Đang tải... (xem toàn văn)
LỜI MỞ ĐẦU Đồ án thiết kế máy là một trong những môn học chuyên ngành sâu của sinh viên ngành chế tạo máy trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Đồ án này giúp trang bị thêm những hiểu biết nhất định về kết cấu, nguyên lý hoạt động cũng như công dụng của một số máy cắt kim loại thường dùng. Qua sự phân công của thầy hướng dẫn em được giao nhiệm vụ tính toán, thiết kế Máy tiện ren vít vạn năng, dựa trên cơ sở máy 1K62 (T620), một loại máy rất phổ biến trong các phân xưởng cũng như nhà máy cơ khí. Bước đầu em còn gặp nhiều khó khăn trong việc tìm kiếm tài liệu, thiếu hụt về kiến thức chuyên môn, nhưng được sự hướng dẫn nhiệt tình của các thầy cô cũng như sự cố gắng của bản thân, em đã cơ bản hoàn thành nhiệm vụ được giao. Tuy nhiên trong quá trình thực hiện, do năng lực bản thân còn hạn chế nên có thể còn nhiều sai sót. Do vậy, em rất mong được sự chỉ bảo thêm của thầy cô để có thể hoàn thiện bài làm của mình hơn nữa. Cũng thông qua đồ án môn học này, cùng với sự giảng dạy nhiệt tình của TS. Lê Đức Độ đã giúp em phần nào có cái nhìn tổng quát hơn về cách tính toán thiết kế máy cắt kim loại, tích lũy thêm những kiến thức về chuyên môn và khả năng tổ chức hoạt động theo nhóm. Bước đầu đặt nền móng cơ bản về kiến thức cũng như kỹ năng của người kỹ sư chế tạo máy trong tương lai. Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của các thầy cô trong bộ môn, đặc biệt của TS. Lê Đức Độ đã giúp em hoàn thành tốt đồ án môn học này. Sinh viên thực hiện Bùi Xuân Trường CHƯƠNG I: KHẢO SÁT MÁY TƯƠNG TỰ 1.1. Những tính năng kĩ thuật của máy tiện cùng cỡ Máy tiện là máy công cụ phổ thông, chiếm 40 – 50% số lượng máy công cụ trong các nhà máy, phân xưởng cơ khí. Dùng để tiện các mặt tròn xoay ngoài và trong (mặt trụ, mặt côn, mặt định hình, mặt ren) xén mặt đầu, cắt đứt. Có thể khoan, khoét, doa trên máy tiện. Trong thực tế, chúng ta có các loại máy tiện vạn năng, máy tiện tự động, bán tự động, chuyên môn hoá và chuyên dùng, máy tiện revolve, máy tiện CNC . Tuy nhiên do thực tế yêu cầu thiết kế máy tiện vạn năng hạng trung, vì vậy ta chỉ xem xét, khảo sát nhóm máy tiện ren vít vạn năng hạng trung (đặc biệt là máy 1K62). Các máy hạng trung đang được sử dụng rộng rãi trên thị trường Việt Nam được thống kê trong bảng sau đây: Chỉ tiêu so sánh 1K62 1K62Ƃ 1A625 Máy cần thiết kế Công suất động cơ Kw 10 10 10 10 Chiều cao tâm máy mm 200 215 240 Khoảng cách lớn nhất giữa hai mũi tâm mm 1400 1000 1000 Số cấp tốc độ 23 24 15 23 Số vòng quay nhỏ nhất nmin vgph 12,5 13,2 Số vòng quay lớn nhất nMax vgph 2000 1500 1500 1440 Lượng chạy dao dọc nhỏ nhất Sdmin mmvg 0,07 0,07 0,07 0,08 Lượng chạy dao dọc lớn nhất SdMax mmvg 4,16 4,16 4 Lượng chạy dao ngang nhỏ nhất Snmin mmvg 0,035 0.035 0,035 0,04 Lượng chạy dao ngang lớn nhất SnMax mmvg 2,08 2.08 2
Đồ án thiết kế máy MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: KHẢO SÁT MÁY TƯƠNG TỰ 1.1 Những tính kĩ thuật máy tiện cỡ 1.2 Phân tích máy tiện ren vít vạn 1K62 1.2.1 Hộp tốc độ máy 1.2.2 Hộp chạy dao máy .20 1.2.3 Các cấu đặc biệt máy 1K62 26 1.3 Nhận xét máy 1K62 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC CHO MÁY 2.1 Thiết kế truyền dẫn tốc độ 2.1.1 Thiết kế chuỗi vòng quay tiêu chuẩn 31 2.1.2 Lưới kết cấu .35 2.1.3 Tính số bánh nhóm truyền 40 2.1.4 Tính sai số, vẽ đồ thị sai số vòng quay 46 2.2 Thiết kế hộp chạy dao 2.2.1 Sắp xếp bước ren 49 2.2.2 Thiết kế nhóm sở 51 2.2.3 Thiết kế nhóm gấp bội .52 2.2.4 Tính tỷ số truyền lại (ibù) .56 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC CHO MÁY CẮT KIM LOẠI 3.1 Lực tác dụng hệ truyền dẫn 3.1.1 Xác định chế độ làm việc giới hạn máy 62 3.1.2 Chế độ cắt gọt thử máy 63 3.1.3 Tính cơng suất động điện .66 3.1.4 Tính sơ dường kính trục 68 3.2 Tính bền chi tiết máy 3.2.1 Tính bền trục 71 3.2.2 Tính bền cặp bánh (cặp bánh 27/54 trục V/VI) 84 CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 4.1 Bảng điều khiển phận hộp tốc độ SVTH: Bùi Xuân Trường GVHD: TS Lê Đức Độ Đồ án thiết kế máy 4.1.1 Xác định chế độ làm việc giới hạn máy 87 4.2 Tính tốn cấu điều khiển khối bánh hai bậc A 4.2.1 Bảng khai triển rãnh cam điều khiển 89 4.2.2 Trích sơ đồ động 90 4.2.3 Tính lượng nâng cam 90 4.3 Tính tốn cấu điều khiển khối bánh ba bậc B 4.3.1 Bảng khai triển rãnh cam điều khiển 92 4.3.2 Nguyên lý hoạt động cấu điều khiển 93 4.3.3 Tính tốn bánh lắp chốt lệch tâm 93 4.4 Tính toán cấu điều khiển hai khối bánh hai bậc C D 4.4.1 Bảng khai triển rãnh cam điều khiển 95 4.4.2 Trích sơ đồ động 97 4.4.3 Nguyên lý hoạt động cấu điều khiển 97 4.4.4 Tính tốn chiều dài hành trình gạt điều khiển 98 4.5 Tính tốn cấu điều khiển khối bánh hai bậc E 4.5.1 Bảng khai triển rãnh cam điều khiển 99 4.5.2 Trích sơ đồ động 100 4.5.3 Nguyên lý hoạt động cấu điều khiển 100 4.5.4 Tính tốn khoảng cách tâm chốt tâm trục điền khiển 101 KẾT LUẬN 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO 103 SVTH: Bùi Xuân Trường GVHD: TS Lê Đức Độ Đồ án thiết kế máy LỜI MỞ ĐẦU Đồ án thiết kế máy môn học chuyên ngành sâu sinh viên ngành chế tạo máy trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án giúp trang bị thêm hiểu biết định kết cấu, nguyên lý hoạt động công dụng số máy cắt kim loại thường dùng Qua phân công thầy hướng dẫn em giao nhiệm vụ tính tốn, thiết kế "Máy tiện ren vít vạn năng", dựa sở máy 1K62 (T620), loại máy phổ biến phân xưởng nhà máy khí Bước đầu em cịn gặp nhiều khó khăn việc tìm kiếm tài liệu, thiếu hụt kiến thức chuyên mơn, hướng dẫn nhiệt tình thầy cô cố gắng thân, em hoàn thành nhiệm vụ giao Tuy nhiên trình thực hiện, lực thân cịn hạn chế nên cịn nhiều sai sót Do vậy, em mong bảo thêm thầy để hồn thiện làm Cũng thơng qua đồ án môn học này, với giảng dạy nhiệt tình TS Lê Đức Độ giúp em phần có nhìn tổng qt cách tính tốn thiết kế máy cắt kim loại, tích lũy thêm kiến thức chuyên môn khả tổ chức hoạt động theo nhóm Bước đầu đặt móng kiến thức kỹ người kỹ sư chế tạo máy tương lai Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ bảo tận tình thầy mơn, đặc biệt TS Lê Đức Độ giúp em hồn thành tốt đồ án mơn học Sinh viên thực Bùi Xuân Trường SVTH: Bùi Xuân Trường GVHD: TS Lê Đức Độ Đồ án thiết kế máy CHƯƠNG I: 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) Các máy hạng trung sử dụng rộng rãi thị trường Việt Nam thống kê bảng sau đây: Máy cần thiết kế Chỉ tiêu so sánh 1K62 1K62Ƃ 1A625 Công suất động [Kw] 10 10 10 Chiều cao tâm máy [mm] 200 215 240 Khoảng cách lớn hai mũi tâm [mm] 1400 1000 1000 Số cấp tốc độ 23 24 15 Số vòng quay nhỏ nmin [vg/ph] 12,5 Số vòng quay lớn nMax [vg/ph] 2000 1500 1500 1440 0,07 0,07 0,07 0,08 Lượng chạy dao dọc lớn SdMax [mm/vg] 4,16 4,16 Lượng chạy dao ngang nhỏ Snmin 0,035 0.035 0,035 Lượng chạy dao dọc nhỏ Sdmin [mm/vg] SVTH: Bùi Xuân Trường 10 23 13,2 0,04 GVHD: TS Lê Đức Độ Đồ án thiết kế máy [mm/vg] Lượng chạy dao ngang lớn SnMax [mm/vg] 2,08 Các loại ren tiện Ren quốc tế, ren Anh, ren mô đun, 2.08 ren pitch Bảng 1: So sánh máy tương tự máy cần thiết kế Nhận xét: chưa phải tất loại máy nước ta có hạn chế tài liệu kinh nghiệm nên ta phân tích loại máy Nhận thấy đề tài thiết kế với loại máy ta thấy máy tiện ren vít vạn năng1K62 có đặc tính tướng tự có tài liệu tham khảo đầy đủ ta lấy máy 1K62 để khảo sát cho việc thiết kế máy 1.2 Phân tích máy tiện ren vít vạn 1K62 Đặc tính kĩ thuật máy tiện ren vít vạn 1K62 Đường kính lớn phôi gia công: 400[mm] băng máy, 200[mm] bàn máy Số cấp tốc độ trục : Z = 23 (cấp) Giới hạn vòng quay trục chính: ntc = 12,5 2000[vg/ph] Tiện trơn: + Lượng chạy dao dọc Sd : 0,07 4,16[mm/vg] + Lượng chạy dao ngang Sng: 0,035 2,08 [mm/vg] Tiện ren: + Ren Hệ mét: = 192[mm] + Ren Anh: n=25,4/ = 24 = 25,4/ n[mm] + Ren Module: m=tp/ = 0,5 48 = .m[mm] + Ren Pitch hướng kính: Dp=25,4/ = 96 1 = 25,4./ Dp[mm] Động điện: SVTH: Bùi Xuân Trường GVHD: TS Lê Đức Độ Đồ án thiết kế máy + Công suất động : Nđc1 = 10[kW] + Số vịng quay động chính: nđc1 = 1450[vg/ph] + Cơng suất động chạy nhanh : Nđc2 = 1[kW] + Số vịng quay động chạy nhanh: nđc2 = 1410[vg/ph] Hình1: Sơ đồ động máy 1k62 SVTH: Bùi Xuân Trường GVHD: TS Lê Đức Độ Đồ án thiết kế máy Hình 2: Sơ đồ cấu trúc động học 1.2.1 Hộp tốc độ máy Thông số hộp tốc độ: Số cấp tốc độ trục : Z = 23 (cấp) Giới hạn vịng quay trục chính: ntc = 12,5 2000[vg/ph] Cơng suất động : Nđc1 = 10[kW] Số vịng quay động chính: nđc1 = 1450[vg/ph] 1.2.1.1 Tính trị số công bội φ Từ thông số máy nmin = 12,5 [vg/ph] nMax = 2000 [vg/ph] √ Z−1 Suy công bội là: = nMax nmin = √ 23−1 2000 12, = 1,259 =1,26 1.2.1.2 Phương trình xích tốc độ SVTH: Bùi Xn Trường GVHD: TS Lê Đức Độ Đồ án thiết kế máy 1.2.1.3 Xích tốc độ Đường truyền tốc độ thấp : Từ động 1 truyền đai (I)(II)(III)(IV)(V)(VI)Trục + Đường tốc độ thấp có 24 cấp tốc độ: 2x3x2x2 Ta thấy từ trục (IV) tới trục (V) có khối bánh di trượt hai bậc có khả tạo tỷ số truyền thực tế có tỷ số truyền 1, 1/4, 1/16 Số cấp tốc độ thấp: Z1 = 2x3x(2x2-1) = 18(cấp) từ n1n18 = 12,5 630 [vg/ph] Đường truyền tốc độ cao: Từ động 1 truyền đai (I)(II)(III)(VI)Trục + Đường tốc độ cao có cấp tốc độ: Z2 = 2x3 từ n19n24 = 630 2000[vg/ph] Do n18 = n19 = 630[vg/ph] Số tốc độ thực hộp tốc độ: Z = (Z1+ Z2) -1 = (18+6) - = 23(cấp) 1.2.1.4 Xác định phương án không gian(PAKG) Đối với đường truyền tốc độ thấp : Z1 = x x x Đối với đường truyền tốc độ cao : Z2 = x x 1.2.1.5 Xác định số vòng quay thực máy so sánh số vòng quay chuẩn với số vịng quay thực tế Để tính sai số tốc độ trục ta lập bảng so sánh, với sai số cho phép [n] = 10.( - 1)% = 10.(1,26 - 1)% = 2,6% n% = 100.( nthực tế - ntính ) / ntính SVTH: Bùi Xuân Trường 10 GVHD: TS Lê Đức Độ Đồ án thiết kế máy Ta có bảng sau: N Phương trình xích tốc độ ntính nthực tế [vg/ph] [vg/ph] n% n1 142 51 21 22 22 27 1450×254 ×39 ×55 ×88 ×88 ×54 12,65 12,5 -1,19 n2 142 56 21 22 22 27 1450×254 ×34 ×55 × 88 × 88 × 54 15,93 16 0,44 n3 1450× 254 × 39 × 47 × 88 × 88 × 54 20,44 20 -2,15 n4 1450× 254 × 34 × 47 × 88 × 88 × 54 25,74 25 -2,87 n5 1450× 254 × 39 × 38 × 88 × 88 × 54 33,13 31,5 -4,92 n6 1450× 254 × 34 × 38 × 88 × 88 × 54 41,72 40 -4,12 n7 1450× 254 × 39 × 55 × 45 × 88 × 54 50,59 50 -1,17 n8 1450× 254 × 34 × 55 × 45 × 88 × 54 63,72 63 -1,13 n9 1450× 254 × 39 × 47 × 45 × 88 × 54 81,76 80 -2,15 n10 1450× 254 × 34 × 47 × 45 × 88 × 54 102,98 100 -2,89 n11 1450× 254 × 39 × 38 × 45 × 88 × 54 132,5 125 -5,66 n12 1450× 254 × 34 × 38 × 45 × 88 × 54 166,89 160 -4,13 n13 1450× 254 × 39 × 55 × 45 × 45 × 54 202,37 200 -1,17 n14 1450× 254 × 34 × 55 × 45 × 45 × 54 254,89 250 -1,92 n15 1450× 254 × 39 × 47 × 45 × 45 × 54 327,04 315 -3,68 142 51 29 22 22 27 142 56 29 22 22 27 142 51 38 22 22 27 142 56 38 22 22 27 142 51 21 45 22 27 142 56 21 45 22 27 142 51 29 45 22 27 142 56 29 45 22 27 142 51 38 45 22 27 142 56 38 45 22 27 142 51 21 45 45 27 142 56 21 45 45 27 142 51 29 45 45 27 SVTH: Bùi Xuân Trường 11 GVHD: TS Lê Đức Độ Đồ án thiết kế máy 142 56 29 45 45 27 n16 1450× 254 × 34 × 47 × 45 × 45 × 54 n17 1450× 254 × 39 × 38 × 45 × 45 × 54 n18 1450× 254 × 34 × 38 × 45 × 45 × 54 n19 1450× 254 × 34 × 55 × 43 n20 1450× 254 × 39 × 47 × 43 n21 1450× 254 × 34 × 47 × 43 n22 1450× 254 × 39 × 38 × 43 n23 1450× 254 × 34 × 38 × 43 142 51 38 45 45 27 142 56 38 45 45 27 142 56 21 65 142 51 29 65 142 56 29 65 142 51 38 65 142 56 38 65 411,91 400 -2,89 530,03 500 -5,67 667,58 630 -5,63 770,61 800 3,81 988,72 1000 1,14 1245,31 1250 0.38 1602,41 1600 -0,15 2018,26 2000 -0,9 Bảng 2: Bảng so sánh số vòng quay chuẩn số vòng quay thực tế Đồ thị sai số vòng quay: SVTH: Bùi Xuân Trường 12 GVHD: TS Lê Đức Độ