Thiết kế máy tiện ren vít vạn năng cỡ trung T620 phần 3

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ TÍNH TOÁN CÁC HỆ THỐNG TRONG MÁY
I.THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN HỘP TỐC ĐỘ:
A.Chức năng yêu cầu chọn loại hệ thống điều khiển :
1. Chức năng hệ thống điều khiển:
Hệ thống điều khiển là hệ thống các cơ cấu truyền chuyển động điều khiển
từ tay công nhân thao tác đến các hệ thống chấp hành như:
+ Đóng mở động cơ điện
+ Đóng ngắt truyền động chính
+ Đóng ngắt chạy dao
+ Biến đổi tốc độ truyền động chính và độ lớn chạy dao, đảo chiều
chuyển động.
2. Các yêu cầu đối với hệ thống điều khiển:
Độ an toàn của cơ cấu điền khiển: Nên bố trí tay gạt tập trung vào một khu
vực điều khiển thuận tiện thao tác cùa công nhân, tránh các bộ phận điều khiển như
vô lăng, tay gạt trong thời gian máy công tác. Để phòng ngừa các sự cố do kết cấu
của hệ thống điều khiển hoặc do thiếu sót của công nhân ta dùng phương pháp
sau :
- Đònh vò cơ cấu điều khiểu ở mỗi vò trí của nó. Khoá liên động các cơ cấu
điều khiển để không đồng thời đóng hai chuyển động khác nhau cùng một lúc.
- Hạn chế hành trình chuyển động gá đặt. Đặt các bộ phận đèn tín hiệu.
- Điều khiển phải nhanh, các cơ cấu điều khiển bằng tay phải nhẹ nhàng
thuận tiện với điều kiện Việt Nam nên chọn lực gá các tay gạt vô lăng nhỏ …
- Dễ nhớ khi điều khiển: phương chuyển động của các tay gạt nên chọn trùng
phương với chuyển động của bộ phận máy được điều khiển.
3. Phân tích chọn hệ thống điều khiển:
Hệ thống điều khiển có thể bằng tay hay tự động, riêng lẽ hay tập trung.Hệ
thống điều khiển riêng lẽ thường làm cho việc điều khiển phức tạp, kết cấu cồng
kênh có nhiền tay gạt làm khó nhớ gây nhầm lẫn cho công nhân vì vậy hệ thống
điều khiển tập trung có nhiều ưu điểm khắc phục được những khó khăn trên.
Hệ thống điều khiển có thể bằng cơ khí, điện khí nén … Ta chọn hệ thống
điều khiển bằng cơ khí vì nhửng ưu điểm sau:

Kết cấu đơn giản, phụ tùng thiết bò ít, có khả năng điều chỉnh với khoảng
điều chỉnh rộng, chế tạo và thay thế dể dàng, an toàn cao, giá thành kinh tế hạ.
Mỗi bộ phận máy được điều khiển nhờ 1 hoặc 2 bộ phận điều khiển bằng tay
thông thường là tay gạt. Ta có thể chia các hệ thống điều khiển 1 tay gạt ra làm 2
nhóm cơ bản sau:
Hệ thống điều khiển 1 tay gạt có liên kết không đổi giữa các cơ cấu điều
khiển và chi tiết điều khiển trong hệ thống này người ta dùng rộng rãi cam thùng
cam đóa.
Hệ thống điều khiển trong đó chỉ có 1 cơ cấu điều khiển mà người ta có thể
điều khiển liên kết được 1 số mạch điều khiển khác. Cơ cấu điều khiển lá đòn bẫy
hoặc vô lăng chúng có thể thay đổi vò trí dọc theo trục của nó hoặc có thể là tay gạt
tròn có tâm quay cố đònh.
Việc chọn hệ thống điều khiển phải căn cứ vào yêu cầu cụ thể của từng loại
máy và vò trí của nó trong dây chuyền gia công.
B.Thiết kế hệ thống điều khiển hộp tốc độ:
1. Lý luận chung:
Dựa theo kết quả tính toán ở phần động học hộp tốc độ của máy ta có sơ đồ
lưới đồ thò kết cấu hộp tốc độ sau:
Hình vẽ
Dựa vào lưới kết cấu va sơ đồ động ta thành lập bảng điều khiển như sau :
n
1
= n
0
+ i
2
+i
5
+ i
7

+ i
9
+i
10

n
2
= n
0
+ i
1
+i
5
+ i
7
+i
9
+i
10
n
3
= n
0
+i
2
+i
4
+ i
7
+ i

9
+ i
10
n
4
= n
0
+ i
1
+i
4
+ i
7
+i
9
+i
10

n
5
= n
0
+i
2
+i
3+
i
7
+ i
9

+ i
10

n
6
= n
0
+i
1
+i
3
+i
7
+i
9
+i
10
n
7
= n
o
+i
2
+i
5
+i
7
+i
9
+i

10
n
8
= n
0
+i
1
+i
4
+i
7
+i
9
+i
10
n
9
= n
0
+i
2
+i
4
+i
6
+i
9
+i
10
n

10
= n
0
+i
1
+i
4
+i
6
+i
9
+i
10
n
11
= n
0
+i
2
+i
3
+i
6
+i
9
+i
10
n
12
= n

0
+i
1
+i
3
+i
6
+i
9
+i
10
n
13
= n
0
+i
2
+i
5
+i
6
+i
8
+i
10
n
14
= n
0
+i

1
+i
5
+i
6
+i
8
+i
10
n
15
=n
0
+i
2
+i
4
+i
6
+i
8
+i
10
n
16
= n
0
+i
1
+i

4
+i
6
+i
8
+i
10
n
17
= n
0
+i
2
+i
3
+i
6
+i
8
+i
10
n
18
= n
0
+i
1
+i
3
+i

6
+i
8
+i
10
n
19
= n
0
+i
1
+i
5
+i
11
n
20
= n
0
+i
2
+i
4
+i
11
n
21
= n
0
+i

1
+i
4
+i
11
n
22
= n
0
+i
2
+i
3
+i
11
n
23
= n
0
+i
1
+i
3
+i
11
Theo sơ đồ của máy ta có 5 nhóm truyền thứ tự là :a,b,c,d,e.
1.1Nhóm truyền thứ nhất .(a)
Gồm hai bánh răng di trượt như vậy ta có hai vò trí ăn khớp
Trái Phải
i

1
=
34
56
i
2
=
39
51
1.2 Nhóm truyền thứ hai .(b)
Gồm ba bánh răng di trược như vậy ta có ba vò rí ăn khớp
Trái Giữa Phải
i
4
=
47
29
i
5
=
55
21
i
3
=
38
38
1.3 Nhóm truyền thứ ba.(c)
Gồm hai bánh răng di trược như vậy ta có hai vò trí ăn khớp
Trái Giữa Phải

i
7
=
88
22
0 i
6
=
45
45
1.4 Nhóm truyền thứ tư (d)
Gồm hai bánh răng di trượt như vật ta có hai vò trí ăn khớp
Trái Giữa Phải
i
9
=
88
22
0 i
8
=
45
45
1.5 Nhóm truyền thứ năm (e).
Gồm hai bánh răng di trượt như vậy ta có hai vò trí ăn khớp
Trái Phải
i
11
=
42

66
i
10
=
54
27
hình vẽ
Dựa theo vò trí ăn khớp của các bánh răng và thứ tự ăn khớp ta lập được bảng
khai triển vò trí điều khiển của tay gạt.
Để điều khiển 5 nhóm bánh răng di trượt trong hộp tốc độ ta dùng phương
pháp tập trung vào hai hệ thống nhằm bố trí hệ thống thuận lợi , công nhân vận
hành dễ nhớ , tránh được nhầm lẫn , thao tác nhanh rút ngắn được thời gian phụ,
Hệ thống điều khiển thứ nhất để điều khiển hai bộ bánh răng di trượt a,b.
Hệ thống điều khiển thứ hai để điều khiển ba bộ bánh răng di trượt 3 bậc
c,d,e.
Liên hệ giữa hai hệ thống này ta bố trí hệ thống đóa báo các cặp tốc độ tương
ứng.
2.Thiết kế hệ thống điều khiển bộ bánh răng 2 bậc và bộ bánh răng 3 bậc:
Để bố trí được khoảng cách hành trình gạt của bánh răng di trượt ta tính chiều
rộng của của các bánh răng tong hộp tốc đo.ä
Tính mô đun của các bánh răng trong hộp tốc độ ta tính mô đun của cặp bánh
răng.
Z = 56, Z = 34.
Theo tài liệu IV ta có:
i =
56
34
Sơ bộ chọn hệ số tải trọng
K = K
đ

. K
t
= 1,5
N = 10.0,945.0,98 = 9,3 kw
n
2
= 800.
34
56
= 1320(vong/phut)
Khoảng cách trục A được tính:
A = (i
mm
n
KN
io
A
tx
82
1320.3,0
3,9.5,1
).
56
34
.960
10500
().
56
34
(

.
).
.][
105000
().1
3
2
==±
ψ
Ta chọn A = 100
Ta có công thức tính A nhưn sau:
A = m.
mm
ZZ
A
m
ZZ
23,2
5634
100.22
2
21
21
=
+
=
+
=⇒
+
Chọn mô đuyn theo tiêu chuẩn: m = 2,25

Tính chiều rộng của các bánh răng: chiều rộng của các bánh răng trong hộp
tốc độ ta chọn b = (0,15
mmA 106)2,0
÷=÷
Đối với bánh răng di trượt ta chọn chiều rộng b
2
= 6m =6.2,25=13,5mm
Đối với bánh răng cố đònh ta chọn chiều rộng.
b
1
= 7m=7.2,25=15,75
mm16
≈
Dựa vào sơ đồ bố trí bánh răng ta tính được khoảng cách hánh trình gạt cần
thiết:
Trong đó b
1
: chiều rộng bánh răng cố đònh
f
1
= 3mm: khe hở an toàn
f
2
= 4mm: khe hở thoát dao
a = 8+3+13,5+7= 31,5
a =
22
2
21
1

b
bf
b
+++
b =
32
22
2
21
1
=+++
b
bf
b
Tương tự ta bố trí
c =
22
2
21
1
b
bf
b
+++
hình vẽ
a. Chọn cơ cấu điều khiển.
Đối với hệ bánh răng răng hai bậc ta dùng cơ cấu cam đóa điều khiển như
vậy biến dạng cam sẽ đơn giản.
Đối với hệ thống bánh răng ba bậc ta dùng bánh răng có chốt điều khiển.
Bánh răng và cam cùng mắc trên 1 trục dùng hệ thống tay gạt điều khiển sơ đồ bố

trí hệ thống điều khiển được minh hoạ bằng hình vẽ.
b. Nguyên lý làm việc của hệ thống điều khiển:
Khi quay tay quay đi một góc
α
nào đó làm cho bánh răng gắn liền với trục
tay quay, truyền chuyển động cho bánh răng 2 khớo với bánh răng 1 khớp. Bánh
răng 2 mang chốt 1 lệch tâm, đầu chột mắc với con trượt, con trượt trong rảnh của
càng điều khiển bọ bánh răng 3 bậc. Cam điều khiển bộ 2 bậc cũng mắc cùng trục
với bánh răng 2 bậc. Như vậy ứng với biến dạng cam có 1 rảnh tròn không đổi chốt
con trượt sẽ làm cho bộ bánh răng 3 bậc dòch chuyển ở 3 vò trí ăn khớp là trái – giữa
–phải.
Khi cam quay tới hành trình làm việc đổi từ biên dạng tròn xa nhất tới gần
nhất hoặc ngược lại . Ở cung tròn thứ 2 cam sẽ làm cho bộ bánh răng 2 bậc ăn khớp
ở vò trí mới.ở hành trình ứng biên dạng này của cam bộ bánh răng 3 bậc do chốt
trên bánh răng 2 điều khiển di chuyển được ba vò trí ăn khớp là trái – giữa – phải .
Như vậy ứng với 1 vò trí của bánh răng 2 bậc có ba vò trí tương ứng của bánh
răng 3 bậc.
c. Xác đònh bán kính tới chốt điều khiển và biên dạng cam :
Hình vẽ
Theo tính toán từ sơ đồ trên hành trình dòch chuyển của cam là 32mm như
vậy có nghóa là lượng nâng của 2 cung rãnh cam là 32mm.
Vấn đề là ta cần xác đònh góc chắn cung hành trình cam là bao nhiêu cho
thích hợp với hành trình dòch chuyển giữa con trượt điều khiển càng gạt bộ bánh
răng 3 bậc tại 3 vò trí và bán kính của chốt đối với tâm quay. Hành trình dòch
chuyển của bộ bánh răng 3 bậc từ vò trí trái sang giữa là 32mm, từ giữa sang phải là
32mm . Khi bánh răng dòch chuyển từ vò trí giữa sanh phải tới vò trí ăn khớp đúng
bên phải. Muốn đổi vò trí ăn khớp của bánh răng 2 bậc từ phải sang trái cam sẽ
quay tới biên dạng làm việc từ hành trình cung xa nhất về cung gần nhất. Khi đó
bánh răng ba bậc ở vò trí ăn khớp phải tiếp tục quay bộ bánh răng 3 bậc tiếp tục
dòch chuyển sang phải cho cho đến khi bánh răng hai chốt quay được 1 cung III –IV

là đoạn HI, đoạn HI phải luôn nhỏ hơn hoặc bằng khoảng hở giữa hai bánh răng có
lắp miếng gạt để cho bánh răng Z
55
không va vào bánh răng Z
38
trên trục III . Chọn
khoảng hở giữa 2 bánh răng có lắp miếng gạt f= 12mm chọn khoảng cách dòch
chuyển đó HI = 10mm từ đó ta suy ra được bán kính của đến tâm
OI = L +HI = 32+10 = 42 mm
Tính góc giới hạn hành trình cam: xét
OIE
∆
ta có:
cos
762,0
42
32
===
OE
OH
α
Vậy
'
3440
o
=
α
Chọn số răng của bánh răng điều khiển Z
1
= 50, Z

2
= 50. Đường kính vòng chia
của bánh răng :
D
c
= m.Z = 2,25.50 = 112,5 mm
d.Tính hệ thống điều khiển của 3 bộ bánh răng 2 bậc c,d,e:
Hình vẽ
1. Xác đònh lượng hành trình gạt :
L
c
= 28mm L
đ
= 70mm L
e
= 70mm
Có 3 vò trí gạt
T G P
G: vò trí ra khớp.
Dựa vào máy chuẩn 1K62 ta có kích thước càng gạt như sau:
Hình vẽ
Yêu cầu hệ thống này điều khiển gạt được các vò trí:
Khối (C) Khối (d ) Khối (e )
P(
)
45
45
P(
)
45

45
P(
)
54
27
T(
)
88
22
P (
)
45
45
P(
)
54
27
T(
)
88
22
T0(
)
88
22
P(
)
54
27
G (ra khớp) T(

)
42
66
Ta có sơ đồ các vò trí ăn khớp như sau:
Việc tìm biên dạng các con trượt 14,15 cũng như việc xác đònh góc quay của
tay biên và vò trí của chốt được minh hoạ lần lượt ở các hình sau :
Hình vẽ
Đây là vò trí G. Các bánh răng khối C đã ra khớp nhưng cặp bánh răng
42
66

chưa và khớp. Nghóa là cặp bánh răng
54
27
chưa ra khớp.
Hình vẽ
Còn đây là vò trí tay gạt để thực hiện đường truyền chậm ta được:
i =
54
27
45
45
45
45
Góc quay của tay biên kể từ vò giữa là:
o
artg 8
100
14
==

α
hình vẽ
Vò trí tay gạt bên trái để thực hiện đường truyền chậm ta có:
i =
54
27
45
45
88
22
Góc quay của tay biên kể từ vò trí thứ 2 là:
o
arctg 16
100
28
==
β
Góc quay kể từ vò trí giữa là: 16
o
– 8
o
= 8
o

Ở vò trí này ta xác đònh được biên dạng của con trượt 14,15, yêu cầu con trượt
14 ,có phần biên dạng tiếp tuyến vớ phần cung tròn r =100 tại vò trí bán kính
nghiêng trái 1 góc.
β
= 16
o

. Con trượt 15 có phần biên dạng tiếp tuyến với đường conh r = 100
tại vò trí bán kính nghiêng phải 1 góc 36
o
-
oo
201636
=−=
β
Vò trí tay gạt cực trái để thực hiện đường truyền chậm ta có:
Vò trí tay gạt bên trái để thực hiện đường truyền chậm ta có:
i =
54
27
88
22
88
22
Góc quay hành trình gạt của tay biên kể từ vò trí thứ 3 là: