Đề tài Thiết kế máy tiện ren vít vạn năng cỡ máy T620 (1K62)

- Phân tích máy t-ơng tự vẽ lại đồ thị vòng quoay ---> xây dựng lại ph-ơng án không gian - Thiết kế động học máy mới - Tính công suất động cơ chính - Tính toán sức bền một số chi tiết

Bộ giáo dục và đào tạo

Tr-ờng đại học Bách Khoa Hà Nội Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

**********

Khoa : Cơ Khí

Bộ môn : Máy và ma sát học Ngành : Cơ tin kỹ thuật

Nhiệm vụ Thiết kế tốt nghiệp

Họ và tên sinh viên: Lâm Mạnh C-ờng

Nguyễn

Văn Nhậm Lớp : MT - 06 - CT

Nguyễn Trịnh Việt Anh

1 Đề tài: Thiết kế máy tiện ren vít vạn năng cỡ

máy T620 (1K62)

Giảng viờn hướng dẫn: Phạm Thế Trường

Số liệu ban đầu :

Sdọc min = 2 Sngang min = 0,07mm/vũng

Nội dung thuyết minh

- Phân tích máy t-ơng tự ( vẽ lại đồ thị vòng quoay -> xây dựng lại ph-ơng án không gian )

- Thiết kế động học máy mới

- Tính công suất động cơ chính

- Tính toán sức bền một số chi tiết

- Thiết kế hệ thống điều khiển

 Thiết kế truyền dẫn máy mới

 Tính toán sát bền cho một số chi tiết bộ phận chính của máy

 Tính thiết kế kết cấu hệ thống điều khiển nộp tốc độ, hộp chạy dao

 Các bản vẽ A0

Thông qua bộ môn

Ngày tháng năm 2009

Tr-ởng bộ môn

(Ký tên và ghi rõ họ

tên)

Cán bộ h-ớng dẫn thiết kế

Ngày tháng năm 2009

(Ký tên và ghi rõ họ

tên)

TS Phạm Thế Tr-ờng

NhËn xÐt cña gi¸o viªn h-íng dÉn

Hµ Néi , Ngµy Th¸ng N¨m 2009

Gi¸o viªn h-íng dÉn

TS Ph¹m ThÕ Tr-êng

NhËn xÐt cña gi¸o viªn duyÖt

Hà Nội , Ngày Tháng Năm 2009

Giáo viên duyệt

LờI NóI ĐầU

Trong giai đoạn phát triển xã hội nh-

hiện nay,việc xây dựng một nền công nghiệp hiện

đại là một nhiệm vụ trọng tâm trong thời kỳ phát

triển nền kinh tế thị tr-ờng.Nhận rõ đ-ợc nhiệm vụ

quan trọng đó Đảng và nhà n-ớc ta đã rất chú

trọng đến việc phát triển nền công nghiệp nặng

trong đó mũi nhọn là nghành CƠ KHí

Trình độ kỹ thuật của một đất n-ớc tr-ớc hết

đ-ợc đánh giá bởi sự phát triển của ngành cơ khí

chế tạo máy-Một trong những ngành chủ đạo của nền

công nghiệp trong đó máy cắt kim loại là thiết bị

chủ yếu của nghành,chúng dùng để bóc đi một l-ợng

d- nào đó từ phôi để biến thành những chi tiết máy

theo ý muốn.Ngày nay công nghệ sản xuất phôi đã

đạt những thành tựu to lớn trong việc tạo ra những

phôi có hình dáng giống với chi tiết gia công và

l-ợng d- gia công bóc đi rất nhỏ.Song không vì thế

mà ý nghĩa của máy cắt kim loại trong nghành cơ

khí lại giảm mà còn tăng lên vì bởi qúa trình gia

công trên máy cắt rất phức tạp và yêu cầu độ chính

xác rất cao mà các dạng gia công khác không thể

đạt đ-ợc

Sau thời gian học tập tại tr-ờng đến nay, chúng

em đã hoàn thành ch-ơng trình học của nghành cơ

tin kỹ thuật.Để có sự tổng hợp các kiến thức đã

học trong các môn học của ngành và có đ-ợc sự khái

quát chung về nhiệm vụ của một ng-ời thiết kế ,

chúng em được nhận đề tài “Thiết kế máy tiện ren

vít vạn năng theo máy chuẩn 1K62”.Nhóm sinh viên

chúng em rất may mắn và biết ơn thầy Phạm Thế

Tr-ờng vì thầy là ng-ời đã dìu dắt chúng em trong

quá trình làm đồ án tốt nghiệp, với sự cố gắng của

cả nhóm,đến nay chúng em đã hoàn thành đồ án tốt

nghiệp của mình.Trong quá trình làm đồ án chắc

chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót.Chúng em

rất mong đ-ợc sự chỉ bảo của thầy để chúng em có

điều kiện học hỏi thêm

Nhóm sinh viên chúng em xin chân thành cảm ơn!

Hµ Néi, ngµy th¸ng n¨m 2009

Nhãm sinh viªn thiÕt kÕ

L©m M¹nh C-êng

NguyÔn V¨n NhËm

NguyÔn TrÞnh ViÖt Anh

Ch-ơng I Nghiên cứu máy t-ơng tự

- Máy tiện là máy công cụ để gia công các chi tiết dạng tròn xoay

- Trong công nghiệp, ngành gia công cơ khí ở n-ớc ta hiện nay là các máy tiện hạng trung nh-:

Khoảng cách giữa hai mũi tâm (mm)

Smin (mm/vg) 0,027 0,035 Lực chạy dao h-ớng kính

trục lớn nhất cho phép của cơ cấu chạy dao

chọn máy T620 để nghiên cứu

1.2 Nghiên cứu máy T620

n 1 n 2 n 3 n 4 n 5 n 6 n 7 n 8 n 9 n 10 n 11 n 12 n 13 n 14 n 15 n 16 n 17 n 18 n 19 n 20 n 21 n 22 n 23

VIVIVIIIII

chính

- L-ợng di động tính toán ở hai đầu xích

- Nd/c (v/p)  nTC (v/p)

- Từ sơ đồ động ta vẽ l-ợc đồ các con đ-ờng truyền động qua các trục trung gian tới trục chính

ph-ơng trình cân bằng tổ hợp của xích tốc độ

1450v/p (I) 145

260

34 51 56

39

III

41

38 29

38

IV 21

55 Đường chạy thuận

Đường ngược chiều

88 22 60 60

66 42

V 88

22 49 49

VII

27 54

- Từ ph-ơng trình tổ hợp ta thấy: (Đ-ờng quay thuận)

* Tốc độ cao có 6 tốc độ (trục II - IV có 6 khả năng thay đổi tốc độ, gạt lấn l-ợt hai khối

bánh răng di tr-ợt 2 bậc và 3 bậc)

Z = 2x3x1 = 6

* Tốc độ thấp có 24 tốc độ (theo tính toán)

Z = 2x3x2x2 = 24 (có 24 khả năng gạt lần l-ợt 4 khối bánh răng

di tr-ợt)

- Thực tế thì đ-ờng này chỉ có 18 tốc độ vì

giữa trục IV - VI có hai khối bánh răng di tr-ợt

hai bậc cho ta 4 tỷ số truyền nh-ng thực tế chỉ có

3 vì có tỷ số truyền cùng nhau

IV

22 88 60 60

V

22 88 49 49

VI

4

1 49

49 88

22



x

1 22

1 49

49 60

22 88

2

con

x con

x

Ba tỷ số truyền

16

1 , 4

1 , 1

1 , 1

1

gọi là ikhuyết đại

dùng cắt ren khuyết đại

 Tóm lại số tốc độ của đ-ờng quay thuận ta tổng hợp cả 2

Đ-ờng tốc độ thấp: Zthấp = n10, n20, … n18

Đ-ờng tốc độ cao: Zcao = n19, n20, … n124

 Z = Zthấp + Zcao = 6 + 18 = 24 Thực tế n19  Z chỉ còn = 23 cấp tốc độ

2 Xích cắt ren

- Máy cắt đ-ợc: Ren quốc tế, Ren anh, ren môduyn, ren pít Ngoài ra còn cắt đ-ợc ren khuyết

đại, ren chính xác và ren mặt đầu

- Xích nối từ trục VII xuống trục VIII, IX qua

BR thay thế vào hộp chạy dao ra hộp vít me

- L-ợng di động tính toán qua hai đầu xích là

- 1 vòng TC  b-ớc ren (phát triển = mm)

- Để cắt đ-ợc 4 loại ren trên nên xích phải có khả năng điều chỉnh BR thay thế giữa trục IX và

tháp xuống trục XI qua li hợp M3 tới trục XIII và

tiếp tục truyền qua trục XIV - XV tới trục vít me

+ Con đ-ờng 2: Cơ cấu nooc tông bị động

Chuyển động từ trục X (không qua M2) qua bánh răng 28-35 tới trục XI qua bánh răng 28-35-36 BR

hình tháp XII qua 35 (không chuyển thẳng qua trục

XV) xuống d-ới 29-28-35 tiếp tục truyền qua XIV -

XV tới vít me

+ Để cắt đ-ợc các b-ớc ren khác nhau trong cùng một loại ren, trong hộp chạy dao ngoài BR

hình tháp có số răng Z = 26-48 (7BR) cắt đ-ợc 7

b-ớc ren khác nhau gọi là icơ sở

3 Còn hai khối bánh răng di tr-ợt giữa trục XIII - XIV - XV có 4 tỷ số truyền gọi là igấp bội Do

đó khi tính toán đơn giản về mặt lý thuyết mỗi

loại ren qua hộp chạy dao có thể cắt đ-ợc 7x4=28

35 45

18

3

4

1 48

15 35

28

gb

i

x  

8

1 48

15 45

35 35

(h-ớng ra xa mâm cặp) nên trong xích chạy dao phải

có cơ cấu đảo chiều Cơ cấu này truyền động giữa

trục XIII-IX có BR đệm đảo chiều 28 iđc =

35

28 28

2 vòngTC x iđc x Ithay thế gb x p

cs

cs

t t x i i

i



1

Từ ph-ơng trình tổng quát trên ta viết đ-ợc ph-ơng trình tổng quát ren

a Cắt ren quốc tế (BR thay thế

50

42

con đ-ờng 1)

n

Z (XI)M3(XIII)

igb(XV).12 = tp

Từ đó rút ra Tp = K1.Z1.igb K1: số rút gọn của PT

Zn: là 1 trong 7 BR của cơ cấu nooc tông

c Cắt ren anh (k) số vòng ren trên 1 tấc anh

28

(XII)

35

28 28

35

(XIII) igb(XV).12 = tp

Trong đó:

k

t t

p

4 , 25 4

i Z k

(XII)

35

28 28

35

(XIII) igb(XV).12 = tp

Trong đó:

p p

p p

D

t t

D m

D 25 , 4  25 , 4   25 , 4 Thay vào PT trên ta có:

gh n p

i Z K

D  4 . 1

Kết luận: Dp tỷ lệ thuận với Zn và tỷ lệ nghịch với igb

e Cắt ren khuyếch đại:

- Dùng gia công ren nhiều đầu mối, rãnh xoắn dẫn đầu trong ổ trượt…

- Xích cắt ren khuyếch đại sẽ khuyết đại đ-ợc b-ớc ren tiêu chuẩn lên 2,8,32 lần

- Tỷ số khuyết đại đ-ợc thể hiện ở 2 cặp bánh răng di tr-ợt giữa trục VII-VI-V-IV nh- sau:

IV

55 55 88 22

V

55 55 88 22

VI

54 27 (VII)

2 55

55 55

55 27

54



x x

8 22

88 55

55 27

32 22

88 22

88 27

PT cắt ren nh- sau:

IV

55 55 88 22

V

55 55 88 22

VI

54 27

……tiếp tục đi theo con đ-ờng cắt ren tiêu chuẩn ở

trên

f Cắt ren chính xác:

Muốn cắt ren chính xắc yêu cầu xích truyền phải ngắn nhất vì vậy đ-ờng truyền từ trục chính

VII-VIII-Ith.thế - X (đóng ly hợp M2) XII (đóng tiếp

ly hợp nối trực tiếp trục XV) tới vít me (không

qua cơ cấu noóc tông và igb) Muốn cắt các b-ớc ren

chính xác khác nhau phải tính ith.thế

g Cắt ren mặt đầu:

- Dùng gia công d-ơng xoắn acximet…

- Dao cắt Chạy ngang vào tâm chi tiết, nên không dùng

đ-ợc trục vit me (dọc) mà phải nối chuyển động từ

trục chính VII vẫn qua các đ-ờng cắt ren nh- trên

cho tới trục XV truyền qua cặp BR

56

28

(không qua ly hợp siêu viêt) tới trục trơn XVI vào hộp xe dao

(giống tiện trơn chạy dao ngang) tới trục vít me

ngang tx = 5

3 Tiện trơn

- Có tiện trơn chạy dao dọc va tiện trơn chạy

- Xích tiện trơn truyền động giống xích cắt ren, nh-ng đến trục XV (không đóng ly hợp trục vít

me) truyền qua cặp BR

30

x đến trục vít me k = 6, bánh vít 28 răng làm trục bánh vít

quay tròn truyền chuyển động chia làm 2 ngả:

+ Theo nửa bên trái trục vít - bánh vít 28 dùng

để tiện trơn chạy dao dọc

+ Theo nửa bên phải tiện trơn chạy dao ngang

vào trục, qua cặp bánh răng

66

144

tới bánh răng 10, thanh răng có m = 3, xe dao chạy dọc h-ớng vào mâm

cao chạy thuận

- Muốn lùi về, đ-ờng truyền qua bánh răng đệm

38 tới bánh răng 60 trên trục XVII truyền qua bánh

răng đệm 38 tới bánh răng 60 trên trục XVIII, đóng

ly hợp, chuyển động quay truyền qua cặp bánh răng

Z = 60 XIX

4 §å thÞ vßng quay cña m¸y T620

TÝnh l¹i c¸c trÞ sè vßng quay ë trôc ®Çu tiªn

22 88

22 55

21 39

51 65 ,

22 88

22 55

21 34

56 65 , 808

22 88

22 47

29 39

51 65 , 808

22 88

22 47

29 34

56 65 , 808

22 88

22 39

38 39

51 65 , 808

22 88

22 38

38 34

56 65 , 808

22 88

22 55

21 39

51 65 , 808

22 88

22 55

21 34

56 65 , 808

22 60

60 47

29 39

51 65 , 808

22 60

60 47

29 34

56 65 , 808

100(v/p)

v p

54

27 88

22 60

60 38

38 39

51 65 , 808

22 60

60 38

38 34

56 65 , 808

22 49

49 55

21 39

51 65 , 808

55 49

49 55

21 34

56 65 , 808

55 49

49 47

29 39

51 65 , 808

55 49

49 47

29 34

56 65 , 808

55 49

49 38

38 39

51 65 , 808

55 49

49 38

38 34

56 65 , 808

21 39

51 65 , 808

21 34

56 65 , 808

29 39

51 65 , 808

v p

42

66 47

29 34

56 65 , 808

38 39

51 65 , 808

38 34

56 65 , 808

- Xác định vị trí đặt n0 = nII

- Ta thấy n0 = nII = 800 - 808,65 v/p = n VII 19

- Tính các tỷ số truyền để xác định độ xiên của các tia trong đồ thị vòng quay: theo công

htức:

xi x

34 lg 56 lg 26

, 1 34

56

1 1

39 lg 51 lg 26

, 1 39

51

1 2



Tia i2 lệch sang phải 1 khoảng là lg

+ L-ợng mở giữa hai tia là [x]:

  1

1 2

b Nhãm truyÒn thø 2: Tõ trôc III - IV cã 3 tû

sè truyÒn:

38

38 i

; 55

21 i

; 47

29

5 4

i

+     2 , 08 

26 , 1 lg

47 lg 29 lg

55 lg 21 lg

38 lg 38 lg

; 88

88 lg 22 lg

60 lg 60 lg

88 lg 22 lg

8

kho¶ng lg

+    0 

26 , 1 lg

49 lg 49 lg

54 lg 27 lg

10

khoảng lg

f Nhóm truyền 6: Đ-ờng quay thuận tốc độ cao

từ trục IV - VII qua cặp bánh răng 66/42

2 78 , 1 26 , 1 lg

42 lg 66 lg 42

L-ới kết cấu

n 1 n 2 n 3 n 4 n 5 n 6 n 7 n 8 n 9 n 10 n 11 n 12 n 13 n 14 n 15 n 16 n 17 n 18 n 19 n 20 n 21 n 22 n 23

VIVIVIIIII

1[0]

3[2]

2[1]

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Ch-ơng II Thiết kế động học máy mới

I Thông số kỹ thuật của máy thiết kế

Đề tài thế kế máy theo mẫu T620 Thông số kỹ thuật nh- sau

+ Z= 23;  = 1,26; nmax = 2000v/p; nmin = 12,5 v/p

+ Sdmax = mm/vòng + Sdmin = 0,07 mm/vòng + Snmax = mm/vòng + Snmin = 0,034 mm/vòng

- Cắt đ-ợc 4 loại ren sau:

+ Ren quốc tế : tp = 1  12 mm + Ren moduyn : m = 0,5  6mm

+ Ren anh : n = 24  2

- Từ các thông số trên ta lập đ-ợc chuỗi vòng quay cho trục chính thông qua công thức:

Víi    n

n

n n n

- Lập bảng so sánh ph-ơng án bố trí không gian

- Tính nhóm truyền tối thiểu:

Dựa vào chuỗi vòng quay: n1 - n24; n1 = nmin

Từ n của động cơ tính đ-ợc theo công thức:

gh

imin : tỷ số truyền gh của cả xích truyền

x : số nhóm truyền tối thiểu của xích

Phân bố từ động cơ đến cuối xích

1450

5 , 12 4

1x   x  x

x : nguyên d-ơng  x = 4 là số nhóm truyền

b

ff

- PAKG ph¶i cã tæng sè b¸nh r¨ng nhá nhÊt

- PAKG cã sè trôc Ýt nhÊt

- PAKG cã chiÒu dµi trôc ng¾n nhÊt

- PAKG cã sè b¸nh r¨ng chÞu Mxmax Ýt nhÊt (ë trôc cuèi cïng)

- PAKG có tỷ số truyền trong từng nhóm giảm dần từ nhóm đầu đến nhóm cuối

- Trong tr-ờng hợp bố chí ly hợp MS cho phép nhóm thứ hai có tỷ số truyền lớn và nhóm 1 bố trí

ly hợp MS

* Từ các nguyên tắc trên chọn ph-ơng án không gian cho hộp tốc độ là 2 x 3 x 2 x 2 = 24

Từ đó ta có sơ đồ động của hộp tốc độ theo ph-ơng án không gian 2 x 3 x 2 x 2

III Chọn ph-ơng án thứ tự:

1 Lập bảng so sánh ph-ơng án thứ tự

- Số ph-ơng án thứ tự (PATT) = m! = 4! = 4.3.2.1 = 24

- Từ công bội  = 1,26 và giới hạn tỷ số truyền trong hộp tốc độ

8

4 1

2

; 2 4

- Chọn ph-ơng án thứ tự I-II-III-IV và khắc phục sao cho Xmax  8 Do vậy phải thu hẹp l-ợng mở

dẫn tới số tốc độ ít đi do trùng tốc Để bù vào

cho đủ số tốc độ yêu cầu, do vậy ta phải thêm 1

đ-ờng truyền mới

Nếu Xmax =  Xmax = 9  Nh- vậy Xmax = 12 ở PATT ta chọn ở trên ta giảm xuống Xmax = 6 khi đó

trùng 6 tốc độ Vì vậy l-ới kết cấu phải bố trí bù

bằng một đ-ờng truyền khác

- Đ-ờng truyền này bổ xung cho 6 cấp tốc độ cao vì hiệu suất truyền dẫn cao, hành trình êm, dễ

dàng hãm mở truyền dẫn Mặt khác phạm vi điều

chỉnh lớn trong các nhóm truyền khuyếch đại cuối

cùng, giảm đ-ợc kết cấu phức tạp của nhóm truyền

2 L-ới kết cấu và đồ thị vòng quay

cho sự biến đổi các kết cấu nhịp nhàng, cân đối,

tỷ số truyền các trục giảm đều l-ới có hình dẻ

quạt bởi vậy ta có l-ới kết cấu theo ph-ơng án này

cho quá trình thiết kế máy

2[1]

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

PAKG: 2 x 3 x 2 x 2 + 2 x 3 H×nh 1: PATT: I II III IV + I II

3[2]

2[1]

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

PAKG: 2 x 3 x 2 x 2 + 2 x 3 H×nh 2: PATT: I II III IV + I II

[X] : [3] [1] [6] [6] [3]

[1]

3 Vẽ đồ thị vòng quay

* Xác định vị trí n0 (n0: giá trị vòng quay đặt trên trục II) n0 = nII = nđ/cơ.iđ.ld.d

iđ : tỷ số truyền của bộ truyền đai

d : hiệu suất của bộ truyền đai: d = 0,985

- Để thiết kế bộ truyền đai ta phải xác định phạm vi biến thiền của giá trị n0 trên trục II

Tính theo các tỷ số truyền lớn nhất và bé nhất kể

từ trục chính ng-ợc trở lại trục

i

i

n n

i

n n

1 min

max max

0

1 max

max min

max max 3 max 2 max 1 1

n i

i i i i

i 





min min 3 min 2 min 1 1

n i

i i i i

i 





nmax = nmaxVII = nTcmax = 2000(v/p)

nmin = nminVII = nTcmin = 12,5 (v/p)

2000

4 min

3200 4

1

5 , 12

4 max

Do xích truyền tải có 4 tỷ số truyền nên ta lấy:

i1max = i2max = i3max = i4max = 2

i1min = i2min = i3min = i4min =

4 1

- Giới hạn n0 sẽ biến thiên trong phạm vi:

n0min  n0max  125  n0  3200

- Để trục và bánh răng b đầu vào của hộp tốc

độ chịu Mx nhỏ, kích th-ớc nhỏ gọn Đồng thời từ

giá trị n0 trên trục II tới giá trị nmin trên trục

chính bao giờ cũng giảm nhiều kết hợp với sự tăng

800

/

d

d co n

n



Nên ta có thể lấy puly các bánh đai là 145x260

* Chọn tỷ số truyền theo nguyên tắc

- Chọn tỷ số truyền  1 thì cơ cấu làm việc

đồng đều tiết kiệm nguyên vật liệu, kích th-ớc nhỏ

gọn

- Nh-ng vì yêu cầu giảm tốc nên xích truyền sẽ kéo dài, hộp sẽ lớn Nguyên tắc này chỉ phù hợp

với trục trung gian có yêu số vòng quay

- Chọn tỷ số truyền cho số vòng quay của trục trung gian càng cao càng tốt