intTypePromotion=1

Đồ án Thiết kế máy tiện ren vít vạn năng

Chia sẻ: Luyenvan Kien | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:41

0
546
lượt xem
138
download

Đồ án Thiết kế máy tiện ren vít vạn năng

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Như ta đã biết trong ngành cơ khí để có một cụm chi tiết hoặc một đơn vị thiết bị, máy móc hoàn chỉnh cần có những chi tiết có kích thước và hình dạng khác nhau, làm từ những vật liệu khác nhau và lắp ráp lại. Giai đoạn đầu những chi tiết máy chỉ là những phôi có hình dáng thích hợp. Qua những quá trình công nghệ khác nhau như tiện, phay ... chúng được chế tạo thành những chi tiết máy thích hợp. Để thực hiện được những quá trình công nghệ nêu trên cần phải...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Đồ án Thiết kế máy tiện ren vít vạn năng

  1. Đồ án môn học: Thiết kế máy cắt kim loại Nhiệm vụ thiết kế: Thiết kế máy tiện ren vít vạn năng. 1. 2. 3. Nội dung thuyết minh: - Phân tích máy tương tự. - Tính toán thiết kế động học toàn máy. - Tính toán công suất động cơ chính. - Tính toán hệ điểu khiển của phần phải vẽ. - Tính toán sức bền của trục chính và cặp bánh răng (T6). 4. Nội dung bản vẽ. - Bản vẽ triển khai: Hộp tốc độ: ⌧ + hộp chạy dao: ⌧ + Ngày giao nhiệm vụ: Ngày hoàn thành và bảo vệ: Hưng Yên, ngày... tháng... năm 2011.
  2. Đồ án môn học: Thiết kế máy cắt kim loại     MỤC LỤC Lời nói đầu. ............................................................................ 3 Phần I : ................................................................................... 4 Khảo sát máy tương tự. .......................................................... 4 Phần II: ................................................................................. 13 Thiết kế máy mới. ................................................................ 13 Chương I: Thiết kế động học máy cắt kim loại.................... 13 A. Hộp tốc độ trong máy cắt kim loại: ................................. 13 1. Yêu cầu đối với hộp tốc độ: ............................................. 13 B. Thiết kế hộp chạy dao: .................................................... 27 Chương II.Thiết kế động lực học máy cắt kim loại ............. 33 I. X¸c ®Þnh chÕ ®é lµm viÖc giíi h¹n cña m¸y: ................. 33 Phần III. Thiết kế hệ thống điều khiển ................................. 47 1. Chức năng và yêu cầu đối với hệ thống điều khiển ......... 47 a. Chức năng: ....................................................................... 47    
  3. Đồ án môn học: Thiết kế máy cắt kim loại       Lời nói đầu. Hiện nay các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kỹ sư cơ khí và cán bộ kỹ thuật được đào tạo ra phải có kiến thức cơ bản tương đối. Bên cạnh đó phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong thiết kế chế tạo và vận dụng và trong sản xuất, sửa chữa và sử dụng. Môn học thiết kế máy cắt kim loại là môn học có vị trí rất quan trọng trong chương trình đào tạo kĩ sư và cán bộ kỹ thuật nhất là đối với kỹ sư và cán bộ kỹ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy phục vụ các ngành kinh tế như công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải ... Như ta đã biết trong ngành cơ khí để có một cụm chi tiết hoặc một đơn vị thiết bị, máy móc hoàn chỉnh cần có những chi tiết có kích thước và hình dạng khác nhau, làm từ những vật liệu khác nhau và lắp ráp lại. Giai đoạn đầu những chi tiết máy chỉ là những phôi có hình dáng thích hợp. Qua những quá trình công nghệ khác nhau như tiện, phay ... chúng được chế tạo thành những chi tiết máy thích hợp. Để thực hiện được những quá trình công nghệ nêu trên cần phải sử dụng những dụng cụ cắt, đồ gá và đặc biệt là những chiếc máy công cụ thích hợp. ( Ví dụ để tạo các chi tiết tròn xoay cần sử dụng dụng cụ là dao tiện và thực hiện trên máy tiện). Mục tiêu của môn học này là tạo điều kiện cho người học nắm vững và vận dụng có hiệu quả các phương pháp thiết kế, xây dựng và quản lí các quá trình chế tạo các loại máy công cụ nhằm đạt được những chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật theo yêu cầu trong điều kiện và quy mô sản xuất cụ thể ở nước ta hiện nay. Mặt khác môn học còn truyền đạt những yêu cầu về chỉ tiêu công nghệ thiết kế chế tạo nhằm nâng cao tính công nghệ trong quá trình thiết kế các loại máy phục cho sản xuất các chi tiết chất lượng cao. Trong toàn bộ quá trình thiết kế máy mới “ Máy tiện ren vít vạn năng” có nhiều hạn chế. Rất mong được sự chỉ bảo của thầy cô giáo và cộng sự. Phần tính toán thiết kế máy mới gồm các nội dung sau: Phần I : Phân tích máy tương tự - Chọn máy chuẩn. Phần II : Thiết kế máy mới. Phần III : Thiết kế hệ thống điều khiển. Sinh viên thực hiện: Luyện Văn Kiên
  4. Đồ án môn học: Thiết kế máy cắt kim loại             Phần I : Khảo sát máy tương tự. 1. Lựa chọn máy chuẩn. So sánh đặc tính kĩ thuật của một số máy tiện: Chỉ tiêu so sánh T620 T616 1A62 1A616 Công suất động cơ (KW) 10 4,5 7 4,5 Chiều cao tâm máy (mm) 200 160 200 200 Khoảng cách lớn nhất giữa 2 tâm máy(mmm) 1100 750 1500 1000 Số cấp tốc độ 23 12 21 21 Số vòng quay nhỏ nhất nmin (vg/ph) 12,5 44 11,5 11,2 Số vòng quay lớn nhất nmax (vg/ph) 200 1980 1200 2240 Lượng chạy dao dọc nhỏ nhất Sdmin (mm/vòng) 0,7 0,06 0,082 0,08 Lượng chạy dao dọc lớn nhất Sdmax (mm/vòng) 4,16 3,34 1,59 2,64 Lượng chạy dao ngang nhỏ nhất Snmin (mm/vòng) 0,035 0,04 0,027 0,08 Lượng chạy dao ngang lớn nhất Snmax 2,08 2,47 0,52 2,64 (mm/vòng) Trọng lượng của máy (Kg) 2200 1200 1400 Đường kính lớn nhất của phôi (mm) 400 320 320 Theo đề bài thiết kế ta thấy máy tiện ren vít vạn năng T620 có các đặc tính tương tự và có tài liệu tham khảo đầy đủ. Vì vậy ta dùng máy T620 làm máy chuẩn để thiết kế máy mới. 2. Phân tích máy chuẩn. 2.1. Đồ thị số vòng quay thực tế của máy T620. Trị số công bội : Từ các thông số của máy có: nmin = 12,5 v/p. nmax = 2000 v/p. Z = 23. là: φ = Suy ra công bội = =1.259 1,26. , Vẽ lại sơ đồ vòng quay của máy T620. Sơ đồ động của máy biểu thị các nhóm tỉ số truyền như sau: + Nhóm 1 từ trục II –III: i1 = 1,31 = x1 = 1,13. ⇒ Tia i1 lệch sang phải 1 khoảng là: 1,33.logϕ 56 ≈ 1,65 = ϕX2 ⇒ x2 ≈ 2,17 i2 = 34 ⇒ Tia i2 lệch sang phải 1 khoảng là: 2,17.logϕ
  5. Đồ án môn học: Thiết kế máy cắt kim loại ϕ 1,13 i1 Lượng mở giữa hai tia [x]: ϕx = = 2,17 = ϕ-1,04 = ϕx ϕ i2 [x] = -1,04. + Nhóm 2 từ trục III – IV: 21 ≈ 0,38 = ϕX3 ⇒ x3 ≈ -4,19 i3 = 55 ⇒ Tia i3 lệch sang trái 1 khoảng là: 4,19.logϕ 29 ≈ 0,62 = ϕX4 ⇒ x4 ≈ -2,07 i4 = 47 ⇒ Tia i4 lệch sang trái 1 khoảng là: 2,07.logϕ 38 = 1 = ϕX5 ⇒ x5 ≈ 0 Tia i5 thẳng đứng. i5 = 38 Lượng mở [x] = [2] ứng với nhóm truyền khuếch đại. + Nhóm 3 từ trục IV – V: 22 ≈ 0,25 = ϕX6 ⇒ x6 ≈ -6 i6 = 88 ⇒ Tia i6 lệch sang trái 1 khoảng là: 6.logϕ 60 = 1 = ϕX7 ⇒ x7 ≈ 0 Tia i7 thẳng đứng i7 = 60 + Nhóm 4 từ trục V – VI: 22 ≈ 0,25 = ϕX8 ⇒ x8 ≈ -6 i8 = 88 ⇒ Tia i8 lệch sang trái 1 khoảng là: 6.logϕ 49 = 1 = ϕX9 ⇒ x9 ≈ 0 Tia i9 thẳng đứng. i9 = 49 + Nhóm gián tiếp từ trục VI – VII: 27 ≈ 0,5 = ϕX10 ⇒ x10 ≈ -3 i10 = 54 ⇒ Tia i10 lệch sang trái 1 khoảng là: 3.logϕ + Nhóm trực tiếp từ trục IV – VII: 60 ≈ 1,50 = ϕX11 ⇒ x11 ≈ 1,754 i11 = 40 ⇒ Tia i11 lệch sang phải 1 khoảng là: 1,754.logϕ + Số vòng quay của động cơ nđc = 1450 v/p. 145 ≈ 0,56. + Tỷ số truyền của bộ truyền đai: iđ = 260 + Hiệu suất của bộ truyền đai: η = 0,985 ⇒ Trị số vòng quay của trục đầu tiên của hộp tốc độ trên trục II: 145 n0 = nđc x iđ x η = 1450 x x 0,985 ≈ 800 v/p. 260
  6. Đồ án môn học: Thiết kế máy cắt kim loại Nhóm truyền Tỷ số Bánh răng ϕx x truyền (chủ động/bịđộng) 1.trục II_III i1 51/39 1,30 1,13 i2 56/34 1,65 2,17 i3 21/55 0,38 - 4,19 2.Trục III_IV i4 29/47 0,62 - 2,07 i5 38/38 1 0 3.Trục IV_V i6 22/88 0,25 -6 i7 60/60 1 0 4.Trục V_VI i8 22/88 0,25 -6 i9 49/49 1 0 5.Trục VI_VII i10 27/54 0,5 -3 6.Trục IV_VII i11 60/40 1,5 1,754 (Nhóm trực tiếp) Qua đó, đồ thị vòng quay của máy T620 có dạng: n ®c = 1 4 5 0 I i ® n 0 II i i 1 2 III i 4 i 3 i 5 IV i 6 i 7 i 9 V i 8 i 11 VI i 10 V II 2000 1 2 ,5
  7. Đồ án môn học: Thiết kế máy cắt kim loại 2.2.Xích tốc độ quay trục chính: Xích này nối từ động cơ điện có công suất N = 10 Kw, số vòng quay n = 1450 (v/p), qua bộ truyền đai vào hộp tốc độ (cũng là hộp trục chính) làm quay trục chính VII. Lượng di động tính toán ở hai đầu xích là: nđc (v/p) (số vòng quay của động cơ) → ntc (v/p) (số vòng quay của trục chính). Từ sơ đồ động ta có thể xác định được đường truyền động qua các trục trung gian tới trục chính. Xích tốc độ có đường truyền quay thuận và đường truyền quay nghịch, mỗi đường truyền khi tới trục chính bị tách ra làm hai đường truyền: + Đường truyền trực tiếp tới trục chính cho ra tốc độ cao. + Đường truyền tốc độ thấp đi từ trục III – IV – V – VI. Phương trình xích động biểu thị khả năng biến đổi tốc độ của máy: 60 → trùc tiÕp 29 40 47 56 22 22 34 21 145 88 88 × n®c × i®ai( )× 27 → 55 260 × × → gi¸n tiÕp 51 54 ntc 60 49 39 38 60 49 38 2.3. Phương án không gian và phương án thứ tự: Từ trên ta xác định được công thức kết cấu của máy là: Z= (2 x 3 x 2 x 2) + (2 x 3 x 1) = 30. Đường truyền chính Đường truyền phụ Ta nhận thấy máy tổ chức hai đường truyền: đường truyền gián tiếp (tốc độ thấp) và đường truyền trực tiếp (tốc độ cao), như vậy là tốt, vì đường truyền tốc độ cao cần số TST ít dẫn đến sẽ giảm được ồn, rung, giảm ma sát, tăng hiệu suất… khi máy làm việc. Theo lí thuyết tính toán để TST giảm từ từ đồng đều, đảm bảo được mô men xoắn yêu cầu thì số bánh răng các trục đầu phải nhiều hơn. Do đó, đáng ra PAKG là 3 x 2 x 2 x 2 là tốt nhất. Tuy nhiên, phương án 2 x 3 x 2 x 2 là hợp lí nhất vì: Do yêu cầu thực tiễn, máy có truyền động quay thuận thì phải có truyền động quay nghịch để phục vụ quá trình gia công và đổi chiều (giả sử đối với bàn xe dao chẳng hạn, nếu chỉ có một truyền động thì không thể đưa bàn dao tịnh tiến ngược lại
  8. Đồ án môn học: Thiết kế máy cắt kim loại trên băng máy mà chỉ tịnh tiến được một chiều, khi cắt ren thì trục chính phải có chuyển động quay nghịch để chạy dao ra…). Muốn vậy trên trục vào (II) phải dùng li hợp ma sát (gồm 2 nửa: chạy thuận và chạy nghịch) để thực hiện nhiệm vụ đó. Sở dĩ dùng li hợp ma sát mà không dùng các cơ cấu khác cùng tác dụng là vì ở máy tiện cho đảo chiều thường xuyên, do đó cần phải êm, không gây va đập mạnh…mà li hợp ma sát lại khắc phục được những nhược điểm đó, đồng thời ding ly hợp ma sát cũng có tác dụng đề phòng quá tải. Do đó, li hợp ma sát được lắp trên trục vào (II), để tránh kết cấu và kích thước lớn (trục II phải lắp thêm vỏ ly hợp) ta lấy may ơ của bánh răng làm vỏ của LHMS bánh răng trên trục 2 có đường kính lớn. Nếu trên trục 3 ta tiệp tục giảm tốc độ thì đường kính bánh răng trên trục 3 sẽ có đường kính lớn hơn kết cấu của hộp tốc độ sẽ lớn do đó trên trục 3 người ta tăng tốc độ để kích thước bánh răng trên trục 3 nhỏ kết cấu hộp tốc độ nhỏ sau đó mới giảm tốc ở trục 4. Đồng thời, trục 2 có lắp LHMS ( thuận 15 má, nghịch 11 má) chiếm chiều dài khá lớn trên trục, nếu ta lắp thêm bánh răng để thực hiện phương án không gian ( 3x2..) thì trục 3 dài gây ra võng trục ảnh hưởng nhiều đến chất lượng gia công để giảm chiều dài trục tận dụng may ơ của bánh răng và thực hiện phương án không gian (2x3..) Sở dĩ LHMS được đặt trên trục II mà không đặt trên các trục khác là vì: Trục II có tốc độ không đổi và là trục vào nên có mômen xoắn nhỏ, do đó, LHMS đặt trên trục này chỉ có 1 tốc độ, mômen xoắn nhỏ nhất, để đạt kích thước li hợp là hợp lý khoảng D = 100 (mm) thì tốc độ trục II có thể đạt được khoảng n0 = 800 v/p. Vì vậy PAKG 2 x 3 x 2 x 2 là hợp lí. Về phương án thứ tự (PATT) của máy có dạng là: PATT: I II III IV Ta nhận thấy, máy đã sử dụng PATT rất chuẩn, do quy luật phân bố TST các nhóm đầu có chênh lệch nhỏ, vì vậy kết cấu máy là hợp lí. Từ đồ thị vòng quay ta nhận thấy máy chỉ có 23 tốc độ riêng biệt, tức là có 7 tốc độ trùng. Ta có: Đối với đường truyền gián tiếp: PAKG : 2x3x2x2 PATT : I II III IV Lượng mở [x]: [1] [2] [6] [12] Đối với đường truyền trực tiếp: PAKG : 2x3x1 PATT :I II IV Lượng mở [x]: [1] [2] [0] Từ đường gián tiếp ta nhận thấy, lượng mở [x] = 12 là không hợp lí. Trong máy công cụ, ở hộp tốc độ có hạn chế TST i phải đảm bảo theo: 1 ≤i≤2 4
  9. Đồ án môn học: Thiết kế máy cắt kim loại Với công bội ϕ = 1,26 TST i được biểu diễn trên đồ thị vòng quay như sau: i=1 i=2 4 1 Nghĩa là: tia i1 = nghiêng trái tối đa là 6 ô và tia i2 = 2 nghiêng phải tối đa là 4 3 ô. Tức là, lượng mở tối đa Xmax = 9 ô. 1 1 1 = Mặt khác, i = < không thoả mãn điều kiện đã phân tích trên. ϕ [X ] 12 1,26 4 Vì vậy để khắc phục, người ta phải giảm bớt lượng mở của đường truyền gián tiếp từ [X] = 12 xuống [X] = 9, còn đường truyền trực tiếp giữ nguyên. Giảm như vậy thì đường gián tiếp sẽ có 3 tốc độ trùng. Khi đó, số tốc độ của máy sẽ là: Z = (2x3x2x2 – 3) + (2x3x1) = 27 tốc độ, mà số tốc độ yêu cầu là 23 dẫn đến là sẽ thừa ra 4 tốc độ Vì vậy, để khắc phục người ta đã xử lí bằng cách: + Vẫn giữ nguyên số cấp tốc độ của đường truyền trực tiếp (6 tốc độ) vì nó có số TST ít dẫn đến sẽ giảm được tiếng ồn, giảm rung động, giảm ma sát, đồng thời lại tăng được hiệu suất… khi máy làm việc. + Mặt khác, tiếp tục giảm thêm 3 tốc độ của đường truyền gián tiếp sẽ có lợi vì: máy sẽ giảm đi được số tốc độ có hiệu suất thấp dẫn đến kết cấu HTĐ sẽ nhỏ, gọn hơn, đồng thời số tốc độ mất đi đó sẽ được bù vào đường truyền trực tiếp. Ngoài ra khi i = 1/ ϕ9 khá lớn nhất là khi giảm tốc độ khích thước của cặp bánh răng khá lớn. Như vậy đường truyền gián tiếp sẽ có lượng mở nhóm cuối là: [X] = 12 – 6 = 6. Suy ra: Số tốc độ danh nghĩa của đường truyền gián tiếp là: Z1 = 2x3x2x2 – 6 = 18 Số tốc độ danh nghĩa của đường truyền trực tiếp là: Z2 = 2x3x1 = 6 Dẫn đến tổng số tốc độ là: Z = Z1 + Z2 = 18 + 6 = 24 Vì máy chỉ đòi hỏi 23 tốc độ, nên người ta đã xử lí bằng cách: cho tốc độ thứ 18 (cao nhất) của đường truyền gián tiếp trùng với tốc độ thứ 1 (thấp nhất) của đường truyền trực tiếp, do đó máy chỉ còn 23 tốc độ. Nghĩa là trị số tốc độ thứ 18 (n18 = 630 v/p), có thể đi bằng 2 đường truyền (trực tiếp và gián tiếp). Tuy nhiên, khi sử dụng tốc độ này thì ta nên sử dụng đường truyền trực tiếp (vì những ưu điểm đã nói trên). Vì vậy phương án chuẩn của máy là: Đối với đường truyền gián tiếp: PAKG : 2x3x2x2 PATT : I II III IV Lượng mở [x]: [1] [2] [6] [6]
  10. Đồ án môn học: Thiết kế máy cắt kim loại Đối với đường truyền trực tiếp: PAKG : 2x3x1 PATT :I II IV Lượng mở [x]: [1] [2] [0] Do đó, lưới kết cấu của máy T620 sẽ là: Đường truyền gián tiếp Đường truyền trực tiếp (Đường truyền chính) (Đường truyền phụ) 3. Hộp chạy dao: 3.1. Bàn xe dao: Bàn xe dao sử dụng bộ truyền bánh răng thanh răng cho việc chạy dao dọc, sử dụng bộ truyền vít me - đai ốc cho việc chạy dao ngang. Để chạy dao nhanh thì có thêm một động cơ phụ 1 Kw, n = 1410 v/p qua bộ truyền đai để vào trục trơn. Công thức tổng quát để chọn tỷ số truyền trong hộp chạy dao là: tp i = ibù.ics.igb = (một vòng trục chính) tv Trong đó: tv bước vít me. tp bước ren cần cắt trên phôi. ibù TST cố định bù vào xích tryền động. ics TST của khâu điều chỉnh tạo thành nhóm cơ sở. igb TST nhóm gấp bội. 3.2. Xích chạy dao: Ở máy tiện ren vít vạn năng ngoài xích tốc độ của trục chính thì xích chạy dao cũng đóng vai trò rất quan trọng. Chức năng của nó là dùng để cắt ren, tiện trơn.
  11. Đồ án môn học: Thiết kế máy cắt kim loại Thế giới quy chuẩn về 2 hệ ren (trong đó, mỗi hệ có 2 loại ren): + Ren Quốc tế (tr). Ren môđun (m). + Ren Anh (n). Ren Pitch (Dp). Vì vậy, máy tiện ren vít vạn năng T620 cũng đáp ứng được 4 loại ren đó với khoảng 112 bước ren tiêu chuẩn và 112 bước ren khuếch đại phủ kín toàn bộ các loại ren thuộc TCVN, thỏa mãn đầy đủ các nhu cầu trong cơ khí chế tạo và sửa chữa. Lược đồ cấu trúc động học hộp chạy dao: iv đc1igb LĐ1 đc2 Phôi Tv1 Tv2 itt ics igb LĐ4 LĐ2 LĐ3 LĐ5 Sơ đồ KCĐH máy Tiện T620 Từ cấu trúc động học xích chạy dao trên ta có phương trình tổng quát cắt ren như sau: 1 vòng trục chính x ix x tv = tr (1) Ta thấy rằng để cắt hết được các bước ren như yêu cầu thì với mỗi bước ren thì ta cần phải có một tỉ số truyền, như vậy thì ta cần một số lượng bánh răng rất lớn là 8×12 = 112, ngoài ra để cắt các bước ren gấp bội thì cần phải có các tỉ số truyền khác gấp bội lên (×2; ×4...), do đó số bánh răng cần thiết sẽ là 112×2; 112×4...điều đó nằm ngoài khả năng của máy. Để khắc phục chuyện này thì qua khảo sát máy mẫu ta đã thấy rằng, để có được có các tỉ số truyền khác nhau để cắt các bước ren khác nhau thì ta chia đường truyền thành các các nhóm khác nhau, trong đó thì có nhóm cơ sở là nhóm tạo ra một tỉ số truyền cơ sở để cắt các bước ren cơ sở, rồi từ đó ta mới cho qua một tỉ số gấp bội để thay đổi tỉ số truyền để cắt các bước ren còn lại, ngoài ra ta còn bố trí một tỉ số truyền khuếch đại để có thể cắt được các bước ren khuyếch đại.
  12. Đồ án môn học: Thiết kế máy cắt kim loại Từ các yêu cầu đó ta có được một bảng sắp xếp các bước ren như sau: Ren module Ren quốc tế m=tp/π tp=mm - 1,75 3,5 7 - - - 1,75 1 2 4 8 - 0,5 1 2 - 2,25 4,5 9 - - - 2,25 1,25 2,5 5 10 - - 1,25 2,5 - - 5,5 11 - - - - 1,5 3 6 12 - - 1,5 3 Ren pitch Ren Anh Dp=25,4π/tp n=25,4/tp 1 13 - 3 /4 - - - - - 1 14 7 3 /2 - 56 28 14 7 16 8 4 2 64 32 16 8 1 18 9 4 /2 - 72 36 18 9 19 9,5 - - 80 40 20 10 20 10 5 - 88 44 22 11 22 11 - - 96 48 24 12 24 12 6 3 - - - - 3.3. Một số cơ cấu đặc biệt: Cơ cấu li hợp siêu việt: Trong xích chạy dao nhanh và động cơ chính đều truyền đến cơ cấu chấp hành là trục trơn bằng hai đường truyền khác nhau. Do vậy nếu không có li hợp siêu việt truyền động sẽ làm xoắn và gãy trục. Cơ cấu li hợp siêu việt được dùng trong những trường hợp khi máy chạy dao nhanh và khi đảo chiều quay của trục chính. Cơ cấu đai ốc mở đôi: Vít me truyền động cho hai má đai ốc mở đôi tới hộp xe dao. Khi quay tay quay làm đĩa quay gắn cứng với hai má sẽ trượt theo rãnh ăn khớp với vít me. Cơ cấu an toàn trong hộp chạy dao: Nhằm đảm bảo khi làm việc quá tải, được đặt trong xích chạy dao (tiện trơn) nó tự ngắt truyền động khi máy quá tải. 3.4. Nhận xét về máy T620: Máy có 23 tốc độ khác nhau của trục chính, có tính vạn năng cao, tiện được nhiều kiểu ren khác nhau. Đồng thời phương án không gian và phương án thứ tự đã được sắp xếp một cách hợp lý để có được một bộ truyền không bị cồng kềnh. Bộ ly hợp ma sát ở trục I được làm việc ở vận tốc là 800 v/p là một tốc độ hợp lý, đồng thời bộ ly hợp ma sát còn tận dụng được bánh răng trên trục I nên tăng được độ cứng vững. Trong máy có bộ ly hợp ma sát siêu việt, thuận tiện cho quá trình chạy dao nhanh.
  13. Đồ án môn học: Thiết kế máy cắt kim loại Phần II: Thiết kế máy mới. Chương I: Thiết kế động học máy cắt kim loại A. Hộp tốc độ trong máy cắt kim loại: 1. Yêu cầu đối với hộp tốc độ: Hộp tốc độ (HTĐ) trong máy cắt kim loại dùng để truyền lực cắt cho các chi tiết gia công với những chế độ cắt cần thiết. Thiết kế HTĐ yêu cầu phải đảm bảo những chỉ tiêu về kỹ thuật, và kinh tế tốt nhất trong điều kiện cụ thể cho phép. HTĐ phải có kích thước nhỏ gọn, hiệu suất cao, tiết kiệm nguyên vật liệu, kết cấu có tính công nghệ cao, làm việc chính xác. Từ tính chất quan trọng như vậy của HTĐ và từ yêu cầu thực tế của sản xuất, HTĐ của máy mới mà ta cần thiết kế phải đảm bảo những yêu cầu kỹ thuât sau: + Tốc độ cắt của máy: Từ đề bài cho nmax, φ ta tính nmin theo công thức: φ = = = 12,5 (v/p). nmin = , Ta có: n1 = nmin n2 = n1. n3 = n2.φ   n1.   n4 = n3.φ=n1.φ3 .................... n24=n23.ϕ =n1.φ23= nmax Tính các vòng quay còn lại: Công thức tính nchuẩn ntính 12,5 12,5 n1 = nmin 15,75 16 n2 = n1. 19,65 20 n3 = n2.φ   n1. n4= n3.φ = n1. 25,00 25
  14. Đồ án môn học: Thiết kế máy cắt kim loại n5= n4.φ = n1. 31,5 31,5 n6= n5.φ = n1. 39,7 40 n7= n6.φ = n1. 50,02 50 n8= n7.φ = n1. 63,02 63 n 9= n 8φ = n 1 . 79,41 80 n10= n9.φ = n1. 100,06 100 n11= n10.φ = n1. 126,05 125 n12= n11.φ = n1. 158,85 160 n13= n12.φ = n1. 200,15 200 n14= n13.φ = n1. 252,19 250 n15= n14.φ = n1. 317,76 315 n16= n15.φ = n1. 400,38 400 n17= n16.φ = n1. 504,47 500 n18= n17.φ = n1. 635,64 630 n19= n18.φ = n1. 800,90 800 n20= n19.φ = n1. 1009,14 1000 n21= n20.φ = n1. 1271,51 1250 n22= n21.φ = n1. 1602,11 1600 n23= n22.φ = n1. 2018,65 2000 n24= n23.φ = n1. 2543,50 2500 2.Phạm vi điều chỉnh của hộp tốc độ. Những trị số tốc độ trong khoảng từ Vmin đến Vmax được quy thành số vòng quay của trục chính. Phạm vi điều chỉnh được xác định theo công thức: =  – Trong đó: phạm vi điều chính số vòng quay. nmax, nmin – số vòng quay lớn nhất và nhỏ nhất của trục chính. . nmax = (v/p). . . (v/p). nmin= . Trong đó: Vmax, Vmax – tốc độ lớn nhất và nhỏ nhất , – đường kính lớn nhất, nhỏ nhất của chi tiết gia công. Xuất phát từ tình hình thực tế hiện nay, chúng ta cần sửa chữa và chế tạo những loại máy công nghiệp và nông nghiệp có đường kính trục trong khoảng 40 100 mm. Vì vậy chúng ta cần thiết kế máy công cụ hạng trung, thiết kế máy này dựa trên máy T620 Để máy thiết kể ra đảm bảo chất lượng, tính năng thì theo kinh nghiệm cần căn
  15. Đồ án môn học: Thiết kế máy cắt kim loại cứ vào những số liệu sơ bộ. Thiết kế máy tiện có nmin= 12,5 v/p,với tốc độ này phù hợp với công nhân khi thao tác tiện ren. Phạm vi điều chỉnh: Rn= = 200. , 3.Lưới kết cấu và đồ thị vòng quay của hộp tốc độ. 3.1. Cách xác định các nhóm truyền và tỉ số truyền(TST). Từ công thức: ( ; Trong đó Xi là số nhóm truyền tối thiểu. ndco 1450 lg( ) lg( ) nmin 12,5 = Xi = = 3,4 lg 4 lg 4 Vì số nhóm truyền là nguyên nên chọn Xi = 4. 3.2. Phương án không gian và phương án thứ tự: Chọn phương án không gian: Một phương án bố trí không gian, ta có nhiều phương án thứ tự thay đổi khác nhau. Với số cấp tốc độ được tính dựa vào yêu cầu thực tế của sản phẩm cần gia công, dựa theo máy hiện có T620 đã khảo sát ta có các phương án không gian khác nhau: Z = 24 x 1= 12 x 2= 3 x 4 x 2= 6 x 2 x 2= 2 x 3 x 2 x 2 … Dựa vào số nhóm truyền tối thiểu Xi = 4, đồng thời để kích thước HTĐ nhỏ gọn nên cần phải có TST chênh lệch nhóm đầu ít (dẫn đến chênh lệch bánh răng không quá lớn). Vì vậy, ta có thể loại trừ các phương án không gian trên và chọn phương án hợp lí nhất là: PAKG: 2 x 3 x 2 x 2 Dựa vào công thức: Z = p1.p2…pj Trong đó pj là TST trong một nhóm. Ta có: Z = 24 = 2 x 2 x 3 x 2 = 2 x 2 x 2 x 3 = 3 x 2 x 2 x 2 = 2 x 3 x 2 x 2 Mỗi thừa số pj là 1 hoặc 2 khối bánh răng di trượt truyền động giữa hai trục liên tục. Tính tổng số bánh răng của HTĐ theo công thức: Sz = 2.(p1 + p2 + … + pj) + Phương án không gian 2 x 2 x 2 x 3 có: Sz = 2.(2 + 2 + 2 + 3) = 18 + Phương án không gian 3 x 2 x 2 x 2 có: Sz = 2.(2 + 2 + 2 + 3) = 18 + Phương án không gian 2 x 2 x 3 x 2 có:
  16. Đồ án môn học: Thiết kế máy cắt kim loại Sz = 2.(2 + 2 + 2 + 3) = 18 + Phương án không gian 2 x 3 x 2 x 2 có: Sz = 2.(2 + 2 + 2 + 3) = 18 Tóm lại tổng số bánh răng của HTĐ cần thiết kế là: SZ = 18 bánh răng. Tính tổng số trục của phương án không gian theo công thức: Str = Xi + 1 = 4 + 1 = 5 Trong đó Xi là số nhóm truyền động Số bánh răng chịu mô men xoắn ở trục cuối cùng: PAKG: 2 x 2 x 3 x 2 ; 2 x 2 x 2 x 3 ; 3 x 2 x 2 x 2 ; 2 x 3 x 2 x 2 2 3 2 2 Chiều dài sơ bộ của HTĐ được tính theo công thức: L = ∑b + ∑ f Trong đó: b là chiều rộng bánh răng f là khoảng hở giữa hai bánh răng. Các cơ cấu đặc biệt dùng trong hộp: Li hợp ma sát (LHMS), phanh … Qua phân tích trên ta có bảng so sánh phương án bố trí không gian: Phương án Yếu tố so sánh 3x2x2x2 2x2x3x2 2x3x2x2 2x2x2x3 Tổng số bánh răng Sz 18 18 18 18 Tổng số trục Str 5 5 5 5 Chiều dài L 19.b + 18.f 19.b + 18.f 19.b + 18.f 19.b + 18.f Số bánh răng Mmax 2 2 2 3 Cơ cấu đặc biệt LHMS LHMS LHMS LHMS Kết luận: Từ phương án của máy hiện có và bảng so sánh các phương án khảo sát trên ta thấy: nên chọn phương án không gian 2x3x2x2 vì: + Theo lí thuyết thì TST phải đảm bảo giảm dần từ trục đầu tiên đến trục cuối (tức là PAKG 3 x 2 x 2 x 2 là đúng nhất). Nhưng do yêu cầu về kết cấu dẫn đến phải bố trí trên trục II (với tốc độ hợp lí nên là 800 v/p) 1 bộ li hợp ma sát nhiều đĩa và 1
  17. Đồ án môn học: Thiết kế máy cắt kim loại bộ bánh răng đảo chiều, vì vậy để tránh cho kết cấu cồng kềnh (trục II dài ra để chứa thêm bánh răng) nên ta chọn phương án 2x3x2x2 là hợp lí. Do đó, cũng như máy mẫu, từ trục II đến trục III ta phải tăng tốc vì: ta dùng bánh răng trên trục II làm vỏ li hợp ma sát dẫn đến kích thước 2 bánh răng đó khá lớn, nếu tiếp tục giảm tốc sẽ dẫn đến kích thước bộ truyền rất lớn, vì vậy ta phải tăng tốc ở đoạn này. + Số bánh răng phân bố trên các trục đều hơn PAKG 3x2x2x2 và 2x2x3x2. + Số bánh răng chịu mô men xoắn lớn nhất Mmax trên trục chính là ít nhất. Do đó, để đảm bảo yêu cầu về kết cấu cũng như TST ta ưu tiên chọn PAKG là 2x3x2x2. Chọn phương án thứ tự: Số PATT: q = m! m là số nhóm truyền. Suy ra q = 4! = 24 phương án. Để chọn PATT hợp lí nhất ta lập bảng để so sánh tìm phương án tối ưu nhất. Bảng so sánh các PATT: TT Nhóm 1 TT Nhóm 2 TT Nhóm 3 TT Nhóm 4 1 7 13 2 x 3 x 2 x 2 19 2 x 3 x 2 x 2 2x3x2x2 2x3x2x2 I II III IV II I III IV III I II IV IV I II III [1] [2] [6] [12] [3] [1] [6] [12] [6] [1] [3] [12] [12] [1] [3] [6] 2 8 14 20 2x3x2x2 2x3x2x2 2x3x2x2 2x3x2x2 I III II IV II III I IV III II I IV IV II I III [1] [4] [2] [12] [2] [4] [1] [12] [6] [2] [1] [12] [12] [2] [1] [6] 2x3x2x2 2x3x2x2 2x3x2x2 2x3x2x2 3 9 15 21 I IV II III II III IV I III IV I II IV III I II [1] [8] [2] [4] [2] [4] [12] [1] [4] [8] [1] [2] [12] [4] [1] [2] 4 10 16 22 2x3x2x2 2x3x2x2 2x3x2x2 2x3x2x2 I II IV III II I IV III III I IV II IV I III II [1] [2] [12] [6] [3] [1] [12] [6] [6] [1] [12] [3] [12] [1] [6] [3] 5 11 17 23 2x3x2x2 2x3x2x2 2x3x2x2 2x3x2x2 I III IV II II IV III I III II IV I IV II III I [1] [4] [12] [2] [2] [8] [4] [1] [6] [2] [12] [1] [12] [2] [6] [1] 6 12 18 24 2x3x2x2 2x3x2x2 2x3x2x2 2x3x2x2 I IV III II II IV I III III IV II I IV III II I [1] [8] [4] [2] [2] [8] [1] [4] [4] [8] [2] [1] [12] [4] [2] [1] Nhận xét: Qua bảng trên ta thấy các phương án đều có ϕXmax> 8 do đó không thoả mãn điều kiện ϕXmax ≤ 8. Vì vậy, để chọn phương án đạt yêu cầu ta phải tăng thêm trục trung gian hoặc tách ra làm hai đường truyền. Ta nhận thấy, máy hiện có đã sử dụng PATT rất chuẩn, do quy luật phân bố TST các nhóm đầu có chênh lệch nhỏ (phân bố hình rẻ quạt) dẫn đến kích thước bộ truyền nhỏ, phương án I II III IV là tốt hơn cả vì nó có lượng mở đều đặn và tăng từ từ, kết cấu chặt chẽ, hộp tương đối gọn… Khi đó ta có: PAKG : 2x3x2x2
  18. Đồ án môn học: Thiết kế máy cắt kim loại PATT : I II III IV Lượng mở [x]: [1] [2] [6] [12] Từ trên ta nhận thấy, lượng mở [x] = 12 là không hợp lí. Trong máy công cụ, ở hộp tốc độ có hạn chế TST i phải đảm bảo theo: 1 ≤i≤2 4 Với công bội ϕ = 1,26 TST i được biểu diễn trên đồ thị vòng quay như sau: i=1 i=2 4 1 Nghĩa là: tia i1 = nghiêng trái tối đa là 6 ô và tia i2 = 2 nghiêng phải tối đa 4 là 3 ô. Tức là, lượng mở tối đa Xmax = 9 ô. 1 1 1 Mặt khác, i = < không thoả mãn điều kiện đã phân tích trên. = ϕ [X ] 12 1,26 4 Vì vậy để khắc phục, ta phải giảm bớt lượng mở từ [X] = 12 xuống [X] = 9. Giảm như vậy thì với số tốc độ trên máy sẽ có 3 tốc độ trùng. Khi đó, số tốc độ của máy sẽ là: Z = (2x3x2x2 – 3) = 21 tốc độ, mà số tốc độ yêu cầu là 23 dẫn đến là sẽ thiếu 2 tố c đ ộ Vì vậy, để khắc phục ta đã xử lí bằng cách: Bù số tốc độ thiếu ấy vào một đường truyền khác mà theo máy mẫu ta đã khảo sát, để vẫn giữ nguyên số cấp tốc độ của máy, ta bố trí thêm đường truyền tốc độ cao hay còn gọi là đường truyền trực tiếp. Đường truyền này có số TST ít dẫn đến sẽ giảm được tiếng ồn, giảm rung động, giảm ma sát, đồng thời lại tăng được hiệu suất… khi máy làm việc. Có thể bù 2 tốc độ bằng đường truyền phụ từ trục II, nhưng làm như vậy thì khó bố trí tỷ số truyền giữa trục II và trục chính, đồng thời không tận dụng được nhiều tốc độ cao + Mặt khác, theo máy mẫu ta sẽ giảm thêm 3 tốc độ của đường truyền gián tiếp sẽ có lợi vì: máy sẽ giảm đi được số tốc độ có hiệu suất thấp dẫn đến kết cấu HTĐ sẽ nhỏ, gọn hơn, đồng thời số tốc độ mất đi đó sẽ được bù vào đường truyền trực tiếp từ trục IV sang trục VI. Như vậy đường truyền gián tiếp sẽ có lượng mở nhóm cuối là: [X]= 12 – 6 = 6 Suy ra:
  19. Đồ án môn học: Thiết kế máy cắt kim loại Số tốc độ danh nghĩa của đường truyền gián tiếp là: Z1 = 2x3x2x2 – 6 = 18 Số tốc độ danh nghĩa của đường truyền trực tiếp là: Z2 = 2x3x1 = 6 Dẫn đến tổng số tốc độ là: Z = Z1 + Z2 = 18 + 6 = 24 Vì máy chỉ đòi hỏi 23 tốc độ, nên ta đã xử lí bằng cách: cho tốc độ thứ 18 (cao nhất) của đường truyền gián tiếp trùng với tốc độ thứ 1 (thấp nhất) của đường truyền trực tiếp, do đó máy chỉ còn 23 tốc độ. Nghĩa là trị số tốc độ thứ 18 (n18 = 630 v/p), có thể đi bằng 2 đường truyền (trực tiếp và gián tiếp). Tuy nhiên, khi sử dụng tốc độ này thì ta nên sử dụng đường truyền trực tiếp (vì những ưu điểm đã nói trên). Vì vậy phương án chuẩn của máy mới là: Đối với đường truyền gián tiếp: PAKG : 2x3x2x2 PATT : I II III IV Lượng mở [x]: [1] [2] [6] [6] Đối với đường truyền trực tiếp: PAKG : 2x3x1 PATT :I II IV Lượng mở [x]: [1] [2] [0] 3.3. Vẽ lưới kết cấu: Từ hai đường truyền trên ta có sơ đồ lưới kết cấu như sau: 3.4. Vẽ đồ thị vòng quay: Nhược điểm của lưới kết cấu là không biểu diễn được TST cụ thể, các trị số vòng quay cụ thể trên các trục, do đó không tính được truyền dẫn trong hộp, để khắc phục nhược điểm này ta vẽ đồ thị vòng quay.
  20. Đồ án môn học: Thiết kế máy cắt kim loại Qua khảo sát và nghiên cứu máy hiện có T620, ta nhận thấy dạng máy mà ta đang thiết kế có kết cấu và các phương án được chọn gần như tương tự u. Do đó, để vẽ được đồ thị vòng quay hợp lí, dựa vào máy mẫu và các loại máy hạng trung cung cỡ để khảo sát. Chọn số vòng quay động cơ điện: trên thực tế , đa số các máy vạn năng hạng trung đều dùng động cơ điện xoay chiều ba pha không đồng bộ có nđc = 1450 v/p. Như trên, để dễ dàng vẽ được đồ thị vòng quay nên chọn trước số vòng quay n0 của trục vào rồi sau đó ta mới xác định TST. Mặt khác, n0 càng cao thì càng tốt, vì nếu n0 cao thì số vòng quay của các trục ngang trung gian sẽ cao, mômen xoắn bé dẫn tới kích thước của các bánh răng, các trục... nhỏ gọn, tiết kiệm được nguyên vật liệu. Thông qua việc khảo sát máy T620, trên trục đầu tiên có lắp bộ li hợp ma sát, để cho li hợp ma sát làm việc trong điều kiện tốt nhất thì ta chọn tốc độ n0 = 800v/p, vận tốc này cũng là một vận tốc của trục cuối cùng. Suy ra: 800 iđ = = = 0,54. η. đ 1450.0,985 Trong đó: nđc : số vòng quay của động cơ. iđ : tỉ số truyền từ trục động cơ đến trục đầu tiên (bộ truyền đai). η = 0,985: hệ số trượt của dây đai. Đối với mỗi nhóm tỉ số truyền ta chỉ cần chọn một tỉ số truyền tuỳ ý (độ dốc 1 ≤ i ≤ 2. Các tỉ số khác dựa vào đặc tính của của tia tuỳ ý) nhưng cần phải đảm bảo 4 nhóm truyền để xác định. Nhóm truyền thứ nhất: Truyền từ trục II sang trục III, có 2 tỉ số truyền (i1& i2), đặc tính nhóm là 2[1]. Cũng như máy hiện có, do phải bố trí bộ đảo chiều LHMS, nên để kết cấu hợp lí, nhỏ gọn thì ta cần phải tăng tốc độ ở đoạn này (như đã phân tích ở phần chọn PAKG). Do đó, dựa vào máy mẫu ta chọn tỉ số truyền i1 = ϕ1 = 1,261 Tức là tia i1 nghiêng phải 1 khoảng lgϕ, từ đó ta có thể xác định được i2 thông qua quan hệ: i1 : i2 = ϕ1 : ϕ2 ⇒ i2 = 1,262 = 1,5876 ⇒ tia i2 nghiêng phải 2 khoảng lgϕ. Tương tự như vây ta chọn tỉ số truyền cho các nhóm truyền khác. Nhóm truyền thứ hai: Truyền từ trục III sang trục IV, có 3 tỉ số truyền (i3, i4& i5), đặc tính của nhóm truyền là 3[2], đoạn truyền giảm tốc nên i ≤ 1. Ta chọn i5 = 1, nghĩa là tia i5 thẳng đứng. Từ đó xác định hai tỉ số truyền còn lại thông qua quan hệ: i5 : i4 : i3 = 1 : ϕ-2 : ϕ-4 ⇒ i4 = ϕ-2 = 1,26-2 = 0,63 ⇒ tia i4 nghiêng trái 2 khoảng lgϕ. ⇒ i3 = ϕ-4 = 1,26-4 = 0,40 ⇒ tia i3 nghiêng trái 4 khoảng lgϕ.
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2