Đồ án thiết kế chi tiết càng gạt bánh răng kèm bản vẽ CAD

Đồ án thiết kế chi tiết càng gạt bánh răng kèm bản vẽ Chức năng làm việc của chi tiết : Chi tiết yêu cầu thiết kế là chi tiết càng gạt bánh răng, nó có chức năng để đẩy bánh răng để thay đổi tỷ số truyền, được dùng nhiều trong các máy công cụ Các bề mặt làm việc : Các mặt đầu của càng tiếp súc với bánh răng khi gạt bánh răng Mặt trụ trong của lỗ càng gạt được lắp ghép với trục gạt bánh răng • Lỗ chốt lắp chốt chống di chuyển dọc trục của càng gạt Các kích thước quan trọng : Chiều dài mặt đầu tiếp súc với bánh răng yêu cầu có độ chính sách cao do đó dễ dàng lắp ghép vào khe bánh răng đồng thời không gây ra ổn khi gạt Khoảng cách tâm : . Do trong máy công cụ khoảng cách giữa trục gạt và trục lắp bánh răng có khoảng cách cố định Kích thước lỗ trục : • Yêu cầu dung sai nhỏ, độ đồng tâm cao với trục gạt Điều kiện kỹ thuật cơ của chi tiết

Trang 1

Lời nói đầu

Công nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó đóng vai trò quyết dịnh trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất n-ớc Nhiệm vụ của công nghệ chế tạo máy là chế tạo ra các sản phẩm cơ khícho mọi lĩnh vực của nghành kinh tế quốc dân, việc phát triển ngành công nghệ chế tạo máy đang là mối quan tâm đặc biệt của Đảng và nhà n-ớc ta

Phát triển ngành công nghệ chế tạo máy phải đ-ợc tiến hành đồng thời với việc phát triển nguồn nhân lực và đầu t- các trang bị hiện đại Việc phát triển nguồn nhân lực là nhiệm vụ trọng tâm của các tr-ờng

Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong ch-ơng trình đào tạo kĩ s và cán bộ kĩ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy và các thiết bị cơ khí phục vụ các ngành kinh tế nh công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, điện lực vv

Để giúp cho sinh viên nắm vững đ-ợc các kiến thức cơ bản của môn học và giúp cho họ làm quen với nhiệm vụ thiết kế, trong chơng trình đào tạo , đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là môn học không thể thiếu đợc của sinh viên chuyên ngành chế tạo máy khi kết thúc môn học

Trang 2

Sau một thời gian tìm hiểu và với sự chỉ bảo nhiệt tình của thầy giáo

Trịnh Xuân Thành đến nay Em đã hoàn thành đồ án môn học công nghệ chế tạo máy Trong quá trình thiết kế và tính toán tất nhiên sẽ có những sai sót do thiếu thực tế và kinh nghiệm thiết kế, em rất mong đợc

sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong bộ môn công nghệ chế tạo máy

và sự đóng góp ý kiến của các bạn để lần thiết kế sau và trong thực tế sau này đợc hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn

Ngày 26 tháng 04 năm 2009

Sinh viên : Nguyễn Văn Quang

Trang 3

Phần I: Phân tích chi tiết gia công

I: Phân tích chức năng làm việc của chi tiết

Chức năng làm việc của chi tiết :

• Chi tiết yêu cầu thiết kế là chi tiết càng gạt bánh răng , nó có chức năng để đẩy bánh răng để thay đổi tỷ số truyền , đ-ợc dùng nhiều trong các máy công cụ

Các bề mặt làm việc :

• Các mặt đầu của càng tiếp súc với bánh răng khi gạt bánh răng

• Mặt trụ trong của lỗ càng gạt đ-ợc lắp ghép với trục gạt bánh răng

• Lỗ chốt lắp chốt chống di chuyển dọc trục của càng gạt

• Yêu cầu dung sai nhỏ , độ đồng tâm cao với trục gạt

Điều kiện kỹ thuật cơ của chi tiết

• Lỗ trục : dung sai 230,2 t-ơng đ-ơng CCX7

• Độ bóng :Rz20 t-ơng với  5

Mặt đầu : độ bóng Rz20 t-ơng với  5

II: Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết

- do mặt đầu làm vịêc của chi tiết khá mỏng (19mm) do đó trong quá trình gia công và làm việc có thể không đủ cứng vững do đó cần làm thên gân tăng cứng

- Lỗ 23 lắp với trục gạt cần phải khử ba via bằng vát mép thuận lợi cho công việc lắp ghép

- Lỗ chốt nằm trên mặt trụ do đó khó khăn trong quá trình khoan nên làm bề mặt vuông góc với mũi khoan nh-ng lỗ chốt không quan trọng do đó có thể không cần thay đổi kết cấu

III: Xác định dạng sản xuất

Sản l-ợng hàng năm của chi tiết :

N = N1.m(1+β/1000).(1+ α/5000) (chi tiết hàng năm )

N1: số sản phẩm sản xuất trong một năm N1 = 5000

m :là số chi tiết trong một sản phẩm m = 1

β: số chi tiết sản suất thêm để dự trữ β = 7%

α: số chi tiết phế phẩm ở s-ởng đúc α = 6%

Trang 4

V = V1+V2+V3+V4

V1 thể tích đầu nhỏ V1 = .(R2-r2).h = 3,14.(142- 12,52) 45 = 26,93 (cm3)

V2 thể tích đầu lớn V2= 13.3,14.(402-302)/2 = 13,2(cm3)

V3 thể tích phần gân V3= 8.(40+80).140-8.3,14(192+402) = 85,13 (cm3)

V4 thể tích phần gân tăng cứng V4 = 7.33.20 = 4,62(cm3)

Vậy V= 0,131 (dm3)

Q1= V.γgang 0,131 = 0,89 (kg)

Tra bảng 2 : với trọng l-ợng chi tiết Q = 0,89 (kg)

Sản l-ợng hàng năm của chi tiết N= 1802 chi tiết /năm

Dạng sản súât là hàng loạt vừa

IV: chọn ph-ơng pháp chế tạo phôi

Đối với chi tiết dạng càng sản suất hàng loạt lớn vật liệu gia công gang xám GX15-32 , trọng l-ợng nhỏ : 0,89 (kg) Hình dạng chi tiết đơn giản Tra bảng 3-1 [2] ta chọn ph-ơng pháp chế tạo phôi là ph-ơng pháp đúc trong khuôn kim loại cấp chính xác I

+ Gia công mặt đầu 1,2 : gia công đạt kích thứơc 19

Đây là bề mặt làm việc của càng

Dung sai : T = 0,05 t-ơng đ-ơng cấp chính xác 10

Trang 5

Đây là bề mặt của chi tiết không quan trọng

Dung sai : T = 1( mm) t-ơng đ-ơng với cấp chính xác 15

Có thể chọn ph-ơn g pháp phay thô đạt cấp chính xác 12-Rz40 + Gia công lỗ :

Dung sai T = 0,2 t-ơng đ-ơng với ccx 11 tra bảng 3-87 [2] chọn ph-ơng phắp gia công là khoét qua 2 b-ớc

Khoét thô 13

Khoét tinh 14

Đạt cấp chính xác 10 –Rz20

+ Gia công lỗ 23 0,02

Vật liệu GX15-32 , Ra2,5 dung sai 0,025 cấp chính xá c 7

Tra bảng 3-87[2] ph-ơng pháp gia công cuối cùng có thể là

Chọnph-ơng pháp gia công khoan sâu đạt cấp chính xác 12 ,Rz20

III : Thiết kế nguyên công

4 Khoan, vát mép ,khoét ,doa lỗ

6 Phay hai mặt đầu

7 Khoan lỗ j17,tarô ren M18

8 Kiểm tra

Nguyên công 1 : Đỳc phụi

PhôI đ-ợc chế tạo từ khuân đúc kim loại

Yêu cầu của phôI sau khi đúc:

Trang 6

Sauk hi đúc phôI không bị n-t rỗ bên ngoai cũng nh- bên trong

Bề mặt phôI phảI đạt độ bóng cần thiết cho các bề mặt không gia

công sau khi đúc phôI xong phôI phảI đ-ợc làm sạch băng phun cát hay

một số ph-ơng pháp khác

Nguyên công 2 : Phay mặt đầu thứ nhất bằng dao phay mặt dầu

❖ Sơ đồ gá đặt

- Định vị chi tiết : định vị mặt đầu hạn chế ba bậc tự do bằng chốt định vị

- Kẹp chặt : kẹp chặt bằng hai khối V , ph-ơng lực kẹp song song với

mặt định vị dùng khối V vát tạo lực vuông góc với mặt dịnh vị

Dùng dao phay mặt đầu hợp kim cứng , tra bảng 4-3[2] do đó

chọn dao có mác BK6 tra bảng 7-[1] Tdao = 400

vt= vbk1.k2k3k4k5

k1 hệ số phụ thuộc độ cứng của gang : k1=1,12

k2 hệ số phụ thuộc chu kỳ bền của dao

5 , 0 400

Trang 7

k4 hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt gia cồng với bề mặt thô k4= 0,2

k5 hệ số phụ thuộc chiều rộng phay

20

0, 2 100

L L L

.

2

1 + +

38 3 7 , 8

phut

= + +

vt= vbk1.k2k3k4k5

k2 hệ số phụ thuộc chu kỳ bền cùa dao

5 , 0 400

k3 hệ số phụ thuộc mác hợp kim cứng :với BK6 k3=1

k4 hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt gia cồng với bề mặt thô

k4= 0,8

Trang 8

8 , 0

L L L

.

2

1 + +

5 16 , 6 80

phut

= + +

T0 tinh 2 = 0 , 065 ( )

950 8 , 0

38 3 7 , 8

phut

= + +

- Kẹp chặt : kẹp chặt bằng hai khối V , ph-ơng lực kẹp song song với mặt định vị dùng khối V vát tạo lực vuông góc với mặt dịnh vị

Trang 9

❖ Chọn dao

vt= vbk1.k2k3k4k5

5 , 0 400

k4= 0,8

29

0, 3 100

Trang 10

5 , 0 400

k4= 0,8

8 , 0

.

L L L

.

2

1 + +

38

phut

= + +

t(mm) n(v/ph) s (mm/ph) CCX Rz

Sơ đồ đị nh vị : Gia công lỗ to cần đảm bảo độ vuông góc của tâm lỗ và

mặt đầu bởi vậy ta định vị nhờ một mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do định vịvào mặt đầu và bạc côn chụp vào đầu mặt trụ hạn chế hai bậc tự do và có tác dụng định tâm ( hoặc một khối V cố định định vị vào mặt trụ ngoài của đầu tô của càng hạn chế 2 bậc tự do), dùng chốt chống xoay hạn chế một bậc tự do

Kẹp chặt : Dùng cơ cấu trụ tr-ợt thanh răng và kẹp từ trên xuống

Chọn máy : Máy khoan đứng 2A135(K135) Công suất của máy Nm

= 6 kW, hiệu suất  = 0,8

Trang 11

Chọn dao: Với cấp chính xác của lỗ là cấp 78 do vậy tra bảng

3-131 có đ-ờng kính mũi khoan lớn nhất max = 20mm Mũi Khoét có lắp mảnh hợp kim cứng D = 22 mm( có các kích th-ớc sau: L = 160  350mm, l = 80200 mm), Mũi Doa có lắp mảnh hợp kim cứng D = 20mm,Vát mép D = 23mm ( Tra theo bảng 4-47, 4-49 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):

L-ợng d- gia công: Gia công 2 lần với l-ợng d- khoét Zb1 = 0,9

mm và l-ợng d- Doa Zb2 = 0.1 mm

Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho Khoét Chiều sâu cắt t = 0,9

mm, l-ợng chạy dao S = 0.9 mm/vòng(0,91,1), tốc độ cắt V = 35 mm/vòng Ta tra đ-ợc các hệ số phụ thuộc:

k1 : Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền, B5-109 Sổ tay CNCTM tập 2,

35 1000

1000

.

n d



30,26m/ph Lực cắt P0 đ-ợc tính nh- sau:

. m

x n M

=

1000 975

482 3 , 1496

= 0,72kW

So với công suất của máy:

Nc  Nm. = 6.0,8 = 4,8

Trang 12

Nh- vậy máy 2A135 đủ công suất để gia công lỗ có đ-ờng kính là

10 1000

1000

Định vị : định vị mặt đầu hạn chế ba bậc tự do bằng phiến tỳ , định vị vào

lỗ 23 hạn chế hai bậc tự do bằng chốt côn tự lựa , định vị vào mặt trụ ngoài hạn chế bậc tự do còn lại bằng một khối V điều chỉnh

Kẹp chặt : kẹp chặt bằng cơ cấu đòn kẹp , lực kẹp vuông góc và hứơng vào mặt định vị

❖ Chọn máy :

Chọn máy khoan cần 2A55 với các thông số

Công suất N = 4,5 KW

Đ-ờng kính chi tiết lớn nhất gia công đ-ợc là 50 (mm)

Khoảng cách từ trục chính tới bàn máy :700ữ 1120

Côn móc trục chính số 5

Số vòng quay trục chính từ 5 ữ 1700 (v/ph)

❖ Chọn dao

Dùng mũi khoan ruột gà bằng thép gió phi tiêu chuẩn 12

Mũi khoét thép gió phi tiêu chuẩn 13

Mũi doa thép gió 14

Trang 13

H T

Trang 14

suy ra nt= 1000.vt/.D = 1000.27,5/3,14.13.8 = 353,1 (v/ph) chän theo nm = 375 (v/ph)

24 8 , 24 ) 2 5 , 0 ( cot

d

=

 +

−

=

 +



L3 = 3 (mm)

T06 khoÐt = 2 0 , 28 ( )

338 05 , 1

24 8 , 24 ) 2 5 , 0 ( cot

50

phut

=VËy T06 =T06khoan+T06khoet +T06doa = 0 , 28 + 0 , 28 + 0 , 37 = 0 , 93 (phut)

Trang 15

- Kẹp chặt : kẹp chặt bằng hai khối V , ph-ơng lực kẹp song song với

mặt định vị dùng khối V vát tạo lực vuông góc với mặt dịnh vị

vt= vbk1.k2k3k4k5

5 , 0 400

k3 hệ số phụ thuộc mác hợp kim cứng :với BK6 k3 =1

k4= 0,2

Trang 16

0, 2 100

.

vt= vbk1.k2k3k4k5

5 , 0 400

k4= 0,8

8 , 0

Trang 17

Định vị : định vị mặt đầu hạn chế ba bậc tự do bằng phiến tỳ , định vịvào lỗ lớn hạn chế hai bậc tự do bằng chốt trụ ngắn , định vị vào lỗ nhỏ hạn chế một bậc tự do bằng chốt trám

Kẹp chặt : kẹp chặt bằng cơ cấu đòn kẹp ren vít , h-ớng lực kẹp vuông góc và h-ớng vào mặt đinh vị

 1000.22,4/3,14.4 = 1783 (v/ph) chọn nm = 980(v/ph)

vtt = =

1000

.D n



3,14.17.980/1000 = 9,23 (m/ph ) L-ợng chạy dao chọn sm = 0,22 (mm/v)

n S

L L L

.

2

1 + +

L= 38 (mm)

Trang 18

L1 = cot 45 2 3 , 5

2

3 2 5 , 0 cot

3 5 , 3 38

phut

= + +

t(mm) n(v/ph) s (mm/v) CCX Rz

Nguyên công 8 : Kiểm tra độ song song giữa hai lỗ tâm Φ14 vàΦ23

Đặt trục kiểm vào lỗ Φ14 , trục kiểm còn lại đ-ợc lắp cố định trên gá có Φ60 để dùng cho lỗ lớn Φ23 , quay chi tiết quanh lỗ Φ23 đến khi trục kiểm lắp trên lỗ Φ 14 chạm vào cữ tỳ Khi đó hiệu số của giá trị đo trên từng cặp 2 đồng hồ trên ph-ơng đứng và ngang sẽ biều hiện độ không song song của hai lỗ càng theo hai ph-ơng đứng và ngang

Phần III : Tính toán l-ợng d- cho nguyên công 7

❖ Yêu cầu kỹ thuật

Vật liệu gia công : GX 15-32 có HB = 190

độ nhẵn bóng bề mặt sau gia công : Ra = 0,63

dung sai 0,025 t-ơng ứng với CCX 7

Để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật trên cần thực hiện gia công qua ba b-ớc công nghệ

2

2zmin = R za +T a + a2 + b2

Rza : chỉều cao nhấp nhô tế vi do nguyên công tr-ớc để lại

Ta : chiều sâu lớp khuyết tật do nguyên công tr-ớc để lại

Trang 19

Vì ban đầu ta khoan lỗ đặc do đó không tính l-ợngd- cho b-ớc này

tra bảng 3-87 [2] sau khi khoan lỗ

Rza = 50 (m) Ta = 70 (m)

2 2



+



D b

Trang 20

 +

025 , 0 3 2

mm

= +

δmax =  A+ B+ min = 0,025 + 0,021 + 0,077= 0,123(mm)

tgα = 45.0,00073 = 0,033 (mm)

2 2

,

47 + ) = 506 (m) doa lỗ đạt  25

1 + = 86,3 (m)

Kích th-ớc giới hạn

L-ợng d- giới hạn

Phôi

Khoan 50 70 48 24,346 210 24,14 24,35

Khoét 40 70 1,25 124 506 24,852 84 24,768 24,852 502 628 Doa 3,2 5 0,95 6,2 86,3 25,025 25 25 25,025 173 232

❖ Kiểm tra kết quả tính toán

Doa : 2zmin - 2zmax = 232-173 = 59 (m)

Trang 21

❖ L-ợng chạy dao : tra bảng 5-25[3] với D = 17 (mm ) , HB > 170

D C

.

Tra bảng 5-28[ 3] với gang xám có HB = 190, s = 0,5

KUv : hệ số phụ thụôc vật liệu dụng cụ , tra bảng 5-6 ta có KUv = 1

Klv : hệ số phụ thuộc chiều sâu khoan l ≤ 3D do đó Klv = 1

Kv = 1

Vt = 1 29 , 1 ( / )

5 , 0 75

24 1 , 17

4 , 0 125 , 0

25 , 0

ph mm

=

24 14 , 3

1 , 29 1000

1000

ph m D

ph m

.

Kw n

Trang 22

❖ Nguyên công 2 (đã sửa đến đây )

• Phay thô

T0 thô = Tthô1+ 2.Tthô2

Ta có Tthô 1 =

n S

L L L

.

2

1 + +

5 10 80

phut

= + +

T0 thô 2 = 0 , 065 ( )

475 6 , 1

38 3 7 , 8

phut

= + +

L L L

.

2

1 + +

5 16 , 6 80

phut

= + +

T0 tinh 2 = 0 , 065 ( )

950 8 , 0

38 3 7 , 8

phut

= + +

T0 thô = 2 0,0625 + 0,119 = 0,244 (phút)

❖ Nguyên công 3

T 0 = i

n S

L L L

.

2

1 + +

5 10 38

phut

= + +

Trang 23

Sm = 750 (mm/ph)

To3th« = 1 2 0 , 08 ( )

phut i

S

l l l m

= + +

2

2 1

phut i

S

l l l m

=

+

= + +

24 8 , 24 ) 2 5 , 0 ( cot

d

=

 +

−

=

 +



L3 = 3 (mm)

T06 khoÐt = 2 0 , 28 ( )

338 05 , 1

24 8 , 24 ) 2 5 , 0 ( cot

Trang 24

L1 = 2 4 ( )

45

2 ) 2 5 , 0

tg tg

3 4 13

phut

= + +

tg tg

t

= +

=

 +



L2 = 3 (mm)

2 , 0 92

3 4 , 2 13

phut

= + +

Vậy T05 = 1+ 0,095 = 1,095 (phút)

❖ Nguyên công 7 :

n S

L L L

.

2

1 + +

L= 38 (mm)

2

3 2 5 , 0 cot

3 5 , 3 38

phut

= + +

2 1

phut i

s

l l l m

= + +

phần iV : thiếtkế đồ gá cho nguyên công

1 hiết kế cơ cấu định vị chi tiết

Trang 25

mặt phẳng là các phiến tỳ có các kích th-ớc cơ bản sau( tra bảng 8-3)

B L H L1 l d Vật liệu Số lỗ Số l-ợng HRC Kiểu 1 16 60 10 30 15 6,6 20Cr 2 4 60

điểm đặt tâm chi tiết

tính toán lực kẹp yêu cầu

khi cắt tạo ra Pc và Mc

Pc tuỳ vào ph-ơng thức khoan (khoan lỗ đẵc hay lỗ thủng )

Mà lực Pc đóng vai trò khác nhau trong tr-ờng hợpđồ gá này vì khoan lỗ

đặc nên lực Pc đóng vai trò lực kẹp độc lập ta sẽ xem sét riêng Pc với vai trò là lực kẹp

Mc làm chi tiết quay quanh tâm của nó còn gây ra sai số

để chi tiết không bị xoay thì ta cần tính lực kẹp cần thiết để chống lại mô men này

K3: hệ số tăng lực cất khi gia công gián đoạn K3 =1,2

K4: hệ số tính đến sai số của cơ cấukẹp chặt K4 = 1,3

K5: hệ số tính đến sự thuận lợi của cơ cấukẹp bằng tay K5 = 1

K6: hệ số tính đến mô men làm quay chi tiết K6 = 1,5

K= 1,5.1,2.1.1,2.1,3.1.1,5=4,21

W f.R> K.Mc

Trang 26

W > 6966 ( )

3 , 0 14 , 0

21 , 4 5 , 69

tính lực do cơ cấu ren vít sinh ra

từ sơ đồ ta có W = 

2 1

1

l l

l Q

l l

.

1

2 1



+

=

chọn l1 =l2 = l

tra bảng 8-30[3] chọn loại thanh kẹp tr-ợt IV

với vít kẹp M12 chọn chiều dài thanh kẹp L = 100 (mm0

Tiêu đề	Thiết kế chi tiết càng gạt bánh răng
Tác giả	Nguyễn Văn Quang
Người hướng dẫn	PTS. Trịnh Xuân Thành
Trường học	ĐHCN Hà Nội
Chuyên ngành	Công nghệ chế tạo máy
Thể loại	Đồ án môn học
Năm xuất bản	2009
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	28
Dung lượng	470,84 KB
File đính kèm	Bản vẽ CAD.rar (1 MB)