ĐỒ án THIẾT kế máy CÔNG cụ đề tài THIẾT kế máy TIỆN REN vít vạn NĂNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ BỘ MÔN MÁY VÀ MA SÁT HỌC ********** ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY CÔNG CỤ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY TIỆN REN VÍT VẠN NĂNG Giáo viên hướng dẫn: TS Trần Thị Thanh Hải Sinh viên thực hiện: Hoàng Anh Tuấn Mã số sinh viên: 20171888 Mã lớp: 705657 Hà Nội 6/2021 Đồ án thiết kế máy GVHD: TS Trần Thị Thanh Hải 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 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 học kĩ thuật thiếu Với kiến thức trang bị, 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 Em mong bảo Cơ Sinh viên Tuấn Hồng Anh Tuấn Đồ án thiết kế máy GVHD: TS Trần Thị Thanh Hải MỤC LỤC CHƯƠNG KHẢO SÁT MÁY TƯƠNG TỰ 1.1 Những tính kĩ thuật máy tiện cỡ 1.2 Phân tích máy tiện ren vít vạn 1K62 1.3 Hộp tốc độ máy Xích chạy dao máy 13 Các cấu đặc biệt máy 1K62 18 1.4 Nhận xét máy 1K62 21 CHƯƠNG TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC TỒN MÁY 22 2.1 Thiết kế động học hộp tốc độ 22 Xác định chuỗi số vòng quay tiêu chuẩn 22 Chọn phương án không gian 23 Chọn phương án thứ tự 25 Lưới kết cấu 26 Xác định giá trị trục tỷ số truyền cụ thể nhóm truyền, vẽ đồ thị vòng quay 30 Tính số bánh nhóm truyền 33 Tính số vịng quay thực tế sai số vòng quay 38 2.2 Thiết kế hộp chạy dao 40 Yêu cầu kĩ thuật hộp chạy dao 40 Sắp xếp bước ren thành nhóm sở nhóm gấp bội 41 Thiết kế nhóm sở 43 Thiết kế nhóm gấp bội: 44 Tính tỷ số truyền cịn lại (ibù ) 46 Xích cắt ren khuếch đại 49 Xác định thông số tiện trơn 50 CHƯƠNG THIẾT KẾ ĐỘNG LỰC HỌC MÁY 51 3.1 Xác định chế độ làm việc giới hạn máy 51 Chế độ cắt gọt cực đại 51 Chế độ cắt gọt tính toán 52 Chế độ cắt gọt thử máy 52 Đồ án thiết kế máy 3.2 GVHD: TS Trần Thị Thanh Hải Tính cơng suất động điện 55 Tính cơng suất động truyền dẫn 55 Xác định cơng suất chạy dao 55 3.3 Tính sơ đường kính trục 56 3.4 Tính bền chi tiết máy 60 Tính bền cặp bánh (cặp bánh 22/88 trục II/IV) Tính bền ly hợp ma sát 60 67 CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN HỘP TỐC ĐỘ 70 4.1 Chọn kiểu kết cấu tay gạt điều khiển 70 4.2 Tính tốn hành trình bánh di trượt theo kích thước thực vẽ 71 Tính tốn cấu điều khiển khối bánh hai bậc A 71 Tính tốn cấu điều khiển khối bánh ba bậc B Tính tốn cấu điều khiển hai khối bánh hai bậc C D 75 78 Tính tốn cấu điều khiển khối bánh hai bậc E 83 KẾT LUẬN 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO 87 Đồ án thiết kế máy GVHD: TS Trần Thị Thanh Hải DANH MỤC HÌNH VẼ CHƯƠNG 1: KHẢO SÁT MÁY TƯƠNG TỰ Hình 1.1 Sơ đồ động máy 1k62 [1] Hình 1.2 Phương trình xích tốc độ .4 Hình 1.3 Lưới kết cấu hộp tốc độ máy 1k62 [2] Hình 1.4 Đồ thị vịng quaycủa hộp tốc độ máy 1k62 [1] .8 Hình 1.5 Sơ đồ kết cấu động học xích cắt ren 14 Hình 1.7 Cơ cấu Norton tầng 18 Hình 1.8 Cơ cấu đai ốc bổ đơi 19 Hình 1.9 Ly hợp siêu việt 20 Hình 1.10 Ly hợp ma sát 21 CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC TỒN MÁY Hình 2.1 Sơ đồ khơng gian khối bánh 24 Hình 2.2 Lưới kết cấu 28 Hình 2.3 Lưới kết cấu 29 Hình 2.4 Đồ thị vòng quay máy thiết kế 32 Hình 2.5 Sơ đồ động số máy thiết kế 40 Hình 2.6 Đồ thị sai số vòng quay 40 Hình 2.7 Lưới kết cấu hộp chạy dao 44 Hình 2.8 Đồ thị vịng quay hộp chạy dao 44 Hình 2.9 Sơ đồ động hộp chạy dao 46 Hình 2.10 Sơ đồ kết cấu động học .50 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ ĐỘNG LỰC HỌC MÁY Hình 3.1 Các thành phần lực tiện 53 Hình 3.2 Ly hợp ma sát 67 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN HỘP TỐC ĐỘ Hình 4.1 Sơ đồ động hộp tốc độ 70 Hình 4.2 Bảng khai triển rãnh cam điều khiển khối bánh hai bậc A 71 Hình 4.3 Trích sơ đồ động 72 Hình 4.4 Cơ cấu điều khiển 72 Hình 4.5 Khối bánh hai bậc A 73 Đồ án thiết kế máy GVHD: TS Trần Thị Thanh Hải Hình 4.6 Tính tốn lượng nâng cam 73 Hình 4.7 Bảng khai triển rãnh cam điều khiển khối bánh bậc B 75 Hình 4.8 Trích sơ đồ động 76 Hình 4.9 Hình biểu diễn cam .76 Hình 4.10 Khối bánh bậc B 77 Hình 4.11 Bảng khai triển rãnh cam điều khiển khối bánh hai bậc B .78 Hình 4.12 Bảng khai triển rãnh cam điều khiển khối bánh hai bậc D .79 Hình 4.13 Trích sơ đồ động 80 Hình 4.14 Sơ đồ cam điều khiển 80 Hình 4.15 Khối bánh bậc C D 81 Hình 4.16 Bảng khai triển rãnh cam điều khiển khối bánh hai bậc E .83 Hình 4.17 Trích sơ đồ động 84 Hình 4.18 Sơ đồ cấu gạt bánh .84 Hình 4.19 Khối bánh hai bậc E 85 Đồ án thiết kế máy GVHD: TS Trần Thị Thanh Hải DANH MỤC BẢNG BIỂU CHƯƠNG 1: KHẢO SÁT MÁY TƯƠNG TỰ Bảng 1.1 Tính kĩ thuật máy có Bảng 1.2 Bảng so sánh số vòng quay chuẩn số vòng quay thực tế Bảng 1.3 Bảng tổng hợp lượng mở nhóm truyền 10 Bảng 1.4 Bảng xếp ren máy 1k62 [1] 17 CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC TỒN MÁY Bảng 2.1 Chuỗi số vịng quay tiêu chuẩn máy 23 Bảng 2.2 Bảng so sánh phương án bố trí khơng gian 24 Bảng 2.3 Bảng so sánh phương án thiết kế 26 Bảng 2.4 Phương án máy thiết kế 29 Bảng 2.5 Bảng thống kế số bánh 38 Bảng 2.6 Bảng sai số vòng quay 39 Bảng 2.7 Bảng xếp ren máy 43 Bảng 2.8 Bảng so sánh phương án thứ tự .44 Bảng 2.9 Bảng thống kê cặp 46 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ ĐỘNG LỰC HỌC MÁY Bảng 3.1 Thông kê số bánh hộp tốc độ .57 Bảng 3.2 Bảng thông số .59 Bảng 3.3 Thông số bánh hộp tốc độ 66 Đồ án thiết kế máy công cụ GVHD: TS Trần Thị Thanh Hải THIẾT KẾ MÁY TIỆN REN VÍT VẠN NĂNG SỐ LIỆU THIẾT KẾ Hộp tốc độ: = 1,26 Z=23 nmin= 14 (v/ph) Hộp chạy dao dùng cấu Norton, khuếch đại ren uKđmax = 32 Ren hệ mét : Ren Anh Ren mô-đun : Ren Pitch: Sdọcmin = 2.Sngangmin = 0,08 (mm/vòng) Động chính: N=10 kW; n= 1440 (vịng/ph) NỘI DUNG THUYẾT MINH - Tìm hiểu tham khảo máy - Tính tốn động học tồn máy - Tính cơng suất động - Tính bền: - + Ly hợp ma sát + Một cặp bánh Tính hệ thống điều khiển: HỘP TỐC ĐỘ BẢN VẼ: Vẽ khai triển vẽ cắt hệ thống điều khiển: HỘP TỐC ĐỘ Đồ án thiết kế máy công cụ GVHD: TS Trần Thị Thanh Hải CHƯƠNG KHẢO SÁT MÁY TƯƠNG TỰ 1.1 Những tính kĩ thuật máy tiện cỡ Máy tiện máy công cụ phổ thông, chiếm 40 – 50% số lượng máy công cụ nhà máy, phân xưởng khí Dùng để tiện mặt trịn xoay ngồi (mặt trụ, mặt cơn, mặt định hình, mặt ren) xén mặt đầu, cắt đứt Có thể khoan, khoét, doa máy tiện Trong thực tế, có loại máy tiện vạn năng, máy tiện tự động, bán tự động, chun mơn hố chun dùng, máy tiện revolve, máy tiện CNC Tuy nhiên thực tế yêu cầu thiết kế máy tiện vạn hạng trung, ta xem xét, khảo sát nhóm máy tiện ren vít vạn hạng trung (đặc biệt máy 1K62) Đồ án thi ế t k ế máy công c AI ụ GVH D: TS Tr ầ n Th ị Thanh H ả i Trích s đ đ ộ n g A 76 Đồ án thiết kế máy công cụ GVHD: TS Trần Thị Thanh Hải Tính tốn bánh lắp chốt lệch tâm Để tính đường kính bánh cần thiết để lắp chốt lệch tâm ta phải tính tốn hành trình gạt cho ứng với vị trí chốt tạo tỷ số truyền tương ứng II B L III Hình 4.10 Khối bánh bậc B • Ta có L = 2.B + 2f Với B = 23 (mm) bề rộng bánh f = (mm) độ rộng khe hở trình gạt Vậy L = 2.23 + 2.5 = 56 (mm) Ta phải chọn cặp bánh có tỷ số truyền đồng thời phải thoả mãn có bán kính vịng chân lớn hành trình gạt L = 56 (mm) để lắp chốt lệch tâm bánh Do ta chọn cặp bánh có số Z = 60 mơđuyn m = Khi ta có - Đường kính vịng chia bánh tính là: Dw = m.z = 60 = 120(mm) - Đường kính vịng đỉnh bánh tính là: De = m.z + 2,5.m = 60 + 2,5.2 = 125 (mm) - Đường kính vịng chân bánh tính là: Di = m.z-2.m = 60 - 2.2 = 116 (mm) 77 Đồ án thiết kế máy công cụ GVHD: TS Trần Thị Thanh Hải Tính tốn cấu điều khiển hai khối bánh hai bậc C D Bảng khai triển rãnh cam điều khiển Hình 4.11 Bảng khai triển rãnh cam điều khiển khối bánh hai bậc B 78 Đồ án thiết kế máy công cụ GVHD: TS Trần Thị Thanh Hải Hình 4.12 Bảng khai triển rãnh cam điều khiển khối bánh hai bậc D 79 Hình 4.13 Trích sơ đồ động Ngun lý hoạt động cấu điều khiển Hình 4.14 Sơ đồ cam điều khiển 1.Trục điều khiển 2.Miếng gạt 3.Chốt ngắn 4.Chốt dài 5.Miếng gạt có rãnh 6.Miếng gạt có rãnh 7.Trục đỡ 8.Ngàm gạt, gắn với khối bánh hai bậc D 9.Ngàm gạt, gắn với khối bánh hai bậc C 80 Đồ án thiết kế máy công cụ GVHD: TS Trần Thị Thanh Hải Miếng gạt lắp trục điều khiển miếng gạt bố trí hai chốt Chốt dài 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 chuyển khối bánh hai bậc C thơng qua truyền có rãnh gắn cứng với ngàm gạt Cùng phối hợp hai chốt miếng gạt tạo cặp tỷ số truyền tương ứng là: ( 6= 22 88, 8= 22 88) ;( = 22 88, 9= 55 55) ( = 55 55, 9= 55 55) Việc điều khiển tạo ba dải tốc độ thấp tương ứng sau: Dải thứ từ n1 = 10,6 đến n8 = 33,34 (vg/ph) Dải thứ hai từ n9 = 42,71 đến n16 = 133,38 (vg/ph) Dải thứ ba từ n13 = 170,85 đến n18 = 533,5 (vg/ph) Tính tốn chiều dài hành trình gạt điều khiển bán kính gạt IV L B III Hình 4.15 Khối bánh bậc C D 81 Đồ án thiết kế máy công cụ GVHD: TS Trần Thị Thanh Hải Ta có L = 2.B + 2f Với B = 34 (mm) bề rộng bánh f = (mm) độ rộng khe hở trình gạt Vậy L = 2.34 + 2.5 = 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 u cầu • Tính bán kính gạt Cơng thức tính: L = R.sin  R =L/sin Với L: hành trình gạt :là góc quay gạt Tính tốn cụ thể: Với LD = LC góc quay gạt =300 : RD = RC = LD/sin 30 = LC/sin 300 = 75/sin 300 = 150 (mm) 82 Đồ án thiết kế máy công cụ GVHD: TS Trần Thị Thanh Hải Tính tốn cấu điều khiển khối bánh hai bậc E Bảng khai triển rãnh cam điều khiển Hình 4.16 Bảng khai triển rãnh cam điều khiển khối bánh hai bậc E 83 Đồ án thiết kế máy cơng cụ GVHD: TS Trần Thị Thanh Hải Trích sơ đồ động III VI 49 Hình 4.17 Trích sơ đồ động Nguyên lý hoạt động cấu điều khiển 1- Trục điều khiển 2- Chốt 3- Khối bánh di trượt E 4- Càng gạt Hình 4.18 Sơ đồ cấu gạt bánh4 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 gạt lắp 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 i 10 i11 84 Đồ án thiết kế máy cơng cụ GVHD: TS Trần Thị Thanh Hải Tính tốn khoảng cách tâm chốt tâm trục điền khiển Để tính tốn khoảng cách tâm chốt 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 f = (mm) độ rộng khe hở trình gạt Vậy L = 2.40,5 + 2.5 = 86 (mm) Do ta phải có khoảng cách tâm chốt tâm trục điều khiển là: A = L/2 = 86 / = 43 (mm) ( Khi quay dịch chuyển khoảng 2A = L) • Tính bán kính gạt: Cơng thức tính: L = R.sin  R =L/sin Với L: hành trình gạt :là góc quay gạt Tính tốn cụ thể: Với L góc quay gạt =30 : Re = L/sin 300 = 86/sin 300 = 172 (mm) III V L B VI Hình 4.19 Khối bánh hai bậc E 85 Đồ án thiết kế máy công cụ GVHD: TS Trần Thị Thanh Hải KẾT LUẬN Nhiệm vụ: Thiết kế máy tiện ren vít vạn Đồ án trình bày chương Chương I: Đưa nhìn khái qt đặc tính kĩ thuật loại máy tiện Đồng thời khảo sát, tìm hiểu chi tiết hộp tốc độ, hộp chạy dao cấu đặc biệt máy 1K62 Chương II: Trình bày tính tốn thiết kế động học cho máy Trong bao gồm tính tốn thiết kế chuỗi số vịng quay tiêu chuẩn, xác định phương án khơng gian, phương án thứ tự, lưới kết cấu, đồ thị vịng quay, tính tốn bánh hộp tốc độ xếp bảng ren, thiết kế nhóm sở, nhóm gấp bội, xác định đường truyền tiện ren hộp chạy dao Chương III: Trình bày tính toán bền chi tiết máy: xác định chế độ làm việc máy, lực tác dụng truyền dẫn, tính tốn cơng suất động điện lập bảng tính tốn động lực học Cuối tính bền cho chi tiết máy cặp bánh ly hợp ma sát Chương IV: Đã tính toán thiết kế kết cấu hệ thống điều khiển hộp tốc độ Hệ thống điều khiển hộp tốc độ có nhiệm vụ thay đổi cấu truyền động hộp tốc độ tốc độ khác Quá trình thay đổi đường truyền thơng qua việc đóng mở ly hợp ma sát cấu điều khiển khối bánh di trượt 86 Đồ án thiết kế máy công cụ GVHD: TS Trần Thị Thanh Hải TÀI LIỆU THAM KHẢO Phạm Đắp- Nguyễn Đức Lộc - Phạm Thế Trường - Nguyễn Tiến Lưỡng- Sách giáo trình “Tính tốn thiết kế máy cắt kim loại”- NXB Đại học trung học chuyên nghiệp - 1971 PGS.TS Phạm Văn Hùng- PGS.TS Nguyễn Phương- Sách giáo trình “Cơ sở Máy cơng cụ” - NXB Khoa học Kĩ thuật- 2007 Trịnh Chất – Lê Văn Uyển -Sách giáo trình “Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí”– tập – NXB Giáo dục Nguyễn Trọng Hiệp-Sách giáo trình “Chi tiết máy” (2 tập) Thái Thế Hùng - Sách giáo trình “Sức bền vật liệu” PGS.TS Ninh Đức Tốn - Sách giáo trình “Dung sai lắp ghép” – 87 ... loại máy Nhận thấy đề tài thiết kế với loại máy ta thấy máy tiện ren vít vạn năng1 K62 có đặc tính tướng tự nên ta lấy máy 1K62 để khảo sát cho việc thiết kế máy 1.2 Phân tích máy tiện ren vít vạn. .. ĐỘ Đồ án thiết kế máy công cụ GVHD: TS Trần Thị Thanh Hải CHƯƠNG KHẢO SÁT MÁY TƯƠNG TỰ 1.1 Những tính kĩ thuật máy tiện cỡ Máy tiện máy công cụ phổ thông, chiếm 40 – 50% số lượng máy công cụ. .. năng, máy tiện tự động, bán tự động, chun mơn hố chun dùng, máy tiện revolve, máy tiện CNC Tuy nhiên thực tế yêu cầu thiết kế máy tiện vạn hạng trung, ta xem xét, khảo sát nhóm máy tiện ren vít vạn