(Đồ án hcmute) nghiên cứu, thiết kế đầu phân độ không có dĩa chia

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ ĐẦU PHÂN ĐỘ KHƠNG CĨ ĐĨA CHIA GVHD: GVC ThS TRẦN QUỐC HÙNG SVTH: PHẠM VĂN THỌ MSSV: 11104028 SKL 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2015 an BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH  BỘ MƠN KỸ THUẬT CƠNG NGHIỆP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: “ NGHIÊN CỨU – THIẾT KẾ ĐẦU PHÂN ĐỘ KHƠNG CĨ ĐĨA CHIA ” Giảng viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: GVC ThS TRẦN QUỐC HÙNG PHẠM VĂN THỌ MSSV: 11104028 Lớp: Khố: 111040A 2011 - 2015 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2015 an TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự – Hạnh phúc Bộ môn công nghệ kim loại NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: PHẠM VĂN THỌ Lớp: 111040A Ngành đào tạo: Kỹ Thuật Cơng Nghiệp MSSV: 11104028 Khóa: 2011 Hệ: Đại Học Chính Quy Tên đề tài: Nghiên cứu , thiết kế đầu phân độ khơng có đĩa chia Các số liệu, tài liệu ban đầu: Thiết kế đầu phân độ dùng cho loại máy phay vạn xưởng trường Nội dung đồ án: Đồ án bao gồm chương: - Chương 1: Giới thiệu đề tài nghiên cứu - Chương 2: Giới thiệu tổng quan đầu phân độ: Phân loại đầu phân độ, phương pháp phân độ, công dụng đầu phân độ - Chương 3: Nghiên cứu cấu vi sai, ứng dụng cấu vi sai ngành cơng nghiệp - Chương 4: Tính tốn phân độ đầu phân độ khơng có đĩa chia: phân độ trực tiếp, phân độ đơn giản, phân độ vi sai, phân độ phay rãnh xoắn - Chương 5: Tính tốn, thiết kế phận đầu phân độ: trục vít – bánh vít, bánh nón – thẳng, bánh trụ - thẳng, trục then,… Các vẽ: - Bản vẽ chi tiết: 19 vẽ chi tiết A3 - Bản vẽ lắp: vẽ lắp A1 Ngày giao đồ án: 20/03/2015 Ngày nộp đồ án: 20/07/2015 TRƯỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên)  Được phép bảo vệ …………………………………………… (GVHD ký, ghi rõ họ tên) i an LỜI CAM KẾT - Tên đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ ĐẦU KHÔNG CÓ ĐĨA CHIA GVHD: GVC ThS TRẦN QUỐC HÙNG Họ tên sinh viên: PHẠM VĂN THỌ MSSV: 11104028 Lớp: 111040A Địa sinh viên: 39/5, Đường 10, Khu phố 4, phường Linh Chiểu, quận Thủ Đức, Tp.HCM Số điện thoại liên lạc: 01627323659 Email: vantho12ba10@gmail.com Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN): 20/07/2015 Lời cam kết: “Tôi xin cam đoan khố luận tốt nghiệp (ĐATN) cơng trình tơi nghiên cứu thực Tơi khơng chép từ viết cơng bố mà khơng trích dẫn nguồn gốc Nếu có vi phạm nào, xin chịu hồn tồn trách nhiệm” Tp Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 07 năm 2015 Ký tên ii an LỜI NĨI ĐẦU Trong gia cơng khí đầu phân độ sử dụng có đóng góp nhiều trình sản xuất chế tạo máy Tuy nhiên, sử dụng đầu phân độ truyền thống thường gặp nhiều phức tạp việc tính tốn, ghi nhớ số vịng quay tay quay số lỗ đĩa chia Trong trường hợp sản xuất hàng loạt, việc sử dụng đầu phân độ vạn địi hỏi người cơng nhân phải nhớ số phần phân độ thời gian dài, thường làm người công nhân mệt mỏi dẫn đến sai sót Những bất lợi làm hạn chế nhiều độ xác gia cơng, tính kinh tế hiệu gia cơng Dựa sở đó, để việc phân độ đơn giản nâng cao hiệu suất làm việc, đồ án chọn hướng thiết kế với nội dung: Nghiên cứu, thiết kế đầu phân độ khơng có đĩa chia dùng cho máy phay vạn Nội dung đồ án chủ yếu với mục đích thiết kế kết cấu đầu phân độ khơng có đĩa chia sử dụng cấu hệ thống bánh vi sai để bù trừ sai số phân độ Tuy nhiên, có cố gắng nhiều việc xây dựng ý tưởng nội dung đồ án nhiều thiếu xót cịn nhiều điểm cần tìm hiểu thêm Em mong nhận đóng góp, phê bình thầy (cô) giáo bạn sinh viên đồ án Em xin trân trọng cảm ơn Ban Chủ nhiệm Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt q trình học tập hồn thành đồ án Đặc biệt, em xin trân trọng cảm ơn Thầy Trần Quốc Hùng tận tình hướng dẫn em suốt trình xây dựng ý tưởng thiết kế hoàn thành nội dụng đồ án Xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè động viên, cổ vũ tinh thần vật chất cho thân suốt trình học tập làm đồ án Sinh viên Phạm Văn Thọ iii an TÓM TẮT ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ ĐẦU PHÂN ĐỘ KHƠNG CĨ ĐĨA CHIA Đầu phân độ khơng có đĩa chia phụ tùng quan trọng loại máy phay vạn xưởng sản xuất khí, mở rộng khả công nghệ máy phay lên nhiều Trong gia cơng khí, sử dụng đầu phân độ giúp phân chi tiết phần không nhau, thuận lợi gia công loại dụng cụ cắt, loại bánh răng,… Đồ án gồm chương, chủ yếu tập trung vào nghiên cứu đầu phân độ khơng có đĩa chia, cách tính tốn phân độ, tìm hiểu cấu vi sai dùng đầu phân độ, cuối tính tốn, thiết kế vẽ lắp, từ thành lập thành tập vẽ chi tiết phận, chi tiết đầu phân độ khơng có đĩa chia Sau thời gian tìm hiểu, nghiên cứu giúp đỡ thầy khoa Cơ khí em hồn thành vẽ lắp đầu phân độ, tập vẽ chi tiết Tuy nhiên, q trình thực cịn nhiều thiếu xót, thiết kế chưa xác tuyệt đối Nếu thời gian tới có hội em tiếp tục nghiên cứu, phát triển đề tài, chế tạo mơ hình thử nghiệm áp dụng kỹ thuật số vào đầu phân độ để gia công với độ xác cao Sinh viên thực Phạm Văn Thọ ABSTRACT RESEARCH, DESIGN DIVIDING HEAD WITHOUT AN INDEX PLATE Dividing head without an index plate is a critical parts of the universal milling machine in the mechanical workshop, it extends the technological capabilities of milling up a lot In machining, using dividing head help divide workpiece out in equal shares or not equal, very convenient at machined cutting tools, gears,… Project includes chapters, mainly focus on research dividing head without an index plate, to calculate indexing, looking differential mechanism using dividing head, last is calculate, design assembly drawings, from that establish detailed drawings of parts, details of dividing head without an index plate After time looking, research and the help of teachers in Faculty of Machanical Engineering, I also completed the assembly drawings, drawings of parts However, in the course of implementation are still many shortcomings, design isn’t absolute accuracy If the next time there is an opportunity, I will continue research, develop subject, built test models and apply digital individing head to machined with high accuracy iv an MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN .i LỜI CAM KẾT ii LỜI NÓI ĐẦU iii TÓM TẮT ĐỒ ÁN iv MỤC ỤC v ANH MỤC H NH V vi CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 Cơ sở khoa học thực tiễn đề tài 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.3.1 Đối tượng nghiên cứu 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu 1.4 Kết cấu đồ án CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐẦU PHÂN ĐỘ 2.1 Phân loại đầu phân độ 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.1.5 Đầu phân độ trực tiếp Đầu phân độ đơn giản Đầu phân độ vạn Đầu phân độ quang học Đầu phân độ nhiều trục 2.2 Các phương pháp phân độ 2.2.1 Phân độ trực tiếp 2.2.2 Phân độ đơn giản 2.2.3 Phân độ vi sai 2.3 Công dụng đầu phân độ 10 2.3.1 Phay chi tiết nhiều mặt 10 2.3.2 Phay rãnh thẳng rãnh then hoa mặt hình trụ 12 2.3.3 Phay rãnh mặt đầu 12 2.3.4 Phay bánh trụ thẳng 13 2.3.5 Phay rãnh xoắn 14 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU CƠ CẤU VI SAI 17 3.1 Cơ cấu vi sai xe ô tô 17 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 Bộ vi sai mở - chuyển động thẳng 19 Bộ vi sai trượt giới hạn kiểu ly hợp cluth – type LSD 19 Khớp nối dính (Viscous Coupling) 20 Vi sai khóa locking vi sai cảm biến mô men Torsen 21 v an 3.1.5 Kết cấu vi sai 22 3.1.6 Nguyên lý hoạt động 23 3.2 Cơ cấu vi sai ngành khí 24 3.2.1 Cơ cấu vi sai cấu chạy dao nhanh 25 3.2.2 Cơ cấu vi sai máy phay lăn 5M324A 26 3.2.3 Cơ cấu vi sai máy doa ngang 2620B 29 3.2.4 Cơ cấu vi sai máy tiện hớt lưng K96 32 CHƯƠNG 4:TÍNH TỐN PHÂN ĐỘ ĐẦU PHÂN ĐỘ KHƠNG CĨ ĐĨA CHIA.35 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 Giới thiệu đầu phân độ đĩa chia 35 Phân độ trực tiếp 36 Phân độ đơn giản 37 Phân độ vi sai 40 Phân độ phay rãnh xoắn 43 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ ĐẦU PHÂN ĐỘ 47 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 Tính tốn động lực học 47 Thiết kế truyền bánh nón – thẳng 51 Thiết kế truyền trục vít – bánh vít 55 Thiết kế truyền bánh trụ - thẳng 58 Tính tốn thiết kế trục then 61 5.5.1 Tính trục 61 5.5.2 Tính then 64 5.5.3 Tính tốn ổ lăn 65 5.6 Thiết kế vỏ hộp 66 KẾT LUẬN 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 v an DANH MỤC HÌNH VẼ Trang Hình 2.1: Đầu phân độ trực tiếp .3 Hình 2.2: Đầu phân độ đơn giản (sơ đồ động không gian) Hình 2.3: Đầu phân độ vạn .4 Hình 2.4: Đầu phân độ quang học .5 Hình 2.5: Đầu phân độ ba trục Hình 2.6: Gá đầu phân độ trực tiếp máy phay Hình 2.7: Ụ phân độ đơn giản Hình 2.8: Chạc bánh thay Hình 2.9: Phay hình vng 10 Hình 2.10: Phay hình vng dao phay ngón 11 Hình 2.11: Phay hình vuông dao phay mặt đầu 12 Hình 2.12: Sơ đồ gá dao phay để gia công rãnh thẳng 12 Hình 2.13: Phay rãnh mặt đầu 13 Hình 2.14: Gá dao theo đường tâm trục 13 Hình 2.15: Phay bánh máy có trục nằm ngang .14 Hình 2.16: Gá chi tiết phay rãnh xoắn .15 Hình 2.17: Chiều quay dao chi tiết gia công phay 15 Hình 2.18: Chiều quay bàn máy phay rãnh xoắn 16 Hình 3.1: Cơ cấu vi sai xe tơ .17 Hình 3.2: Bộ vi sai xe tơ 18 Hình 3.3: Sơ đồ chuyển động xe vào vịng cua 18 Hình 3.4: Bộ vi sai mở .19 Hình 3.5: Bộ vi sai trượt giới hạn kiểu ly hợp cluth – type LSD 20 Hình 3.6: Khớp nối dính 20 Hình 3.7: Cấu tạo bên khớp nối dính .21 Hình 3.8: Bộ vi sai Torsen .22 Hình 3.9: Kết cấu vị trí vi sai cầu chủ động 23 Hình 3.10: Sơ đồ xe chạy thằng .24 Hình 3.11: Sơ đồ xe vào cua 24 Hình 3.12: Cơ cấu chạy dao nhanh dùng vi sai 25 Hình 3.13: Máy phay lăn 5M324A 27 Hình 3.14: Sơ đồ động máy phay lăn 5M324A .27 vi an Hình 3.15: Bộ phận vi sai máy phay lăn 5M324A 29 Hình 3.16: Sơ đồ động máy doa ngang 2620B 30 Hình 3.17: Sơ đồ cấu thực chạy dao hướng kính 31 Hình 3.18: Sơ đồ động học hớt lưng dao phay lăn trụ .32 Hình 3.19: Sơ đồ động máy tiện hớt lưng K96 33 Hình 3.20: Sơ đồ vi sai máy K96 33 Hình 4.1: Sơ đồ động đầu phân độ khơng có đĩa chia .35 Hình 4.2: Bản vẽ lắp đầu phân độ khơng có đĩa chia (1) 36 Hình 4.3: Bản vẽ lắp đầu phân độ khơng có đĩa chia (2) 37 Hình 4.4: Sơ đồ động đầu phân độ khơng có đĩa chia, chia đơn giản .38 Hình 4.5: Bản vẽ hình cắt 39 Hình 4.6: Sơ đồ động đầu phân độ khơng có đĩa chia, chia vi sai 41 Hình 4.7: Bản vẽ lắp đầu phân độ (3) 42 Hình 4.8: Bản vẽ chạc bánh thay chia vi sai 42 Hình 4.9: Sơ đồ phay rãnh xoắn 44 Hình 4.10: Sơ đồ động đầu phân độ khơng có đĩa chia, chia rãnh xoắn 45 Hình 4.11: Chạc bánh thay phay rãnh xoắn .45 Hình 4.12: Sơ đồ hình thành xoắn ốc 46 Hình 5.1: – Sơ đồ tác dụng lực phay rãnh xoắn 47 Hình 5.2: Sơ đồ động phay rãnh xoắn .50 vi an Chọn số ( số đầu mối) trục vít Z1 = Số bánh vít Z2 = i Z1 = 40 = 40 Lấy Z2 = 40 Tính lại tỷ số truyền: i = Z  40 = 40 Z 1 Sơ chọn trị số hiệu suất  hệ số tải trọng k: Với Z1 = chọn sơ hiệu suất  = 0,7 - Cơng suất bánh vít: N2 =  N1 = 0,7 0,74 = 0,5 (kW ) Định sơ k = 1,1 (giả thuyết v2 < m/s ) - Định m q : Theo công thức (4 – 9, trang 73 [3]): m3q   1,45 10  k N   n2   tx Z  2   2 m q   1,45 10  1,1 0,5 = 14,9  495 40    0,9 (Theo bảng – 6, trang 73 [3]) Lấy m = q = 12 Kiểm nghiệm vận tốc trượt, hiệu suất hệ số tải trọng: - Vận tốc trượt (công thức – 11 [3]) vt  m.n1 8.36 Z 12  q  11  12  0,18 (m/s) 19100 19100 Phù hợp với dự đốn chọn vật liệu bánh vít Để tính hiệu suất theo bảng 4-8, trang 74 [3], lấy hệ số ma sát f = 0,065, đo  = 3043’ Với Z1 = q = 12 theo bảng – 7, trang 74 [3] tìm góc vít  = 7007’30’’ - Hiệu suất theo cơng thức (4 - 12 trang 74 [3]): tg tg o 07' 30"  = 0,96  0,96  0,62 tg (   ) tg ( o 07' 30"  3o 43' ) Định thông số hình học chủ yếu truyền (bảng – 3, trang 69 [3]): - Môđun m = (bảng 4-1, trang 68 [3]): 56 an m= 2A qZ  2.72 12  40 =3 - Số mối ren trục vít : Z1 = - Mối bánh vít : Z2 = 40 - Hệ số đường kính : q = 12 - Góc ăn khớp :  = 200 - Góc vít :  = 7007’30” - Khoảng cách trục: A = 0,5 m (q + Z2) = 0,5 ( 12 + 40 ) = 78mm Vì khơng lấy khoảng cách trục A theo tiêu chuẩn nên không dùng hệ số dịch chỉnh (  = ) - Đường kính vịng chia (vịng lăn) trục vít : dc1 = d1 = m q = 3.12 = 36 mm - Đường kính vịng đỉnh trục vít (lấy fo = 1): De1 = d1 + m = 36 + = 42 mm - Đường kính vịng chân ren trục vít (lấy co = 0,2): Di1 = dc1 – fo m – co m = 36 - – 2.0.2 = 28,8 mm - Chiều dài phần ren trục vít ( bảng – 2, trang 69 [3]): L  ( 11 + 0,06 Z2 ) m = ( 11 + 0,06 40 ) = 40 mm Vì trục vít mài tăng thêm chiều dài L Lấy : L = 40 + 40 = 80 mm Để tránh cân cho trục vít, chọn chiều dài L số nguyên lần bước lần bước dọc t trục vít Vì X = L L 80   = 8,5 t a  m 3,14 Cho nên lấy X = 8,5 định xác chiều dài L = 8,5 3,14 = 80 mm - Đường kính vịng chia ( vịng lăn ) bánh vít: dc2 = d2 = Z2 m = 40 = 120 mm - Đường kính vịng đỉnh (trong mắt cắt) bánh vít: De2 = ( Z2 + fo ) m = ( 40 + ) = 126 mm - Đường kính vịng ngồi bánh vít ( cơng thức –1, trang 68 [3]): Dn = De1 + 1,5 m = 126 + 1,5 = 130 mm - Chiều rộng bánh vít (cơng thức –2): 57 an B = 0,75 De1 = 0,75 42 = 32 mm - Tính lực tác dụng: Lực vịng P1 trục vít lực dọc trục Pa2 bánh vít ( cơng thức 4-23, trang 77 [3]) P1  Pa  2M III 2.196305   10906 (N) d1 36 Lực vòng P2 bánh vít lực dọc trục Pa1 trục vít (cơng thức 4-24, trang 77 [3]) P2  Pa1  2M IV 2.12202777   203379 (N) d2 120 Lực hướng tâm Pr1 trục vít lực hướng tâm Pr2 bánh vít (cơng thức 4-25, sách II ) Pr1 = Pr2 = P2 tg = 203379 0,364 = 74029 (N) 5.4 Thiết kế truyền bánh trụ - thẳng: Thiết kế truyền bánh trụ thẳng theo số liệu sau : - Cơng suất : N = 0,71 kW - Số vịng quay phút trục dẫn : n3 = 36 (v/ph) - Tỷ số truyền : i = Chọn vật liệu làm bánh thép 40XH cải thiện (Bảng 3-7, trang 39 [3]), tính thép (Bảng – 8, trang 41 [3]) Thép 40XH cải thiện : b = 950 (N/mm2) ch = 700 (N/mm2 ) HB = 260 Giả thuyết đường kính phơi 150 mm Định ứng suất tiếp xúc ứng suất uốn cho phép : - Ứng suất tiếp xúc cho phép: Số chu kỳ tương đương bánh dẫn: Ntd = 600.u.n.T = 600 36 18000 = 38,9 107 > N0 = 107 (bảng – 9, trang 43 [3]) Vậy số chu kỳ làm việc tương đương bánh bị dẫn: Ntd1 = Ntd2.i lớn số chu kỳ sở No =107 o hệ số chu kỳ ứng suất bánh 58 an Ứng suất tiếp xúc cho phép: []tx = []N0tx k’N Theo bảng 3-9, trang 43 [3]: []N0tx = 2,6HB = 2,6 260 = 676 (N/mm2)  []tx = 676.1 = 676 (N/mm2 ) - Ứng suất uốn cho phép: Số chu kỳ tương đương hai bánh tương tự tính cho ứng suất tiếp xúc Ntd > No = 5.106 Coi làm việc chịu tải trọng khơng đổi o k”N = Giới hạn mỏi uốn chu kỳ mạch động chu kỳ đối xứng thép 40XH: -1 = ( 0,4  0,45 ) bk = 0,45 950 = 427,5 N/mm2 Hệ số an toàn n = 1,5, hệ số tập trung ứng suất chân k = 1,8 Vì làm việc mặt (răng chịu ứng suất thay đổi chiều): []u=  1 n.K kn' ' = 427,5 = 158 (N/mm2) 1,5.1,8 Sơ chọn hệ số tải trọng K: K = 1,3 Chọn hệ số chiều rộng bánh : A = b = 0,3 A - Tính khoảng cách trục: 6  A  ( i+ ) 1,05 10  k N   tx i   n A   =(1+1) 6  1,05 10  1,3 0,71 0,3 36  676    = 118 Lấy A = 130 để tính sơ (v, b, k ) Tính vận tốc vịng bánh chọn cấp xác để chế tạo bánh răng: - Vận tốc vịng (cơng thức – 17, trang 46 [3]): v= 2.3,14 A n 3,14 130.36   0,25m / s 60.1000 ( i 1) 60 1000 (11 ) Theo bảng 3-11, trang 46 [3] ) , chọn cấp xác Định xác hệ số tải trọng k Vì tải trọng khơng thay đổi bánh có độ cứng nhỏ 350 HB nên Ktt = 59 an Giả sử : b ≤ 2,5 mn sin  - Với cấp xác 9, v < m/s Theo bảng – 13, trang 48 [3], tìm hệ số tải trọng động Kđ = 1,1 Hệ số tải trọng K = Ktt Kđ = 1,1= 1,1 - Sai số khác xa với chọn K sơ (k = 1,3) nên cần tính lại khoảnh cách trục: A = Asơ k 130.3 1,1  123 k 1,3 sb Như lấy xác trục A = 120mm Xác định mơđun, số răng, chiều rộng bánh răng: - Môđun pháp: mn = ( 0,01  0,02 ) A = (1,2  2,4) mm Lấy: mn = mm - Số bánh dẫn: Z1 = A 2.120  = 60 mn (i  1) 2.(1  1) - Số bánh bị dẫn Z2 : Z2 = Z1 i = 60 = 60 - Chiều rộng bánh : B = A A = 0,3 120 = 36 (mm) - Kiểm nghiệm sức bền uốn : Tính số tương đương (công thức – 37, trang 52 [3]) Ztd = Z = 60 Kiểm nghiệm sức bền uốn (công thức – 14, trang 45 [3]): 6 u = 19,1.10 K N  19,1.10 1,1.0,71 = 96 N/mm2 Z n b y mn 0,499 2 60 36 36 u < []u = 158 N/mm2 Các thông số động học truyền: - Môđun pháp: mn = - Số : Z1 = Z1 = 60 - Góc ăn khớp: n = 200 - Đường kính vịng chia (vịng lăn): d1 = d2= mn Z  2.60 = 120 mm 60 an - Khoảng cách trục: A = 120 mm - Chiều rộng bánh răng: b = 36 mm - Đường kính vịng đỉnh răng: De1 = d + mn = 120 + = 124 mm - Đường kính vịng chân răng: Di1 = d – 2,5 mn = 120 – 2,5 = 115 mm Tính lực tác dụng lên trục (cơng thức – 49, trang 54 [3]) : 2M x 2.9,55.10 6.0,71   3139 (N) d 120.36 - Lực vòng: P  - Lực hướng tâm: Pr  P.tg n  3139.tg (20 o )  1143 (N) - Lực dọc trục: Pa = 5.5 Tính tốn thiết kế trục then: 5.5.1 Tính trục: Đường kính sơ trục (theo công thức 7-2, trang 114 [3]) d  C3 N n - Đối với trục I : NI = 0,69 kW nI = 36 v/ph C: hệ số phụ thuộc ứng suất xoắn cho phép đầu trục vào trục truyền chung, lấy C = 110 dI  110 0,69  29,4 (mm) 36 - Đối với trục II: NII = 0,71 kW n = 36 (v/ph) Chọn C = 110 dII  110 - 0,71  29,7 (mm) 36 Đối với trục III: NIII = 0,74 kW nIII = 36 (v/ph) Chọn C = 110 61 an dIII  110 0,74  30,1 (mm) 36 Đối với trục IV: NIV = 1,15 (kW) nIV = 0,9 (v/p) Chọn C = 110 dIV  110.3 1,15  54 (mm) 0,9 Để chuẩn bị cho bước tính gần đúng, bốn trị số dI, dII, dIII, dIV ta chọn lấy trị số dIV = 45 mm để chọn ổ bi kiểu đặc biệt nhẹ, tra bảng 17P, trang 346 [3], ta có chiều rộng ổ B = 18 mm  Xác định trị số chiều lực từ chi tiết quay tác dụng lên trục IV: - Các thông số ban đầu: + l1 = 136 mm; l2 = 70 mm + Đường kính bánh vít: d = 120 mm + Moment xoắn: MIV = 12202777 (N.mm) - Lực vòng: Ft2 = 203379 (N) - Lực hướng kính: Fr2 = 74209 (N) - Lực dọc trục: Fa2 = 10906(N) - Moment uốn Fa2 gây trục IV: M a  Fa d 160  10906  654360 N mm 2  Xác định đường kính chiều dài đoạn trục trục IV: - Xác định phản lực tác dụng lên gối đỡ: Sử dụng phương trình moment phương trình hình chiếu lực mp xOz yOz: - Trong mp yOz: Fly 32  Fr l1  M a 74209.136  654360   52168 N l1  l 136  70 Fly 31  Fr  Fly 32  74209  52168  22041 N - Trong mp zOx : Flx 32  l1 Ft 203379.136   134269 N l1  l 136  70 Flx 31  Ft  Flx 32  203379  134269  69110 N 62 an - Xác định đường kính đoạn trục : Tại A: Theo công thức 7.4, trang 117 [3]: 2 M A  M xA  M yA 0 M tdA  M A2  0,75TA  Nmm Chọn d3A= 45 mm (do A có ổ lăn) Tại B: MB  2 M xB  M yB  3651936  9398960  10083506 Nmm M tdB  M B2  0,75.TB2  10083506  0,75  12202777  14606776 N mm - Đường kính trục tiết diện B : theo công thức 7.3, trang 117 [3]: d 3B  M tdB 14606776 3  64,2 mm 0,1.[ ] 0,1  55  Chọn d3B =54 (mm)   =55 (MPa) ứng với thép 45 có  b  600  MPa  đường kính trục > 50 (mm) Tại C: Theo cơng thức 7.4, trang 117 [3]: M C  M xc  M yc 0 M tdC   0,75  12202777  10567915 Nmm Đường kính trục tiết diện C: theo công thức 7.3, trang 117 [3]: d 3C  M tdC 10567915 3  57,7 mm 0,1.[ ] 0,1.55 63 an  Chọn d3C = 65 (mm) Biểu đồ Momoent trục ( trục IV) 5.5.2 Tính then: Để cố định bánh theo phương tiếp tuyến, nói cách khác để truyền môment chuyển động từ trục đến bánh ngược lại ta dùng then Theo đường kính trục để lắp then 54, tra bảng 7-23 trang 143 [3], chọn then có b = 16, h = 10, t = 5, k = 6,2 Chiều dài then là: l = 22 mm Kiểm nghiệm sức bền dập theo công thức (7-11), trang 139 [3]: d = 2.M x   d d k.l 64 an Ở Mx = 654360 N.mm d = 54 mm k = 6,2 mm l = 22 mm d = 2.654360  145 (N/mm2) 54.6,2.22 []d = 150 N/mm2 (bảng 7-20,trang 142 [3] ứng xuất mối ghép cố định, tải trọng tỉnh, vật liệu thép) Kiểm nghiệm sức bền cắt theo công thức 7-12, trang 139 [3]: c = 2M x  []c d b.l Ở b = 16 mm, []c = 120 N/mm2 (bảng 7-21, trang 142 [3]), thông số khác c = 2.654360  69 N/mm2  []c 54.16.22 Tra bảng – 23 trang 143 [3], ta chọn then cho đường kính trục: - Theo đường kính trục I để lắp then d1 = 25 mm d2 = 20 mm + Với d1 = 25 mm, ta chọn then có b = 8; h = 7; t = 4; k = 3,5 + Với d2 = 20 mm, ta chọn then có b = 6; h = 6; t = 3,5; k 2,9 - Theo đường kính trục II để lắp then d = 20 mm, ta chọn then có b = 6; h = 6; t = 3,5; k 2,9 - Theo đường kính trục III để lắp then d = 20 mm, ta chọn then có b = 6; h = 6; t = 3,5; k 2,9 - Theo đường kính trục V để lắp then d = 24 mm, ta chọn then có b = 7; h = 7; t = 4; k = 3,5 5.5.3 Tính tốn ổ lăn : Ta xét trục IV: Với kết cấu trục đường kính ngõng trục d = 45mm chọn ổ bi đỡ chặn cỡ đặc biệt nhẹ 46109 (bảng 17P, trang 346 [3]) có đường kính d = 45mm, đường kính ngồi D = 75 mm, khả tải động C = 30,4 (kN), khả tải tĩnh C0 = 23,6 (kN) - Tính kiểm nghiệm khả tải ổ: Khả tải động Cd = Q Với L : tuổi thọ ổ ( triệu vòng quay) L = (60.n.Lh)/106 65 an Với Lh = KHE.t = 0,5.1200 = 600 (giờ) L 60.36.600  1,3 (triệu vòng) 10 m = bậc đường cong mỏi Theo công thức 11.3 [4], tải trọng quy ước: Q = ( X.V.Fr + y.Fa).Kt.Kd V = (vòng quay) X = (ổ đỡ chịu lực hướng tâm), Y=0 Kt = 0,7: hệ số kể đến ảnh hưởng to Kd = 0,5: hệ số kể đến đặt tính tải trọng Fr= F lx31  F ly 31  224012  69110  72649 (N) => Q = 72649 0,7 0,5 = 25427 (N) => Cd = Q = 25427 1,3 = 27751(N) < C = 30400 (N) => đảm bảo điều kiện bền tải động - Khả tải tĩnh: Q0 = X0 Fr X0 = 0,3 (ổ bi đỡ dãy) => Q0= 0,3 72649 = 21795 (N) < C0 = 23600 (N) => đảm bảo điều kiện bền tải tĩnh Tương tự: Tra bảng 17P ta chọn ổ lăn cho trục II, III, VI: - Đối với trục II: Ta chọn ổ bi đỡ chặn cỡ nhẹ 36204 có đường kính d = 20 mm, đường kính ngồi D = 47 mm, bề rộng ổ B = 12 mm - Đối với trục III: Ta chọn ổ bi đỡ chặn cỡ đặc biệt 46105 nhẹ có đường kính d = 25 mm, đường kính ngồi D = 47 mm, bề rộng ổ B = 12 mm - Đối với trục VI: Ta chọn ổ bi đỡ chặn cỡ đặc biệt nhẹ 46105 có đường kính d = 25 mm, đường kính ngồi D = 47 mm, bề rộng ổ B = 12 mm  Chọn dung sai lắp ghép ổ lăn: Vì vịng quay nên chịu tải chu kì vịng quay nên chịu tải cục + Ổ lăn với trục lắp ghép theo hệ thống lỗ + Ổ lăn với vỏ hộp lắp ghép theo hệ thống trục 5.6 Thiết kế vỏ hộp: Bảng 10 – 9, trag 268 [3]) cho phép ta tính kích thước phần tử cấu tạo vỏ hộp sau : 66 an - Chiều dày thành thân hộp :  = 0,04 A + (  ) mm  = 0,04 78 + = mm Ta lấy  = 10 mm - Chiều dày thành nắp hộp:  = (0,8  0,85)  = 0,85 10 = 8,5 mm - Chiều dày mặt bích thân: b = 1,5  = 1,5 10 = 15mm - Đường kính bulơng: + Ở cạnh ổ trục I, chọn bu lơng có đường kính d =6 mm + Ghép nắp trước vào thân, chọn bu lơng có đường kính d = 10 mm + Ghép mặt bích với thân, chọn bu lơng có đường kính d = mm 67 an KẾT LUẬN Phương pháp phân độ đầu phân độ khơng có đĩa chia sử dụng rộng rãi khí chế tạo Tuy nhiên, việc thao tác phân độ thường phải thời gian cho việc nhớ hàng lỗ, quay xác số lỗ hàng lỗ Vì vậy, đồ án “Nghiên cứu, Thiết kế đầu phân độ khơng có đĩa chia” giúp người đứng máy nhớ hàng lỗ, số lỗ cần quay mà cần quay số vòng chẵn, thay đĩa quay bánh thay Sau thời gian tìm hiểu, nghiên cứu giúp đỡ thầy cô khoa Cơ khí em hồn thành vẽ lắp, tập vẽ chi tiết đầu phân độ khơng có đĩa chia, biết ứng dụng cấu vi sai cách phân độ gia cơng chi tiết Trong q trình tìm hiểu thực đồ án giúp em củng cố lại kiến thức học năm qua, vận dụng kiến thức lý thuyết học vào thực hành, cách tìm kiếm tài liệu, thu thập thơng tin mạng, cách tra sách tiêu chuẩn vẽ kỹ thuật, cách trình bày văn bản,… Tuy nhiên, q trình thực cịn nhiều thiếu xót, thiết kế chưa xác tuyệt đối Nếu thời gian tới có hội em tiếp tục nghiên cứu, phát triển đề tài, chế tạo mơ hình thử nghiệm áp dụng kỹ thuật số vào đầu phân độ để gia công với độ xác cao 68 an TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Ngọc Đào, Hồ Viết Bình, Trần Thế San, Chế độ cắt gia cơng khí, NXB Đà Nẵng 11/2006 [2] Trần Văn Địch, Kỹ thuật phay [3] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm, Thiết kế chi tiết máy, NXB Giáo Dục 1999 [4] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí – tập một, NXB Giáo Dục 02/2006 [5] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí – tập hai, NXB Giáo Dục 06/2010 [6] Trần Quốc Hùng, Dung sai – Kỹ thuật đo, NXB Đại Học Quốc Gia Tp.Hồ Chí Minh, 2012 [7] Nguyễn Đắc Lộc, Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2, NXB Khoa học kỹ thuật, năm 2003 [8] Nguyễn Đắc Lộc, Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1, NXB Khoa học kỹ thuật, năm 2003 [9] Dương Bình Nam, Máy cắt kim loại, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật, năm 2006 69 an S an K L 0 ... tốn phân độ đầu phân độ khơng có đĩa chia: phân độ trực tiếp, phân độ đơn giản, phân độ vi sai, phân độ phay rãnh xoắn - Chương 5: Tính tốn, thiết kế phận đầu phân độ: trục vít – bánh vít, bánh... Tính tốn phân độ đầu phân độ khơng có đĩa chia  Chương 5: Tính tốn, thiết kế đầu phân độ khơng có đĩa chia Kết luận đưa đề xuất (nếu có) an CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐẦU PHÂN ĐỘ Đầu phân độ phụ tùng... thường vòng Z Đầu phân độ vạn khơng có đĩa chia độ có hai loại: - Đầu phân độ có cấu vi sai - Đầu phân độ có cấu hành tinh Đầu phân độ vạn có cấu vi sai trình bày hình 4.1 oại có bánh thay a c