Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế máy tiện ren vít vạn năng Bài tập lớn thiết kế máy công cụ Nhóm 3- Lớp CK1-K4 Lời nói đầu Một trong những nội dung đặc biệt quan trọng của cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật trên toàn cầu nói chung và với sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước ta nói riêng hiện nay đó là việc cơ khí hoá và tự động hoá quá trình sản xuất. Nó nhằm tăng năng suất lao động và phát triển nhanh nền kinh tế quốc dân. Trong đó công nghiệp chế tạo máy cắt kim loại và thiết bị đóng vai trò then chốt. Để đáp ứng như cầu này, đi đôi với công việc nghiên cứu, thiết kế, nâng cấp máy cắt kim loại là việc trang bị đầy đủ những kiến thức sâu rộng về máy cắt kim loại và trang thiết bị cơ khí hoá cũng như khả năng áp dụng lý luận khoa học vào thực tiễn sản xuất cho đội ngũ cán bộ khoa học kỹ thuật là không thể thiếu được. Sau thời gian học tập tại trường ĐH Công nghiệp HN đến nay, em đã hoàn thành chương trình học của môn thiết kế máy công cụ. Để có sự tổng hợp các kiến thức đã học trong các môn học của ngành và có được sự khái quát chung về nhiệm vụ của một người thiết kế, em được nhận đề bài: "Thiết kế máy tiện ren vít vạn năng". Được sự chỉ bảo hướng dẫn tận tình của thầy giáo cùng với sự nỗ lực cố gắng của bản thân, đến nay em đã hoàn thành đồ án môn học của mình. Do trình độ còn hạn chế nên bài tập lớn chắc sẽ không tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô để em có điều kiện học hỏi thêm. Em xin chân thành cảm ơn!. Hà Nội, ngày tháng năm 2012 Sinh viên thiết kế Sinh viên thực hiện: Nhóm 3 Lớp: CK1-K4Bài tập lớn thiết kế máy công cụ Nhóm 3- Lớp CK1-K4 PHẦN I PHÂN TÍCH MÁY THAM KHẢO T616 I - Máy tiện T616 : 1- Cấu tạo chung: T616 là mỏy tiện ren vít vạn năng, là một trong những sản phẩm đầu tiên của nhà máy sản xuất máy cụng cụ số một Hà Nội 1 : Thân máy. 10 : Trục trơn. 2 : Hộp tốc độ. 11 : Trục điều khiển. 3 : Mâm cặp. a,b,d,e : Cần tay gạt để di động 4 : ụ động. các khối bánh răng bên trong hộp tốc độ. 5 : Giỏ đỡ. ( c ) : Tay gạt dùng để đóng mở ly hợp , 6 : Bàn dao. trên cơ sở đóng mở máy 7 : Hộp xe dao. và đảo chiều trục chính. 8 : Bàn xe dao. 9 : Trục vít me. Sinh viên thực hiện: Nhóm 3 Lớp: CK1-K4Bài tập lớn thiết kế máy công cụ Nhóm 3- Lớp CK1-K4 2 - Đặc tính kỹ thuật : T616 là máy tiện hạng vừa, có độ chính xác cấp 2, công suất động cơ N = 4,5 Kw và vận tốc cắt nhỏ. o Đường kính lớn nhất của phội gia công được trên máy : 320 mm. o Khoảng cách giữa 2 mũi tâm : 750 mm o Số cấp vòng quay của trục chính : Z = 12 o Giới hạn cấp vòng quay trục chính : n = 44÷1980 v/ph o Lượng chạy dao : • Dọc : 0,06÷3,34 mm / vòng • Ngang : 0,04÷2,47 mm / vòng o Ren cắt được trên máy : • Quốc tế : 0,5÷9 mm • Modul : 0,5÷9 mm • Anh : 38÷2 vòng ren / 1" Theo bảng (5-1) [5] gia công trên máy có thể đạt được: Phương pháp gia công Cấp chính xác đạt Độ bền (µm) Tiện thô IT 8 ÷ 11 Ra = 12,5 ÷ 2,5 Tiện bán tinh IT 5 ÷ 7 Ra = 3,2 ÷ 6,3 Tiện tinh IT 3 ÷ 4 Ra = 1,26 ÷ 1,6 Tiện mỏng IT 2 Ra = 0,25 ÷ 0,63 Cắt ren IT 3 Ra = 1,25 ÷ 1,6 3 - Truyền động của máy :Hình III-2 : Là sơ đồ động của máy T616. a- Xích tốc độ : Sinh viên thực hiện: Nhóm 3 Lớp: CK1-K4Bài tập lớn thiết kế máy công cụ Nhóm 3- Lớp CK1-K4 Hộp tốc độ máy T616 thuộc hộp tốc độ dựng riờng, gồm hai phần : hộp giảm tốc và hộp trục chính. Hộp giảm tốc đặt dưới thân máy và truyền động cho hộp trục chính nhờ bộ truyền đai. Đồng thời trong hộp tốc độ có hai đường truyền động đến trục chính là trực tiếp và gián tiếp. Lượng di động tính toán: nđc → nTC (vg/ ph) Xích liên kết: M - 1 - 2 - iV - 3 - 4 - 5 - TC Phương trình cân bằng động học: nđc × i12 × iV × i34 × i45 = nTC Công thức điều chỉnh: iV = cv. nTC * Đường truyền trực tiếp : Phương trình xích tốc độ trực tiếp : * Đường truyền gián tiếp : Phương trình xích tốc độ gián tiếp: Số vòng quay lớn nhất của trục chính : Nmax = 1450. . = 27 27 . 200 200 . 48 50 . 33 45 . 58 58 1980 (v/ph). Số vũng quay nhỏ nhất của trục chính : Nmin = 1450. = 58 17 . 63 27 . 200 200 . 71 27 . 47 31 44 (v/ph).
Bài tập lớn thiết kế máy cơng cụ Nhóm 3- Lớp CK1-K4 Lời nói đầu Một nội dung đặc biệt quan trọng cách mạng khoa học kỹ thuật tồn cầu nói chung với nghiệp cơng nghiệp hố, đại hố đất nước ta nói riêng việc khí hố tự động hố q trình sản xuất Nó nhằm tăng suất lao động phát triển nhanh kinh tế quốc dân Trong cơng nghiệp chế tạo máy cắt kim loại thiết bị đóng vai trò then chốt Để đáp ứng cầu này, đôi với công việc nghiên cứu, thiết kế, nâng cấp máy cắt kim loại việc trang bị đầy đủ kiến thức sâu rộng máy cắt kim loại trang thiết bị khí hố khả áp dụng lý luận khoa học vào thực tiễn sản xuất cho đội ngũ cán khoa học kỹ thuật thiếu Sau thời gian học tập trường ĐH Công nghiệp HN đến nay, em hồn thành chương trình học mơn thiết kế máy cơng cụ Để có tổng hợp kiến thức học môn học ngành có khái quát chung nhiệm vụ người thiết kế, em nhận đề bài: "Thiết kế máy tiện ren vít vạn năng" Được bảo hướng dẫn tận tình thầy giáo với nỗ lực cố gắng thân, đến em hồn thành đồ án mơn học Do trình độ cịn hạn chế nên tập lớn khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong bảo thầy cô để em có điều kiện học hỏi thêm Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2012 Sinh viên thiết kế Sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp: CK1-K4 Bài tập lớn thiết kế máy cơng cụ Nhóm 3- Lớp CK1-K4 PHẦN I PHÂN TÍCH MÁY THAM KHẢO T616 I - Máy tiện T616 : 1- Cấu tạo chung: T616 mỏy tiện ren vít vạn năng, sản phẩm nhà máy sản xuất máy cụng cụ số Hà Nội : Thân máy 10 : Trục trơn : Hộp tốc độ 11 : Trục điều khiển : Mâm cặp a,b,d,e : Cần tay gạt để di động : ụ động khối bánh bên hộp tốc độ : Giỏ đỡ ( c ) : Tay gạt dùng để đóng mở ly hợp , : Bàn dao sở đóng mở máy : Hộp xe dao đảo chiều trục : Bàn xe dao : Trục vít me Sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp: CK1-K4 Bài tập lớn thiết kế máy cơng cụ Nhóm 3- Lớp CK1-K4 - Đặc tính kỹ thuật : T616 máy tiện hạng vừa, có độ xác cấp 2, cơng suất động N = 4,5 Kw vận tốc cắt nhỏ o Đường kính lớn phội gia công máy : o Khoảng cách mũi tâm : 750 mm o Số cấp vòng quay trục : Z = 12 o Giới hạn cấp vịng quay trục : 320 mm n = 44ữ1980 v/ph o Lng chy dao : ã Dc : 0,06ữ3,34 mm / vũng ã Ngang : 0,04ữ2,47 mm / vịng o Ren cắt máy : • Quốc t : 0,5ữ9 mm ã Modul : 0,5ữ9 mm ã Anh : 38÷2 vịng ren / 1" Theo bảng (5-1) [5] gia cơng máy đạt được: Phương pháp gia công Tiện thô Tiện bán tinh Tiện tinh Tiện mỏng Cắt ren Cấp xác đạt IT ÷ 11 IT ÷ IT ÷ IT IT Độ bền (µm) Ra = 12,5 ÷ 2,5 Ra = 3,2 ÷ 6,3 Ra = 1,26 ÷ 1,6 Ra = 0,25 ÷ 0,63 Ra = 1,25 ÷ 1,6 - Truyền động máy :Hình III-2 : Là sơ đồ động máy T616 a- Xích tốc độ : Sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp: CK1-K4 Bài tập lớn thiết kế máy cơng cụ Nhóm 3- Lớp CK1-K4 Hộp tốc độ máy T616 thuộc hộp tốc độ dựng riờng, gồm hai phần : hộp giảm tốc hộp trục Hộp giảm tốc đặt thân máy truyền động cho hộp trục nhờ truyền đai Đồng thời hộp tốc độ có hai đường truyền động đến trục trực tiếp gián tiếp Lượng di động tính tốn: nđc → nTC (vg/ ph) Xích liên kết: M - - - iV - - - - TC Phương trình cân động học: nđc × i12 × iV × i34 × i45 = nTC Cơng thức điều chỉnh: iV = cv nTC * Đường truyền trực tiếp : Phương trình xích tốc độ trực tiếp : * Đường truyền gián tiếp : Phương trình xích tốc độ gián tiếp: Số vòng quay lớn trục : Nmax = 1450 58 45 50 200 27 = 1980 (v/ph) 58 33 48 200 27 Số vũng quay nhỏ trục : Nmin = 1450 31 27 200 27 17 = 44 (v/ph) 47 71 200 63 58 Sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp: CK1-K4 Bài tập lớn thiết kế máy công cụ Nhóm 3- Lớp CK1-K4 M T2 T1 iS tvm1 tvm2 Z m 10 b -Xích chạy dao: Hộp chạy dao máy T616 có đường truyền động để tiện ren hệ Để tiện ren hệ Anh, ren pitch, ren modun, phải dựng truyền bánh thay + Khi tiện ren: vòng trục → t bàn dao (mm) vịng TC × i45 × i46 × iS × i78 × tvm1 = t ⇒ i S = cS × t + Khi tiện trơn: vịng quay trục làm dao lượng Sd(mm) vịng TC × i35 × i46 × iS × i78 × i69 × πmz = Sd ⇒ iS = csd × Sd + Khi chạy dao ngang: vịng quay trục làm dao lượng Sn (mm) vịng TC × i45 × i46 × iS × i78 × i78910 × tvm2 = Sn ⇒ iS = csn × Sn Phương trình xích chạy dao : Sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp: CK1-K4 Bài tập lớn thiết kế máy công cụ Nhóm 3- Lớp CK1-K4 * Tiện trơn: Chạy dao dọc: S=1vg tc 55 55 55 58 35 58 (V I I ).a.c.(V I I I ) bd 26 52 30 48 27 36 39 52 39 26 26 52 26 52 (I X ) 26 39 26 52 52 39 52 26 21 24 27 24 (X ) 39 39 39 ( X I V ) ( XI) 45 39 39 39 c) 14.3 (doï 26 39 26 39 26 52 52 39 52 39 52 26 Chạy dao ngang: S=1vg tc 55 55 55 58 35 58 (V II ).a.c.(VI II) bd 26 52 30 48 27 36 39 52 39 26 (I X) 26 52 52 26 26 39 26 52 52 39 52 26 21 24 27 24 (X) 39 39 ( XI ) L 38 47 45 47 tx 13 (ngang) 26 39 26 39 26 52 52 39 52 39 52 26 * Tiện ren : S=1vg tc 55 55 55 58 35 58 (V I I ).a.c.(V I I I ) bd Sinh viên thực hiện: Nhóm 26 52 30 48 27 36 21 24 27 24 39 52 39 26 (I X) 26 52 26 52 26 39 26 52 52 39 52 26 ( X) 39 39 39 ( X I I ) tx 39 Cắ t ren vít 26 39 26 39 26 52 52 39 52 39 52 26 Lớp: CK1-K4 Sinh viên thực hiện: Nhóm Þ200 Þ200 c d III a b IV 71 27 50 VIII 27 48 63 27 45 33 27 24 48 38 30 L1 31 40 26 52 24 V 47 21 36 58 II 58 27 17 I 52 26 58 39 39 VI 52 26 52 26 N=4,5 KW n=1450v/ph 39 39 Cam 39 39 52 26 Hình III-2 Sơ đồđộng máy tiện ren vít vạn T616.Bơm dầu 39 39 39 39 15 55 L1 14 60 25 ñm tx = 38 24 L2 45 47 13 Bài tập lớn thiết kế máy cơng cụ Nhóm 3- Lớp CK1-K4 Lớp: CK1-K4 Bài tập lớn thiết kế máy cơng cụ Nhóm 3- Lớp CK1-K4 - Các cấu điển hình: a - Cơ cấu an tồn: XI Z 45 Ps Hình III-3 : Sơ đồcơ cấu an n máy T616 Nhằm ngăn ngừa tải chạy dao dọc chạy dao ngang : kết cấu hình vẽ Trên trục trơn (XI) có lắp trục vít (1) lồng khơng ln ăn khớp với bánh vít Z = 45 …Một đầu trục vít ăn khớp ly hợp vấu (2) di trượt liên tục Khi làm việc bình thường, lực lị xo (3) đẩy viên bi (4) tỳ sát vào mặt địn bẩy (5) làm cho địn bẩy luôn đẩy ly hợp vấu (2) ăn khớp với mặt vấu đầu trục vít Khi trục trơn quay kéo trục vít quay, ăn khớp với bánh vít truyền động cho hợp xe dao Khi tải lực Px thắng lực lò xo (3) đẩy vấu (2) sang phải, đầu nhọn địn bẩy bật lên phía viên bi, tách rời hai mặt vấu, xích chạy dao bị cắt đứt Để lặp lại xích truyền động ta gạt tay gạt (6) để đưa ly hợp (2) ăn khớp với trục vít, mũi nhọn địn bẩy trượt qua viên bi vị trí cũ Vít (7) để điều chỉnh lực lị xo, qua để điều chỉnh lực phòng tải Sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp: CK1-K4 Bài tập lớn thiết kế máy cơng cụ Nhóm 3- Lớp CK1-K4 b - Cơ cấu Hácne: Để tạo hai đường truyền nhanh chậm hộp trục Hình III-4 Vị trí hình vẽ : chuyển động từ truyền đai dẫn đến trục rỗng (I) qua làm trục quay với cấp số vòng quay thấp Nếu gạt ly hợp L sang trỏi, Z1 khớp với Z2 vào khớp ly hợp, nối liền trục ống với trục ống 3, đưa trực tiếp cóc số đến trục : Trục quay nhanh PHẦN II THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC XÍCH TỐC ĐỘ I- CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN DẪN : Chọn kiểu truyền dẫn: Chọn kiểu truyền dẫn cần vào phạm vi điều chỉnh, công suất truyền, trị số trượt, thuận tiện điều khiển, thay đổi tốc độ nhanh, tính cơng nghệ tốt Sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp: CK1-K4 Bài tập lớn thiết kế máy cơng cụ Nhóm 3- Lớp CK1-K4 Với máy chuyển động quay có N < 100 Kw theo ENIMS nên dùng truyền dẫn điều chỉnh tốc độ khí gồm động xoay chiều hộp tốc độ bánh Kiểu truyền dẫn đảm bảo độ cứng vững, thay đổi tốc độ đơn giản phải dừng máy thay đổi Yêu cầu hộp tốc độ: - Kích thước nhỏ gọn, hiệu suất cao, tiết kiệm vật liệu, kết cấu có tính cơng nghệ cao, làm việc xác, sử dụng bảo quản dễ dàng, an toàn làm việc - Khi gia công với tốc độ cắt khác phải đảm bảo công suất không thay đổi thay đổi số vịng quay trục P V = const (trong phạm vi tốc độ cho) - Hộp tốc độ phải đảm bảo đạt trị số tốc độ định thích hợp khoảng giới hạn điều chỉnh tốc độ - Hộp phải đảm bảo độ kín khít, đảm bảo vệ sinh cơng nghệ - Việc bố trí cấu hộp phải đảm bảo có tác dụng tăng bền, tăng tuổi thọ cho vỏ hộp, ổ bi, trục Bố trí cấu truyền động: Có phương án bố trí cấu truyền động a) Hộp tốc độ hộp trục chung vỏ: - Ưu điểm cách bố trí gọn gàng toàn truyền dẫn giá thành hạ (chỉ dùng vỏ), dễ tập trung cấu điều khiển - Nhược điểm: + Có thể truyền rung động, truyền nhiệt hộp tốc độ sang hộp trục + Khó dùng truyền động đai cho trục b) Hộp tốc độ tách rời hộp trục chính: - Ưu điểm: Sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp: CK1-K4 Bài tập lớn thiết kế máy cơng cụ Nhóm 3- Lớp CK1-K4 igb=1/4: l2=0,5.lm+ k1+ b01+ k2+ b01+ k1+ 0,5.lm = 0,5.36+12+15+12+15+12+0,5.36 =92 +Khoảng cách từ bánh Z=26 đến gối đỡ: l1=0,5.lm+ 3.k3+3 lm1+ k2 + 0,5 b01 =0,5.36 + 3.10 +3.34 +12 +15 = 169,5 Tổng chiều dài: 85,5 +92 +169,5=347 d Xác định lực tác dụng lên trục : +Đối với bánh Z=26: -Lực vịng có phương vng góc với trục ,chiều tiếp tuyến với bánh răng: Ft1 = 2.T10 2.50870 = = 1956 dw 32 (N) 2.T10 2.50870 = = 1304 dw 78 (N) -Lực hướng tâm : Fr1 = Ft1 tg (αtw ) = 1956,5.tg (20 o ) = 712 (N) +Đối với bánh Z=39: -Lực vịng có phương vng góc với trục ,chiều tiếp tuyến với bánh răng: Ft = -Lực hướng tâm : ( ) Fr = Ft tg (αtw ) = 1304,3 tg 20 o = 474 (N) d Xác định phản lực gối đỡ biểu đồ momen: Sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp: CK1-K4 Bài tập lớn thiết kế máy cơng cụ Nhóm 3- Lớp CK1-K4 ∑ Fky = Fy1 + Fy − Fr1 − Fr = ∑ Fkx = + Fx1 − Ft1 − Ft + Fx = m F = − F l − F ( l + l ) + F ( l + l + l ) = r1 r2 y2 A ky m A Fkx = Ft1.l1 + Ft ( l1 + l ) − Fx ( l1 + l + l3 ) = Ta có : m A (Fky ) = −Fr1.l1 − Fr (l1 + l ) + Fy (l1 + l + l3 ) = ( ) ( ) F l + Fr ( l1 + l ) 721,12.169,5 + 474,7.(169,5 + 92 ) = = 709 (N) ⇒ F y = r1 ( l1 + l + l3 ) 169,5 + 92 + 85,5 Ta có : ∑ Fky = F y1 + F y − Fr1 − Fr = ⇒ F y1 = +Fr1 + Fr − F y = 712 + 474 − 709 = 477 Sinh viên thực hiện: Nhóm (N) Lớp: CK1-K4 Bài tập lớn thiết kế máy cơng cụ Ta lại có : Nhóm 3- Lớp CK1-K4 ( ) m A Fkx = Ft1 l1 + Ft ( l1 + l ) − Fx ( l1 + l + l3 ) = ⇒ Fx = Ft1 l1 + Ft ( l1 + l ) 1956.169,5 + 1304.(169,5 + 92 ) = = 1938 (N) ( l1 + l + l3 ) 169,5 + 92 + 85,5 Ta có : ∑ Fkx = Fx1 − Ft1 − Ft + Fx = ⇒ Fx1 = Ft1 + Ft − Fx = 1956 + 1304 − 1938 = 1322 (N) e.Tính gần đường kính trục : ●Tại tiết diện m-m: + Momen tương đương: M tđ ( m − m ) = M u2 + 0,75M x Với M u = M ux2 + M uy2 Mux=-Fx1.l1=1322 169,5 =-105937,5 (Nmm) Muy=Fy1.l1=477 169,5 =75766 (Nmm) Mu = 2 M ux + M uy = ( −105937,5) +(75766 ) =130243 (Nmm) ⇒ M tđ ( m−m ) = 130243 + 0,75.50870 = 137492 (Nmm) +Đường kính trục tiết diện nguy hiểm: d =3 M tđ 0,1[σ ] Thép 45 có σbk = 750÷850 MPa, đường kính sơ trục X d 10 =25 mm, theo bảng 10.5[1] có [σ ] = 63 MPa d m −m = 137492 = 28mm 0,1.63 ●Tại tiết diện n-n: + Momen tương đương: M tđ ( n − n ) = M u2 + 0,75M x Với M u = M ux2 + M uy2 Mux=-Fx2.l3=-1938 92 =-108351(Nmm) Muy=Fy2.l3=709 92 =65228 (Nmm) 2 M u = M ux + M uy = ( −108351) + 65228 =126469 (Nmm) ⇒ M tđ ( n−n ) = 126469 + 0,75.50870 = 133923 (Nmm) +Đường kính trục tiết diện nguy hiểm: Sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp: CK1-K4 Bài tập lớn thiết kế máy cơng cụ d =3 Nhóm 3- Lớp CK1-K4 M tđ 0,1[σ ] d n −n = 133923 = 27.7 mm 0,1.63 f.Kiểm nghiệm trục theo hệ số an tồn : - Theo cơng thức 10.19[1], trục thoả mãn bền mỏi nếu: s= sσ sτ sσ2 + sτ2 ≥ [ s] Trong sσ hệ số an toàn xét riêng đến ứng suất pháp sτ hệ số an toàn xét riêng đến ứng suất tiếp Theo công thức 10.20[1], 10.21[1] ta có: sσ = σ −1 kσ d σ a + ψ σ σ m sτ = τ −1 kτd τ a + ψ τ τ m Với vật liệu chế tạo trục thép 45 ,ta có: σbk = 750÷850 (chọn 750) σch=450 Trong : +σ-1, τ-1 : giới hạn mỏi uốn xoắn ứng với chu kỳ đối xứng lấy gần đúng: σ-1=(0,4÷ 0,5) σbk=0,5.750=375 τ-1=(0,2÷0,3) σbk =0,3.750=225 + δa, τa : biên độ ứng suất pháp tiếp sinh tiết diện trụ + Vì trục quay nên ứng suất tiếp biến đổi theo chu kỳ đối xứng theo công thức 10.22[1] ta có: σ a = σ max = M ,σ m = W + Trục quay chiều, ứng suất thay đổi theo chu kỳ mạch động => τm = τa = T Wo , τm =0 Với W W0 momen cản uốn moomen cản xoắn tiết diện trục ●Tại tiết diện m-m: W = πd Wo = 32 πd 16 Sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp: CK1-K4 Bài tập lớn thiết kế máy cơng cụ Nhóm 3- Lớp CK1-K4 ( ) ( ) π 283 = 2154 mm W = 32 ⇒ π 28 W0 = 16 = 4308 mm Do ta có: ( σa = M u 130243 = = 60,46 N / mm W 2154 τa = Mx 50870 = = 11,8 W0 4308 ) ( N / mm ) ψ σ ,ψτ : hệ số kể đến ảnh hưởng trị số ứng suất trung bình đến độ bền mỏi Theo bảng 10.7[1] tra được: ψ σ = 0,05;ψ τ = K σd , Kτd : hệ số theo công thức 10.25[1], 10.26[1] ta có: Kσ + K x −1 εσ K σd = Ky Kτ + K x −1 ετ K τd = Ky Theo bảng 10.8[1], 10.9[1] chọn được: Kx = 1,06 (trục gia công máy tiện với Ra = 2,5 0,63) Ky = ( không tăng bền bề mặt) εσ , ετ : hệ số kích thước kể đến ảnh hưởng kích thước tiết diện trục Theo bảng 10.10 ta có: εσ1 = 0,88; ετ1 = 0,77 Kσ, Kτ : hệ số tập trung ứng suất thực tế uốn, xoắn Theo bảng 10.12[1], dùng dao phay ngón ta tra được: Kσ =1,55; Kτ = 1,46 Bánh lắp trục theo kiểu lắp Kσ K = σ εσ1 εσ K H7 , k6 theo bảng 10.11[1] tra được: K τ τ = 2,52; ε = ε = 2,03 τ1 τ2 Vậy ta có: 2,52 + 1,06 − = 2,58 2,05 + 1,06 − Kτd = Kτd = = 2,11 K σd1 = K σd = Sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp: CK1-K4 Bài tập lớn thiết kế máy công cụ sσ = σ −1 375 = = 2,41 kσd σ a + ψ σ σ m 2,58.60,46 + 0.0,05 sτ = τ −1 225 = = 9,03 kτd τ a +ψ τ τ m 2,11.11,8 + => s = 2,41.9,03 2,412 + 9,03 Nhóm 3- Lớp CK1-K4 = 2,32 > [ s ] Do tiết diện m-m trục X thoả mãn điều kiện hệ số an toàn ●Kiểm nghiệm trục tiết diện n-n:vì trục then hoa nên ta lấy kích thước 30mm không cần xét tiết diện Các kích thước trục then hoa: 10.Chọn ổ ,tính then: 1.Chọn ổ: a.Nhận xét: Ta tiến hành tính tốn chọn ổ cho trụ X trục chịu tải lớn nhất.Lực dọc trục nhỏ ,số vòng quay trục nhỏ,chủ yếu chịu lực hướng tâm ,chiều dài trục ngắn l khoảng 350mm Do ta chọn sơ ổ lăn ổ bi đỡ dãy có cấu tạo nhỏ gọn ,chịu lực hướng tâm tương đối lớn có hệ số ma sát tương đối nhỏ,đảm bảo cố định trục theo hai chiều b.Tính tốn: Ta tiến hành chọn ổ theo hệ số tải động tải tĩnh ●Khả tải động: Cd = Q m L Trong đó: +Q:tải trọng động quy ước + m – Bậc đường cong mỏi thử ổ lăn : m = +L : tuổi thọ ổ, tính triệu vịng quay Theo cơng thức 11.2[1] ta có: L= Lh 60n 10 Với Lh : tuổi thọ ổ, Lh = 20000 giờ, n3 = 25,95 vòng/phút ⇒L = 20000.60.25,95 10 = 31,14 (triệu Sinh viên thực hiện: Nhóm vịng) Lớp: CK1-K4 Bài tập lớn thiết kế máy cơng cụ Nhóm 3- Lớp CK1-K4 Sơ đồ chọn ổ cho trục X - Ta có :Q = (XVFr+YFa)ktkđ Với :Fr tải trọng hướng tâm(tổng phản lực gối đỡ) Fa –tải trọng dọc trục,Fa=0 V –hệ số xét đến vòng quay làm việc V=1 kđ- hệ số tải trọng đọng , kđ=1 kt: hệ số ảnh hưởng nhiệt độ , kt=1 ,X=1,Y=0 Vậy Q= Fr - Tính tải trọng hướng tâm gối: +Gối đỡ A: Fr 1= Fx21 + F y21 = 625 + 482,33 =789( N ) +Gối đỡ B: Fr 2= Fx22 + F y22 = ( − 27,22) + 704,19 =704( N ) Do Fr1 > Fr nên ta kiểm tra khả tải động ổ chịu tác động lực hướng tâm Fr1 =789 N Vậy ta : ⇒ C d = 0,7893 31,14 = 2,48 (kN) < C = 7,90 kN Dựa vào bảng P2.7[1], ta chọn cặp ổ bi đỡ dãy có ký hiệu 105 cỡ nhẹ vừa có kích thước sau: -Đường kính -Đường kính ngồi: -Khả tải tĩnh -Khả tải động -Bề rộng ổ d = 25 mm D = 47 mm Co = 5,04 kN C = 7,90 kN B=12 mm Vậy thõa mãn khả tải động Sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp: CK1-K4 Bài tập lớn thiết kế máy công cụ Nhóm 3- Lớp CK1-K4 ● Kiểm nghiệm khả tải tĩnh ổ Theo công thức 11.19[1] ta có: Qt = X0Fr + Y0Fa Do Fa = X0 : hệ số tải trọng hướng tâm, theo bảng X0 = 0,6(ổ bi đỡ) => Qt = 0,6.0,789 =0, 4734 < C0 =5,04kN => Qt < C0 => ổ thoả mãn khả tải tĩnh c.Chọn ổ cho trục khác: Các trục cịn lại có tải trọng nhỏ nhiều ,căn vòa điều kiện làm việc trục tải trọng ta chọn ổ cho hộp chạy dao theo đường kính trục tính sơ đảm bảo: ● Chọn ổ bi đỡ dãy theo đường kính trục d=20 mm Dựa vào bảng P2.7[1], ta chọn cặp ổ bi đỡ dãy có ký hiệu 104 cỡ nhẹ ,vừa có kích thước sau: -Đường kính -Đường kính ngồi: -Khả tải tĩnh -Khả tải động -Bề rộng ổ d = 20 mm D = 42 mm Co = 4,54 kN C = 7,36 kN B=12mm 2.Chọn then: *Thiết kế rãnh then cố định bánh trục: + Nhằm không cho bánh đứng yên trục chuyển động mà nhận mômen từ trục ta thiết kế rãnh then để cố định bánh lại + Ta chọn then loại then : tiêt diện rãnh then theo TCVN 2261-77 bảng 9.1a(trang 173-sách tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí 1) + Đối với trục XI,XII: đường kính trục :20 mm nằm khoảng lớn 17 đến 22mm; Kích thước danh nghĩa then :bề rộng b =6 mm; chiều cao h = mm; Sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp: CK1-K4 Bài tập lớn thiết kế máy cơng cụ Nhóm 3- Lớp CK1-K4 Chiều sâu rãnh then :ta chọn kiểu I , trục t1 = 3,5 mm ; lỗ t2 = 2,8 mm ; r không lớn 0,25 mm; Vì Mx(trục XII)= 46910 < Mx(trục XI) nên ta kiểm tra cho trục XI + Điều kiện bền dập :trên mặt cạnh làm việc then tính theo cơng thức sau: σd =2.Mx /[dlt(h-t1)] =< [σ]d, + Với Mx : mômen xoắn cần truyền , N/mm ; Mx=48850(Nmm) d – đường kính trục ,mm; d = 20 mm; l – chiều dài then , mm; chọn l = (0,8÷0,9)lm = (0,8÷0,9).36 chọn l=26 mm; t1 – biểu thị phần then lắp rãnh trục rãnh mayơ , mm; t1= 3,5 mm [σ]d - ứng suất dập cho phép ; [σ]d = 100 va đập nhẹ ( bảng 9.5) Vậy ta có σd =2.48850/ [20.26(6-3,5)]=78,16 thoả mản điều kiện cho phép Vật liệu làm thép +Điều kiện bền cắt then : tc =2.Mx /dbl ≤ [t]c, Theo số liệu ta có: tc=2.48850/(20.6.26)=31,314 ≤ [t]c [t]c - ứng suất cắt cho phép ; [t]c =60…90 Mpa Vậy thoả mản điều kiện cho phép 11.Chọn chi tiết khác: Các phương pháp cố định ổ trục vỏ hộp: Do đặc điểm thiết kế dễ chế tạo nên loại ổ bi đỡ dãy cỡ trung ta cố định ổ trục bằng: vòng hãm lò xo phương pháp đơn giản sử dụng rộng rãi vịng khơng chịu lực dọc trục Các kích thước: Với d=20 thì,d2=19;m=1,1;n=1,5;b=2,35;s=1 Với d=25 d2=23,8;m=1,3;n=1,5;b=2,35;s=1 2.Nắp ổ: Chế tạo gang CH15-32; có loại nắp nắp ổ kín nắp ổ thủng Với trục vào trục VIII ta làm nắp ổ trục thủng Còn lại ta làm nắp ổ kín nhằm dễ chế tạo việc bôi trơn dễ dàng 3.Bôi trơn phận ổ: - Bôi trơn cho HCĐ , ta đổ dầu vào máy làm việc bánh tung dầu hướng bôi trơn ổ lăn, ổ trượt chi tiết khác Ngoài Sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp: CK1-K4 Bài tập lớn thiết kế máy cơng cụ Nhóm 3- Lớp CK1-K4 vách hộp có chứa dầu, dầu chạy qua bạc dẫn dầu vào ống dẫn để bôi trơn cho ổ trục chạy bạc dẫn dầu mà dầu vung vào - Khi ổ bôi trơn kỹ thuật, khơng bị mài mịn chất bơi trơn giúp tránh khơng để chi tiết kim loại trực tiếp tiếp xúc với Ma sát ổ giảm, khả chống mịn ổ tăng lên, khả nhiệt tốt hơn, bảo vệ bề mặt không bị han gỉ, đồng thời giảm tiếng ồn - Dùng dầu công nghiệp 20 hoăc 30 có độ nhớt 2,6 –4,6 EO50 để bơi trơn cho máy 4.Lót kín phận ổ: Để bảo bệ ổ khỏi bụi bặm, chất bẩn, hạt cứng tạp chất khác xâm nhập vào ổ ta dùng vịng phớt để lót kín phận ổ Ta sử dụng hai vòng phớt đầu trục vào hộp chạy dao (vòng 1) trục hộp chạy dao (vịng 2) Theo bảng 15.17[2] ta có kích thước rãnh hai vịng phớt sau: Số hiệu d d1 d2 D a b S0 Vòng 20 21 19 33 4,3 Vòng 20 21 19 33 4,3 Nối trục: Ở đầu hộp chạy dao ta cần dùng khớp nối trục để truyền mômen cho bàn xe dao ● Đối với đầu trục XII nối với trục vit-me ta chọn phương án nối trục chặt , nối trục ống (vì đường kính trục nhỏ) Có cấu tạo ống thép thép gang,lồng vào đoạn cuối hai trục ghép với trục ống Vật liệu ống thép 45 Kích thước nối trục ống lấy theo sau: D=(1,5 1,8)d =30 ; l=(2…4)d=40; e=0,75d=15 ; dc=(0,25…0,4)d=5 Trong đó: d đường kính trục ,dc : đường kính chốt ● Đối với trục trục XI nối với trục trơn ta dùng ly hợp bi an toàn Sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp: CK1-K4 Bài tập lớn thiết kế máy cơng cụ Nhóm 3- Lớp CK1-K4 2-Trục 3,4-Các dãy bi 5-Ly hợp 6-Lò xo -Khi truyền momen nằm giới hạn cho phép bi ăn khớp với nhờ tác dụng lực lò xo -Khi có tượng q tải có tượng trượt dãy bi ly hợp di chuyển sang phải ngắt truyền động 6.Dung sai ,lắp ghép: Theo yêu cầu phận ta chọn loại mối ghép sau: 1./ Lắp ghép trục với ổ lăn : Lắp theo hệ thống lỗ: H7/k6 2./ Lắp ghép ổ lăn với vỏ hộp : K7/h6 3./ Lắp ghép nắp ổ thân hộp : H7/h6 4./ Lắp ghép bánh lồng không với trục then hoa : H7/f7 5./ Lắp ghép bánh di trượt với trục then hoa : H7/g6 6./ Mối ghép then: Then cố định trục theo kiểu lắp có độ dơi:N9/h9 7./ Mối ghép then hoa : Do cần di chuyển dọc trục đảm bảo khoảng cách trục xác ta chọn kiểu lắp định tâm theo đường kính trongD H7 f7 Dung sai lắp ghép cho D : Dung sai lắp ghép cho chiều rộng b: H7 p6 8./ Lắp bạc trượt với bánh : 9./ Lắp vịng chặn, cốc lót : Sinh viên thực hiện: Nhóm H7 h6 F8 f7 Lớp: CK1-K4 Bài tập lớn thiết kế máy công cụ Nhóm 3- Lớp CK1-K4 Phần V : tính tốn hệ thống bơi trơn làm mát I hệ thống bơi trơn phận Cơng dụng hệ thống bôi trơn làm giảm tổn hao ma sát, tăng độ bền mịn bề mặt cơng tác, đảm bảo nhiệt độ làm việc bình thường cho phép Thiết kế hệ thống bôi trơn bảo vệ lâu dài độ xác ban đầu máy tồn thời gian sử dụng máy Các cặp ma sát bôi trơn sống trượt, ổ bi ổ trượt, cá truyền động, khớp cầu Hệ thống bôi trơn phải dẫn dầu bôi trơn cần thiết tới bề mặt cơng tác, phải có phận cung cấp dầu, làm dầu phận kiểm tra dầu Trong máy công cụ hệ thống bôi trơn dùng chế tạo máy, cách tiện lợi tin cậy Ngoài người ta cịn dùng số hệ thống bơi trơn khác phụ thuộc kết cấu máy Dầu khoáng chất mỡ chất dùng chế tạo máy Tốc độ trượt bề mặt công tác cao, áp lực bề mặt cơng tác nhỏ độ nhớt dầu phải nhỏ Phương pháp dẫn dầu phụ thuộc chủ yếu vào lượng dầu cần thiết phải dẫn Để dẫn dầu bơi trơn dùng mắt dầu nhỏ giọt bấc nhỏ giọt Khi cần phải dẫn lượng dầu lớn tới bề mặt công tác ( ổ trượt sống trượt làm việc điều kiên ma sát ướt) người ta dùng bơm có kết cấu đơn giản ( bơm bánh răng, bơm cánh gạt, bơm Pittông) Nếu cặp ma sát làm việc không liên tục mà theo chu kỳ làm việc bôi trơn thời gian cấu công tác Lượng dầu bôi trơn qúa thừa gây tác hại dẫn tới tổn thất phụ, tăng nhiệt độ cơng tác đốt nóng, tất phận máy, Ngồi lượng dầu bơi trơn cần thiết để bơi trơn tốt thay đổi chu kỳ sử dụng mòn, khe hở cặp ma sát tăng lên v.v phải có phận điều chỉnh lượng dầu bơi trơn Trong hệ thống bơi trơn tuần hồn cần thiết phải có phận lọc dầu thường loại màng mỏng, Nỉ lưới Để bảo đảm hệ thống bôi trơn làm việc tốt phải có hệ thống kiểm tra Thường người ta đặt mắt dầu để kiểm tra mức dầu thùng, cặp mà sát ỏ chỗ dòng dầu chảy qua cặp bề mặt tương ứng Tự động kiểm tra hình thức cải tiến sai sót hệ thống bôi trơn báo hiệu đèn tự động dùng máy 1: Bể chứa 2: Bể thu hồi 3: Buồng phân phối Sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp: CK1-K4 Bài tập lớn thiết kế máy công cụ Nhóm 3- Lớp CK1-K4 4: Phin 5: Bơm 6: Van II xác định lưu lượng bơm Người ta xác định lưu lượng bơm dùng cho hệ thống bơi trơn sở phương trình cân nhiệt xuất phát từ giả thiết: tất nhiệt lượng toả ma sát cặp ma sát nhiệt thu vào chất lỏng bôi trơn Nhiệt lượng toả cặp ma sát tính theo cơng thức: W1 = 860 N (1-η) (kcal/h) (1) Trong N: Cơng suất cặp ma sát tính kw η : Hiệu suất tất cặp ma sát bôi trơn Nhiệt lượng thu vào chất lỏng bôi trơn tính theo cơng thức: W2 = 60.Q.C.γ.∆t ( kcal /h) Q: Lượng chất lỏng bơi trơn chảy qua lít/phút c: Nhiệt dung riêng dầu ( C ≈ 0,4 kcal/kg0 C ) γ: Khối lượng riêng dầu Kg/dm3 : γ = 0,9 ∆t: Nhiệt độ nung nóng dầu chảy qua bề mặt làm việc ∆t = 50 ÷ 80 truyền bánh ∆t = 300 ÷ 400 với ổ trượt Cân phương trình W1 W2 ta công thức gần sau: Q = KN(1-η) (lít/phút) Trong đó: K: hệ số phụ thuộc vào hấp thụ nhiệt độ dầu Thực tế K = ÷ (1-η)N : Cơng suất mát ma sát cấu bôi trơn Thay số được: Q = (lít/phút) Năng suất bôi trơn : Qb = K.Q Với K = 1,4 ÷ 1,6 hệ số dự trữ để hệ thống làm việc bình thường.lấy K = 1,5 ⇒ Qb = 1,5 = (lít/phút) Đường kính ống lớn nhất: d = 1,13 Q v Với v = –4 (m/s) chọn v = (m/s) Q = (lít/ph) = (dm3/ph) = = 1.10 −4 (m / s) 60.10 Thay số 1.10 −4 d = 1,13 = 0,008(m) ⇒ d ≈ (mm) Sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp: CK1-K4 Bài tập lớn thiết kế máy cơng cụ Nhóm 3- Lớp CK1-K4 Thể tính bể chứa lấy suất bơm sau – phút: V = Qb ×5 = 9×5 = 45 (lít) Diện tính mặt thống Phin lọc : 6.10 −9.Q.µ F= (m ) α ∆P Trong : Q lưu lượng dầu qua phin: 104(m3/s) ∆P = 5.104 N/m2 độ giảm áp dầu qua phin α : Khả lưu thông phin (m3/m2) µ : Hệ số nhớt động lực học µ = 12 Thay số : 6.10 −9.1.10 −4.12 72 F= = = 2,88.10 −14 (m ) −3 13 500.10 5.10 250.10 III hệ thống làm mát phận Việc dùng dung dịch trơn nguội tưới vào vùng cắt làm tăng độ bền dụng cụ cắt chất lượng bề mặt gia công tốt hơn, làm tăng suất cắt gọt sử dụng chế độ cắt cao Ngoài việc dùng nước làm lạnh có ảnh hưởng tốt đến trình cắt làm nhiệm vụ tách phoi làm lạnh chi tiết Hệ thống làm lạnh chi tiết tiêu chuẩn hoá Hệ thống làm nguội bào gồm: Bể chứa, bơm ống dấn, dầu phun, ống thu hồi dung dịch trơn nguội để tưới vào vùng cắt, Van Lưu lượng bơm hệ thống làm lạnh xác định tương tự lưu lượng bơm hệ thống bôi trơn Nếu giả thiết tồn cơng suất cắt chuyển thành nhiệt nhiệt hoàn toàn nước làm lạnh hấp thụ có phương trình cần nhiệt sau: 102.60.N Q.γ c.∆t = (Kcal/lÝt) 427 Khi làm lạnh Emunxi có γ = 1kg/lít c = 1kgcal/kg0c Q = 14 N (lÝt/phót) Δt Trong đó: Q lưu lượng bơm hệ thống làm lạnh N công suất cắt N = 5,249(kw) ∆t độ tăng nhiệt độ dung dịch trơn nguội phụ thuộc vào qua trình cắt, phương pháp dẫn nước lạnh, nguội lạnh hệ thống ∆ = 150 ÷ 200 chọn ∆ = 200 Thay số được: Sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp: CK1-K4 Bài tập lớn thiết kế máy công cụ Q = 14 Nhóm 3- Lớp CK1-K4 5,249 = 3,67(lÝt/phót) 20 Dung tích bể chứa lấy suất bơm 10 –20 phút b = Q.15 = 3,67×15≈ 55 (lít) Trong hệ thống làm lạnh phin có tác dụng cản phoi chư không làm nên làm dạng lưới hay lỗ có lỗ Sinh viên thực hiện: Nhóm Lớp: CK1-K4 ... tập lớn thiết kế máy cơng cụ Nhóm 3- Lớp CK1-K4 PHẦN I PHÂN TÍCH MÁY THAM KHẢO T616 I - Máy tiện T616 : 1- Cấu tạo chung: T616 mỏy tiện ren vít vạn năng, sản phẩm nhà máy sản xuất máy cụng... cầu máy thiết kế cắt nhiều loại ren khác nên tỷ số truyền có sai số hệ ren Anh ren mơ đun nên tính tốn phải chuyển đổi -Các bước thiết kế: +Xác định bước ren xếp bảng ren +Thiết kế nhóm sở +Thiết. .. yếu thiết kế cho chạy dao tiện ren ( Ren tiêu chuẩn ) Nhìn chung bước tiện trơn dày đặc để chạy dao tiện ren ta dùng cấu vít međai ốc, cịn để chạy dao tiện trơn ta dùng cấu bánh 3 .Thiết kế động