thiết kế đồ gá hộp trung gian phân phối

Trên cơ sở đó chúng em đợc giao thiết kế qui trình công nghệ phục hồi trục trung gian hộp phân phối , do đây là lần đầu tiên tiếp xúc với việc lập qui trình công nghệ phục hồi chi tiết n

Lời nói đầu

Hiện nay ở Việt Nam có rất nhiều loại ôtô đang đợc sử dụng rộng rãi và có xu hớng ngày càng tăng do yêu cầu phát triển của nền kinh tế quốc dân Đây là nguồn lực quan trọng góp phần vào công cuộc công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nớc Việc sử dụng ôtô có hiệu quả có mối quan hệ chặt chẽ với viện bảo dỡng, sửa chữa Số lợng và chủng loại ôtô nhiều song hiệu quả sử dụng của chúng còn thấp vì

số ôtô h hỏng không hoạt động còn khá cao do vậy sửa chữa và bảo dỡng ôtô là một trong các quá trình nhằm kéo dài thời gian phục vụ Dù là nền kinh tế thị tr-ờng tự do hay là nền kinh tế thị trtr-ờng theo định hớng XHCN vấn đề bảo dỡng và sửa chữa máy móc nói chung hay ôtô nói riêng vẫn là công việc cần thiết chính vì thế cần phải phát triển công nghệ sửa chữa để đáp ứng kịp thời nhu cầu bức bách

đó Các chi tiết đợc phục hồi bằng các phơng pháp khác nhau có độ tin cậy và độ bền bằng hoặc thậm chí vợt độ tin cậy và độ bền của chi tiết nguyên thuỷ Giá thành phục hồi chi tiết thấp một cách đáng kể so với giá thành chế tạo mới, chi tiết càng phức tạp, càng đắt thì hiệu quả kinh tế càng cao Trên cơ sở đó chúng em đợc giao thiết kế qui trình công nghệ phục hồi trục trung gian hộp phân phối , do đây là lần đầu tiên tiếp xúc với việc lập qui trình công nghệ phục hồi chi tiết nên không thể tránh khỏi những sai sót nhất định, chúng em rất mong đợc sự chỉ bảo của các thầy và các bạn để thiết kế có chất lợng hơn Chúng em xin chân thành cảm ơn !

Phần I ý nghĩa kinh tế, kỹ thuật của việc phục

hồi chi tiết ô tô

Sửa chữa lớn một xe ô tô thờng phải dùng đến một khối lợng phụ tùng rất lớn bao gồm hàng trăm loại khác nhau

Trong nhiều năm qua vấn đề phụ tùng thay thế trong sửa chữa đã đợc nhiều ngời quan tâm đến Thiếu phụ tùng thay thế, thời gian xe nằm đợi sửa chữa trong xí nghiệp sẽ quá dài, giá thành sửa chữa tăng, chu kỳ sửa chữa và sản xuất của xí nghiệp không ổn định, nhịp độ xe xuất xởng không đều Mặt khác do thiếu phụ tùng thay thế nên nhiều khi xí nghiệp phải dùng cả các chi tiết máy đã quá h hỏng,

do đó làm giảm tuổi thọ của các tổng thành máy, xe sau khi sửa chữa lớn có tuổi thọ quá thấp, chu kỳ sửa chữa ngắn lại Trong các xí nghiệp vận tải cũng gặp khó khăn này Thiếu phụ tùng thay thế nên nội dung các cấp bảo dỡng không đợc làm

đầy đủ, nhiều chi tiết máy đến kỳ thay vẫn đành phải dùng tiếp Do đó xe không

có trạng thái kỹ thuật tốt, thờng xuyên h hỏng, số ngày xe tốt giảm đi, hệ số đầu xe hoạt động quá thấp (có nơi chỉ có 40 - 50% số đầu xe đủ khả năng hoạt động) Vì vậy trong kế hoạch Nhà nớc cũng đã nêu rõ nhiệm vụ của ngành cơ khí là phấn

đấu “đáp ứng phần lớn nhu cầu phụ tùng thông thờng của các ngành công nghiệp; nâng cao đáng kể mức đáp ứng nhu cầu phụ tùng ô tô, máy kéo; đáp ứng phần lớn nhu cầu sửa chữa máy móc, thiết bị của các ngành”

Những năm qua nhiều xí nghiệp cơ khí sửa chữa ô tô, máy thi công, máy kéo v.v

đã có nhiều cố gắng đẩy mạnh công tác sản xuất và phục hồi phụ tùng Tỉ lệ phụ tùng đợc sửa chữa và phục hồi đạt (30 – 35)% tổng số yêu cầu của xí nghiệp Tuy vậy chất lợng phục hồi chi tiết máy cha cao, mặt hàng phục hồi cha đợc mở rộng,

tổ chức phục hồi còn mang tính chất sản xuất nhỏ (tự cung tự cấp)

Phần I: Giới thiệu chi tiết

I Công dụng:

Trục trung gian của hộp phân phối nhận mômen xoắn từ trục sơ cấp và truyền mômen xoắn này sang trục khác thông qua các cặp bánh răng ăn khớp

II Cấu tạo và điều kiện làm việc của chi tiết

a Cấu tạo và vị trí làm việc :

Trục trung gian đợc đỡ bằng hai ổ bi ở hai đầu trục, và đợc gối lên vỏ của hộp phân phối Hai ổ bi này thờng đợc chọn có đờng kính nhỏ hơn phần đờng kính lắp ghép với các bánh răng để đảm bảo tháo lắp trục sơ cấp đợc dễ dàng

Vị trí của trục trung gian: Nếu tính theo đờng truyền mômen từ trục thc cấp của hộp số, đến trục sơ cấp của hộp phân phối đến, trục trung gian, sau đó đến trục thứ cấp và qua khớp các đăng đến truyền lực chính vi sai tới các bánh chủ động

b Điều kiện làm việc của chi tiết

Trục trung gian của hộp phân phối nhận mômen trực tiếp tổitục sơ cấp thông qua các cặp bánh răng ăn khớp có tốc độ vòng quay tơng đối lớn

Do đợc tăng mômen qua các tỷ số truyền của hộp số, nên trục trung gian của hộp phân phối cũng nh các chi tiết khác của trục trung gian chịu một mômen rất lớn, và phải chịu tải trọng va đạp

Thời gian làm việc lớn hơn so với đa số các chi tiết trong ôtô ( gần bằng thời gian làm việc của động cơ ) nên trục sơ cấp có số chu kỳ hoạt động trong suốt thời gian sử dụng là rất lớn dẫn đén trục sơ cấp chịu số chu kỳ mỏi lớn hơn nhiều so với các chi tiết trong hệ thống truyền lực của ôtô khi xét trong cùng một thời gian hoạt

động của xe

III Yêu cầu kỹ thuật của trục trung gian hộp phân phối.

1) Yêu cầu về vật liệu

Vật liệu chế tạo trục trung gian phải có yêu cầu cơ tính cao, phải có khả năng chống mòn tốt, chịu tải lớn

Để tăng khả năng chống mòn, và chịu tải trọng lớn thì sau khi gia công trục trung gian của hộp phân phối phải đạt độ cứng (341ữ415 ) HB

- Đối với các bề mặt khác không phải làm việc thì yêu cầu độ bóng thấp hơn

2 Yêu cầu khi gia công.

1-Kích thớc đờng kính các cổ lắp ghép yêu cầu đạt cấp chính xác 2 ữ 5.

2-Đảm bảo dung sai chiều dài mỗi bậc trục trong khoảng 0,05 ữ 0,2.

3-Độ đảo các cổ trục lắp ghép không vợt quá 0,02

4-Độ không song song của các rãnh then hay then hoa đối với tam trục khôpng vợt quá 0,01 trên 100 mm dài

5-Độ nhám các cổ trục lắp ghép đạt độ bóng∇ 7 của các mặt đầu trục ,các vai trục

đạt độ bóng ∇ 1

6- Độ nhẵn của mặt định tâm ở vòng đỉnh then hoa ∇ 4

Độ nhẵn của mặt chân và 2 bên then hoa ∇ 4

Độ nhẵn của mặt chân then bán nguyệt ∇ 1 và hai mặt bên then bán nguyệt

∇ 4

3) Vật liệu chế tạo

Vật liêu chế tạo trục sơ cấp hộp số thờng là 12XH3A

Phần ii: Các h hỏng và nguyên nhân

I Trục trung gian hộp phân phối thờng có các h hỏng sau:

1 Lồi lõm, xớc, toét…các bề mặt làm việc

2 Đứt hoặc cụt ren bắt đai ốc ổ đỡ

1-Tiện hết đầu ren tới φ31(mm)

2-Đắp đầu trục đã tiện đạt φ38(mm)

3-Kiểm tra lỗ tâm cần thì sửa lại 4- Tiện đầu trục tới đảm bảo chiều dài 22(mm),góc lợn

r =1,5(mm), vát mép đầu trục 1,5ì450 5-Tiện ren 2M33ì1,5d trên chiều dài 19(mm) 6-Phay mặt vát trên đầu trục có ren ,đảm bảo kích thớc 30,00 - 29,72(mm) trên chiều dài 22(mm)

3 Mòn rãnh then lắp bánh răng truyền động cấp thấp

1-Phay rộng rãnh này đạt trị số sửa chữa 10,935-10,985 2-Làm lại ren 2M33ì1,5

4 Mòn các cổ trục lắp ổ đỡ,lắp bánh vít dẫn động đồng hồ tốc độ và lắp bánh răng truyền động cấp thấp

II Nguyên nhân:

Các h hỏng nêu trên của trục trung gian hộp phân phối thờng do các nguyên nhân chính sau đây gây ra:

+ Các bề mặt làm việc của trục bị hao mòn do ma sát xuất hiện giữa các mặt ma sát của đôi chi tiết (cổ trục chỗ lắp ổ lăn, các mặt của then trên trục với các mặt của then trên bánh răng), do các hạt mài do tạp chất lẫn trong vật liệu bôi trơn và do tính mỏi của kim loại

+ Các then hoa bị mẻ hoặc gẫy do làm việc trong điều kiện chịu tải lớn mỗi khi

đóng li hợp hay gài số và cũng do cả tính mỏi gây ra

Ngoài ra các nguyên nhân khác nh do tai nạn nhng hai nguyên nhân nêu trên vẫn là chủ yếu

Phần III: Các phơng pháp phục hồi và lựa chọn phơng pháp phục hồi

I Các phơng pháp phục hồi.

Hiệu quả và chất lợng phục hồi chi tiết phụ thuộc một cách đáng kể vào

ph-ơng pháp công nghệ đợc sử dụng để gia công Hiện nay có nhiều phph-ơng pháp phục hồi chi tiết khác nhau cho phép không chỉ hoàn trả các hình dạng và tình trạng kỹ thuật ban đầu mà còn có thể đạt đợc chất lợng tốt hơn chi tiết nguyên thuỷ

Để phục hồi trục trung gian hộp phân phối ta có thể sử dụng một số phơng pháp sau:

1 Phục hồi chi tiết bằng phơng pháp kích thớc sửa chữa:

Để phục hồi ngời ta sử dụng rộng rãi các dạng gia công cơ nh: khoan, tiện, phay Gia công chi tiết dới kích thớc sửa chữa đợc sử dụng rộng rãi để phục hồi các chi tiết của ôtô

phơng pháp này có u điểm:

- Qui trình công nghệ và trang thiết bị sử dụng đơn giản

- Hiệu quả kinh tế cao

- Duy trì tính lắp lẫn của các chi tiết trong giới hạn của kích thớc sửa chữa nhất định

Tuy nhiên phơng pháp này còn tồn tại một số nhợc điểm sau:

- Làm tăng danh mục của phụ tùng thay thế

- Làm phức tạp các quá trình ghép bộ các chi tiết, lắp cụm và bảo quản chi tiết

- Ngoài việc thay đổi kích thớc làm giảm một cách đáng kể thời hạn phục

vụ của chi tiết

2 Phục hồi bằng phơng pháp sử dụng chi tiết phụ.

Sử dụng chi tiết phụ nhằm mục đích bù hao mòn của các bề mặt làm việc của chi tiết cũng nh thay thế các phần bị hao mòn hay bị h hỏng của nó

Sử dụng phơg pháp này có u điểm sau:

Qui trình công nghệ và trang thiết bị đơn giản, có thể phục hồi lại nguyên hình dạng và kích thớc của chi tiết lẫn đặc tính kỹ thuật của chi tiết, tuy nhiên nó cũng có một số nhợc điểm là chi phí vật liệu lớn để chế tạo các chi tiết sửa chữa phụ, ngoài ra có nhiều trờng hợp đa đến làm giảm độ bền cơ học của chi tiết phục hồi và làm phức tạp trong lắp lẫn

2 Lựa chọn phơng án phục hồi:

Phơng pháp và quy trình công nghệ phục hồi chi tiết đóng vai trò không nhỏ trong việc nâng cao độ tin cậy và tuổi thọ của ô tô Giải quyết tốt vấn đề phục hồi

có ý nghĩa to lớn trong nền kinh tế quốc dân đặc biệt là với công tác sửa chữa của các xí nghiệp sửa chữa

Việc lựa chọn phơng pháp phục hồi phụ thuộc vào đặc điểm kết cấu công nghệ và điều kiện làm việc của chi tiết, giá trị hao mòn, các đặc điểm của công nghệ phục hồi có ảnh hởng quyết định đến tuổi thọ chi tiết và giá thành phục hồi

Với trục trung gian hộp phân phối có đặc điểm kết cấu và điều kiện làm việc

nh đã trình bày ở trên Để đảm bảo đợc yêu cầu kỹ thuật đặt ra và đơn giản trong quá trình sửa chữa, đồng thời đảm bảo tuổi thọ cần thiết và giá thành sửa chữa nhỏ nhất ta chọn phơng pháp phục hồi trục theo phơng pháp kích thớc sửa chữa và thông thờng tiến hành hàn đắp sau đó tiến hành khoan hoặc khoét, tiện và phay

Phần IV: Qui trình sửa chữa phục hồi

I Lập sơ đồ nguyên công.

4

5 Hàn đắp các lỗ mòn,then hoa,ren Hàn ngầm dới lớp trợ rung

6 Nắn trục sau khi hàn Khối V ,máy ép thuỷ lực 20 tấn

7 Gia công tiện các bề mặt hàn Máy tiện 1K62

8 Phay rãnh then hoa

10 Kiểm tra độ đảo của trục, cần thì sửa Máy ép 20 tấn

II.Trình tự của mỗi nguyên công.

1 Sửa chuẩn:

-Dụng cụ: Máy tiện 1K62 tiện sửa lại hai lỗ chống tâm và phần trục φ40

ở hai đầu

Tiện tinh

+Chiều sâu cắt t = 0,2 (mm)

+Tốc độ quay trục chính n = 630 (v/p)

+Lợng chạy dao S = 1 (mm/vòng)

* Tốc độ căt: V(m/ph).

- Khi tiện mặt trụ ngoài của trục trung gian theo công thức sau:

v y x m

S t T

C

.

Trong đó: m, x, y: Các số mũ đợc chọn theo bảng

m = 0,18

y = 0,15

x = 0,3

Cv: Hệ số đợc chọn theo bảng

Cv = 292

kv: Là tích số của các hệ số phụ thuộc vào bề mặt gia công, trạng thái bề mặt và vật liệu làm dao và đợc chọn theo bảng

kv = kMV.knv.kuv = 1*0.5 5*1.2 = 0,66

T: Trị số trung bình của tuổi bền khi gia công một dao

T = (30 ữ 60) phút

Chọn T = 45 phút

v y x m

S t T

C

.

= = * 0 66 158 ( / )

1

* 2 , 0

* 45

292

15 0 3 0 18

2 Nắn sửa cong:

Dụng cụ : Máy ép thuỷ lực 20 tấn, khối v, mũi tâm, đồng hồ chỉ thị

Yêu cầu kỹ thuật: Khi đặt chi tiết trên mũi tâm thì độ đảo của trục không lớn hơn 0.02 mm

3 Làm sạch bề mặt trục :

dụng cụ: Bàn chải thép, làm sạch đến khi nào thấy rõ ánh kim loại thì thôi

4 Tiện bỏ ren cũ:

Dụng cụ: Máy tiện 1K62 tiến hành tiện bỏ đến hết phần ren cũ

+Chiều sâu cắt t = 1,5 (mm)

+Tốc độ quay trục chính n = 630 (v/p)

+Lợng chạy dao S = 0,5 (mm/vòng)

+Vận tốc cắt

v

y x m

S t T

C

.

= = * 0 66 95 , 7 ( / )

5 , 0

* 5 , 1 45

292

15 0 3 0 18

5 Hàn đắp đoạn trục ren và then hoa và lấp đầy các lỗ mòn

-Dụng cụ: Máy hàn ngầm dới lớp thuốc trợ dung

-Hàn đắp sao cho đờng kính trục ren φ = 38(mm),đờng kính trục then hoa φ

= 55(mm)

-Sử dụng máy hàn ngầm dới lớp trợ dung để hàn đắp trục phơng pháp hàn này cho năng suất cao,chất lợng mối hàn có chất lợng cao (khử đợc nội ứng suất,mối hàn ít bị rỗ,tổ chức kim loại đồng đều,mối hàn cơ tính tốt)

-Vật liêụ dây hàn CB-10 rc,đờng kính dây hàn d = 1 (mm)

7 Tiện đúng kích thớc đoạn trục và tiện ren.

Dụng cụ : máy tiện 1K62 phần trục ren tiện đạt kích thớc φ = 330,28(mm)và phần trục then φ = 50+0,054(mm)

Sơ đồ gá đặt:

a.Chế độ cắt gọt tiện phần then hoa hàn đắp

Bớc 1:Tiện thô

+Chiều sâu cắt : t = 1,5 (mm)

+Lợng chạy dao : St = So.K (mm/vòng)

+Theo bảng K= 1,25 và So = 0,6

+Vậy St = 0,6 1,25 = 0,75 (mm/vòng)

+Số vòng quay : nm =136 (vg/ph) +Vận tốc cắt : V = Vb.K1.K2

K1 : hệ số điều chỉnh vận tốc cho phép (chọn K1= 1,1)

K2 :hệ số điều chỉnh vận tốc cho tiện ngoài (chọn K2= 1,4)

Vb = 25 (vòng/phút)

Vậy V = 25.1,1.1,4 = 38,5 (v/p)

+ Tốc độ quay của trục chính nt =

D

.

1000

π = 6,37 (v/p) + Chọn theo máy n = 630 (v/p)

+Tính lại vận tốc cắt V=

1000

.

n D

π = 31,4 (m/p) Bớc 2:tiện tinh

+Chiều sâu cắt t = 0,2 (mm)

+Tốc độ quay trục chính n = 630 (v/p)

+Lợng chạy dao S = 1 (mm/vòng)

* Tính lực cắt Pz = Pzb.Kp1.Kp2

Kp1: hệ số điều chỉnh lực cắt Kp1 = 0,85

Pzb = 270 (tra bảng )

Kp2 = 1

Vậy Pz = 270.0,85.1 = 229,5 (kG)

+ Tính công suất cần thiết

Nc =

6120

4 , 31 5 , 229 6120

.

=

V

Nc <Nm.η = 7,5.0,8= 6 (KW)

b.Tiện ren

+Bớc ren P = 1,5 (mm)

+Lợng chạy dao ngang

khi cắt thô SZ = 0,4 (mm)

khi cắt tinh SZ = 0,5 (mm)

+Tốc độ quay trục chính n = 483 (v/p)

+Vận tốc cắt V = 90 (m/p)

8 Phay rãnh then hoa:

-Dụng cụ: Máy phay nằm 1250 * 320 mm, dao phay đĩa, đầu phân độ, trục gá, calíp kiểm profin then hoa

-Yêu cầu kỹ thuật:

Phay đảm bảo chiều dày then là (10,935-10,985) mm Độ không song song của các rãnh then đối với tâm trên trục không vựơt quá 0,01 mm trên suốt chiều dài then

Chế độ gia công:

+ Chọn dao phay đĩa vật liệu thép có: σbền = 580 ( N/m2)

+ Chiều sâu lớp cắt: t0 = 2,5 ( mm)

+ Lợng chạy dao: Sz = 0,5 ( mm/vòng )

( Sổ tay cơ khí )

10 Kiểm tra độ đảo của trục và nắn lại:

Thiết bị: Máy ép thuỷ lực 20 tấn, khối, mũi tâm, đồng hồ chỉ thị

Phần V: Thiết kế đồ gá

I Đặc điểm và công dụng của đồ gá.

- Đồ gá gia công chi tiết đó là một loại trang thiết bị theo yêu cầu của qui trình công nghệ Đồ gá nhằm nâng cao năng suất lao động, đảm bảo độ chính xác khi gia công

- Đồ gá đợc trang bị để lắp lên các máy cắt gọt kim loại nh: máy tiện, máy khoan, máy phay

- Đồ gá còn có tác dụng trong việc tháo lắp các chi tiết cũng nhằm để nâng cao năng suất và chất lợng lao động

- Đồ gá gồm hai phần chính:

+ Bộ phận định vị : xác định vị trí chi tiết so với máy và làm việc trên

nguyên tắc định vị 6 bậc tự do Với chi tiết bán trục chỉ cần định vị 5 bậc tự do là

đảm bảo nguyên tắc định vị

+ Bộ phận kẹp chặt : sau khi định vị chính xác vị trí của chi tiết trên máy phải kẹp chặt để giữ nguyên vị trí chi tiết trong quá trình gia công

II Các yêu cầu khi thiết kế đồ gá.

- Khi thiết kế đồ gá phải đảm bảo các yêu cầu sau:

+ Đồ gá phải đảm bảo yêu cầu định vị, định vị phải đủ số bậc tự do cần thiết + Đảm bảo yêu cầu kẹp chặt, lực kẹp vừa đủ chặt đảm bảo vị trí của vật trong quá trình gia công và không quá lớn gây biến dạng chi tiết

+ Đồ gá có kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, dễ thao tác, dễ chế tạo và bảo quản + Đồ gá phải phù hợp với thiết bị gia công; rẻ tiền, tính công nghệ cao, mở rộng phạm vi sử dụng của máy

III Cấu tạo của đồ gá:

Khi tiện trục ta kẹp một đầu bằng mâm cặp ba chấu và đầu còn lại dùng ụ chống tâm định vị 5 bậc tự do

IV Nguyên lý làm việc:

Đồ gá tiện phần then hoa hàn đắp trên tán trục trung gian làm việc trên nguyên tắc định vị 5 bậc tự do:

Mâm cặp ba chấu của máy tiện định vị 3 bậc tự do,mũi trống tâm còn lại

định vị 2 bậc tự do Kẹp chặt trên nguyên tắc kẹp chặt bằng ren vít,bằng cách siết chặt mâm cặp

a)Tính toán lực kẹp

Lực kẹp chặt phôi đợc tiến hành theo trình tự sau +Xác định sơ đồ định vị và kẹp chặt chi tiết ,xác định phơng chiều ,điểm đặt của lực cắt,lực kẹp ,lực ma sát,và phản lực của mặt tỳ

+Viết phơng trình cân bằng của chi tiết dới tác dụng của tất cả các lực

nh lực cắt ,lực kẹp ,lực ma sát ,lực ly tâm,trọng lợng chi tiếtvà phản lực của mặt tỳ

+Hệ số an toàn K có tính đến khả năng làm tăng lực cắt trong quá trình gia công và đợc tính nh sau

K= Ko K1.K2.K3.K4.K5.K6

K0- hệ số an toàn cho tất cả các trờng hợp K0 =1,5

K1- hệ số tính đến trờng hợp tăng lực cắt khi độ bóng thay đổi K1 =1

K2- hệ số tăng lực cắt khi dao mòn K2 = 1,1