Thiết kế máy phay vạn năng

Đồ án môn học thiết kế máy

Đồ án môn học thiết kế máy LờI NóI ĐầU Trong giai đoạn hiện nay, khi mà đất nớc đang tiến hành công cuộc hiện đại hoá các ngành công nghiệp, đặc biệt là đối với ngành công nghiệp chế tạo máy, thì máy công cụ đóng một vai trò, vị trí đặc biệt quan trọng để sản xuất ra các chi tiết để tạo nên các máy khác phục vụ trực tiếp cho các ngành công nghiệp khác. Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật hiện đại trên thế giới đã cho ra đời nhiều loại máy công cụ hện đại, ứng dụng thành tựu của công nghệ thông tin tạo nên những máy tự động linh hoạt, những máy chuyên dùng thì máy công cụ vạn năng vẫn chiếm một phần lớn đáng kể trong ngành công nghiệp chế tạo, đặc biệt là đối với các nớc đang phát triển nh nớc ta thì việc sử dụng các máy công cụ vạn năng kết hớp với các đồ gá chuyên dùng vẫn đang đợc sử dụng rộng rải và phổ biến có hiệu quả. Chính vì vậy mà việc thiết kế các máy công cụ vạng năng đối với sinh viên không những nhằm giúp cho sinh viên tìm hiểu và nắm vững đợc đặc điểm , tính năng của máy và hệ thống hoá các kiến thức tổng hợp đã đợc học mà còn góp phần đáng kể vào công cuộc công nghiệp hoá các ngành công nghiệp của đất nớc. Đồ án môn học thiết kế máy là nội dung không thể thiếu trong nội dung đào tạo đối với sinh viên ngành chế tạo máy nhằm thực hiện tốt đợc các yêu cầu và nhiệm vụ nêu trên. Với nhiệm vụ đợc giao là nghiên cứu thiết kế lại máy phay vạn năng với các thông số cụ thể dới sự hớng dẫn trực tiếp của GS. Nguyễn Phơng cùng với sự tìm hiểu và tổng hợp các kiến thức đã đợc học em đã hoàn thành nhiệm vụ của mình đúng yêu cầu và thời hạn. Bố cục của đồ án đợc chia làm 4 chơng : Chơng I: Nghiên cứu máy đã có Chơng II : Thiết kế động học của máy Chơng III: Tính toán sức bền chi tiết máy Chơng IV:Tính toán và chọn kết cấu hệ thống điều khiển Mặc dù dới sự hớng dẫn tận tình của PGS.TS. Nguyễn Phơng và sự tự tìm tòi tham khảo của bản thân để hoàn thành nhiệm vụ đợc giao mốt cách tốt nhất với khả năng có thể của mình, song bài làm của em không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong đợc sự chỉ bảo của các thầy để em có điều kiện hiểu rõ và sâu hơn nhằm cũng cố và hoàn thiện vốn kiến thức của mình. Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, chỉ bảo của các thầy cô trong bộ môn, đặc biệt là PGS.TS. Nguyễn Phơng cùng cô Mai và Thầy Trờng ở xởng C8 đã trực tiếp hớng dẫn tận tình cho em hoàn thành tốt nhiệm vụ đợc giao. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn ! Bách khoa: 10/04/2003 1 Đồ án môn học thiết kế máy Chơng 1 : NGhIÊN CứU MáY Đã Có . 1.1Tính năng kỹ thuật của máy cùng cỡ. Tính Năng Kỹ thuật. P82 P81 P79 P83 Công suất động cơ(kw) 7/1,7 4,5/1,7 2,8 10/2,8 Phạm vi điều chỉnh tốc độ N min - n max 30ữ1500 65ữ1800 110ữ1230 30ữ1500 Số cấp tốc độ z n 18 16 8 18 Phạm vi điều chỉnh lợng chạy dao s min ữ s max 23,5ữ1180 35ữ980 25ữ285 23,5ữ118 0 Số lợng chạy dao z s 18 16 8 18 Với số liệu máy ta cần thiết kế mới là: Phạm vi điều chỉnh tốc độ : 30ữ1500 Số cấp tốc độ Z n =18 Phạm vi điều chỉnh lợng chạy dao: 23,5ữ1195, S nhanh = 2300 mm / phút Số lợng chạy dao:Z s =18 ta thấy rằng số liệu của máy cần thiết kế mới gần giống với tính năng kỹ thuật của máy P82(6H82) do đó ta lấy máy 6H82 làm máy tơng tự. 1.2 phân tích phơng án máy tham khảo (6H82) 1.2.1 Các xích truyền động trong sơ đồ dộng của máy a) Chuyển động chính : 2 Đồ án môn học thiết kế máy n MT . 54 26 . 71 19 38 82 . 37 28 26 39 47 18 . 33 22 39 16 36 19 n trục chính trục chính có 18 tốc độ khác nhau từ (30ữ1500)v/ph. b) Chuyển động chạy dao gồm có chạy dao dọc ,chạy dao ngang và chạy dao đứng . Xích chạy dao dọc . n MT2 t P 3 Đồ án môn học thiết kế máy n MT2 . . 64 24 . 44 26 . 34 24 37 21 40 18 . 36 18 27 27 18 36 V t. 18 18 16 18 37 33 33 18 . 35 28 . 40 40 40 18 . 45 13 40 40 t P Xích chạy dao ngang n MT2 t P n MT2 . . 64 24 . 44 26 . 34 24 37 21 40 18 . 36 18 27 27 18 36 V t. 33 33 33 18 . 35 28 . 40 40 40 18 . 45 13 40 40 t P Xích chạy dao đứng. n MT2 t P 4 Đồ án môn học thiết kế máy n MT2 . . 64 24 . 44 26 . 34 24 37 21 40 18 . 36 18 27 27 18 36 V t. 2 1 33 22 33 18 . 35 28 . 40 40 40 18 . 45 13 40 40 t P trong đó khi gạt M1 sang trái ta có đờng truyền chạy chậm (cơ cấu phản hồi 40 40 40 18 . 45 13 ) khi gạt M1 sang phải ta có đờng truyền chạy dao trung bình (đờng truyền trực tiếp 40 40 ) đóng ly hợp M2 sang trái ,truyền tới bánh răng 35 28 , 33 18 tới các trục vít me dọc ,ngang đứng thực hiện chạy dao S d , S ng , S đ . chuyển động chạy dao nhanh. Xích nối từ động cơ chạy dao (không đi qua hộp chạy dao )đi tắt từ động cơ N MT2 . 33 18 35 28 43 57 57 44 44 26 đóng ly hợp M2 sang phải ,truyền tới bánh răng 35 28 , 33 18 tới các vít me dọc ,ngang ,đứng. 1.2.2 Phơng án không gian ,ph- ơng án thứ tự của hộp tốc độ. Phơng án không gian Z=3.3.2=18 Phơng án thứ tự Z=3. 3. 2 [ ] 1 [ ] 3 [ ] 9 5 I II III IV 3(1) 3(3) 2(9) xmax= 9 =8 Đồ án môn học thiết kế máy đồ thị luới kết cấu của hộp tốc độ 1.2.3 Đồ thị vòng quay của hộp tốc độ. ta có n 0 = n đc .i 0 =1440. 54 26 = 693,33 để dễ vẽ ngời ta lấy n 0 = n 15 =750 v / ph với nhóm 1: i 1 =1/ 4 i 2 =1/ 3 i 3 =1/ 2 nhóm 2 i 4 =1/ 4 i 5 =1/ i 6 = 2 nhóm 3 i 7 =1/ 6 i 8 = 3 từ đó ta vẽ đợc đồ thị vòng quay của hộp tốc độ. 1.2.4 Nhận xét: Từ đồ thị vòng quay ta có nhận xét Với phơng án này thì lợng mở ,tỉ số truyền của các nhóm thay đổi từ từ đều đặn tức là có dạng rẻ quạt do đó làm cho kích thớc của hộp nhỏ gọn ,bố trí các cơ cấu truyền động trong hộp chặt chẽ nhất 1.2.5 Phơng án không gian, phơng án thứ tự của hộp chạy dao Phơng án không gian: Z=3.3.2=18 6 n đc =1440 v/ph I II III IV 3(1) 3(3) 2(9) 1 6 : 3 9 2 2 : 3 3 1 8 : 4 7 2 8 : 3 7 3 9 : 2 6 8 2 : 3 8 1 9 : 7 1 26:54 1 9 : 3 6 Đồ án môn học thiết kế máy Phơng án thứ tự Do có cơ cấu phản hồi nên có biến hình dẫn đến phơng án thứ tự của hộp chạy dao thay đổi với Z=3.3.2 đợc tách làm 2 Với Z 1 = 3. 3 [ ] 3 [ ] 1 còn Z 2 = 2 [ ] 9 gồm 2 đờng truyền trực tiếp và phản hồi ngoài ra còn có đờng chạy dao nhanh: Đồ thị lới kết cấu: i 7 i 8 i 1 i 3 i 4 i 5 i 2 i 6 II III IV 3(3) 3(1)2(9) Do dùng cơ cấu phản hồi nên ta chọn phơng án này 1.2.6 Đồ thị vòng quay của hộp chạy dao . với đờng chạy dao thấp và trung bình. n 0 = n đc . i 1. i 2 = 1420. 44 26 64 24 . = 314.65 Chọn n 0 Nhóm 1: i 1 = 1/ 3 i 2 = 1 i 3 = 3 Nhóm 2: i 4 = 1/ 4 i 5 = 1/ 3 i 6 = 1/ 2 Nhóm 3: i 7 = 1/ 6 i 8 = 3 Với đờng chạy dao nhanh. n 0 = n đc .i 1 = 1420. 44 26 = 839 7 Đồ án môn học thiết kế máy Ta có đồ thị vòng quay. 1.2.7 Nhận xét: Từ đồ thị vòng quay ta thấy ngời ta không dùng phơng án hình rẽ quạt vì trong hộp chạy dao thờng ngời ta dùng một loại modun nên việc giảm thấp số vòng quay trung gian không làm tăng kích thớc bộ truyền nên việc dùng phơng án thay đổi thứ tự này hoặc khác không ảnh hởng nhiều đến kích thớc của hộp. 8 S 1 S 3 S 5 S 7 S 9 S 11 S 13 S 15 S 17 S nhanh S 2 S 4 S 6 S 8 S 10 S 12 S 14 S 16 S 18 i 11 i 10 i 9 i 13 i 14 i 12 i 16 i 7 i 8 i 1 i 01 i 3 i 4 i 5 i 2 i 6 i 02 i 15 n đc = 1420 v/p 3.95 6.25 10 15.78 24.99 41.33 65.26 103.33 65.32 375.93 1312.84 vòng / 5 7.89 12.5 19.99 32.63 51.66 82.66 130.52 208.65 1654.1 / phút I II III IV V VI VII VIII IX X Đồ án môn học thiết kế máy Chơng II: Tính toán thiết kế động học của máy 2.1. Tính toán thiết kế động học hộp tốc độ 2.1.1. Tính toán thông số thứ t và lập chuỗi số vòng quay: Với ba thông số cho trớc: Z = 18 , = 1.26 Và n min = 30 vòng / phút Ta có : n 1 = n min = 30 vòng / phút n 2 = . n 1 = 1,26 . 30 = 37,8 vòng / phút n 3 = . n 2 = 2 . n 1 n z = . n z-1 = n 1 . z-1 ( 1 ) Từ công thức (1) ta xác định đợc chuỗi số vòng quay trục chính n 1 = n min = 30 vòng / phút n 2 = n 1 . = 37,8 n 3 = n 2 . = 47,63 n 4 = n 3 . = 60,01 n 5 = n 4 . = 75,61 n 6 = n 5 . = 95,27 n 7 = n 6 . = 120,05 n 8 = n 7 . = 151,26 n 9 = n 8 . = 190,58 n 10 = n 9 . = 240,14 vòng / phút n 11 = n 10 . = 302,57 n 12 = n 11 . = 381,24 n 13 = n 12 . = 480,36 n 14 = n 13 . = 605,25 n 15 = n 14 . = 762,62 n 16 = n 15 . = 960,90 n 17 = n 16 . = 1210,74 n 18 = n 17 . =1525,53 Vậy n max = n 18 = 1525.,53 2.1.2. Phơng án không gian, lập bảng so sánh phơng án KG, vẽ sơ đồ động a. Phơng án không gian có thể bố trí Z=18 = 9 . 2 (1) Z=18 = 6. 3 (2) Z=18 = 3. 3. 2 (3) Z=18 = 2. 3. 3 (4) Z=18 = 3. 2. 3 (5) Để chọn đợc PAKG ta đi tính số nhóm truyền tối thiểu: Số nhóm truyền tối thiểu(i) đợc xác định từ U min gh =1/4 i = n min /n đc dc n n min = i 4 1 i min = lg min n n dc /lg4 = lg 30 1440 /lg4 =2,79 Số nhóm truyền tối thiểulà i 3 Do i 3 cho nên hai phơng án (1) và (2) bị loại. 9 Đồ án môn học thiết kế máy Vậy ta chỉ cần so sánh các phơng án KG còn lại. Lập bảng so sánh phơng án KG Phơng án Yếu tố so sánh 3. 3. 2 2.3.3 3.2.3 + Tổng số bánh răng S br =2(P 1 +P 2 + +P i ) 2(3+3+2) =16 2(2+3+3) =16 2(3+2+3) =16 + Tổng số trục(không kể trục chính) S = i+1 4 4 4 +Số bánh răng chịu M xmax 2 3 3 +Chiều dài L 17b +16f 17b +16f 17b +16f + Cơ cấu đặc biệt Ta thấy rằng trục cuối cùng thờng là trục chính hay trục kế tiếp với trục chính vì trục này có thể thực hiện chuyển động quay với số vòng quay từ n min ữ n max nên khi tính toán sức bền dựa vào vị trí số n min ta có M xmax . Do đó kích thớc trục lớn suy ra các bánh răng lắp trên trục có kích thớc lớn. Vì vậy, ta tránh bố trí nhiều chi tiết trên trục cuối cùng, do đó 2 PAKG cuối có số bánh răng chịu M xmax lớn hơn cho nên ta chọn phơng án (1) đó là phơng án 3x3x2. 2.1.3. Chọn phơng án thứ tự ứng với PAKG 3x3x2 . Theo công thức chung ta có số phơng án thứ tự đợc xác đinhlà K! Với K là số nhóm truyền, K=i = 3 => ta có 3! = 6 PATT. Bảng lới kết cấu nhóm nh sau: 3 x 3 x 2 3 x 3 x 2 3 x 3 x 2 I II III II I III III II I [1] [3] [9] [3] [1] [9] [6] [2] [1] 1 1 3 3 9 3 3 1 1 9 6 6 2 2 1 6 6 1 1 32 2 6 6 11 1 6 6 3 3 x 3 x 2 3 x 3 x 2 3 x 3 x 2 I III II II III I III II I [1] [6] [3] [2] [6] [1] [6] [1] [3] 10 [...]... côn 22/44 Đồ án môn học thiết kế máy Chơng III: Tính toán sức bền chi tiết máy 3.1 Chế độ cắt thử : Chế độ làm việc của máy bao gồm chế độ cắt gọt, chế độ bôi trơn, làm lạnh, an toàn một máy mới đã thiết kế, chế tạo xong phải quy định chế độ làm việc của máy trớc khi đa vào sản xuất Trong mục này quy định chế độ làm việc giới hạn của máy làm cơ sở tính toán động lực học của máy cắt kim loại hiện nay... quay Sai số n Chế độ cắt gọt cực đại; 2> Chế độ cắt gọt tính toán; 3> Chế độ cắt gọt thử máy Máy ta thiết kế tơng tự nh máy 6H82 cho nên ta chọn chế độ cắt thử nh của máy 6H82 * Chế độ cắt thử mạnh: Ta có : Dao P18 , D = 90 , Z = 8 Chi tiết gia công : Gang có HB = 180 Chế độ gia công : n = 47,5 v/ph, B = 100 mm, t = 12 mm, S =... 495.97 4.61 597.39 619.96 3.78 752.71 783.11 4.04 948.41 991.94 4.59 1195 1239.93 3.76 Ta có đồ thị sai số lợng chạy dao 4.63 0.44 S18 S1 28 Đồ án môn học thiết kế máy Với đờng chạy dao nhanh ta thấy nh máy tơng tự cho nên ta chọn theo đờng truyền của máy tơng tự SNHANH = nđc i01.i15.i16.i10.i11.i12 i13.i14.tx = nđc Z 01 Z 15 Z 16 Z 10 Z 11 Z 12 Z 13 Z 14 ' ' ' ' ' ' ' ' = 2255,6 Z 01 Z 15 Z... f5 28 65 = 28 65 g5 37 Z = 65 = 37 f 5 + g5 65 Z5 = f + g Z = 5 5 Z5 = 13 i5=28/37 Đồ án môn học thiết kế máy f6 39 65 65 g6 26 65 Z6 = f + g Z = 6 6 Z6 = f + g Z = 6 6 = 39 65 = 26 i6= 39/26 nhóm 3 i7 = 1 / 6 = 1/ 1.26 6 = i8 = 3 = 1.26 2 = 19 71 82 38 ta có f7+g7 =90 ta có f8+g8 = 120 Trong máy phay ở nhóm truyền này có điều đặc biệt là dùng 2 loại modul khác nhau là m7 & m8 cho nên điều kiện... hợp Do dùng cơ cấu phản hồi cho nên ngời ta không dùng phơng án thứ tự mà lới kết cấu có hình rẽ quạt chặt chẽ nh đối với hộp tốc độ, vì nếu nh vậy thì tỷ số truyền giữa các bánh răng sẽ quá bé hoặc quá lớn 20 Đồ án môn học thiết kế máy Chính vì vậy mà ta chọn PATT có lợng mở là [3] [1] [9] Do có cơ cấu phản hồi nên lới kết cấu có sự biến hình dẫn đến phơng án thứ tự của hộp chạy dao thay đổi với Z=3.3.2