Đồ án máy tiện 1k62

Từ sơ đồ động ta vẽ đợc lợc đồ các con đờng truyền động qua các trục trung giantới trục chính nh sau: từ động cơ đ ờng quay thuận đ ờng truyền tốc độ cao đ ờng truyền tốc độ thấp đ ờng

Lời nói đầuMột trong những nội dung đặc biệt quan trọng của cuộc cách mạng khoahọc kỹ thuật trên toàn cầu nói chung và với sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đạihoá đất nớc ta nói riêng hiện nay đó là việt cơ khí hoá và tự động hoá quá trìnhsản xuất Nó nhằm tăng năng xuất lao động và phát triển nền kinh tế quốc dân.Trong đó công nghiệp chế tạo máy công cụ và thiết bị đóng vai trò then chốt Để

đáp ứng nhu cầu này, đi đôi với công việc nghiên cứu,thiết kế nâng cấp máy công

cụ là trang bị đầy đủ những kiến thức sâu rộng về máy công cụ và trang thiết bịcơ khí cũng nh khả năng áp dụng lý luận khoa học thực tiễn sản xuất cho đội ngũcán bộ khoa học kỹ thuật là không thể thiếu đợc Với những kiến thức đã đợctrang bị, sự hớng dẫn nhiệt tình của các thầy giáo cũng nh sự cố gắng cuả bảnthân Đến naynhiệm vụ đồ án máy công cụ đợc giao cơ bản em đã hoàn thành.Trong toàn bộ quá trình tính toán thiết kế máy mới " Máy tiện ren vít vạn năng

"có thể nhiều hạn chế Rất mong đợc sự chỉ bảo của các thầy giáo và cộng sự.Phần tính toán thiết kế máy mới gồm các nội dung sau:

Chơng I : Nghiên cứu máy tơng tự -chọn máy chuẩn

Chơng II :Thiết kế

Chơng III : Tính toán sức bền chi tiết máy

Chơng IV :Thiết kế hệ thống điều khiển

Có rất nhiều loại máy tiện nh : máy tiện vạn năng,máy tiện

Tự động ,nửa tự động,máy tiện chuyên môn hoá và chuyen dùng,máy tiệnrevonve v.v

Tuy nhiên chúng ta chỉ xem xét các đặc tính kỹ thuật của một số loại máy tơng tựmáy 1K62

Bảng thống kê các đặc trng kỹ thuật chính của máy cùng cỡ

Chiều cao thân máy

1—1921—240,5—48

I/ Các xích truyền động của máy tiện 1K62 :

1._ Xích tốc độ quay của trục chính :

Xích này nối từ động cơ điện có công suất N = 1 kw,số vòng

quay n=1450 vòng/phút ,qua bộ truyền đai thang vào hộp

tốc độ (cũng là hộp trục chính ) làm quay trục chính VII

Lợng di động tính toán ở hai đầu xích là :

nđ/c (vòng/phút) của động cơ  ntc (vòng/phút) của trục chính

Từ sơ đồ động ta vẽ đợc lợc đồ các con đờng truyền động qua các trục trung giantới trục chính nh sau:

từ động cơ

đ ờng quay thuận

đ ờng truyền tốc

độ cao

đ ờng truyền tốc độ thấp

đ ờng truyền nghịch

li hợp ma sát

truyền khi tới trục chính bị tách ra làm đờng truyền

Phơng trình xích động biểu thị khả năng biến đổi tốc độ của máy

145

II III

55 21

và trục VI có khối bánh răng di trợt hai bậc có khả năng cho ta 4 tỷ số truyền

Nh vậy đờng truyền tốc độ thấp vòng quay thuận còn 18 tốc độ 2x3x3x1= 18

Vậy đờng truyền thuận có 18+6=24 tốc độ

tạo nên ikđại dùng cắt ren khuếch đại

2._Xích chạy dao cắt ren và tiện trơn:

mới xuống trục VIII ),về trục IX qua cặp bánh răng thay thế vào hộp dao và trụcvít me

Một vòng trục chính - cho tiện đợc một bớc ren tp (mm)

Để cắt đợc 4 loại ren máy có 4 khả năng điều khiển sau:

+ Cơ cấu bánh răng thay thế qua trục IX và trục X đảm nhận 2 khả năng (dùng

+ Bộ bánh răng noóctông chủ động chuyển động từ trục IX qua li hợp C2 tới trục

XIV tới trục vít me

ngợc lại trong xích có cơ cấu đổi chiều nối giữa trục VIII và IX tới bánh răng

đệm 28

Lợc đồ cấu trúc động học hộp chạy dao

Từ cấu trúc động học xích chạy dao trên ta có phơng trình tổng quát cắt ren nhsau:

1vòng trục chính x icố định x ithay thế x icơ sở x igấp bội x tv = tp

 Khi cắt ren Quốc tế (dùng cho các mối ghép)

 khi cắt ren khuyếch đại :

Xích truyền không có gì thay đổi so với các xích trên mà chỉ thêm vào các tỉ

số truyền khuyếch đại :

Ikđ = 1 vòng tc(VII)

27

54

(VI) (V) VI

45

45

45 45

khi tiện ren chính xác : yêu cầu xích truyền động ngắn nhất :

1 vòng tc(VII).icd.itt = tp

b) Xích tiện trơn :

(bánh răng 60 lồng không) đóng ly hợp bánh răng thanh răng t=10 (m=3)xedao chạy dọc hớng vào mâm cặp (chạy thuận)khi chạy dao lùi đờng truyền từtrục XVIII xuống ly hợp qua bánh răng đệm 38 tới bánh răng 14/60 tới cặpbánh răng thanh răng 14/60làm bánh xe dao chạy lùi

phải hộp chạy dao tới vít me ngang t=5 (mm)

ph trực tiếp làm quay nhanh trục trơn XVI

3 _Một số cơ cấu đặc biệt :

+ Cơ cấu ly hợp siêu việt : Trong xích chạy dao nhanh và động cơ chính đềutruyền tới cơ cấu chấp hành là trục trơn bằng hai đờng truyèen khác nhau Nênnếu không có ly hợp siêu việt truyền động sẽ làm xoắn và gẫy trục Cơ cấu lyhợp siêu việtđợc dùng trong nhữnh trờng hợp khi máy chạy dao nhanh và khi

đảo chiều quay cảu trục chính

+ Cơ cấu đai ốc mở đôi : vít me truyền động cho 2 má đai ốc mở đôi tới hộp

xe dao Khi quay tay quay làm đĩa quay chốt gắn cứng với 2 má sẽ trợt theorãnh ăn khớp với vít me

+ Cơ cấu an toàn trong hộp chạy dao nhằm đảm bảo khi làm việc quá tải , đợc

đặt trong xích chạy dao (tiện trơn)nó tự ngắt truyền động kh máy quá tải

II/ Phơng án không gian và phơng án thứ tự của máy :

Từ sơ đồ động của máy ta thấy rằng:Xích tốc độ đợc chia ra thành 2 đờngtruyền: đờng truyền tốc độ thấp và đờng truyền tốc độ cao

Phơng án không gian của máy là:

Nh vậy, bằng cách tách thành 2 đờng truyền đồng thời thu hẹp lợng mở thì

ng-ời ta đã giải quyết vấn đề về lợng mở lớn hơn 8 (Xmax > 8 )

Số tốc độ của cả 2 đờng truyền là 24 tốc độ nhng trong thực tế thi máy này chỉ

  = 1

5 , 12

- Hiệu suất của bộ truyền đai :  = 0,985

 trị số vòng quay cuả trục đầu tiên của hộp tốc độ trên trục II :

nh sau b Xác định độ xiên của các nhóm truyền :

Tia i1 lệch sang phải 1 khoảng là : 1,33log

Tia i2 lệch sang phải 1 khoảng là : 2,17log

Lợng mở giữa hai tia  x : x= i1/i2= 1,13/2.17 = ,-1,04 = x

Tơng tự nh cách làm nhóm truyền 1 ta có :

x3  - 4,19  Tia i3 lệch sang trái 1 khoảng là : 4,19log

x4  - 2,07  Tia i4 lệch sang trái 1 khoảng là : 2,07log

x5 = 0  Tia i5 thẳng đứng

Lợng mở  x =  2 ứng với nhóm truyền khuếch đại:

Nhóm truyền thứ 3 (từ trục III tới trục IV) có 2 tỷ số truyền

x10= - 3  Tia i10 lệch sang trái 3 khoảng log

Nhãm truyÒn trùc tiÕp (tõ trôc III tíi trôc VI) cã1 tû sè truyÒn

i11=

43 65

x11= 1,78  Tia i11 lÖch sang ph¶i 1 kho¶ng lµ 1,78log

II/ Sè nhãm truyÒn tèi thiÓu

f- khoảng hở giữa hai banh răng và khe hở để lắp mién gạt

5._Số bánh răng chịu mô men xoắn ở trục cuối cùng:

ly hợp ma sát

18519b + 18f2

ly hợp ma sát

18519b + 18f2

ly hợp ma sát

18519b + 18f3

ly hợp ma sát

Kết luận : Với phơng án và bảng so sánh trên ta thấy nên chọn phơng án không

gian 2x3x2x2 vì

- Tỷ số truyền giảm dần từ trục đầu tiên đến trục cuối Nhng phải bố trí trên trục

đầu tiên một bộ ly hợp ma sát nhiều đĩa và một bộ bánh răng đảo chiều

-Số bánh răng phân bố trên các trục đều hơn PAKG 3x2x2x2 và 2x2x3x2

Do đó để đảm bảo tỷ số truyền giảm từ từ đồng đều ,u tiên việc bố trí kết cấu

2x3x2x2

IV I II III[12][1][3][6]

2x3x2x2

IV II I III[12][2][1][6]

2x3x2x2

IV III I II[12][4][1][2]

2x3x2x2

IV I III II[12][1][6][3]

IV II III I[12][2][6][1]

2x3x2x2

IV III II I[12][4][2][1]

thì phơng án này là tốt hơn , có lợng mở đều đặn và tăng từ từ , kết cấu chặt chẽ,hộp tơng đối gọn, lới kết cấu cố hình rẻ quạt

PATT I II III IV [x] [1] [2] [6] [12]

Để đảm bảo xmax  8 ta phải thu hẹp lợng mở tối đa từ xmax = 12 xuống xmax

= 6

Do thu hẹp lợng mở nên số tốc độ thực tế bị giảm Ta có số tốc độ thực tế là

PATT bây giờ là: 2[1]x 3[8]x 2[6]x 2[6]

Để bù lại số tốc độ trùng vì thu hẹp lợng mở ta thiết kế thên đờng truyền tốc độcao (đờng truyền tắt )

Do trùng 7 tốc độ (tốc độ cuối của đờng truỳên tốc độ thấp trùng với tốc độ của ờng truỳên tốc độ cao )

Nh vậy giới hạn no biến thiên trong khoảng 125  no  3200

no ở các trị số no lớn Vì nh vậy sẽ gần vơí nđcơ Hơn nữa no tới nmin của trụcchính bao giờ cũng giảm nhiều hơn tăng

Giả sử ta chọn no= n19= 800 vg/ph

Khi đó iđtr= no/ nđcơ.đ= 800/1440.0,985 = 0,564

Ta vẽ đợc đồ thị vòng quay của máy nh sau

nII = 800

II III IV

V

10

11

2- Tính số răng của nhóm truyền thứ nhất

Emin nằm ở tia i2 vì i2 tăng nhiều hơn i1 Khi đó bánh răng Zmin nằm ở tia thứ 2 làbánh răng bị động

Ta có : Emin=

K

g

g f

z

)(

2

2 2

=

18 7

18 17

Vậy bội số trung nhỏ nhất K = 76

Emin nằm ở tia i3 vì i3 giảm nhiều hơn i4 Khi đó bánh răng Zmin nằm ở tia thứ 2 làbánh răng chủ động

Ta có : Emin=

K f

g f Z

.

) (

3

3 3 min 

=

76 22

) 54 22 (

22

Z3'= Z - Z3 = 76 - 22 = 54 răng

i7= Z7/ Z7' =1 víi m7 = 3

Z6/Z7 = m7/m6 = 2,5/3 = 9/11 hay Z6 = 11K Z7 = 9K Víi tû sè truyÒn i6=

T×m Z8b»ng c¸ch ph©n tÝch i8= Z8/ Z8' = 6

1

 =

4 1

I9= Z9/ Z9' =1 víi m9 = 3

Z8/Z9 = m9/m8 = 2,5/3 = 9/11 hay Z8 = 11K Z9 = 9K Víi tû sè truyÒn i8=

Kiểm nghiệm sai số vòng quay trục chính

Ta có phơng trình cân bằng xích động nt/c = nđ/cơ.đ.itđ z

z

' 1

1

z

z

' 2

2

.Trong đó nđ/cơ = 1440 vg/ph

tính c

t

/

/ 

100%

Trong đó nt/c - Số vòng quay tiêu chuẩn

ntính - Số vòng quay tính toán theo phơng trình xích độ

- số cấp chạy dao phải đủ

- phạm vi điều chỉnh của lợng chạy dao smax- smin

2_Sắp xếp bớc ren đợc cắt tạo thành các nhóm cơ sở và nhóm gấp bội

Sử dụng họp chạy dao dùng cơ cấu noóctôn để cắt đợc các loại ren : quốc tế,môđuyn, anh, pitch

3,544,555,56

789101112

-

0,5

1-1,25-1,5

-1,7522,252,5-3

n =

4,25

Dp =



.4,25

-3

4 1

3

2 1

4

4

2 1

5-6

-2 3

112128144160176192-

566472808896-

283236404448-

141618202224-

NhËn xÐt : ChØ v× c¾t lo¹i ren Anh cã n=19 ren/pit nªn bé noãct«ng ph¶i thªm

Z1 : Z2 : Z3: Z4 : Z5 : Z6: Z7 = 26 : 28 : 32: 36 : 40 : 44 : 48

4_ThiÕt kÕ nhãm truyÒn gÊp béi

Nhãm gÊp béi ph¶i t¹o ra 4 tØ sè truyÒn víi =2 Chän cét 7-12 trong b¶ng xÕpren quèc tÕ lµm nhãm c¬ së th× c¸c tØ sè truyÒn nhãm gÊp béi lµ:

1

1 : 2

1 : 4

1 : 8 1

a_Phơng án không gian

PA

_Tổng số bánh răng_Tổng số trục _Chiều dài trục_Số bánh răng chịu

838b+7f2

1038b+7f1

Nhận xét: PAKG 4x1 có số bánh răng trên một trục quá nhiều khó chế tạo do đóPAKG 2x2 hợp lý hơn

2x2

II - I[2] [1]

Tia i1 là tia giảm nhiều hơn tia i2 zmin chủ động nên Emin =

63 2

) 5 2 (

 EK=

63 7

bội số chung nhỏ nhất là K= 63

Tia i1 là tia giảm nhiều hơn tia i2 zmin chủ động nên Emin =

63 5

) 16 5 (

Z=E.K = 2.63 = 126 răng >120 do đó tinhá lại số răng Chọn Zmin =14 răng

3

 EK=

63 16 5

gb csở v

p

. 12 1 40 / 28

10

=

12 7

Khi cắt ren Anh ,xích cắt ren đi theo đờng khác, bộ bánh răng noóctông bị

động Tính icđ khi cắt ren Anh nh sau : icđ=

i i i t

t

tt gb csở v

p

.

8

4 , 25

2 / 1 ).(

Tỷ số truyền 36/25 cũng đợc dùng khi cắt ren Pitch (bánh răng noóctông bị

động)nhng với hai bánh răng thay thế khác nhau Cuối cùng ta cần tính bánh răngthay thế khi cắt ren Pitch và ren Môđuyn

Ta có phơng trình cân bằng : itt=

i i i

tv csởt gb c

p



.

Cho cắt thử ren Pitch Dp= 25,4./8=1272.12/52.8.97

igb= 2/4 ; icđ=36/25  itt =

97 32

Kiểm tra các bớc ren cắt đợc :

6_Tính toán các bớc tiện trơn

Theo đầu bài lợng chạy dao : Smin (dọc)=2Smin(ngang)=0,07 mm/vòng

Dựa vào máy chuẩn ta lấy các tỷ số truyền nh máy chuẩn ,khi đó ta có các phơngtrình cân bằng nh sau:

66

14 60

38 30

60 28

6 26

37 37

30 56

42 60

38 30

60 28

6 26

37 37

30 56

25 50

42 Z n

66

14 60

38 30

60 28

6 26

37 37

30 56

25 50

42 Z n

21

64 64

42 60

38 30

60 28

6 26

37 37

30 56

25 97

64 Z n

66

14 60

38 30

60 28

6 26

37 37

30 56 28

Sngang =1vt/c .

36

28

25 97

64 Z n

21

64 64

42 60

38 30

60 28

6 26

37 37

30 56

28

=0,016.Zn.igb

răng trong hộp xe dao để đảm bảo yêu cầu Tuy nhiên để dảm bảo khoảng cáchtrục nh máy chuẩn ta phải giữ nguyên Z=const

38 30

60 28

6 26

37 37

30 56

42 60

38 30

60 28

6 26

37 37

30 56

28

=Sngang

Kết luận : Toàn bộ đờng tiện trơn sẽ đi theo đờng tiện ren qua cặp bánh răng28/56 vào hộp xe dao.Do đó đờng tiện trơn là hệ quả của đờng tiện ren,bớc tiệntrơn dày hơn nhiều so với bớc tiện ren tiêu chuẩn

Chơng IIIThiết kế động lực học máy

I Tính các lực tác dụng trong truyền dẫn

6 1250

6 650

2626

) (

2432

) (

Theo công thức thực nghiệm do Rêsêtôp và Lêvít với máy tiện có sống trợt lăngtrụ: Q=k.P X  f(P Z G)

3 Tính mômen xoắn của động cơ điện:

c

M

1 0

c Xd





với i0:tỉ số truyền tổng cộng xích

i k:tỉ số truyền từ cặp có M Xms tới trục chính

:hiệu suất toàn xích

M XPc:mômen xoắn do lực cắt gây ra M XPc=P Z d/2

=888087 (N.mm)1450

40 75

nhiên ảnh hởng đến sự làm việc của máy

- Công suất cắt

81 , 9 102 60

23 , 7

2.Xác định công suất chạy dao:

- Khi tính theo tỉ lệ với công suất động cơ chính:

V Q N

 :hiệu suất chung của cơ cấu chạy dao ( 0 , 15  0 , 2)

Q:lực kéo (N).Thay vào công thức trên:





81 , 9 15 , 0 10 612

156 10858

4

dcS

III Tính sức bền chi tiết máy:

Trục nmin nmax ntinh MXtinh Ntruc dsb dchon

1.Tính sức bền cặp bánh răng 36/36 của trục Nooctông

- Trong máy cắt kim loại,việc tính toán động học của bánh răng là xác địnhmôđuyn (m).Tính theo sức bền uốn và kiểm tra theo sức bền tiếp xúc

1.1 Tính m theo sức bền uốn:

  n

KN y

1950

1950

10 3

U

1.2 KiÓm nghiÖm theo søc bÒn tiÕp xóc:

Theo chi tiÕt m¸y cã c«ng thøc:

) /(

) 1 (

2

2 2

sin

2

) (

274

0

3 / 1

1 1

N K i

i A tx

.

) 1 (

10 05 ,

t

N N

n

n n

n



4 min

max min

63491

3 mm n

N C d

n

N M

t

tr sb

t

tr Xt

R·nh tho¸t dao f3  ( 4  6 )mm lÊy f3  6

ChiÒu dµi trôc L = 19b + 18f + f2 + f3 f2

) ( 1781 150

133600

2 2

) ( 450 20

1237

) ( 1237 216

133600

2 2

1

1

1

N tg

P

P

N d

M

P

N tg

tg

P

P

N d

= -211,5 N ( ngîc chiÒu h×nh vÏ )540Ay = -

540

1781 270 1237

= -1978 N ( ngîc chiÒu h×nh vÏ )

+Trong mặt phẳng XOZ:

) ( 5 , 105 0

) ( 8 , 50 0

237 ) 48 148 (

148

2 1

2 1

N A

A B P P X

N B

B P

P m

x x

x r r

x x

r r

75 , 0 5 , 18512

75 , 0

5 , 18512 6

, 9945 15614

2 2

2 2

2 2

td

uc

M M

M d

- Các biểu đồ mômen uốn và xoắn:

,

0

) / ( 4 , 0 30

1

12

mm t

b

v mm S

t S

t

p p p

t k

.

.

45

12

- Lực kéo khi tiện ren đợc tính theo lực cắt.Lúc cắt ren lực cắt đợc tính theo công

Z XM

Z ZM

P P

P P

19 sin 6036 sin

.

) ( 5690 0

19 cos 6036 cos

.

) ( 6036 4

, 0 6 2000

4 , 0

; 75 , 0

; 1

; 6

; 2000

0 0

75 , 0 1

N P

P

N P

P

N P

S y

x b C

Z XM

Z ZM

n P f G P K

Đờng kính trung bình của ren

8 ,

4 , 1 5

L : chiều dài đai ốc

 P : áp suất cho phép trên mặt ren

Với vít me bằng thép,đai ốc bằng đồng thì  P 3 10 6 (N/mm2 )

10 3 2

3792

8 ,

- Theo tiêu chuẩn chọn vít me có:

4

) ( 5 , 37

; 11

) ( 31 );

( 44

2

2

d F

mm d

cm F

mm d

mm d

tb

i c

1

tb tb

Góc ma sát trên ren:  7 0,ta có:

Hiệu suất cơ cấu truyền động:

45 , 0 ) 7 8 5 (

8 5 )

, 0 2

12 3792

2

.

mm N t

1 , 3

16102 8 ( 3792 11

1

) / ( 7500 4

10 3 4 )

8 (

1

2 2

2

2 4

2 2

mm N

cm N d

M Q

t :sai số bớc ren cho phép =0,006(mm)

) ( 0002 , 0 11 10

y:hệ số thu gọn chiều dài phụ thuộc vào đặc tính kẹp chặt của đầu vít me (khingàm cứng một đầu ta có y=0,5)

n

) ( 53116 )

1500 5

,

0

(

2 , 45310 10

Cơ cấu ly hợp siêu việt trong xích chạy dao nhanh ta thấy rằng động cơ

điện chạy dao nhanh và động cơ điện chính truyền chuyển động tới một khâuchấp hành là trục trơn.Tốc độ hai đờng truyền khác nhau.Nếu không có cơ cấuphân tách chuyển động sẽ làm trục trơn xoắn gãy.Vì vậy ngời ta dùng cơ cấu lyhợp siêu việt.Vị trí cơ cấu này là trên trục XVI gần đầu ra trục trơn

4.1 Nguyên lý làm việc:

.Vì lò xo luôn luôn đẩy viên bi chèn ép vít giữa mặt trong của vỏ ly hợp vào mặt

xúc.Do đó chuyển động quay truyền từ vỏ ngoài vào lõi tới trục trơn quay với tốc

quay vào lõi

Trong khi đang quay công tác,muốn quay nhanh bằng động cơ chạy nhanhcùng hay ngợc chiều n1.Với tốc độ n2>>n1 viên bi luôn nằm trong khoảng

bên trong lõi và trục trơn quay theo tốc độ chạy nhanh

2

4.2 Tính toán ly hợp siêu việt:

Khi ly hợp hoạt động điều kiện

chủ yếu để con lăn ly hợp thăng bằng

là các thành phần lực R1,R2 phải nằm

trên 1 đờng thẳng và ngợc chiều nhau

để con lăn tự hãm qua vỏ và lõi ly hợp

Điều kiện cần thiết   2 min( min

: góc nhỏ nhất giữa hai góc ma sát)

min

cos 2 2

cos 1

2 cos





 D a

D a D

59 , 0

.

).

.(

59 , 0

1

NE d

D L

E d D N