Máy tiện ren vít vạn năng

Đồ án Máy Hộp chạy dao máy tiện Lời nói đầu Một nội dung đặc biệt quan trọng cách mạng khoa học kỹ thuật toàn cầu nói chung với nghiệp công nghiệp hoá, đại hoá đất nớc ta nói riêng việt khí hoá tự động hoá trình sản xuất Nó nhằm tăng xuất lao động phát triển kinh tế quốc dân Trong công nghiệp chế tạo máy công cụ thiết bị đóng vai trò then chốt Để đáp ứng nhu cầu này, đôi với công việc nghiên cứu,thiết kế nâng cấp máy công cụ trang bị đầy đủ kiến thức sâu rộng máy công cụ trang thiết bị khí nh khả áp dụng lý luận khoa học thực tiễn sản xuất cho đội ngũ cán khoa học kỹ thuật thiếu đợc Với kiến thức đợc trang bị, hớng dẫn nhiệt tình thầy giáo nh cố gắng cuả thân Đến naynhiệm vụ đồ án máy công cụ đợc giao em hoàn thành Trong toàn trình tính toán thiết kế máy " Máy tiện ren vít vạn " nhiều hạn chế Rất mong đợc bảo thầy giáo cộng Phần tính toán thiết kế máy gồm nội dung sau: Phần : Nghiên cứu máy tơng tự chọn máy chuẩn Phần : Thiết kế máy Phần : Tính toán sức bền chi tiết máy Phần : Thiết kế hệ thống điều khiển Nguyễn Đình Hùng CTM6-K45 Đồ án Máy Hộp chạy dao máy tiện Chơng I nghiên cứu có Có nhiều loại máy tiện nh : máy tiện vạn năng, máy tiện tự động, nửa tự động, máy tiện revonve v.v Dới đặc tính kỹ thuật số loại máy thông dụng, phổ biến: Bảng so sánh đặc tính kỹ thuật số máy Chỉ tiêu so sánh T620 T616 1A62 1A616 Công suất động (kW) 10 4,5 4,5 Chiều cao tâm máy (mm) 200 160 200 200 Khoảng cách lớn hai 1400 750 1500 1000 mũi tâm (mm) Số cấp tốc độ 23 12 21 21 Số vòng quay nhỏ 12,5 44 11,5 11,2 Nmin ( vòng/phút ) Số vòng quay lớn 2000 1980 1200 2240 Nmax ( vòng/phút ) Lợng chạy dao dọc nhỏ 0,070 0,060 0,082 0,080 Sdmin (mm/vòng) Lợng chạy dao dọc lớn 4,16 1,07 1,59 1,36 Sdmax (mm/vòng) Lợng chạy dao ngang nhỏ nhất: 0,035 0,04 0,027 0,08 Snmin (mm/vòng) Lợng chạy dao ngang lớn 2,08 0,78 0,52 1,36 Snmax (mm/vòng) Các loại ren tiện đợc Quốc tế, Anh, Môđun ren Pít Nh từ bảng so sánh, ta thấy máy tiện 1K62 loại máy có đặc tính kỹ thuật gần giống với máy ta thiết kế Do đó, ta chọn máy 1K62 làm máy chuẩn để tham khảo trình tính toán thiết kế Nguyễn Đình Hùng CTM6-K45 Đồ án Máy Hộp chạy dao máy tiện I - Các xích truyền động máy tiện 1K62 : Xích tốc độ quay trục : Xích nối từ động điện có công suất N = (kW), số vòng quay n=1450 (vòng/phút), qua truyền đai thang vào hộp tốc độ (cũng hộp trục ) làm quay trục VII Lợng di động tính toán hai đầu xích : nđ/c (vòng/phút) động ntc (vòng/phút) trục Từ sơ đồ động ta vẽ đợc lợc đồ đờng truyền động qua trục trung gian tới trục nh sau: li hợp ma sát đường truyền nghịch đường quay thuận từ động đường tru yền tốc độ thấp đường truyền tốc độ cao - Xích tốc độ có đờng truyền quay thuận đờng truyền quay nghịch Mỗi đờng truyền tới trục tách làm đờng truyền khác Đờng truyền trực tiếp tới trục cho ta tốc độ cao Đờngtruyền tốc độ thấp từ trục IV-V-VI-VII phơng trình xích động biểu thị khả biến đổi tốc độ máy 145 1450 (vòng/ph)(I) (II) 260 (động cơ) 56 34 51 39 29 41 21 (III) (IV) 55 38 38 Nguyễn Đình Hùng CTM6-K45 22 88 (V) 60 60 22 88 49 49 65 43 (VI) 22 88 (VII) = n (vòng) (trục chính) Đồ án Máy Hộp chạy dao máy tiện Từ phơng trình ta thấy: - Đờng tốc độ cao vòng quay thuận có cấp tốc độ: 2x3x1= - Đờng tốc độ thấp vòng quay thuận có 24 cấp tốc độ: 2x3x2x2x1= 24 Thực tế đờng truyền tốc độ thấp vòng quay thuận có 18 tốc độ ,vì trục IV trục VI có khối bánh di trợt hai bậc có khả cho ta tỷ số truyền: 22 22 1) x = 22 22 88 88 16 22 49 (IV) 88 (V) 88 (VI) 2) x = 88 49 trùng 60 49 60 22 3) x = 49 60 60 88 4) 60 49 x =1 60 49 Nh vậy, ta có tỉ số truyền: 1, 1/4 , 1/16 đờng truyền quay thuận tốc độ thấp có: 2ì3ì3 = 18 cấp tốc độ đờng truyền quay thuận có: 18 + = 24 cấp tốc độ có 18 tốc độ thấp n1ữ n18 tốc độ cao n19 ữ n24 Tuy nhiên mặt độ lớn n 18 = n19, thực tế máy tiện 1K62 có 23 cấp tốc độ trục tỉ số truyền: 1, 1/4 , 1/16 nghịch đảo cho ta xích cắt ren khuyếch đại với tỉ số truyền: 1, 4/1 , 16/1 Đờng truyền nghịch có tác dụng đảo chiều quay trục với 12 cấp tốc độ Xích chạy dao cắt ren tiện trơn: a) Xích cắt ren: Máy tiện 1K62 có khả cắt đợc loại ren: ren Quốc tế, ren Anh, ren Module ren Pitch Sơ đồ cấu trúc động học máy 1K62 Đảo chiều Nguyễn Đình Hùng CTM6-K45 Đồ án Máy Hộp chạy dao máy tiện Phơng trình cắt ren: 1(vòng)ì iCd ì iTT ì ic s ì iGb ì (tv = 12) = tP (mm) (trục chính) iCd : tỉ số truyền cố định iTT : tỉ số truyền thay ic s : tỉ số truyền sở (tỉ số truyền khối Noóc tôn) iGb : tỉ số truyền gấp bội tV : bớc trục vít me tP : bớc cắt ren Cắt ren Quốc tế: 60 42 ì 60 42 42 95 iTT = ì 95 50 Khối bánh Noóc ton chủ động: iCd = ic s = Z T 36 ì 25 28 60 42 42 95 Z T 25 ì ì ì ì ì ì iGb ì (tV = 12) = tP 60 42 95 50 36 28 Cắt ren Anh: 1(vòng) ì iCd = 60 28 ì 60 56 iTT = 42 95 ì 95 50 Khối bánh Noóc ton bị động: ic s = 36 28 ì Z T 25 60 28 42 95 36 28 35 28 ì ì ì ì ì ì ì ì iGb ì (tV = 12) = tP 60 56 95 50 Z 25 28 35 T Cắt ren Module: 1(vòng) ì iCd = 60 ì 42 60 42 64 95 iTT = 95 ì 97 Nguyễn Đình Hùng CTM6-K45 Đồ án Máy Hộp chạy dao máy tiện Khối bánh Noóc ton chủ động: ic s = 1(vòng) Z T 25 36 28 60 42 64 95 Z T 25 ì ì ì ì ì ì ìiGb ì ( tV = 12) = tP 60 42 95 97 36 28 ì Cắt ren Pitch: iCd = 60 42 ì 60 42 iTT = 64 95 ì 95 97 Khối bánh Noóc ton bị động: ic s = 36 28 ì Z T 25 1(vòng) ì 60 ì 42 ì 64 ì 95 ì 36 ì 28 ì 35 ì 28 ìiGb ì (tV = 12) = tP 60 42 95 97 Z T 25 28 35 Cắt ren khuyếch đại: Phơng trình cắt ren khuyếch đại: 45 88 45 54 22 1(vòng) ì ì (Trục ) 27 45 88 45 22 54 45 45 27 ì 45 ì 45 54 ì 45 ì 88 iKd = 27 45 22 54 ì 88 ì 45 27 22 45 54 ì 88 ì 88 27 22 22 ì 45 ì iTT ì ic s ì iGb ì (tV = 12) = tP 45 =2 = trùng iKd = , , 32 = = 32 Tiện ren xác: Tiện ren xác yêu cầu xích truyền ngắn Đờng truyền nh sau: Trục (VI) VII VIII i TT IX (C2) XI (C3) XIV (C5) XVI vít me (tV = 12) Vì tiện ren xác ta phải tính iTT Nguyễn Đình Hùng CTM6-K45 Đồ án Máy Hộp chạy dao máy tiện Xích tiện trơn: Phơng trình xích tiện trơn: 28 27 K = 40 14 10 ì ì ì ì 1(vòng) ì iCd ì iTT ì ic s ì iGb (XIV) ì ì =S 56 28 20 37 66 m = S : lợng chạy dao (mm/vòng) II - Phơng án thứ tự phơng án không gian máy tiện 1K62: Xích tốc độ máy tiện có 23 tốc độ: Z = 23 Công bội: = 1.26 Số vòng quay theo tiêu chuẩn: nMin = 12.5 (vòng/ph) nMax = 2000 (vòng/ph) Số vòng quay môtơ: nMT = 1450 (vòng/ph) Máy 1K62 sử dụng phơng án: Z = ì ì [1 + (2 ì 1)] [0] [1] [2] [3] a) Phơng án thứ tự: Đồ thị lới kết cấu Nguyễn Đình Hùng CTM6-K45 Đồ án Máy Hộp chạy dao máy tiện Từ đồ thị lới kết cấu, ta thấy tốc độ số 18 trùng với tốc độ số 19 Vì máy 1K62 có 23 cấp tốc độ b) Phơng án không gian: Đồ thị số vòng quay Trục độn g Từ đồ thị số vòng quay ta có tỷ sổ truyền: 51 = 39 56 i2 = = 34 21 - Từ trục II III : i3 = = 1/4 55 29 i4 = = 1/2 47 38 i5 = =1 38 22 - Từ trục III IV : i6 = = 1/6 88 45 i7 = =1 45 22 - Từ trục IV V : i8 = = 1/6 88 45 i9 = =1 45 27 - Từ trục III VI : i10 = = 54 - Từ trục I- II : i1 = Nguyễn Đình Hùng CTM6-K45 Đồ án Máy Hộp chạy dao máy tiện - Từ trục V VI : i11 = 65 = 1/3 43 c) Kết luận : Công thức động học cuả máy 1K62 Phơng án không gian chạy vòng: ì3 ì ì ì = Z1 chạy tắt : ì ì = Z2 Phơng án thứ tự Z1 : ì ì ì [0] [1] [2] [3] 12 Trong nhóm truyền có 12 = 1,2612 = 16 > không thoả mãn điều kiện max Nên phải tạo tợng trùng tốc độ nh sau : Z1 thu hẹp = ì ì ì [0] [1] [2] [3] 6 Số tốc độ trùng: Zx = 12 = đợc bù lại đờng truyền thứ hai có phơng án không gian: Z=2 ì [0] [1] mà lại có hai tốc độ n18 trùng n19 máy có 23 tốc độ III - Bàn xe dao: Bàn xe dao sử dụng truyền bánh - cho việc chạy dao dọc, sử dụng truyền vít me-đai ốc cho việc chạy dao ngang Để chạy dao nhanh có thêm động phụ (kW), n = 1410 (vòng/ph) qua truyền đai trục trơn (XVII) (56/25) (ly hợp C đóng) (XVI) vít me (tV = 12) chạy dao nhanh Nguyễn Đình Hùng CTM6-K45 Đồ án Máy Hộp chạy dao máy tiện Chơng II Thiết kế máy A TíNH hộp tốc độ: I - thiết lập chuỗi số vòng quay: z=23 ; nmin = 12,5 (vòng/ph) ; nmax = 2000 (vòng/ph) - Chuỗi số vòng quay tuân theo quy luật cấp số nhân: N ax = Z N in Công bội: Ta có = 22 2000 = 1.259 12.5 Lấy theo tiêu chuẩn ta có: = 1,26 n1 = nmin = 12,5 vg/ph n2 = n1 n3 = n2 = n1 n23 = n22 = n1 22 Công thức tính tộc độ cắt: V= ìd ìn (m/ph) 1000 Trong d- Đờng kính chi tiết gia công (mm) n- Số vòng quay trục (vg/ph) - Tính số hạng chuỗi số: nax 2000 Phạm vi điều chỉnh : Rn = n = =160 12,5 in Công bội: = 1,26 Số cấp tốc độ: Z = 23 Trị số vòng quay sở thành lập từ trị số vòng quay đầu tiên: n1 = 12,5 (vg/ph) nz = n1 z-1 Lần lợt thay z = ữ 23 vào ta có bảng sau: Nguyễn Đình Hùng CTM6-K45 10 Đồ án Máy Hộp chạy dao máy tiện K = Kđ Ktt Kn = 2,6 m tx = 100 6800 + 2,6.0,28 = 1,7 36 10000 1.1,2 2,47 Lấy m theo tiêu chuẩn ta đợc m = * Kiểm nghiệm theo sức bền uấn + ứng suất uấn tính theo chi tiết máy là: 2.T.K F YF YB YF1 [ u ] = 260 b W d W1 m b d K F = K F K F K Fv = 1,37.1,08 w1 w1 = 1,775 u = Y F1 = 3,82 ; Y B = ; Y F = 0,578 T = 201800 (N/mm ) u = 200 < [ u ] = 260 bánh đảm bảo điều kiện bền uấn * Các thông số bánh d c = m.Z = 2.36 = 72 (mm) d o = d c cos = 72.cos20 = 67,6 (mm) De = d c +2m = 72 + 2.2 = 76 (mm) Di = d c - 2,5m = 72 2,5.2 = 67 (mm) a w = 72 (mm) m = (mm) Z = 36/36 Tính sức bền cho cấu vít me đai ốc * Xác định lực tác dụng lên trục vít me _ Tính theo lực cắt : Lực tác dụng lên trục vít me đợc xác định cắt ren với tiêu chuẩn sau t p = 12 (mm) ; S= t p = 0,4 (mm/vòng) ; 30 b = 0,5 t p = (mm); vật liệu thép có b =750 (N/mm ) Đờng kính ren trung bình d tb = 54 (mm) + Góc nâng ren = arctg K.t p .d tb = arctg 5.12 = 19 30' .54 _ Lực cắt P = Cp b x S y _ Lực kéo tiện ren đợc tính theo lực cắt Lúc cắt ren lực cắt đợc tính theo công thức tiện rãnh, lúc lực căt Pz tiếp tuyến với vòng ren nghiêng góc = 19 30 P ZM = Pz cos P XM = Pz sin Với Pz = Cp b x S y tra bảng ta đợc 0.75 Pz = 2000.6 0,4 = 6036 (N) PZM = 6036 cos(19 30' ) = 5690 (N) Nguyễn Đình Hùng CTM6-K45 35 Đồ án Máy Hộp chạy dao máy tiện PXM = 6036 sin(19 30' ) = 2015 (N) _ Lực tác dụng lên trục vít me Q =Kn P XM + f.( G + P ZM ) Kn = 1,15 hệ số kể đến tác dụng mômen lật F = 0,18 hệ số ma sát với sống trợt G = 2500 (N) trọng lợng phần dịch chuyển Q = 1,15.2015 + 0,18(2500 + 5690) = 3791,4 (N) _ Tính vít me theo độ bền mòn : Nhằm đảm bảo áp suất măt ren phạm vi cho phép Đờng kính trung bình ren d tb = 0,8 Q .[ P ] với Q = 3791,4 (N) : lực kéo = 1,5 ữ 1,4 với vít me ta chọn = [ P] - áp suất cho phép bề mặt ren Với vít me thép đai ốc đồng [ P] = 3.10 (N/mm ) d tb = 0,8 3791,4 = 0,02 2.3.10 (m) Theo tiêu chuẩn ta chọn vít me có : d c = 44 (mm) d i = 31 (mm) d tb =37,5 (mm) Diện tích mặt cắt ngang F = 11 ( mm ) Góc nâng ren đờng kính trung bình : = arctg .d tb = arctg 12 = 5,8 3,14.37,5 Góc ma sát ren : = Hiệu suất cấu truyền động = tg tg(5,8 ) = = 0,45 tg( + ) tg(5,8 + ) _ Kiểm nghiệm độ bền vít me 8Mx [ ] td = Q + F di [ ] = T = 3.10 = 7500 (N/mm ) Trong ứng suất cho phép 4 Với T - giới hạn chảy vật liệu d 37,5 = 7,1.10 (Nmm) Mx = Q tb = 3791,4 2 8.7,1.10 = 1703 (N/mm ) td = (3791,4) + 11 31 Nguyễn Đình Hùng CTM6-K45 36 Đồ án Máy Hộp chạy dao máy tiện _ Kiểm nghiệm theo độ cứng Sai số bớc ren kéo nén : T = Q.t v [ T ] E.F [ T ] - sai số bớc ren cho phép = 0,006 (mm) T = 3791,4.12 = 0,002 0,006 2,1.10 11 đủ độ cứng vững _ Kiểm nghiệm vít độ ổn định Đối với vít me dài chịu nén lực kéo tới hạn tính theo công thức ơle để tính tải trọng giới hạn Fth = E.J ( à.l) .d .314 = = 45,3.10 J= 64 64 (mm ) L = 1500 (mm) chiều dài làm việc vít me = ( vít đợc ngàm đầu đầu tự ) Fth = 2,1.10 5.45,3.10 ( 2.1500) = 10432,2 Fth F = Q F 10432,2 So = = 2,75 (2,5 ữ 4) 3791,4 (N) So = điều kiện ổn định đợc đảm bảo Tính trục trung gian + Tính trục trung gian XIV nhóm gấp bội + Chiều rộng bánh chọn sơ b = 25 (mm) + Chiều rộng miếng gạt f1 = ( 12 ) (mm) + Khoảng cách an toàn để gạt miếng gạt vào , ăn khớp f2 = ( ) (mm) + Chiều rộng rãnh thoát dao xọc f3 = ( ) (mm) * Tính sơ chiều dài trục L = 8.b +f1 + 7.f2 + 2.f3 = 8.25 + 12 + 7.2 + 2.5 = 236 (mm) * Tính lực tác dụng lên trục - Công suất trục XIV : N = 2,23 (Kw) - Số vòng quay trục : n tinh = 5,6 (v/ph) - Mô men xoắn : T = 392200 (Nmm) - Đờng kính sơ : d = 34,5 (mm) + Trên trục XIV có bánh : Z1 = 60 ; Z2 = 72 bánh thẳng d = m.Z1 = 2.60 = 120 (mm) d = m.Z 2.72 = 144 (mm) + lực tác dụng lên trục gồm lực vòng Ft , lực hớng tâm Fr Ft = 2T 2.392200 = = 6536 (N0 d1 120 Nguyễn Đình Hùng CTM6-K45 37 Đồ án Máy Hộp chạy dao máy tiện Ft = 2T 2.392200 = = 5447 (N) d2 144 Fr1 = Ft tg = 6536.tg 20 = 2379 (N) Fr2 = Ft tg = 5447.tg 20 = 1982 (N) + Tính phản lực gối đỡ A , B M A = R Bx 236 + Fr1 150 Fr2 198 = 2379.150 + 1982.198 = 150 (N) 236 R Ax = Fr1 + R Bx Fr2 = 2379 + 150 1982 = 547 M A = 150.Ft + 198.Ft 236.R By = R Bx = (N) 150.2379 + 198.1982 = 3175 (N) 236 = Ft + Ft R By = 2379 + 1982 3175 = 1186 (N) R By = R Ay + Biểu đồ mô men nh hình vẽ * Tính mô men uấn tơng đơng mặt cắt C , D - mặt cắt C M ctd = 82050 + 178000 + 0,75.392200 = 39.10 - Tại mặt cắt D M Dtd = 5700 + 120000 + 0,75.392200 = 36.10 (Nmm) (Nmm) Tính li hợp siêu việt Để tăng suất trình chuyển động máy chạy không chạy làm việc, ngời ta đa vào máy cấu đặc biệt gọi li hợp siêu việt Nguyễn Đình Hùng CTM6-K45 38 Đồ án Máy Hộp chạy dao máy tiện Cơ cấu li hợp siêu việt xích chạy dao nhanh , động điện chạy dao động điện truyền chuyển động tới cấu chấp hành trục trơn Tốc độ đờng truyền khác nhau, cấu phân tách chuyển động làm trục trơn xoắn gẫy Từ động từ động chạy dao nhanh * Nguyên lý làm việc Chuyển động từ động truyền vào vỏ cấu theo chiều quay n1 viên bi bị kẹp vào mặt vỏ với mặt lồi từ truyền chuyển động quay từ vỏ vào lõi tới trục trơn XVI làm cho trục quay chiều với n2 Nếu vỏ quay ngợc chiều n1 không truyền động * Tính toán li hợp siêu việt Khi li hợp làm việc , điều kiện chủ yếu để lăn li hợp thăng thành phần lực R1 , R2 phải nằm phơng ngợc chiều để lăn tự hãm qua vỏ lõi li hợp Điều kiện cần thiết ( : góc nhỏ góc ma sát ) , : góc ma sát = arctgf1 = arctgf Nguyễn Đình Hùng CTM6-K45 39 Đồ án Máy Hộp chạy dao máy tiện f1 , f2 - hệ số ma sát trợt lăn với vỏ lõi li hợp cos > cos(2 ) a+d > cos( ) Kích thớc D , a chọn trớc Dd D cos( ) a D+a d> =D + cos(2 ) cos ( ) Để li hợp làm việc tốt ta lấy = 0,7 ữ 0,9 Ta có Chiều dài lăn L > 1,5d để lăn không bị xoay quanh đờng kính trục lăn * Tính ứng suất tiếp xúc q max = 0,59 E = 2,1.10 q max = 0,5 N( D d ) E N.E 1 = 0,59 L.D.d L d D MN/mm - Môđuyn đàn hồi thép N.E D a ứng suất tiếp xúc lăn với vỏ lõi Mômen truyền dẫn cấu li hợp siêu việt M = f.Z.N.D/2 q max 1, , q max 2M 2M N = = Z.D.tg f Z.D Trong Z số lăn 2M Để đảm bảo q max > q max N= Z.D.tg f = tg > tg( / 2) = sin( / 2) sin = = 0,087 cos( / 2) cos lấy f = 0,09 Theo máy chuẩn : D = 60 (mm) ; D+a d D cos 60 + 36 d 60 = 11,6 2.0,99 L = 1,5.11,6 = 17,3 N' = 2.0,4 = 0,035 4.60.0,09 a = 36 (mm) = 30' ; (mm) (mm) (N) thay vào công thức tính q max ta đợc : q max = 3,658(Kg / mm ) q max = 11(Kg / mm ) q max > q m ã1 q m ã = 110( N / mm ) < [ q ] = 1800 ữ 2000 (N/mm) Nguyễn Đình Hùng CTM6-K45 40 Đồ án Máy Hộp chạy dao máy tiện Vậy li hợp đảm bảo điều kiện làm việc Nguyễn Đình Hùng CTM6-K45 41 Đồ án Máy Hộp chạy dao máy tiện III Thiết kế hệ thống điều khiển I Nhiệm vụ chung Hệ thống điều khiển HCD có nhiệm vụ thay đổi cấu truyền động hộp chạy dao để cắt đợc lọai ren khác Quá trình thay đổi đờng truyền thông qua việc đóng mở li hợp Tham khảo máy T620 ta bố trí nhóm tay gạt I II để thực nhiệm vụ Nhóm I : Nhiệm vụ thay đổi bớc ren cắt loại ren thay đổi vị trí ăn khớp bánh Z = 36 ăn khớp với bánh noóc tông để thực bớc ren Thay đổi vị trí khối bánh di trợt Z = 18 , Z = 27 tên trục XIII Z=60,Z=72 trục XVđể thực cắt bớc ren gấp bội Nhóm II : Sử dụng để thay đổi truyền động cắt loại ren khác theo yêu cầu Nhóm II có nhiệm vụ sau : + Vị trí tiện ren quốc tế ren môđuyn + Vị trí tiện ren Anh ren Pít + Vị trí tiện ren xác + Vị trí tiện ren mặt đầu + Vị trí tiện trơn Để thực yêu cầu , nhóm II phải điều khiển ăn khớp vào li hợp : M2 , M3 , M4 , M5 bánh di trợt trục XI có Z= 35 Nh nhóm I nhóm II điều khiển thay cho , cắt loại ren phải dùng tay gạt II Cấu tạo nguyên lý Sử dụng hệ thống cam thùng hộp chạy dao - Cam : Điều khiển li hợp M2 khối bánh Z35 , Z28 , Z35 - Cam : Điều khiển li hợp M3 , M4 - Cam : Điều khiển li hợp M5 Nhiệm vụ hệ thống cam thùng điều khiển li hợp M2 , M3 , M4 , M5 khối bánh A (khối bánh di trợt ) để cắt loại ren theo yêu cầu ứng với lọai ren có vị trí gạt , theo đờng truyền động theo đờng ren loại Nguyễn Đình Hùng CTM6-K45 42 Đồ án Máy Hộp chạy dao máy tiện Phân tích đờng truyền động cắt loại ren, từ ta rút vị trí khác khối li hợp M2 , M3 , M4 , M5 + Khi cắt ren môđuyn , khối bánh noóc tông chủ động Xích truyền động từ trục X qua M2 vào trục XII vào khối noóc tông qua tỷ số truyền ( Zn/36 x 25/28 ) xuống trục XI qua M3 đến trục XIII , lên trục XIV qua tỷ số truỳên nhóm gấp bội đến trục XV qua M5 vào vít me Từ rút vị trí gạt sau : M2 trái M4 trái M3 phải M5 phải + Khi cắt ren Anh ren Pít , khối bánh noóc tông bị động Xích truyền động từ trục X qua (35/28 x 28/35 ) tới trục XI qua tỷ số truyền ( 28/35 x 36/Zn ) đến trục XII qua M4 gạt phải qua 35/28 tới trục XIV qua nhóm gấp bội tới M5 vào vít me Các vị trí gạt nh sau : M2 phải M3 phải M5 phải A trái M4 phải + Khi cắt ren xác , đờng truyền động ngắn Xích truyền động từ trục X qua M2 tới trục XII Qua M4 tới trục XV qua M5 vào vít me Các vị trí gạt nh sau : M2 trái A phải M4 M3 phải M5 phải + Khi tiên ren mặt đầu đờng truyền động giống nh tiện ren quốc tế , khác vào trục XV , không nối vào trục vít me mà qua cặp bánh 28/56 , qua li hợp siêu việt vào trục XVI Các vị trí gạt : M2 trái A phải M4 trái M3 phải M5 Khi tay gạt quay vòng thực cắt đợc loại ren Do mặt số tay gạt có vị trí ứng với loại ren xét Thiết lập quan hệ góc quay tay gạt vị trí gạt li hợp đợc đờng cam khai triển xác định đợc lợng nâng rãnh cam Nguyễn Đình Hùng CTM6-K45 43 Đồ án Máy Hộp chạy dao máy tiện Góc Loại ren quay cắt Tay CamI (M2) CamII CamIII CamIV (M3) (M4) (M5) Vị trí Đờng Vị Đờng Vị Đờng Vị Đờng tay khai trí khai trí khai trí khai gạt triển tay triển tay triển tay triển cam gạt cam gạt cam gạt cam P T P Quôc tế mô T đuyn P P P P 72 Anh Pít T T G P 144 Ren xác T P T T 215 Ren mặt đầu T P T G 288 Tiện trơn T P T P 360 Quốc tế mô đuyn * Tính độ nâng cam + Cam I : Theo vị trí máy , độ gạt yêu cầu bánh 25 (mm), tỷ số truyền cam I = nên độ nâng cam I X= 25/2 = 12,5 (mm) + Cam II : Độ gạt yêu cầu 18 (mm) , tỷ số truyền cam II = nên độ nâng cam II X = 18/2 = (mm) + Cam III : độ gạt yêu cầu 20 (mm) , tỷ số truyền 120/50 = 2,4 , độ nâng cam III X = 20/2,4 = 8,3 (mm) + Cam IV : Độ gạt yêu cầu 15 (mm) , tỷ số truyền cam IV = , nên độ nâng cam IV X = 15/2 = 7,5 (mm) * Các kích thớc cam Dcam = 50 (mm) ; D conlăn = 12 (mm) ; b = D clăn + = 12 + =13 (mm) đờng kính chốt d = 10 (mm) bán kính góc lợn rãnh cam r = Rclăn + 0,5 = + 0,5 = 6,5 (mm) * Kiểm tra điều kiện làm việc cam 90 tg = 0,1 = .D = = 45 2.5.15 Đảm bảo điều kiện 90 tg = Con lăn Chốt Hệ thống điều khiển nhóm sở nhóm gấp bội Nguyễn Đình Hùng CTM6-K45 44 Đồ án Máy Hộp chạy dao máy tiện a Điều khiển nhóm sở Kéo tay gạt thông qua đòn bẩy m , n hệ thống rãnh cam A cần gạt chốt T làm cho khối đệm D đợc lùi khỏi vị trí ăn khớp với khối noóc tông Tiếp theo quay tay gạt góc định thông qua chốt S ngàm qua R làm cho khối bánh đệm chuyển dọc để vào vị trí chuẩn bị ăn khớp với bánh khối noóc tông mà ta muốn điều chỉnh Trên tay gạt có vị trí xác định lỗ chốt tơng ứng với noóc tông cuối đẩy tay gạt vào Quá trình xẩy ngợc kéo làm cho khối D ăn khớp với bánh khối noóc tông b Điều khiển nhóm gấp bội Muốn điều khiển việc quay tay gạt đến vị trí thích hợp Khi quay thông qua bánh ăn khớp chốt định tâm làm cho khối bánh di trợt chuyển động thay đổi vị trí ăn khớp Tính rãnh cam n để lắc khỏi bánh đệm : + rút tay gạt , n di chuyển bên trái làm cho chốt Q chạy rãnh A làm cần lắc P quay quanh tâm thông qua chốt I làm cho khối D quay quanh trục XII, tách ăn khớp khối D khối noóc tông + Tính độ nâng a rãnh A để khối tách khỏi vị trí ăn khớp với khối noóc tông gạt dọc theo khối noóc tông không bị vớng vào bánh + Xác định góc nâng để phù hợp với hành trình gạt chốt Q chạy rãnh đợc dễ dàng * Tính độ nâng a Tìm độ lắc yêu cầu bánh ăn khớp với khối noóc tông tỷ số lắc ( tỷ số khoảng di chuyển điểm tiếp xúc bánh đệm với khối noóc tông khoảng dịch chuyển Q ) Từ hình vẽ ta thấy khối D ăn khớp với khối noóc tông ( bánh Z1 độ lắc yêu cầu lớn chiều cao đoạn để gạt đợc ) nhng khoảng cách từ tâm đến chốt T nhỏ , l = Khi khối D ăn khớp với khối noóc tông ( giả sử Z1 ) độ lắc yêu cầu : Z8 Z1 X = Bră ng + m. Lúc X lớn khoảng cách từ chốt lớn dần đến max - Tính a khối D ăn khớp với Z1 Dựa vào Z m bánh tính đợc khoảng cách tâm ăn khớp 01 = 126 (mm) ; 01 = 66,2 (mm) ; =83 (mm) khoảng cách tâm lắc : 01 = 126 (mm) ; 01 = 66,2 (mm) ; =83 + h = 83 + 2.m = 83 + 2.2 = 87 (mm) góc lắc = O'1 O1 theo định lý hàm cosin l= Nguyễn Đình Hùng CTM6-K45 45 Đồ án Máy Hộp chạy dao máy tiện 126 + 66,2 87 = 0,6946 = cos 46,30 2.66,2.126 cos 01 = cos( 42,35 ) 01 = 42,35 = O'1 O1 = 46,30 42,35 = 3,28 cos( 0'1 ) = Từ hình vẽ ta thấy 03 quay quanh 01 với góc chốt T quay quanh 01 góc = 3,28 tơng ứng với khoảng dịch chuyển : t= .75.2 3,28 = 3,9 (mm) 360 Nh chốt Q phải dịch chuyển đoạn : a= 3,9.100 = 7,8 50 (mm) - Tính a khối D ăn khớp với Z1 01 = 126 (mm) ; 01 = 66,2 (mm) ; = 62 (mm) Ta có Khi lắc : 01 = 126 (mm) ; 01 = 66,2 (mm) ; = 87 (mm ) Tơng tự ta tính đợc = O'1 O1 = 46,30 20,25 = 25,37 .75.2 25,37 = 33 (mm) 360 33.100 a= = 23 (mm) 150 t= So sánh trị số a vừa tính đợc trờng hợp , ta chọn độ nâng rãnh A n 23 (mm) - Tính góc nâng Nếu nhỏ chốt Q chuyển động rãnh dễ dàng , lực tác động lên tay gạt nhanh Nếu lớn tình trạng xẩy ngợc lại So sánh cho 45 tốt Nguyễn Đình Hùng CTM6-K45 46 Đồ án Máy Hộp chạy dao máy tiện Chốt Khi thay đổi nhóm sở (khối noóc tông phải kéo trục I ) quay , khoảng kéo trục I tác dụng đẩy nhanh n sang trái , đồng thời cho chốt ăn khớp vào ngàm quay Khoảng cách trục I 30(mm), 01 chuyển động đến 0'1 tiến tới đoạn 00 = 30 (mm) , 00 độ dài tên rãnh cam A , qua tính đợc : tg = A 23 = = 0,761 = 37 30' < 45 L 30 Tính góc quay cần thiết để dịch chuyển khối D ăn khớp với bánh khối noóc tông Khi thay đổi bớc ren nhóm sở , quay tay gạt F góc tơng ứng , nghĩa thay đổi ăn khớp cuả khối D với bánh khối noóc tông Tính góc quay cần thiết 12 = = 0,1411 R 85 = 2' tg = góc lỗ định vị tay gạt Nguyễn Đình Hùng CTM6-K45 47 Đồ án Máy Hộp chạy dao máy tiện Mục lục Lời nói đầu Chơng I Nghiên cứu máy có 1.1 tính kỹ thuật máy cỡ 1.2 phân tích máy tham khảo Chơng II Thiết kế máy 2.1 thiết kế truyền dẫn hộp tốc độ 2.2 thiết kế truyền dẫn hộp chạy dao 2.3 thiết kế truyền dẫn lại Chơng III Tính toán sức bền chi tiết máy 3.1 Hộp chạy dao 3.1.1 tính công suất chạy dao 3.1.2 tính bánh 3.1.3 tính trục trung gian Chơng IV Tính toán chọn kết cấu hệ thống điều khiển 4.1 Chọn kiểu kết cấu tay gạt điều khiển 4.2 Lập bảng vị bánh tơng ứng với vị trí tay gạt 4.3 Tính toán hành trình gạt 4.4 Các hình vẽ Nguyễn Đình Hùng CTM6-K45 48 Đồ án Máy Hộp chạy dao máy tiện Tài liệu tham khảo Tính toán thiết kế máy cắt kim loại : Tác giả Phạm Đắp-Nguyễn Đức Lộc Phạm Thế Trờng-Nguyễn Tiến Lỡng 2.Máy công cụ(2 tập) Tác giả Phạm Đắp-Nguyễn Hoa Đăng 3.Tính toán thiết kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí Tác giả Trịnh Chất Lê Văn Uyển Nguyễn Đình Hùng CTM6-K45 49 [...]... [3] [2] [1] [0] 12 4 2 1 Các phơng án lới kết cấu 1 2 3 4 Nguyễn Đình Hùng CTM6-K45 13 Đồ án Máy Hộp chạy dao máy tiện 5 6 Nguyễn Đình Hùng CTM6-K45 14 Đồ án Máy Hộp chạy dao máy tiện Nguyễn Đình Hùng CTM6-K45 15 Đồ án Máy Hộp chạy dao máy tiện Nguyễn Đình Hùng CTM6-K45 16 Đồ án Máy Hộp chạy dao máy tiện Nhận xét: qua bảng và các phơng án LKC trên, ta thấy các phơng án đều có xmax > 8 nh vậy... 23 Đồ án Máy Hộp chạy dao máy tiện Nguyễn Đình Hùng CTM6-K45 24 Đồ án Máy Hộp chạy dao máy tiện 3 - Tính toán các tỉ số truyền cắt các loại ren: Bảng xếp ren Ren module Ren Quốc tế tp (mm) 1 1.25 1.5 1.5 1.75 2 2.25 2.5 2.75 3 3.25 3.5 4 4.5 5 5.5 6 m= 6.5 7 8 9 10 11 12 - 0.5 - Ren Anh n= 1.75 2 2.25 2.5 2.25 3 3.25 3.5 4 4.5 5 5.5 6 t p (mm) 0.75 1 1.25 1.5 1.5 1.75 2 2.25 2.5 2.75 3 Ren Pitch... Hùng CTM6-K45 21 Đồ án Máy Hộp chạy dao máy tiện Z = 27 + 57 = 84 Z11 = 27; Z11 = 57 (răng) B - Tính hộp chạy dao: I - Đặc tính kỹ thuật hộp chạy dao: Hộp chạy dao thực hiện các chuyển động nh: chạy dao dọc, chạy dao ngang để có thể cắt đợc: bề mặt trụ trơn và các loại ren Ren Quốc tế: t = 1 ữ 192 (mm) (bớc ren) Ren Anh : n = 2 ữ 24 (ren/ inch) Ren Module : n = (0.5 ữ 48) Ren Picth : DP = 1 ữ... bánh răng truyền không ảnh hởng tới tỉ số truyền cần thiết kế lúc này Đồ thị số vòng quay có dạng nh sau: Nguyễn Đình Hùng CTM6-K45 28 Đồ án Máy Hộp chạy dao máy tiện Chơng III Thiết kế động lực học máy cắt kim loại Máy mới đợc thiết kế là máy tiện vạn năng: Số vòng quay trục chính là 1 dẫy: nMin = 12.5 (vg/ph) nMax = 2000 (vg/ph) Dãy số vòng quay sắp xếp theo cấp số nhân với công bội: = 1.26... b x S y _ Lực kéo khi tiện ren đợc tính theo lực cắt Lúc cắt ren lực cắt đợc tính theo công thức tiện rãnh, lúc này lực căt Pz tiếp tuyến với vòng ren và nghiêng một góc = 19 0 30 P ZM = Pz cos P XM = Pz sin Với Pz = Cp b x S y tra bảng ta đợc 1 0.75 Pz = 2000.6 0,4 = 6036 (N) 0 PZM = 6036 cos(19 30' ) = 5690 (N) Nguyễn Đình Hùng CTM6-K45 35 Đồ án Máy Hộp chạy dao máy tiện PXM = 6036 sin(19... Nguyễn Đình Hùng CTM6-K45 22 Đồ án Máy Hộp chạy dao máy tiện + Ren Anh 6 n = 2 2.5 3 3 2 4 1 1 1 -3 -44 -56 4 2 2 789 9.5 10 11 12 14 16 18 20 22 24 + Ren Pitch Nhóm cơ sở : Dp = 96 88 72 64 56 48 44 40 36 32 28 24 22 20 18 16 14 12 11 10 9 8 7 Nhóm khuếch đại: Dp = 6 5 4 3 2 1 Qua các ren tiêu chuẩn cần phải cắt, ta thấy rằng các ren đều tuân theo các cấp số cộng... 2 (mm) Z = 36/36 2 Tính sức bền cho cơ cấu vít me đai ốc * Xác định lực tác dụng lên trục vít me _ Tính theo lực cắt : Lực tác dụng lên trục vít me đợc xác định khi cắt ren với tiêu chuẩn sau t p = 12 (mm) ; S= 1 t p = 0,4 (mm/vòng) ; 30 b = 0,5 t p = 6 (mm); vật liệu là thép có b =750 (N/mm 2 ) Đờng kính ren trung bình d tb = 54 (mm) + Góc nâng của ren = arctg K.t p .d tb = arctg 5.12 = 19 0... tuân theo các cấp số cộng và công sai thuộc cấp số nhân 2 - Cắt ren khuyếch đại: Từ dẫy tiêu chuẩn các bớc ren: nh ren Quốc tế, ta thấy ở dẫy cơ sở chỉ có tới tP = 12 (mm) trong khi đó yêu cầu phải cắt tới t P = 192 (mm) Vì vậy cần có đờng truyền cắt ren khuyếch đại với các tỉ số truyên thích hợp để cắt đợc ren có tP = 1 ữ 192 Phơng trình cắt ren khuyếch đại: 1(vòng) ì 88 22 88 22 54 45 28 ì 45 (V) ì 45... với vít me ta chọn = 2 [ P] - áp suất cho phép trên bề mặt ren Với vít me bằng thép và đai ốc bằng đồng thì [ P] = 3.10 6 (N/mm 2 ) d tb = 0,8 3791,4 = 0,02 2.3.10 6 (m) Theo tiêu chuẩn ta chọn vít me có : d c = 44 (mm) d i = 31 (mm) d tb =37,5 (mm) Diện tích mặt cắt ngang F = 11 ( mm 2 ) Góc nâng của ren trên đờng kính trung bình : = arctg tp .d tb = arctg 12 = 5,8 0 3,14.37,5 Góc ma sát trên ren. .. (mm/vòng) cd - hiệu suất chung của cơ cấu chạy dao cd 0,15 ữ 0,2 lấy cd = 0,15 Q lực kéo Q = 10858 (N) Nguyễn Đình Hùng CTM6-K45 32 Đồ án Máy Hộp chạy dao máy tiện Nđc s = 10858.156 = 0,188 (Kw) 612.10 4 0,15.9,81 3 Lập bảng tính toán động lực học _ Với HCD của máy tiện ta lấy nguồn truỳên động từ trục chính , n t / c coi là đầu vào _ Công suất đầu vào của động cơ Nđc = 0,36 (Kw) + Tính n min , n ... (mm/v ng) L ng chạy dao ngang nhỏ nhất: 0,035 0,04 0,027 0,08 Snmin (mm/v ng) L ng chạy dao ngang lớn 2,08 0,78 0,52 1,36 Snmax (mm/v ng) Các loại ren tiện đợc Quốc tế, Anh, Môđun ren Pít Nh từ b ng. .. = ữ 96 L ng chạy dao dọc: Sd (mm/vg) L ng hạy dao ngang: SNG (mm/vg) Yêu cầu kỹ thuật đặc điểm hộp chạy dao: - Số cấp chạy dao phải đủ - Quy luật phân bố l ng chạy dao theo cấp số c ng - Phạm... (v ng/ phút) đ ng ntc (v ng/ phút) trục Từ sơ đồ đ ng ta vẽ đợc lợc đồ đ ng truyền đ ng qua trục trung gian tới trục nh sau: li hợp ma sát đư ng truyền nghịch đư ng quay thuận từ đ ng đư ng tru yền