Bài giảng Máy công cụ - Chương 2: Sơ đồ động và các cơ cấu truyền dẫn trong máy công cụ

Machine-tool & Tribology 1 Chương 2 Sơ đồ động & Các Cơ cấu truyền dẫn trong Máy Công cụ Đ1 Sơ đồ động Đ2 Các cơ cấu truyền dẫn cơ khí Đ3 Các cơ cấu đặc biệt Đ4 đồ thị phương trình tốc độ cắt & lượng chạy dao Machine-tool & Tribology 2 Đ1 Sơ đồ động  Biểu thị cách bố trí tương đối của tất cả các thành phần trong tất cả các xích truyền động.  Ký hiệu các chi tiết, cơ cấu và bộ truyền bằng các ký hiệu qui ước:  Cụ thể hóa hơn sơ đồ kết cấu động học → phương trình xích động được biểu diễn chi tiết hơn. Trục chính máy tiện Trục chính máy phay Bộ truyền vít me - đai ốc Bánh răng trụ lắp lồng không Bộ truyền xích Bộ truyền đai dẹt Bánh răng trụ lắp cố định Bánh răng trụ lắp di trửợt Machine-tool & Tribology 3 Đ1 Sơ đồ động  Ví dụ:  Phương trình xích động: nđc . iđ . ibr = nTC Tỷ số truyền iđ = D1 / D2 ibr = ZCđ / ZBđ D2 D1 Z1 Z2 Z3 Z'3Z'2Z'1 ĐC ĐB n n i = I Iii Ii Machine-tool & Tribology 4 Đ2 Các cơ cấu truyền dẫn cơ khí 2.1 Phân loại: Theo hình thức truyền dẫn:  Truyền dẫn tập trung: Dùng 1 động cơ, sử dụng đai dẹt, puli nhiều bậ c. Hiệu suấ t thấ p, kích th-ớc lớn, khó sửa chữa.  Truyền dẫn phân nhóm: 1 động cơcho 1 nhóm m yá, trong CN nhẹ.  Truyền dẫn độc lập: 1 động cơ cho 1 m yá, 1 ĐC cho 1 chuyển động → phổ biến. Theo cấp:  Truyền dẫn phân cấp: M yá có một số l-ợng hữu hạn tốc độ cắt hay l-ợng ch ạy dao -M yá tiện T616 có 12 tôc độ từ 44v/ph → 1980 v/ph.  Truyền dẫn vô cấp: Cho trịsố tốc độ bấ t kỳ trong phạm vi biến đổi tốc độ (hay l-ợng ch ạy dao) - M yá mài, M yá CNC. Machine-tool & Tribology 5 Đ2 Các cơ cấu truyền dẫn cơ khí 2.2 Cơ cấu truyền dẫn trong hộp tốc độ. 1. Cơ cấu truyền dẫn vô cấp. a. Puli côn: I Ii Machine-tool & Tribology 6 Đ2 Các cơ cấu truyền dẫn cơ khí 2.2 Cơ cấu truyền dẫn trong hộp tốc độ. 1. Cơ cấu truyền dẫn vô cấp. b. Bánh ma sát: Machine-tool & Tribology 7 c. Truyền dẫn dầu ép 1 – Lọc dầu 2 – Bơm 3 – Van tiết lưu 4 – Piston 5 – Xi lanh Thay đổi tốc độ: - Thay đổi lưu lượng bơm 2 - Thay đổi tiết diện van tiết lưu 3 d. Dùng động cơ điện Servo Động cơ Servo Đ2 Các cơ cấu truyền dẫn cơ khí 1 2 3 54 V Machine-tool & Tribology 8 2. Cơ cấu truyền dẫn phân cấp. a. Dùng puly nhiều bậc: Động cơ → đai → trục I → puli - Trực tiếp: đóng chốt → trục II - Gián tiếp: mở chốt → trục trung gian → trục III → trục II Trục Hác - ne Z2 i1 nĐC Z1 Iii Z3 nTC Ii I Z4 chốt i2 Đ2 Các cơ cấu truyền dẫn cơ khí Machine-tool & Tribology 9 b. Dùng bánh răng di trượt: Từ trục I → III qua 2 nhóm bánh răng di trượt: Di trượt 2 bậc: Z1/Z1’ - Z2/Z2’ Di trượt 3 bậc: Z3/Z3’ - Z4/Z4’ - Z5/Z5’ Thay đổi lần l-ợt cho 6 tốc độ:  nTC1= nI .. Z1/Z1’ . Z3/Z3’  nTC2= nI . Z2/Z2’ . Z3/Z3’  nTC3= nI . Z1/Z1 ’. Z4/Z4’  nTC4= nI . Z2/Z2’ . Z4/Z4’  nTC5= nI . Z1/Z1’ . Z5/Z5’  nTC6= nI . Z2/Z2’ . Z5/Z5’ Số tốc độ : Z= p1.p2pi Trong đó : pi - số tỷ số truyền trong nhóm truyền thứ i Đ2 Các cơ cấu truyền dẫn cơ khí Iii Z'3 Z'5 Z'4 nTC Ii nI I Z'2Z'1 Z2Z1 Z4 Z5Z3 Machine-tool & Tribology 10 C. Dùng bánh răng thay thế nđc . iđ . a/b . ic = nTC  Thay đổi tốc độ → thay tỷ số truyền a/b  Sử dụng trong máy tự động và máy chuyên dùng.  Trong máy thường có bánh răng thay thế đi kèm b a icôn iđai nTC Đ2 Các cơ cấu truyền dẫn cơ khí Machine-tool & Tribology 11 2.3 Cơ cấu truyền dẫn trong hộp chạy dao. Nhiệm vụ: Biến đổi tốc độ chạy dao để đảm bảo năng suất & chế độ chạy dao phù hợp a. Cơ cấu Nooctông (khối bánh răng hình tháp): Bánh răng thay thế d b c a Cơ cấu Norton Đ2 Các cơ cấu truyền dẫn cơ khí Machine-tool & Tribology 12 Truyền cđ từ trục I → II:  Z0: Bánh đệm, quay hành tinh xung quanh trục II.  Za, trục III, Z0 di trượt cùng nhau.  Za, Z0, Zi luôn an khớp với nhau, cho các TST: Z1/Za; Z2/Za; Zi/Za Đ2 Các cơ cấu truyền dẫn cơ khí A A A 0 Za Z0 Ii Bánh răng đệm Z0 Iii I Zi Z2 Z1 Machine-tool & Tribology 13 b. Cơ cấu then kéo: Truyền động từ trục I → II:  Khối BR tháp trục I cố định  Khối BR tháp trục II lồng không  4 BR quay, trục II không quay  Rút then đến 1 trong 4 BR → Trục II quay 1 – Then kéo 2 – Bánh răng 3 – Lò xo lá (Thường dùng trong hộp chạy dao máy khoan) Đ2 Các cơ cấu truyền dẫn cơ khí Z2Z1 Z'1 Z'3 Z'2 Z'4 i nI Ii nIi 1 2 3 Then kéo 4 Z4 Z3 3 2 1 Machine-tool & Tribology 14 c. Cơ cấu Mê-an (Meandr) Loại 1: * Trục I: 3 khối BR 2 bậc như nhau, 1 cố định, 2 lồng không. * Trục II: 4 khối BR 2 bậc như nhau, lồng không. * Trục III: BR di trượt Z5 ăn khớp với 4 BR Z3  cho 4 tỷ số truyền. Loại 2: Cơ cấu Mê-an có BR đệm Z0 (hành tinh – như trong cơ cấuNooctông), ăn khớp lần lượt với tất cả BR trên trục II cho nhiều tỷ số truyền hơn. Đ2 Các cơ cấu truyền dẫn cơ khí Z5 (III) Z1 (II) (I) Z2 Z3 Z4 (I) (III) Z5 (II) Z0 Z1 Z2 Z3 Z4 Machine-tool & Tribology 15 d. Cơ cấu bánh răng thay thế (trạc đầu ngựa):  Trục I qua BR thay thế a/b, c/d → trục III: itt = a/b . c/d  Thay đổi itt thay a, b, c, d → thay đổi D của BR A0 = Const → dùng trạc đầu ngựa. - Chốt 2 lắp trên trạc 1, điều chỉnh theo r–nh 4 - BR b, c: lồng không trên chốt 2 - Trạc 1 quay quanh trục BR d → Đảm bảo Sự ăn khớp khi a, b, c, d thay đổi. A 0 a bc d a b c d R 4 3 2 1 A A B B III II I b 1 2 7 8 c 6 8 2 AA BB 1 3 Đ2 Các cơ cấu truyền dẫn cơ khí Machine-tool & Tribology 16 e. Dùng động cơ điện vô cấp: Đ2 Các cơ cấu truyền dẫn cơ khí Machine-tool & Tribology 17 1. Cơ cấu thực hiện đảo chiều  CC bánh răng tổ hợp.  CC đảo chiều trên mặt phẳng (a).  CC đảo chiều giữa hai trục song song (b).  CC đảo chiều giữa hai trục vuông góc (c). C B A Đ3 Các cơ cấu đặc biệt Z1 Z2 Z0 Z'2 Z'1 Ii I b. Z1 Z2 Z3 M I Ii c. Z1 Z2 Z3 Z4 Tay gạt I Ii a. Machine-tool & Tribology 18 2. Cơ cấu tổng hợp chuyển động Tổng hợp 2 chuyển động từ 2 đường TĐ đến cùng một CC chấp hành. Cơ Cấu vi sai  Đường vào I,II ra III Từ IIII coi z4 đứng yên: i I-III =VIII/VI=1/2 Từ IIIII coi z1 đứng yên: i II-III =1/2  Đường vào I,III ra II Từ III như là nối trục: i I-II =1/1 Từ IIIII coi z1 đứng yên: i III-II =2/1  Đường vào III,II ra I Từ IIII coi z5 đứng yên: i III-I =2/1 Từ III coi như là nối trục : i II-I =1/1 Chú ý chiều quay I Ii Iii D Z1 Z2 Z3 Z4 Z5Z6 Viii Vi Đ3 Các cơ cấu đặc biệt Machine-tool & Tribology 19 3. Cơ cấu biến đổi chuyển động quay → thẳng a. Cơ cấu bánh răng – thanh răng. BR truyền c/đ cho thanh răng. BR vừa quay tròn xung quanh trục vừa tịnh tiến  BR quay tròn, không tịnh tiến nbr= l1/ (Z.t) Z.t - độ dài chu vi vòng lăn  BR tịnh tiến không quay, TR đứng yên l0 =0 (lăn trên thanh răng), BR phải lùi lại 1 đoạn là l2, tương ứng số vòng quay không l2/ (z.t)  Tổng hợp lại l1+l0 = l1/ (z.t) + l2 / (z.t) = (l1+l2)) / (z.t) Đ3 Các cơ cấu đặc biệt l1 l2 t T2 T3 Machine-tool & Tribology 20 b. Cơ cấu trục vít - đai ốc: Trục vít quay 1 vòng → đai ốc tịnh tiến 1 lượng bằng bước vít t. c. Cơ cấu cam: Cam quay → cần tịnh tiến theo qui luật (do biên dạng cam quyết định) Đ3 Các cơ cấu đặc biệt Machine-tool & Tribology 21 4. Cơ cấu biến đổi chuyển động quay → quay gián đoạn Cơ cấu Man tít:  Z= 3 ữ 8  2β = 2π/Z  α + β = π/2  R = l.sin β = l.sin π/z Đ3 Các cơ cấu đặc biệt Machine-tool & Tribology 22 V= πdn/1000 (m/ph) S= L/nT (mm/v) V (n): ảnh hưởng đến tuổi thọ dao. S: ảnh hưởng đến cl bề mặt và năng suất. Từ vl, kt phôi, vl dụng cụ, loại dụng cụ, đk gia công  tra V, S  n, S thích hợp. Mục đích: có S, n nhanh chóng. 1 Đồ thị tia hình quạt: V= πdn/1000 (m/ph)  V= md (m= πn/1000)  V là hàm bậc nhất đối với d.  Thay đổi n  chùm các tia qua gốc toạ độ ứng với n1, n2, ..., ni. Biết kính d0, V0 tra được n. Đ4 đồ thị phương trình tốc độ cắt & lượng chạy dao V V0 d0 d0 n1 n2 nj-1 nj Machine-tool & Tribology 23 2. Đồ thị Lô-ga:  V= πdn/1000 (m/ph)  LgV = lgd + lg(πn/1000).  Dạng y= x + b  Thay đổi n  thay đổi b  họ đường thẳng //. Biết kính d0, V0 tra được n. Đ4 đồ thị phương trình tốc độ cắt & lượng chạy dao d0 V0 V d (logd) 318 80 n1 n2 80v/pnj-1