đồ án thiết kế máy phay hộp tốc độ đai học bách khhoa hà nội

1 2 Mục Lục CHƯƠNG 1 NGHIÊN CỨU NHÓM MÁY CÓ TÍNH NĂNG KỸ THUẬT TƯƠNG ĐƯƠNG (CÙNG CỠ) ĐÃ CÓ 4 1 1 Tính năng kỹ thuật các máy cùng cỡ 4 1 2 Khảo sát máy tham khảo (6H82) 5 1 2 1 Hộp tốc độ 6 1 2 2 Hộp c.

1 Mục Lục CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU NHÓM MÁY CÓ TÍNH NĂNG KỸ THUẬT TƯƠNG ĐƯƠNG (CÙNG CỠ) ĐÃ CĨ 1.1 Tính kỹ thuật máy cỡ: 1.2 Khảo sát máy tham khảo (6H82): 1.2.1 Hộp tốc độ: 1.2.2 Hộp chạy dao: 11 1.2.3 Phân tích nguyên lý làm việc kết cấu cụm chi tiết, cấu đặc biệt: 21 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ TRUYỀN DẪN MÁY MỚI 29 2.1 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KẾT CẤU ĐỘNG HỌC: 29 2.2 Thiết kế truyền dẫn hộp tốc độ: 30 2.2.1 tính tốn thơng số thứ tự lập chuỗi số vịng quay: 30 2.2.2 Phân tích phương án khơng gian tối ưu 31 2.2.3 Chọn phương án thứ tự 33 2.2.4 Một vài lưới kết cấu đặc trưng: 35 2.2.5 Vẽ đồ thị vòng quay chọn tỷ số truyền nhóm 37 2.2.6 Tính số bánh bánh theo nhóm truyền 40 2.3 Thiết kế truyền dẫn hộp chạy dao: 49 2.3.1 Chuỗi số vòng quay 49 2.3.2 Phân tích phương án khơng gian tối ưu 51 2.3.3 Chọn phương án thứ tự cho hộp chạy dao: 52 2.3.4 Lưới kết cấu đặc trưng 53 2.3.5 Vẽ đồ thị vòng quay chọn tỷ số truyền nhóm: 56 2.3.6 Tính số bánh theo nhóm truyền 58 2.3.7 Tính sai số tốc độ chạy dao hộp chạy dao 62 CHƯƠNG III: TÍNH TỐN CƠNG SUẤT, SỨC BỀN CHO MỘT SỐ CƠ CẤU CHÍNH 67 3.1 Yêu cầu lý luận chung 67 3.2 Công suất động cơ, lập bảng tính sơ trục hộp tốc độ 69 3.2.1 Tính cơng suất động hộp tốc độ 69 3.2.2 Tính cơng suất động hộp chạy dao 71 3.3 Tính đường kính sơ trục máy 72 3.3.1 Tính đường kính sơ trục hộp tốc độ 72 3.4 Tính bền cho trục bánh yêu cầu 79 3.4.1 Tính bền cho cặp bánh 18/72 hộp tốc độ 79 3.4.2 Tính trục 89 3.4.3 Kiểm bền khớp nối đàn hồi 103 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 106 4.1 Chọn kiểu kết cấu tay gạt điều khiển 106 4.2 Tình tốn hành trình gạt bánh di trượt theo kích thước thực tế vẽ 109 4.3 Các bánh cấu điều khiển 121 4.4 Các bánh cấu điều khiển 126 CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU NHÓM MÁY CĨ TÍNH NĂNG KỸ THUẬT TƯƠNG ĐƯƠNG (CÙNG CỠ) ĐÃ CĨ 1.1 Tính kỹ thuật máy cỡ: Với số liệu ban đầu cho máy có u cầu là: Tốc độ trục chính: nmax = nmin.Rn Với Rn= 𝜑z-1 = 1,2618-1 = 1,2617 = 50,85 nmin = 31,5 (vg/ph) nmax = nmin.Rn = 31,5.50,85 = 1601,5 (vg/ph) Chọn Nmax = 1600 (vg/ph) Lượng chạy dao: Sd = Sn = 3Sđ = 19 mm/ph; Snhanh = 2300 mm/ph Số cấp tốc độ hộp chạy dao: Z = 18 Cơng suất động N = kW/1440 vg/ph, công suất động chạy dao N = 1,7 kW/1420 vg/ph Bảng 1 Tính kỹ thuật máy cỡ: Máy thiết Tính kỹ thuật 6P80 6P81 6H82 kế Kích thước bàn máy Cơng suất động (kW) Số cấp tốc độ trục Phạm vi tốc độ trục (nmin ÷ nmax) Công suất động chạy dao (kW) Số cấp tốc độ hộp chạy dao Phạm vi điều chỉnh lượng chạy dao (Smin ÷ Smax) Cơng bội φ 200x500 250x1000 320x1250 2,8 4,5 7 12 16 18 18 50÷ 2240 65÷ 1800 30÷ 1500 31,5÷ 1400 0,6 1,7 1,7 1,7 12 16 18 18 25÷ 285 35÷ 980 1,26 1,26 23,5÷ 1800 1,26 19÷ 2300 1,26 => Ta thấy số liệu máy cần thiết kế gần giống với tính kỹ thuật máy 6H82, ta lấy máy 6H82 làm máy tham khảo 1.2 Khảo sát máy tham khảo (6H82): x Hình 1 Sơ đồ động máy phay 6H82 1.2.1Hộp tốc độ: ❖ Phương trình xích tốc độ: nđc iv = ntc 26 Đường truyền: nđc(I) 54 (II) [ 16 19 22 39 36 33 ] (𝐼𝐼𝐼) [ 18 28 39 47 37 26 ] (𝐼𝑉) [ 19 82 71 38 ] (𝑉) = ntc (vg/ph) Trục có 18 tốc độ khác từ: 30 ÷ 1500 (vg/ph) ❖ Chuỗi số vòng quay: n Bảng Chuỗi số vịng quay Phương trình xích nt.tốn 26 16 18 19 n1 nđc n2 nđc n3 nđc n4 nđc n5 nđc n6 nđc n7 nđc n8 nđc n9 nđc n10 nđc n11 nđc n12 nđc n13 nđc n14 nđc n15 nđc n16 nđc 54 39 47 71 26 19 18 19 54 36 47 71 26 22 18 19 54 33 47 71 26 16 28 19 54 39 37 71 26 19 28 19 54 36 37 71 26 22 28 19 54 33 37 71 26 16 39 19 54 39 26 71 26 19 39 19 54 36 26 71 26 22 39 19 54 33 26 71 26 16 18 82 54 39 47 38 26 19 18 82 54 36 47 38 26 22 18 82 54 33 47 38 26 16 28 82 54 39 37 38 26 19 28 82 54 36 37 38 26 22 28 82 54 33 37 38 26 16 39 82 54 39 26 38 nTC 𝛥n% 29,15 30 2,83 37,5 37,5 0,00 47,37 47,5 0,27 57,6 60 4,00 74,1 75 1,20 93,6 95 1,47 114,18 118 3,24 146,88 150 2,08 185,54 190 2,35 235,07 235 -0,03 302,41 300 -0,80 381,9 375 -1,84 464,5 475 2,21 597,55 600 0,41 754,8 750 -0,64 920,7 950 3,08 n17 nđc n18 nđc 26 19 39 82 54 36 26 38 26 22 39 82 54 33 26 38 1184,44 1180 -0,38 1496,14 1500 0,26 Đồ thị sai số vịng quay : Hình Đồ thị sai số vòng quay Sai số Δn sai số thực tế giới hạn vòng quay so với tiêu chuẩn, theo đồ thị ta thấy sai số đa phần nằm khoảng cho phép -2,6 ÷ 2,6% Riêng có n1 = 2,83%, n4 4%, n7 3,24% n16 = 3,08% vượt khoảng cho phép Với n1 = 30 vg/ph, n4 = 60 vg/ph, n7 = 118 vg/ph n16 = 950 vg/ph bốn tốc độ sử dụng q trình gia cơng chi tiết ta chấp nhận tốc độ n1, n4, n7 n16 có sai số vượt ngồi khoảng cho phép -2,6 ÷ 2,6% Khảo sát truyền dẫn hộp tốc độ ngược: − Tính lượng mở [x] − Sơ đồ động máy biểu thị nhóm tỷ số truyền sau: + Nhóm từ trục II: 𝑖1 = 𝑖2 = 16 39 19 36 = 0,41 = 𝜑 𝑥1 → 𝑥1 ≈ −3,858 = 0,53 = 𝜑 𝑥2 → 𝑥2 ≈ −2,765 𝑖3 = 22 33 = 0,67 = 𝜑 𝑥3 → 𝑥3 ≈ −1,754 + Nhóm từ trục III: 𝑖4 = 𝑖5 = 𝑖6 = 18 47 28 37 39 26 = 0,38 = 𝜑 𝑥4 → 𝑥4 ≈ −4,19 = 0,76 = 𝜑 𝑥5 → 𝑥5 ≈ −1,19 = 1,5 = 𝜑 𝑥6 → 𝑥6 ≈ 1,75 + Nhóm từ trục IV: 𝑖7 = 𝑖8 = 19 71 82 38 = 0,27 = 𝜑 𝑥7 → 𝑥7 ≈ −5,67 = 2,16 = 𝜑 𝑥8 → 𝑥8 ≈ 3,33 Bảng Phân phối tỷ số truyền qua nhóm truyền hộp tốc độ Bánh Nhóm truyền 1.Trục II 2.Trục III Tỷ số truyền (chủ động/bịđộng) 𝜑𝑥 x i1 16/39 0,41 -3,855 i2 19/36 0,53 -2,765 i3 22/33 0,67 -1,754 i4 18/47 0,38 -4,19 i5 28/37 0,76 -1,19 i6 39/26 1,5 1,75 i7 19/71 0,27 -5,67 i8 82/38 2,16 3,33 3.Trục III Hình Đồ thị vịng quay hộp tốc độ máy 6H82 Hình Đồ thị lưới kết cấu hộp tốc độ Nhận xét: Từ đồ thị vòng quay, lưới kết cấu có hình rẻ quạt, tỷ số truyền thay đổi đặn Với phương án làm cho kích thước hộp nhỏ gọn, bố trí cấu truyền động hộp chặt chẽ Các cặp bánh di trượt bậc tách làm hai, khối bậc khối bậc làm giảm kích thước tồn khối Do để khối làm kích thước lớn, kích thước trục tăng Trong hộp tốc độ có bánh đà, dao phay khơng liên tục bánh đà có nhiệm vụ tích trữ lượng dao khơng cắt giải phóng lượng dao bắt đầu cắt Bánh đà giúp cắt hơn, tránh va đập, chất lượng gia công tốt Phương án không gian, phương án thứ tự hộp tốc độ: Từ thông số máy 6H82 ta thấy tốc độ thay đổi vị trí nhóm bánh Cách thay đổi thứ tự ăn khớp nhóm bánh theo thứ tự nhóm → phương án thứ tự Từ đồ thị vòng quay ta xác định đặc tính nhóm: − Nhóm I: có tỉ số truyền i1 ; i2 ; i3 16 19 22 n1 : n2 : n3 = i1 : i2 : i3 =1: φ1 : φ2 ( : : ) 39 36 33 → Cơng bội nhóm 𝜑 với lượng mở lg[𝜑] − Nhóm II: có tỉ số truyền i4 ; i5 ; i6 18 : 28 n4 : n5 : n6 = i4 : i5 : i6 = 1: 𝜑 : 𝜑 ( 47 37 : 29 ) 26 → Cơng bội nhóm 𝜑 với lượng mở lg[𝜑] − Nhóm III: có tỉ số truyền i7 ; i8 n7 : n8 = i7 : i8 = 1: 𝜑 ( 19 : 82 ) 71 38 Vậy cơng bội nhóm 𝜑 với lượng mở lớn lg[𝜑] Như ta đưa phương án không gian hộp tốc độ máy phay 6H82 sau: PAKG = x x Mặt khác cơng bội của: -Nhóm I 𝜑 -Nhóm II 𝜑 10 Điều khiển hộp tốc độ: ⮚ Khối A Trên trục II có khối bánh bậc (khối A), có vị trí ăn khớp làm việc: Phải (A-P) đường truyền i2, Giữa (A - G) đường truyền i3 Trái (A-T) đường truyền i1 Hình Vị trí ăn khớp phải P{ o 𝑜 ++ Tại vị trí này, ứng với chốt đĩa có lỗ cịn ứng với chốt đĩa khơng có lỗ cho ta đường truyền i2 +o Hình Vị trí ăn khớp G{ +o Tại vị trí này, ứng với chốt chốt đĩa có lỗ cịn đĩa khơng có lỗ cho ta đường truyền i3 113 Hình Vị trí ăn khớp trái T{ ++ 𝑜 𝑜 Tại vị trí này, ứng với chốt đĩa có lỗ cịn ứng với chốt đĩa khơng có lỗ cho ta đường truyền i1 Khối B Trên trục IV có khối bánh bậc ta tách làm khối – khối bậc (B) khối bậc (C) để dễ bố trí tay gạt, hai khối B C có liên quan với - khối (B) vị trí làm việc khối (C) khơng làm việc ngược lại Với khối B có vị trí : Giữa (B-G) vị trí khơng làm việc, Trái (B-T) vị trí làm việc với đường truyền i6 Phải (B-P) ) vị trí làm việc với đường truyền i5 114 Hình Vị trí ăn khớp trái T{ ++ 𝑜 𝑜 Tại vị trí này, ứng với chốt đĩa khơng có lỗ cịn ứng với chốt đĩa có lỗ cho ta đường truyền i6 +o Hình 10 Vị trí khơng ăn khớp G{ +o Tại vị trí này, ứng với chốt chốt đĩa có lỗ, cịn đĩa khơng có lỗ, khối B khơng làm việc 115 o 𝑜 Hình 11 Vị trí ăn khớp phải P{ ++ Tại vị trí này, ứng với chốt đĩa có lỗ, cịn ứng với chốt đĩa khơng có lỗ cho ta đường truyền i5 Khối C Với khối C có vị trí: Phải vị trí làm việc Trái vị trí khơng làm việc với đường truyền: o 𝑜 Hình 12 Vị trí làm việc P{ ++ 116 Tại vị trí này, ứng với chốt đĩa có lỗ cịn ứng với chốt đĩa khơng có có lỗ cho ta đường truyền i4 Hình 13 Vị trí khơng làm việc T{ ++ 𝑜 𝑜 Tại vị trí này, ứng với chốt đĩa khơng có lỗ cịn ứng với chốt đĩa có lỗ khối C khơng làm việc Khối D Khối bánh bậc (Khối D) truyền từ trục IV sang trục V có vị trí: Trái (D-T) vị trí làm việc với đường truyền i8 Phải (D-P) vị trí làm việc với đường truyền i7 117 o 𝑜 Hình 14 Vị trí ăn khớp phải P{ ++ Tại vị trí này, ứng với chốt đĩa có lỗ cịn ứng với chốt đĩa khơng có lỗ cho ta đường truyền i7 ++ Hình 15 Vị trí ăn khớp trái T{ 𝑜 𝑜 Tại vị trí này, ứng với chốt đĩa khơng có lỗ cịn ứng với chốt đĩa có lỗ cho ta đường truyền i8 Nhận xét: Từ sơ đồ gạt hình 4.15 hành trình gạt khối bánh ta chọn phương án gạt trực tiếp cho khối bánh B C (gạt khơng khuếch đại) cịn khối bánh A D gạt gián tiếp (gạt có khuếch đại) 118 Tìm hiểu nguyên lí làm việc hệ thống đĩa lỗ máy 6H82 Hình 16 Nguyên lý hoạt động cấu điều khiển đĩa lỗ Hai đĩa lỗ 21 22 lắp song song cố định trục 23 Để thay đổi vị trí ăn khớp ta cần gạt tay gạt 28 theo chiều (a) truyền chuyển động qua quạt 25 trục mang gạt 24 gạt trục 23 mang hai đĩa lỗ rời khỏi chốt 20 chốt 20a Lúc ta xoay vơ lăng có ghi tốc độ máy, tốc độ cần trùng với vạch chuẩn đã ghi vô lăng (lúc vô lăng xoay, qua trục cặp bánh côn 8-10 làm xoay trục mang đĩa 21, 22 quay góc cần thiết) ta gạt cần gạt 28 theo chiều (b) đĩa lỗ lùi theo chiều mũi tên làm cho hai trục 11 18 chuyển động ngược chiều làm xoay bánh 17 qua bánh 16, qua 12, tay gạt 15 di chuyển khối bánh 14 trục 13 vào vị trí ăn khớp theo tính tốn ta +) Chọn kích thước đĩa lỗ, chốt điều khiển thiết kế hệ thống lỗ đĩa: 119 - Chọn đĩa trịn có chiều dày (mm) Đường kính đĩa D = 200 (mm) - Chốt có đường kính : dc = (mm) - Chiều dài chốt: Lc(C) = 35 (mm) Lc(A) = Lc(B) = Lc(D) = 70 (mm) *) Thiết kế hệ thống lỗ đĩa: sở bảng vị trí chốt phần ta có hệ thống lỗ vòng tròn đĩa sau: Khối A: Chốt chốt khối A khoan hai vòng tròn 𝜙180 𝜙190 - Trên vòng tròn 𝜙180: Tại n1, n4, n7, n10, n13, n16 chốt không qua đĩa Tại n2, n5, n8, n11, n14, n17 chốt qua đĩa Tại n3, n6, n9, n12, n15, n18 chốt qua đĩa không qua đĩa Vẽ theo quy luật ta hệ lỗ chốt khối A - Trên vòng tròn 𝜙190: Tại n1, n4, n7, n10, n13, n16 chốt qua đĩa Tại n2, n5, n8, n11, n14, n17 chốt không qua đĩa Tại n3, n6, n9, n12, n15, n18 chốt qua đĩa không qua đĩa Vẽ theo quy luật ta hệ lỗ chốt khối A - Khối B: vòng tròn 𝜙130 Từ n1 đến n3, n10 đến n12 chốt qua đĩa không qua đĩa Từ n4 đến n6, n13 đến n15 chốt qua đĩa Từ n7 đến n9, n16 đến n18 chốt không qua đĩa Vẽ theo quy luật ta hệ lỗ chốt khối B Trên vòng tròn 𝜙115 Từ n1 đến n3, n10 đến n12 chốt đia qua đĩa lỗ không qua đĩa lỗ Từ n4 đến n6, n13 đến n15 chốt không qua đĩa lỗ Từ n7 đến n9, n16 đến n18 chốt qua đĩa lỗ 120 - Khối C: vòng tròn 𝜙100 điều khiển khối C Từ n1 đến n3, n10 đến n12 chốt qua đĩa không qua đĩa Từ n4 đến n9, n13 đến n18 chốt không qua đĩa lỗ Trên vòng tròn 𝜙85 Từ n1 đến n3, n10 đến n12 chốt không qua đĩa lỗ Từ n4 đến n9, n13 đến n18 chốt qua đĩa không qua đĩa - Khối D: lỗ vòng tròn 𝜙190 𝜙180 Trên vòng tròn 𝜙160 : Từ n1 đến n9 chốt chui qua đĩa nên ta vẽ đường tròn đồng tâm Từ n10 đến n18 chốt không chui qua lỗ nên ta không vẽ vị trí cịn lại + Trên vịng trịn 𝜙140 Từ n1 đến n9 chốt khơng chui qua lỗ nên ta không vẽ vị trí Từ n10 đến n18 chốt chui qua đĩa nên ta vẽ đường tròn đồng tâm vị trí cịn lại Quy ước: “+” : khơng có lỗ đĩa “ ” : đĩa có lỗ “ ”: hai đĩa có lỗ 4.3 Các bánh cấu điều khiển • Trong q trình điều khiển ý khối bánh B C có ràng buộc với khối B ăn khớp khối C không ăn khớp Chọn bánh điều khiển khối C = 16 + Chọn bánh điều khiển khối B = 16 Z A 32 = Z , A 16 + Chọn bánh điều khiển khối A = + Chọn bánh điều khiển khối D 121 ZD Z, D = 24 16 - Hành trình gạt khối B C xác định chiều dài chốt nên ta bố trí cần gạt gắn với bánh sở - Hành trình gạt khối bánh A D sau khuếch đại tới bánh khuyếch đại nên ta bố trí gạt gần tới khuyếch đại - Số mang gạt : ZTR = 𝐿ℎ 𝜋.𝑚 +Zthừa + Lấy Zthừa =  ZTRC =  ZTRB =  ZTRA =  ZTRD = Lc π.m Lb π.m La π.m Ld π.m + Zthưa = + Zthưa = + Zthưa = + Zthưa = 35 π.4 70 π.4 + = + = 10 70 π.4 70 π.4 + = 10 + = 10 - Thanh điều khiển đĩa lỗ với hành trình đĩa: Ld = Lchốt max + Lrãnh max = 70 +12 = 78 mm Vậy: Z = 78 4.𝜋 + = 10 - Bánh quạt điều chỉnh hành trình đĩa chọn m = có số : Zquạt = Zlv + = 20 + =24 (răng) - Góc làm việc bánh quạt có 24 :  = 360 36 x24 =2400 - Trong góc làm việc điều khiển :  = 122 360 36 𝑥24 =2400 Hình 17 Đĩa lỗ 123 Hình 18 Đĩa lỗ 124 Hình 19 Bản vẽ cấu gạt 125 4.4 Các bánh cấu điều khiển Trong trình điều khiển ý khối bánh B C có ràng buộc với khối B ăn khớp khối C khơng ăn khớp Chọn bánh điều khiển khối C = 16 Chọn bánh điều khiển khối B = 16 ZA = 32 , Chọn bánh điều khiển khối A = Z A 16 ZD = 32 , Z Chọn bánh điều khiển khối D = D 16 + Hành trình gạt khối B C xác định chiều dài chốt nên ta bố trí cần gạt gắn với bánh sở + Hành trình gạt khối bánh A D sau khuếch đại tới bánh khuyếch đại nên ta bố trí gạt gần tới khuyếch đại + Số mang gạt : ZTR = 𝐿ℎ 𝜋.𝑚 +Zthừa Lấy Zthừa = ZTRC = ZTRB = ZTRA = ZTRD = 𝐿𝑐 + Zthừa = 𝜋.𝑚 𝐿𝑏 𝜋.𝑚 + Zthừa = 𝐿𝑎 𝜋.𝑚 𝐿𝑑 𝜋.𝑚 + Zthừa = + Zthừa = 37 𝜋.2 74 𝜋.2 74 𝜋.2 74 𝜋.2 + = 10 + = 16 + = 16 + = 16 + Thanh điều khiển đĩa lỗ với hành trình đĩa: Ld = Lchốt max + Lrãnh max = 79 + 37 = 116 mm Vậy Z = 116 𝜋.2 + = 22 126 + Bánh quạt điều chỉnh hành trình đĩa chọn m = có số : Zquạt = Zlv + = 20 + =24 (răng) Góc làm việc bánh quạt có 24 : β = 360 36 𝑥24 =2400 Trong góc làm việc điều khiển : 𝛽1 = 127 360 36 𝑥24 =2400 ... phương án không gian phương án cấu trúc máy để sở ta tiến hành thiết kế máy kế thừa ưu điểm máy đã sản xuất 28 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ TRUYỀN DẪN MÁY MỚI 2.1 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KẾT CẤU ĐỘNG HỌC: Số liệu thiết. .. nằm khoảng cho phép -2,6% ÷ 2,6% Vậy máy thiết kế phù hợp với tiêu chuẩn Sơ đồ động hộp tốc độ: 48 Hình 2.7 Sơ đồ động hộp tốc độ 2.3 Thiết kế truyền dẫn hộp chạy dao: 2.3.1 Chuỗi số vòng quay... [3] [1] [9] Sơ đồ kết cấu động sơ khai hộp tốc độ : Hình 2 Sơ đồ kết cấu động sơ khai hộp tốc độ 34 2.2.4 Một vài lưới kết cấu đặc trưng: Từ PATT ta vẽ lưới kết cấu sau: Phương án 1: PAKG: x x