ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỘP TỐC ĐỘ MÁY PHAY NGANG VẠN NĂNG ...

PHỤ LỤC

Mục lục

Lời nói đầu

Nhiệm vụ thiết kế

Phần 1: Khảo sát máy tham khảo

Phần 2: Tính toán thiết kế hộp trục chính máy phay vạn năng

I. Tính toán động học

II. Tính toán động lực học

III. Tính toán,Thiết kế cơ cấu điều khiển.

Kết luận

Tài liệu tham khảo

LỜI NÓI ĐẦU

      Máy cắt kim loại chiếm một vị trí đặc biệt trong ngành chế tạo máy, để sản xuất ra các chi tiết của máy khác, nghĩa là chế tạo ra tư liệu sản xuất (chế tạo ra các máy móc khác nhau để cơ khí hoá và tự động hoá nền kinh tế quốc dân).

      Ngày nay nhu cầu về sản xuất công nghiệp ngày càng tăng, vì vậy yêu cầu phải thiết kế chế tạo ra các máy cắt kim loại vạn năng, chuyên dùng có năng suất cao, đảm bảo độ chính xác, độ tin cậy, nguyên lí làm việc của máy hiện đại, kết cấu máy đơn giản tới mức có thể, có tính kinh tế cao và phù hợp với điều kiện chế tạo,sử dụng của từng cơ sở sản xuất.

      Để thiết kế ra một máy công cụ, xuất phát điểm tốt nhất là xác định tính năng kĩ thuật hợp lí của máy đúng với yêu cầu trong sản xuất. Từ những tính năng kĩ thuật hợp lí đó người thiết kế phải so sánh các phương án khác nhau để tổng hợp thành máy và thiết kế ra sơ đồ động của máy, xác định các ngoại lực tác dụng lên máy trong những điều kiện làm việc khác nhau để tính toán sức bền các chi tiết máy, chọn giải pháp kết cấu cho từng chi tiết máy, và hoàn chỉnh một quá trình thiết kế qua các loại bản vẽ để đưa vào chế tạo.

      Đồ án thiết kế máy cắt kim loại là một nhiệm vụ rất cần thiết đối với một sinh viên ngành cơ,giúp cho sinh viên nắm được các loại máy công cụ, máy vạn năng đã và đang được sử dụng hiện nay, giúp cho sinh viên nắm được cách thức khi thiết kế một loại máy công cụ, nâng cao trình độ và các kĩ năng tra các loại bảng, sổ tay kĩ thuật, điều này hết sức cần thiết đối với một kĩ sư.

      Trong thời gian hoàn thành đồ án, được sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo: TS ………….. và các thầy giáo trong bộ môn chế tạo máy cộng với nỗ lưc của bản thân em đã hoàn thành đồ án môn học tuy nhiên do điều kiện trình độ, khả năng và thời gian còn hạn chế nên đồ án được hoàn thành với chất lượng chưa cao. Em rất mong được sự đánh giá chỉ bảo tận tình của các thầy, sự đóng góp ý kiến chân tình của các bạn giúp em hoàn thành đồ án một cách xuất sắc hơn.

     Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo: TS ………….. và các thầy giáo trong bộ môn Chế Tạo Máy đã giúp em hoàn thành đồ án.

Em xin chân thành cảm ơn!

PHẦN 1

KHẢO SÁT MÁY THAM KHẢO 6H81

I. Các thông số của máy 6H81. (Tra trong sổ tay công nghệ chế tạo máy - tập 3)

*Khoảng cách a từ đường trục (mặt mút) trục chính tới bàn máy:30-340 (mm).

*Khoảng cách b từ sống trượt thân máy tới tâm bàn máy:170-370 (mm).

*Khoảng cách lớn nhất g từ sống trượt thẳng đứng thân máy tới thanh giằng:510 (mm).

*Khoảng cách k từ đường tâm trục chính tới mặt dưới của xà ngang:157 (mm).

*Khoảng cách lớn nhất d từ mặt mút trục chính tới ổ đỡ trục dao:470 (mm).

*Khoảng cách lớn nhất e từ mặt sau cảu bàn tới sống trượt thân máy:240 (mm).

*Đường kính lỗ trục chính :17 (mm).

II. Khảo sát xích động học của máy. (Dựa theo sơ đồ động của máy phay ngang 6H81)

Chuyển động có xích truyền . (v/p)

PHẦN 2

TÍNH TOÁN THIẾT HỘP TRỤC CHÍNH MÁY PHAY  NGANG VẠN NĂNG

I. Tính toán động học của máy phay

1. Xác định tốc độ lớn nhất của trục chính và các cấp tốc độ tương ứng

Ta có:  z:  Số cấp tốc độ: z = 16 ;   j: Công bội:  j = 1,26

Ta tính ra được : R=32,03009

3. Xác định lưới kết cấu & đồ thị số vòng quay

a. Xác định phương án thứ tự  và phương án động học:

 *Xác định phương án thứ tự :.

Theo giả thiết : z=16, ta có thể phân tích z như sau: z=16=4´4=2´2´2´2=2´2´4=2´4´2

- Ta có số bánh răng bố trí trên trục chính thường là phải ít để ổn định quay cho trục chính nên với z=4´4=2´2´4 không khả thi và thiết kế hộp tốc độ phải sao gọn và hoạt động tốt, do đó số trục hộp tốc độ phải là bé nhất nên phương án z=2´2´2 x2 cũng không khả thi.

Chọn phương án 2 (tham khảo máy 6H81)

Đối với máy phay làm việc với tải trọng dao động lớn cần phải có trục chính làm  việc ổn định và có thể điều chỉnh trục chính được dễ dàng, do đó phải tách riêng hộp trục chính với hộp tốc độ.

b.Vẽ lưới kết cấu và đồ thị số vòng quay:

*Vẽ đồ thị số vòng quay: Để vẽ được đồ thị số vòng quay, ta chọn số vòng quay: n0 = n15=1655 (v/p)

4. Xác định tỷ số truyền và răng các bánh răng của bộ truyền

a. Xét nhóm truyền từ trục III & IV:

Tỷ số truyền của nhóm này cố định nên ta chọn theo máy tham khảo được số

răng của các bánh răng là: Z11=20, Z’11=20.

d. Xét nhóm truyền từ trục IV & V:

chọn bộ truyền đai cho hai trục này, theo máy tham khảo chọn tỷ số truyền tạm thời cho bộ truyền đai là:140:210

f. Xét nhóm truyền từ trục VI & VII:

Tính như phần e. ta có :Z11=18;    Z’11=45.

II.Tính toán động lực học. (Tham khảo - tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí)

1. Chọn động cơ điện 

Vậy cần chọn động cơ công suất lớn hơn hoặc bằng 7,5 kw và có số vòng quay sơ bộ gần bằng n=1655 (v/ph), theo bảng P1.2 chọn được động cơ DK có kí hiệu 4A112M2Y3 với các thông số kỹ thuật sau:

- Công suất của động cơ:                    7,5 (kw)

- Tốc độ quay của động cơ                  2922 (v/ph)

- Hệ số công suất(cosj)                       0,88

- Khối lượng                                         56 (kg)

- Đường kính trục ra(D)                    32 mm

Do số vòng quay của động cơ là 2922 (v/ph) và cũng là tốc độ đầu vào của hộp tốc độ do đó cần tính lại tỷ số truyền của hộp tốc độ để số vòng quay của đầu vào hộp tốc độ bằng số vòng quay động cơ, cụ thể ta tính tỷ số truyền cho bộ truyền đai (i).

2. Thiết kế và tính bền hộp trục chính

2.1.Tính chọn đường truyền để tính bền

Vậy xích có tốc độ vòng quay:  n=165 (v/ph)

2.3.Tính bền cho cặp bánh răng chịu tải lớn

2.3.1. Xác định cặp bánh răng tính bền

Để thay cho tính bền cho toàn bộ các bánh răng trên đường truyền ta chỉ cần tính bền cho một cặp bánh răng chịu tải lớn nhất còn các bánh khác chọn theo độ bền của cặp bánh này với cùng một modun

Do khi công suất không đổi thì mô men xoắn tỉ lệ nghịch với số vòng quay (theo công thức (11)) vì vậy ta tiến hành  tính bền cặp bánh răng trên trục VI & VII.

2.3.2.Chọn vật liệu

Vật liệu để chế tạo bánh răng  là  thép 45X.

2.3.5. Xác định thông số ăn khớp

a. Xác định mođun:  m=0,015.165,4=2,481 (mm)

Căn cứ vào trị số tiêu chuẩn của modun chọn : m=3  (mm)

b. Xác định hệ số dịch chỉnh:

Ta có số răng bánh lớn bằng: Z2 =45 ≥30 nên không dùng dịch chỉnh.

Như vậy điều kiện bền uốn của răng thoả mãn .

Khi cặp bánh răng chịu tải lớn nhất đủ điều kiện bền thì tất cả các cặp bánh răng khác đều thoả mãn điều kiện bền (bền tiếp xúc và bền uốn) 

2.4.Tính chọn bộ truyền đai

2.4.1.Chọn loại đai

Dựa vào điều kiện làm việc của đai chọn:

Đai thang - Vải cao su - Tiết diện O.

2.4.2. Tính toán thiết kế

1.Chọn đường kính bánh đai nhỏ. (chọn trong dãy đường kính thường dùng)

d1=71 mm  => Đường kính đai lớn  d2= d1.uđ/(1- x) = 199,98  mm . Chọn đường kính bánh đai lớn theo tiêu chuẩn được: d2=200  (mm)

11. Tính bề rộng bánh đai.

B = (Z-1).t + 2.e = (5-1).15 + 2.10 = 80 mm

2.5.2.Tính chọn then và kiểm bền cho trục

2.5.2.1.Tính Chọn then.

a. Tính trọn then hoa cho trục VI (trục có bánh răng di trượt):

   Do máy phay làm việc với tải trọng va đập mạnh nên hộp trục chính  cũng làm việc chịu dao động mạnh. Vì vậy chọn then cho trục của hộp trục chính là cỡ nặng. Và dựa vào kết cấu trục & ngõng trục lắp ổ lăn chọn được mối ghép then hoa răng chữ nhật cho trục có kích thước như sau: ZxdxD=8x32x36

.Đường kính trung bình : btb=34  (mm)     

.h=1,2                                            (mm)

.Chiều rộng răng                b =6    (mm)

b.Tính chọn then bằng cho trục V & trục VII:

Chọn then bằng với các thông số sau: b=12;   h=8;  t1=5;  t2=3,3;  lt=90.

2.6. Chọn ổ cho các ngỗng trục

Căn cứ vào đường kính các ngỗng trục đã tính toán được ở các phần trên ta tiến hành chọn ổ như sau :

*Đối với trục V :

Chọn 2 ổ bi đỡ chặn, số hiệu :36214. (ứng với d =70 mm)

*Đối với trục VI:

Chọn 2 ổ bi đỡ chặn, số hiệu: 36207. (ứng với d = 36 mm)

*Đối với trục VII:

Chọn 2 ổ như sau :

- ở đầu bên trái (gần dao) chọn ổ đũa đỡ lòng cầu 2 dãy có số hiệu : 113518.

- ở đầu bên phải chọn ổ bi đỡ chặn có số hiệu: 36210.

Saukhi chọn ổ ta phải tiến hành tính toán kiểm bền  cho ổ . Tuy nhiên ta không trình bày công việc này trong khuôn khổ của đồ án .

2.7.Thiết kế vỏ hộp trục chính. Bôi trơn và lắp ghép

2.7.1. Thiết kế vỏ  hộp  trục chính

- Chỉ tiêu cơ bản đặt ra khi chế tạo hộp trục chính là khối lượng nhỏ, độ cứng cao và giá thành hạ.

- Vật liệu chế tạo hộp tốc độ: Gang xám GX 15 - 32.

- Phương pháp chế tạo:  Chọn phương pháp đúc.

- Thành phần của hộp trục chính : thành hộp, gân chịu lực, mặt bích, gối đỡ, các loại vít và bulông lắp ghép...

2.7.2. Dung sai lắp ghép

Theo yêu cầu của từng bộ phận ta chọn các loại mối ghép sau:

- Lắp ghép giữa trục với ổ lăn: Lắp theo hệ thống lỗ: js6.

- Lắp ghép giữa ổ lăn với vỏ hộp: Lắp theo hệ thống trục :H7

- Lắp ghép giữa nắp ổ và thân hộp: H7/h6.

- Lắp ghép giữa bánh răng cố định với trục: H7/k6 (Lắp có đô dôi).

2.7.3. Bôi trơn và điều chỉnh

a. Bôi trơn:

Để giảm sự tổn hao vì ma sát, tăng độ bền mòn của các bề mặt công tác, đảm bảo nhiệt độ làm việc bình thường cho phép ta phải tiến hành bôi trơn cho hộp trục chính  để bảo vệ lâu dài độ chính xác ban đầu của máy trong toàn bộ thời gian  sử dụng.

Căn cứ vào điều kiện làm vệc của hộp trục chính ta sử dụng bôi trơn bằng dầu. Dầu từ thùng dầu được bơm tia lên màng ở phía trên hộp bằng bơm píttông, sau đó dầu nhỏ dọt đến các vị trí ăn khớp.

Khi thay dầu ta tháo dầu qua nút tháo dầu để cho dầu mới vào. Mức dầu trong thùng được quan sát qua mắt thăm dầu.

b. Điều chỉnh:

Trong chế tạo không thể không gây ra những sai số vì vậy khi lắp ghép thường có những sai lệch. Nhất là bộ truyền bánh răng, ở đây là bộ truyền bánh răng trụ, thường xẩy ra sự không ăn khớp đúng. Vì vậy khi lắp bộ truyền phải kiểm tra sự ăn khớp đúng.

3. Đánh giá chỉ tiêu kinh tế và các yêu cầu khi sử dụng

3.1. Đánh giá chỉ tiêu kinh tế

Từ nhiệm vụ và yêu cầu làm việc của hộp trục chính máy phay ngang vạn năng  trong quá trình tính toán thiết kế tôi đã rất chú trọng tới tính kinh tế ,theo quan điểm đảm bảo hệ thống làm việc đúng yêu cầu nhiệm vụ đặt ra ,với những chi tiết phần nhiều đã được tiêu chuẩn hoá hoặc những chi tiết đảm bảo có thể chế tạo được trong điều kiện thực tại của nền kinh tế và công nghiệp trong nước hiện nay, vật liệu chế tạo ra chi tiết đều có sẵn các cơ tính phù hợp, giá thành rẻ, có bán rộng rãi trên thị trường mà vẫn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.

III. Tính toán, thiết kế cơ cấu điều khiển

1. Chức năng

*Thông qua cơ cấu điều khiển ta có thể chuyển từ đường truyền chem. Sang đường truyền nhanh và ngược lại .

2. Các yêu cầu đối với cơ cấu điều khiển

* Điều khiển phai an toàn.

- Cơ cấu định vị để định vị chắc chắn vị trí của cơ cấu điều khiển tại mỗi vị trí cần thiết : ta sử dụng cữ chặn .

- Cơ cấu hạn chế hành trình chuyển động của cơ cấu công tác: ta sử dụng cữ chặn .  

4.Tính toán cơ cấu điều khiển

4.1. Xác định hành trình gạt

 Để tránh trường hợp 2 cặp bánh răng trong 1 nhóm truyền vào khớp đồng thời thì chiều dài hành trình gạt phải đủ lớn sao cho cặp bánh răng tiếp theo chỉ được phép vào khớp khi cặp bánh răng vừa ăn khớp trước đó đã ra khớp hoàn toàn .

 Như vậy hành trình gạt phải thoả mãn : L³ B = 44,1 (mm) , mặt khác  do hành trình gạt còn phụ thuộc vào các kích thước kết cấu đã tính toán ở các phần trên nên ta chọn: L = 66 (mm) .

4.2.Tính toán các thông số cơ bản cho cơ cấu điều khiển

 Cặp bánh răng (cung răng) - thanh răng ta chọn khi thiết kế cơ cấu điều khiển thoả mãn : khi ta quay bánh răng đi 1 góc 45 o thì thanh răng dịch chuyển được 1  nửa hành trình gạt (tức là dịch được 1 khoảng có chiều dài L = 66  mm).

 Chọn các thông số cơ bản của bộ truyền như sau :

*Đối với cung răng :  - Góc ở đỉnh : a = 180 o .

                                   - Số răng của bánh răng : Z = 44.

                                   - Mo dun  : m = 3

*Đối với thanh răng : - Chiều dài : lthanh  = 100 (mm).

                                   - Mo dun : m =3

KẾT LUẬN

   Như vậy, sau một thời gian dài với sự nỗ lực, cố gắng không ngừng của bản thân cộng với sự tận tình hướng dẫn , chỉ bảo của thầy giáo: TS ………… và các thầy giáo trong bộ môn chế tạo máy thuộc khoa cơ khí HVKTQS , em đã hoàn thành đồ án môn học. Tuy nhiên do sự thiếu hụt về kinh nghiệm và kiến thức công nghệ nên trong quá trình làm đồ án còn bộc lộ nhiều thiếu sót, rất mong các thầy giáo, các bạn đồng nghiệp lưu tâm xem xét và cho những ý kiến đóng góp xác đáng để em có cơ hội rút kinh nghiệm và hoàn thành tốt hơn nữa trong các đồ án môn học sắp tới đặc biệt là đồ án tốt nghiệp khoá học.

   Em xin chân thành cảm ơn !

                                                                                 Hà Nội, ngày …. tháng …. năm 20….

                                                                            Học viên thực hiện

                                                                              ……………   

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Tính toán thiết kế máy cắt kim loại                        NXB Đại học bách khoa

2. Tính toán thiết kế máy công cụ tập 1-2-3              NXB HVKTQS

3. Thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí tập 1-2            NXB Giáo dục

4. Chi tiết máy tập 1-2                                              NXB HVKTQS

 "TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"