đồ án máy tiện đồ án thiết kế máy công cụ t06

Đồ án thiết kế máy công cụ-T06 Nhiệm vụ thiết kế THIẾT KẾ MÁY TIỆN REN VÍT VẠN NĂNG SỐ LIỆU THIẾT KẾ Hộp tốc độ: Z=23 nmin= 14 (v/ph) Hộp chạy dao dùng cấu Norton, khuếch đại ren uKđmax = 32: Ren hệ mét : tp= Ren Anh n= : Ren mô-đun : m= Ren Pitch: Dp= Sdọcmin = 2.Sngangmin = 0,08 (mm/vịng) Động chính: N=10Kw; n= 1440 (vòng/ph) NỘI DUNG THUYẾT MINH - Phân tích máy tương tự - Tính tốn động học tồn máy - Tính cơng suất động - Tính bền: + Trục +Một cặp bánh - Tính hệ thống điều khiển BẢN VẼ Vẽ khai triển vẽ cắt hệ thống điều khiển: HỘP TỐC ĐỘ  Vẽ khai triển vẽ cắt hệ thống điều khiển: HỘP CHẠY DAO  Hà nội,ngày 10 tháng năm 2014 Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page Đồ án thiết kế máy công cụ-T06 BÙI TUẤN ANH LỜI NÓI ĐẦU Một nội dung đặc biệt quan trọng cách mạng khoa học kĩ thuật tồn cầu nói chung với nghiệp cơng nghiệp hóa,hiện đại hóa đất nước ta nói riêng hiên việc khí hóa tự động hóa q trình sản xuất Nó nhằm tăng suất lao động phát triển nên kinh tế quốc dân Trong cơng nghiệp chế tạo máy cơng cụ thiết bị đóng vai trị then chốt Để đáp ứng nhu cầu này,đi đôi với công việc nghiên cứu, thiết kế nâng cấp máy công cụ trang bị đầy đủ kiến thức sâu rộng máy cơng cụ trang thiết bị khí khả áp dụng lí luận khoa học thực tiễn sản suất cho đội ngũ cán khoa hoc kĩ thuật thiếu Với kiến thức trang bị,sự hướng dẫn nhiệt tình thầy cô giáo cố gắng thân Đến nhiệm vụ đồ án máy cơng cụ giao em hồn thành Trong tồn q trình tính tốn thiết kế máy “Máy tiện ren vít vạn năng” có nhiều hạn chế Rất mong bảo thầy Phần tính tốn thiết kế máy gồm nội dung sau: Chương I : Phân tích máy tương tự Chương II : Tính tốn động học tồn máy Chương III: Tính cơng suất động Chương IV: Tính bền Chương V : Tính hệ thống điều khiển Qua em xin cảm ơn thầy cô môn, đặc biệt thầy Bùi Tuấn Anh giúp đỡ em hoàn thành đồ án Sinh viên thực Đặng Duy Kiên Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page Đồ án thiết kế máy cơng cụ-T06 CHƯƠNG I : PHÂN TÍCH MÁY TƯƠNG TỰ 1.1) KHẢO SÁT CÁC ĐẶC TÍNH KĨ THUẬT CỦA MỘT SỐ LOẠI MÁY TIỆN THƯỜNG GẶP Máy tiện loại máy phổ thơng dùng nhiều nhất, chiếm khoảng 40% đên 50% thiết bị nhà máy Sở dĩ trang bị nhiều khả gia công loại máy đa dạng từ việc gia cơng mặt trịn xoay (mặt trụ, mặt định hình, mặt nón, mặt ren vít) đến khoan, kht, doa, tạo hình nhiều cạnh, elip, cam, gia cơng cắt đứt) Các loại máy tiện trang bị nhà máy nước ta hầu hết máy cũ Liên Xô hay tự sản xuất dựa theo kiểu máy Liên Xơ,có cải tiến để phù hợp với điều kiện sản xuất nước ta Các loại máy tiện vạn hay gặp xưởng khí đặc tính kĩ thuật chúng: Bảng 1.1): Tính kĩ thuật máy có Đặc tính kĩ thuật Chiều cao tâm máy (mm) Khoảng cách hai mũi tâm (mm) Đường kính vật gia cơng Dmax(mm) Số cấp tốc độ (z) Số vòng quay:nminnmax (v/p) Lượng chạy dao dọc (mm) Lượng chạy dao ngang (mm) Công suất trục (kw) Lực chạy dao lớn Pxmax (N) Pymax (N) Khả cắt ren Ren quốc tế (tp) Ren Mô-đun (m) Ren Anh (n) Ren pitch (Dp) T620 200 1400 400 23 12,52000 0,074,16 0,0352,0 10 Các loại máy 1K62 200 1500 400 21 11,51200 0,0821,59 0,0270,527 T616 160 700 320 12 441980 0,061,07 0,040,78 4,5 3530 5400 3430 5400 3000 8100 1192 0,548 242 Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page Đồ án thiết kế máy công cụ-T06 961 Kết Luận: Theo đề thiết kế ta thấy máy tiện ren vít vạn T620 có đặc tính tương tự Do ta sử dụng máy T620 làm máy mẫu để khảo sát thiết kế máy 1.2) PHÂN TÍCH MÁY TƯƠNG TỰ-MÁY TIỆN REN VÍT VẠN NĂNG T620 1.2.1) Sơ đồ ng hc mỏy Ly hợ p ma sá t II ®­ ê n g tru n n g hÞc h V ®­ ê n g q ua y th u ận III từ độ n g VI IV đư ê n g trun tè c ®é th Êp VII ®­ ê n g tru yÒn tè c ®é c a o Hình 1.1) Sơ đồ động học máy tiện T620 Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page Đồ án thiết kế máy cơng cụ-T06 Hình 1.2) Sơ đồ động máy tiện T620 a) Xích tốc độ: Xích nối từ động điện cơng suất N=10kW số vòng quay n=1450 vg/ph, qua truyền đai vào hộp tốc độ làm quay trục VII Lượng di động tính tốn hai đầu xích là: nđc (vg/ph) động ntc (vg/ph) trục Xích tốc độ có đường quay thuận Mỗi đường truyền tới trục bị tách làm đường truyền: Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page Đồ án thiết kế máy công cụ-T06 + Đường truyền trực tiếp tới trục cho ta tốc độ cao + Đường truyền tốc độ thấp từ trục IV-V-VI-VII Phương trình xích động biểu thị khả biến đổi tốc độ máy Hình 1.3) Phương trình xích động Từ phương trình ta thấy: + Đường tốc độ cao vịng quay thuận có cấp tốc độ 2x3x1=6 + Đường tốc độ thấp vịng quay thuận có 24 cấp tốc độ x x x x = 24 Thực tế đường truyền tốc độ thấp vịng quay thuận có 18 cấp tốc độ, trục IV trục VI có khối bánh di trượt hai bậc có khả cho ta tỉ số truyền IV 22 88 45 45 V 22 88 45 45 VI 1 Nhìn vào phương trình thực tế có tỉ số truyền , , 16 Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page Đồ án thiết kế máy công cụ-T06 Như đường truyền tốc độ thấp vòng quay thuận 18 tốc độ x x x = 18 Vậy đường truyền thuận có 18+6=24 cấp tốc độ bao gồm: Tốc độ thấp từ n1 n18 Tốc độ cao từ n19n24 Về mặt độ lớn ta thấy n18 ¿ n19 Vậy thực tế có 23 tốc độ khác Các tỉ 1 số truyền , , 16 tạo nên ikđại dùng để cắt ren khuếch đại b) Xích chạy dao cắt ren: Máy tiện ren vít vạn T620 có khả cắt loại ren: + Ren quốc tế (tp) + Ren mô-đun (m) + Ren Anh (n) + Ren Pitch (Dp) Khi cắt ren tiêu chuẩn xích truyền từ trục VII xuống trục VIII trục IX qua cặp bánh thay vào hộp dao trục vit me Lượng di động tính tốn hai đầu xích là: Một vịng trục chính-cho tiện bước ren (mm) Để cắt loại ren máy có khả điều khiển sau: + Cơ cấu bánh thay qua trục IX trục X đảm nhận khả (dùng 64 42 cặp bánh 97 50 ) + Bộ bánh Nooctong chủ động chuyển động từ trục IX qua li hợp C tới trục X làm quay khối bánh hình tháp xuống trục XI qua C3 tới trục XII đến trục XIV tới trục vít me + Nooctoong bị động chuyển động từ trục X thông qua C mà từ cặp bánh 28 36 tới trục XI 28-25-36 bánh hình tháp XII qua bánh 35 (không truyền qua trục XV) xuống 18-28-35-XIII tiếp tục truyền qua XIV-XV tới vít me + Để cắt nhiều ren khác loại ren hộp chạy dao máy dùng khối bánh hình tháp bậc khối bánh di trượt Khi cắt ren trái trục giữ nguyên chiều quay cũ cần đổi chiều chạy dao ngược lại xích có cấu đổi chiều nối trục VIII IX tới bánh đệm 28 Lược đồ cấu trúc động học hộp chạy dao Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page Đồ án thiết kế máy cơng cụ-T06 Hình 1.4) Lược đồ cấu trúc chạy dao Từ cấu trúc động học xích chạy dao ta có phương trình tổng qt cắt ren sau: vịng trục x icố định x ithay x icơ sở x igấp bội x tv =  Khi cắt ren quốc tế ( dùng cho mối ghép): - Lượng di động tính toỏn : vũng iđcơtrc chớnh (mm) - Bỏnh thay ,bánh nooctong chủ động  Khi cắt ren Anh: i gbéi - Lượng di động tính tốn : vịng trục 25,4/n (mm) tt Trong n: số vịng quayi tấc Anh i csë - Bánh thay ,con đường bánh nooctong chủ động Phương trình cắc ren Anh 60 42 42 35 28 28 36 35 28 z 1vgtc (VII) 60 (VIII) 42 (IX) 50 (X) 38 35 (XI) 25 n (XII) 28 35 (XIII).igb.XV.tv=tp  Khi cắt ren mô-đun : (dùng cho truyền động) - Lượng di động tính tốn : vịng trục - Bánh thay ,con đường nooctong chủ động Phương trình xích động Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page Đồ án thiết kế máy công cụ-T06 z n 25 60 42 64 1vgtc (VII) 60 (VIII) 42 (IX) 97 (X) C2 36 28 (XI) C3 (XII).igb.(XV).12=tp  Khi cắt ren Pitch: - Lượng di động tính tốn : vịng trục 25,4 /Dp - Bánh thay , đường nooctong chủ động * Chạy dao dọc : Từ trục bánh vít 28( trục XVII) qua cặp bánh 14/60 (bánh lồng khơng) đóng ly hợp bánh t=10 (m=3) xe dao chạy dọc hướng vào mâm cặp (chạy thuận),khi chạy dao lùi đường truyền từ trục XVIII xuống ly hợp qua bánh đệm 38 tới bánh 14/60 tới cặp bánh 14/60 làm bánh xe chạy dao lùi * Chạy dao ngang : Đường truyền giống chạy dao dọc truyền theo nửa bên phải hộp chạy dao tới vít me ngang t=5 * Chạy dao nhanh : Máy có động điện chạy dao nhanh N = kW, n= 1410 vg/ph trực tiếp làm quay nhanh trục trơn XVI Từ yêu cầu ta có bảng xếp ren sau: Bảng 1.2) Bảng xếp ren 1,25 1,5 14 16 18 19 20 22 24 Ren quốc tế tp=mm 1,75 3,5 2,25 4,5 2,5 5,5 Ren Anh n=25,4/tp 31/2 41/2 9,5 10 11 12 10 11 12 - 56 64 72 80 88 96 - Ren modun m=tp/p 0,5 1,25 1,5 Ren pitch Dp=25,4p/tp 28 14 32 16 36 18 40 20 44 22 48 24 - 1,75 2,25 2,5 10 11 12 - c) Một số cấu đặc biệt: Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page Đồ án thiết kế máy công cụ-T06 + Cơ cấu ly hợp siêu việt : Trong xích chạy dao nhanh động truyền tới cấu chấp hành trục trơn hai đường truyền khác Nên khơng có ly hợp siêu việt truyền động làm xoắn gẫy trục Cơ cấu ly hợp siêu việt dùng trường hợp máy chạy dao nhanh đảo chiều quay trục + Cơ cấu đai ốc mở đội : vít me truyền động cho má đai ốc mở đôi tới hộp xe dao Khi quay tay quay làm đĩa quay chốt gắn cứng với má trượt theo rãnh ăn khớp với vít me + Cơ cấu an toàn hộp chạy dao nhằm đảm bảo làm việc tải,được đặt xích chạy dao ( tiện trơn) tự ngắt truyền động máy tải 1.2.2) Vẽ lưới vòng quay a Tính trị số  Ta có : nmin = 12,5 vòng/phút nmax = 2000 vòng/phút Z = 23 √ z−1 nmax Tính cơng bội  theo cơng thức  = n 23 - 2000 =1,2595≈¿ ¿ 12,5 Ta có  = 1,26 Bởi cơng bội  máy T620 có giá trị  = 1,26 √ b Tính trị số vịng quay trục hộp tốc độ 145 + Trên trục II : nII = nđcơ x iđt= 1450 x 260 = 808,65 (v/ph) + Trên trục VII:Căn vào nmin tra bảng vịng quay tiêu chuẩn ta có 23 tốc độ 12,5-16-20-25-31,5-40-50-63-80-100-125-160-200-250-310-400-500-630800-1000-1250-1600-2000 + Xác định vị trí n0 đặt đồ thị vòng quay no = nII = 809  800 =n19 + Xác định độ xiên nhóm truyền theo cơng thức với  = 1,26  Nhóm truyền thứ có tỉ số truyền 56 lg 34 56 x i1 = 34 =1,26  X1 = lg 1,26 = 2,16  Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page 10 Đồ án thiết kế máy công cụ-T06 4.2.2) Trích sơ đồ động Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page 64 Đồ án thiết kế máy công cụ-T06 55 50 I 42 31 II 35 54 40 a) b) Hình 4.2) a) Trích sơ đồ ng b) Cam iu khin Bánh đợc lắp trục Khi ta quay tay quay điều khiển làm trục quay bánh quay theo Bánh quay làm bánh ăn khớp với đồng thời làm cho cam đĩa lắp đồng trục với bánh trục quay Cam quay sÏ lµm cho cµng quay quanh chốt gắn với giá đầu gạt đẩy bánh di trợt Do ta tạo hai tỷ số truyền i1 i2 nhờ hai cung tròn cam 4.2.3) Tớnh lng nõng ca cam Để tính đc lng nâng cam ta tính chiều dài hành trình gạt bánh L ( mm ) Ta cã L = 2.B + f Víi B = 28 ( mm ) bề rộng bánh f = ( mm ) độ rộng khe hở trình gạt Vậy L = 2.28+ = 60 ( mm ) Dựa vào hình vẽ bên ta có : L1 L2 = L X Và lợng nâng cam L đc tính : L.L2 X = L1 Chän L2 = 2000 ( mm ) L1 = 500 ( mm ) Vậy thay vào công thøc trªn ta cã : 60.2000 X = 500 = 12.5( mm ) Hình 4.3) Hành trình cam Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page 65 Đồ án thiết kế máy cơng cụ-T06 4.3 ) Tính tốn điều khiển khối bánh ba bậc B 4.3.1) Bảng khai triển rãnh cam điểu khiển Bảng 4.3) Bảng khai triển rãnh cam điều khiển B Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page 66 Đồ án thiết kế máy công cụ-T06 4.3.2) Nguyên lý hoạt động cấu điều khiển Hình 4.4) Sơ đồ nguyên lý hoạt động ca c cu iu khin Bánh lắp trục điều khiển ăn khớp với bánh đợc lắp trục Khi quay bánh làm cho bánh quay theo làm cho chốt lệch tâm lắp bánh quay đờng tâm trục Chốt quay gạt vào rÃnh vòng gạt làm cho vòng đa bánh di trợt ứng với vị trí chốt lệch tâm nh hình vẽ ta sÏ cã ba tû sè trun t¬ng øng 4.3.3) Tính toỏn bỏnh rng lp cht lch tõm Để tính đợc đờng kính bánh cần thiết để lắp chốt lệch tâm ta phải tính toán hành trình gạt cho ứng với vị trí chốt tạo tỷ số truyền tơng ứng Ta có L = 2.B + f Víi B = 24 ( mm ) bề rộng bánh f = ( mm ) độ rộng khe hở trình g¹t VËy L = 2.24 + = 52 ( mm ) Ta phải chọn cặp bánh có tỷ số truyền đồng thời phải thoả mÃn có bán kính vòng chân lớn hành trình gạt L = 50 ( mm ) để lắp chốt lệch tâm bánh Do ta chọn cặp bánh có số Z = 54 môđuyn m = Khi ®ã ta cã Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page 67 Đồ án thiết k mỏy cụng c-T06 Đờng kính vòng chia bánh đợc tính : Dw = m.z = 54 = 108 ( mm ) Đờng kính vòng đỉnh bánh đợc tính : De = m.z + 2,5.m = 54 + 2,5.2 = 113 ( mm ) Đờng kính vòng chân bánh đợc tÝnh lµ : Di = m.z-2.m = 54 - 2.2 = 104 ( mm ) 4.4) Tính tốn điều khiển hai khối bánh hai bậc C D 4.4.1) Bảng khai triển rãnh cam điều khiển Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page 68 Đồ án thiết kế máy công cụ-T06 Bảng 4.4) Bảng triển khai rãnh điều khiển C Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page 69 Đồ án thiết kế máy công cụ-T06 Bảng 4.5 ) Bảng triển khai rãnh điều khiển D Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page 70 Đồ án thiết kế máy cơng cụ-T06 4.4.2) Trích sơ đồ động 55 IV 22 55 V III 22 55 66 27 88 55 Hình 4.5) Trích sơ đồ động 4.4.3 ) Nguyên lý hoạt động cấu điều khiển Hình 4.6) Cơ cấu điều khiển MiÕng g¹t đc lắp trục điều khiển miếng gạt ®ược bè trÝ hai chèt vµ Chèt dµi để gạt ngàm gạt di chuyển khối bánh hai bậc D thông qua miếng gạt có rÃnh Chốt ngắn dùng để điều khiển ngàm gạt di chuyÓn Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page 71 Đồ án thiết kế máy công cụ-T06 khối bánh hai bậc C thông qua truyền có rÃnh đợc gắn cứng với ngàm gạt Cùng phối hợp hai chốt miếng gạt tạo cặp tỷ số truyền tơng ứng là: 22 22 22 ( i6 = 88 , i8 = 88 ) ; ( i6 = 88 , i9 = ) hc ( i7 = , i9 = ) ViƯc điều khiển nh tạo ba dải tốc ®é thÊp tương øng sau : D¶i thø nhÊt tõ n1 = 12,5 ®Õn n6 = 40 ( vg/ph ) Dải thứ hai từ n7 = 50 đến n12 = 160 ( vg/ph ) D¶i thø ba tõ n13 = 200 ®Õn n18 = 630 ( vg/ph ) 4.4.4) Tính tốn chiều dài hành trình gạt điều khiển Ta cã L = 2.B + f Víi B = 34 ( mm ) bề rộng bánh f = ( mm ) độ rộng khe hở trình gạt Vậy L = 2.34 + = 75 ( mm ) Có chiều dài hành trình gạt ta chọn kết cấu miếng gạt truyền có rÃnh cho đảm bảo thực chiêù dài hành trình gạt yêu cầu 4.5 Tính tốn cấu điều khiển khối bánh hai bậc E 4.5.1) Bảng triển khai rãnh cam điều khiển Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page 72 Đồ án thiết kế máy công cụ-T06 Bảng 4.6) Bảng triển khai rãnh điều khiển E Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page 73 Đồ án thiết kế máy cơng cụ-T06 4.5.2) Trích sơ đồ động Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page 74 Đồ án thiết kế máy công cụ-T06 V III 27 66 42 88 55 54 Hình 4.7) Trích sơ đồ động 4.5.3) Nguyên lý hoạt động cấu điều khiển Khối bánh di trt E có hai bánh Z = 42x3 Z = 54x4 để tạo tû sè trun i10 cho 18 cÊp tèc ®é thấp i11 cho cấp tốc độ cao Cơ cấu điều khiển gạt đợc lắp mét trơc ®iỊu khiĨn Khi trơc ®iỊu khiĨn quay sÏ làm cho gạt quay quanh tâm chốt đẩy khối bánh di trợt dọc trục Với hai vị trí gạt tạo hai tỷ số truyền tơng ứng i10 i11 4.5.4) Tớnh khong cách tâm chốt tâm trục điều khiển: §Ĩ tính toán đợc khoảng cách tâm chốt tâm trục điều khiển ta phải xác định chiều dài hành trình gạt L Ta có L = 2.B + f Víi B = 40,5 ( mm ) lµ bỊ rộng bánh f = ( mm ) độ rộng khe hở trình gạt Vậy L = 2.40,5 + = 86 ( mm ) Do ta phải có khoảng cách tâm chốt tâm trục điều khiển : A = L/2 = 86 / = 43 ( mm ) Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page 75 Đồ án thiết kế máy công cụ-T06 Tài liệu tham khảo Máy công cụ I Tác giả: Phạm Đắp - Nguyễn Hoa Đăng Chi tiết máy tập I, II Thiết kế máy cắt kim loại Sinh viờn thc hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page 76 Đồ án thiết kế máy cơng cụ-T06 Híng dÉn thiÕt kÕ trun ®éng c¬ khÝ tËp I, II Mục Lục Lời nói đầu……………………………………………………………………….2 Chương I Phân tích máy tương tự……………………………………………… Chương II Thiết kế truyền dẫn máy mới……………………………………… 14 Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page 77 Đồ án thiết kế máy cơng cụ-T06 Chương III Tính tốn sức bền chi tiết máy………………………………….38 Chương IV Tính tốn thiết kế hệ thống điều khiển…………………………… 61 Tài liệu tham khảo……………………………………………………………….75 Mục lục………………………………………………………………………… 76 Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page 78 ... MSSV:20100396 Page Đồ án thiết kế máy công cụ- T06 961 Kết Luận: Theo đề thiết kế ta thấy máy tiện ren vít vạn T620 có đặc tính tương tự Do ta sử dụng máy T620 làm máy mẫu để khảo sát thiết kế máy 1.2)... truyền phụ) Hình 1.6) Lưới kết cấu Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page 13 Đồ án thiết kế máy công cụ- T06 Chương II : THIẾT KẾ TRUYỀN DẪN MÁY MỚI 2.1) THIẾT KẾ TRUYỀN DẪN HỘP TỐC... tè c ®é c a o Hình 1.1) Sơ đồ động học máy tiện T620 Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396 Page Đồ án thiết kế máy cơng cụ- T06 Hình 1.2) Sơ đồ động máy tiện T620 a) Xích tốc độ: Xích