Mục lục Lời nói đầu Chương I Nghiên cứu máy đã có 1.1tính năng kỹ thuật của máy cùng cỡ 1.2phân tích máy tham khảo Chương II Thiết kế máy mới 2.1 thiết kế truyền dẫn hộp tốc độ 2.2 thiết kế truyền dẫn hộp chạy dao 2.3 thiết kế các truyền dẫn còn lại Chương III Tính toán sức bền và chi tiết máy 3.1 Hộp chạy dao 3.1.1 tính công suất chạy dao 3.1.2 tính bánh răng 3.1.3 tính trục trung gian Chương IV Tính toán và chọn kết cấu hệ thống điều khiển 4.1 Chọn kiểu và kết cấu tay gạt điều khiển 4.2 Lập bảng các vị bánh răng tương ứng với các vị trí tay gạt 4.3 Tính toán các hành trình gạt 4.4 Các hình vẽ
Đồ án môn học thiết kế máy công cụ THUYếT MINH Đồ áN MÔN HọC MáY CÔNG Cụ Chơng : NGhIÊN CứU MáY Đà Có 1.1Tính kỹ thuật máy cỡ Tính Năng Kỹ thuật Công suất động cơ(kw) Phạm vi điều chỉnh tốc độ Nmin- nmax Số cấp tốc độ zn Phạm vi đIều chỉnh lợng chạy dao smin smax Số lợng chạy dao zs P82 7/1,7 30÷1500 P81 4,5/1,7 65÷1800 P79 2,8 110÷1230 P83 10/2,8 30÷1500 18 23,5÷1180 16 35÷980 25÷285 18 23,5ữ1180 18 16 18 Với số liệu máy ta cần thiết kế là: Công suất động N=7KW Phạm vi điều chỉnh tốc độ :30ữ1500 Số cấp tốc độ Zn=18 Phạm vi điều chỉnh lợng chạy dao: 25ữ1250 Số lợng chạy dao:Zs=18 động chạy dao:1,7KW ta thấy số liệu máy cần thiết kế gần giống với tính kỹ thuật máy P82(6H82) ta lấy máy 6H82 làm máy chuẩn 1.2 phân tích phơng án máy tham khảo (6H82) 1.2.1Các xích truyền động sơ đồ dộng máy a)chuyển động : 19 18 36 47 52 26 16 39 38 nMT . . ⇒ ntrôc chÝnh 54 39 26 19 22 28 71 33 37 trục có 18 tốc độ khác từ (30ữ1500)v/ph b) Chuyển động chạy dao gồm có chạy dao dọc ,chạy dao ngang chạy dao đứng xích chạy dao dọc nMT2 tP -1- Đồ ¸n m«n häc thiÕt kÕ m¸y c«ng 36 18 18 40 40 28 18 33 18 18 26 20 27 21 40 tV ⇒ tP nMT2 . 44 68 27 37 13 18 40 35 33 37 16 18 18 24 45 40 40 36 34 xÝch ch¹y dao ngang nMT2 ⇒ tP 36 18 18 40 40 28 18 33 26 20 27 21 40 tV ⇒ tP nMT2 44 68 27 37 13 18 40 35 33 33 18 24 45 40 40 36 34 xích chạy dao đứng nMT2 ⇒ tP 36 18 18 40 40 28 18 22 26 20 27 21 40 tV ⇒ tP nMT2 . 44 68 27 37 13 18 40 35 33 33 18 24 45 40 40 36 34 gạt M1 sang trái ta có đờng truyền chạy chậm(cơ cấu phản hồi 13 18 40 45 40 40 ) g¹t 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 28 18 , tới trục vít me dọc 35 33 ,ngang đứng thực chạy dao Sd , Sng , Sđ chuyển động chạy dao nhanh Xích nối từ động chạy dao (không qua hộp chạy dao )đi tắt từ động -2- Đồ án môn học thiết kế máy c«ng 26 44 57 28 18 NMT2 44 57 43 35 33 đóng ly hợp M2 sang phải ,truyền tới bánh 28 18 , tới vít me dọc ,ngang 35 33 ,đứng 1.2.2 phơng án không gian ,phơng án thứ tự hộp tốc độ phơng án không gian Z=3.3.2=18 Phơng án thứ tự Z=3 [1] [ 3] [ 9] đồ thị luới kết cấu hộp tốc độ 1.2.3 Đồ thị vòng quay hép tèc ®é ta cã n0=n®c.i0=1440 26 =693,33 54 ®Ĩ dƠ vÏ ta lÊy n0=n15=750v/ph víi nhãm 1: i1=1/ϕ3 i2=1/ϕ2 i3=1/ϕ nhãm i4=1/ϕ4 i5=1/ϕ i6=1/ϕ2 nhãm i7=1/ϕ7 i8=1/ϕ2 từ ta vẽ đợc đồ thị vòng quay hộp tốc độ -3- Đồ án môn học thiết kế máy công cụ 1.2.4 nhận xét: Từ đồ thị vòng quay ta có nhận xét Với phơng án lợng mở ,tỉ số truyền nhóm thay đổi từ từ đặn tức có dạng rẻ quạt làm cho kích thớc hộp nhỏ gọn ,bố trí cấu truyền động hộp chặt chẽ 1.2.5 phơng án không gian, phơng án thứ tự hộp chạy dao phơng án không gian: Z=3.3.2=18 Phơng án thứ tự Do có cấu phản hồi nên có biến hình dẫn đến phơng án thứ tự hộp chạy dao thay đổivới Z=3.3.2 đợc tách làm Víi Z1= 3 [ 3] [1] cßn Z2= [ 9] gồm đờng truyền trực tiếp phản hồi có đờng chạy dao nhanh đồ thị lới kết cấu: Do dùng cấu phản hồi nên ta chọn phơng án -4- 1.2.6 Đồ thị vòng quay hộp chạy dao với đờng chạy dao thấp trung bình N0 = nđc i1.i2 = 1440 26 20 = 250,26 44 68 Chän n0 Nhãm 1: i1=1/ϕ3 i2= i3=ϕ3 Nhãm 2: i4=1/4 i5=1/3 i6=1/2 nhóm 3: i7=1/6 i8=3 Với đờng chạy dao nhanh N0=nđc.i1= 1446 ta có đồ thị vòng quay 26 =850.909 44 -5- Đồ án môn học thiết kế máy công cụ Đồ án môn học thiết kế máy công cụ 1.2.7 Nhận xét: Từ đồ thị vòng quay ta thấy ngời ta không dùng phơng án hình rẽ quạt hộp chạy dao thờng ngời ta dùng loại modun nên việc giảm thấp số vòng quay trung gian không làm tăng kích thớc truyền nên việc dùng phơng án thay đổi thứ tự khác không ảnh hởng nhiều đến kích thớc hộp Chơng II: thiết kế máy 21 Thiết kế truyền dẫn hộp tốc độ 21.1 Chuối số vòng quay Ta cã ϕ= nk + nk nz = n1 ϕz-1 nz n1 nz 1/z-1 ϕ=( ) n1 1500 1/18-2 =( ) = 1,2587 30 ϕz-1= Theo tiªu chuÈn ta cã = 1,26 E = Chuỗi số vòng quay trôc chÝnh n1= nmin=30v/ph n2=n1 ϕ = 37,8 n3= n2 ϕ=47,63 n4= n3 ϕ=60,01 n5= n4 ϕ=75,61 n6= n5 ϕ=95,27 n7= n6 ϕ=120,04 n8= n7 ϕ=151,26 n9= n8 ϕ=190,58 n10= n9 ϕ=240,14 n11= n10 ϕ=302,57 n12= n11 ϕ=3381,24 n13= n12 ϕ=480,36 n14= n13 ϕ=605,25 n15= n14 ϕ=762,62 n16= n15 =960,90 n17= n16 =1210,74 n18= n17 =1546,34 Ta thấy chuỗi số trùng với chuỗi số tiêu chuẩn -6- n = Đồ án môn học thiết kế máy công cụ 2.1.2 Phơng án không gian, lập bảng so sánh phơng án KG, vẽ sơ đồ động a Phơng án kh«ng gian Z=9 2=18 Z=6 3=18 Z=3.3 2=18 Z= 2.3.3=18 Z=3 2.3=18 Sè nhãm trun tèi thiĨu n = ndc 4i ndc imin=lg /lg4 n 1440 = lg /lg4 =2,79 30 i≥ Do i ≥ phơng án 6x3, 3x6, 9x2, 2x9 bị loại Vậy ta cần so sánh phơng án KG lại Lập bảng so sánh phơng án KG Phơng án Yếu tố so sánh + Tổng số bánh Sbr=2(P1+P2+ +Pi + Tổng số trục S = i+1 +Số bánh chịu Mxmax +Chiều dài L + Cơ cấu đặc biệt 3 2.3.3 2.3 2(3+3+2)=16 2(2+3+3)=16 4 2(3+2+3)=16 3 Ta thÊy r»ng trơc ci cïng thêng lµ trơc chÝnh hay trục với trục trục thực chuyển động quay với số vòng quay từ n ữ nmax nên tính toán sức bền dựa vào vị trí số n ta cã Mxmax Do ®ã kÝch thíc trơc lín suy bánh lắp trục có kích thớc lớn Vì vậy, ta tránh bố trí nhiều chi tiết trơc ci cïng ®ã PAKG ci cã sè bánh chịu Mxmax lớn nên ta chọn phơng án 3x3x2 -7- Đồ án môn học thiết kế máy công cụ b Vẽ sơ đồ động: 2.1.3 Chọn phơng án thứ tự Với phơng án không gian 3x3x2 ta có phơng án thứ tự nh sau: x3 x ( P −1) [1] [3] [9] ⇒ ϕ X = max [1] [6] [3] ⇒ [6] [2] [1] ⇒ ( P −1) X max ϕ ( ϕ P −1) X max = 16 = 16 Theo ®iỊu kiƯn ϕ(P-1)Xmax ≤ ta chọn phơng án thứ tự : [1] [3] [9] 2.1.4 Vẽ vài lới kết cấu đặc trng -8- Đồ án môn học thiết kế máy công cụ 2.1.5 Vẽ đồ thị vòng quay chọn tỉ số truyền nhóm Xác định n0 n0min= n max 1500 = =187,5(v/ph) i max -9- Đồ án môn học thiết kế máy công cụ n0max= 30 n = =1920(v/ph) i (1 / ) chän n0=n15=750(v/ph) tØ sè trun c¸c nhãm víi nhãm 1: chän i1=1/ϕ3 v× i1: i2: i3=1:ϕ:ϕ2 ta cã : i2=1/ϕ2 i3=1/ϕ víi nhãm 2: chän i4=1/ϕ4 v× i4: i5: i6=1:ϕ3:ϕ6 ta cã: i5=1/ϕ i6=ϕ2 víi nhãm 3: chän i7=1/ϕ2 v× i1: i7: i8=1:ϕ9 ta cã : i8=ϕ2 tõ ®ã ta vẽ đợc đồ thị vòng quay 30 37,5 47,5 60 75 95 118 150 190 235 300 375 475 600 750 95 1180 1500 2.1.6 Tính số bánh theo nhóm truyền với nhóm 1: i1=1/4=17/39 ta cã f1+g1=56 i2=1/ϕ3=5/9 ta cã f2+g2=14 i3=1/ϕ =23/33 ta cã f3+g3=56 béi sè chung nhá nhÊt lµ K=56 với Zmin=17 để tính Eminta chọn cặp ăn khớp có lợng mở lớn - 10 - Đồ án môn học thiết kế máy công cụ 2.2.2 chọn phơng án không gian ,lập bảng so sánh phơng án không gian ,vẽ sơ đồ động a)chọn phơng án không gian Z=9 2=18 Z=6 3=18 Z=3.3 2=18 Z= 2.3.3=18 Z=3 2.3=18 b) Lập bảng so sánh phơng án KG Phơng án Yếu tố so sánh + Tổng số bánh Sbr=2(P1+P2+ +Pi + Tỉng sè trơc S = i+1 +Số bánh chịu Mxmax +Chiều dài L + Cơ cấu đặc biệt 9x2 6x3 3x2x3 (2x9) (3x6) 22 18 16 3x3x2 2x3x2 16 16 3 4 3 Ta thấy với phơng án 9x2(2x9)và 6x3(3x6)thì tổng số bánh nhiều mà tổng số trục dẫn đến có nhiều bánh lắp trục cứng vững mà ta loại bốn phơng án ba phơng án lại phơng án 3x3x2 hợp lý có số bánh chịu mô men MXMAX nhỏ phơng án không gian hộp chạy dao là:3x3x2 - 16 - Đồ án môn học thiết kế máy công cụ Vẽ sơ đồ động 2.2.3 Chọn phơng án thứ tự 3x3x2 [1][ 3][ 9] ⇒ ϕ(P –1)X max = ϕ9=8 [1][ 6][ 3] ⇒ ϕ(P –1)X max = ϕ12=16 [ 6][ 2][1] ⇒ ϕ(P –1)X max = ϕ12=16 theo ®iỊu kiƯn ϕ (P – 1)X max ta chọn phơng án thứ tù lµ [1][ 3][ 9] - 17 - 2.2.4 vÏ vài lới kết cấu đặc trng Đồ án môn học thiết kế máy công cụ 2.2.5 Vẽ đồ thị vòng quay chọn tỉ số truyền nhóm Xác định n0 n0min= n max 475 = =59,375(v/ph) i max - 18 - Đồ án môn học thiết kế máy công cụ n0max= 9,5 n = =608(v/ph) i (1 / ) chän n0=n17=750(v/ph) tØ sè trun c¸c nhãm ta cã víi nhãm 1: chän i1=1/ϕ3 v× i1: i2: i3=1:ϕ3:ϕ6 ta cã : i2=1 i3=ϕ3 víi nhãm 2: chän i4=1/ϕ3 v× i4: i5: i6=1:ϕ:ϕ2 ta cã: i5=1/ϕ2 i6=1/ϕ víi nhãm 3: chän i7=1/ϕ6 v× i1: i7: i8=1:ϕ9 ta cã : i8=ϕ3 v× hép chạy dao thờng ngời ta dùng loại modun nên việc giảm thấp số vòng quay trung gian không làm tăng kích thớc truyền ta dùng cấu phản hồi đồ thị vòng quay có biến hình từ ta vẽ đợc đồ thị vòng quay - 19 - Đồ án môn học thiết kế máy công cụ 2.2.6 Tính số bánh theo nhóm Nhóm 1: i1=1/3=1/2 f1+g1=3 i2=1/1 →f2+g2=2 i3=ϕ =2/1 →f3+g3=3 Béi sè chung nhá nhÊt f+g K=6 với Zmin=17để tính Eminta chọn cặp ăn khớp có lợng mở lớn Emin= Z ( f + g1) ) 17.3 = =8,5 tõ ®ã ta cã E=9 f 1.k 1.6 ∑ Z =E.K=9.6=54 f1 ∑ Z = 54=18 Z1= f + g1 ⇒ i1=18/36 Z’1= g1 ∑ Z = 54=36 f + g1 Z2= f2 ∑ Z = 54=27 f + g2 ⇒ i2=27/27 g2 ∑ Z = 54=27 f + g2 f3 ∑ Z = 54=36 Z3= f + g3 Z’2= ⇒ i3=36/18 Z’3= g3 ∑ Z = 54=18 f + g3 nhãm i4=1/ϕ3 ta cã f4+g4=28 i5=1/ϕ2 ta cã f5+g5=56 i6=1/ϕ ta cã f6+g6=7 béi sè chung nhá nhÊt lµ K=56 với Zmin=17để tính Eminta chọn cặp ăn khớp có lợng më lín nhÊt Emin= Z ( f + g 4) ) 17.28 = =0,94 tõ ®ã ta cã E=1 f 4.k 9.56 ∑ Z =E.K=1.56=56 - 20 - Đồ án môn học thiết kế máy công cụ f4 ∑ Z = Z4= 56=18 f + g4 28 ⇒ i4=18/38 Z’4= g4 19 ∑ Z = 56=38 f + g4 28 Z5= f5 21 ∑ Z = 56=21 f + g5 56 ⇒ i5=21/35 Z’5= g5 35 ∑ Z = 56=35 f + g5 56 Z6= f6 ∑ Z = 56=24 f + g6 ⇒ i6=24/32 Z’6= g6 ∑ Z = 56=32 f + g6 nhãm Do cặp bánh cấu phản hồi nên phải đảm bảo khoảng cách trục A đà đợc xác định trớc A= [Z ' ] + Z m = 28m VËy ta cã Z ' = Z ' m Z + Z = A = 56m ( ) ' + Z = 56 ' Z ⇒ Z = 11, Z = 45 → i = 11 / 45 ' Z = Z 2.2.7 Tính sai số vòng quay Theo máy chuẩn ta lấy i0=26/54 ta có bảng tính sai số vòng quay n n1 n2 n3 n4 Phơng trình xích 1440.24/64.i1 i4 i7.i8 1440.24/64.i1 i5 i7.i8 1440.24/64.i1 i6 i7.i8 1440.24/64.i2 i4 i7.i8 n=nc/x¸c 9,5 11,97 15,08 19 - 21 - ntt 9,49 12,02 15,02 18,97 ∆n% 0,14 0,39 0,40 0,14 §å ¸n m«n häc thiÕt kÕ m¸y c«ng n5 n6 n7 n8 n9 n10 n11 n12 n13 n14 n15 n16 n17 n18 1440.24/64.i2 i5 i7.i8 1440.24/64.i1 i6 i7.i8 1440.24/64.i3 i4 i7.i8 1440.24/64.i3 i5 i7.i8 1440.24/64.i3 i6 i7.i8 1440.24/64.i1 i4 1440.24/64.i1 i5 1440.24/64.i1 i6 1440.24/64.i2 i4 1440.24/64.i2 i5 1440.24/64.i2 i6 1440.24/64.i3 i4 1440.24/64.i3 i5 1440.24/64.i3 i6 23,94 30,17 38,01 47,90 60,35 76,04 95,81 120,73 152,11 191,66 241,50 304,29 383,40 483,08 24,03 30,04 37,95 48,06 60,08 75,57 95,73 119,66 151,15 191,45 239,32 302,30 382,91 478,64 0,39 0,43 0,17 0,34 0,45 0,61 0,09 0,89 0,63 0,11 0,90 0,66 0,13 0,92 Ta cã ®å thị sai số vòng quay n n3 n1 n4 n18 n2 2.3 Thiết kế truyền dẫn lại đờng truyền chạy dao dọc:Dựa vào máy tơng tự ta có cặp bánh ăn khớp nh sau: cặp bánh ăn khớp từ trục V-VI :40/40 VI-VII lµ 28/35 vii-viii lµ 18/33 viii-ix lµ 53/37 ix-x 18/16 x-xi 18/18 - 22 - Đồ án môn học thiết kế máy công cụ Đờng chạy dao ngang cặp bánh ăn khớp từ trục V-VI lµ :40/40 VI-VII lµ 28/35 vii-viii lµ 18/33 viii-ix lµ 33/37 ix-Vít ngang 37/33 Đờng chạy dao thẳng đứng ta chọn cặp bánh ăn khớp nh chạy dao ngang cặp bánh ăn khớp từ trục V-VI :40/40 VI-VII 28/35 vii-viii 33/37 sau đến cặp bánh 33/37 cặp bánh côn 18/16 Xích chạy dao nhanh Theo yêu cầu đề Snhanh=2500 mặt khác máy chuẩn Snhanh=2300 để kế thừa cặp ăn khớp khác máy chuẩn ta cần thay đổi cặp bánh từ trục V → trơc VI ®ã ta cã 1440 26 44 z x 28 18 33 18 18 = 2500 44 z v z ' 35 33 37 16 18 x Z Z ' 1440.26.44.28.18.33.18.6 = 39 44.35.33.37.16.2500 x = x = Z x uV −VI = Z x ϕ=39.1,26=49 ' ' Khi ®ã ta cã Snhanh=1440 ∆ζ%= S 26 44 49 28 18 33 18 18 = 2522 44 49 39 35 33 37 16 18 nhanhtt S − S nhanhyc nhanhyc = 2522 − 2500 100 %=0,88%