§inh.T.Ph¬ng_L¬ng.N.Quyª
n
Ph¹m.T.Thµnh
Líp CTM K2
-Z113
5
Tr êng
§HB K
H µ
N«i
§ å
¸n
t èt
nghi Öp
Mặc dù đã có nhiều cố gắng t rong việc tìm tòi học hỏi nhiều tài liệu có liên
quan, được sự hướng dẫn tận tình của PGS. TS Trịnh Minh Tứ, các thầy trong bộ
môn GCVT và DCCN và các bạn trong lớp, song, do còn có hạn chế về khả năng
nhận thức và kiến thức nên không thể tránh khỏi những sai sót trong quá trình làm
đồ án .
Vì vậy chúng em kính mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy trong
hội đồng chấm tốt nghiệp bộ môn để đồ án của chúng em được hoàn chỉnh hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn PGS. TS Trịnh Minh Tứ, cảm ơn các thầy
trong bộ môn cùng toàn thể các bạn đồng nghiệp đã hướng dẫn, giúp đỡ và đóng
góp ý kiến giúp chúng em hoàn thành đồ án này.
Tuyên Quang, Ngày tháng 3 năm 2006
Nhóm sinh viên thực hiện:
Đinh Thị
P
hươ
ng
Lương Ngọc Quyên .
Phạm Tiến
Thà
nh
§inh.T.Ph¬ng_L¬ng.N.Quyª
n
Ph¹m.T.Thµnh
Líp CTM K2
-Z113
6
Tr êng
§HB K
H µ
N«i
§ å
¸n
t èt
nghi Öp
CHƯƠNG I:
TỔNG QUAN VỀ DAO PHAY LĂN
RĂNG
I - TÌM HIỂU VỀ BÁNH RĂNG THÂN KHAI
.
Bánh răng là một loại chi tiết có thể giúp chúng ta truyền chuyển động từ nhỏ
đến lớn nên nó được dùng rất phổ biến trong máy móc cơ khí hiện nay. So với
chuyển động cơ khí thì truyền chuyển động bánh răng có một số ưu điển sau:
Ưu
đi
ể
m
:
- Kích thước nhỏ, khả năng tải lớn.
- Tỷ số truyền không thay đổi.
- Hiệu xuất cao có thể đạt 0,97
0,99.
Nhược
đi
ể
m
:
- Chế tạo phức tạp đòi hỏi độ chính xác cao.
- Có nhiều tiếng ồn khi vận tốc lớn.
Truyền động bánh răng có nhiều loại nhưng trong đó truyền động bánh răng thân
khai được dùng phổ biến rộng rãi nhất vì bánh răng được gia công bằn g công cụ
cắt gọt có cạnh thẳng để đảm bảo độ chính xác cao không bị ảnh hưởng bởi sai số
khoảng cách trục (do đó không làm thay đổi quay luật và tỷ số truyền).
Profile thân khai:
Khi 2 chi tiết (bánh răng
–
Bánh răng, Bánh răng
–
Thanh răng, Bánh ră ng
–
trục vít) ăn khớp với nhau các Profile của răng là bao hình của nhau trong
chuyển động tương đối giữa chúng nên về nguyên tắc khi chọn đường cong dùng
làm profile thứ nhất bằng phương pháp bao hình ta luôn xác định đươc dạng
đường cong đối tiếp làm p rofile bánh răng thứ 2 thoả mãn điều kiện chuyển động
. Nói cách khác, có điều kiến tỉ số truyền bằng hằng . trong thực tế hay dùng
dạng đường cong như đương xycloit, cung tròn , đương thân khai.
Các thông số đặc trưng của bánh răng thân khai:
- m: module (được tiêu chuẩn hoá)
- D
e
: đường kính vòng đỉnh
- D
i
: Đường kính vòng đáy
- d
0
: Đường kính vòng cơ sở
- d
i
: Đường kính vòng chia
- h: Chiều cao răng
- h” Chiều cao chân răng (từ vòng tròn chia đến vòng tròn đáy răng)
- h’ Chiều cao đỉnh răng(từ vòng tròn chia đến vòng tròn đỉnh răng)
- Z: Số răng của bánh răng
p: Bước trên vòng chia của thanh răng sinh
1- Đặc tính cơ bản của bánh
răng
thân khai
:
1.1. Nguyên lý tạo đường thân khai
:
§inh.T.Ph¬ng_L¬ng.N.Quyª
n
Ph¹m.T.Thµnh
Líp CTM K2
-Z113
7
Tr êng
§HB K
H µ
N«i
§ å
¸n
t èt
nghi Öp
Cho một đường thẳng
lăn không trượt trên một vòng tròn
âm 0 và
bán kính r
0
khi đó quỹ đạo của một điểm M bất kỳ trên đường thẳng
chính
là một đường thân khai, như hình vẽ:
Vòng tròn (0,r
0
) gọi là vòng tròn của đườ ng thân khai
1.2- Tính chất đường thân
k
ha
i
:
* Gọi một điểm M trên đường thân khai, M
0
là chân của đường thân khai này
trên vòng tròn cơ sở và N là tiếp điểm của vòng tròn cơ sở, với đường tiếp
tuyến của nó kẻ từ điểm M ta có:
NM
0
= NM
*Các đường thân khai của một vòng tròn cơ sở là các đường cách đều nhau
theo phương pháp tuyến. Thật vậy nếu gọi M,M
’
là 2 điểm trên đường thẳng
, thì khi cho
lăn không trượt trên đường tròn (O,ro) ta luôn có:
MM
’
= M
0
M
o
* Pháp tuyến đường th ân khai là tiếp tuyến của vòng tròn cơ sở và ngược lại,
còn tâm cong của đường thân khai luôn nằm trên đường cơ sở. ở hình vẽ trên
tiếp điểm N giữa vòng tròn cơ sở và đường thẳng
là tâm cong của đường
thân khai tại điểm M.
1.3 Đặc điểm của đường thân kh
a
i
:
Trong ăn khớp của 2 profin thân khai của cặp bánh răng, các điểm tiếp xúc
nằm trên đường ăn khớp, có nghĩa là đường pháp tuyến chung cho cạnh răng
thân khai tại bất kỳ vị trí tiếp xúc nào đều đi qua một điểm cố định trên
đường tiếp tuyến với vòng t ròn cơ sở của bánh răng. Đường thân khai dùng
làm cạnh răng bánh răng thì sẽ đảm bảo tỷ số truyền cố định.
r
x x
§inh.T.Ph¬ng_L¬ng.N.Quyª
n
Ph¹m.T.Thµnh
Líp CTM K2
-Z113
8
Tr êng
§HB K
H µ
N«i
§ å
¸n
t èt
nghi Öp
1.4- Phương
trình
đường thân khai
:
Phương trình đường thân khai cần thiết cho việc nghiên cứu chế độ ăn khớp
của bánh răng và ta dùng toạ độ cực để biểu diễn đường thân khai.
Ta lấy tâm O của vòng tròn cơ sở làm gốc toạ độ và cho trục OX đi qua
điểm M
0
là chân của đường thân khai trên vòng tròn cơ sở.
Khi đó một điểm M bất kỳ trên đường thân khai được xác địn h bằng các toạ
độ là bán kính véc tơ r
x
và góc toạ độ
x
.
Trong đó: r
x
= OM
x
= MOM
0
Từ hình vẽ ta thấy:
x
= MOM
0
= NOM
0
- NOM
Hay
NM
0
0
Với
x
là góc giữa bán kính véc tơ r
x
và bán kính r
0
nối tâm của vòng tròn cơ
sở và tâm của đường thân khai tại M. Góc
x
cũng là góc giữa pháp tuyến của
đường thân khai tại M và vận tốc của điểm M khi vòng tròn cơ sở quay quanh
§inh.T.Ph¬ng_L¬ng.N.Quyª
n
Ph¹m.T.Thµnh
Líp CTM K2
-Z113
9
Tr êng
§HB K
H µ
N«i
§ å
¸n
t èt
nghi Öp
O do đó góc
x
gọi là góc áp lực.
r
x x x x
Ta có:
r
x
r
0
cos
x
NM
NM
Mặt khác do tính chất đường thân khai: NM
0
= NM
0
r
0
r
0
Ta có:
tg
NM
tg
0
Từ đó ta có phương trình đường thân khai như sau:
r
x
r
0
cos
x
x
tg
x
x
= inv
x
II . CÁC PHƯƠNG PHÁP CHÍNH ĐỂ GIA CÔNG BÁNH RĂNG THÂN KHAI
:
1- Các đặc tính của quá
trình
gia công
Profile
bánh
răng
:
- Quá trình cắt răng là quá trình cắt bỏ lớp kim loại ở rãnh răng để tạo nên
rãnh răng. Đảm bảo độ chính xác của răng chủ yếu đảm bảo độ chính xác
của profin răng, độ chính xác bước răng( khi ăn khớp), độ đồng tâm của
vòng chia với tâm quay của bánh răng.
- Theo cách hình thành profin răng người ta chia việc gia công răng thành
phương pháp định hình và phương p háp bao hình:
1.1 Cắt
răng
theo phương pháp chép hình :
Profile răng dụng cụ hoặc hình chiếu profile đó là bản chép lại nguyên hình
của profile rãnh giữa các răng của bánh răng được gia công. Trong quá trình cắt
profile dụng cụ ở tất cả các điểm đều trùng với profin rãnh. Dụng cụ làm việc
theo phương pháp này là dao phay đĩa mô đun, dao chuốt
1.2 Cắt
răng
theo phương pháp bao
hì
nh
:
Profile của bánh răng gia công là đường bao các vị trí khác nhau của lưỡi cắt
dụng cụ trong quá trình cắt. Dụng cụ l àm việc theo phương pháp này là dao bào,
dao xọc, dao phay, dao cà, bánh mài.
Nhìn chung các phương pháp gia công này có những đặc điểm sau:
- Trong quá trình cắt, tiết diện cắt luôn thay đổi theo từng răng và khi gia
công thì một số răng dao cùng cắt mộ t lúc.
- Tại từng điểm của lưỡi cắt lực tác dụng khác nhau. Thường ở mỗi điểm
của lưỡi cắt thì tốc độ cắt cũng khác nhau và lượng chạy dao cũng khác
nhau (xọc răng, lăn răng).
- Vì lưỡi cắt có hình dạng phức tạp, chuyển động tương đối của lưỡi cắt so
với phôi cũng phức tạp nên góc mài sắc cũng như góc cắt thường không
đạt được trị số của điều kiện cắt hợp lý.
- Đối với dao cắt răng thì yêu cầu độ chính xác cao( chính xác về thiết kế,
về chế tạo, nhiệt luyện, mài sắc) có thể cắt với năng suất lớn, tuổi bền cao.
- Dụng cụ cắt chiếm 50% giá thành sản phẩm do đó phải xuất phát từ quy
luật cắt mà lựa chọn dụng cụ cắt có kết cấu hợp lý và chế độ cắt hợp lý.
§inh.T.Ph¬ng_L¬ng.N.Quyª
n
Ph¹m.T.Thµnh
Líp CTM K2
-Z113
10
2- Cắt
răng
bằng phương pháp dùng dao phay đĩa mô đun(
P
hươ
ng
pháp chép hình)
:
- Dao phay thực hiện chuyển độn g quay tròn còn phôi thì thực hiện chuyển
động chạy dao. Các chuyển động này có thể thực hiện trên máy phay ngang.
Sau khi cắt xong một răng thì dùng đầu phân độ quay chi tiết đi một góc để
cắt răng tiếp theo và cứ như vậy đến khi gia công hết bánh r ăng. Trong
phương pháp này, profin dao phay( hay hình chiếu của nó trên mặt đầu của
bánh răng gia công) phải hoàn toàn giống như profin rãnh giữa các răng của
bánh răng được gia công.
Như vậy rãnh sẽ chép hình đúng profin bộ phận làm việc của răng dao . Do
đó phương pháp này được gọi là phương pháp chép hình.
- Sai số của phương pháp này sinh ra là độ không chính xác của đầu phân
độ, dao phay và của máy.
- Muốn đảm bảo độ chính xác của profin răng thì cứ một mô đun m, một số
răng Z cần một dao cắt riêng. Nh ưng như vậy thì cần một số lượng dao
phay khá lớn do đó người ta chế tạo dao phay ra từng bộ gồm 8, 15 hoặc
26 con dao. Các bộ dao được tính theo mô đun, còn trong một bộ thì mỗi
dao có thể gia công một phạm vi số răng nhất định. Do đó mà độ chính
xác gia công bằng dao phay mô đun thấp. Ngoài ra do phải phân độ để cắt
từng răng một, do hình dạng của lưỡi cắt khó chọn phù hợp với chế độ cắt
hợp lý nên năng suất thấp.
- Có thể tăng năng suất bằng cách dùng hai dao cắt đồng thời: dao thứ nhất
bằng hợp kim có pro fin hình thang dùng để cắt thô rãnh răng, dao thứ hai
dùng để cắt tinh.
- Dao phay đĩa mô đun được thiết kế như dao phay đĩa định hình thông
thường. Mặt sau của dao tạo nên bằng cách hớt lưng theo đường ácsimet.
- Đặc tính về kết cấu của dao phay đĩa mô đun:
+ Hình dạng răng dao phụ thuộc vào mô đun và số răng của bánh
răng gia công.
+ Khi góc mài dao thay đổi thì đồng thời cũng làm thay đổi profile
răng dao.
+ Thường góc trước dao = 0. Góc trước > 0 làm cho điều
kiện cắt tốt hơn nhưng sẽ làm cho profin răn g thay đổi sau mỗi lần
mài lại mặt trước. Góc sau tại mỗi điểm trên lưỡi cắt có khác nhau.
+ Khi mài lại răng dao thì mài theo mặt truớc và tất cả các răng phải
mài theo cùng trị số của góc trước.
+ Độ mòn dao được xác định theo mòn mặt sau: Gia công thô h
s
=
0,8
1 mm, khi gia công tinh h
s
= 0,25
3
mm.
- Công thức tính lượng chạy dao phút S
ph
của dao phay đĩa mô đun tiêu
chuẩn thép gió:
S
ph
C
s
m
0,5
(m/ m )
ph
Trong đó :
công
m
–
mô đun
C
–
Hệ số tỷ lệ phụ thuộc tính chất của vật liệu gia
- Công thức tính lượng chạy dao phút:
S
ph
= S
z
.Z.n (mm/ph)
Trong đó :
Z
–
số răng dao phay
n
–
số vòng quay trong 1 phút
Khi phay thô bằng dao phay có răng gắn hợp kim cứng thì khi cắt thép chọn
lượng chạy dao theo răng S
z
= 0,1
0,12 mm; khi cắt gang chọn
S
z
= 0,18
0,2 mm.
3. Cắt
răng
bằng dao phay lăn
r
ă
ng
:
- Dao phay lăn răng dùng để gia công tinh và gia công thô các bánh răng
hình trụ răng thẳng, răng nghiêng. Khi gia công thô thì dùng dao ph ay lăn
có hai hoặc nhiều mối ren. Khi gia công tinh dùng dao phay lăn có một
mối ren.
- Khi gia công dao có chuyển động quay tròn trên trục của nó, đồng thời có
chuyển động thẳng( chuyển động chạy dao s
0
) theo hướng trục bánh răng
gia công. Phôi quay quanh t rục của nó thực hiện chạy dao vòng.
- Tốc độ cắt bằng dao phay lăn răng được tính theo công thức sau:
Dn
1000
(m/ph)
Trong đó:
D: là đường kính dao phay, mm
n : là số vòng quay của dao phay trong một phút (vòng/ phút )
- Lượng chạy dao dùng để tính toán khi phay là S
vg
là lượng dịch chuyển
của phôi khi quay một vòng. Khi gia công tinh thì S
vg
không quá 1mm/
vòng. Khi gia công thô S
vg
phụ thuộc độ cứng vững của máy và chọn
không quá 12 mm/vòng.
ở đây:
Z
hZ
h
tg
0
cos
n
t
n
h: là chiều sâu rãnh,mm
Z
h
: là số rãnh thoát phoi của dao phay
0
: là góc ăn khớp
n
: là góc nâng của rãnh xoắn vít dao phay
T
S
T
S
T
S
t
n
: là bước răng dao phay
- Tốc độ cắt dựa vào tuổi bền của dao phay là một hàm số của lượng chạy
dao vòng S
vg
của phôi, của mô đun bánh răng gia công, và còn phụ thuộc
vật liệu gia công và vật liệu làm dao.
Các công thức tính tốc độ cắt cho vài trường hợp:
Khi cắt thô bánh răng môđun m = 2 - 16
- Với thép 45 có làm nguội:
v
C
v
K
cv
K
m
(/m
p)h
0,25
vg
0,5
m
0,25
- Khi gia công bánh răng gang xám HB = 190
v
C
v
K
cv
K
m
(
m
/
p)h
0,2
vg
0,25
m
0,25
Khi gia công tinh bánh răng có m
2,5
- Với thép 45 :
C
m
0,5
K
K
v
v cv m
(m/
p)h
0,5
vg
0,8
So sánh 2 phương pháp phay bằng dao phay đĩa mô đun và phay
bằng dao phay lăn răng:
- Phương pháp chép hình có ưu điểm thiết bị rẻ tiền nhưng số dao nhiều hơn
do phải dùng theo bộ, độ chính xác gia công không cao.
- Phương pháp bao hình độ chính xác gia công cao hơn, số lượng dao dùng
ít hơn, chỉ cần dùng 1 dao trên một loại mô đun phay được các bánh răng
có số răng khác nhau nhưng giá thành dao đắt hơn.
III . TÌM HIỂU VỀ DAO PHAY LĂN RĂNG :
1. Công dụng, nguyên lý làm việc và các loại kết cấu dao phay lăn
r
ă
ng
:
1.1. Giới thiệu về dao phay lăn
răng
:
Dao phay lăn răng là dụng cụ dùng để gia công bánh răng ăn khớp ngoài
răng thẳng, răng nghiêng, bánh vít bằng phươ ng pháp bao hình.
Dạng profile dao phụ thuộc vào dạng profin răng của bánh răng gia công, có
thể là thân khai, xiclôit, Quá trình hình thành profile của răng bánh răng bằng
dao phay lăn răng tương tự như sự ăn khớp bánh răng gia công với trục vít. Để
tạo thành mặt trước của dao người ta làm các rãnh dọc, thường là rãnh xoắn. Còn
để tạo góc sau thì phải hớt lưng các mặt sau của răng. Kết cấu và thông số hình
học của dao phay lăn răng khá phức tạp.
Về mặt kết cấu người ta chia dao phay lăn răng t hành hai loại chính:
- Dao phay lăn răng răng liền: Là dao được chế tạo từ một phôi hoàn chỉnh.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét