Đồ án máy công cụ tính toán thiết kế máy mới Máy tiện ren vít vạn năng

Xích tốc độ : - Xích nối từ động cơ điện công suất N=10 kw số vòng quay n=1450 vg/ph, qua bộ truyền đai vào hộp tốc độ làm quay trục chính VII quay và đường quay nghịch.. + Để cắt được n

Lời nói đầu

Một trong những nội dung đặc biệt quan trọng của cuộc cách mạng khoahọc kỹ thuật trên toàn cầu nói chung và với sự nghiệp công nghiệp hoá,hiện đại hoá đất nước ta nói riêng hiện nay đó là việt cơ khí hoá và tựđộng hoá quá trình sản xuất Nó nhằm tăng năng xuất lao động và pháttriển nền kinh tế quốc dân Trong đó công nghiệp chế tạo máy công cụ vàthiết bị đóng vai trò then chốt Để đáp ứng nhu cầu này, đi đôi với côngviệc nghiên cứu,thiết kế nâng cấp máy công cụ là trang bị đầy đủ nhữngkiến thức sâu rộng về máy công cụ và trang thiết bị cơ khí cũng như khảnăng áp dụng lý luận khoa học thực tiễn sản xuất cho đội ngũ cán bộkhoa học kỹ thuật là không thể thiếu được Với những kiến thức đã đượctrang bị, sự hướng dẫn nhiệt tình của các thầy giáo cũng như sự cố gắngcuả bản thân Đến naynhiệm 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 " Máytiện ren vít vạn năng "có thể nhiều hạn chế Rất mong được sự chỉ bảocủa các thầy giáo và cộng sự

Phần tính toán thiết kế máy mới gồm các nội dung sau:

Chương I : Nghiên cứu máy tương tự -chọn máy chuẩn

Chương II :Thiết kế máy mới

Chương III : Tính toán sức bền chi tiết máy

Chương IV :Thiết kế hệ thống điều khiển

CHƯƠNG I

NGHIÊN CỨU TÍNH NĂNG KỸ THUẬT CỦA MỘT

SỐ MÁY CÙNG LOẠI CHỌN MÁY CHUẨN

I CÁC MÁY TIỆN T620 - 1K62 - T616 CÓ CÁC ĐẶC TÍNH KỸ

THUẬT:

Chiều cao tâm máy (mm)

Khoảng cách 2mũi tâm (mm)

Đường kính vật gia công Dmax(mm)

Số cấp tốc độ (z)

Số vòng quay:n minnmax (vòng/phút)

Lượng chạy dao dọc (mm)

Lượng chạy dao ngang (mm)

Công suất động cơ (kw)

35305400

11920,548242961

20015004002111,512000,0821,590,0270,527

34305400

160700320124419800,061,070,040,784,5

30008100

Nhận xét : So sánh đề tài thiết kế với các máy trên ta thấy máy tiện ren

vít vạn năng T620 có các đặc tính tương tự Vậy ta lấy máy T620 làm

máy chuẩn cho việc thiết kế máy mới

II PHÂN TÍCH MÁY CHUẨN - MÁY TIỆN REN VÍT VẠN NĂNG

T620

1 Sơ đồ động học máy

a Xích tốc độ :

- Xích nối từ động cơ điện công suất N=10 kw số vòng quay n=1450

vg/ph, qua bộ truyền đai vào hộp tốc độ làm quay trục chính (VII)

quay và đường quay nghịch Mỗi đường truyền khi tới trục chính bị tách

ra làm đường truyền

- Đường truyền trực tiếp tới trục chính cho ta tốc độ cao

- Đườngtruyền tốc độ thấp đi từ trục IV-V-VI-VII

Phương trình xích động biểu thị khả năng biến đổi tốc độ của máy

88 VI

2754

Từ phương trình trên ta thấy:

- Đường tốc độ cao vòng quay thuận có 6 cấp tốc độ

2x3x1= 6

- Đường tốc độ thấp vòng quay thuận có 24 cấp tốc độ

2x3x2x2x1= 24Thực tế đường truyền tốc độ thấp vòng quay thuận chỉ có 18 tốc độ ,vìgiữa trục IV và trục VI có khối bánh răng di trượt hai bậc có khả năngcho ta 4 tỷ số truyền

22

88

2288

Nhìn vào phương trình thực tế chỉ có 3 tỷ số truyền 1,

1

4 ,

116Như vậy đường truyền tốc độ thầp vòng quay thuận còn 18 tốc độ2x3x3x1= 18

Vậy đường truyền thuận có 18+6=24 tốc độ

b.Xích chạy dao cắt ren

Máy tiện ren vít vạn năng T620 có khả năng cắt 4 loại ren :

- Lượng di động tính toán ở 2 đầu xích là :

Để cắt được 4 loại ren máy có 4 khả năng điều khiển sau:

+ Cơ cấu bánh răng thay thế qua trục IX và trục X đảm nhận 2 khả năng

XII đến trục XIV tới trục vít me

+ Để cắt được nhiều ren khác nhau trong cùng một loai ren trong hộpchạy dao của máy dùng khối bánh răng hình tháp 7 bậc và 2 khối bángrăng di trượt

- Khi cắt ren trái trục chính giữ nguyên chiều quay cũ cần đổi chiều chạydao ngược lại trong xích có cơ cấu đổi chiều nối giữa trục VIII và IX tớibánh răng đệm 28

Lược đồ cấu trúc động học hộp chạy dao

Từ cấu trúc động học xích chạy dao trên ta có phương trình tổngquát cắt ren như sau:

1vòng trục chính x icố định x ithay thế x icơ sở x igấp bội x tv = tp

i®c¬

tti

csëi

gbéii

97 , con đường 1 noóctông chủ động

- Chạy dao dọc : Từ trục bánh vít 28 (trục XVII ) qua cặp bánh răng14/60 (bánh răng 60 lồng không) đóng ly hợp bánh răng thanh răngt=10 (m=3)xe dao chạy dọc hướng vào mâm cặp (chạy thuận)khi chạy

dao lùi đường truyền từ trục XVIII xuống ly hợp qua bánh răng đệm

38 tới bánh răng 14/60 tới cặp bánh răng thanh răng 14/60làm bánh

xe dao chạy lùi

- Chạy dao ngang : Đường truyền giống như chạy dao dộc truyền theonửa bên phải hộp chạy dao tới vít me ngang t=5 (mm)

- Chạy dao nhanh : Máy có động cơ điện chạy dao nhanh N=1 kw, n

=1410 vg/ph trực tiếp làm quay nhanh trục trơn XVI

c Một số cơ cấu đặc biệt :

+ Cơ cấu ly hợp siêu việt : Trong xích chạy dao nhanh và động cơchính đều truyền tới cơ cấu chấp hành là trục trơn bằng hai đườngtruyèen khác nhau Nên nếu không có ly hợp siêu việt truyền động sẽlàm xoắn và gẫy trục Cơ cấu ly hợp siêu việtđược dùng trong nhữnhtrường hợp khi máy chạy dao nhanh và khi đảo chiều quay cảu trụcchính

+ Cơ cấu đai ốc mở đôi : vít me truyền động cho 2 má đai ốc mở đôitới hộp xe dao Khi quay tay quay làm đĩa quay chốt gắn cứng với 2

má sẽ trượt theo rãnh ăn khớp với vít me

+ Cơ cấu an toàn trong hộp chạy dao nhằm đảm bảo khi làm việc quátải , được đặt trong xích chạy dao (tiện trơn)nó tự ngắt truyền động khimáy quá tải

b Tính trị số vòng quay cuả trục đầu tiên của hộp tốc độ

Nhóm truyền thứ 3 (từ trục III tới trục IV) có 2 tỷ số truyền

Nhóm truyền trực tiếp (từ trục III tới trục VI) có1 tỷ số truyền

i11=

6543

phương án không gian PAKG: 2x3

Trị số vòng quay cơ sở thành lập từ trị soó vòng quay đầu tiên n1 =

12,5 vg/ph và

nz = n1 z-1

Lần lượt thay z = 123 vào ta có bảng sau

12.516202531,5405063801001251602002503154005006308001000125016002000

n1.22

II SỐ NHÓM TRUYỀN TỐI THIỂU

Vì số nhóm truyền là nguyên nên lấy i = 4

Các phương án không gian 24x1

12x23x4x26x2x22x3x2x2 Dựa vào số nhóm truyền tối thiểu i=4 ta loại trừ các phương án khônggian và lấy phương án không gian là 2x3x2x2

Cách bố chí các bộ phận tổ hợp thành xích tỗc độ bố trí theo phương ánhộp tốc độ và hộp trục chính vì máy có độ phức tạp lớn (z=23) công suấtlớn N=10 kw

III PHƯƠNG ÁN KHÔNG GIAN

1 Dựa vào công thức z= p1 p2 p3 pj

Str = i +1 i- Số nhóm truyền động

4- Tính chiều dài sơ bộ của hộp tốc độ theo công thức

L = b + f b- chiều rộng bánh răng

f- khoảng hở giữa hai banh răng và khe hở để lắp mién gạt

5- Số bánh răng chịu mô men xoắn ở trục cuối cùng

PAKG 3x2x2x2 2x2x2x3 2x2x3x2 2x3x2x2

2 3 2 2

6- Các cơ cấu đặc biệt dùng trong hộp : ly hợp ma sát ,phanh

7- Lập bảng so sánh phương án bố trí không gian

ly hợp masát

18519b + 18f2

ly hợp masát

18519b + 18f2

ly hợp masát

18519b + 18f3

ly hợp masát

Kết luận : Với phương án và bảng so sánh trên ta thấy nên chọn

phương án không gian 2x3x2x2 vì

- Tỷ số truyền giảm dần từ trục đầu tiên đến trục cuối Nhưng phải bố trítrên trục đầu tiên một bộ ly hợp ma sát nhiều đĩa và một bộ bánh răngđảo chiều

-Số bánh răng phân bố trên các trục đều hơn PAKG 3x2x2x2 và2x2x3x2

2x3x2x2III I II IV

2x3x2x2

IV I II III[12] [1] [3] [6]

2x3x2x2

IV II I III[12] [2] [1] [6]

2x3x2x2

IV III I II[12] [4] [1] [2]

2x3x2x2

IV I III II[12] [1] [6] [3]

2x3x2x2

IV II III I[12] [2] [6] [1]

2x3x2x2

IV III II I[12] [4] [2] [1]

Nhận xét :qua bảng trên ta thấy các phương án đều có xmax>8 như vậy

Do đó để chọn được phương án đạt yêu cầu ta phải tăng thêm trục trunggian hoặc tách ra làm hai đường truyền

đã chọn thì phương án này là tốt hơn , có lượng mở đều đặn và tăng từ

từ , kết cấu chặt chẽ, hộp tương đối gọn, lưới kết cấu cố hình rẻ quạt

Cụ thể : PAKG 2 x 3 x 2 x 2

PATT I II III IV [x] [1] [2] [6] [12]

PATT bây giờ là: 2[1]x 3[8]x 2[6]x 2[6]

Để bù lại số tốc độ trùng vì thu hẹp lượng mở ta thiết kế thên đườngtruyền tốc độ cao (đường truyền tắt )

Do trùng 7 tốc độ (tốc độ cuối của đường truỳên tốc độ thấp trùng với tốc

độ của đường truỳên tốc độ cao )

Nên số tốc độ thực của máy là : Z = 30 - 7 = 23 tốc độ

Ta có lưới kết cấu của máy như sau :

I

Ta vẽ được đồ thị vòng quay của máy như sau

i

i i

10

11

VII

12,5 200

VII TÍNH TOÁN SỐ RĂNG CỦA CÁC NHÓM TRUYỀN TRONG HỘP TỐC ĐỘ

Vậy bội số trung nhỏ nhất K = 18

Emin nằm ở tia i2 vì i2 tăng nhiều hơn i1 Khi đó bánh răng Zmin nằm ở tiathứ 2 là bánh răng bị động

zmin (f 2 +g2 )

17.187.18 = 2,43

3- Tính số răng của nhóm truyền thứ hai

Vậy bội số trung nhỏ nhất K = 76

I5 = Z5/ Z5' =

38

38 = 1

4- Tính số răng của nhóm truyền thứ 3

Do kết cấu của hộp tốc độ nên ta chọn môđuyn khác nhau Ta dùng hai

6- Tính số răng của nhóm truyền thứ 4

7- Tính số răng của nhóm truyền thứ 5

Trong đó A- Khoảng cách trục

Z10, Z11- Tổng số răng của nhóm bánh răng có môđuyn m10 ,

27

54 =

1

2 i11 = Z11/ Z11' =66

42 = 1,57

2254

3046

3838

2288

4545

2288

4545

2754

6642

5634

2155

2947

3838

2288

4545

2288

4545

2754

6543Kiểm nghiệm sai số vòng quay trục chính

2754

54

Sau khi kiểm tra sai số ta thấy n nằm trong phạm vi cho phép,không cầnphải tính lại các tỷ số truyền

PHẦN B – THIẾT KẾ TRUYỀN DẪN HỘP CHẠY DAO

I Yêu cầu kỹ thuật và đặc điểm hộp chạy dao

- số cấp chạy dao phải đủ

- quy luật phân bố lượng chạy dao theo cấp số cộng

- tính chất của lượng chạy dao liên tục

- độ chính xác của lượng chạy dao yêu cầu chính xác cao

- độ cứng vững của xích động nối liền trục chính và trục kéo

912

434

212

512

234

312

712

334

2 Thiết kế nhóm truyền cơ sở

:

Để cắt ren Quốc tế thì:

Z1 : Z2 : Z3: Z4 : Z5 : Z6 = 4 : 4.5 : 5 : 5.5 : 6 : 7

Hoặc 8 : 9 : 10 : 11 : 12 : 14

truyền nên người ta hạn chế trong giới hạn 25< Z< 60

Để tránh cho bộ noóctông trở nên kém cứng vững do 2 gôí đỡ đặt xanhau,số bánh răng của bộ noóctông phải nhỏ hơn 8 bánh răng

Nhận xét : Chỉ vì cắt loại ren Anh có n=19 ren/pit nên bộ noóctông phải

3 Thiết kế nhóm truyền gấp bội

Nhóm gấp bội phải tạo ra 4 tỉ số truyền với =2 Chọn cột 7-12trong bảng xếp ren quốc tế làm nhóm cơ sở thì các tỉ số truyền nhóm gấp

3.1 Phương án không gian

1038b+7f1

Nhận xét: PAKG 4x1 có số bánh răng trên một trục quá nhiều khó chếtạo do đó PAKG 2x2 hợp lý hơn

3.2 Phương án thứ tự

Phương án không gian 2x2 có hai PATT

So sánh các phương án thứ tự :

I - II[1] [2]

2x2

II - I[2] [1]

Ta có đồ thị số vòng quay như sau :

Tính các tỷ số truyền giữa ccác bộ truyền trong nhóm gấp bội

răng phụ của hộp chạy dao Phương trình của hộp chuyển động

1vòng tc ibù icơsở igbội tv= tp mà ibù = itt icđ nên ta có 1vòng tc itt.icđ

icơsở igbội tv= tp

Để tính ibù ta cho máy cắt thử một bước ren nào đó Ta thử cắt ren quốc tế

712

Tỷ số truyền 36/25 cũng được dùng khi cắt ren pitch (bánh răng noóctông

bị động)nhưng với hai bánh răng thay thế khác nhau Cuối cùng ta cầntính bánh răng thay thế khi cắt ren pitch và ren môđuyn