Đề 5 : Thiết kế máy tiện vạn năng dùng cơ cấu bánh răng di trượt với bánh răng thay thế

Đề 5 : Thiết kế máy tiện vạn năng với các yêu cầu sau:

1/ Hộp tốc độ dùng cơ cấu bánh răng di trượt với bánh răng thay thế có các thông số sau:

• Số vòng  quay nhỏ nhất của trục chính là      :       n_min    = 11,2 vòng/phút
• Số vòng quay lớn nhất của trục chính là        :   n_max   =  2000 vòng/phút
• Công bội của chuỗi số vòng quay là              :         = 1,41
• Động cơ có công suất N= 4,5 kw  ; số vòng quay n_đc = 1450 vòng/phút.

 2/ Hộp chạy dao dùng cơ cấu Norton và cơ cấu then kéo để tiện các loại ren sau:

• Ren quốc tế : t_p = 0,5 ; 0,625 ; 0,75 ; 0,875 ; 1 ; 1,25 ; 1,5 ; 1,75 ; 2 ; 2,25 ; 2,5 ; 2,75 ; 3 ; 3,25 ; 3,5 ; 4 ; 4,5 ; 4,75 ; 5 ; 5,5 ; 5,75 ; 6 ; 6,5 ; 7

 

• Ren modun : m = 0,25 ; 0,5 ; 0,625 ; 0,75 ; 0,875 ; 1 ; 1,25 ; 1,5 ; 1,75 ; 2 ; 2,25 ; 2,5 ; 2,75 ; 3 ; 3,25 .

 

• Ren Anh : n = 56 ; 52 ; 48 ; 46 ; 44 ; 40 ; 38 ; 36 ; 32 ; 28 ; 26 ; 24 ; 23 ; 22 ; 20 ; 19 ; 18 ; 16 ; 14 ; 13 ; 12 ; 11 ; 11 ; 10 ; 9  ; 9 ; 8 ; 7 ; 6  ; 6 ; 5  ; 5  ; 5 ; 4  ; 4 ; 4

 

• Ren Pitch : P = 112 ; 104 ; 96 ; 92 ; 88 ; 80 ; 76 ; 72 ; 64 ; 56 ; 52 ; 48 ; 46 ; 44 ; 40 ; 38 ; 36 ; 32 ; 28 ; 26 ; 24 ; 23 ; 22 ; 20 ; 19 ; 18 ; 16 ; 14 ; 12 ; 11 ; 10 ; 9 ; 8 .

 

   

  *  Yêu cầu các tỉ số truyền của nhóm gấp bội  i_gb = 1/4 ; 1/2 ; 1/1 ; 2

Lời cảm ơn

 

 

Sau một thời gian nghiên cứu , tham khảo tài liệu , cũng như vận dụng các kiến thức đã học kết hợp với sự hướng dẫn tận tình của giáo viên hướng dẫn , em đã thực hiện xong Đồ án môn học thiết kế máy cắt kim loại,  qua việc Thiết kế máy tiện vạn năng

               Toàn bộ công việc thiết kế đồ án được thực hiện trong thời gian khá ngắn, lại thiếu kinh nghiệm, tài liệu tra cứu. Do đó, đồ án này hẳn còn nhiều sai sót. Rất mong thầy cho em ý kiến bổ sung để nâng cao kiến thức và giúp cho chúng em làm quen với công việc thiết kế của người kỹ sư công nghệ sau này khi thâm nhập vào thực tế sản xuất.

    Trong quá trình thực hiện, đồ án này của em được hoàn thành với sự hướng dẫn của thầy Trần Quốc Hùng . Dù bận nhiều việc nhưng thầy đã hướng dẫn rất tận tình , đã truyền đạt lại cho em nhiều kiến thức cũng như những kinh nghiệm thực tế  rất bổ ích. Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của thầy để  em hoàn thành đồ án này được đúng thời hạn. Kính chúc thầy sức khỏe và đạt được nhiều thành công .

Em xin chân thành cảm ơn.

PHẦN I:                                     HỘP TỐC ĐỘ

 

I: CÁC THÔNG SỐ  CƠ BẢN :

- Phạm vi điều chỉnh tỉ số truyền

 Ta có

    R­­­­_n = =  = 187,57

Số cấp tốc độ của hộp tốc độ

     Z = + 1 =  = 16,09

Ta đếm số vòng quay trong bảng [1-3] /tr22 – TK Máy Cắt Kim Loại  ( vòng /phút )

                N₁ = 11,2                        ;       N₉    = 180                              

                N₂ = 16                           ;       N₁₀   = 250                   

                N₃ = 22,4                        ;       N₁₁   = 355

                N₄ = 31,5                        ;       N₁₂   = 500

                N₅ = 45                           ;       N₁₃   = 710

                N₆ = 63                           ;       N₁₄   = 1000

                N₇ = 90                           ;       N₁₅   = 2000

 

       Ta thấy N₁₆ = 2000 ( vg/phút) = N_max

             

                  Nên ta chọn   Z = 16

 

II: LƯỚI KẾT CẤU VÀ ĐỒ THỊ SỐ VÒNG QUAY :

       Ta có : Z = 16

                   Z =16 = 2.2.4 = 2.2(1.2 + 1.2)

          § Z₀.Z^’ = 2.2.1.2

      PATT :  2[1].2[2].1[0]2[4]  = 8

          §  Z₀.Z^’’ = 2.2.1.2

      PATT :  2[1].2[2].1[0]2[4]  = 8

     Kiểm tra

        - Phạm vi điều chỉnh tỉ số truyền:

                     R_i =  = 1,41⁴    < 8        R_i  đạt

        - Kiểm tra có vẽ được đồ thị số vòng quay

                     T = A + B + C

        Trong đó:   A  - Số lượng ô có thể đạt được của nhóm truyền động chung Z₀

                                         B - Số lượng ô có thể đạt được của nhóm truyền động nhanh Z^’                                     

                           C - Số lượng ô có thể đạt được của nhóm truyền động chậm Z^’’                                     

      

Ta tính được :

                        A = Z₀ -1 = 3

                        B = n_max.W₁ = 2.3 = 6

                        C = m_max.W₂ = 4.3 = 12

 

Þ T =  3 + 6 + 12 = 21 ( ô )

Số ô cần để vẽ đồ thị :  Z -1 = 16-1 = 15 ( ô)

Vậy ta vẽ được đồ thị số vòng quay

Lưới kết cấu :

 

 

Đồ thị số vòng quay

Từ đồ thị số vòng quay , ta xác định được tỉ số truyền

Khi lựa chọn tỉ số truyền cần đảm bảo

            i₁

            i₄  =  j  = 1,41

           

            i₈  = j⁰ = 1

số vòng quay trục I tương ứng với n₀   ,  n₀ = 710 vòng /phút

Do đó :i_đ  =

i_đ là tỷ số truyền của puli - đai truyền nối từ động cơ đến HTĐ

iii- xá định số răng của các bánh răng

Dựa vào tỉ số truyền, chọn sơ bộ số răng của các cặp bánh răng ăn khớp ( bảng 2-4 )

i	i1=	i2=	i3=	i4=1.41	i5	i6=1,9881	i7=	i8=1	i9=	i10=
Z : Z’	19:53	24:48	33:47	47:33	18:72	60:30	18:72	45:45	30:60	60:30
SZ	72		80		90		90

 

Kiểm tra lại tỉ số truyền theo điều kiện cho phép

                             D_i  £  [D_i]

Sai số về tỉ số truyền D_i

D_i = %    £  [D_i]

Trong đó   [D_i] = ±10 (j - 1) %  = ±10 (1,41 - 1) %  = ± 4,1 % 

             

Tất cả các tỉ số truyền trên đều nằm trong giới hạn cho phép

 

iv-Sơ đồ động và sơ đồ truyền lực

Sơ đồ động

Sơ đồ truyền lực

   Sơ đồ truyền lực chỉ thể hiện cho 8 số vịng quay gồm  n₁ , n₂ , n₅ , n₆ , n₉ , n₁₀ , n₁₃ , n₁₄

   Cc số vịng quay cịn lại sẽ đạt được khi thay đổi vị trí của cặp bánh răng thay thế

Kiểm tra sai số vịng quay :

Tính tất cả số vịng quay thực tế :

Với i_đ = =

     N_tt1   =n_đc . i_đ i₁.i₃.i₅.i₇    =1450.  =   11,169     vg/ph

 N_tt2   = n_đc . i_đ i₂.i₃.i₅.i₇    =1450.  = 15,578    vg/ph

 

     N_tt3   = n_đc . i_đ i₁.i₄.i₅.i₇    =1450.   = 22,656 vg/ph

     N_tt4   = n_đc . i_đ i₂.i₄.i₅.i₇    =1450.  = 31,6 vg/ph

     N_tt5   = n_đc . i_đ i₁.i₃.i₅.i₈    =1450.  = 44,677 vg/ph

     N_tt6   = n_đc . i_đ i₂.i₃.i₅.i₈   =1450.  = 62,313 vg/ph

     N_tt7   = n_đc . i_đ i₁.i₄.i₅.i₈    =1450.  = 90,627 vg/ph   

     N_tt8   = n_đc . i_đ i₂.i₄.i₅.i₈    =1450.  = 126,401 vg/ph     

     N_tt9   = n_đc . i_đ i₁.i₃.i₆.i₉    =1450.  = 178,711 vg/ph

     N_tt10   = n_đc . i_đ i₂.i₃.i₆.i₉    =1450. = 249,255 vg/ph

     N_tt11   = n_đc . i_đ i₁.i₄.i₆.i₉    =1450.  = 362,51 vg/ph          

     N_tt12   = n_đc . i_đ i₂.i₄.i₆.i₉    =1450.  = 505,606 vg/ph

         N_tt13   = n_đc . i_đ i₁.i₃.i₆.i₁₀    =1450.  = 714,845 vg/ph  

         N_tt14   = n_đc . i_đ i₂.i₃.i₆.i₁₀    =1450.  = 997,021 vg/ph

         N_tt15   = n_đc . i_đ i₁.i₄.i₆.i₁₀    =1450.  = 1450,04 vg/ph

       N_tt16   = n_đc . i_đ i₂.i₄.i₆.i₁₀   =1450. = 2022,424 vg/ph

Bảng số vòng quay thực tế tính được

N1	N2	N3	N4	N5	N6	N7	N8
11,169	15,578	22,656	31,6	44,677	62,313	90,627	126,401
N9	N10	N11	N12	N13	N14	N15	N16
178,711	249,255	362,51	505,606	714,845	997,021	1450,04	2022,424

    Tính sai số vịng quay

                *  Dn  = £  [Dn ].

   Trong đó   [Dn] =  ±10( j -1)% = ± 4,1 % .

Trị số	n1	n2	n3	n4	n5	n6	n7	n8
NTính	11,169	15,578	22,656	31,6	44,677	62,313	90,627	126,401
NTiêu chuẩn	11,2	16	22,4	31,5	45	63	90	125
Dn %	-0,276	-2,64	1,143	0,317	-0,717	-1,09	0,696	1,12
Trị số	n9	n10	n11	n12	n13	n14	n15	n16
NTính	178,711	249,255	362,51	505,606	714,845	997,021	1450,04	2022,424
NTiêu chuẩn	180	250	355	500	710	1000	1410	2000
Dn %	-0,716	-0,298	2,115	1,12	0,682	-2,979	2,839	-1,12

V-TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC CỦA CÁC CHI TIẾT TRONG HỘP TỐC ĐỘ

PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN GIỮA CÁC TRỤC

(chọn tỷ số truyền nhỏ nhất để ứng suất trên trục lớn nhất)

T/ số	Đ/cơ	I		II		III		IV		V
I	Iđ =		I1=		I3=		I5=		I7 =
n (v/p)	1450	710		254		180		46		12
N(KW)	3,3	3,15		2,95		2,85		2,67		2,5
M(N.mm)	21734,48	42369,72		110915,35		151208,3		554315,22		198983,33

 Tính các giá trị trong bảng :

 

* Với    i _đ =

 

* Hiệu suất chung : h = h _đ .h ⁵_ổ .h⁴_br             

=0,96 .0,995⁶ . 0,97⁴=0,825

 với: h _ổ = 0,995, h _đ = 0,96,   h _br =0,97

    N_ct = N_đc . h = 4 . 0,825 = 3,3  ( kw)

    Momen xoắn : M_X = 9,55.10⁶     (N.mm)

      Hiệu  suất

      *N_{c t} =N_{đ c} .h                    =  4. 0,825                 = 3,3  kw

      *N_I =N_đc .h_đ .h _ổ               = 3,3.0,96.0,995        = 3,15   kw.

*N_II =N_I.h_br².h _ổ                 = 3,15. 0,97². 0,995  = 2,95  kw .

*N_III =N_II .h_br .h _ổ             = 2,95.0,97 .0,995    = 2,85   kw.

*N_IV =N_III  .h_br².h _ổ                = 2,85.0,97².0,995    = 2,67  kw.

*N_V  =N_IV .h_br².h _ổ           = 2,67.0,97².0,995    = 2,5  kw.

Số vòng quay

*n_đc  = 1450 (v/p)

*n_I    = n₀    = 710 (v/p)

*n_II   = 254 (v/p)

*n_III  = 180 (v/p)

*n_IV  = 46 (v/p)

*n_V   = 12 (v/p)

Momen xoắn :

                    M_X = 9,55.10⁶ .     (N.mm).

• M₀ = 9,55.10⁶  .  =  21734,48 (N.mm).
• M₁ = 9,55.10⁶  .  =  42369,72     (N.mm).
• M₂ = 9,55.10⁶  .   = 110915,35    (N.mm).
• M₃ = 9,55.10⁶ .  =  151208,3    (N.mm).
• M ₄ = 9,55.10⁶ .   = 554315,22   (N.mm).
• M₅  = 9,55.10⁶ .   = 1989583,33  (N.mm).