Đồ án thiết kế máy cắt kim loại : Thiết kế hộp tốc độ,hộp chạy dao, hệ thống điều khiển máy phay ngang dựa trên thiết kế của máy phay ngang 6H81. Bản đồ án gồm 64 trang, đầy đủ bản vẽ thuyết minh, bản vẽ đồ án ( Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng)
Đồ án máy công cụ LỜI NÓI ĐẦU Để xây dựng đất nước Việt Nam trở thành quốc gia giàu mạnh, văn minh công , cần phải giải nhiệm vụ quan trọng thúc đẩy kinh tế phát triển Giải nhiệm vụ đòi hỏi sản xuất công nghiệp phải phát triển với nhịp độ cao, mà phần lớn sản phẩm công nghiệp tạo thông qua máy công cụ dụng cụ công nghiệp Chất lượng loại máy công cụ ảnh hưởng nhiều đến chất lượng sản phẩm, suất, tính đa dạng trình độ kỹ thuật ngành khí nói riêng ngành công nghiệp nói chung Vì vai trò máy công cụ quan trọng kinh tế phát triển nước ta Nó dùng để sản xuất chi tiết máy khác, nghĩa chế tạo tư liệu sản xuất nhằm thúc đẩy khí hóa tự động hóa kinh tế quốc dân Với vai trò quan trọng việc nắm bắt phương thức sử dụng khả tính toán thiết kế, chế tạo tối ưu hóa máy cắt kim loại yêu cầu cấp thiết người làm công tác kỹ thuật ngành khí Có đạt yêu cầu kỹ thuật, suất trình chế tạo sản phẩm khí nói riêng sản phẩm công nghiệp nói chung Vì lý việc hoàn thành đồ án môn học “ Thiết kế máy cắt kim loại ” quan trọng sinh viên chuyên nghành khí Qua giúp cho sinh viên nắm bắt bước tính toán thiết kế máy cắt kim loại bản, đồng thời phục vụ cho việc tiếp cận thực tế cách dễ dàng công tác, tạo điều kiện cho việc nghiên cứu cải tiến đại hóa máy cắt kim loại Để hoàn thành đồ án môn học này, cố gắng tìm hiểu, học hỏi làm việc nghiêm túc em có hướng dẫn tận tình thầy giáo Th.S Bùi Trương Vỹ môn máy công cụ- trường đại học Bách khoa đà nẵng Qua em xin cảm ơn thầy đóng góp ý kiến bạn giúp em hoàn thành đồ án môn học Mặc dù em có cố gắng nhiều việc tham khảo học hỏi để thực đồ án thời gian có hạn tài liệu tham khảo hạn chế khó tránh khỏi thiếu sót Em mong muốn có bảo thầy cô để em thực tốt lĩnh vực có liên quan sau Em xin chân thành cảm ơn Đà Nẵng, ngày 25 tháng 12 năm 2012 Sinh viên thực Trần Hữu Quyền Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT Trang Đồ án máy công cụ A PHÂN TÍCH MÁY CHUẨN I Các thông số, tính kỹ thuật máy phay tương đương Tính kỹ thuật 1 1 2 Khoảng cách từ đường trục (mặt mút ) trục tới bàn máy (mm) Khoảng cách từ song trượt thân máy tới tâm bàn máy (mm) Khoảng cách lớn từ sống trượt thẳng đứng thân máy tới giằng (mm) Khoảng cách đường tâm trục tới mặt xà ngang (mm) Khoảng cách lớn từ mặt mút trục tới ổ đỡ trục dao (mm) Khoảng cách lớn từ mặt sau bàn tới sống trượt thân máy (mm) Bước tiến bàn máy thẳng đứng Đường kính lỗ trục (mm) Độ côn trục ( ГOCT 836-62) Đường kính trục gá dao (mm) Số cấp tốc độ trục Phạm vi tốc độ trục chính(vg/ph) Công suất động (kW) Công suất động chạy dao(kW) Khối lượng máy (kg) Kích thước phủ bì máy(mm) dài rộng cao Góc quay lớn bàn máy Số rãnh chữ T Chiều rộng rãnh chữ T (mm) Khoảng cách đường rãnh chữ T (mm) Khoảng dịch chuyển lớn bàn máy (mm) dọc ngang đứng Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT Trang 6H81 Kiểu máy 6H82 6H83 30-340 30-350 30-380 170-370 220-480 260-580 510 775 950 157 155 190 470 700 850 240 320 380 12-380 17 N0 22;27;32;4 8-390 29 N0 8-390 29 N0 32; 50 40; 50 16 18 18 65 ÷ 1800 30 ÷ 1500 30 ÷ 1500 4,5 1,7 2,8 1,7 1,7 2,8 2000 2700 4200 2100 1940 1600 2440 2440 2350 3040 3040 1760 ± 450 ± 450 ± 450 3 14 18 18 50 70 90 600 200 350 700 260 320 900 320 x350 Đồ án máy công cụ Dịch chuyển nhanh bàn máy (mm) dọc ngang đứng 2 Số cấp bước tiến bàn máy 2900 2300 1150 2300 2300 770 2300 2300 770 35-980 25-765 23,5-1180 23,5-1180 23,5-1180 8-390 Nhận xét : Từ bảng thống kê ta thấy máy 6H82 có ưu điểm máy 6H81, 6H83 : kích thước nhỏ gọn máy 6H83, có số cấp tốc độ với máy này, đường kính trục gá dao số cấp tốc độ lớn máy 6H81, khoảng cách dịch chuyển bàn máy lớn máy 6H81, ưu điểm phù hợp để gia công với chi tiết nhỏ trung bình, phù hợp với điều kiện gia công Việt Nam Vậy ta chọn máy phay ngang 6H82 làm máy chuẩn để thiết kế Máy chuẩn 6H82 máy cải tiến từ máy phay ngang 682 Liên Xô (cũ ) sản xuất Ở Việt Nam nhà máy khí công cụ số I Hà Nội sản xuất máy P623 với tính kỹ thuật máy 6H82 II Phân tích động học máy chuẩn: Sơ đồ động học máy phay ngang 6H82 : Xích tốc độ Xích chạy dao II – Xích tốc độ - Xích truyền động : Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT Trang Đồ án máy công cụ Động (I) * Kết cấu hộp tốc độ : số cấp tốc độ : 18 Lựa chọn phương án : PAKG 3x3x2 PATT I – II – III X Xích truyền động gồm trục hệ bánh lắp cố định then di trượt then hoa, cấu biến đổi tốc độ lắp bên trái Số vòng quay trục : ni = n0.i - Hộp tốc độ có nhóm truyền : + Nhóm A : truyền động từ trục II sang trục III, có tỉ số truyền : = + Nhóm B : truyền động từ trục III sang trục IV, có tỉ số truyền : = + Nhóm C : truyền động từ trục IV sang trục V, có tỉ số truyền : = > Ta có số cấp vòng quay trục : 18 cấp + Ta có 18 cấp tốc độ trục (tính toán chọn tốc độ trục theo bảng 1-3 [I] : n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 n9 n10 n11 n12 n13 n14 n15 n16 n17 n18 30 37,5 47,5 60 75 95 118 150 190 235 300 375 475 600 750 950 1180 1500 - Ta thấy chuỗi số vòng quay có tỉ số số vòng quay kề nk nk+1 số không đổi, chuỗi số vòng quay cấp số nhân với công bội φ, chọn theo bảng 1-2[I] với nguyên tắc gấp 10 : Ta có : * Sơ đồ lưới kết cấu : PAKG PATT X I 3x3x2 I – II – III 26/54 II 19/36 16/39 III 28/37 18/47 IV 22/33 39/26 82/38 19/71 V Lưới đồ thị vòng quay hộp tốc độ Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT Trang Đồ án máy công cụ Nhận xét : Từ biểu đồ lưới đồ thị vòng quay hộp tốc độ ta thấy lượng mở nhóm truyền động theo thứ tự từ xuống có giá trị thay đổi từ từ, nên phương án hợp lý cho hộp tốc độ có 18 cấp tốc độ II.2 Xích chạy dao * Chạy dao dọc, ngang, đứng : Nđc → S ( dọc, ngang, đứng ) Động nđc (I) ) * Chạy dao nhanh : trục Động nđc * Kết cấu hộp chạy dao : số cấp tốc độ : 18 + Hộp chạy dao có nhóm truyền Nhóm I : i1 = 18/36 ; i2 = 27/27 ; i3 = 36/18 Nhóm II : i4 = 18 / 40 ; i5 = 21 / 37 ; i6 = 24 / 34 Nhóm IV : i7 = 13 / 45 x 18 / 40 x 40 / 40 ; i8 = 40 / 40 Lựa chọn phương án truyền : PAKG 3x3x PATT II – I – III X * Từ phương trình xích động học ta xác định lượng chạy dao (tính toán chọn tốc độ theo bảng 1-3 [I] : n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 n9 n10 n11 n12 n13 n14 n15 n16 n17 n18 23,6 30 37,5 47,5 60 75 95 118 150 190 235 300 375 475 600 750 950 1180 * Nhận xét : Ta thấy chuỗi số vòng quay có tỉ số số vòng quay kề nk nk+1 số không đổi, chuỗi số vòng quay cấp số nhân với công bội φ, chọn theo bảng 1-2[I] với nguyên tắc gấp 10 : ϕ = Z −1 S MAX 1180 = 17 = 1,26 S MIN 23,6 Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT Trang Đồ án máy công cụ * Lưới kết cấu : PAKG 3x3x PATT II – I – III X * Lưới đồ thị vòng quay : sở lưới kết cấu tỉ số truyền biết sơ đồ động ta vẽ lưới đồ thị vòng quay hộp chạy dao máy 6H82 : 10 16 25 40 60 100 165 250 400 600 1000 12.5 20 33.5 50 80 125 200 335 500 800 1250 Lưới đồ thị vòng quay B THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC TOÀN MÁY I THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC HỘP TỐC ĐỘ I.1 Tổng hợp truyền động : * Các số liệu cho trước : + Số cấp tốc độ : Z = 18 + Tốc độ vòng quay : 30 ÷ 1500 vòng/phút + Phạm vi điều chỉnh tốc độ : Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT Trang Đồ án máy công cụ + Công bội Từ công bội φ = 1,26 chuỗi số vòng quay phân bố theo cấp số nhân ta xác định chuỗi số vòng quay máy thiết kế : n1 ÷ n18 n1 = nmin = 30 ( vòng/ phút ) n2 = n1× φ = 30×1,26 = 37,5 ( vòng/ phút ) n3 = n1× φ2 = 30×1,262 = 47,5 ( vòng/ phút ) n4 = n1× φ3 = 30×1,263 = 60 ( vòng/ phút ) n5 = n1× φ4 = 30×1,264 = 75 ( vòng/ phút ) n6= n1× φ5 = 30×1,265 = 95 ( vòng/ phút ) n7 = n1× φ6 = 30×1,266 = 118 ( vòng/ phút ) n8 = n1× φ7 = 30×1,267 = 150 ( vòng/ phút ) n9 = n1× φ8 = 30×1,268 = 190 ( vòng/ phút ) n10 = n1× φ9 = 30×1,269 = 235 ( vòng/ phút ) n11 = n1× φ10 = 30×1,2610 = 300 ( vòng/ phút ) n12 = n1× φ11 = 30×1,2611= 375 ( vòng/ phút ) n13 = n1× φ12 = 30×1,2612 = 475 ( vòng/ phút ) n14 = n1× φ13 = 30×1,2613 = 600 ( vòng/ phút ) n15 = n1× φ14 = 30×1,2614 = 750 ( vòng/ phút ) n16 = n1× φ15 = 30×1,2615 = 950 ( vòng/ phút ) n17 = n1× φ16 = 30×1,2616 = 1180 ( vòng/ phút ) n18 = n1× φ17 = 30×1,2617 = 1500 ( vòng/ phút ) I.2 Thiết kế động học xác định tỉ số truyền : Dựa vào chuỗi số vòng quay phạm vi sử dụng trên, ta sử dụng cấu bánh di trượt để thay đổi tốc độ trục, nhằm đạt số cấp tốc độ 18, với kết cấu nhỏ, gọn Để xác định tỉ số truyền nhóm truyền động hộp tốc độ sử dụng cấu bánh di trượt, ta sử dụng phương pháp đồ thị Để xác định tỉ số truyền phương pháp đồ thị ta dùng loại sơ đồ lưới kết cấu lưới đồ thị vòng quay I.2.1, Phương án không gian (PAKG) Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT Trang Đồ án máy công cụ a, Tính số nhóm truyền tối thiểu : Chọn n0 gần với nmax, chọn kích thước trục nhỏ gọn cấu truyền động hộp chịu Mx bé, kích thước hộp nhỏ gọn Chọn n0 = n17 = 1180 (v/phút) Với x số nhóm truyền tối thiểu, chọn x = b, Chọn phương án không gian : Với cấp tốc độ Z = 18, ta có nhiều phương án không gian, nhiên qua phân tích ta chọn PAKG sau : Z = 18 = × × = × × = × × Để chọn PAKG hợp lý ta dựa vào số tiêu chuẩn sau : + Phương án đơn giản, dễ dàng thực + Số trục + Bánh chịu momen xoắn Mxmax trục + Chiều dài sơ nhỏ + Kết cấu trục đơn giản + Đạt độ xác xích thực truyền động tạo hình phức tạp truyền động xác * Dựa vào tiêu chuẩn ta có tiêu để so sánh : * Tổng số trục PAKG : theo công thức : Str = ( x + 1) Với x = 3, ta có Str = + = * Tổng số bánh hộp : theo công thức : Với PAKG Z = 18 = × × 2, ta có : Sz = ×( + + ) = 16 Với PAKG Z = 18 = × × 3, ta có : Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT Trang Đồ án máy công cụ Sz = ×( + + ) = 16 Với PAKG Z = 18 = × × 3, ta có : Sz = ×( + + ) = 16 * Tính chiều dài sơ hộp tốc độ : Theo công thức : L Trong : = ∑b + ∑f b – chiều rộng bánh f – khe hở an toàn => L = 16b + 17f * Số lượng bánh trục cuối : PAKG x x : bánh PAKG x x : bánh PAKF x x : bánh Các bánh trục chịu momen xoắn lớn nên thường có kích thước lớn, cần tránh bố trí nhiều chi tiết trục * Từ số liệu ta lập bảng so sánh PAKG : Yếu tố so sánh Phương án 3x3x2 3x2x3 2x3x3 Tổng số bánh 16 16 16 Tổng số trục 4 Chiều dài sơ 16b + 17f 16b + 17f 16b + 17f` Số bánh chịu Mxmax trục 3 Trên sở so sánh ta chọn PAKG x x - phương án có số bánh trục I.2.2, Phương án thứ tự (PATT) Với PAKG có nhiều PATT, số PATT tính theo công thức : q = w! Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT Trang Đồ án máy công cụ Với số nhóm truyền w = PAKG x x 2, ta có q = 3! = phương án thay đổi thứ tự Với PATT thể lưới kết cấu, từ ta đánh giá để chọn PATT hợp lý Các phương án thay đổi thứ tự ( PATT ) : phương án PAKG 3x3x2 3x3x2 3x3x2 3x3x2 3x3x2 PATT I – II – III I – III – II II – I – III II –III – I III – II – I x 1-3-9 - -3 3-1-9 2-6-1 6-2-1 Phạm vi điều chỉnh tỷ số truyền nhóm truyền động là: Ri = imax i p = = ϕ ( p −1) xi i i1 3x3x2 III – I - II 6-1-3 ; p – số tỷ số truyền nhóm truyền động Trên thực tế, tỷ số truyền máy công cụ giới hạn sau: ≤i≤2 Tức phạm vi điều chỉnh tỷ số truyền nhóm truyền động là: Ri = × = Như phạm vi điều chỉnh giới hạn là: Rgh = φXmax ≤ ; Xmax – lượng mở cực đại * Ta lập vẽ lượng mở PATT để so sánh: PAKG PATT X I – II – III 1-3-9 3x3x2 I – III – II - -3 II – I – III 3-1-9 Xmax φxmax 1,269 > 12 1,2612 > 1,269 > PATT II –III – I III – II – I III – I - II Lượng mở Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT Trang 10 Đồ án máy công cụ Mx = 829375,8 (N.mm) → + Ứng suất cho phép [σ] : tra bảng (7-2/119 [5]) ta có [σ] = 75 (N/mm2) + , chọn β = 0,5 → → Tra bảng (2.1/8 [IV] ) chọn dB = 60 mm ② Tại E Ta có : + momen tương đương Mx = 829375,8 (N.mm) → + Ứng suất cho phép [σ] : tra bảng (7-2/119 [5]) ta có [σ] = 75 (N/mm2) + , chọn β = 0,5 → → Tra bảng (2.1/8 [IV]) chọn dE = 70 mm ③ Tại C Ta có : + momen tương đương Mx = 829375,8 (N.mm) → + Ứng suất cho phép [σ] : tra bảng (7-2/119 [5]) ta có [σ] = 75 (N/mm2) + , chọn β = 0,5 → → Tra bảng (2.1/8 [IV]) chọn dC = 90 mm II.3.4 Tính then - Để cố định bánh theo phương tiếp tuyến đồng thời truyền momen xoắn ta dùng then - Đường kính chỗ lắp then d = 68mm - Chọn kích thước then theo bảng (7-23/143 [V]) ta có : + b = 20mm ; h = 12mm ; t = mm + t1 = 6,1mm ; k = 7,4 ; l = 36mm - Kiểm nghiệm sức bền dập then theo công thức : δd = 2.M X ≤ [δ d ] ( N / mm d t.l Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT Trang 49 Đồ án máy công cụ ↔ δd = 2.829375 ,8 = 113( N / mm ) 68.6.36 Với [δd ] = 150 (N/mm2) → δd < [δd] : then đảm bảo sức bền dập - Kiểm nghiệm sức bền cắt then theo công thức : τc = 2.M X ≤ [τ c ] ( N / mm2 ) d b.l τc = 2.829375 ,8 = 34 ( N / mm ) 68.20.36 Với [τc] = 120 (N/mm2) → τc < [τc] : then đảm bảo sức bền cắt II.3.5 Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn Hệ số an toàn tính theo công thức : n δ n τ n= nδ = Trong : nτ = n δ2 + n 2τ ≥ [n] ( 7-5/120 [V] ) δ −1 kδ σ a +ψ δ δ m ε δ β ( 7-6/120 [V] ) τ −1 kτ τ a + ψ τ τ m ε τ β ( 7-7/120 [V] ) + Vì trục quay nên ứng suất pháp biến đổi theo chu kỳ đối xứng : δ a = δ MAX = Mu W ; δm = + Ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động trục làm việc chiều : τa =τm = τ MAX M X = 2.W0 + Momen cản uốn W momen cản xoắn W0 tiết diện trục tròn : (mm3)(VII-6 [II]) mm3) Mu = 4263593(N.mm) , Mx = 829375,8 (N.mm) δa = → Mu 4263593 = ≈ 62,4 W 68344 Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT (N/mm2) Trang 50 Đồ án máy công cụ τa = → MX 829375 ,8 = ≈3 2.W0 2.136688 (N/mm2 ) + Giới hạn mỏi uốn mỏi xoắn ứng với chu kỳ đối xứng : Vật liệu làm trục thép 45 có δb ≥ 850 (N/mm2 δ-1 = 0,45.δb = 0,45 850 = 382,5 (N/mm2) τ-1 = 0,45.δb = 0,25 850 = 212,5 (N/mm2) + ϕδ = 0,1; Ψτ = 0,05; β = không tăng bền + Tra bảng ( 7-4/123 [V] ) ta có : εδ = 0,72; ετ = 0,6 + Tra bảng ( 7-6/125 [V] ) ta có : kδ = 1,9; kτ = 1,45 → → kδ 1,9 = = 2,64 ε δ 0,72 kτ 1,45 = = 2,42 ε τ 0,6 nδ = 382 ,5 ≈ 2,32 2,64.62,4 + nτ = 212,5 ≈ 28,68 2,42.3 + 0,05.3 Vậy ta có : n= → Ta có : 2,32.28,68 2,32 + 28,68 2 = 2,31 * Trong điều kiện làm việc thông thường ta có [n] = 1,5 ÷ 2,5 → ta thấy n nằm giới hạn cho phép II.3.6 Kiểm nghiệm độ cứng vững trục ① Tính độ võng y : B y= Áp dụng công thức : Pv C l1 [ P1l1 (l1 + l ) − 0,5P1 a(l − a ) K − MP1 P2 ] 3EJ l2 Ta có sơ đồ tính sau : a1 l2 l1 Pv B Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT C Trang 51 K Đồ án máy công cụ Do tỷ số B/d nhỏ nên coi ổ gối tựa hình cầu ( B : chiều rộng ổ, d : đường kính trục ) → M = y= → Ta có : l [ P1l1 (l1 + l ) − 0,5 P1a (l − a ) ] 3EJ l2 Ta thấy đường kính trung bình trục ≈ 70mm → j = 0,05D (1 − ξ ) = 0,05.70 (1 − 0,054 ) = 1220492(mm4 ) E : môđun đàn hồi vật liệu, E = 2,15.106 (N/mm2) 50 yx = [8107 50 (50 + 225) − 0,5.2795.175(2252 − 175 ) ] = 0,00045(mm) 3.2,15.10 122.10 225 yx = 50 [22295.50 (50 + 225) − 0,5.7679,4.175(2252 − 1752 ) ] = 0,0012(mm) 3.2,15.10 122.10 225 Ta có độ võng : y= y x2 + y y2 = 0,000452 + 0,0012 = 0,0013(mm) Độ võng cho phép : [y] = 0,0002.l2 = 0,0002.225 = 0,045 Vậy y < [y] => trục đảm bảo độ cứng vững ② Kiểm nghiệm góc xoắn : ϕ= Áp dụng công thức : 180 M x l π j p G Với : l : chiều dài chịu tác dụng xoắn G: momen đàn hồi chống trượt, thép G = 8,4.106 (N/cm2) jp : momen quán tính độc cực j p = 0,1.( d − h) = 0,1.( 70 − 11) = 121,2(cm ) Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT Trang 52 Đồ án máy công cụ Thay vào ta có : ϕ= 180 82938 22,5 = 0,11o 3,14.121,2.8,4.10 Góc xoắn cho phép : [ϕ ] = = 0,25 o / 1m o Vậy φ < [φ] => trục đảm bảo góc xoắn nằm giới hạn cho phép III Chọn ổ cho trục Sơ đồ trục : Pd RB RC SCviệc tải trọng tĩnh Ta chọn kích thước, loại ổ lăn theo hệ sốSB khả làm Hệ số khả làm việc tính theo công thức : C = Q.(n.h)0,3 (8-1/158[ V] ) + Với : thời gian phục vụ : h = 10000 Số vòng quay ổ : n = 28 (v/ph) Đường kính trục B C khác nên ta tính chọn ổ, ta có công thức tính Q cho ổ đũa nón đỡ chặn : Q = (0,6.Kv R + m.At).Kn.Kt (8-7/160[V]) Trong : Kt = 1,1 (Bảng 8-3/162[V]) Kn = (Bảng 8-4/162[V]) Kv = (Bảng 8-5/162[V]) m = 1,5 (Bảng 8-2/161[V]) Để tính At ta tính phản lực RB, RC trước : + + 2 RB = RBX + RBY = 24061,7 + 7335,4 = 25155 ( N ) 2 RC = RCX + RCY = 203712 + 149402 = 25262 ( N ) + SB = 1,3.RB.tgβ = 1,3.25155.tg150 = 8762 (N) + SC = 1,3.RC.tgβ = 1,3.25262.tg150 = 8799 (N) Tổng lực chiều trục : At = -Pd - SB + SC = - 12161 - 8762 + 8799 = 12124 (N) * Chọn ổ B : Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT Trang 53 Đồ án máy công cụ Tải trọng tương đương tác dụng lên ổ : Qtđ = (0,6.RB + 1,5.At).1,1 = (0,6.25155 + 1,5.12124).1,1 = 36607 (N) ≈ 3661 (daN) C = Qtđ (n.h)0,3 = 3661 (28.104)0,3 = 157669 Tra bảng (18P/348[V]) chọn loại ổ đũa côn đỡ chặn cỡ trung, ký hiệu theo ΓOCT 333-59 7312, với thông số sau : + d = 60 mm + D = 130mm + T = 34 mm + B = 31 mm + Cbảng = 194000 * Chọn ổ C : Tải trọng tương đương tác dụng lên ổ : Qtđ = (0,6.RC + 1,5.At).1,1 = (0,6.25262 + 1,5.12124).1,1 = 36677 (N) ≈ 3668 (daN) C = Qtđ (n.h)0,3 = 3668 (28.104)0,3 = 157970 Tra bảng (18P/348[V]) chọn loại ổ đũa côn đỡ chặn cỡ trung, ký hiệu theo ΓOCT 333-59 7318, với thông số sau : + d = 90 mm + D = 190mm + T = 47 mm + B = 43 mm + Cbảng = 380000 * Chọn ổ A : Ổ A không chịu lực dọc trục mà chịu lực hướng tâm nên : Qtđ = RA = 2 R AX + R AY = 5142,7 + 1614,4 = 5390 ≈ 593 (daN) 0,3 C = Qtđ (n.h) = 593 (28.104)0,3 = 25539 Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT Trang 54 (N) Đồ án máy công cụ Dựa vào kết cấu ổ ta chọn ổ bi đỡ chặn , tra bảng (17P/346[V]) theo ΓOCT 831-62 chọn loại ổ bi 46311, với thông số sau : + d = 55 mm + D = 120mm + T = 29 mm + B = 29 mm + Cbảng = 99000 D THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN HỘP TỐC ĐỘ I Cấu tạo, nguyên lý làm việc hệ thống điều khiển : Ta sử dụng cấu điều khiển hộp tốc độ hệ thống điều khiển dùng đĩa lỗ Cấu tạo hệ thống : Z M A B N I III II Nguyên lý làm việc : Trên đĩa tròn A, B đồng tâm có khoan lỗ Kéo đĩa A, B khỏi chốt 1,2 cần gạt , sau dùng tay quay quay đĩa A,B góc định ứng với số vòng quay cần thiết bảng ghi Sau chọn tốc độ cần thiết, ta đóng cần gạt để gạt đĩa A, B tiếp xúc vào chốt 1,2 ; tùy thuộc vào vị trí lỗ đĩa A, B mà đẩy chốt 1, theo vị trí khác làm quay bánh Z → quay Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT Trang 55 Đồ án máy công cụ bánh M ( M lắp trục với Z ), bánh M quay làm N tịnh tiến, N có lắp cần gạt , N tịnh tiến gạt khối bánh di trượt Ở tùy thuộc vào vị trí lỗ đĩa A, B mà N dịch chuyển khoảng cách khác → khối bánh di trượt ăn khớp bánh khác ( I, II, III hình ) Lưới kết cấu hộp tốc độ : I III i2 i1 i3 III i5 i4 i6 IV i7 i8 V n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 n9 n10 n11 n12 n13 n14 n15 n16 n17 n18 72 Sơ đồ động học hộp tốc độ : 30 V 77 60 42 72 66 IV 77 48 18 60 III 54 31 II 42 Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT 36 31 Trang 56 ÐC1 26 I Khối C B Khối Khối D Đồ án máy công cụ Khối A Khối bánh ba bậc trục IV tách thành khối để tiện bố trí tay gạt Xác định hành trình gạt khối bánh phụ thuộc vào kết cấu bố trí hệ thống điều khiển : + Khối A có vị trí làm việc : TRÁI - GIỮA - PHẢI ( T - G - P ), lần gạt 50mm, hành trình gạt chung LA = 100mm + Khối B có vị trí làm việc : TRÁI - PHẢI , vị trí không làm việc : GIỮA ( G - T - P ), lần gạt 25mm, hành trình gạt chung LB = 50mm + Khối C có vị trí làm việc : PHẢI , vị trí không làm việc : TRÁI, lần gạt 25mm, hành trình gạt chung LC = 25mm + Khối D có vị trí làm việc : TRÁI - PHẢI ,mỗi lần gạt 50mm, hành trình gạt chung LD = 50mm Hai khối B C có liên quan với nhau, khối B vị trí ăn khớp khối C vị trí không ăn khớp ngược lại Chọn khoảng cách đĩa l = 25mm, chiều dài chốt khối A 50mm, chiều dài chốt khối B 25mm, chiều daig chốt khối C 25mm, chiều dài chốt khối D 50mm Với khoản cách đĩa 25mm nên khối bánh B, C, D không dùng bánh khuếch đại, khối A dùng bánh khuếch đại , với hệ số khuếch đại K= 100 =2 50 Số tay gạt 4, số đẩy, kéo chốt Số hàng lỗ đĩa 4x2 = hàng Căn vào lưới kết cấu phương án không gian ta xác định thay đổi thứ tự ăn khớp tỉ số truyền theo vị trí khối bánh hộp tốc độ : Số vòng quay n1 n2 nđc i0 nđc i0 Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT i1 Khối A phải i2 Khối A trái Trang 57 Công thức i4 Khối B trái i4 Khối B trái i7 Khối D phải i7 Khối D phải Đồ án máy công cụ n3 n4 n5 n6 n7 n8 n9 n10 n11 n12 n13 n14 n15 n16 n17 n18 nđc i0 nđc i0 nđc i0 nđc i0 nđc i0 nđc i0 nđc i0 nđc i0 nđc i0 nđc i0 nđc i0 nđc i0 nđc i0 nđc i0 nđc i0 nđc i0 i3 Khối A i1 Khối A phải i2 Khối A trái i3 Khối A i1 Khối A phải i2 Khối A trái i3 Khối A i1 Khối A phải i2 Khối A trái i3 Khối A i1 Khối A phải i2 Khối A trái i3 Khối A i1 Khối A phải i2 Khối A trái i3 Khối A i4 Khối B trái i5 Khối C trái i5 Khối C trái i5 Khối C trái i6 Khối B phải i6 Khối B phải i6 Khối B phải i4 Khối B trái i4 Khối B trái i4 Khối B trái i5 Khối C trái i5 Khối C trái i5 Khối C trái i6 Khối B phải i6 Khối B phải i6 Khối B phải i7 Khối D phải i7 Khối D phải i7 Khối D phải i7 Khối D phải i7 Khối D phải i7 Khối D phải i7 Khối D phải i8 Khối D trái i8 Khối D trái i8 Khối D trái i8 Khối D trái i8 Khối D trái i8 Khối D trái i8 Khối D trái i8 Khối D trái i8 Khối D trái Ta lập bảng vị trí lỗ đĩa : n Vị trí n1 P n2 T Khối A Đĩ aI O X X O Đĩa II O X X O Khối B Đĩa Vị trí I X T O X T O Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT Đĩa II X O X O Khối C Vị Đĩa trí I O P X O P X Trang 58 Đĩa II X X X X Vị trí P P Khối D Đĩa I O X O X Đĩa II O X O X Đồ án máy công cụ n3 G n4 P n5 T n6 G n7 P n8 T n9 G n1 P n1 T n1 G n1 P n1 T n1 G n1 P n1 n1 T G O O O X X O O O O X X O O O O X X O O O O X X O O O O X X O O O X X O X X O X X O X X O X X O X X O X X O X X O X X O X X O X X T G G G P P P T T T G G G P P P X O O O O O O O O X O X O X X O X O X O O O O O O O O X O X O X X O X X X X X X O X O X O X X O X O X O X X X X X X O X O X O X P T T T P P P P P P T T T P P P O X X O X O X O O X O X O X O X O X O X X O X O X O O X O X O X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X P P P P P P P T T T T T T T T T O X O X O X O X O X O X O X X O X O X O X O X O X O X O X O X O O X O X O X O X O X O X O X X O X O X O X O X O X O X O X O X O * Chú thích : + P : khối bánh vị trí ăn khớp bên phải + T : khối bánh vị trí ăn khớp bên trái + G : khối bánh vị trí ăn khớp ( ăn khớp cho khối bậc, không ăn khớp cho khối bậc ) Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT Trang 59 Đồ án máy công cụ + O : có lỗ đĩa + X : lỗ đĩa + Hàng ứng với chốt thứ nhất, hàng ứng với chốt thứ hai Ta dùng bảng để vẽ vị trí lỗ đĩa, thông số đường kính lỗ, đường kính vòng tròn qua tâm lỗ, đường kính đĩa… xác định theo kết cấu cụ thể máy * Một số tính toán cụ thể : + Điều kiện bố trí lỗ vòng tròn đĩa : Ta có 18 cấp tốc độ, vị trí liên tiếp ( có lỗ hay ko có lỗ ) cách góc 3600/ 18 = 200 Để lỗ không cắt : 2πR > d.Z → R > d.Z / 2π Với d : đường kính chốt, lấy d = 8mm Z : số cấp tốc độ Khối C Khối A Lấy Rmin = 35mm * Đĩa lỗ điều khiển hộp tốc độ : Khối B Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT Trang 60 Khối D Đồ án máy công cụ Ø1 10 Ø84 Đường kính đĩa lỗ : Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT 34 Ø1 Trang 61 Đồ án máy công cụ E KẾT LUẬN I Nhận xét : Qua trình tìm hiểu, nghiên cứu, tính toán em thiết kế hoàn chỉnh máy phay vạn nằm ngang Thiết kế máy công cụ vấn đề khó sinh viên Vì công việc mẽ mà sinh viên phải thực sau học xong phần lý thuyết Mặc dù trình thiết kế em cố gắng tìm tòi nghiên cứu nhiều tài liệu vận dụng kiến thức học vào tính toán không tránh khỏi thiếu sót sai lầm, mong quí thầy thông cảm bỏ qua Em chân thành cảm ơn thầy Th.S Bùi Trương Vỹ tận tình hướng dẫn giúp cho em mặt kiến thức lẫn tinh thần tất bạn bè giúp em hoàn thành đồ án Tuy nhiên trình làm đồ án thời gian có hạn, kiến thức thân nhiều hạn chế lần thiêt kế đề tài máy công cụ Máy phay vạn nên trình thiết kế chưa hoàn thiện, mong bảo góp ý kiến quí thày cô tất bạn bè để trình thiết kế hoàn thiện II Tài liệu tham khảo : I Nguyễn Đắc Lộc- Sổ tay công nghệ chế tạo máy III - Nhà xuất khoa học kỹ thuật , 2003 II Nguyễn Ngọc Cẩn - Thiết kế máy cắt kim loại - Trường đại học kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh, 2000 III Hướng dẫn thiết kế đồ án môn học máy công cụ - Trường đại học Bách khoa Đà Nẵng, 2008 IV Ninh Đức Tốn - Dung sai kỹ thuật đo - Nhà xuất giáo dục, 2000 Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT Trang 62 Đồ án máy công cụ V Nguyễn Trọng Hiệp - Nguyễn Văn Lẫm - Thiết kế chi tiết máy - Nhà xuất giáo dục, 1998 VI Lê Viết Giảng - Sức bền vật liệu - Nhà xuất giáo dục, 1997 MỤC LỤC Trang Lời nói đầu .1 A Phân tích máy chuẩn I Các thông số, tính kỹ thuật máy phay tương đương II Phân tích động học máy chuẩn II.1 Xích tốc độ .3 II.2 Xích chạy dao B Thiết kế động học toàn máy I Tổng hợp truyền động I.2 Thiết kế động học xác định tỉ số truyền II Thiết kế động học hộp chạy dao .19 II.1 Tổng hợp truyền động 19 II.2 Thiết kế động học xác định tỉ số truyền .19 C Tính toán sức bền kết cấu máy .29 I Lập bảng tính sơ bộ, tính chọn công suất động .29 I.1 Chọn chế độ tải 29 I.2 Xác định công suất động hộp tốc độ 29 I.3 Xác định công suất động hộp chạy dao .34 II Tính toán thiết kế cụm trục ổ trục 38 II.1 Yêu cầu trục 38 II.2 Vật liệu chế tạo chế độ nhiệt luyện 38 II.3 Tính toán trục 38 III Chọn ổ cho trục 51 D Thiết kế hệ thống điều khiển hộp tốc độ 56 I Cấu tạo, nguyên lý làm việc hệ thống điều khiển .56 E Kết luận 63 I Nhận xét 63 II Tài liệu tham khảo .63 Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT Trang 63