Thiet ke may cong cu 128604

Đồ án môn học thiết kế máy công cụ - NhiÖm vụ thiết kế: Thiết kế máy tiện ren vít vạn Số liệu ban đầu: Hộp tốc độ Z = 24; nmin = 11,8(vg/ph); nmax = n®c = 1450 (vg/ph); ϕ=1,26 Hép ch¹y dao: Ren hƯ mÐt (tp): 1,75  48 Ren Anh (n) :  12 Ren modul (m): 0,5  Ren Pitch (Dp) :  48 Sdäcmin = 0,07 mm/vßng; Sdäcmin = 0,035 mm/vòng Nội dung thuyết minh Lời nói đầu Chơng I : Phân tích máy tơng tự Chơng II : Tính toán thiết kế động học toàn máy Chơng III : Tính toán sức bền động lực học * Tính công suất động cơ: * Tính toán sức bền: * TÝnh trôc chÝnh * Trôc trung gian (tù chän ) Chơng IV: Tính toán thiết kế hệ thống điều khiển Thống kê chi tiết Bản vẽ: * Bản vẽ khai triển: + Hộp tốc độ + Hộp chạy dao * Bản vẽ cắt hệ thống điều khiển + Hộp tốc độ + Hộp chạy dao Ngày giao nhiệm vụ Hà nội Ngày tháng năm 2006 Giáo viên hớng dẫn Trần Việt Tuấn Lời nói đầu Một nội dung đặc biệt quan trọng cách mạng khoa học kỹ thuật toàn cầu nói chung với nghiệp công nghiệp hoá, đại hoá đất nớc ta nói riêng việc khí hoá tự động hoá trình sản xuất, giúp tăng xuất lao động phát triển kinh tế quốc dân Trong công nghiệp chế tạo máy công cụ thiết bị đóng vai trò then chốt Để đáp ứng nhu cầu này, đôi với công việc nghiên cứu, thiết kế nâng cấp máy công cụ trang bị đầy đủ kiến thức sâu rộng -Sinh viªn thùc hiƯn: Nguyễn Cao Cờng_ Lớp_CTM5_K47 Đồ án môn học thiết kế máy công cụ máy công cụ trang thiết bị khí nh khả áp dụng lý luận khoa học thực tiễn sản xuất cho đội ngũ cán khoa học kỹ thuật thiếu đợc Với kiến thức đà đợc trang bị, hớng dẫn nhiệt tình thầy giáo môn đặc biệt thầy Phạm Văn Hùng, nh cố gắng cuả thân Đến nhiệm vụ đồ án máy công cụ đợc giao em đà hoàn thành Trong toàn trình tính toán thiết kế máy "Máy tiện ren vít vạn năng" có nhiều hạn chế Rất mong đợc bảo thầy giáo cộng Phần tính toán thiết kế máy gồm nội dung sau: Chơng I : Nghiên cứu máy tơng tự - chọn máy tơng tự Chơng II : Thiết kế máy Chơng III : Tính toán sức bền chi tiết máy Chơng IV : Thiết kế hệ thống điều khiển Sinh viên thực Nguyễn Cao Cờng Phần I Phân tích máy tơng tự Nghiên cứu đặc tính kỹ thuật số loại máy: I Khảo sát đặc tính kỹ thuật số loại máy tiện thờng gặp : Máy tiện là loại máy phổ thông đợc dùng nhiều nhất, chiếm khoảng 40% đến 50% thiết bị nhà máy Sở dĩ đợc trang bị nhiều nh khả gia công lọai máy đa dạng từ việc gia công mặt tròn xoay (mặt trụ, mặt định hình, mặt nón, mặt ren vít ), khoan, khoét,), khoan, khoét, doa, tạo hình nhiều cạnh, elip, cam, gia công cắt đứt), khoan, khoét, Các loại máy tiện trang bị nhà máy nớc ta hầu hết máy cũ Liên Xô hay tự sản xuất dựa theo kiểu máy Liên Xô, có cải tiến để phù hợp với điều kiện sản xt cđa níc ta -Sinh viªn thùc hiƯn: Ngun Cao Cêng_ Líp_CTM5_K47 Đồ án môn học thiết kế máy công cụ C¸c loại máy tiện vạn hay gặp xởng khí đặc tính kỹ thuật chóng T620 200 1400 400 23 12,52000 0,074,16 0,0352,0 10 Các loại máy 1K62 200 1500 400 21 11,51200 0,0821,59 0,0270,527 T616 160 700 320 12 441980 0,061,07 0,040,78 4,5 3530 5400 3430 5400 3000 8100 Đặc tính kỹ thuật Chiều cao tâm máy (mm) Khoảng cách mũi tâm (mm) Đờng kính vật gia công Dmax(mm) Số cấp tốc độ (z) Số vòng quay:nminnmax (v/p) Lợng chạy dao dọc (mm) Lợng chạy dao ngang (mm) Công suất động (kw) Lực chạy dao lớn Pxmax (N) Pymax (N) Khả cắt ren Ren quốc tế (tp) Ren mo®uyn (m) Ren anh (n) Ren pitch (Dp) 1192 0,548 242 961 Kết luận: Theo đề thiết kế ta thấy máy tiện ren vít vạn T620 có đặc tính tơng tự Do ta dùng máy T620 làm máy mẫu tơng tự đề khảo sát thiết kế máy II Phân tích máy tơng tự - Máy tiện ren vít vạn T620: Sơ đồ động học máy: Ly hợp ma sát đư ờngư truyềnư nghịch II V đư ờngư quayư thuận III từưđộngư VI IV ®­ êng­trun­tèc­®é­thÊp VII ®­ êng­trun­tèc­®é­cao a XÝch tèc độ: - Xích nối từ động điện công suất N = 10 kW sè vßng quay n = 1450 vg/ph, qua truyền đai vào hộp tốc độ làm quay trôc chÝnh (VII) -Sinh viªn thùc hiƯn: Ngun Cao Cêng_ Líp_CTM5_K47 Đồ án môn học thiết kế máy công cụ - Lợng di động tính toán đầu xích là: n đcơ ntc Xích tốc độ có đờng quay thuận Mỗi đờng truyền tới trục bị tách làm đờng truyền + Đờng truyền trực tiếp tới trục cho ta tốc độ cao + Đờng truyền tốc độ thấp từ trục IV-V-VI-VII Phơng trình xích động biểu thị khả biến đổi tốc độ m¸y: 56 34 29 47 22 88 V 27 54 145 1450(vg/ph) 260 II TC 21 55 III 51 39 22 88 45 45 IV 38 38 VI 45 45 65 43 Từ phơng trình ta thấy: + Đờng tốc độ cao vòng quay thuận có cấp tốc ®é: x x = + §êng tốc độ thấp vòng quay thuận có 24 cấp tốc ®é: x x x x = 24 Thực tế đờng truyền tốc độ thấp vòng quay thuận có 18 tốc độ, trục IV trục VI có khối bánh di trợt hai bậc có khả cho ta tỷ số truyÒn 22 88 IV 45 45 22 88 V 45 45 VI 1 Nhìn vào phơng trình thực tÕ chØ cã tû sè truyÒn: , , 16 Nh đờng truyền tốc độ thầp vòng quay thuận 18 tốc độ: x x x = 18 VËy ®êng trun thn cã 18 + = 24 tèc ®é: Bao gåm: Tèc ®é thÊp tõ n1 n18 Tèc ®é cao tõ n19n24 Về mặt độ lớn ta thấy n18 n19 Vậy thực tế có 23 tốc độ khác C¸c tû sè trun 1 1 , , 16 tạo nên ikđại dùng cắt ren khuếch đại b.Xích chạy dao cắt ren: Máy tiện ren vít vạn T620 có khả cắt đợc loại ren: Ren quốc tế (tp) Ren môđun (m) -Sinh viªn thùc hiƯn: Ngun Cao Cờng_ Lớp_CTM5_K47 Đồ án môn học thiết kế máy công cụ Ren anh (n) Ren pitch (Dp) - Khi cắt ren tiêu chuẩn xích truyền từ trục VII xuống trục VIII trục IX qua cặp bánh thay vào hộp dao trục vít me - Lợng di động tính toán đầu xích là: Một vòng trục - cho tiện đợc bớc ren (mm) Để cắt đợc loại ren máy có khả điều khiển sau: + Cơ cấu bánh thay qua trục IX trục X đảm nhận khả 64 (dùng cặp bánh 97 42 50 ) + Bộ bánh Noóctông chủ ®éng chun ®éng tõ trơc IX qua C tíi trục X làm quay khối bánh hình tháp xuống trơc XI qua C tíi trơc XII ®Õn trơc XIV tới trục vít me + Noóctông bị động chuyển động từ trục X thông qua C mà từ cặp bánh 28 36 tới trục XI 28-25-36 bánh hình tháp XII qua bánh 35 (kh«ng trun qua trơc XV) xng díi 18-28-35-XIII tiÕp tơc truyền qua XIV-XV tới vít me + Để cắt đợc nhiỊu ren kh¸c cïng mét loai ren hộp chạy dao máy dùng khối bánh hình tháp bậc khối bánh di trợt - Khi cắt ren trái trục giữ nguyên chiều quay cũ cần đổi chiều chạy dao ngợc lại xích có cấu đổi chiều nối trục VIII IX tới bánh đệm 28 Lợc đồ cấu trúc động học hộp chạy dao: i đc i gbéi i tt i csë Tõ cÊu tróc ®éng häc xích chạy dao ta có phơng trình tổng quát cắt ren nh sau: 1vòng trục icố định ithay thÕ ic¬ së igÊp béi tv =  Khi c¾t ren quèc tÕ (dïng cho mối ghép) - Lợng di động tính toán: vòng trục .tp (mm) 42 Bánh thay 50 , bánh noóctông chủ động Khi cắt ren Anh - Lợng di động tính toán: 1vòng trục 25,4/ n (mm) Trong n: số vòng quay tấc Anh 42 - Bánh thay 50 , đờng bánh noóctông chủ động -Sinh viªn thực hiện: Nguyễn Cao Cờng_ Lớp_CTM5_K47 Đồ án môn học thiết kế máy công cụ Phơng trình cắt ren Anh: 60 42 42 1vgtc (VII) 60 (VIII) 42 (IX) 50 35 28 (XII) 28 35 (XIII).igb.XV.tv=tp 36 28 (XI) 25 z n 35 28 (X) 38 35  Khi cắt ren môđuyn: (Dùng cho truyền động) - Lợng di động tính toán 1vgtc m (mm) 64 Bánh thay 97 , đờng noóctông chủ động Phơng trình xích động: 60 60 (VIII) 42 42 64 97 zn 25 (X) C2 36 28 1vgtc (VII) (IX) (XII).igb.(XV).12=tp Khi cắt ren pitch: - Lợng di động tính toán 1vgtc 25,4./Dp (mm) (XI) C3 64 Bánh thay 97 , đờng noóctông chủ động - Chạy dao dọc: Từ trục bánh vít 28 (trục XVII ) qua cặp bánh 14/60 (bánh 60 lồng không) đóng ly hợp bánh t = 10 ( m = 3) xe dao chạy dọc hớng vào mâm cặp (chạy thuận) chạy dao lùi đờng truyền từ trục XVIII xuống ly hợp qua bánh đệm 38 tới bánh 14/60 tới cặp bánh 14/60 làm bánh xe dao chạy lùi - Chạy dao ngang: Đờng truyền giống nh chạy dao dọc truyền theo nửa bên phải hộp ch¹y dao tíi vÝt me ngang t = (mm) - Chạy dao nhanh: Máy có động điện chạy dao nhanh N = kW, n = 1410 vg/ph trực tiếp làm quay nhanh trục trơn XVI c Một số cấu đặc biệt: + Cơ cấu ly hợp siêu việt: Trong xích chạy dao nhanh động truyền tới cấu chấp hành trục trơn hai đờng truyền khác Nên ly hợp siêu việt truyền động làm xoắn gẫy trục Cơ cấu ly hợp siêu việt đợc dùng trờng hợp máy chạy dao nhanh đảo chiều quay trục Ly hợp siêu vịêt có nhiều loại nhng máy tiện T620 dùng cấu lò xo bi đẩy + Cơ cấu ®ai èc më ®«i: vÝt me trun ®éng cho má đai ốc mở đôi tới hộp xe dao Khi quay tay quay làm đĩa quay chốt gắn cứng với má trợt theo rÃnh ăn khớp với vít me + Cơ cấu an toàn hộp chạy dao nhằm đảm bảo làm việc tải, đợc đặt xích chạy dao (tiện trơn) tự ngắt truyền động máy tải Vẽ lới vòng quay: a Tính trị số z1 nmax Tính công béi  theo c«ng thøc  = n -Sinh viªn thùc hiện: Nguyễn Cao Cờng_ Lớp_CTM5_K47 Đồ án môn học thiết kế máy công cụ 2000 =1,2595≈¿ ¿ 12,5 Ta cã = 1,26 Vởy công bội máy T620 có giá trị = 1,26 b Tính trị số vòng quay cuả trục hộp tốc độ √ 23 - 145 + Trªn trơc II: nII = nđcơ x iđt= 1450 x 260 = 808,65 (vg/ph) + Trên trục VII: Căn vào nmin tra bảng vòng quay tiêu chuẩn ta có 23 tốc độ: 12,5-16-20-25-31,5-40-50-63-80-100-125-160-200-250-310-400-500630-800-1000-1250-1600-2000 + Xác định vị trí đặt no đồ thị vßng quay: no = nII = 803  800 =n19 + Xác định độ xiên nhóm truyền theo c«ng thøc i= x víi = 1,26 Nhãm trun thø nhÊt cã hai tû sè truyÒn : 56 lg 34 56 i1 = 34 =1,26x  x = lg 1,26 = 2,16  Tia i1 lƯch sang ph¶i khoảng log: Lợng mở hai tia [ x ] : x = i1/i2 = 2/ =  = x  [ x] = Nhãm truyÒn thø (tõ trơc II tíi trơc III) cã tû sè trun 29 21 38 i3 = 41 ; i4 = 55 ; i5 = 38 Tơng tự nh cách làm nhóm truyÒn ta cã : X3 = - 1,56  - Tia i3 lệch sang trái khoảng log X4 = - 4,16  -  Tia i4 lệch sang trái khoảng log X5 = Tia i5 thẳng đứng [ x ] [ ] Lợng mở = ứng với nhóm truyền khuếch đại: Nhãm trun thø (tõ trơc III tíi trơc IV) cã tû sè truyÒn 22 i6 = 88 45 i7 = 45 X6 = -6  Tia i6 lÖch sang trái khoảng log X7 =1 Tia i7 thẳng đứng Nhóm truyền thứ (từ trục IV tới trơc V) cã tû sè trun 22 i8 = 88 45 i9 = 45 X8 = -6  Tia i8 lệch sang trái khoảng log X9 =1 Tia i9 thẳng đứng Nhóm truyền gián tiếp (từ trục V tíi trơc VI) cã1 tû sè trun 27 i10 = 54 X10 = -4  Tia i10 lÖch sang trái khoảng log Nhóm truyền trực tiếp (từ trục III tíi trơc VI) cã1 tû sè trun 65 i11= 43 X11=  Tia i11 lƯch sang ph¶i kho¶ng log -Sinh viên thực hiện: Nguyễn Cao Cờng_ Lớp_CTM5_K47 Đồ ¸n m«n häc thiÕt kÕ m¸y c«ng c.Vẽ đồ thị vßng quay 12,5 16 20 25 31,5 40 50 63 80 100 125160 200 250 310 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 Kết luận : Công thức động học cuả máy T620 Phơng án không gian chạy vòng x x x x = z1 Phơng án không gian chạy tắt x x = z2 Sè tèc ®é ®đ: z = z1 + z2 = 24 + = 30 Ph¬ng ¸n thø tù cña z1 2x3x2x2 [ ] [ ] [ ] [ 12 ] Trong ®ã nhãm truyÒn [ 12 ] cã 12 = 1,2612 = 16 > không thoả mÃn điều kiện max Nên phải tạo tợng trùng tốc ®é nh sau: Z1 thu hÑp = [ ] [ ] [ ] [ ] Sè tèc ®é trïng zx = 12 - = đợc bù lại đờng truyền thứ hai có phơng án không gian: x Phơng án thứ tự: x x [ 1] [ 2] [ 0] II Hép ch¹y dao: Bµn xe dao: Bµn xe dao sư dơng bé trun bánh cho việc chạy dao dọc, sử dơng bé trun vÝt me - ®ai èc cho viƯc chạy dao ngang Để chạy dao nhanh có thêm động phụ Kw, n = 1410 v/p qua truyền đai để vào trục trơn Công thức tổng quát để chọn tỷ số truyền hộp chạy dao lµ: i = ibï.ics.igb = t v (mét vòng trục chính) Trong đó: tv bớc vít me bớc ren cần cắt phôi ibù TST cố định bù vào xích tryền động ics TST khâu điều chỉnh tạo thành nhóm sở igb TST nhóm gấp bội Xích chạy dao: máy tiện ren vít vạn xích tốc độ trục xích chạy dao đóng vai trò quan trọng Chức dùng để cắt ren, tiện tr¬n -Sinh viên thực hiện: Nguyễn Cao Cờng_ Lớp_CTM5_K47 Đồ án môn học thiết kế máy công cụ ThÕ giíi quy chuÈn hệ ren (trong đó, hệ có loại ren): + Ren Quốc tế (tr) Ren môđun (m) + Ren Anh (n) Ren Pitch (Dp) Vì vậy, máy tiện ren vít vạn T620 đáp ứng đợc loại ren với khoảng 112 bớc ren tiêu chuẩn 112 bớc ren khuếch đại phủ kín toàn loại ren thuộc TCVN, thỏa mÃn đầy đủ nhu cầu khí chế tạo sửa chữa Lợc đồ cấu trúc động học hộp chạy dao: iv ĐC1 igb2 LĐ1 ĐC2 Phôi Tv2 itt ics igb1 Tv1 LĐ4 LĐ2 LĐ3 LĐ5 Sơ đồ KCĐH máy Tiện T620 Từ cấu trúc động học xích chạy dao ta có phơng trình tổng quát cắt ren nh sau: vßng trơc chÝnh x ix x tv = tr (1) Ta thấy để cắt hết đợc bớc ren nh yêu cầu với bớc ren ta cần phải có tỉ số truyền, nh ta cần số lợng bánh lớn 812 = 112, để cắt bớc ren gấp bội cần phải có tỉ số truyền khác gấp bội lên (2; ), số bánh cần thiết 1122; 1124 điều nằm khả máy Để khắc phục chuyện qua khảo sát máy mẫu ta đà thấy rằng, để có đợc có tỉ số truyền khác để cắt bớc ren khác ta chia đờng truyền thành các nhóm khác nhau, có nhóm sở nhóm tạo tỉ số truyền sở để cắt bớc ren sở, từ ta cho qua mét tØ sè gÊp béi ®Ĩ thay ®ỉi tØ số truyền để cắt bớc ren lại, ta cßn bè trÝ mét tØ sè trun khch cắt đợc bớc ren khuyếch đại Từ yêu cầu ta có đợc bảng xếp bớc ren nh sau: Ren quốc tÕ Ren module -Sinh viªn thùc hiƯn: Ngun Cao Cêng_ Líp_CTM5_K47 Đồ án môn học thiết kế máy công cụ tp=mm m=tp/ - 1,75 3,5 - - - - 0,5 - 2,25 4,5 - - - 1,25 1,5 2,5 10 11 12 - - 13 14 16 18 19 20 22 24 9,5 10 11 12 56 64 72 80 88 96 - 5,5 Ren Anh n=25,4/tp 31/4 31/2 41/2 1,25 1,5 Ren pitch Dp=25,4/tp 28 14 32 16 36 18 40 20 44 22 48 24 - Một số cấu đặc biệt: Cơ cấu li hợp siêu việt: Trong xích chạy dao nhanh động truyền đến cấu chấp hành trục trơn hai đờng truyền khác Do li hợp siêu việt truyền động làm xoắn gÃy trục Cơ cấu li hợp siêu việt đợc dùng trờng hợp máy chạy dao nhanh đảo chiều quay trục Cơ cấu đai ốc mở đôi: Vít me truyền động cho hai má đai ốc mở đôi tới hộp xe dao Khi quay tay quay làm đĩa quay gắn cứng với hai má trợt theo rÃnh ăn khớp với vít me Cơ cấu an toàn hộp chạy dao: Nhằm đảm bảo làm việc tải, đợc đặt xích chạy dao (tiện trơn) tự ngắt truyền động máy tải Nhận xét máy T620: Máy có 23 tốc độ khác trục chính, có tính vạn cao, tiện đợc nhiều kiểu ren khác Đồng thời phơng án không gian phơng án thứ tự đà đợc xếp cách hợp lý để có đợc truyền không bị cồng kềnh Bộ ly hợp ma sát trục I đợc làm việc vận tốc 800 v/p tốc độ hợp lý, đồng thời ly hợp ma sát tận dụng đợc bánh trục I nên tăng đợc độ cứng vững Trong máy có ly hợp ma sát siêu việt, thuận tiện cho trình chạy dao nhanh -Sinh viªn thùc hiƯn: Ngun Cao Cêng_ Líp_CTM5_K47 10 1,7 2,2 2,5 10 11 12 -