Bánh răng côn răng thẳng

Tài liệu tham khảo kỹ thuật công nghệ cơ khí Bánh răng côn răng thẳng

CHƯƠNG I CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT.

1.1 PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG VÀ NHIỆM VỤ CỦA CHI TIẾT

Chi tiết bánh răng nón ( Z =14, m =10 ) là một bánh răng nhỏ của cơ cấudung sai trong ụ phân độ vi sai vạn năng Bánh răng luôn ăn khớp với cặp bánh rănghành tinh

Bánh răng nón nhận chuyển động từ cặp bánh răng hành tinh, lúc có số vòngquay n = 2 khi chia bánh răng không nguyên tố Lúc thì có số vòng quay n ≠ 2 khichia vi sai Vì vậy bánh răng nón nhận chuyển động của cặp bánh răng hành tinh có

số vòng quay không ổn định Bánh răng nón được nối với trục một đầu lắp với nóđầu kia lắp bánh răng khác để truyền chuyển động tới trục vít bánh vít và ra đếnphôi Vì vậy bánh răng nón đóng vai trò quan trọng trong cơ cấu vi sai của ụ phânđộ

- Bề mặt lỗ 45 được gia công cấp chính xác 5 và Rz = 20, bề mặt

này lắp với trục và quay cùng với trục nhờ có then

- Các thông số kỹ thuật của bánh răng có ảnh hưởng cao nhất tới tính

năng và chất lượng vận hành của máy Phần này sẽ trực tiếp ăn khớp

và tiếp nhận chuyển động quay từ cặp bánh răng hành tinh rồichuyển đến cặp bánh răng phụ thông qua trục Do đó các yêu cầu kỹthuật của bánh răng cần được đảm bảo và gia công chính xác

- Vật liệu của bánh răng được làm từ thép 45

Theo HDTKĐACNCTM, trang 16:

Bảng 1.1: Thành phần hoá học của thép 45, %( theo khối lượng )

1.2 PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA CHI TIẾT

Phôi là phôi được dập nóng chế tạo trên thép 45 đảm bảo yêu cầu để giacông bánh răng

- Đối với lỗ 45 lắp ổ bi ta chỉ cần khoét là đạt yêu cầu kỹ thuật

- Bánh răng có mayơ nằm về một phía nên nếu gia công hàng loạt

hoặc hàng khối thì ta có thể gá nhiều chi tiết cùng một lúc để giacông hay có thể dùng nhiều dao để gia công một lúc

1.3 CHỌN VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT.

 Việc xác định dạng sản xuất có ý nghĩa rất lớn đến quá trình thiết

kế, quá trình công nghệ, nó góp phần quan trọng trong việc tính toán chỉ tiêu kinh

tế kỹ thuật cụ thể : nếu như dạng sản xuất là đơn chiếc thì ta có thể tập trungnguyên công, dùng đồ gá vạn năng thay cho đồ gá chuyên dùng, như vậy sẽ giảmđược chi phí gia công Còn nếu dạng sản xuất là hàng loạt, hàng khối thì ta phảiphân tán nguyên công, sử dụng các loại đồ gá chuyên dùng Làm như vậy sẽ tăngđược năng suất gia công, giảm được giá thành sản phẩm

 Xác định dạng sản xuất

Sinh viên: Trần Văn Quang GVHD: Nguyễn Dũng Thạch Lớp:CTM2_K5

2

Tính sản lượng của chi tiết :

- Sản lượng của chi tiết được tính bằng công thức :

) 100 1 ( 1

Trong đó :

N1 : Số sản phẩm được sản xuất ra trong một năm N1 = 7500

m : Số chi tiết trong một sản phẩm m = 1

 : Lượng sản phẩm dự phòng do sai hỏng khi chế tạo phôi

 : Số chi tiết được chế tạo thêm

Theo HDTKĐACNCTM, trang 31 có :  = 3%  6%;  = 5%  7%

Chọn  = 4%;  = 6%

100

6 4 1 ( 1

Q : Trọng lượng chi tiết

V : Thể tích của chi tiết

 : Khối lượng riêng của vật liệu

Bánh răng được chế tạo bằng thép có  = 7.852 kg/dm3

Tính V ( gồm có V1, V2,V3, V4, V5, V6 )

) ( 11310 9

20 14

75 26 20 75 26 20 ( 6 14 3 3

1 ) ' '

( 3

) ( 13754 )

17 75 26 17 75 26 ( 9 14 3

1 ) ' '

(

) ( 5655 8

15 14

5 7 14

17 13 17 13 ( 3 14 3 3

1 ) ' '

( 3

) (

25526

) 2133 2121

5655 ( ) 13754 10371

11310 ( ) (

) (

3

6 5 4 3 2

1

mm

V V V V V

Theo bảng cách xây dựng dạng sản xuất

CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ THIẾT KẾ BẢN VẼ

2.1.2 Xác định phương pháp chế tạo phôi

Ta có thể áp dụng ba phương pháp để hình thành phôi bánh răng như sau:

Độ nhám bềmặt Rz, mDập trên máy búa,

- Tiết diện tròn, độ chính xác cao.

- Tiết diện vuông, sáu cạnh

Các chi tiết kẹp chặt, các thanhđòn, tấm gá và thanh chêm

Phôi ống các loại, cán nóng và nguội, không

có mối ghép hàn

Xi lanh, bạc, ống đỡ trục chính,cốc đỡ, con lăn, trục rỗng

Prôphin có tiết diện dọc thay đổi theo chu kỳ Trục bậc trong sản xuất loạt lớn

và hàng khối

Phôi cán trên máy cán trục vít nằm ngang

Trục, bạc và các chi tiết kháctrong sản xuất hàng khôi và loạtlớn

 Phôi đúc:

Phôi đúc có nhiều loại và nhiều phương pháp đúc, kiểu khuôn đúc và điềukiện tạo phôi khác Phôi đúc được đúc theo ba phương pháp khác nhau cho độchính xác và lượng dư khác nhau.

 Qua các phương pháp trên ta nhận thấy phương pháp rèn dập là phù hợpvới hơn cả, khi mà phương pháp đó đảm bảo được chất lượng bề mặt, độ chính xáccủa phôi ban đầu và số lượng phôi lớn Mà lại sử dụng máy không phức tạp, kinh

tế, nên chọn phương pháp rèn dập là hợp lý hơn cả

2.1.3 Xác định giá thành phôi rèn dập.

Giá thành phôi được xác định theo công thức sau :

1000 )

( ) 1000

ph

S q Q K

K K K K Q

S

Trong đó :

+ Sch : Giá thành của một tấn phôi từ loại vật liệu tương ứng

+ Kcx : Hệ số phụ thuộc độ chính xác của phôi

+ Kpt : Hệ số phụ thuộc vào mức độ phức tạp của phôi

+ Kkl : Hệ số phụ thuộc vào khối lượng của phôi

+ Kvl : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu của phôi

+ Ksl : Hệ số phụ thuộc vào quy mô sản xuất

+ Sph : Giá thành một kg phôi (đồng)

+ Q : Khối lượng ban đầu của phôi (kg)

+ q : Khôi lượng của chi tiết sau khi gia công (kg)

) (

2000 kg

S ph 

11 11000000 1000

V

Q T       

Bảng 2_28, tài liệu hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM : Kcx = 1

Sinh viên: Trần Văn Quang GVHD: Nguyễn Dũng Thạch Lớp:CTM2_K5

8

Bảng 2_29 : tài liệu hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM : Kpt = 1

Bảng 2_30 : tài liệu hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM : Kkl = 1.33

Bảng 2_31 : tài liệu hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM : Kvl = 1

Bảng 2_32 : tài liệu hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM : Ksl = 1

1000

2000 )

2 0 5 0 ( ) 1 33 1 1 1 1 13 1 1000

2.2 TÍNH LƯỢNG DƯ VÀ THIẾT KẾ BẢN VẼ LỒNG PHÔI

2.2.1 Xác định lượng dư của bề mặt 60

2.2.1.2 Xác định các giá trị R za , T a , a , b , Z bmin

 Tính sai lệch không gian của phôi

2 2

c k

 p  0 5 2  0 03 2  0 5 (mm)  500 ( m)

 Tính sai lệch còn lại sau các nguyên công:

- Sau tiện thô : 1 = 0.06  p =0.06  500 = 30 (m)

- Sau tiện tinh : 2 = 0.05  p =0.05  500 = 25 (m)

- Sau mài thô : 3 = 0.04  p =0.04  500 = 20 (m)

 Tính lượng dư nhỏ nhất

) (

10

 Tra dung sai cho từng nguyên công và ghi vào bảng

 Tính kích thước giới hạn nhỏ nhất bằng cách làm tròn số kích thước tính toán

và lấy hai chữ số sau dấu phẩy

 Tính kích thước giới hạn lớn nhất bằng cách cộng kích thước giới hạn nhỏnhất với dung sai nguyên công Như vậy ta có :

 Xác định lượng dư giới hạn :

- Mài tinh : 2 Zbmax = 40.045 – 39.936 = 0.109 (mm) = 109 (m)

4814 – 2330 = 2500 – 16 = 2484

Sinh viên: Trần Văn Quang GVHD: Nguyễn Dũng Thạch Lớp:CTM2_K5

12

Trị số giới hạncủa lượng dư(m)

Kíchthướcd(mm)

2.2.2 Xác định lượng dư cho các bề mặt còn lại

Theo bảng 1.48 STGCC ta có : 53.5 có lượng dư là 1.5+3mm

60 có lượng dư một phía là 2mm

CHƯƠNG III THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT

Chi tiết có một số bề mặt lắp ghép và làm việc đòi hỏi độ chính xác cao :khoan – doa

+ Lỗ 45 có rãnh then : khoan – doa

+ Răng dùng để ăn khớp : phay – tôi – mài

3.2 LẬP TIẾN TRÌNH CÔNG NGHỆ

I Nguyên công I : Cưa phôi

II Nguyên công II : Dập nóng

III Nguyên công III : Ủ khử nội lực

IV Nguyên công IV : Cắt ba via

V Nguyên công V : Phay hai mặt đầu

VI Nguyên công VI : Khoan 45 doa, 45

VII Nguyên công VII : Tiện vát

VIII Nguyên công VIII : Tiện ngoài

IX Nguyên công IX : Tiện côn góc 45

X Nguyên công X : Tiện côn ngoài góc 47

XI Nguyên công XI : Chuốt rãnh then

XII Nguyên công XII : Phay răng

XIII Nguyên công XIII : Nhiệt luyện

XIV Nguyên công XIV : Làm sạch

XV Nguyên công XV : Mài răng

XVI Nguyên công XVI : Mài 60

XVII Nguyên công XVII : Kiểm tra độ đảo vòng chia

XVIII Nguyên công XVIII : Kiểm tra sai lệch khoảng pháp tuyến chung

Sinh viên: Trần Văn Quang GVHD: Nguyễn Dũng Thạch Lớp:CTM2_K5

16

3.3 THỨ TỰ TIẾN TRÌNH CÔNG NGHỆ

3.3.1 Nguyên công I : Cưa phôi

Cưa phôi thép thanh 80, chiều dài 85mm

Chọn máy cưa loại 8A631 có kích thước lớn nhất của vật được cắt là110mm Công suất động cơ là N = 3kw Đường kính của dao cưa 350mm Chiềudày dao b = 4mm

Chế độ cắt : t = 4 mm

3.3.1.1 Lượng chạy dao :

Bảng 5 – 43, STCNCTM – Tập II, trang 36 có z = 0.07 (mm/răng)

Nhân với hệ số Kq = 1.5  z =0.07 1.5 = 0.105 ( mm/vòng )

3.3.1.2 Vận tốc cắt :

Bảng 5 – 44, STCNCTM – Tập II, trang 36 có V = 22 (mm/phút)

- Hành trình lớn nhất của đầu búa : 1000mm

- Khoảng cách giữa hai trục : 400mm

- Khoảng cách từ đe tới nền : 840mm

- áp suất hơi : 6  8 at

- Khối lượng máy không có đế đe : 7360 kg

- Khối lượng đế đe : 12600 kg

- Kích thước phủ bì của máy :

+ Dài : 2000mm+ Rộng : 1280mm+ Cao : 4380mmKhuôn được dùng là loại khuôn hở

Sinh viên: Trần Văn Quang GVHD: Nguyễn Dũng Thạch Lớp:CTM2_K5

18

3.3.3 Nguyên công III : Cắt ba via

Sau khi phôi được rèn trên máy búa, do khi cắt phôi có lượng dư nên khi dập sẽ tạo ra ba via, phôi sau khi dập sẽ được cắt ba via trên máy cắt ba via

3.3.4 Nguyên công IV : ủ phôi

Sau khi rèn do mạng tinh thể của kim loại chưa ổn định, nội lực do máydập tạo ra vẫn nằm trong phôi, điều đó sẽ gây khó khăn khi gia công bằng cácphương pháp gia công cơ Do đó ta phải ủ để khử nội lực và làm cho mạng tinhthể của kim loại ổn định trở lại

Sinh viên: Trần Văn Quang GVHD: Nguyễn Dũng Thạch Lớp:CTM2_K5

20

3.3.5 Nguyên công V : Khoả mặt đầu

3.3.5.1 Định vị: Chuẩn định vị là chuẩn thô, ta dùng mặt trụ thô 60 làm định vị

chính, khống chế 4 bậc tự do, dùng một chốt ngắn đặt vào mặt đầu gờ 80 đểkhống chế chuyển động dọc trục Ta dùng hai khối V ngắn dùng để định vị chitiết

3.3.5.2 Kẹp chặt: Được kẹp chặt bằng mỏ kẹp.

3.3.5.3 Chọn máy: Vì gia công chi tiết cỡ nhỏ nên ta chọn máy phay 6H82.

- Công suất động cơ N = 7 KW

- Hiệu suất của máy:  = 0,75

3.3.5.4 Chọn dao: Dao dùng hai dao phay đĩa hai mặt gắn mảnh hợp kim cứng

- Xác định lượng chạy dao răng Sz:

Tra bảng 5.125 sổ tay CNCTM-T2 với công suất máy:

Nm= .Nđc=0.757=5.25 (kW), mác dao T15K6, độ cứng bề mặt phôi:

HB = 610 > 600 ta có:

Sr=0.12  0.15 mm/răng Chọn Sr=0.13mm/răng

 Lượng chạy dao vòng S0= 0.1322 = 2.86 (mm/vòng)

Lượng chạy dao phút là: Sph=2.8660 = 171.6 (mm/phút)

- Xác định tốc độ cắt:Vt = Vb.k1.k2.k3.k4.k5.k6

Trong đó: k1: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng của thép

k2: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền của daok3: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt của phôi k4: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng của dao (vậtliệu chế tạo dao)

k5:hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay k6:hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính của daochọn góc nghiêng chính của dao: =300

Tra bảng 5.127 sổ tay CNCTM-T2 ta có: k1=1; k2=1.15; k3=1 ; k4=0.9; k5=1.13;k6=1.1

 Tốc độ cắt tính toán là: Vt = 20911.1510.91.131.1= 269 (m/phút)

Số vòng quay của trục chính theo tính toán là:

250 14 3

269 1000 1000

ph vg D

n D

Vậy máy đủ công suất và độ cứng vững để gia công

Bước 2: Phay tinh

- Chiều sâu cắt t = 1.5 mm

- Xác định lượng chạy dao răng Sz:

Sinh viên: Trần Văn Quang GVHD: Nguyễn Dũng Thạch Lớp:CTM2_K5

22

Tra bảng 5.125 sổ tay CNCTM-T2 với công suất máy:

Nm= .Nđc=0,757=5.25 (kW), mác dao T15K6, độ cứng bề mặt phôi:

HB 610 > 600 ta có:

Sr=0,12 0,15 mm/răng Chọn Sr=0,13mm/răng

 Lượng chạy dao vòng S0= 0.13 22 = 2.86 (mm/vòng)

Lượng chạy dao phút là: Sph=2.8660=171.6 (mm/phút)

- xác định tốc độ cắt:Vt=Vbk1k2k3k4k5k6

Tra bảng 5.126 (sổ tay CNCTM-T2) ta có: Vb=236 m/ph

Trong đó: k1: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng của thép

k2:hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền của daok3:hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt của phôi k4:hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng của dao (vậtliệu chế tạo dao)

K5:hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay k6:hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính của daochọn góc nghiêng chính của dao: =300

Tra bảng 5.126 sổ tay CNCTM-T2 ta có: k1=1; k2=1.15; k3=1 ; k4=0.9; k5=1.13; k6=1.1

 Tốc độ cắt tính toán là: : Vt = 23611.1510.91.131.1= 304(m/phút)

Số vòng quay của trục chính theo tính toán là:

) / ( 387 250 14 3

304 1000 1000

ph vg D

314 ( / )

1000

400 250 14 3

n D

Vậy máy đủ công suất và độ cứng vững để gia công

Sinh viên: Trần Văn Quang GVHD: Nguyễn Dũng Thạch Lớp:CTM2_K5

24

3.3.6.Nguyên côngVI: Khoan 45 doa 45

3.3.6.1 Định vị: Chuẩn định vị là chuẩn tinh ta dùng mặt đầu 80 làm chuẩn

định vị chính khống chế ba bậc tự do, trên chiều dài phần trụ 80 khống chế haibậc tự do

3.3.6.2 Kẹp chặt: Chi tiết được định vị và kẹp chặt trên hai khối V ngắn ( khối V

cứng định vị hai bậc tự do, khối V di động chỉ có tác dụng kẹp chặt mà không cótác dụng định vị )

3.3.6.3 Chọn máy : Chọn máy 2615 có công suất động cơ N = 9 KW

3.3.6.4.Chọn dao: Khoan bằng mũi khoan thép gió 30, khoét bằng mũi khoét

30, doa lần một bằng mũi doa 15, doa lần hai bằng mũi doa 45

D

mm

- Xác định lượng chạy dao:

Tra bảng 5-87 “sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2” ta có: S=0.35  0.43mm/vòng

) / ( 673 15

14 3

68 31 1000 1000

ph vg D

1057 15 14 3

n D

D

mm

- Xác định lượng chạy dao:

Tra bảng 5-87 “sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2” ta có: S=0.33  0.41mm/vòng

14 3

24 42 1000 1000

ph vg D

chọn số vòng quay trục chính theo máy là: nm=400(vg/ph)

Do đó tốc độ cắt thực tế là:

) / ( 8 49 1000

1057 15 14 3

n D

- Xác định công suất cắt:

Tra bảng 5-88 “sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2” ta có: Ne=3.3(KW)<Nm=9(KW)

Do đó máy đủ công suất để gia công

Bước 3: Chế độ cắt khi doa  45

kuv: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu của dụng cụ cắt.

Tra bảng 5.6 sổ tay CNCTM-T2 ta có: kuv=1.9

k: Hệ số điều chỉnh phụ k=1.064

Do đó tốc độ cắt là:

ph m k

s t

T

C

V m x v y v 1.064 190 /

2.0125.045

292

2 0 15 0 2

190 1000 1000

ph vg D

n D

Hệ số Cp và các số mũ x,y,n ứng với từng điều kiện gia công cụ thể

Sinh viên: Trần Văn Quang GVHD: Nguyễn Dũng Thạch Lớp:CTM2_K5

28

Tra bảng 5.23 sổ tay CNCTM-T2 ta có:

Theo phương Pz: Cp=92; x=1; y=0.75; n=0

Theo phương Py: Cp=54; x=0.9; y=0.75; n=0

Theo phương Pz: Cp=46; x=1; y=0.4; n=0

Do đó ta có:

Pz = 10.92  0.1251  0.20.75  1780  1.023 = 35.6 N

Py = 10.54  0.1250.9  0.20.75  1780  1.1744 = 26.7 N

Px=10.46  21  0.151  1780  1.4 = 42.9 N

) ( 46 61 39 42 7 26 6

2 2

178 6 35 60

V P

3.3.7 Nguyên công VII : Tiện vát

3.3.7.1.Định vị : Chuẩn định vị là chuẩn thô, ta dùng mặt trụ 60 làm chuẩn định

vị chính khống chế bốn bậc tự do, mặt đầu gờ 80 khống chế một bậc tự do

3.3.7.2 Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng mâm cặp 3 chấu tự định tâm

3.3.7.3 Chọn máy : Chọn máy 1A62 có công suất động cơ N=7.8 KW

3.3.7.4.Chọn dao: Tiện vát mép bằng dao vát mép có aa= 2020

Trong đó : : k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc nhóm và cơ tính của thép

k2:Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao

k3:hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt của phôi

k4:hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dung dịch trơn nguội

Đối chiếu với thuyết minh máy chọn n = 500 v/p

1000

30 14 3 500

D n

3.3.8 Nguyên công VIII : Tiện ngoài

3.3.8.1.Định vị : Chuẩn định vị là chuẩn tinh, ta dùng bề mặt 45 đã gia công

tinh làm chuẩn tinh khống chế bốn bậc tự do, mặt đầu 80 khống chế một bậc tựdo

3.3.8.2 Kẹp chặt: Chi tiết được định vị và kẹp chặt bằng ống kẹp đàn hồi.

3.3.8.3 Chọn máy : Chọn máy 1A62 có công suất động cơ N=7.8 KW

3.3.8.4.Chọn dao: Chọn dao tiện ngoài thân cong có góc nghiêng 90 gắn mảnh

Trong đó : k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc nhóm và cơ tính của thép

k2:Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao

k3:hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt của phôi

k4:hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dung dịch trơn nguội