Thiết kế máy công cụ(1k62)

1 MỤC LỤC CHƯƠNG 1 NGHIÊN CỨU MÁY ĐÃ CÓ 3 1 1 Thông số kỹ thuật máy thiết kế 3 1 1 1 Hộp tốc độ 3 1 1 2 Hộp chạy dao 3 1 2 Phân tích máy tiện ren vít vạn năng 1K62 4 1 2 1 Hộp tốc độ máy 6 1 2 2 Hộp chạy dao của máy 15 1 2 3 Một số cơ cấu đặc biệt trên máy 1K62 21 CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ TRUYỀN DẪN MÁY MỚI 23 2 1 Thiết kế truyền dẫn hộp tốc độ 23 2 1 1 Chuỗi số vòng quay 23 2 1 2 Phương án không gian 24 2 1 3 Phương án thứ tự 28 2 1 4 Lưới kết cấu 38 2 1 5 Đồ thị vò.

1 MỤC LỤC CHƯƠNG 1.1 NGHIÊN CỨU MÁY ĐÃ CÓ Thông số kỹ thuật máy thiết kế 1.1.1 Hộp tốc độ 1.1.2 Hộp chạy dao 1.2 Phân tích máy tiện ren vít vạn 1K62 1.2.1 Hộp tốc độ máy 1.2.2 Hộp chạy dao máy 15 1.2.3 Một số cấu đặc biệt máy 1K62 21 CHƯƠNG 2.1 THIẾT KẾ TRUYỀN DẪN MÁY MỚI 23 Thiết kế truyền dẫn hộp tốc độ 23 2.1.1 Chuỗi sớ vịng quay 23 2.1.2 Phương án không gian 24 2.1.3 Phương án thứ tự 28 2.1.4 Lưới kết cấu 38 2.1.5 Đồ thị vòng quay tỉ sớ truyền các nhóm 38 2.1.6 Tính sớ các nhóm truyền hộp tốc độ 40 2.1.7 Kiểm nghiệm sai sớ vịng quay 46 2.2 Thiết kế hộp chạy dao 48 2.2.1 Lập bảng xếp ren 48 2.2.2 Thiết kế nhóm truyền sở 53 2.2.3 Thiết kế nhóm gấp bợi 54 2.2.4 Tính các tỉ sớ truyền nhóm gấp bợi 56 2.2.5 Tính tỉ sớ truyền cịn lại (iht) 57 2.2.6 Tính sai sớ bước ren 60 CHƯƠNG 3.1 Thiết kế động lực học máy 61 Xác định chế độ làm việc giới hạn máy 61 3.1.1 Chế độ cắt gọt thử máy 61 3.2 Phân tích tính lực tác dụng lên cấu chấp hành 62 3.2.1 Sơ đồ đặt lực lên cấu chấp hành 62 3.2.2 Tính các lực tác dụng lên các cấu chấp hành 63 3.3 Tính cơng suất đợng điện 64 3.3.1 Xác định cơng suất đơng truyền dẫn 64 3.3.2 Xác định công suất chạy dao 65 3.3.3 Lập bảng tính toán đợng lực học 65 3.3.4 Bảng thống kê các bánh máy 67 3.4 Tính toán trục 69 CHƯƠNG Tính toán thiết kế hệ thống điều khiển 77 4.1 Bảng điều khiển các bộ phận hộp tốc đợ 77 4.2 Tính toán cấu điều khiển khối bánh hai bậc A 78 4.3 Tính toán cấu điều khiển khối bánh ba bậc B 81 4.4 Tính toán cấu điều khiển hai khối bánh hai bậc C D 83 4.5 Tính toán cấu điều khiển khới bánh hai bậc E 88 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU MÁY ĐÃ CÓ 1.1 Thông số kỹ thuật máy thiết kế 1.1.1 Hộp tốc độ + Số cấp tớc đợ Z = 23 + Sớ vịng quay trục thấp nmin = 12,5 (vg/ph) + Sớ vịng quay trục cao nmax = 2000 (vg/ph) + Ta có cơng thức tính cơng bợi: Z 1  n Max n Min 2000 12,5    1,26  231  => Công bội φ =1,26 Tra bảng 1-3, trang 22 [1], theo các trị số vòng quay tiêu chuẩn : – 1,25 – 1,6 – – 2,5 – 3,15 – – - 6,3 – - 10 - 12,5 - 16 - 20 - 25 31,5 - 40 - 50 - 63 - 80 - 100 - 125 - 160 - 200 - 250 - 315 - 400 - 500 - 630 - 800 - 1000 - 1250 - 1600 - 2000 Rn  n max 2000   156, 67 n 12,5 1.1.2 Hợp chạy dao - Máy có khả tiện ren gồm có các loại sau: + Ren hệ mét: = 1÷192 (mm) + Ren Anh: n = 24÷2 + Ren modul: m = 0,5÷4 (mm) + Ren Picth : Dp =96-1 - Các máy hạng trung sử dụng rộng rãi thị trường Việt Nam thống kê bảng sau đây: Máy Chỉ tiêu so sánh 1K62 T616 1A616 cần TK Công suất động (Kw) 10 4,5 4,5 Chiều cao tâm máy (mm) 200 160 175 Khoảng cách lớn hai mũi tâm (mm) 2000 750 710 Số cấp tớc đợ 23 12 21 23 Sớ vịng quay nhỏ nmin (v/p) 12,5 44 11,2 15 Sớ vịng quay lớn nMax (v/p) 2000 1980 2240 2350 Lượng chạy dao dọc nhỏ Sdmin (mm/v) 0,07 0,06 0,08 0,08 Lượng chạy dao dọc lớn SdMax (mm/v) 4,16 3,34 2,64 Lượng chạy dao ngang nhỏ Snmin (mm/v) 0,035 0,04 0,08 Lượng chạy dao ngang lớn SnMax (mm/v) 2,08 2,47 2,64 Các loại ren tiện 10 0,04 Ren Quốc tế, Anh, Môđun, Pitch Bảng 1.1 So sánh tiêu kĩ thuật máy Nhận thấy đề tài thiết kế với các loại máy ta thấy máy tiện ren vít vạn năng1K62 có đặc tính tướng tự số cấp tốc độ 23 cấp Vậy ta lấy máy 1K62 để khảo sát cho việc thiết kế máy 1.2 Phân tích máy tiện ren vít vạn 1K62 - Các bợ phận cúa máy 1K62 gồm : bộ phận cố định, bộ phận di động, bộ phận điều khiển + Bộ phận cố định gồm có thân máy gắn cớ định với bệ máy bên phải bên trái Trên bộ phận cố định có lắp đặt hợp tớc đợ hợp chạy dao + Bộ phận di động điều chỉnh gồm có hợp xe dao, bàn dao, ụ đợng trượt sống trượt thân máy, sống trượt ngang ụ động bàn dao + Bộ phận điều khiển gồm các tay gạt điều khiển, các trục vít me để tiện ren, trục trơn để tiện trơn - Các tính kĩ thuật chủ yếu máy 1K62:  Đường kính lớn phơi gia cơng: Ø400(mm) băng máy, Ø200(mm) bàn máy  Tiện trơn: - Lượng chạy dao dọc Sd : 0,07  4,16(mm/vg) - Lượng chạy dao ngang Sng: 0,035  2,08 (mm/vg)  Tiện ren: - Ren Hệ mét: =  192(mm) - Ren Anh: n=25,4/ = 24   = 25,4/ n(mm) - Ren Module: m=tp/ = 0,5 48  = .m(mm) - Ren Pitch hướng kính: Dp  25,4 = 96 4 = 25,4./ Dp(mm)  Động điện: - Công suất đợng : Nđc1 = 10(kW) - Sớ vịng quay đợng chính: nđc1 = 1450(vg/ph) - Cơng suất động chạy nhanh : Nđc2 = 1(kW) - Sớ vịng quay đợng chạy nhanh: nđc2 = 1410(vg/ph) - Sơ đồ đợng máy 1K62 trình bày hình 1.1 Hình 1.1 Sơ đồ động hộp tốc độ - Chuyển đợng tạo hình máy tiện 1K62 có xích truyền đợng xích tớc đợ xích chạy dao 1.2.1 Hợp tớc đợ máy - Thông số hộp tốc độ: + Số cấp tớc đợ trục : Z = 23 (cấp) + Giới hạn vịng quay trục chính: ntc = 12,5  2000(vg/ph) + Cơng suất đợng : Nđc1 = 10(kW) + Sớ vịng quay đợng chính: nđc1 = 1450(vg/ph) - Khảo sát động học máy tham khảo (1K62): + Trị sớ cơng bợi : =1,26 + Phương trình xích tớc đợ nđc1  i cđ  i v  n1tc  n tc23 + Xích tớc đợ - Dưới hình biểu diễn các đường truyển hợp tớc đợ Hình 1.2 Các đường truyền hộp tốc độ - Xích tớc đợ có đường truyền tớc đợ thấp tớc đợ cao.Trong đường truyền tốc độ thấp từ động tới bộ truyền đai, qua các trục I, II, III, IV, V, VI Sau tới trục - Phương trình xích đợng đường : - Đường truyền tốc độ cao truyền từ động qua bộ truyền đai, truyền tới các trục I, II, III, VI tới trục - Phương trình xích đợng đường truyền : 29 47 56 34 1450v/p 142 254 (II) (III) 51 39 21 55 (IV) 65 43 (V II) 38 38 - Từ đó, phương trình xích đợng biểu thị khả biến đổi tốc độ máy thể Hình 1.2 đây: Hình1.2 Các đường truyền hộp tốc độ - Đường tốc độ thấp có 24 cấp tớc đợ: 2x3x2x2 - Ta thấy từ trục (IV) tới trục (V) có khới bánh di trượt hai bậc có khả tạo tỷ sớ truyền thực tế có tỷ số truyền 1, 1/4, 1/16 Số cấp tốc độ thấp: Z1= 2x3x(2x2-1)= 18(cấp) từ n1n18 = 12,5 630 (vg/ph) - Đường tớc đợ cao có cấp tớc đợ: Z2 = 2x3 từ n19n24 = 630 2000(vg/ph) Do n18 = n19 = 630(vg/ph) => Vậy số tốc độ thực hộp tốc độ: Z = (Z1+ Z2) -1 = (18+6) - = 23(cấp) 1.2.1.1 Đồ thị vòng quay thực tế máy 1K62 * Các thông số: + Tỉ số bộ truyền đai: iđ = 142/254 0,56 + Hiệu suất bộ truyền đai  = 0,985  Số vòng quay trục I: n0 = nđc1 iđ  = 1450 0.56 0,985 = 800 (vg/ph) a) Tính lượng mở [X]:  Nhóm từ trục I – II: i1 = 51/ 39  1,31 = X1 x1  1,17  Tia i1 lệch sang phải khoảng: 1,17 lg i2 = 56/ 34  1,65 = X2 x2  2,17  Tia i2 lệch sang phải khoảng : 2,17 lg => Lượng mở hai tia nhóm 1:  x  i1  1,17  2,17    [X] = i2   Nhóm từ trục II – III: i3 = 21/ 55  0,38 = X3 x3  - 4,19  Tia i3 lệch sang trái khoảng: 4,19.lg i4 = 29/ 47  0,62 = X4 x4  - 2,07 Tia i4 lệch sang trái khoảng: 2,07.lg i5 = 38/ 38  = X5 x5   Tia i5 thẳng đứng i3  4,19 Lượng mở hai tia nhóm 2:    2,07   2,12  [X] = i4  x  Nhóm từ trục III – IV: i6 = 22/ 88  0,25 = X6  x6  -  Tia i6 lệch sang trái khoảng : 6.lg i7 = 45/ 45  = X7  x7   Tia i7 thẳng đứngLượng mở hai tia nhóm 3: x  i6  6    6  [X] = i7   Nhóm từ trục IV – V: i8 = 22/ 88  0,25 = X8 x8  -  Tia i8 lệch sang trái khoảng : 6.lg 10 i9 = 45/ 45  = X9 x9   Tia i9 thẳng đứng.Lượng mở hai tia nhóm 4: i8  6      6  [X] = i9  x  Nhóm từ trục V – VI: i10 = 27/ 54  0,5 = X10 x10  -3  Tia i10 lệch sang trái khoảng : 3.lg Lượng mở tia nhóm 5:  x   3  [X] =  Nhóm từ trục: III– VI: i11 = 65/43 1,51 = X11 x11  1,87  Tia i11 lệch sang phải khoảng: 1,87.lg Lượng mở tia nhóm 6:  x  1,87  [X] = Ta có bảng tổng hợp sau: Nhóm truyền Tỷ sớ truyền [X] Lượng nghiêng i1 1,17 Nghiêng phải 1,17 ô i2 2,17 Nghiêng phải 2,17 ô i3 - 4,19 Nghiêng trái 4,19 ô i4 - 2,07 Nghiêng trái 2,07 ô i5 Thẳng đứng i6 -6 Nghiêng trái ô i7 Thẳng đứng i8 -6 Nghiêng trái ô i9 Thẳng đứng Trục V-VI i10 -3 Nghiêng trái ô Trục III-VI i11 1,87 Nghiêng phải 1,87 ô Trục I-II Trục II-III Trục III-IV Trục IV-V Bảng 1.2 Tổng hợp lượng mở tia 77 CHƯƠNG Tính tốn thiết kế hệ thống điều khiển 4.1 Bảng điều khiển bộ phận hợp tớc đợ Hình 4.1 : Sơ đồ động hộp tốc độ Dựa vào sơ đồ động hộp tốc độ hình ta nhận thấy ḿn điều khiển để tạo 24 cấp tớc đợ ta phải điều khiển thông qua khối bánh di trượt Trong máy tương tự 1K62 các khới bánh điều khiển cấu đĩa có chốt lệch tâm cam mặt đầu Do vậy ta chọn cấu điều khiển các khối bánh máy tương tự Vấn đề quan trọng ta phải vẽ đường khai triển các rãnh cam cách thực điều khiển đối với khối bánh để tạo các tốc độ cần thiết Dựa vào đồ thị vòng quay ta nhận thấy từ trục I qua trục II có hai tỷ số truyền i1 i2 thay đổi khối bánh di trượt A Từ trục II sang trục III có ba tỷ sớ truyền i3 , i4 i5 thay đổi nhờ khối bánh di trượt B Từ trục III sang trục IV có hai tỷ số truyền i i7 thay đổi nhờ khối bánh di trượt C Từ trục IV sang trục V có hai tỷ sớ truyền i i9 thay đổi nhờ khối bánh di trượt D lắp trục IV Khối bánh di trượt 78 lại E điều chỉnh ăn khớp với các bánh khác để tạo hai tỷ số truyền i10 từ trục V tới trục VI i11 từ trục III tới trục VI 4.2 Tính toán cấu điều khiển khới bánh hai bậc A a ) Bảng khai triển rãnh cam điều khiển 79 b ) Trích sơ đồ động Hình 4.2 Trích sơ đồ động c ) Nguyên lý hoạt động cấu điều khiển Hình 4.3 Cơ cấu điều khiển Bánh lắp trục Khi ta quay tay quay điều khiển làm trục quay bánh quay theo Bánh quay làm bánh ăn 80 khớp với đồng thời làm cho cam đĩa lắp đồng trục với bánh trục quay Cam quay làm cho quay quanh chốt gắn với giá đầu gạt đẩy các bánh di trượt Do ta tạo các hai tỷ số truyền i1 i2 nhờ hai cung trịn cam d ) Tính lượng nâng cam Để tính lượng nâng cam ta tính chiều dài hành trình gạt bánh L ( mm ) Ta có L = 2.B + f Với B = 28 ( mm ) bề rộng bánh f = ( mm ) độ rộng khe hở quá trình gạt Vậy L = 2.28+ = 60 ( mm ) Dựa vào hình vẽ bên ta có : L1 L  L2 X Và lượng nâng cam L tính : X L.L L1 Chọn L2 = 2000 ( mm ) L1 = 500 ( mm ) Vậy thay vào công thức ta có : X 60.2000  12,5mm 500 81 4.3 Tính toán cấu điều khiển khới bánh ba bậc B a ) Bảng khai triển rãnh cam điều khiển b ) Trích sơ đồ động 82 c ) Nguyên lý hoạt động cấu điều khiển Hình 4.4 Bánh lắp trục điều khiển ăn khớp với bánh lắp trục Khi quay bánh làm cho bánh quay theo làm cho 83 chốt lệch tâm lắp bánh quay đường tâm trục Chốt quay gạt vào rãnh vòng gạt làm cho vòng đưa các bánh di trượt ứng với vị trí chớt lệch tâm hình vẽ ta có ba tỷ sớ truyền tương ứng d ) Tính tốn bánh lắp chốt lệch tâm Để tính đường kính bánh cần thiết để lắp chốt lệch tâm ta phải tính toán hành trình gạt cho ứng với các vị trí chớt tạo tỷ sớ truyền tương ứng Ta có L = 2.B + f Với B = 24 ( mm ) bề rộng bánh f = ( mm ) đợ rợng khe hở quá trình gạt Vậy L = 2.24 + = 52 ( mm ) Ta phải chọn cặp bánh có tỷ sớ truyền đồng thời phải thoả mãn có bán kính vịng 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 ta có Đường kính vịng chia bánh tính : Dw = m.z = 54 = 108 ( mm ) Đường kính vịng đỉnh bánh tính : De = m.z + 2,5.m = 54 + 2,5.2 = 113 ( mm ) Đường kính vịng chân bánh tính : Di = m.z-2.m = 54 - 2.2 = 104 ( mm ) 4.4 Tính toán cấu điều khiển hai khối bánh hai bậc C D a ) Bảng khai triển rãnh cam điều khiển 84 85 86 b ) Trích sơ đồ động 88 55 55 22 D C 55 66 27 IV 88 III V 22 55 c ) Nguyên lý hoạt động cấu điều khiển Hình 4.5 87 Miếng gạt lắp trục điều khiển miếng gạt bớ trí hai chớt Chốt dài để gạt ngàm gạt di chuyển khối bánh hai bậc D thông qua một miếng gạt có rãnh Chớt ngắn dùng để điều khiển ngàm gạt di chuyển khối bánh hai bậc C thơng qua mợt truyền có rãnh gắn cứng với ngàm gạt Cùng phối hợp hai chốt miếng gạt tạo các cặp tỷ số truyền tương ứng là: ( i  22 , i8  22 ) ; ( i  22 , i9  55 ) ( i  55 , i9  55 ) 88 88 88 55 55 55 Việc điều khiển vậy tạo ba dải tốc độ thấp tương ứng sau : Dải thứ từ n1 = 10,6 đến n8 = 53 ( vg/ph ) Dải thứ hai từ n9 = 67 đến n16 = 335 ( vg/ph ) Dải thứ ba từ n13 = 425 đến n18 = 1700 ( vg/ph ) d ) Tính tốn chiều dài hành trình gạt điều khiển Ta có L = 2.B + f Với B = 34 ( mm ) bề rộng bánh f = ( mm ) đợ rợng khe hở quá trình gạt Vậy L = 2.34 + = 75 ( mm ) Có chiều dài hành trình gạt ta chọn kết cấu miếng gạt các truyền có rãnh cho đảm bảo thực chiêù dài hành trình gạt u cầu 88 4.5 Tính toán cấu điều khiển khối bánh hai bậc E a ) Bảng khai triẻn rãnh cam điều khiển 89 b ) Trích sơ đồ động 66 27 III 88 V 55 E 42 VI 54 Hình 4.6 c ) Nguyên lý hoạt động cấu điều khiển Khối bánh di trượt E có hai bánh Z = 42x3 Z = 54x4 để tạo tỷ số truyền i10 cho 18 cấp tốc độ thấp i11 cho cấp tốc độ cao Cơ cấu điều khiển một gạt lắp một trục điều khiển Khi trục điều khiển quay làm cho gạt quay quanh tâm chốt đẩy khối bánh di trượt dọc trục Với hai vị trí gạt tạo hai tỷ số truyền tương ứng i10 i11 d ) Tính tốn khoảng cách tâm chốt tâm trục điền khiển Để tính toán khoảng cách tâm chớt tâm trục điều khiển ta phải xác định chiều dài hành trình gạt L Ta có L = 2.B + f Với B = 40,5 ( mm ) bề rộng bánh 90 f = ( mm ) đợ rợng khe hở quá 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 ) Như vậy các cấu điều khiển tính toán thiết kế dựa đường khai triển rãnh cam sau: i7 i6 i1 i2 i3 i i5 Kh?i C Kh?i D i9 i11 i8 Kh?i B Kh?i E i10 Kh?i A n18' n23 n22 n21 n20 n19 n18 n17 n16 n15 n14 n13 n12 n11 n10 n9 n8 n7 n6 n5 n4 n3 n2 n1 n0 n0 n0 n0 n0 n0 n0 n0 n0 n0 n0 n0 n0 n0 n0 n0 n0 n0 n0 n0 n0 n0 n0 n0 i2 i1 i2 i1 i2 i1 i1 i1 i2 i1 i2 i1 i2 i1 i2 i1 i2 i1 i2 i1 i2 i1 i2 i1 i5 i5 i5 i4 i4 i3 i3 i5 i5 i4 i4 i3 i3 i5 i5 i4 i4 i3 i3 i5 i5 i4 i4 i3 i7 i11 i11 i11 i11 i11 i11 i7 i7 i7 i7 i7 i6 i6 i6 i6 i6 i6 i6 i6 i6 i6 i6 i6 i9 i9 i9 i9 i9 i9 i9 i9 i9 i9 i9 i9 i8 i8 i8 i8 i8 i8 i10 i10 i10 i10 i10 i10 i10 i10 i10 i10 i10 i10 i10 i10 i10 i10 i10 i10 E-P E-P E-P E-P E-P E-P D-P D-P D-P D-P D-P D-P D-P D-P D-P D-P C-P C-P C-P C-P C-P C-T C-T C-T C-T C-T B-P B-T B-T B-G B-G B-P B-P B-T B-T B-G B-G B-P B-P B-T B-T B-G B-G A-P A-T A-P A-T A-P A-P A-T A-P A-T A-P A-T A-P A-T A-P A-T A-P A-T A-P E-P E-P E-P E-P D-T D-T D-T D-T D-T D-T C-T C-T C-T C-T C-T C-T B-P B-P B-T B-T B-G A-T A-P A-T A-P E-P E-P E-P E-P E-P E-P E-P E-T E-T E-T E-T D-P C-T E-T - - B-P A-T E-T E-P Kh?i E D-P Kh?i D C-P Kh?i C B-P Kh?i B A-T Kh?i A A B C D E 91 ... 11 n 10 n 13 n 12 n 15 n 14 n 17 n 16 n 19 n 18 n 21 n 20 n 23 n 22 n 24 Hình 2.7 Lưới kết cấu máy thiết kế 2.1.5 Đồ thị vịng quay tỉ sớ truyền các nhóm TC - Tham khảo máy 1K62 (n0=800), ta... Hình 1.6 Cơ cấu đai ốc mở đôi 23 CHƯƠNG THIẾT KẾ TRUYỀN DẪN MÁY MỚI 2.1 Thiết kế truyền dẫn hợp tớc đợ Tính toán thiết kế đợng học hợp tốc độ Giả thiết đề bài: Số cấp tốc độ Z = 23... Bảng2.4:Bảng kiểm nghiệm sai số vịng quay Đồ thị sai sớ vịng quay: Hình 2.9 Đồ thị sai số vịng quay máy thiết kế Nhận xét: Qua bảng kiểm nghiệm đồ thị sai sớ vịng quay ta thấy tất các cấp tớc đợ có