- LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHẾ TẠO MÁY Tác giả: Phạm Thị Thu Hằng 1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI. - Họ và tên tác giả luận văn PHẠM THỊ THU HẰNG TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT VÀ THỰC NGHIỆM CHẾ TẠO BÁNH RĂNG TRỤ THÂN KHAI RĂNG NGHIÊNG THEO PHƯƠNG PHÁP BAO HÌNH KHÔNG TÂM TÍCH Chuyên ngành : CHẾ TẠO MÁY LUẬN VĂN THẠC SĨ KĨ THUẬT CHẾ TẠO MÁY NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : 1. - BÙI NGỌC TUYÊN Hà Nội – Năm 2012 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHẾ TẠO MÁY Tác giả: Phạm Thị Thu Hằng 2LỜI CAM ĐOAN Tôi Phạm thị thu Hằng là học viên của lớp 10BCTM Chuyên ngành chế tạo máy. - Trong quá trình học tập và dưới sự giúp đỡ định hướng của các thầy, cô tôi đã chọn đề tài “ Nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm chế tạo bánh răng trụ thân khai răng nghiêng theo phương pháp bao hình không tâm tích” làm đề tài nghiên cứu. - Người cam đoan Phạm Thị Thu Hằng LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHẾ TẠO MÁY Tác giả: Phạm Thị Thu Hằng 3LỜI NÓI ĐẦU Phát triển công nghiệp chế tạo máy là cơ sở để phát triển mọi ngành công nghiệp khác. - Trong chế tạo máy, truyền động bánh răng chiếm một vị trí rất quan trọng và là loại chi tiết máy được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp cũng như trong các máy móc thiết bị dùng trong đời sống sinh hoạt. - Gia công bánh răng là một lĩnh vực cắt kim loại phức tạp nhất. - Có lẽ không một ngành nghề nào lại đòi hỏi những kiến thức sâu, rộng và khả năng sáng tạo như ở gia công bánh răng. - Để gia công bánh răng cần phải hiểu biết sâu sắc lý thuyết ăn khớp bánh răng, khả năng tính toán các thông số hình học của bánh răng, phân tích sơ đồ động của máy cắt răng và tính toán các thông số điều chỉnh máy. - Gia công bánh răng là một công việc khó đòi hỏi phải có những máy móc thiết bị hiện đại như máy phay lăn răng, máy xọc răng, máy CNC …những dụng cụ chuyên dùng như dao phay lăn răng, dao xọc răng,… đảm bảo bánh răng chế tạo đạt được các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật. - Ngày nay, trong quá trình sản xuất các bánh răng tiêu chuẩn và trong sản xuất loạt lớn và hàng khối người ta thường sử dụng phương pháp gia công bao hình có tâm tích. - Tuy nhiên, trong thực tế nhiều khi cơ sở sản xuất có nhu cầu sản xuất bánh răng theo loại hình sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ phục vụ cho thay thế, sửa chữa nhưng không có các thiết bị, dụng cụ gia công răng theo phương pháp gia công bao hình có tâm tích hoặc có nhu cầu chế tạo các bánh răng thân khai môdun phi tiêu chuẩn, những bánh răng thân khai nghiêng có β lớn…. - Trong những trường hợp này, việc chế tạo bánh răng theo phương pháp trên thường không gặp nhiều khó khăn, không thích hợp. - Chúng ta có thể sử dụng các máy phay vạn năng với các dao phay đĩa môdun để gia công các bánh LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHẾ TẠO MÁY Tác giả: Phạm Thị Thu Hằng 4răng trụ thẳng theo phương pháp chép hình hoặc gia công các bánh răng nghiêng theo phương pháp bao hình không tâm tích. - Ở nước ta, các công trình nghiên cứu, cũng như các tai liệu về lý thuyết tạo hình và việc gia công bánh răng nghiêng thân khai bằng phương pháp bao hình không tâm tích chưa nhiều. - Chính vì vậy việc nghiên cứu lý thuyết tạo hình và việc gia công bánh răng nghiêng thân khai bằng phương pháp bao hình không tâm tích là một vấn đề cần được quan tâm. - Từ đó nhằm mục đích đáp ứng yêu cầu gia công bánh răng trụ thân khai răng nghiêng có β lớn trong sản xuất đơn chiếc loạt nhỏ, hoặc thay thế thì đề tài này sẽ đáp ứng được yêu cầu đó. - Trân trọng cám ơn! Hà nội, tháng 3 năm 2012 Học viên: Phạm Thị Thu Hằng LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHẾ TẠO MÁY Tác giả: Phạm Thị Thu Hằng 5DANHMỤCCÁCKÍHIỆU,CÁCCHỮVIẾTTẮT m - Môdun Z - Số răng của bánh răng d - Vòng chia và đường kính vòng chia α- Góc ăn khớp (góc áp lực) δ - Góc cắt ξ – hệ số dịch chỉnh dao ms - Môdun ngang mn - Môdun pháp B - Chiều rộng bánh răng β- Góc nghiêng răng hd - Hệ số chiều cao đỉnh răng hc - Hệ số chiều cao chân răng h - Chiều cao răng c - Hệ số khe hở chân răng d1, d2 - Đường kính vòng tròn lăn df1, df2 - Đường kính vòng tròn chân răng da1, da2 - Đường kính vòng tròn đỉnh răng aw- Khoảng cách trục Zgc- Là số răng của bánh răng cần gia công γ - Góc trước của dao αN - Góc sau tại tiết diện pháp tuyến LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHẾ TẠO MÁY Tác giả: Phạm Thị Thu Hằng 6 dc1, dc2 - Đường kính vòng chia αb - Là góc sau ở đỉnh răng, thường bằng khoảng 120. - i - Tỉ số truyền của bộ bánh răng P – Bước ren của trục vít me bàn máy S – Bước xoắn của bánh răng trụ răng nghiêng cần gia công N – Tỉ số truyền giữa trục vít và bánh vít z0 - số răng trên bánh vít K - Số đầu mối của trục vít tx - Bước ren tp - Bước xoắn d0 - Đường kính vòng tròn cơ sở LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHẾ TẠO MÁY Tác giả: Phạm Thị Thu Hằng 7DANHMỤCCÁCBẢNG STT Tên bảng Trang Hệ số ảnh hưởng của vật liệu gia công khác nhau tới lượng chạy dao: Tốc độ cắt khi phay bằng dao phay đĩa môđun. - Các hệ thức để xác định các tham số Ru ,zu,uσ của profin dụng cụ Bảng tra số răng gia công của dao phay bộ gồm 8 dao Bảng tra hệ số H và E Bảng tra hệ số k Kiểm tra một số điểm trên sườn trái và phải của răng LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHẾ TẠO MÁY Tác giả: Phạm Thị Thu Hằng 8DANHMỤCCÁCHÌNHVẼĐỒTHỊSTT Tên hình vẽ đồ thị Trang Các bộ truyền bánh răng Sơ đồ nguyên lý tạo đường thân khai Sơ đồ nguyên lý tạo biên dạng mặt trụ thân khai răng thẳng bằng phương pháp bao hình Sơ đồ nguyên lý tạo biên dạng thân khai mặt răng bánh răng trụ răng nghiêng bằng phương pháp bao hình Các thông số của bánh răng trụ răng nghiêng Phay bằng dao phay đĩa và phay ngón môđun Sơ đồ quá trình cắt răng bằng dao phay đĩa môdun Dao phay đĩa Thông số hình học của dao phay đĩa môdun Nguyên lý cắt răng trụ bằng dao phay đĩa modun Nguyên lý phay lăn răng Nguyên lý cắt răng Sơ đồ phay lăn răng Dao phay lăn dạng trục vít Sơ đồ nguyên lý của máy phay lăn răng thông thường Sơ đồ xọc răng Sơ đồ nguyên lý máy xọc răng Xọc răng Máy phay CNC Dao phay ngón chuôi côn Các loại dao phay ngón chuôi côn Mô tả chuyển động xoắn vít của một mặt helicoid Minh họa mối quan hệ của 2 hệ trục tọa độ Oxyz và O1x1y1z1 Sơ đồ tính profin bánh răng thân khai Biên dạng răng của bánh răng nghiêng lý thuyết LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHẾ TẠO MÁY Tác giả: Phạm Thị Thu Hằng Sơ đồ xác định profile dụng cụ hình đĩa Các tham số profin chi tiết Đồ thị hàm )(τθkhi a) n2>n1. - Hướng quét dlĐầu Yo Xđầu đo đường tâm I II LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHẾ TẠO MÁY Tác giả: Phạm Thị Thu Hằng 91 Mặt khác, bề mặt lý thuyết được xây dựng từ bán kính vòng cơ sở r0 đến bán kính vòng đỉnh re, trong khi đầu đo của máy CMM lại quét từ re đến ri (bán kính vòng chân) rồi lại đến re. - Để loại bỏ những điểm này, đầu tiên, ta phải viết một chương trình để lọc ra tọa độ (x, y, z) của các điểm đo, do các điểm đo được máy CMM ghi lại bao gồm rất nhiều các thành phần (tọa độ điểm, hướng đo. - mà ta chỉ quan tâm đến tọa độ các điểm đo mà thôi. - Sau đó, ta phải xác định sai số giữa bề mặt răng thực tế so với bề mặt lý thuyết đo. - Có hai cách để xác định sai số này. - Cách thứ nhất: từ dữ liệu file text sau khi lọc đươc các điểm thỏa mãn có r0 ≤ rx ≤re, ta đi giải phương trình của bề mặt bánh răng lý thuyết. - Trước hết, ta cho tạo độ Z đo bằng tọa độ Z lý thuyết để tính ra góc ψ, rồi thay góc ψ vào phương trình của X (hoặc Y) và cho X đo bằng X lý thuyết (hoặc Y đo bằng Y lý thuyết) để tính ra rx, rồi lấy giá trị rx đó thay vào phương trình còn lại để tính ra Y lý thuyết (hoặc X lý thuyết), sau đó, lấy |XLT- XĐ. - Cách này hiệu quả, độ chính xác cao nhưng do phương trình bề mặt răng là một phương trình phức tạp (phương trình phi tuyến 1 ẩn số) rất khó giải chính xác được mà ta chỉ giải gần đúng được thôi. - Cách thứ hai: sau khi lọc được các điểm thỏa mãn r0 ≤ rx ≤ re, từ điểm đo thực tế ở file cad, ta vẽ tiếp tuyến với vòng tròn sơ sở. - Sau đó, lấy giao điểm của đường tiếp tuyến này với bề mặt lý thuyết, ta sẽ được điểm lý thuyết. - Và khoảng cách từ điểm LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHẾ TẠO MÁY Tác giả: Phạm Thị Thu Hằng 92đo đến điểm lý thuyết chính là sai số ∆ cần tìm và tìm ∆max. - Trong luận văn này tác giả sử dụng cách thứ hai vì nó đơn giản, dễ thực hiện hơn cách thứ nhất.Các bước tiến hành cụ thể như sau : 1) Sử dụng lập trình Autolip ( Phần mềm mô phỏng bề mặt răng lý thuyết - phụ lục) ta xác định được profin lý thuyết của bánh răng (hình 4.8). - 2) Xác định tập điểm đo của profin bánh răng gia công - Bằng cách đưa bánh răng đã gia công lên máy đo tọa độ CMM sau khi máy đã đo được cho ta kết quả dữ liệu trên file đo. - Mở file đo trên CAD ta được tập điểm đo của profin bánh răng gia công ( hình 4.9. - 4) Ta lọc các điểm thỏa mãn r0≤ rx≤ re, từ điểm đo thực tế ở file CAD, ta vẽ tiếp tuyến với vòng tròn cơ sở ( hình 4.10). - 5) Lấy giao điểm của đường tiếp tuyến này với bề mặt lý thuyết, ta sẽ được điểm lý thuyết. - Khoảng cách từ điểm đo đến giao điểm này chính là sai số ∆ cần tìm. - Cuối cùng từ các sai số ∆ xác định được sai số lớn nhất ∆max (hình 4.10). - X Y Hình 4.8: profin lý thuyết của bánh răng Hình 4.9: Tập điểm đo của profin gia công bánh răng LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHẾ TẠO MÁY Tác giả: Phạm Thị Thu Hằng 93 Kết quả kiểm tra một số điểm trên sườn trái và phải của răng như trình bày trong bảng 4.2 Bảng 4.2: Kết quả kiểm tra sai số profin răng Từ bảng kết quả đo, ta thấy giữa bề mặt răng của bánh răng thực tế và bề mặt răng của bánh răng lý thuyết có sai số. - Sai số lớn nhất ở biên dạng trái của răng là:∆tr max = 0.2232 mm và nhỏ nhất là : ∆tr min= 0.0697 mm, còn ở biên dạng phải của răng là : ∆ph max = 0.2154 mm và : ∆ph min= 0.090 mm. - Nguyên nhân của sự sai lệch này là có thể do sai số khi chế tạo bánh răng (dao bị mòn, sai số đồ gá khi gia công, phân độ không chuẩn. - hoặc có thể do bánh răng để lâu ngay không được sử dụng Điểm Sai số trên sườn trái ∆tr Sai số trên sườn phải ∆ph . - Sai số trung bình Hình 4.10: Cách xác định sai số gia công ∆ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHẾ TẠO MÁY Tác giả: Phạm Thị Thu Hằng 94nên bề mặt bị han gỉ hay khi đo bề mặt răng không được thật sạch,...Từ kết quả kiểm tra này ta thấy rằng có thể áp dụng phương pháp gia công gần đúng này để chế tạo bánh răng nghiêng với độ chính xác thấp. - Đánhgiákhigiacôngbngphngphápnày. - Phương pháp này gia công đơn giản nhưng đòi hỏi người thợ phải tính toán chính xác không để sai số gia công lớn dẫn đến khó lắp ghép hoặc không lắp ghép được. - Phương pháp này thường dùng đối với trường hợp sản xuất đơn chiếc loạt nhỏ hoặc sửa chữa thay thế vì làm trong thời gian lâu hơn nếu ta làm trên máy lăn răng hoặc xọc răng. - Thường dùng trong trường hợp phân xưởng không có máy lăn răng hoặc máy gia công áp lực ( vốn ít , tốn kém trong đầu tư trang thiết bị) thì ta vẫn có thể gia công được bánh răng nghiêng khi cần thiết. - Nhược điểm: thời gian gia công lâu, cần nhiều đồ gá phức tạp, giá thành sản xuất cao, đòi hỏi phải tính toán cẩn thận và trình độ tay nghề cao. - 4.4.Nhữngkếtluậnmới- Chúng ta có thể sản xuất bánh răng trụ răng nghiêng khi sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ, hoặc trong khi sản xuất các bánh răng phi tiêu chuẩn hoặc các bánh răng có góc nghiêng β lớn …thì ta có thể sản xuất ngay tại máy phay vạn năng có đầu phân độ. - 4.5.Đónggópmivàkinnghcatácgivsdngktqunghiêncứucủaluậnvăn* Đóng góp mới của luận văn - Xây dựng phương trình lý thuyết và mô hình hóa được bề mặt răng của bánh răng trụ thân khai răng nghiêng. - Xây dựng được phương trình lý thuyết profin dao phay đĩa môdun để gia công chính xác bánh răng nghiêng. - LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHẾ TẠO MÁY Tác giả: Phạm Thị Thu Hằng 95 - Thực nghiêm gia công gần đúng bánh răng nghiêng bằng dao phay đĩa môdun trên máy phay vạn năng. - Đã đề xuất được phương pháp kiểm tra đánh giá sai số profin của bề mặt bánh răng trụ răng nghiêng bằng máy đo tọa độ CMM. - Kiến nghị của tác giả về sử dụng kết quả nghiên cứu của luận văn - Có thể gia công bánh răng trụ răng nghiêng trên máy phay vạn năng trong khi chúng ta không có máy phay lăn răng… hoặc có thể sản xuất loạt nhỏ đơn chiếc để thay thế sửa chữa các bánh răng mà giá thành lại rẻ, đơn giản hơn các phương pháp như gia công lăn răng, hoặc gia công áp lực. - Chúng ta có thể đo và kiểm tra bánh răng trụ thân khai răng nghiêng trên máy đo tọa độ ba chiều CMM. - LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHẾ TẠO MÁY Tác giả: Phạm Thị Thu Hằng 96PHỤLỤC Phần mềm mô phỏng bề mặt răng lý thuyết của bánh răng nghiêng được viết bằng Autolisp và chạy trong môi trường AutoCAD: (defun grinfo() (setq m (getreal "\nmodul of Gear. - LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHẾ TẠO MÁY Tác giả: Phạm Thị Thu Hằng 97(defun draw() (setq rx ro) (setq ci 0) (repeat. - LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHẾ TẠO MÁY Tác giả: Phạm Thị Thu Hằng 98. - (defun draw3() (setq rx ro) (setq ci 0) LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHẾ TẠO MÁY Tác giả: Phạm Thị Thu Hằng 99(repeat. - LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHẾ TẠO MÁY Tác giả: Phạm Thị Thu Hằng 100TÀILIỆUTHAMKHẢO1. - Nguyên lý cắt kim loại Chủ biên Bành Tiến Long, Trần Thế Lực, Trần Sỹ Túy- NXB khoa học Kỹ thuật - 2001 2. - Công nghệ chế tạo máy Bộ môn công nghệ chế tạo máy, trường ĐHBK Hà nội – NXB Khoa học kỹ thuật 3. - Lý thuyết tạo hình các bề mặt trong cơ khí GS- TSKH Bành Tiến Long, TS Bùi Ngọc Tuyên- ĐHBK Hà Nội 7. - Sổ tay công nghệ Chế tạo máy tập I,II,III Bộ môn công nghệ chế tạo máy Trường ĐHBK Hà Nội- NXB Khoa Học Kỹ thuật 8. - Giáo trình công nghệ chế tạo bánh răng PGS-TS Trần Văn Địch - NXB Khoa học kỹ thuật 9. - Chế độ cắt gia công cơ khí Nguyễn Ngọc Đào, Trần thế San, Hồ Viết Bình - NXB Đà Nẵng
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt