Đồ án máy công cụ Tính toán thiết kế máy tiện 1k62

Đồ án máy công cụ, Tính toán thiết kế, máy tiện 1k62

THIếT Kế MáY TIệN 1k62

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

Chơng I : Nghiên cứu máy tơng tự -chọn máy chuẩn

Chơng II :Thiết kế máy mới

Chơng III : Tính toán sức bền chi tiết máy

Chơng IV :Thiết kế hệ thống điều khiển

chơng 1:nghiên cứu máy mới.

Có rất nhiều loại máy tiện nh : máy tiện vạn năng,máy tiện

Tự động ,nửa tự động,máy tiện chuyên môn hoá và chuyen dùng,máy tiệnrevonve v.v

Tuy nhiên chúng ta chỉ xem xet các đặc tính kỹ thuật của một số loại máy tơng tựmáy 1K62

Khoảng cách lớn nhất giữa hai

ren Môđun và ren Pít

I/ Các xích truyền động của máy tiện 1K62 :

1._ Xích tốc độ quay của trục chính :

Xích này nối từ động cơ điện có công suất N = 1 kw,số vòng

quay n=1450 vòng/phút ,qua bộ truyền đai thang vào hộp

tốc độ (cũng là hộp trục chính ) làm quay trục chính VI

Lợng di động tính toán ở hai đầu xích là :

nđ/c (vòng/phút) của động cơ  ntc (vòng/phút) của trục chính

Từ sơ đồ động ta vẽ đợc lợc đồ các con đờng truyền động qua các trục trung giantới trục chính nh sau:

truyền gián tiếp

truyền khi tới trục chính bị tách ra làm đờng truyền

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

và

trục VI có khối bánh răng di trợt hai bậc có khả năng cho ta 4 tỷ số truyền

Nh vậy đờng truyền tốc độ thấp vòng quay thuận còn 18 tốc độ 2x3x3x1= 18Vậy đờng truyền thuận có 18+6=24 tốc độ

tạo nên ikđại dùng cắt ren khuếch đại

2._Xích chạy dao cắt ren và tiện trơn:

mới xuống trục VIII ),về trục IX qua cặp bánh răng thay thế vào hộp dao và trụcvít me

Một vòng trục chính - cho tiện đợc một bớc ren tp (mm)

Để cắt đợc 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 (dùngcặp bánh răng

XIV tới trục vít me

ngợc lại trong xích có cơ cấu đổi chiều nối giữa trục VIII và IX tới bánh răng

Từ cấu trúc động học xích chạy dao trên ta có phơng trình tổng quát cắt ren nhsau:

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

 Khi cắt ren Quốc tế (dùng cho các mối ghép)

 khi cắt ren khuyếch đại :

Xích truyền không có gì thay đổi so với các xích trên mà chỉ thêm vào các tỉ

số truyền khuyếch đại :

Ikđ = 1 vòng tc(VI)

27

54

(V) (IV) (III)

45

45

45 45

khi tiện ren chính xác : yêu cầu xích truyền động ngắn nhất :

1 vòng tc(VII).icd.itt = tp

b) Xích tiện trơn :

(bánh răng 60 lồng không) đóng ly hợp bánh răng thanh răng t=10 (m=3)xedao chạy dọc hớng vào mâm cặp (chạy thuận)khi chạy dao lùi đờng truyền từtrục XVIII xuống ly hợp qua bánh răng đệm 38 tới bánh răng 14/60 tới cặpbánh răng thanh răng 14/60làm bánh xe dao chạy lùi

- Chạy dao ngang : Đờng truyền giống nh chạy dao dộc truyền theo nửa bênphải hộp chạy dao tới vít me ngang t=5 (mm)

ph trực tiếp làm quay nhanh trục trơn XVI

3 _Một số cơ cấu đặc biệt :

+ Cơ cấu ly hợp siêu việt : Trong xích chạy dao nhanh và động cơ chính đềutruyền tới cơ cấu chấp hành là trục trơn bằng hai đờng truyèen khác nhau Nênnếu không có ly hợp siêu việt truyền động sẽ làm xoắn và gẫy trục Cơ cấu lyhợp siêu việtđợc dùng trong nhữnh trờng hợp khi máy chạy dao nhanh và khi

đảo chiều quay cảu trục chính

+ Cơ cấu đai ốc mở đôi : vít me truyền động cho 2 má đai ốc mở đôi tới hộp

xe dao Khi quay tay quay làm đĩa quay chốt gắn cứng với 2 má sẽ trợt theorãnh ăn khớp với vít me

+ Cơ cấu an toàn trong hộp chạy dao nhằm đảm bảo khi làm việc quá tải , đợc

đặt trong xích chạy dao (tiện trơn)nó tự ngắt truyền động kh máy quá tải

II/ Phơng án không gian và phơng án thứ tự của máy :

Từ sơ đồ động của máy ta thấy rằng:Xích tốc độ đợc chia ra thành 2 đờngtruyền: đờng truyền tốc độ thấp và đờng truyền tốc độ cao

Phơng án không gian của máy là:

Nh vậy, bằng cách tách thành 2 đờng truyền đồng thời thu hẹp lợng mở thì

ng-ời ta đã giải quyết vấn đề về lợng mở lớn hơn 8 (Xmax > 8 )

Số tốc độ của cả 2 đờng truyền là 24 tốc độ nhng trong thực tế thi máy này chỉ

III/ Đồ thị số vòng quay thực tế của máy 1K62 :

  = 1

5 , 12

- Hiệu suất của bộ truyền đai :  = 0,985

 trị số vòng quay cuả trục đầu tiên của hộp tốc độ trên trục II :

Tia i2 lệch sang phải 1 khoảng là : 2,17log

Lợng mở giữa hai tia  x : x= i1/i2= 1,13/2.17 = ,-1,04 = x

Tơng tự nh cách làm nhóm truyền 1 ta có :

x3  - 4,19  Tia i3 lệch sang trái 1 khoảng là : 4,19log

x4  - 2,07  Tia i4 lệch sang trái 1 khoảng là : 2,07log

x5 = 0  Tia i5 thẳng đứng

Lợng mở  x =  2 ứng với nhóm truyền khuếch đại:

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

x10= - 3  Tia i10 lệch sang trái 3 khoảng log

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

i11=

43 65

x11= 1,78  Tia i11 lệch sang phải 1 khoảng là 1,78log

Ta cã  = z-1 2000/12,5 = 1,259

LÊy theo tiªu chuÈn  = 1,26

n1 = nmin = 12,5 vg/ph

II/ Sè nhãm truyÒn tèi thiÓu

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:

ly hợp ma sát

18519b + 18f2

ly hợp ma sát

18519b + 18f2

ly hợp ma sát

18519b + 18f3

ly hợp ma sát

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

gian 2x3x2x2 vì

- Tỷ số truyền giảm dần từ trục đầu tiên đến trục cuối Nhng phải bố trí trên trục

đầu tiên một bộ ly hợp ma sát nhiều đĩa và một bộ bánh răng đảo chiều

-Số bánh răng phân bố trên các trục đều hơn PAKG 3x2x2x2 và 2x2x3x2

Do đó để đảm bảo tỷ số truyền giảm từ từ đồng đều ,u tiên việc bố trí kết cấu

[12]

13

2x3x2x2III I II IV[6] [1] [3]

[12]

19

2x3x2x2

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

2 2x3x2x2I III II IV

[1] [4] [2]

[12]

8 2x3x2x2II III I IV[2] [4] [1]

[12]

14 2x3x2x2III II I IV[6] [2] [1]

[12]

20 2x3x2x2IV II I III[12] [2] [1][6]

3 2x3x2x2I IV II III

2x3x2x2

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

4 2x3x2x2I II IV III

[1] [2] [12]

[6]

10 2x3x2x2II I IV III[3] [1] [12]

[6]

16 2x3x2x2III I IV II[6] [1] [12]

[3]

22 2x3x2x2IV I III II[12] [1] [6][3]

5 2x3x2x2I III IV II

[1] [4] [12]

[2]

11 2x3x2x2II IV III I [2] [8] [4]

[1]

17 2x3x2x2III II IV I[6] [2] [12]

[1]

23 2x3x2x2IV II III I[12] [2] [6][1]

2x3x2x2

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

thì phơng án này là tốt hơn , có lợng mở đều đặn và tăng từ từ , kết cấu chặt chẽ,hộp tơng đối gọn, lới kết cấu cố hình rẻ quạt

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 lợng mở ta thiết kế thên đờng truyền tốc độcao (đờng truyền tắt )

Do trùng 7 tốc độ (tốc độ cuối của đờng truỳên tốc độ thấp trùng với tốc độ của ờng truỳên tốc độ cao )

Nh vậy giới hạn no biến thiên trong khoảng 125  no  3200

no ở các trị số no lớn Vì nh vậy sẽ gần vơí nđcơ Hơn nữa no tới nmin của trụcchính bao giờ cũng giảm nhiều hơn tăng

Giả sử ta chọn no= n19= 800 vg/ph

Khi đó iđtr= no/ nđcơ.đ= 800/1440.0,985 = 0,564

Ta vẽ đợc đồ thị vòng quay của máy nh sau

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

Ta có : Emin=

K

g

g f

z

)(

2

2 2 min 

=

18 7

18 17

Vậy bội số trung nhỏ nhất K = 72

Emin nằm ở tia i3 vì i3 giảm nhiều hơn i4 Khi đó bánh răng Zmin nằm ở tia thứ 2 làbánh răng chủ động

Ta có : Emin=

K f

g f Z

.

) (

3

3 3 min 

=

72 21

) 51 21 (

Vậy bội số trung nhỏ nhất K = 10

Emin nằm ở tia i36vì i6 giảm nhiều hơn i7 Khi đó bánh răng Zmin nằm ở tia i6 là bánhrăng chủ động

Ta có : Emin=

K f

g f Z

.

) (

6

6 6 min 

=

10 1

) 4 1 (

Vậy bội số trung nhỏ nhất K = 10

Emin nằm ở tia i8vì i8 giảm nhiều hơn i9 Khi đó bánh răng Zmin nằm ở tia i8 là bánhrăng chủ động

Ta có : Emin=

K f

g f Z

.

) (

8

8 8 min 

=

10 1

) 4 1 (

1

=

2 1

có f10=1 g10 = 4 và f10 + g10 = 1 + 2 = 3

i11=2 = 1,262 =59/37 có f11=59 g11 = 37 và f11 + g11 = 59 + 37 = 96

Vậy bội số trung nhỏ nhất K = 96

Emin nằm ở tia i10vì i10 giảm nhiều hơn i11 Khi đó bánh răng Zmin nằm ở tia i10 làbánh răng chủ động

Ta có : Emin=

K f

g f Z

.

) (

10

10 10 min 

=

96 1

) 2 1 (

Kiểm nghiệm sai số vòng quay trục chính

Ta có phơng trình cân bằng xích động nt/c = nđ/cơ.đ.itđ

z

z

' 1

1

z

z

' 2

2

100%

Trong đó nchuẩn - Số vòng quay tiêu chuẩn

ntính - Số vòng quay tính toán theo phơng trình xích độ

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

b.tính hộp chạy dao

1_Yêu cầu kỹ thuật và đặc điểm hộp chạy dao

2_Sắp xếp bớc ren đợc cắt tạo thành các nhóm cơ sở và nhóm gấp bội

Sử dụng họp chạy dao dùng cơ cấu noóctôn để cắt đợc các loại ren : quốc tế,môđuyn, anh, pitch

-

0,5

1-1,25-1,5

-1,7522,252,5-3Ren anh

3

2 1

4

4

2 1

5 - 6

-2 3

566472808896-

283236404448-

141618202224-

789101112-

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

Z1 : Z2 : Z3: Z4 : Z5 : Z6: Z7 = 26 : 28 : 32: 36 : 40 : 44 : 48

4_Thiết kế nhóm truyền gấp bội

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

1

1 : 2

1 : 4

1 : 8 1

a_Phơng án không gian

PA

_Tổng số bánh răng_Tổng số trục _Chiều dài trục_Số bánh răng chịu

838b+7f2

1038b+7f1

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

2x2

II - I[2] [1]

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

Tia i1 là tia giảm nhiều hơn tia i2 zmin chủ động nên Emin =

63 2

) 5 2 (

1

63 7

bội số chung nhỏ nhất là K= 63

Tia i1 là tia giảm nhiều hơn tia i2 zmin chủ động nên Emin =

63 5

) 16 5 (

3

63 16 5

5

Z4'= Z-Z4= 63-35= 28 răng

5_ Tính các tỷ số truyền còn lại (ibù) :

Gồm các bánh răng thay thế và bánh răng phụ của hộp chạy dao Phơng trìnhcân bằng chuyển động :

Qua bảng xếp ren Quốc tế ta có igbội= 1/2

tv tcsở gb

p

. 12 1 40 / 28

10

=

12 7

1 vòng trục chính x 60/60 x42/42 x 42/50 x 25/36 x 40/28 x 1/2 =5

Khi cắt ren Anh ,

ren Anh nh sau : icđ=

i i i t

t

tt gb csở v

p

.

4 , 25

,lúc

đó

1 vòng trục chính x 60/60 x 42/42 x itt x 35/37 x 37/35 x 28/25 36/znt x35/28 x28/35 x 1/2 x 12 =25.4/10

Với đờng truyền bị động:1/ics

Khi cắt ren modun:

M=1.25igb=1/2;ics=40/28

1 vòng trục chính x 60/60 x 42/42 x itt x 40/36 x 25/28 x1/2x12=pi*1.25=22*1.25/7

itt=1.34

Vởy khi tính xích để cắt ren Pít ta phải dùng răng 42/42 thay cho cặp 28/56

6_Tính toán các bớc tiện trơn

Theo đầu bài lợng chạy dao : Smin (dọc)=2Smin(ngang)=0,07 mm/vòng

Dựa vào máy chuẩn ta lấy các tỷ số truyền nh máy chuẩn ,khi đó ta có các phơngtrình cân bằng nh sau:

66

14 60

38 30

60 28

6 26

37 37

30 56

42 60

38 30

60 28

6 26

37 37

30 56

25 50

66

14 60

38 30

60 28

6 26

37 37

30 56

25 50

21

64 64

42 60

38 30

60 28

6 26

37 37

30 56

25 97

66

14 60

38 30

60 28

6 26

37 37

30 56

25 97

21

64 64

42 60

38 30

60 28

6 26

37 37

30 56

28

=0,016.Zn.igb

răng trong hộp xe dao để đảm bảo yêu cầu Tuy nhiên để dảm bảo khoảng cáchtrục nh máy chuẩn ta phải giữ nguyên Z=const

38 30

60 28

6 26

37 37

30 56

42 60

38 30

60 28

6 26

37 37

30 56

28

=Sngang

Kết luận : Toàn bộ đờng tiện trơn sẽ đi theo đờng tiện ren qua cặp bánh răng28/56 vào hộp xe dao.Do đó đờng tiện trơn là hệ quả của đờng tiện ren,bớc tiệntrơn dày hơn nhiều so với bớc tiện ren tiêu chuẩn