BÀI tập lớn cơ KHÍ đại CƯƠNG đề số 2 BÁNH RĂNG

Bài tập lớn môn cơ khí đại cương đề số 2 bánh răng ............................................................................................................................................................................................................................................

BÀI TẬP LỚN CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG NGƯỜI THỰC HIỆN: xxx MSSV: xxx STT: xx ĐỀ SỐ: – SẢN PHẨM DẠNG BÁNH RĂNG NỘI DUNG • Chương 1: Giới thiệu chung sản phẩm • Chương 2: Lựa chọn vật liệu chế tạo cho sản phẩm trình bày các đặc tính của vật liệu • Chương 3: Lựa chọn phương pháp chế tạo sản phẩm mơ tả trình tự gia cơng với sản phẩm cụ thể đã chọn, tính toán thông số cắt gọt chính cho mợt sớ ngun cơng • Chương 4: Lựa chọn phương pháp xử lý nhiệt cho sản phẩm đã chọn • Chương 5: Kết luận CHƯƠNG Giới thiệu chung sản phẩm Bánh Bánh một bộ phận không thể thiếu hệ thống vận hành của một xe hay của một máy móc cơng nghiệp Nó bợ phận hệ thớng chủn đợng của các máy móc khí, có hình dạng mợt hình trịn với các cưa bao bọc bên các rãnh nối tiếp Chúng thường sử dụng theo cặp, có thể từ – 3,4 cặp Các cặp nới hình dạng song song Chúng có tác động trực tiếp tới việc truyền động, phân phối tới tốc độ nhanh hay chậm của động Các yêu cầu kỹ thuật bảnh a) Cấp chính xác của bánh Theo tiêu chuẩn Việt Nam( TCVN ) quy định Độ chính xác của bánh có 12 cấp đánh sớ từ đến 12 ,mức độ chính xác giảm dần từ 1-12 , cấp cấp chính xác nhất, cấp 12 chính xác thường sử dụng các cấp chính xác 6,7,8,9 ( ý: Độ chính xác của bánh khác với quy định cấp độ chính xác của chi tiết gia công 20 cấp chính xác) b) Kết cấu của bánh • Nếu đường kính (d) của bánh d < 150 mm: Bánh chế tạo liền khối khơng kht lõm • Nếu d < 600: Bánh thường kht lõm để giảm khới lượng • Nếu d > 600: Bánh thường chế tạo vành riêng thép tớt, sau ghép vào moayer, loại tôt, mà chi phí gia công đắt Bản vẽ bánh thông số cần nhớ Thông số một thông tin vô quan trọng gia công , thiết kế lắp đặt máy móc Việc nhớ hết tất các thơng sớ điều khá khó khăn, song thông sô mà bắt buộc người chế tạo cần phải nắm rõ • Vịng đỉnh: đường trịn qua đỉnh ( da=m(Z+2) ) • Vòng đáy: vòng tròn qua đáy ( df=m(Z-2.5) ) • Vịng chia: đường trịn tiếp xúc với mợt đường trịn tương ứng của bánh khác bánh ăn khớp với ( d=m.Z ) • Số răng: Z=d/m • Bước răng: độ dài cung profin của kề đo vịng chia ( P=m π ) • Modun: thông số quan trọng của bánh ( m = P/π ) • Chiều cao răng: khoảng cách hướng tâm vòng đỉnh vòng chia ( h=ha + hf=2.25m ) • Chiều dày răng: đợ dài cung trịn profin của mợt đo vòng tròn chia ( St = P/2 = m/2 ) • Chiều rộng rãnh răng: đợ dài cung trịn đo vịng chia của mợt rãnh ( Ut= P/2 = m/2 ) Phân loại Công dụng Bánh chi tiết thông dụng dùng để truyền chủn đợng quay Bánh thường dùng gồm có ba loại: Bánh trụ Công dụng của bánh trụ để truyền chuyển động quay hai trục song song - Bánh trụ có các hình thành mặt trụ tròn xoay, gồm các loại sau đây: + Bánh trụ thẳng: hình thành theo mặt trụ + Bánh trụ nghiêng: hình thành theo đường xoắn ốc trụ + Bánh trụ chữ V: nghiêng theo hai phía ngược chiều nhau, làm thành chữ V Bánh côn Bánh côn có cơng dụng truyền chủn đợng quay hai trục cắt Răng của bánh hình thành mặt cơn, kích thước của mô đun thay đổi theo chiều dài của răng, phía đỉnh nón kích thước của mơ đun bé Răng bánh vít trục vít Có cơng dụng truyền chủn đợng quay hai trục chéo - Răng của trục vít có dạng ren vít, trục vít có ren mợt, hai hoặc ba đầu mối Mô đun của trục vít mô đun của bánh vít ăn khớp Các kích thước của trục vít tính theo mô đun - Răng của bánh vít hình thành mặt trịn xoay có đường sinh mợt cung trịn (mặt xuyến) Đường kính của vịng chia mơ đun tính mặt phảng vng góc với trục của bánh vít qua tâm xuyến Một số ứng dụng bánh thực tế: Hộp số Hệ thống truyền lực vi sai Cơ cấu bánh hộp giảm tốc Trong tập này, em xin giới thiệu cách chế tạo bánh trụ thẳng chịu tải thường ăn khớp kích thước vừa CHƯƠNG Lựa chọn vật liệu chế tạo cho sản phẩm trình bày đặc tính vật liệu bao gồm: Thành phần hóa học, tính, lý tính, hóa tính, Do bánh cần chế tạo bánh chịu tải thường, chịu tốc độ quay không lớn nên vật liệu để làm bánh các thép hóa tớt để làm bánh thường 40, 45, 40X 40XH Trong tập này, em xin chọn thép 45 hay C45 đợ phổ biến giá thành của Thép C45 gì? Thép C45 thép Carbon có hàm lượng Carbon 0,45% (0,45%C), loại thép chứa các tạp chất khác silic, mangan, lưu huỳnh, crom, phốt pho, đồng, niken… Thép cacbon C45 cịn gọi nhóm thép hóa tớt chế độ nhiệt luyện cao thường sử dụng phổ biến chế tạo các loại trục, bánh răng, lốp bánh xe, trục, liềm, rùi, khoan gỗ làm việc, dao,… Mác C45: Chữ “C” kí hiệu của thép Cacbon, “45” có nghĩa mác thép chưa hàm lượng C 0,45% Đặc điểm tính chất thép C45 Thành phần hóa học thép C45 Mác thép C (%) min-max Si (%) min-max C45 0,42-0,50 0,15-0,35 Mn (%) minmax P (%) tối đa 0,50-0,80 0,025 S (%) tới đa Cr (%) min-max 0,025 0,20-0,40 Đặc tính học thép C45 Độ dày danh nghĩa (t) Yield Sức ElonBendaMác Độ cứng Nhiệt Điều kiện Strength căng gation khả thép HRC độ (Mpa) (Mpa) A5 (%) C45 Cán 460 750 18 58 820 Nung 330 540 30 55 860 Nước ngập nước Dầu ngập 2270 1980 Bán kính uốn cong (≤90 °) 1.95mm ≤ t ≤ 10.0mm Cán Nung 2,0 x t 1,0 × t Mác thép Tiêu chuẩn Độ bên đứt σb (Mpa) C45 TCVN 176675 610 Độ bền Độ giãn dài tương đứt đối σc (Mpa) δ (%) 360 16 Độ cứng HRC 23 Chỉ số cấp bền thép C45 Ở điều kiện bình thường thép C45 có đợ cứng HRC 23, trường hợp u cầu cần thép có đợ cứng cao người ta sử dụng phương pháp tôi, ram để tăng độ cứng của thép C45 Tùy theo độ cứng cần sử dụng, người ta có thể sử dụng phương pháp dầu, nước hoặc cao tần các điều kiện thích hợp để có đợ cứng mong ḿn Ứng dụng thép C45 Thép mác C45 ứng dụng sử dụng phổ biến các cơng trình xây dựng công nghiệp tính (độ bền, độ cứng, dộ dẻo,…) phù hợp cho gia công khí, chế tạo chi tiết máy, xây dựng cầu đường, khung thép,… dễ dàng tôi, ram để đạt đợ cứng mong ḿn Ngồi thép trịn C45 thường dụng chế tạo, cán ren, bulong, làm chi tiết máy, chế tạo các loại trục, bánh răng, chế tạo mã, mặt bích thép, trục, liềm, rùi, khoan gỗ làm việc, dao,… CHƯƠNG Lựa chọn phương pháp chế tạo sản phẩm mơ tả trình tự gia công với sản phẩm cụ thể đã chọn, tính tốn thờng số cắt gọt chính cho số ngun công Trong đề tài này, em tính toán gia công để tạo thành chi tiết bánh có đường kính 90mm, cao 20mm có 32 răng, lỗ khoan giảm khối lượng moay-ơ với lỗ đường kính 20mm Do tính hóa tớt khả gia công cao của C45, tập này, để chế tạo sản phẩm bánh răng, em chọn phương pháp gia công cắt gọt Để chế tạo chi tiết này, em thực 10 nguyên công sau: Nguyên công 1: Cắt phôi Do thép C45 thị trường có dạng có nhiều đường kính khác nhau, nên để tạo phơi ta cần chọn có đường kính khoảng từ 95-100mm cắt một đoạn dài 22mm để gia công tiện sau Ở đây, em chọn đường kính 95mm Nguyên công 2: Khoan lỗ Khoan lỗ lên phơi vừa cắt để có tính đồng tâm làm tiền đề cho các nguyên công sau Lỗ ta cần khoan có đường kính 20mm, nên trước tiên ta khoan lỗ có đường kính 19mm, để doa lỗ khoan sau Nguyên công 3: Tiện thô bề mặt cắt Do nguyên công cắt tạo phôi dùng cưa chưa tạo đỗ nhẵn tối thiểu cho gia công dư một đoạn ngắn nên ta cần tiện thô các bề mặt để đạt độ nhẵn yêu cầu đạt đến kích thước mong muốn Do chiều dài trụ phôi 22mm, nên mặt ta tiện thô khoảng 0.9mm kim loại Ngun cơng 4: Tiện thơ bề mặt cịn lại tiện tinh lỗ Ta tiện thô tạo tiền đề tiện tinh tiện tinh lỗ chính vừa khoan Do đường kính C45 thị trường 95mm, ta tiện thô phôi cho thành đường kính 91mm để chừa cho tiện tinh sau Sau đó, ta doa lỗ khoan chính, cho có kích thước 20±0.1mm Ngun cơng 5: Tiện tinh bề mặt ngồi trụ Ta tiện tinh mặt đáy phôi trước, trước phơi dài 22mm, mà ta đã tiện thơ 0.9mm mặt, nên quá trình tiện tinh ta phải đưa dao một đoạn 0.1mm, nhiên, quá trình gia cơng có thể có sai sớ, ta cần đo đạc lại cẩn thận tiện để có kết ći chiều dài phơi đạt 20±0.1mm Sau tiện tinh mặt bên của trụ Nguyên công tiện thô trước ta tiện cho phôi đường kính khoảng 91mm, nên lần đưa dao ta đưa từ ngồi vào mợt đoạn 1mm, ta cố gắng thực cho đạt kích thước cuối 90±0.1mm Nguyên công 6: Khoan lỗ giảm khối lượng Do bánh ta thiết kế kích thước khá lớn nên cần giảm khối lượng, trước tiên ta khoan lỗ, chi tiết ta khoan lỗ đường kính 10mm giảm khối lượng, ta khoan thô lỗ đường kính 9mm trước, doa giống lỗ chính để đạt kích thước cuối 10±0.1mm Nguyên công 7: Phay giảm khối lượng Cũng giống khoan lỗ, ta phay để giảm khối lượng chi tiết Ta dự định phay rộng 20mm đường tròn đường kính qua tâm lỗ khoan 50mm 70mm Do , ta chọn dao phay ngón đường kính 18mm để tiện tinh sau đạt kích thước của độ rộng 20±0.1mm Và chiều sâu của bên phay 5mm, sai số 0.1mm Nguyên công 8: Tiện trụ bậc doa góc trụ bậc Nguyên công thực chất chế tạo moay-ơ cho bánh Ta phay sâu 2.5mm bên mặt bánh phay tạo đường kính trụ nhỏ 35mm Nguyên công 9: Phay Đây nguyên công chính chế tạo bánh Ở ta sử dụng phương pháp phay dao hình trụ cho chạy xung quang mặt của bánh Ta mài đủ mợt chu kì 32 mợt cách từ từ, chu kì ta phay mợt ít, đạt chiều sâu yêu cầu Nguyên công 10: Doa góc ngồi bánh Ta doa góc ngồi của bánh để tạo độ trơn cho bánh răng, tránh góc sắc CHƯƠNG Lựa chọn phương pháp xử lý nhiệt cho sản phẩm đã chọn Do yêu cầu làm việc của chi tiết, cần phải có đợ cứng độ bền cần thiết, không cho phép chi tiết phép rạn nứt, cháy nhiệt, biến dạng nhiệt phải bé, tính phải đồng Để đạt các yêu cầu thi phải có chế độ nhiệt luyện hợp lý Sau cắt răng, bánh nhiệt luyện nhiều phương pháp khác Đới với bánh có modun kích thước nhỏ ta dùng phương pháp tơi thể tích cịn với các bánh có modun lớn kích thước lớn phải dùng phương pháp tơi bề mặt dịng điện cao tần Phương pháp tơi dịng điện cao tần có ưu điểm dễ điều chỉnh chiều dầy thấm tôi, biến dạng bé, độ nhẵn bề mặt cao nhiên vốn đầu tư lớn dùng cho sản xuất loạt lớn mợt loại khác phải dùng các vịng nung khác  Có thể nung nóng nhanh bề mặt các phương pháp sau: + Nung nóng dịng dịng điện cảm ứng cao tần + Nung nóng lửa đèn xì Axetylen + Nung nóng tiếp xúc hai phần giáp có dịng điện chạy qua + Nung nóng chất điện phân Phương pháp hoá nhiệt luyện: + Đối với loại thép ít cacbon ( kể thép hợp kim ) sau gia công cắt gọt phải tơi + Đới với các chi tiết bánh có u cầu tính chịu mài mịn cao phải thấm Nitơ  Kết luận: Do kích thước của bánh chế tạo, ta chọn phương pháp thể tích Tôi: 8200C nguội dầu Ram cao: 5000C thời gian ram 1-2h Thu tổ chức Xoocbit ram độ cứng đạt 180-250HB Đối với chi tiết bánh vừa chịu mài mịn va đập sau nhiệt luyện hóa tớt (tơi+ram cao) ta phải tơi cảm ứng + ram thấp (150-250 0C) : bề mặt đạt độ cứng 50-58HRC chớng mài mịn khá tớt, lõi đạt đợ cứng 30-40HRC chịu va dập cao Tuy nhiên bánh ta chế tạo bánh truyền lực, không cần thực cảm ứng ram thấp CHƯƠNG Kết luận Trên quy trình chế tạo chi tiết bánh trụ thẳng ăn khớp ngồi kích thước vừa Sau các ngun cơng trên, ta thực một đợt kiểm tra tổng thể: kiểm tra chịu va đập, chịu mài mịn, đợ cứng,… Do kiến thức hạn hẹp với phạm vi của bài, em đưa quá trình, các nguyên công chưa sâu vào tính toán xử lí chi tiết Kính mong nhận lời góp ý dạy của thầy cô bộ môn Em xin chân thành cảm ơn! Bách Khoa, ngày tháng năm 2020 ... Chiều cao răng: khoảng cách hướng tâm vòng đỉnh vòng chia ( h=ha + hf =2. 25m ) • Chiều dày răng: đợ dài cung trịn profin của mợt đo vòng tròn chia ( St = P /2 = m /2 ) • Chiều rộng rãnh răng: đợ... đã chọn, tính tốn thờng số cắt gọt chính cho số nguyên công Trong đề tài này, em tính toán gia công để tạo thành chi tiết bánh có đường kính 90mm, cao 20 mm có 32 răng, lỗ khoan giảm khối... vng góc với trục của bánh vít qua tâm xuyến Một số ứng dụng bánh thực tế: Hộp số Hệ thống truyền lực vi sai Cơ cấu bánh hộp giảm tốc Trong tập này, em xin giới thiệu cách chế tạo bánh trụ