(Đồ án) đồ án máy công cụ tìm hiểu khả năng công nghệ và thiết lập sơ đồ kết cấu động học của máy

ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: NGUYỄN PHẠM THẾ NHÂN LỜI NÓI ĐẦU Trong giai đoạn nay, mà đất nƣớc tiến hành cơng đại hố ngành công nghiệp, đặc biệt ngành cơng nghiệp chế tạo máy, máy cơng cụ đóng vai trị, vị trí đặc biệt quan trọng để sản xuất chi tiết để tạo nên máy khác phục vụ trực tiếp cho ngành công nghiệp khác Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật đại giới cho đời nhiều loại máy công cụ hện đại, ứng dụng thành tựu công nghệ thông tin tạo nên máy tự động linh hoạt, máy chuyên dùng máy công cụ chiếm phần lớn đáng kể ngành công nghiệp chế tạo, đặc biệt nƣớc phát triển nhƣ nƣớc ta việc sử dụng máy công cụ kết hợp với đồ gá chuyên dùng đƣợc sử dụng rộng rải phổ biến có hiệu Chính mà việc thiết kế máy công cụ sinh viên nhằm giúp cho sinh viên tìm hiểu nắm vững đƣợc đặc điểm , tính máy hệ thống hoá kiến thức tổng hợp đƣợc học mà cịn góp phần đáng kể vào cơng cơng nghiệp hố ngành cơng nghiệp đất nƣớc Đồ án môn học máy công cụ nội dung thiếu nội dung đào tạo sinh viên ngành chế tạo máy nhằm thực tốt đƣợc yêu cầu nhiệm vụ nêu Với nhiệm vụ đƣợc giao nghiên cứu thiết kế lại máy tiện với thông số cụ thể dƣới hƣớng dẫn trực tiếp thầy NGUYỄN PHẠM THẾ NHÂN với tìm hiểu tổng hợp kiến thức đƣợc học em hồn thành nhiệm vụ u cầu thời hạn Tuy nhiên, kiến thức hạn chế nên em khơng tránh khỏi sai sót.Em mong tiếp tục đƣợc bảo, góp ý thầy Em xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, ngày 18 tháng 11 năm 2020 Sinh viên thực NGUYỄN TUẤN ĐIỆP SVTH: NGUYỄN TUẤN ĐIỆP – 17C1B h ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: NGUYỄN PHẠM THẾ NHÂN Mục lục CHƢƠNG I: TÌM HIỂU KHẢ NĂNG CƠNG NGHỆ VÀ THIẾT LẬP 1.1 Tìm hiểu khả cơng nghệ phương pháp tiện: .3 1.2 Chuyển động tạo hình sơ đồ kết cấu động học: .3 1.2.1 Các chuyển động tạo hình : 1.2.2 Phân tích chuyển động -Thiết kế sơ đồ kết cấu động học : CHƢƠNG II: THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC MÁY 11 2.1 Tính tốn xác định thơng số kĩ thuật máy 11 2.1.1 Thông số động học: .11 2.1.2 Xác định lực cắt công suất động điện: 13 2.2 Thiết kế động học hộp tốc độ: .16 2.2.1 Chọn phương án không gian (PAKG) 16 2.2.2 Phương án thứ tự (PATT): 18 2.2.3 Lưới kết cấu đồ thị vòng quay: .18 2.3 Thiết kế hộp chạy dao (HCD) .31 2.3.1 Đặc điểm yêu cầu .31 2.3.1.2 Yêu cầu: 31 2.3.2 Thiết kế hộp chạy dao xác 31 CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ KẾT CẤU MÁY 41 3.1 Xác định công suất hộp tốc độ hộp chạy dao .41 3.1.1 Công suất cắt công suất chạy dao 41 3.1.2 Tính sơ trục: 41 3.2 Tính 01 truyền bánh hộp chạy dao 43 3.2.1 Chọn vật liệu bánh cách nhiệt luyện: 43 3.2.2 Định ứng suất mỏi tiếp xúc ứng suất mỏi uốn cho phép 43 3.3 Thiết kế 01 trục hộp chạy dao chọn ổ 46 3.3.1 Thiết kế trục 46 3.3.2 Chọn ổ 50 3.4 Phân tích, lựa chọn cấu đặc biệt xích chạy dao 50 3.5 Thiết kế hệ thống điều khiển hộp chạy dao .52 3.5.1 Thiết kế hệ thống điều khiển nhóm sở: 52 SVTH: NGUYỄN TUẤN ĐIỆP – 17C1B h ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: NGUYỄN PHẠM THẾ NHÂN CHƯƠNG I: TÌM HIỂU KHẢ NĂNG CƠNG NGHỆ VÀ THIẾT LẬP SƠ ĐỒ KẾT CẤU ĐỘNG HỌC CỦA MÁY 1.1 Tìm hiểu khả cơng nghệ phương pháp tiện: Máy tiện máy cắt kim loại đƣợc sử dụng rộng rãi ngành khí Máy tiện thƣờng đƣợc phân thành máy tiện vạn máy tiện chuyên dùng Máy tiện vạn đƣợc phân gồm máy tiện phổ thông máy tiện ren Cịn máy tiện chun dùng tùy theo cơng dụng loại máy mà có tên gọi khác Ví dụ: máy tiện hớt lƣng, máy tiện trục khuỷu, máy tiện ren xác… Máy tiện vạn đƣợc sử dụng để thực nhiều công việc khác Để gia công nhiều loại chi tiết khác nhƣ: tiện trong, tiện ngồi, tiện cơn, thực gia cơng mặt tròn xoay, tiện cắt đứt khoan khoét lỗ, ta rơ làm ren… Hiện máy tiện gia cơng đƣợc chi tiết có đƣờng kính từ 95 – 5000 mm, chiều dài từ 125 – 24000 mm Đối với máy tiện ren vít vạn đƣợc sử dụng rộng rãi nhƣ máy 1K62, 16K20, T6M16,… Khi gia cơng ren máy gia cơng đƣợc bƣớc ren nhƣ sau: - Ren Quốc tế từ đến 192 mm; - Ren Anh - Ren picth từ 96 đến mô đun/ tấc Anh: ( ) -Ren mô đun( từ 0.5 đến 4.8 mm) : =π ( Đối với máy 1K62) Ngồi gia công ren khuếch đại, ren măt đầu, ren xác… Cịn tiện trơn ngƣời ta tiện mặt trụ, tiện mặt đầu, tiện rãnh, tiện cắt đứt… Vì có chuyển động tiện trơn chạy dao dọc tiện trơn chạy dao ngang 1.2 Chuyển động tạo hình sơ đồ kết cấu động học: 2.1 Các chuyển động tạo hình : Trong máy tiện chuyển động chuyển động quay trịn phơi tức trục chính, chuyển động tạo tốc độ cắt gọt chuyển động dao theo phƣơng dọc phƣơng ngang đảm bảo cho dao ăn liên tục vào lớp kim loại, tạo suất gia công độ nhẵn bề mặt gia công Chuyển động chuyển động chạy dao gọi chuyển động máy bên cạnh cịn có chuyển động khác khơng trực tiếp cắt gọt nhƣng cần phải có nhƣ tiến dao nhanh, lùi dao gọi chuyển động phụ SVTH: NGUYỄN TUẤN ĐIỆP – 17C1B Page h ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: NGUYỄN PHẠM THẾ NHÂN Sau chuyển động cụ thể công nghệ tiện: 1.2.1.1 Tiện dao phá thẳng : - Chuyển động quay Q1 phôi, với tốc độ cắt V; Q1 n S T2 Hình 1.1 - Chuyển động tịnh tiến T2 dọc trục phôi với lƣợng chạy dao S 1.2.1.2 Tiện dao phá đầu cong : - Chuyển động quay Q1 phôi, với tốc độ cắt V; - Chuyển động tịnh tiến T2 dọc trục phôi với lƣợng chạy dao S Q1 n S T2 Hình 1.2 SVTH: NGUYỄN TUẤN ĐIỆP – 17C1B Page h ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: NGUYỄN PHẠM THẾ NHÂN 1.2.1.3 Tiện dao vai - Chuyển động quay Q1 phôi, với tốc độ cắt V; - Chuyển động tịnh tiến T2 dọc trục phôi với lƣợng chạy dao S Q1 n S T2 Hình 1.3 1.2.1.4 Tiện dao xén mặt đầu - Chuyển động quay Q1 phôi, với tốc độ cắt V; - Chuyển động tịnh tiến T3 vng góc với trục phôi với lƣợng chạy dao S Q1 n S T3 Hình 1.4 1.2.1.5 Tiện cắt đứt - Chuyển động quay Q1 phôi, với tốc độ cắt V; - Chuyển động tịnh tiến T2 vng góc với trục phơi với lƣợng chạy dao S 1Q n S T2 Hình 1.5 SVTH: NGUYỄN TUẤN ĐIỆP – 17C1B Page h ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: NGUYỄN PHẠM THẾ NHÂN 1.2.1.6 Tiện định hình : - Chuyển động quay Q1 phôi, với tốc độ cắt V; - Chuyển động tịnh tiến T2 vng góc với trục phơi với lƣợng chạy dao S Q1 n S T2 Hình 1.6 1.2.1.7 Tiện định hình - Chuyển động quay Q1 phơi, với tốc độ cắt V; - Chuyển động tịnh tiến T2 vng góc với trục phơi với lƣợng chạy dao S Q1 n S T2 Hình1.7 SVTH: NGUYỄN TUẤN ĐIỆP – 17C1B Page h ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: NGUYỄN PHẠM THẾ NHÂN Ngoài máy tiện ren vít vạn cịn thực đƣợc khả cơng nghệ sau: Hình 1.8 Kết luận: từ ta thấy chuyển động tạo hình máy gồm chuyển động tƣơng đối phôi dao trực tiếp tạo bề mặt gia cơng Các chuyển động tạo hình đơn giản chuyển động độclập với nhau, chuyển động phức tạp chuyển động phụ thuộc trình tạo hình SVTH: NGUYỄN TUẤN ĐIỆP – 17C1B Page h ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: NGUYỄN PHẠM THẾ NHÂN Ngoài ta cần quan tâm đến số phƣơng pháp tạo hình bề mặt nhƣ phƣơng pháp chép hình, phƣơng pháp mà biên dạng lƣỡi cắt giống bề mặt cần gia công Phƣơng pháp bao hình lƣỡi cắt chuyển động tạo bề mặt, đƣờng điểm luôn tiếp xúc bề mặt gia công, tập hợp tất điểm tiếp xúc đƣờng sinh bề mặt gia cơng bề mặt tạo hình khơng phụ thuộc vào biên dạng lƣỡi cắt phƣơng pháp cắt theo vết dùng máy công cụ điều khiển số 1.2.2 Phân tích chuyển động -Thiết kế sơ đồ kết cấu động học : Để mô tả chuyển động loại chuyển động từ nguồn động đến cấu chấp hành khác ta sử dụng sơ đồ kết cấu động học Để tạo hình bề mặt chi tiết máy gia công chúng phƣơng pháp cắt gọt, máy phải tạo cho phôi dao chuyển động tƣơng Đối với máy tiện tạo hình bề mặt cho chi tiết máy máy phải tạo cho phơi chuyển động quay cho dao chuyển động tịnh tiến Tùy vào chi tiết mà quy định phƣơng chuyển động dao, mặt trụ trịn dao chuyển động tịnh tiến theo phƣơng dọc trục Còn bề mặt trịn xoay chuyển động dao tổng hợp hai phƣơng chuyển động theo hƣớng trục hƣớng tâm Trong mâm cặp bàn dao hai cấu chấp hành để thự chuyển động máy Mâm cặp đƣợc gắn với trục để điều chỉnh chuyển động trục ta có hộp tốc độ, hộp chạy dao để điều chỉnh bàn dao Để tạo chuyển động tƣơng đối dao phơi chúng với vói nguồn chuyển động phải có mối liên hệ chuyển động định Tất khâu liên hệ theo quy luật định, tạo nên xích truyền động gọi xích động Máy tiện ren vít vạn gồm có hai xích động: xích tốc độ xích chạy dao - Xích tốc độ: Xích tốc độ từ động qua tỷ số truyền cố định qua hộp tốc độ truyền chuyển động quay cho phơi - Xích chạy dao: Xích chạy dao truyền từ phơi đến hộp tốc độ dến vít me, bàn dao Xích truyền chuyển động tịnh tiến cho dao phối hợp chuyển động quay phôi chuyển động tịnh tiến dao Ta có sơ đồ kết cấu động học máy tiện ren vít vạn năng: SVTH: NGUYỄN TUẤN ĐIỆP – 17C1B Page h ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: NGUYỄN PHẠM THẾ NHÂN AC iv is tx Sơ đồ AC iv is tx Sơ đồ AC AC tx Sơ đồ * Phương án 1: Khơng có mối liên hệ trực tiếp số vịng quay trục lƣợng chạy dao nên khó điều chỉnh máy để gia cơng, cần tìm mối quan hệ V,S khó khăn SVTH: NGUYỄN TUẤN ĐIỆP – 17C1B Page h ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: NGUYỄN PHẠM THẾ NHÂN * Phương án 2: có mối quan hệ mật thiết tốc độ quay trục lƣợng chạy dao S nên dễ điều chỉnh chế độ cắt gia công chi tiết khác * Phương án 3: sử dụng động nên gây tốn kém, việc bố trí nhiều động làm máy thêm cồng kềnh Hơn nửa khơng có mối quan hệ trực tiếp tốc độ cắt lƣợng chạy dao  Chọn phƣơng án tối ƣu Từ ta có phƣơng trình xích động: Xích tốc độ: nđc ×i1−2 ×iv ×i3−4 = ntc Xích cắt ren: 1vịngtc×i4−5 ×is ×i6−7 ×tx = Với: nđc; ntc : số vòng quay động trục chính; nđc; i3−4; i4−5; i6−7 : tỷ số truyền cố định; is, iv tỉ số truyền hộp tốc độ hộp chạy dao bƣớc ren cần gia cơng Từ suy ra: iv = is = SVTH: NGUYỄN TUẤN ĐIỆP – 17C1B Page 10 h ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: NGUYỄN PHẠM THẾ NHÂN CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ KẾT CẤU MÁY 3.1 Xác định công suất hộp tốc độ hộp chạy dao 3.1.1 Công suất cắt công suất chạy dao  Công suất cắt: giá trị: ( ) ( ) Xác định Vmin Nếu kể đến hiệu suất máy = 0,75 – 0,85 Ta lấy 0,75 thỡ công suất cần thiết Vậy ta chọn động có N = 3,3 kW , n = 1440 vg/ph  Cơng suất chạy dao: Ta tính theo tỉ lệ với cơng suất động chính: ( ) Ta chọn: 3.1.2 Tính sơ trục: Để lập bảng tính tốn động lực ta cần biết: + Tốc độ lớn nhỏ trục, từ ta tính tốc độ trục tính tốn theo công thức: √ ( ) + Công suất trục: Ntrục = Nđc. (kW) Với  hiệu suất truyền, chi tiết từ động tới trục  = i với i hiệu suất truyền đai, bánh răng, ổ lăn ta có: SVTH: NGUYỄN TUẤN ĐIỆP – 17C1B Page 41 h ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: NGUYỄN PHẠM THẾ NHÂN đai = 0,985; br = 0,95; ổ = 0,995; tc = 0,88 + Mơmen xoắn tính tốn trục: ( ) + Đƣờng kính sơ trục: ( √ ) Từ ta có bảng tính tốn động lực: Bảng C1 TT Trục nmin nmax ntính N Mx dsb dchọn (v/p) (v/p) (v/p) (kW) (N/mm) (mm) (min) I 1440 1440 1440 4,5 29844 16 30 II 1000 1000 1000 4,34 41447 18 30 III 350 714 418 4,19 95728 24 35 IV 175 1000 237 4,05 163196 28 40 V 175 1000 237 3,79 152719 27,7 40 VI 63 360 97 3,66 360340 37 40 VII 22,6 1000 58 3,51 577934 43 60 VIII 35,6 1571 92 0,068 7059 10 25 IX 22,6 1000 58 0,065 10702 11,4 25 10 X 11,3 500 29 0,063 20747 14 25 11 XI 10,5 426 27 0,061 21576 14,4 25 12 XII 15,2 667 39 0,059 14447 12,6 32 13 XIII 7,6 750 24 0,057 22681 4,7 32 14 XIV 1,9 1500 10 0,043 41065 18 28 15 XV 1,9 1500 10 0,042 40110 17,7 28 SVTH: NGUYỄN TUẤN ĐIỆP – 17C1B Page 42 h ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: NGUYỄN PHẠM THẾ NHÂN 16 XVI 1,9 1500 10 0,042 39919 17,7 28 17 XVII 1,9 1500 10 0,0418 39919 17,7 25 18 XVIII 1,9 1500 10 0,0418 29605 16 25 19 XIX 42,8 33750 227 0,031 1304 5,7 25 20 XX 16,1 13550 87 0,03 3293 7,7 25 21 XXI 7,3 6136 39 0,029 7101 10 25 22 XXII 95,7 75441 507 0,03 565 4,3 25 23 XXIII 127 98654 663 0,029 418 25 Kết luận: Các đƣờng kính đƣợc chọn bảng đƣờng kính tiêu chuẩn tiết diện lắp bánh ổ bi Tại tiết khác, ta lấy tăng hay giảm tuỳ thuộc vào kết cấu lực tác dụng 3.2 Tính 01 truyền bánh hộp chạy dao Ta thiết kế cặp bánh từ trục XIV đến trục XV có số răng: Z1=39; Z2=39 nt1 =10 => n2=10/1 =10 ( v/ph ) 3.2.1 Chọn vật liệu bánh cách nhiệt luyện: - Bánh nhỏ: Thép 45(Thép C45), thƣờng hóa (tra bảng 3-8, TKCTM), ta có tính: Phơi rèn, giả thiết đƣờng kính phơi từ 100 ÷ 300 mm Ta có tính: - Giới hạn bền kéo: δbk = 580 (N/mm ) - Giới hạn bền chảy: δch = 290 (N/mm ) - Độ rắn: HB = 200 - Bánh lớn: Thép C35, thƣờng hóa (Phơi rèn, giả thiết đƣờng kính phơi từ 300 ÷ 500 mm )Ta có tính: - Giới hạn bền kéo: δbk = 480 (N/mm ) Giới hạn bền chảy: δch = 240 (N/mm ) Độ rắn: HB = 170 3.2.2 Định ứng suất mỏi tiếp xúc ứng suất mỏi uốn cho phép a) Ứng suất tiếp xúc cho phép: [ζ]tx = [ζ]N0 tx×K’N Trong đó: - [ζ] No tx ứng suất tiếp xúc cho phép bánh làm việc lâu dài - k’N: hệ số chu kỳ ứng suất tiếp xúc, đƣợc tính theo cơng thức: SVTH: NGUYỄN TUẤN ĐIỆP – 17C1B Page 43 h ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: NGUYỄN PHẠM THẾ NHÂN (N0=107: số chu kì sở) mà K’N = √ - N0 số chu kỳ sở đƣờng cong mỏi - Ntđ số chu kỳ tƣơng đƣơng: Ntđ = 60 ×u×n×T (CT 3-3 TKCTM) - n: số vòng quay phút bánh - T tổng số làm việc Giả sử thời gian làm việc năm, ca làm tiếng, năm làm 300 ngày ta có: T = ×300×2 ×6×60 = 108×104 - u số lần ăn khớp bánh quay vòng Vậy ta có: - Đối với bánh lớn: Ntđ2 = 60×u×n×T = 60×18.3×108×104 = 1185840000 Ntđt ≥ N0 = 107 - Đối với bánh nhỏ: Ntđ1 = Ntđ2 ×i = 1185840000×1 = 1185840000 ≥ N0 = 107 Do vậy: K’N hai bánh Từ ta có : [ζ]tx1 = [ζ]Notx×K’N = 2.5×200 = 500 (N/mm2) [ζ]tx2= [ζ]Notx×K’N= 2.5×170 = 425 (N/mm2) (bảng 3-9): thiết kế chi tiết máy b) Ứng suất uốn cho phép: ( ) Trong đó: ζ−1 ≈ 0.45×ζbk = 0.45×580 = 261 (N/mm2) (đối bánh nhỏ) = 0.45×480 = 216 (N/mm2) (đối bánh lớn) n hệ số an toàn, n = 1.5 Kζ hệ số tập trung ứng suất chân răng; Kζ = 1.8 √ ( CT 3-7 TKCTM ) với: N0 = 5×106 ; Ntđ2 =1185840000; Ntđ1 = 1185840000 Suy ra: √ √ ; Vậy ta có: ( ) ( ) Sơ chọn hệ số tải trọng k: Có thể chọn sơ k = 1.3 Chọn hệ số chiều rộng bánh răng: A= = 0,3(Tải trung bình) SVTH: NGUYỄN TUẤN ĐIỆP – 17C1B Page 44 h ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: NGUYỄN PHẠM THẾ NHÂN c) Xác định khoảng cách trục : Khoảng cách trục A đƣợc xác định theo công thức: ( ) ) √( ( ) Chọn A = 90 (mm) d) Xác định mơđun: ( ) ( ) Ta có Vì m tiêu chuẩn hố nên chọn ( ) Tính lại khoảng cách trục ( ) Bề rộng bánh răng: b1 = 0.3×97.5 = 29(mm); chọn b2 = 25 (mm) e) Kiểm nghiệm sức bền răng:  Kiểm tra theo sức bền uốn: ( ) Hệ số dạng theo bảng 3-18 TKCTM: y1 = 3.75 y2 = 3.75 Đối với bánh nhỏ: ( ) ( ) Đối với bánh lớn: ( )  Kiểm tra theo sức bền tiếp xúc : √ ( ( ) ( ) ( ) ) f) Các thơng số hình học chủ yếu truyền: - Các thơng số hình học chủ yếu Bộ Truyền đƣợc tính theo cơng thức ( bảng 3-2 ) Tính TKCTM - Mơđun pháp: mn = 2.5 mm - Số răng: Z1 = 39, Z2 = 39 - Góc ăn khớp: αn = 200 - Góc nghiêng: β = 00 - Đƣờng kính vịng chia (vòng lăn): ( SVTH: NGUYỄN TUẤN ĐIỆP – 17C1B ) Page 45 h ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: NGUYỄN PHẠM THẾ NHÂN - Khoảng cách trục ( ) - Chiều rộng bánh răng: b1 = 29 (mm), b2 = 27 (mm) Đƣờng kính vịng đỉnh : Dc1 =dc1 + 2.mn = 97.5 + 2× 2.5 = 102.5 (mm) Dc2 =dc2 + 2.mn = 97.5 + 2× 2.5 = 102.5 (mm) Đƣờng kính vịng chân : Di1 = dc1 − 2.mn − 2.c (Với c = 0.25×mn = 0.25×2.5 = 0.625) = 97.5 − 2× 2.5 − 0.625 = 91.875 (mm) Di2 = dc2 − 2.mn − 2.c = 97.5 − 2× 2.5 − 0.625 = 91.875 (mm) g) Tính lực tác dụng lên trục: Lực tác dụng lên bánh đƣợc chia làm thành phần: lực vòng F, lực hƣớng tâm Fr: + Lực vòng: ( ) + Lực hƣớng tâm: ( ) 3.3 Thiết kế 01 trục hộp chạy dao chọn ổ 3.3.1 Thiết kế trục Ta tính cho trục XVII hộp chay dao a) chọn vật liệu chế tạo trục Chọn vật liệu chế tạo trục thép 40X cải thiện có: Giới hạn bền kéo: ζb= 900 N/mm2 Giới hạn bền chảy: ζch= 700 N/mm2; HB = 260 b) Tính gần trục: Chọn sơ kích thƣớc lắp ghép: a = 30mm; b = 240mm; c = 320mm; Tính lực tác dụng bánh Z = 26 tác dụng lên trục (chọn sơ d = 55): + Lực vòng: ( ) + Lực hƣớng tâm: ( ) SVTH: NGUYỄN TUẤN ĐIỆP – 17C1B Page 46 h ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ P1 = 1246N Pr1 = 460N GVHD: NGUYỄN PHẠM THẾ NHÂN P2 = 842N Pr2 = 307N ∑ ∑ SVTH: NGUYỄN TUẤN ĐIỆP – 17C1B Page 47 h ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: NGUYỄN PHẠM THẾ NHÂN Tính Momen tiết diện nguy hiểm - Mơ men uốn tổng cộng: √ Tiết diện n-n: Tiết diện m-m: ( √ ) ( √ ) - Tính đƣờng kính trục tiết diện nguy hiểm tính theo công thức: √ ( ) Lấy [δ] = 70[N/mm2] (TKCTM - Nxb GD) SVTH: NGUYỄN TUẤN ĐIỆP – 17C1B Page 48 h ĐỒ ÁN MÁY CƠNG CỤ Mơ men tƣơng đƣơng Tiết diện nn: GVHD: NGUYỄN PHẠM THẾ NHÂN √ : ( √ ) √ Tiết diện nn: ( √ ) √ Chọn d = 28 mm Đƣờng kính lắp ổ lăn ϕ20 mm c)Tính xác trục (kiểm nghiệm theo hệ số an toàn): Hệ số an toàn đƣợc tính theo cơng thức: √ nζ - hệ số an tồn xét riêng ứng suất pháp: Vì trục quay nên ứng suất pháp (uốn) biến đổi theo chu kỳ đối xứng: ζa = ζmax = -ζmin = ; ζm = nη - hệ số an toàn xét riêng ứng suất tiếp : Bộ truyền làm việc hai chiều nên ứng suất tiếp (xoắn) biến đổi theo chu kỳ mạch động: ηa = ηmax = ; ηm = Trục có then hoa nên tra bảng 7-26 TKCTM ta có thơng số trục tiết diện trịn: (mm3) (mm3) - ζ-1 giới hạn mỏi uốn: ζ-1 = 0.45×ζb = 0.45×900 = 450 [N/mm2] (trục làm thép 40X nên có ζb = 900 [N/mm2] - η-1 giới hạn mỏi xoắn: η-1 = 0.25×ζb = 0.25×900 = 225 [N/mm2] - ψζ ψη hệ số xét đến ảnh hƣởng trị số ứng suất trung bình đến sức bền mỏi Với thép hợp kim lấy: ψζ =0.15 ; ψη = 0.1 - β hệ số tăng bền: Ở không dùng biện pháp tăng bền nên lấy β = - εζ εη hệ số kích thƣớc: xét ảnh hƣởng kích thƣớc tiết diện trục đến giới hạn mỏi Tra bảng ta có: εζ = εη = 0.77 SVTH: NGUYỄN TUẤN ĐIỆP – 17C1B Page 49 h ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: NGUYỄN PHẠM THẾ NHÂN - kζ kη hệ số tập trung ứng suất thực tế uốn xoắn: kζ = 1.92 ; kη = 1.39 - [n] hệ số an toàn cho phép: điều kiện làm việc bình thƣờng lấy [n] = Thay vào cơng thức ta có : Suy ra: √ 3.3.2 Chọn ổ Chọn sơ ổ bi đỡ dãy (số hiệu 304 – Theo GOST 8338-75) Hệ số khả làm việc ổ đƣợc tính theo cơng thức: C = Q×(n×h)0.3≤ Cbảng n = 17.8 v/ph; số làm việc ổ: h = 16000 Q: Tải trọng tƣơng đƣơng ổ: Q = (Kv×R+m×At)×KN×Kt  Kv = 1: vịng quay;  Kt = hệ số tải trọng;  Kn = hệ số nhiệt độ;  R tải trọng hƣớng tâm √ √ √ √ √  At = SA+ Fms - SB - Với Fms = N×fms lực ma sát sinh di trƣợt bánh trục →Fms = 100×0.2= 20 N; (Giả sử khối bánh di trƣợt có khối lƣợng 1kgN = m×g = 10×10 = 100 N ) - SA SB nên lấy SA= SB → At= Fms= 20 N Ta có: QA = QB = (1681×1+1.5×20) = 1712 N = 171 daN Suy : C = 171×(17.8×16000)0.3= 7402 Tra bảng 14P TKCTM chọn đũa đở chặn có số hiệu 104 có thơng số: d = 20; D = 52; B = 15; Cbảng = 7940 3.4 Phân tích, lựa chọn cấu đặc biệt xích chạy dao Cơ cấu Mean có hai loại : Loại trực tiếp (hình 3.41) nhƣ nhóm gấp bội máy T616 Loại cứng vững nhƣng tỷ số truyền tổng số bánh Do cần dùng tỷ số truyền nhiều từ 6÷8 chiều dài trục lớn, cứng vững SVTH: NGUYỄN TUẤN ĐIỆP – 17C1B Page 50 h ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: NGUYỄN PHẠM THẾ NHÂN Để đáp dứng tỷ số truyền lớn từ 6÷8 dùng loại gián tiếp (hình 3.42), có 14 bánh tạo đƣợc tỷ số truyền Nguyên tắc làm việc cấu Mean lắp khối bánh hai bậc Chỉ cần cố định bánh đầu tiền Z2 trục I Đây nhƣợc điểm cấu Dù cần dung tỷ số truyền nhƣng tất bánh quay lồng không, gây ồn mòn Điểm giống hai loại là: có bánh Z0 lắp then hoa với trục III di trƣợt trục Cả hai loại có Z1=2Z2; Z2=Z0; Nghĩa thực dãy tỷ số truyền cấp số nhân công sai Sự khác chúng là: loại gián tiếp có lắp them bánh đệm hành tinh Z loại trục tiếp có bánh có số Z3 ăn khớp với SVTH: NGUYỄN TUẤN ĐIỆP – 17C1B Page 51 h ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: NGUYỄN PHẠM THẾ NHÂN Cách tính tốn tỷ số truyền loại trực tiếp: ( ) ( ) ( ) ( ) 3.5 Thiết kế hệ thống điều khiển hộp chạy dao 3.5.1 Thiết kế hệ thống điều khiển nhóm sở: - Nhóm sở gồm tỉ số truyền: i1, i2, i3, i4, i5 Để thay đổi tỉ số truyền nhóm sở nhờ hệ thống điều khiển bánh di trƣợt - Chọn hệ thống điều khiển nhóm sởlà cấu điều khiển cam mặt đầu + Cơ cấu chấp hành: ngàm gạt, vật liệu gang + Cơ cấu điều khiển: tay gạt Sơ đồ kết cấu cam gạt - Tính cam gạt gạt: + Điều khiển khối bánh A, giả sử vị trí gốc tỉ số truyền i1 gạt sang phải cho tỉ số truyền i2 SVTH: NGUYỄN TUẤN ĐIỆP – 17C1B Page 52 h ĐỒ ÁN MÁY CƠNG CỤ GVHD: NGUYỄN PHẠM THẾ NHÂN Hành trình gạt: LA = 2b + 2c = 12 + 12 = 48 mm + Điều khiển khối bánh B: cho tỉ số truyền i3, i4 Hành trình gạt: LB = 2b + 2c = 12 + 12 = 48 mm + Điều khiển bánh C, cho tỉ số truyền i5 Hành trình gạt: LC = b + c = 12 + 12 = 24 mm - Xác định góc quay: + Đối với khối bánh A: , độ nâng cam Chọn L1A = 120 mm, L2A = 30 mm (α: góc quay) (β: góc quay, R: chiều dài tay gạt, chọn R = 130 mm) + Đối với khối bánh B: Chọn L1B = 120 mm, L2B = 30 mm + Đối với bánh C: SVTH: NGUYỄN TUẤN ĐIỆP – 17C1B Page 53 h ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: NGUYỄN PHẠM THẾ NHÂN Chọn L1C = 80 mm, L2C = 40 mm 3.5.2 Thiết kế hệ thống điều khiển nhóm gấp bội: - Nhóm gấp bội dùng cấu mean để tạo tỉ số truyền Cơ cấu mean - Để thay đổi tỉ số truyền nhóm gấp bội nhờ cấu bánh di trƣợt ZA - Để điều khiển bánh di trƣợt ZA, ta dùng cấu ngàm gạt: Cơ cấu ngàm gạt SVTH: NGUYỄN TUẤN ĐIỆP – 17C1B Page 54 h ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: NGUYỄN PHẠM THẾ NHÂN + Khi quay tay quay (2), đồng thời làm bánh (3) quay Bánh (3) làm di động (4) sống trƣợt (5) lắp chặt vào thân máy Ngàm gạt (1) lắp chặt với đƣa chi tiết ZA đến vị trí định - Tính hành trình gạt L góc quay α: chọn vị trí bánh ZA gốc igb = Hành trình gạt L góc quay α từ vị trí igbi ÷ igbi+1 nhƣ + Hành trình gạt Ligbi ÷ igbi+1: L=B+b Trong B,b: lần lƣợt chiều dày bánh khe hở vị trí igbi ÷ igbi+1 Chọn: B = 20, b = 50  L = 20 + 50 = 70 mm + Góc quayα igbi ÷ igbi+1: Trong R bán kính ngàm gạt, chọn R = 80 mm SVTH: NGUYỄN TUẤN ĐIỆP – 17C1B Page 55 h