá trị εα xác định bằng công thức:
εα = (z1tgαa1 ±z2tgαa2 ± (z1±z2) tgαtω).
Trong đó: cosαa1 = db1/da1; cosαa2 = db2/da2; tg αtω = tg αnω/cosβ.
Trường hợp x1±x2 = 0, ta có thể xác định εα bằng công thức gần đúng sau:
εα = [1,88 – 3,2 cosβ]
5.2.Hiện tượng trượt và ma sát trong quá trình ăn khớp.
Tại điểm ăn khớp C (H1.17a), bề mặt của hai răng vừa lăn vừa trượt lên nhau. Vận tốc trượt vs được xác định qua tâm tức thời W (tâm ăn khớp): vs=e(ω1+ω2).
Trong đó: ω1,ω2 Vận tốc góc bánh dẫn và bị dẫn.
e: Khoảng cách từ điểm ăn khớp C đến tâm ăn khớp W.
Vận tốc trượt vs có giá trị lớn nhất khi vào khớp và ra khớp (tại đỉnh và chân răng như H2.17b) và có chiều ngược nhau khi qua tâm ăn khớp. Vận tốc trượt vs có phương vuông góc với đường ăn khớp (có khe hở hình chêm theo chiều vận tốc trượt), do đó đối với các bộ truyền quay nhanh và bôi trơn tốt theo nguyên lý bôi trơn thủy động, trên bề mặt tiếp xúc hình thành lớp dầu bôi trơn (ma sát ướt), không cho các bề mặt tiếp xúc trực tiếp với nhau.
H 1.17: Hiện tượng trượt trong mối ăn khớp
5.3.Độ chính xác bộ truyền bánh răng.
Độ chính xác của bộ truyền bánh răng được đánh giá qua 3 độ chính xác thành phần, đó là:
– Độ chính xác động học, được đánh giá bởi sai số giữa góc quay thực và góc quay danh ngĩa của bánh răng bị dẫn. Độ chính xác này cần cho các cơ cấu phân độ.
– Độ chính xác ăn khớp êm, được đánh giá qua tiếng ồn và sự va đập. Khi sai số bước răng và sai số profil lớn thì độ chính xác ăn khớp êm thấp. Độ chính xác này quan trọng đối với những bộ truyền làm việc với số vòng quay lớn.
– Độ chính xác tiếp xúc, được xác định qua diện tích tiếp xúc trên mặt răng. Người ta bôi sơn lên mặt một bánh răng, cho bộ truyền làm việc, sau đó đo vết sơn trên mặt răng của bánh thứ hai. Độ chính xác này quan trọng đối với các bộ truyền làm việc với chế độ tải trọng nặng.
Tiêu chuẩn quy định 12 cấp chính xác cho mỗi độ chính xác nói trên. Cấp 1 là cấp chính xác nhất, cấp 12 là thấp nhất. Tùy theo đặc tính làm việc của mỗi bộ truyền, mà chọn cấp chính xác thích hợp cho từng độ chính xác. Trong một bánh răng, cấp chính xác của các độ chính xác không chênh nhau quá hai cấp. Vì mỗi độ chính xác được quyết định bởi sai lệch của một số kích thước của bánh răng. Trong một bánh răng, độ chính xác của các kích thước không thể sai lệch nhau nhiều.
Bộ truyền bánh răng thường được dùng trong các máy thông dụng có cấp chính xác từ cấp 6 đến cấp 9. Đối với các bộ truyền đặc biệt quan trọng, chịu tải nặng và làm việc với tốc độ cao có thể chọn cấp chính xác cao hơn (Cấp 4.5).
Ngoài ra, để tránh hiện tượng kẹt răng theo cạnh bên, tiêu chuẩn có quy định 6 kiểu khe hở cạnh bên là A, B, C, D, E, H.. Trong đó kiểu A có khe hở lớn nhất, kiểu H có khe hở cạnh bên bằng 0. Mỗi kiểu khe hở còn có dung sai quy định mức độ chính xác của khe hở. Các bánh răng có độ chính xác thấp không được chọn kiểu khe hở nhỏ. Các bánh răng có độ chính xác cao có thể chọn kiểu khe hở E và H. Các bộ truyền bánh răng thông dụng thường chọn kiểu khe hở A, B, C.
Bảng1.3: Vận tốc vòng giới hạn (m/s) của các bộ truyền bánh răngp chính xác
4.Thiết kế quy trình công nghệ gia công
4.1. Xác định đường lối công nghệ :
Trong quá trình sản xuất việc xác định quy trình sản xuất là hết sức quan trọng sao cho quy trình công nghệ mà thiết kế phải đảm bảo chính xác và chất lượng gia công ,đồng thời phải đảm bảo tăng năng suất lao động và giảm giá thành . Quy trình công nghệ phải đảm bảo được sản lượng đề ra.
Do sản xuất loạt lớn nên ta chọn phương pháp gia công một vị trí ,gia công tuần tự. Dùng máy vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng .
III. Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết bánh răng Z40/64×2 trong hộp tốc độ máy tiện T6M16
1.Phân tích điều kiện kĩ thuật
Chi tiết bánh răng Z40/64×2 trong hộp tốc độ của máy tiện ren vít vạn năng T6M16 là một trong những chi tiết đóng vai trò quan trọng trong quá trình truyền chuyển động và truyền mô men cắt từ động cơ đến trục chính của máy. Theo thứ tự các trục trong hộp tốc độ, nó được lắp trên trục số III của máy bằng lắp ghép then hoa với số then z = 6 nhằm mục đích di trượt trên trục III nhờ cơ cấu càng gạt để thay đổi tốc độ cho trục chính trong đường truyền dẫn chính.
Chi tiết bánh răng Z40/64×2, trong quá trình làm việc chịu các lực tác dụng như: lực hướng tâm, lực vòng, mô men xoắn và lực va đập khi thực hiện quá trình di trượt vào khớp.
Bề mặt làm việc chủ yếu của chi tiết là mặt răng,mặt bên và mặt then hoa trong lỗ.
Chọn vật liệu gia công chi tiết bánh răng Z40/64×2 là thép 45.
Theo HDTKĐACNCTM, trang 16:
Bảng 1.1: Thành phần hoá học của thép 45, %( theo khối lượng )
| C | Si | Mn | S | P | Ni | Cr |
| Không lớn hơn | ||||||
| 0,4 | 0,2 | 0,6 | 0,04 | 0,04 | 0,3 | 0,3 |
Bảng 1.2: Tính chất cơ học của thép 45
| sT MPa | sbp1 MPa | s3, % | y,% | C,T/cm3 | HB ( không lớn hơn ) | |
| Không nhỏ hơn | Sau cán nóng | Sau ủ | ||||
| 360 | 610 | 16 | 40 | 50 | 241 | 191 |
– Qua các điều kiện kỹ thuật trên ta có thể đưa ra một số nét công nghệ điển hình của chi tiết bánh răng Z40/64×2 như sau:
+ Chi tiết thuộc dạng chi tiết dạng bánh răng.
+ Chi tiết đòi hỏi độ chính xác gia công biên dạng và bề mặt răng.
+ Chi tiết đòi hỏi độ chính xác và độ vuông góc giữa tâm lỗ và mặt đầu của lỗ.
+ Kết cấu của bánh răng phải được đảm bảo khả năng cứng vững.
2.Xác định dạng sản xuất
Việc xác định quy mô và hình thức tổ chức sản xuất cho chi tiết là một việc làm quan trọng cho các bước làm việc tiếp theo . Bởi nếu xác định dạng sản xuất không đúng sẽ ảnh hưởng đến việc lập quy trình công nghệ, ảnh hưởng đến sản lượng hàng năm của chi tiết và ảnh hưởng đến chi phí ban đầu để gia công chi tiết.
Để đảm bảo sản lượng hàng năm và sản phẩm của đề tài được giao một cách chính xác ta phải xác định dạng sản xuất, từ đó làm cơ sở thiết kế quy trình công nghệ đồ gá, cùng những trang thiết bị khác phù hợp nhằm giảm giá thành, năng cao chất lượng và sản lượng cho sản phẩm. Muốn vậy, trước hết ta phải xác định sản lượng hàng năm cho chi tiết và trọng lượng của chi tiết đó.
Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức sau :
N = N1.m (1+ )
Trong đó
N- Số chi tiết được sản xuất trong một năm
N1– Số sản phẩm được sản xuất trong một năm (5000 chiếc/năm)
m- Số chi tiết trong một sản phẩm (m=1)
a- Phế phẩm trong xưởng đúc a =(3-:-6) %
b- Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ b =(5-:-7)%
Vậy N = 5000.20(1 + )= 110000 chi tiết /năm
Trọng lượng của chi tiết được xác định theo công thức
Q1 = V.g (kg)
Trong đó:
Q1– Trọng lượng chi tiết
g – Khối lượng riêng của vật liệu,chọn =7,8 kg/
V – Thể tích của chi tiết
- Thể tích của khối trụ Φ68 :
V1 = Л . r2 . h = Л . 342 . 20 = 72596,80 mm3
- Thể tích của khối trụ Φ 55 :
V2 = Л . r2 . h = Л . 25,52 . 15 =30626,77 mm3
- Thể tích của khối trụ Φ 116 :
V3 = Л . r2 . h = Л . 582 .20 =211259,20 mm3
- Thể tích của khối trụ Φ 34 :
V4 = Л . r2 . h = Л . 172 .55 = 49910,30 mm3
- Tổng thể tích của chi tiết :
V = V1 + V2 + V3 – V4 = 264572,47 mm3
= 0,26 dm3
Hình 2.1 Sơ đồ tính thể tích chi tiết
Vậy Q1 = V.g = 0,26.7,8= 2,03 (kg)
| Dạng sản xuất |
Q1 trọng lượng | |||
| > 200 Kg | (4 – 200) Kg | < 4 Kg | ||
| Sản lượng hàng năm trong chi tiết . | ||||
| Đơn chiếc | < 5 | < 10 | < 100 | |
| Hàng loạt nhỏ | 55 -100 | 10 -200 | 100- 500 | |
| Hàng loạt vừa | 100- 300 | 200 – 500 | 500 -5000 | |
| Hàng loạt lớn | 300 -1000 | 500 -5000 | 5000 – 50000 | |
| Hàng khối | > 100 | > 5000 | >50000 | |
Dựa vào bảng 2 (TKĐACNCTM) ta có dạng sản xuất là dạng sản xuất loạt lớn
.
3.Xác định phôi và phương pháp chế tạo phôi
Trong sản xuất có rất nhiều phương pháp chế tạo phôi khác nhau, tuỳ từng điều kiện cụ thể của từng dạng sản xuất và điều kiện sản xuất của từng nhà máy mà ta có phương pháp tạo phôi khác nhau. Điều cần chú ý khi chọn phôi là phôi phải có hình dáng gần giống như chi tiết cần gia công, như vậy sẽ giảm được các bước công nghệ, nguyên công cần thiết và lượng dư gia công không cần thiết . Từ đó sẽ giảm được chi phí ban đầu giảm giá thành sản phẩm sau này. Có rất nhiều cách chế tạo phôi khác nhau như phôi thép thanh, phôi thép cán, phôi dập , phôi rèn tự do, phôi đúc…
3.1. Chọn vật liệu:
Dựa vào cấu tạo, tính năng làm việc, các yêu cầu kỹ thuật, dạng sản xuất cũng như tính công nghệ nên ta chọn vật liệu chế tạo phôi là thép 45.
3.2.Chọn phương pháp chế tạo phôi:
Ta có thể áp dụng ba phương pháp để tạo phôi bánh răng như sau:
Đặc tính và lĩnh vực sử dụng của một số loại phôi rèn và phôi dập
| Phương pháp tạo phôi | Kích thước hoặc khối lượng | Độ chính xác của phôi | Độ nhám bề mặt Rz, mm |
| Dập trên máy búa, máy ép | Tới 200 kg, thành mỏng tối đa 2.5 mm | – | 320 ¸ 160 |
| Dập thô sau đó dập tinh nguội | Khối lượng tới 100 kg, thành mỏng tối đa 2.5 mm | 0.05 ¸ 0.1 mm | 40 ¸ 10 |
| Dập và vuốt trên máy rèn ngang | Khối lượng từ 0.1 đến 100 kg, đường kính phôi tới 315 mm | – | 320 ¸ 160 |
| Dập ép | Đường kính tới 200 mm | 0.2 ¸ 0.5 mm | 320 ¸ 80 |
Các loại phôi cán và lĩnh vực sử dụng chúng
| Dạng phôi cán hoặc prôphin | Lĩnh vực sử dụng |
| Phôi cán thường:
-Cán nóng, tiết diện tròn, độ chính xác thường và cao. -Tiết diện tròn, độ chính xác cao. -Tiết diện vuông, sáu cạnh. -Phôi cán nóng dạng tấm, độ chính xác thông thường -Phôi cán tinh, tiết diện vuông, sáu cạnh. |
Chế tạo các trục bậc có độ chênh đường kính không lớn, các chi tiết dạng ốc có đường kính ngoài tới 25 mm.
Các chi tiết kẹp chặt, các thanh đòn, tấm gá và thanh chêm. |
| Phôi cán tấm:
-Phôi cán nóng có chiều dày lớn. -Phôi tấm cán nóng và nguội có chiều dày nhỏ. |
Bích, vòng chặn, chi tiết phẳng bạc rỗng hình trụ. |
| Phôi ống các loại, cán nóng và nguội, không có mối ghép hàn. | Xi lanh, bạc, ống đỡ trục chính, cốc đỡ, con lăn, trục rỗng. |
| Prôphin có tiết diện dọc thay đổi theo chu kỳ. | Trục bậc trong sản xuất loạt lớn và hàng khối. |
| Phôi cán trên máy cán trục vít nằm ngang | Trục, bạc và các chi tiết khác trong sản xuất hàng khôi và loạt lớn. |
Phôi đúc có nhiều loại và nhiều phương pháp đúc, kiểu khuôn đúc và điều kiện tạo phôi khác. Phôi đúc được đúc theo ba phương pháp khác nhau cho độ chính xác và lượng dư khác nhau.
Þ Kết luận :
Qua các phương pháp trên ta nhận thấy phương pháp rèn dập là phù hợp với hơn cả, khi mà phương pháp đó đảm bảo được chất lượng bề mặt, độ chính xác của phôi ban đầu và số lượng phôi lớn.
- 3. Trình tự các nguyên công
Phương án 1:
– Nguyên công I : Khỏa mặt đầu A, tiện lỗ Φ28 và vát mép
– Nguyên công II : Khỏa mặt đầu B, tiện trụ ngoàiΦ68, Φ116 và vát mép
– Nguyên công III : Tiện trụ ngoài Φ55, vát mép
– Nguyên công IV: Xọc rãnh then hoa
– Nguyên công V : Phay răng Z64x2
– Nguyên công VI : Xọc răng Z40x2
– Nguyên công VII : Mài răng
Phương án 2:
– Nguyên công I : Khỏa mặt đầu B, tiện trụ ngoàiΦ68, Φ116 và vát mép
– Nguyên công II : Khỏa mặt đầu A, tiện lỗ Φ28 và vát mép
– Nguyên công III : Tiện trụ ngoài Φ55, vát mép
– Nguyên công IV: Xọc rãnh then hoa
– Nguyên công V : Phay răng Z64x2
– Nguyên công VI : Xọc răng Z40x2
– Nguyên công VII : Mài răng
| ng thẳng | Răng nghiêng hoặc cung | |||
| Bánh trụ | Bánh côn | Bánh trụ | Bánh côn | |
| 5 và cao hơn | ≥15 | ≥12 | ≥30 | ≥20 |
| 6 | Đến 15 | Đến 12 | Đến 30 | Đến 20 |
| 7 | Đên 10 | Đến 8 | Đến 15 | Đến 10 |
| 8 | Đến 6 | Đến 4 | Đến 10 | Đến 7 |
| 9 | Đến 2 | Đến 1,5 | Đến 4 | Đến 3 |
