Nghiên cứu về quy trình công nghệ tạo hình bánh răng cầu và thiết kế dao tiện bao hình bánh răng cầu
- 10 trang
- file .pdf
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
................ ...................
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
NGÀNH : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
NGHIÊN CỨU VỀ CÔNG NGHỆ TẠO HÌNH
BÁNH RĂNG CẦU VÀ THIẾT KẾ DAO TIỆN BAO
HÌNH BÁNH RĂNG CẦU
23.
TRẦN PHƢƠNG NAM
THÁI NGUYÊN - 2010
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
................ ...................
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
NGÀNH : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
NGHIÊN CỨU VỀ CÔNG NGHỆ TẠO HÌNH
BÁNH RĂNG CẦU VÀ THIẾT KẾ DAO TIỆN BAO
HÌNH BÁNH RĂNG CẦU
Ngành : CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY
Mã số :23.
Học viên : TRẦN PHƢƠNG NAM
Ngƣời HD Khoa học : TS. HOÀNG VỊ
THÁI NGUYÊN - 2010
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
................ ................... ................ ...................
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU VỀ CÔNG NGHỆ TẠO HÌNH
BÁNH RĂNG CÂU VÀ THIẾT KẾ DAO TIỆN
BAO HÌNH BÁNH RĂNG CẦU
Học viên : TRẦN PHƢƠNG NAM
Lớp : K11 – CNCTM
Ngƣời HD khoa học : TS. HOÀNG VỊ
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học Học viên
TS. HOÀNG VỊ TRẦN PHƢƠNG NAM
Ban giám hiệu Khoa Sau Đại học
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
1
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan toàn bộ luận văn này do chính bản thân tôi tổng hợp và nghiên
cứu dƣới sự hƣớng dẫn khoa học của TS. Hoàng Vị.
Nếu sai tôi xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định.
Ngƣời thực hiện
Trần Phƣơng Nam
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
2
LỜI CẢM ƠN
Bằng tất cả sự kính trọng và chân thành tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới
TS. Hoàng Vị- ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn
thành luận văn này.
Đồng thời tôi cũng xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trƣờng Đại học Kỹ
thuật Công nghiệp, Ban chủ nhiệm Khoa Đào tạo sau đại học, Ban giám hiệu trƣờng
Trung cấp nghề Quảng Trị đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học
tập, nghiên cứu và thực hiện bản luận văn này.
Tôi xin cảm ơn gia đình, ngƣời thân và đồng nghiệp đã động viên giúp đỡ tôi
trong suốt thời gian học tập nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Xin trân trọng cảm ơn!
Tác giả
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
3
MỤC LỤC
Nội dung Trang
Lời cam đoan ................................................................................................ 1
Lời cảm ơn..................................................................................................... 2
Mục lục.......................................................................................................... 3
Danh mục các hình vẽ, đồ thị........................................................................ 7
Mở đầu ........................................................................................................ 10
1. Tính cấp thiết của đề tài............................................................................. 10
2. Cơ sở khoa học và thực tiễn....................................................................... 10
3. Mục đích của đề tài..................................................................................... 11
4. Phƣơng pháp nghiên cứu........................................................................... 11
5. Nội dung nghiên cứu.................................................................................. 11
Chƣơng 1: Tổng quan về cơ cấu bánh răng cầu...................................... 13
1.1. Nguyên lý hình thành cơ cấu bánh răng cầu.......................................... 15
1.1.1.Nguyên lý hình thành biên dạng răng cầu thân khai........................... 16
1.1.2. Một số thuật ngữ cơ bản của cơ cấu bánh răng cầu............................ 17
1.2. Thanh răng sinh của bánh răng cầu......................................................... 18
1.3. Đặc điểm về kết cấu và lắp ráp của cơ cấu bánh răng cầu..................... 18
1.4. Đặc điểm truyền động của cơ cấu bánh răng cầu................................... 20
1.5. Điều kiện ăn khớp đúng của cơ cấu bánh răng cầu................................. 21
1.6. Điều kiện ăn khớp trùng của cơ cấu bánh răng cầu................................. 21
1.7. Phƣơng trình tham số của sƣờn cong liên hợp ∑1................................. 22
1.8. Phân tích động học của bánh răng cầu................................................... 27
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
4
1.8.1. Mô hình toán học mô tả chuyển động của cơ cấu bánh răng cầu........ 27
1.8.2 Phân tích động học của bánh răng cầu.................................................. 29
1.8.3. Phân tích động học của cơ cấu thanh – bánh răng cầu ...................... 32
1.8.4. Kiểu truyền động hành tinh của cơ cấu bánh răng cầu và phân tích
34
động học của nó..............................................................................................
1.9. Kết luận................................................................................................... 37
Chƣơng 2: Công nghệ chế tạo bánh răng cầu........................................... 38
2.1. Khái quát về công nghệ chế tạo bánh răng cầu....................................... 38
2.1.1. Đặc điểm hình học của bộ truyền......................................................... 38
2.1.2. Phƣơng pháp chép hình....................................................................... 39
2.1.3. Phƣơng pháp bao hình........................................................................ 40
2.2. Tiện chép hình......................................................................................... 40
2.2.1.. Thiết kế dao tiện................................................................................. 41
2.2.2. Đặc điểm công nghệ............................................................................ 46
2.2.3. Nhận xét................................................................................................ 46
2.3. Phay chép hình......................................................................................... 46
2.3.1: Thiết kế dao phay ngón....................................................................... 47
2.3.2. Đặc điểm công nghệ............................................................................ 49
2.3.3: Nhận xét.............................................................................................. 50
2.4: Mài chép hình........................................................................................ 50
2.4.1. Thiết kế đá mài................................................................................... 51
2.4.2. Đặc điểm công nghệ............................................................................. 51
2.4.3. Nhận xét............................................................................................... 51
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
5
2.5. Tiện bao hình.......................................................................................... 52
2.5.1. Sơ đồ cấu trúc động học của tiện bao hình.......................................... 52
2.5.1.1. Sơ đồ gia công................................................................................... 52
2.5.1.2. Thiết lập sơ đồ cấu trúc động học...................................................... 53
2.5.2. Các vấn đề về dao tiện bao hình........................................................... 54
2.5.3. Các vấn đề về máy............................................................................... 54
2.6. Phay bao hình.......................................................................................... 55
2.6.1. Sơ đồ cấu trúc động học của phay bao hình........................................ 55
2.6.1.1. Sơ đồ gia công.................................................................................. 55
2.6.1.2. Thiết lập sơ đồ cấu trúc động học.................................................... 56
2.6.2. Các vấn đề về dao phay bao hình........................................................ 58
2.6.3. Các vấn đề về máy.............................................................................. 58
2.7. Kết luận.................................................................................................. 59
Chƣơng 3: Mô hình động học máy mài bao hình bánh răng cầu. 60
3.1. Sơ đồ cấu trúc động học của máy mài bao hình..................................... 61
3.1.1. Sơ đồ gia công..................................................................................... 61
3.1.2. Thiết lập sơ đồ cấu trúc động học....................................................... 62
3.2. Mô hình máy mài................................................................................... 64
3.2.1. Hệ toạ độ đặt vào máy mài................................................................. 65
3.2.2. Mối quan hệ động học ăn khớp giữa bánh răng cầu và đá mài............ 67
3.2.3. Mô hình toán học của đá mài............................................................... 68
3.3. Kết luận.................................................................................................... 70
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
................ ...................
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
NGÀNH : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
NGHIÊN CỨU VỀ CÔNG NGHỆ TẠO HÌNH
BÁNH RĂNG CẦU VÀ THIẾT KẾ DAO TIỆN BAO
HÌNH BÁNH RĂNG CẦU
23.
TRẦN PHƢƠNG NAM
THÁI NGUYÊN - 2010
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
................ ...................
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
NGÀNH : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
NGHIÊN CỨU VỀ CÔNG NGHỆ TẠO HÌNH
BÁNH RĂNG CẦU VÀ THIẾT KẾ DAO TIỆN BAO
HÌNH BÁNH RĂNG CẦU
Ngành : CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY
Mã số :23.
Học viên : TRẦN PHƢƠNG NAM
Ngƣời HD Khoa học : TS. HOÀNG VỊ
THÁI NGUYÊN - 2010
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
................ ................... ................ ...................
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU VỀ CÔNG NGHỆ TẠO HÌNH
BÁNH RĂNG CÂU VÀ THIẾT KẾ DAO TIỆN
BAO HÌNH BÁNH RĂNG CẦU
Học viên : TRẦN PHƢƠNG NAM
Lớp : K11 – CNCTM
Ngƣời HD khoa học : TS. HOÀNG VỊ
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học Học viên
TS. HOÀNG VỊ TRẦN PHƢƠNG NAM
Ban giám hiệu Khoa Sau Đại học
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
1
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan toàn bộ luận văn này do chính bản thân tôi tổng hợp và nghiên
cứu dƣới sự hƣớng dẫn khoa học của TS. Hoàng Vị.
Nếu sai tôi xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định.
Ngƣời thực hiện
Trần Phƣơng Nam
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
2
LỜI CẢM ƠN
Bằng tất cả sự kính trọng và chân thành tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới
TS. Hoàng Vị- ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn
thành luận văn này.
Đồng thời tôi cũng xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trƣờng Đại học Kỹ
thuật Công nghiệp, Ban chủ nhiệm Khoa Đào tạo sau đại học, Ban giám hiệu trƣờng
Trung cấp nghề Quảng Trị đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học
tập, nghiên cứu và thực hiện bản luận văn này.
Tôi xin cảm ơn gia đình, ngƣời thân và đồng nghiệp đã động viên giúp đỡ tôi
trong suốt thời gian học tập nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Xin trân trọng cảm ơn!
Tác giả
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
3
MỤC LỤC
Nội dung Trang
Lời cam đoan ................................................................................................ 1
Lời cảm ơn..................................................................................................... 2
Mục lục.......................................................................................................... 3
Danh mục các hình vẽ, đồ thị........................................................................ 7
Mở đầu ........................................................................................................ 10
1. Tính cấp thiết của đề tài............................................................................. 10
2. Cơ sở khoa học và thực tiễn....................................................................... 10
3. Mục đích của đề tài..................................................................................... 11
4. Phƣơng pháp nghiên cứu........................................................................... 11
5. Nội dung nghiên cứu.................................................................................. 11
Chƣơng 1: Tổng quan về cơ cấu bánh răng cầu...................................... 13
1.1. Nguyên lý hình thành cơ cấu bánh răng cầu.......................................... 15
1.1.1.Nguyên lý hình thành biên dạng răng cầu thân khai........................... 16
1.1.2. Một số thuật ngữ cơ bản của cơ cấu bánh răng cầu............................ 17
1.2. Thanh răng sinh của bánh răng cầu......................................................... 18
1.3. Đặc điểm về kết cấu và lắp ráp của cơ cấu bánh răng cầu..................... 18
1.4. Đặc điểm truyền động của cơ cấu bánh răng cầu................................... 20
1.5. Điều kiện ăn khớp đúng của cơ cấu bánh răng cầu................................. 21
1.6. Điều kiện ăn khớp trùng của cơ cấu bánh răng cầu................................. 21
1.7. Phƣơng trình tham số của sƣờn cong liên hợp ∑1................................. 22
1.8. Phân tích động học của bánh răng cầu................................................... 27
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
4
1.8.1. Mô hình toán học mô tả chuyển động của cơ cấu bánh răng cầu........ 27
1.8.2 Phân tích động học của bánh răng cầu.................................................. 29
1.8.3. Phân tích động học của cơ cấu thanh – bánh răng cầu ...................... 32
1.8.4. Kiểu truyền động hành tinh của cơ cấu bánh răng cầu và phân tích
34
động học của nó..............................................................................................
1.9. Kết luận................................................................................................... 37
Chƣơng 2: Công nghệ chế tạo bánh răng cầu........................................... 38
2.1. Khái quát về công nghệ chế tạo bánh răng cầu....................................... 38
2.1.1. Đặc điểm hình học của bộ truyền......................................................... 38
2.1.2. Phƣơng pháp chép hình....................................................................... 39
2.1.3. Phƣơng pháp bao hình........................................................................ 40
2.2. Tiện chép hình......................................................................................... 40
2.2.1.. Thiết kế dao tiện................................................................................. 41
2.2.2. Đặc điểm công nghệ............................................................................ 46
2.2.3. Nhận xét................................................................................................ 46
2.3. Phay chép hình......................................................................................... 46
2.3.1: Thiết kế dao phay ngón....................................................................... 47
2.3.2. Đặc điểm công nghệ............................................................................ 49
2.3.3: Nhận xét.............................................................................................. 50
2.4: Mài chép hình........................................................................................ 50
2.4.1. Thiết kế đá mài................................................................................... 51
2.4.2. Đặc điểm công nghệ............................................................................. 51
2.4.3. Nhận xét............................................................................................... 51
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
5
2.5. Tiện bao hình.......................................................................................... 52
2.5.1. Sơ đồ cấu trúc động học của tiện bao hình.......................................... 52
2.5.1.1. Sơ đồ gia công................................................................................... 52
2.5.1.2. Thiết lập sơ đồ cấu trúc động học...................................................... 53
2.5.2. Các vấn đề về dao tiện bao hình........................................................... 54
2.5.3. Các vấn đề về máy............................................................................... 54
2.6. Phay bao hình.......................................................................................... 55
2.6.1. Sơ đồ cấu trúc động học của phay bao hình........................................ 55
2.6.1.1. Sơ đồ gia công.................................................................................. 55
2.6.1.2. Thiết lập sơ đồ cấu trúc động học.................................................... 56
2.6.2. Các vấn đề về dao phay bao hình........................................................ 58
2.6.3. Các vấn đề về máy.............................................................................. 58
2.7. Kết luận.................................................................................................. 59
Chƣơng 3: Mô hình động học máy mài bao hình bánh răng cầu. 60
3.1. Sơ đồ cấu trúc động học của máy mài bao hình..................................... 61
3.1.1. Sơ đồ gia công..................................................................................... 61
3.1.2. Thiết lập sơ đồ cấu trúc động học....................................................... 62
3.2. Mô hình máy mài................................................................................... 64
3.2.1. Hệ toạ độ đặt vào máy mài................................................................. 65
3.2.2. Mối quan hệ động học ăn khớp giữa bánh răng cầu và đá mài............ 67
3.2.3. Mô hình toán học của đá mài............................................................... 68
3.3. Kết luận.................................................................................................... 70
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn