Đang tải... (xem toàn văn)
THIẾT KẾ MÁY TIỆN REN VÍT VẠN NĂNG SỐ LIỆU THIẾT KẾ 1. Hộp tốc độ: Z=23 nmin= 12,5 (vph) nmax=1800(vgph) Rn=160,7 2. Hộp chạy dao dùng cơ cấu Norton, khuếch đại ren uKđmax = 32: Ren hệ mét : tp= 1,5÷ 16 Ren Anh : n= 48÷ 4 Ren môđun : m= 0,75 ÷ 8 Ren Pitch: Dp= Sdọcmin = 2.Sngangmin = 0,08 (mmvòng) Động cơ chính: N=10Kw; n= 1440 (vòngph) Tìm hiểu máy tham khảo Tính toán động học toàn máy Tính công suất động cơ Tính bền : Trục trung gianMột cặp bánh răng Tính hệ thống điều khiển: HỘP CHẠY DAO BẢN VẼ Vẽ khai triển và vẽ cắt hệ thống điều khiển: HỘP CHẠY DAO Giáo viên hướng dẫn LỜI NÓI ĐẦU Một trong những nội dung đặc biệt quan trọng của cuộc cách mạng khoa học kĩ thuật trên toàn cầu nói chung và với sự nghiệp công nghiệp hóa,hiện đại hóa đất nước ta nói riêng hiên nay đó là việc cơ khí hóa và tự động hóa quá trình sản xuất. Nó nhằm tăng năng suất lao động và phát triển nên kinh tế quốc dân. Trong đó công nghiệp chế tạo máy công cụ và thiết bị đóng vai trò then chốt. Để đáp ứng nhu cầu này,đi đôi với công việc nghiên cứu, thiết kế nâng cấp máy công cụ là trang bị đầy đủ những kiến thức sâu rộng về máy công cụ và trang thiết bị cơ khí cũng như khả năng áp dụng lí luận khoa học thực tiễn sản suất cho đội ngũ cán bộ khoa hoc kĩ thuật là không thể thiếu được. Với những kiến thức đã được trang bị,sự hướng dẫn nhiệt tình của các thầy cô giáo cũng như sự cố gắng của bản thân. Đến nay nhiệm vụ đồ án máy công cụ được giao cơ bản em đã hoàn thành. Trong toàn bộ quá trình tính toán thiết kế máy mới “Máy tiện ren vít vạn năng” có thể có nhiều hạn chế.Rất mong được sự chỉ bảo của thầy. Phần tính toán thiết kế máy mới gồm các nội dung sau: Chương I : Phân tích máy tương tự Chương II : Tính toán động học toàn máy Chương III: Tính công suất động cơ Chương IV: Tính bền Chương V : Tính hệ thống điều khiển Qua đây em cũng xin cảm ơn các thầy cô trong bộ môn, đặc biệt là thầy Lê Đức Bảo đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này Sinh viên thực hiện Mục lục Trang CHƯƠNG 1. NGHIÊN CỨU MÁY ĐÃ CÓ 6 1.1 Thông số kỹ thuật máy cùng cỡ 6 1.2 Phân tích máy tiện ren vít vạn năng 1K62 7 1.2.1 Hộp tốc độ 8 1.2 Hộp chạy dao 16 1.2.1 Một số cơ cấu đặc biệt trên máy 1K62 21 CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ TRUYỀN DẪN MÁY MỚI 24 C1 Thiết kế truyền dẫn hộp tốc độ 24 2.1 thiết kế sơ đồ kết cấu động học 24 2.2 thiết kế truyền dẫn hộp tốc độ 26 2.2.1 Xác định chuỗi vòng quay thực tế và tiêu chuẩn 26 2.2.2 Xác định phương án không gian 27 2.2.3 Xác định phương án thứ tự 29 2.2.4 Một vài lưới kết cấu đặc trưng 33 2.2.5 Xác định đồ thị vòng quay 38 2.2.6 Tính số bánh răng từng nhóm chuyền 41 2.2.7 Tính sai số vòng quay 43 2.2.8 Sơ đồ động máy mới thiết kế 45 2.3.1 Thiết kế hộp chạy dao 46 2.3.1 Sắp xếp bước ren và bảng xếp ren 46 2.3.2 Chọn nhóm cơ sở và nhóm gấp bội 47 2.3.3 Thiết kế nhóm cơ sở 48 2.3.4 Thiết kế nhóm gấp bội 49 2.3.5 Tính tỉ số truyền còn lại (ibù) 53 2.3.6 Tính sai số bước ren. 55 2.3.7 Tiện trơn 56 CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ ĐỘNG LỰC HỌC MÁY 58 3.1 Xác định chế độ làm việc giới hạn của máy. 58 3.2 Phân tích và tính lực tác dụng lên cơ cấu chấp hành. 59 3.3 Tính công suất động cơ điện 62 Lập bảng tính toán động lực học 64 3.4 Tính toán sức bền các chi tiết máy 66 3.4.1 Tính toán cho trục trung gian 68 Biểu đồ momen trên trục và tính momen tương đương tại các điểm đặc biệt 68 3.4.2. Tính bền cho cặp bánh răng 76 CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN HỘP CHẠY DAO 77 I . Nhiệm vụ chung . 77 II . Cấu tạo và nguyên lý 78 Tài liệu tham khảo 60 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY A.PHÂN TÍCH MÁY TƯƠNG TỰ Chương 1. Nghiên cứu nhóm máy có tính năng kỹ thuật tương đương đã có. Máy tiện là máy công cụ phổ thông, chiếm 40 – 50% số lượng máy công cụ trong nhà máy, phân xưởng cơ khí Trong thiết kế chế tạo máy mới ta thường tham khảo các máy tương tự để tận dụng các ưu điểm máy đã có cho nên giảm thời gian tính toán thiết kế. Ta tham khảo một số máy tương tự như sau: 1.1 Tính năng kỹ thuật của các máy cùng cỡ. Bảng 1.1: Tính năng kĩ thuật của các máy đã có Đặc tính kỹ thuật Kiểu máy 1K62 T616 1A62 1A616 Máy mới Số cấp tốc độ trục chính 23 12 21 21 23 Khoảng cách 2 mũi tâm 710 710 1000 710 Đường kính lớn nhất gia công trên máy 400 320 400 320 Đường kính lỗ trục chính 47 36 36 35 Số vòng quay nhỏ nhất nmin (vòngphút) 12,5 44 11,5 11,2 13.2 Số vòng quay lớn nhất nmax (vòngphút) 2000 1980 1200 2240 2100 Phạm vi bước ren cắt được của hệ Mét 1÷192 0,5÷24 1÷192 0,5÷24 1 ÷14 Ren hệ Anh 24 – 2 56 – 1 24 – 2 56 – 1 24÷2 Ren modun 0,5÷48 0,25÷22 0,5÷48 0,25÷22 0,5÷7
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ MÁY GVHD:Lê Đức Bảo Nhiệm vụ thiết kế THIẾT KẾ MÁY TIỆN REN VÍT VẠN NĂNG SỐ LIỆU THIẾT KẾ Hộp tốc độ: Z=23 nmin= 12,5 (v/ph) nmax=1800(vg/ph) Rn=160,7 Hộp chạy dao dùng cấu Norton, khuếch đại ren uKđmax = 32: Ren hệ mét :tp= 1,5÷ 16 Ren Anh 48÷ :n= Ren mơ-đun : m= 0,75 ÷ Ren Pitch: Dp= Sdọcmin = 2.Sngangmin = 0,08 (mm/vịng) Động chính: N=10Kw; n= 1440 (vịng/ph) - Tìm hiểu máy tham khảo - Tính tốn động học tồn máy - Tính cơng suất động - Tính bền : Trục trung gian-Một cặp bánh - Tính hệ thống điều khiển: HỘP CHẠY DAO BẢN VẼ Vẽ khai triển vẽ cắt hệ thống điều khiển: HỘP CHẠY DAO Giáo viên hướng dẫn ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ MÁY GVHD:Lê Đức Bảo 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 nên 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 hoc kĩ thuật thiếu Với kiến thức trang bị,sự hướng dẫn nhiệt tình thầy cô giáo cố gắng thân Đến nhiệm vụ đồ án máy công cụ giao em hoàn thành Trong toàn q trình tính tốn thiết kế máy “Máy tiện ren vít vạn năng” có nhiều hạn chế.Rất mong bảo thầy Phần tính toán thiết kế máy gồm nội dung sau: Chương I : Phân tích máy tương tự Chương II : Tính tốn động học tồn máy Chương III: Tính cơng suất động Chương IV: Tính bền Chương V : Tính hệ thống điều khiển Qua em xin cảm ơn thầy cô môn, đặc biệt thầy Lê Đức Bảo giúp đỡ em hoàn thành đồ án này! Sinh viên thực ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ MÁY GVHD:Lê Đức Bảo Mục lục Trang CHƯƠNG 1.1 NGHIÊN CỨU MÁY ĐÃ CÓ Thông số kỹ thuật máy cỡ 1.2 Phân tích máy tiện ren vít vạn 1K62 1.2.1 Hợp tốc độ 1.2 1.2.1 Hộp chạy dao Một số cấu đặc biệt máy 1K62 CHƯƠNG THIẾT KẾ TRUYỀN DẪN MÁY MỚI C1 Thiết kế truyền dẫn hộp tốc độ 2.1 thiết kế sơ đồ kết cấu động học 2.2 thiết kế truyền dẫn hộp tốc độ 2.2.1 Xác định chuỗi vòng quay thực tế tiêu chuẩn 2.2.2 Xác định phương án không gian 2.2.3 Xác định phương án thứ tự 2.2.4 Một vài lưới kết cấu đặc trưng 2.2.5 Xác định đồ thị vòng quay 2.2.6 Tính số bánh nhóm chuyền 2.2.7 Tính sai số vòng quay 2.2.8 Sơ đồ động máy thiết kế 2.3.1 Thiết kế hộp chạy dao 2.3.1 Sắp xếp bước ren bảng xếp ren 2.3.2 Chọn nhóm sở nhóm gấp bội ĐỒ ÁN MƠN HỌC THIẾT KẾ MÁY 2.3.3 Thiết kế nhóm sở 2.3.4 Thiết kế nhóm gấp bội GVHD:Lê Đức Bảo 2.3.5Tính tỉ số truyền cịn lại (ibù) 2.3.6 Tính sai số bước ren 2.3.7 Tiện trơn CHƯƠNG THIẾT KẾ ĐỘNG LỰC HỌC MÁY 3.1 Xác định chế độ làm việc giới hạn máy 3.2 Phân tích tính lực tác dụng lên cấu chấp hành 3.3 Tính cơng suất động điện Lập bảng tính tốn động lực học 3.4 3.4.1 Tính tốn sức bền chi tiết máy Tính tốn cho trục trung gian Biểu đồ momen trục tính momen tương đương điểm đặc biệt 3.4.2 Tính bền cho cặp bánh CHƯƠNG IV: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN HỘP CHẠY DAO I Nhiệm vụ chung II Cấu tạo nguyên lý Tài liệu tham khảo 60 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ MÁY GVHD:Lê Đức Bảo ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY A.PHÂN TÍCH MÁY TƯƠNG TỰ Chương Nghiên cứu nhóm máy có tính kỹ thuật tương đương có Máy tiện máy cơng cụ phổ thông, chiếm 40 – 50% số lượng máy công cụ nhà máy, phân xưởng khí Trong thiết kế chế tạo máy ta thường tham khảo máy tương tự để tận dụng ưu điểm máy có giảm thời gian tính tốn thiết kế Ta tham khảo số máy tương tự sau: 1.1 Tính kỹ thuật máy cỡ Bảng 1.1: Tính kĩ thuật máy có Đặc tính kỹ thuật Kiểu máy 1K62 T616 Số cấp tốc độ trục 23 12 Khoảng cách mũi 710 710 tâm Đường kính lớn 400 320 gia cơng máy Đường kính lỗ trục 47 36 Số vịng quay nhỏ 12,5 44 nmin (vịng/phút) Số vòng quay lớn 2000 1980 nmax (vòng/phút) Phạm vi bước ren 1÷192 0,5÷24 cắt hệ Mét Ren hệ Anh 24 – 56 – Ren modun Ren pit 0,5÷48 0,25÷2 96 – 1A62 21 1A616 21 Máy 23 1000 710 400 320 36 35 11,5 11,2 13.2 1200 2240 2100 1÷192 0,5÷24 ÷14 24 – 56 – 24÷2 0,5÷48 0,25÷22 0,5÷7 ĐỒ ÁN MƠN HỌC THIẾT KẾ MÁY GVHD:Lê Đức Bảo Nhận xét: Nhận thấy đề tài thiết kế với loại máy ta thấy máy tiện ren vít vạn 1K62 có đặc tính tương tự có tài liệu tham khảo đầy đủ nên ta có máy 1K62 để tham khảo thiết kế máy 1.2.Phân tích máy tiện 1K62 Hình 1.1 Sơ đồ động học máy tiện 1K62 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ MÁY GVHD:Lê Đức Bảo Ta có sơ đồ động học máy tiện 1K62 hình 1.1 1.2.1 Hộp tốc độ 1.2.1.1 Phương trình xích tốc độ Ta có phương trình xích biểu thị khả biến đổi tốc độ máy 1K62 Hình 1.2 Phương trình xích động 1.2.1.2 Số vòng quay thực tế tiêu chuẩn nmin : 12,5 vòng/phút nmax : 2000 vòng/phút Z = 23 tốc độ Ta có cơng bội φ= √ √ Z−1 n max 22 2000 = =1,259 n 12,5 Lấy trịn φ=1,26 - Xích tốc độ nối từ động điện có cơng suất n = 10 kW, số vòng quay n = 1450 (v/p) qua truyền đai với tốc độ( hộp trục chính) làm quay trục - Lượng di động tính tốn đầu xích là: Nđc (số vòng quay động cơ) ntc( số vịng quay trục chính) - Từ sơ đồ động ta xác định đường truyền qua trục trung gian tới trục - Xích tốc độ có đường truyền quay thuận có đường truyền quay nghịch, đường truyền tới trục bị tách làm đường truyền: Đường truyền trực tiếp tới máy tốc độ cao Đường truyền tốc độ thấp từ trục III IVVVI Ta có sơ đồ động máy tiện 1K62 hình 1.1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ MÁY GVHD:Lê Đức Bảo Đường truyền tốc độ thấp : Từ động 1 truyền đai (I)(II)(III)(IV)(V)(VI)Trục Đường truyền tốc độ cao: Từ động 1 truyền đai (I)(II)(III)(VI)Trục - Xác định số vòng quay thực máy so sánh số vòng quay chuẩn với số vòng quay thực tế Để tính sai số tốc độ trục ta lập bảng so sánh, với sai số cho phép [n] = 10.( - 1)% = 2,6% Ta có bảng sau: - n Phương trình xích tốc độ ntính ntiêu chuẩn n% n1 12,648 12,5 -1,184 15,931 16 0,431 20,44 20 -2,2 25,744 25 -2,976 33,127 31,5 -5,165 41,724 40 -4,31 50,864 50 -1,728 63,723 63 -1,148 81,759 80 -2,199 102,977 100 -2,977 132,507 125 -6,006 166,895 160 -4,309 202,374 200 -1,187 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 n9 n10 n11 n12 n13 1450× 1450× 1450× 1450× 1450× 1450× 1450× 1450× 1450× 1450× 1450× 1450× 1450× 51 21 22 22 27 ×39 ×55 ×88 ×88 ×54 56 21 22 22 27 ×34 ×55 ×88 ×88 ×54 51 29 22 22 27 ×39 ×47 ×88 ×88 ×54 56 29 22 22 27 ×34 ×47 ×88 ×88 ×54 51 38 22 22 27 ×39 ×38 ×88 ×88 ×54 56 38 22 22 27 ×34 ×38 ×88 ×88 ×54 51 21 45 22 27 ×39 ×55 ×45 ×88 ×54 56 21 45 22 27 ×34 ×55 ×45 ×88 ×54 51 29 45 22 27 ×39 ×47 ×45 ×88 ×54 56 29 45 22 27 ×34 ×47 ×45 ×88 ×54 51 38 45 22 27 ×39 ×38 ×45 ×88 ×54 56 38 45 22 27 ×34 ×38 ×45 ×88 ×54 51 21 45 45 27 ×39 ×55 ×45 ×45 ×54 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ MÁY n14 n15 n16 n17 n18 n19 n20 n21 n22 n23 1450× 1450× 1450× 1450× 1450× 1450× GVHD:Lê Đức Bảo 56 21 45 45 27 ×34 ×55 ×45 ×45 ×54 51 29 45 45 27 ×39 ×47 ×45 ×45 ×54 56 29 45 45 27 ×34 ×47 ×45 ×45 ×54 51 38 45 45 27 ×39 ×38 ×45 ×45 ×54 56 38 45 45 27 ×34 ×38 ×45 ×45 ×54 56 21 65 ×34 ×55 ×43 1450× 51 29 65 ×39 ×47 ×43 1450× 56 29 65 ×34 ×47 ×43 1450× 51 38 65 ×39 ×38 ×43 1450× 56 38 65 ×34 ×38 ×43 254,893 250 -1,957 327,038 315 -3,822 411,910 400 -2,978 530,027 500 -6,005 667,577 630 -6,263 770,608 800 3,674 988,72 1000 1,128 1250 0,376 1600 -0,15 2000 -0,913 1245,30 1602,40 2018,26 Đồ thị sai số vòng quay: ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ MÁY GVHD:Lê Đức Bảo no(%) 3,674 2,6 1,128 0,431 0,376 n1 n2 n3 n5 n4 n9 n8 n7 -1,728 -2,2 n11 n13 n12 n17 n16 n15 n14 n18 n19 n20 n21 -1,187 -1,957 -2,199 -2,977 -2,976 -5 n10 -1,148 -1,184 -2,6 n6 -2,978 -4,31 -3,822 -4,309 -5,165 -6,005 -6,006 -6,263 Hình 1.3) Đồ thị sai số vòng quay 1.2.1.3 Đồ thị vòng quay thực tế lưới kết cấu Điểm xuất phát đồ thị có số vịng quay: N0= nđc i0=1450x =810(vg/phut) Chọn n0= n19=800(vg/phút) Sơ đồ động máy biểu thị nhóm tỷ nđc số truyền sau: - Nhóm từ trục II: i 1= 51 x1 ≈ 1,30=φ ⇒ x 1=1,19 39 Tia i1 lệch sang phải khoảng 1,19.logφ i 2= 56 x2 ≈ 1,65=φ ⇒ x 2=2,17 34 Tia i2 lệch sang phải khoảng 2,17.logφ Lượng mở tia [x] : i φ 1,13 x −1,04 φ = = 2,17 =φ i2 φ ⟹ [ x ]=−1,04 - Nhóm từ trục III – IV i 3= 21 ≈ 0,38=φ x3 ⇒ x 3=−4,19 55 Tia i3 lệch sang trái khoảng 4,19.logφ 10 n22 -0,15 n23 -0,913 n( vg/p )