ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY RANG LẠC
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY RANG LẠC
PHẦN I - THIẾT KẾ MÁY.. 9
A - NHỮNG NỘI DUNG THIẾT KẾ MÁY CƠ BẢN VÀ MÁY CẦN THIẾT KẾ:9
B - NỘI DUNG THIẾT KẾ. 10
1. Xác định nguyên tắc hoạt động và chế độ làm việc.10
2. Lập sơ đồ chung toàn máy :14
3. Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền:15
4. Tính toán thiết kế các bộ truyền. 17
5. Kết cấu các phần tử. 47
PHẦN II50
THIẾT KẾ QUY TRÌNH GIA CÔNG HỘP GIẢM TỐC.. 50
1. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết:50
2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết:50
3. Xác định dạng sản xuất51
4. Xác định phương pháp chế tạo phôi và thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi.52
5. Lập quy trình công nghệ:55
6. Tính và tra lượng dư các bề mặt .86
7. Tính thời gian cơ bản cho tất cả các nguyên công:88
8. Thiết kế đồ gá. 96
PHẦN III104
QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG.. 104
NẮP HỘP GIẢM TỐC.. 104
1. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết:104
2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết:104
3. Xác định dạng sản xuất105
4.Quy trình công nghệ :106
5. TÍNH LƯỢNG DƯ VÀ TRA LƯỢNG DƯ CÁC BỀ MẶT.124
6.Tính thời gian gia công. 126
7. Thiết kế đồ gá. 128
PHẦN III135
QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO.. 135
TRỤC VÍT. 135
1-Ph©n tÝch chøc n¨ng lµm viÖc cña chi tiÕt .135
2-Ph©n tÝch tÝnh c«ng nghÖ trong kÕt cÊu cña chi tiÕt .135
3. Xác định dạng sản xuất.136
4. Chọn phương pháp chế tạo phôi:138
5.Chuẩn định vị để gia công chi tiết dạng trục. 139
6. Lập bảng trình tự nguyên công và sơ đồ định vị.139
PHẦN IV.. 183
QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG.. 183
TRỤC BẬC ĐỠ BÁNH VÍT. 183
...........
3. Xác định dạng sản xuất.184
4. Chọn phương pháp chế tạo phôi:186
5.Chuẩn định vị để gia công chi tiết dạng trục. 187
6. Lập bảng trình tự nguyên công và sơ đồ định vị.187
CHƯƠNG III : TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT. 191
CHƯƠNG IV.. 222
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ.. 222
- VÞ trÝ vµ vai trß cña ®å g¸:222
2.Thiết kế đồ gá :222
PHẦN VI :228
QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO BÁNH VÍT. 228
LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển và hoàn thiện. Nền kinh tế nước ta đang đổi mới chuyển mình theo nhịp độ chung của toàn thế giới, nó đòi hỏi phải vận dụng những thành tựu khoa học kỹ thuật mới nhất, một cách linh hoạt. Trong đó có ngành cơ khí đóng vai trò then chốt, có tính chất quyết định đến công cuộc cải cách đất nước. Chúng ta không thể phát triển một cách toàn diện nếu thiếu vắng sự lớn mạnh, vững chắc của ngành cơ khí nói chung và ngành công nghệ chế tạo máy nói riêng. Đây là một lĩnh vực rất rộng, phức tạp và không ít khó khăn khi chúng ta đi sâu nghiên cứu nó, nhưng bằng trí sáng tạo, trí thông minh và tính cần cù của người Việt Nam đã có một số bước phát triển vượt bậc trong thời gian gần đây. Để đáp ứng yêu cầu của xã hội, có thể dễ dàng hoà nhập với công nghệ mới đòi hỏi mỗi kỹ sư ngành công nghệ chế tạo máy phải biết tận dụng mọi kiến thức được trang bị trong nhà trường áp dụng vào thực tế một cách hiệu quả. Việc chế tạo một sản phẩm cơ khí có chất lượng tốt, giá thành hạ có ý nghĩa to lớn đối với mỗi quốc gia cũng như các Công ty và các cơ sở sản xuất, nó ảnh hởng rất nhiều đến sự tồn tại, hưng thịnh của mỗi Công ty, mỗi Đất nước. Với các nước phát triển có nền sản xuất tiên tiến, quá trình công nghiệp hoá đã tiến hành từ rất sớm, còn trong lĩnh vực này ở đất nước ta còn rất là mới mẻ.Trong những năm gần đây, nước ta cũng đã và đang tiến hành thực hiện điều đó.
Trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp của ngành công nghệ chế tạo máy, tôi vận dụng những kiến thức đã được học trong nhà trường để thiết kế “Máy rang lạc” phục vụ cho ngành công nghiệp thực phẩm. Nội dung của đồ án tốt nghiệp gồm 2 phần chính sau:
Phần I : Tính toán thiết kế “Máy rang lạc”.
Phần II : Thiết kế quy trình công nghệ gia công hộp giảm tốc.
Trong thời gian làm đồ án, em đã cố gắng tận dụng kiến thức đã học vào thực tế với nỗ lực của bản thân cộng với sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Trọng Mai. Em đã hoàn thành nhiệm vụ được giao với đầy đủ khối lượng và đúng thời gian. Tuy nhiên do trình độ và thời gian có hạn nên bản đồ án không tránh khỏi thiếu xót, em mong được các thầy trong bộ môn chỉ bảo giúp em hoàn thiện hơn bản đồ án này.
Cuối cùng với tấm lòng thành kính và sự biết ơn sâu sắc em xin bày tỏ lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Trọng Mai- người đã tận tình chỉ bảo em bằng tất cả tâm huyết của người thầy, các thầy trong khoa, chuyên ngành và các bạn đã đóng góp ý kiến giúp đỡ em hoàn thành bản đồ án này.
PHẦN I - THIẾT KẾ MÁY
A - NHỮNG NỘI DUNG THIẾT KẾ MÁY CƠ BẢN VÀ MÁY CẦN THIẾT KẾ:
1. Xác định nguyên tắc hoạt động và chế độ làm việc của máy.
2. Lập sơ đồ chung toàn máy và các bộ phận máy thoả mãn các yêu cầu cho trước, đề xuất một phương án thực hiện, đánh giá và so sánh các phương án để tìm ra phương án phù hợp nhất.
3. Xác định lực mômen tác dụng lên các bộ phận máy và đặc tính thay đổi tải trọng.
4. Chọn vật liệu thích hợp nhất để sử dụng.
5. Tính toán động học, lực, độ bền và các tính toán khác để xác định kích thước của chi tiết máy, bộ phận máy và toàn máy.
6. Thiết kế kết cấu chi tiết máy, bộ phận máy và toàn máy thoả mãn yêu cầu làm việc cũng như yêu cầu công nghệ và lắp ghép.
7. Lập thuyết minh hướng dẫn sử dụng máy và sửa chữa máy.
Trên đây là 7 bước cơ bản để tiến hành thiết kế một máy mới hoàn chỉnh. Tuy nhiên, theo đầu đề thiết kế được giao ta đã xác định bước 1 và bước 3, bước 4 và 5 được gộp làm 1 trong quá trình tính toán động học.
Vậy phần thiết kế máy gồm có:
- Xác định nguyên tắc và chế độ làm việc của máy.
- Lập sơ đồ chung toàn máy.
- Chọn động cơ điện và phân phối tỷ số truyền.
- Tính toán thiết kế các chi tiết máy.
- Thiết kế kết cấu chi tiết máy.
- Thực hiện bản vẽ chung toàn máy.
- Bản vẽ chế tạo (do yêu cầu của công việc thiết kế đồ án tốt nghiệp ta chỉ thực hiện bản vẽ chế tạo vỏ hộp giảm tốc).
- Viết thuyết minh.
B - NỘI DUNG THIẾT KẾ
1. Xác định nguyên tắc hoạt động và chế độ làm việc.
Máy được thiết kế trên nguyên tắc trục quay nằm ngang. Lượng nhiệt được cung cấp liên tục làm cho lạc nóng đến một nhiệt độ (khoảng 300C) mà tại đó lạc cho dầu nhiều nhất.
Cụ thể: Máy được dẫn động từ động cơ có điện 3 pha qua một bộ truyền hộp giảm tốc, qua một bộ truyền đai để biến đổi số vòng quay của động cơ xuống tốc độ làm việc (khoảng từ 15 ÷ 20 vòng phút), sau đó làm quay buồng công tác là 1 tang quay, trong tang chứa sẵn nguyên liệu, tang được cung cấp nhiệt liên tục để nhiên liệu được đốt nóng đến nhiệt độ cần thiết.
* Xác định lực kéo tang quay:
V1=V1+2V1=
- Gọi trọng lượng lạc chứa được tối đa trong tang là Q1
Ta có: 200 gam lạc ứng với thể tích là:
V2==353250 (mm3)
- Ta xác định lực kéo một mẻ lạc (10 kg) để tang quay được.
Ta có mô hình sau:
Để tang quay được
Mq > Mc
F. l2 > 100.l1
Lực kéo: F=(N)
Ta xác định khoảng cách l1, nếu xác định trực tiếp bằng hình học ta rất
* Các số liệu yêu cầu:
- Lực quay tang F = 1000 N
- Số vòng quay tang n = 15 (vòng/phút)
n = 20 (vòng/phút)
- Đường kính tang D = 460 (mm)
- Chiều dài tang l = 450 (mm)
- Thời hạn phục vụ Ih = 12000 (giờ)
- Đặc tính làm việc va đập nhẹ không đáng kể.
- Một số yêu cầu khác: Bộ truyền làm việc êm, giảm ồn, kết cấu gọn nhẹ…
2. Lập sơ đồ chung toàn máy :
Máy cần thiết kế bao gồm: 1 động cơ điện, 1 khớp nối, 1 bộ giảm tốc, bộ truyền đai 2 cấp, 1 buồng công tác.
- Ta chọn động cơ không đồng bộ 3 pha có rôto đoản mạch do vận hành đơn giản, rẻ tiền, hệ số sử dụng cao, kết nối với mạng điện đơn giản.
- Khớp nối, ta có thể chọn khớp nối trục chữ thập, khớp nối trục chữ thập dùng tecloit, nối trục chốt đàn hồi. Đây đều là các nối trục dễ chế tạo, đơn giản và được sử dụng trong ngành chế tạo máy khá phổ biến. Theo yêu cầu ta sử dụng nối trục chốt đàn hồi do có đặc điểm như của nối trục như độ lệch trục cho phép từ 1÷5mm, độ lệch tâm δr = 0,3÷0,6mm, lệch góc α đến 1 độ.
- Hộp giảm tốc:
+ Qua việc tìm hiểu các loại hộp giảm tốc khác nhau,theo yêu cầu thiết kế, máy có kết cấu nhỏ gọn, làm việc không ồn, công suất tương đối nhỏ ta chọn hộp giảm tốc trục vít 1 cấp.
- Bộ truyền đai: Ta sử dụng bọ truyền đai thang vì loại này đơn giản, dễ chế tạo được sử dụng rộng rãi, kết cấu khá gọn, truyền được mômen xoắn lớn với hiệu suất khá cao (0,95÷0,96)
Căn cứ vào các kết cấu bộ truyền chọn được ta có sơ đồ chung toàn máy như hình vẽ
3. Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền:
3.1. Chọn động cơ:
Như ở trên ta chọn loại động cơ không đồng bộ ba pha roto lồng sóc do có ưu điểm:
- Kết cấu đơn giản.
- Giá thành hạ, dễ tìm kiếm trên thị trường.
- Dễ bảo quản.
- Làm việc tin cậy.
- Có thể mắc trực tiếp với mạng điện 3 pha không cần bộ phận biến đổi dòng điện.
Để chọn được động cơ cần thiết ta phải xác định công suất cần thiết của động cơ.
Ta có công suất cần thiết trên trục động cơ:
Trong đó:
Nct :Công suất cần thiết trên trục động cơ (kW).
Nt :Công suất tính toán trên trục máy công tác (kW).
η :Hiệu suất của bộ truyền.
Theo 2.11 ta có:
Trong đó: F = 1000N: lực kéo tang quay:
(F, v: lực kéo và vận tốc của tang quay)
Theo 2-9 [2] ta có:
η = ηđ . ηbt . η nôl . ηkn
Trong đó:
ηđ = 0,96 :Hiệu suất bộ truyền đai.
ηbt = 0,72 :Hiệu suất bộ truyền trục vít – bánh vít.
ηnôl = 0,995 :Hiệu suất một cặp ổ lăn.
ηkn = 1 :Hiệu suất khớp nối.
Ta có: η = 0,96 . 0,9952 . 0,72 .1 = 0,684
Theo bảng P1.2 và P1.3 [2] ta chọn được 2 loại động cơ:
4A71B6Y3 DK32-6
Nđ/cơ =6,55 (kW) N=0,6 (kW)
nđ/cơ =920 (vòng/phút) nđ/cơ =930 (vòng/phút)
cos(φ)=0,71 cos(φ)=0,69
η=67,5%
Tmax/Tđm=2,2 Tmax/Tđm=1,9
Tk/Tđm=2,0 Tk/Tđm=1,2
m=15,1 (kg) m=27 (kg)
Dài.rộng.cao=285.205.170 Dài.rộng.cao=335.210.200
Theo yêu cầu của máy phải nhỏ gọn, tránh lãng phí công suất và tiết kiệm điện năng ta chọn động cơ: 4A71B6Y3.
3.2. Phân phối tỷ số truyền
- Tỷ số truyền chung
Mà u=ung.un
ung: tỷ số truyền của bộ truyền ngoài (bộ truyền đai)
ung=2÷6, ta chọn ung=2,92
→ Tỷ số truyền của bộ truyền trong hộp giảm tốc là:
(Ở đây ta dùng hộp giảm tốc trục vít 1 cấp)
- Xác định công suất và số vòng quay của từng trục.
Trục I:
NI = Nct = 0,528 (kW)
nI = 920 (V/ph)
Trục II:
NII = 0,528 . 0,72 . 0,995 = 0,378 (kW)
4. Tính toán thiết kế các bộ truyền
4.1. Các thành phần cơ bản
4.1.1. Giá trị vận tốc trượt
vt < 5m/s, chọn đồng thanh làm vành răng bánh vít ăn khớp với trục vít thân khai bằng thép 45 tôi bề mặt HRC=45. Vành răng bánh vít được đúc trong khuôn cát, trục vít được mài, bộ truyền chế tạo với cấp chính xác 8.
4.1.2. Ứng suất tiếp xúc [σH]:
Ứng suất tiếp xúc [σH] của đồng thanh chọn theo điều kiện tránh dính, giả thuyết vận tốc trượt khoảng 1,5m/s lấy theo 11.8[1]: [σH]=220Mpa.
- Số vòng quay trong 1 phút của bánh vít:
- Bộ truyền quay 1 chiều theo 11.31 ta có:
σF= (0,25σch+ 0,08σb).KFL
Theo bảng 11.7[1] ta có:
σch=200MPa
σb=390Mpa
KFL: Hệ số tuổi thọ theo 11.32 ta có:
NFE: Số chu kỳ tương đương của bánh vít. Do tải trọng thay đổi không đáng kể, ta có:
NFE= 60.n2.t2 = 60 . 43,81 . 1200 ≈ 3,15.107
Vậy:
- Ứng suất uốn cho phép là:
[σF] = (0,25.200 + 0.08.390).0,682 = 55,4 (MPa)
- Ứng suất cho phép khi quá tải:
Theo 11.36[1] ta có ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải là:
[σF]max = 0,8.σch = 0,8.200 = 160 (MPa)
4.1.3. Chọn tỉ số truyền
Với u=21 ta chọn số mới ren trục vít Z1=2
- Số răng bánh vít: Z2 = Z1.u = 2.21 = 42 (răng)
- Hệ số đường kính q = 0,25.Z2 = 0,25.40 = 10
- Chọn sơ bộ hiệu suất bộ truyền: η=0,72
- Mômen xoắn trên trục bánh vít:
4.1.4. Tính sơ bộ khoảng cách trục aω
Tải trọng thay đổi không đáng kể, nên hệ số tập trung tải trọng KHβ=KFV=1. Hệ số tải trọng động theo bảng 11.5 với cấp chính xác 8, vận tốc trượt 5m/s. Ta có: KHV=KFV=1,3
Theo 11.24 ta có:
Thay các số liệu vào ta có:
Chọn: aω = 80 (mm)
- Môdun:
Chọn: m=3,15 (mm)
Vậy chọn aω=80 (mm) với hệ số dịch chỉnh
4.1.5. Vận tốc trượt
Theo 11.8[1] ta có: [σH]=221 MPa
Ta có: γ=arctg(Z1/q) = arctg(2/10) = 11018’36”
Theo bảng 11.3[1] ta có: f=0,06 φ=3026’
Hiệu suất:
Vậy tất cả các giả thiết lựa chọn đều đạt yêu như yêu cầu do kết quả đều phù hợp với dự đoán.
4.1.6. Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc.
Ta có:
T2 = 82870,79 (N.mm)
q=10
Z2=42 (răng)
aω=80 (mm)
KH = KHβ. KHV
KHβ: Hệ số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng.
Bảng 1.4 → θ=86
Do tải trọng thay đổi không đáng kể T2b=T2 → KHβ=1
KHV: Hệ số tải trọng động theo bảng 11.5 → KHV=1,3
Thay vào công thức (*) ta tính được:
→ Điều kiện ứng suất tiếp xúc thoả mãn:
4.1.7. Kiểm nghiệm ứng suất uốn
Theo 11.26[1] ta có:
Trong đó:
mn: môđun pháp của răng bánh vít
mn= m . cos(γ) = 3,15.cos(11018’36”) = 3,09 (mm)
- Số răng tương đương
(răng)
Theo 11.6 → Hệ số dạng răng YF = 1,48
- Đường kính vòng chia bánh vít:
d2= m.Z2 = 3,15.42 = 132,3 (mm)
- Đường kính vòng chia trục vít:
d1 = m.q = 3,15.10 = 31,5 (mm)
- Đường kính vòng đinh trục vít:
da1 = 2.ha.m = 31,5 + 2.1,3.1,5 = 37,5 (mm)
- Chiều rộng b2 của bánh vít:
b2 = 0,75.da = 6,75 . 37,5 = 28,125 (mm)
Chọn: b2=28 (mm)
Vậy ứng suất uốn trong răng bánh vít:
→ σF < [σF] = 55,4 MPa
4.1.8. Xác định kích thước hình học của bộ truyền:
- Khoảng cách trục: aω = 80 (mm)
- Hệ số dịch chính: x = -0,603 (mm)
- Môdun: m = 3,15 (mm)
- Số mối ren trục vít: Z1 = 2 (răng)
- Số răng bánh vít: Z2 = 42(răng)
- Đường kính vòng chia:
Trục vít: d1 = q.m = 10.3,15 = 31,5 (mm)
Bánh vít: d2 = Z2.m = 42.3,15 = 132,3 (mm)
- Đường kính vòng đỉnh:
Trục vít: da1 = d1 +2m = 31,5 + 2.3,15 = 37,8 (mm)
Bánh vít: da2 = m . (Z2 + 2 + 2x) = 134,8 (mm)
- Đường kính vòng chân:
Trục vít: df1 = a.m.(q – 2,4) = 23,94 (mm)
Bánh vít: df2 = m.(Z2 – 2,4 + 2x) = 120,94 (mm)
- Đường kính vòng ngoài của bánh vít:
dan2 = da2 + 1,5.m = 139,53 (mm)
- Chiều rộng bánh vít: b2 = 28 (mm)
- Góc ôm:
- Góc vít: γ=11018’36”
- Chiều dài phần cắt ren trục vít:
b1 (1,5 + Z1) . m = 39,4 (mm) , chọn b1=45 (mm)
4.1.9. Lực tác dụng
- Theo 11.14 [1] ta có:
- Theo 11.16 [1] ta có:
4.1.10. Tính nhiệt
- Theo 11.39 [1] ta có:
Trong đó:
[θ] = 900÷750 : Nhiệt độ cao nhất cho phép của đầu.
η = 0,72 : hiệu suất bộ truyền.
Nt = 0,528 (kW)
Kt = 10 W/(m2.0C) : hệ số toả nhiệt.
A = 20 a2ω = 0,2 (m2) : diện tích thoát nhiệt.
θ, θ0 : nhiệt độ dầu và nhiệt độ môi trường không khí.
φ = 0,25 : hệ số xét đến sự thoát nhiệt qua đáy hộp.
β : hệ số xét đến sự giảm nhiệt.
Vậy:
4.2. Thiết kế bộ truyền đai:
+ Chọn loại đai:
Giả sử vđ < 5m/s; công suất truyền nhỏ hơn 1 kW ta chọn đai loại O, A
- Tiết diện đai O A
- Kích thước tiết diện đai: b x h (mm) 8,5 x 6 11 x 8
- Diện tích tiết diện A1 (mm2) 47 81
- Khối lượng 1m đai (kg/m) 0,06 0,1
- Chiều dài chuẩn l0 (m) 1320 1700
- Chiều dài giới hạn 400÷2500 560÷4000
+ Xác định kích thước bộ truyền
- Đường kính bánh nhỏ: d1=1,2d1min(mm) 71 100
với d1min (mm) 63 90
- Kiểm nghiệm vận tốc đai:
0,613 0,229
- Đường kính bánh lớn (tính và lấy theo tiêu
chuẩn) d2 = (l – 0,02) . u . d1 (mm) 203,2 286,2
- Chọn theo tiêu chuẩn 200 280
- Số vòng quay thực
15,24 15,33
- Sai lệch:
Thoả mãn điều kiện < 3%
- Tỷ số truyền thực : u’ = n1/n’2 2,875 2,858
- Chọn sơ bộ k/c trục a
Theo 13.16 → a ≈ 2,9 . d1 500 500
Thoả mãn điều kiện 2(d1+d2)>a>0,55(d1+d2)+h524>a>155 760>a>207
- Chiều dài đai L (theo tiêu chuẩn) theo 13.4[1]
1433,79 1612,8
Chọn theo tiêu chuẩn 1400 1600
- Khoảng cách trục aω: theo 13 – 5 [1]
482,96 493,5
- Tính góc ôm:
164046’ 159013’
- Thoả mãn điều kiện α > 1200
- Xác định số đai cần thiết
N0 (hình 13.15) 0,2 0,25
Cα (b13.11) 0,95 0,95
CL (b13.12) 1,01 0,98
ΔT1 (b13.13) 0,5 1,2
0,194 0,238
Kd (b13) 1,00 1,00
- Chiều rộng đai: Chọn 2 2
B = (x – 1). t + 2S 28 28
với t x S 12 x 8 15 x 10
- Tính hệ tác dụng
σ0 1,3 1,3
A1 (bảng 13.3) 47 81
F0 = σ0A1 61,1 105,3
Fr = [2F0 . x . sin(α/2) ] 243,79 404,17
* Căn cứ vào kết quả tính toán ở trên ta chọn loại đai thang tiết diện O cho bộ truyền.
4.2. Thiết kế bộ truyền căng đai.
4.2.1. Do yêu cầu làm việc của bộ truyền ta thiết kế thêm bộ truyền căng đai.
- Khi đó để đảm bảo cho công việc quay tang 1 cách thuận lợi ta cần giảm khoảng cách trục đi 1 khoảng 1,65% nghĩa là còn:
a’ = 482,96 – 1,65% . 482,96 = 475 (mm)
- Đường kính bánh đai căng lấy bằng dmin= 63 (mm)
- Khoảng cách giữa bánh nhỏ và bánh đai căng: l = 150 (mm)
4.2.2. Thiết kế bộ truyền đai thứ 2:
- Tỷ số truyền cần thực hiện:
Theo nguyên tắc thống nhất hoá trong thiết kế ta chọn loại đai thang tiết diện O cho bộ truyền thứ 2. Ta chọn luôn chiều dài chuẩn L = 1400mm và khoảng cách trục a2 = 475mm cho bộ truyền thứ 2.
- Theo (13 – 4) ta có:
- Theo (13.2) [1] ta có:
d2 = d1 . u . (l – 0,02) = 2,14699d1 (2)
Từ (1) và (2) rút ra:
0,00069d12 + 4,94328d1 – 450 = 0 (**)
Giải phương trình (**) ta được: d1 = 89,9 chọn d1 = 90 (mm)
- Vậy đường kính bánh lớn là: d2 = 193 (mm)
Theo (13-5) ta kiểm nghiệm lại đường kính theo đường kính đã chọn:
Thay vào ta được:
- Kiểm nghiệm số vòng quay thực:
- Tỷ số truyền thực: u’2
- Tính góc ôm α’1
- Xác định số đai cần thiết:
Theo hình 13.15 ta có : N0 = 0,2 (kW)
Cα = 0,95
CL = 1,01
Theo bảng 13.13: ΔT1 = 0,4
Theo bảng 13.7 ta có: Kd = 1
Chọn X=2
- Chiều rộng bánh đai:
B = (x-1) . t + 2S = 28
Với t x S = 12 x 8
- Lực tác dụng:
Fr = 2F0 . x . sin(α1/2) = 2 . 13 . 472 . sin(167,640/2) = 242,98 (N)
4.3. Tính trục:
4.3.1. Chọn vật liệu:
Để thống nhất việc giảm ít số lượng vật liệu chế tạo trục ta chọn trục chế tạo từ thép 45 tới cải thiện, trục được mài, σb=600÷800 MPa.
4.3.2. Tải trọng tác dụng:
Ta có:
Ft1 = Fa2 = 347,99 N
Ft2 = Fa1 = 1251,77 N
Fr1 = Fr2 = 465 N
Fr = 243,79 N
4.3.3. Kiểm nghiệm trục vít theo hệ số an toàn
- Sơ đồ, điểm đặt, khoảng cách giữa các điểm đặt lực (xem hình vẽ).
+ Trong mặt phẳng Oyz
FDy=Fr1-Fcy=111s9,5 (N)
+ Trong mặt phẳng Oxz
FDx = Fk + Fcx – Ft1 = 459,5 (N)
- Vẽ biểu đồ mômen uốn và xoắn (xem hình vẽ)
- Đường kính các đoạn trục: d1 = 37,8mm; d2 =22; d3 =20; d4 =18.
- Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn:
Trục chịu nguy hiểm tại 2 tiết diện 3-3 và 4-4
Tại 3-3: Trục bị nguy hiểm do tập trung ứng suất tại các chân ren.
Mômen uốn:
Mômen xoắn:
Mx = 5480,87 (N.mm)
* Tại tiết diện 3-3 trục nguy hiểm do tập trung ứng suất tại chân ren:
- Giới hạn mới uốn: σ-1 = 0,4 . σb= 0,4 . 700 = 280 MPa
- Giới hạn mới xoắn: σ-1 = 0,23 . σb= 0,23 . 700 = 160 MPa
- Ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ mạch động, theo 15.7 [1], ta có:
- Ứng suất tiếp thay đổi theo chu kỳ mạch động, theo 15.7 [1], ta có:
Trong đó:
W = mômen của uốn:
W0 = mômen của xoắn:
- Hệ số tập trung ứng suất thực tế; theo bảng 15.3[1] ta có:
kσ = 2,3 ; kτ = 1,7
- Hệ số kích thước, theo bảng 15.2 [1] ta có:
εσ = 0,84 ; ετ = 0,74
- Hệ số tăng bền bề mặt trục: β = 2,5
Theo 15-4 [1] hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất uốn.
Theo 15.5 [1] hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất xoắn.
Theo 15.3 [1], hệ số an toàn chung:
* Tại tiết diện 4.4 trục nguy hiểm do tập trung ứng suất tại góc lượn:
- Mômen uốn: Mu = Fk . l = 440 . 87,5 = 38500 (N.mm)
- Mômen xoắn: T = 5480,87 (N.mm)
Ta có:
- Ứng suất uốn:
Trong đó:
- Ứng suất xoắn:
Trong đó:
- Theo bảng 15.2 ta có: εσ = 0,92 ; ετ = 0,83
- Theo bảng 15.3 ta có: kσ = 2,5 ; kτ = 1,8
- Hệ số bền: β = 1
Vậy: hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất uốn.
Hệ số an toàn tại 2 tiết diện là rất cao, đều lớn hơn tử số cho phép [S]=1,5÷2 ta không cần kiểm nghiệm độ cứng của trục và độ cứng xoắn của trục.
Vậy ta có kết cấu trục:
d3-3 = 37,8 (mm)
d4-4 = 20 (mm)
dkn = 18 (mm)
* Tính then: trục có rãnh then tại chỗ lắp khớp nối.
Kích thước then: b x h x t1 x t2 = 6 x 6 x 3,5 x 2,8
Chiều dài then: l (0,8÷0,9) lm = 45 (mm)
+ Điều kiện bền dập:
+ Điều kiện bền cắt:
Trong đó: [τc] = 90 ÷ 120 MPa
[σd] = 10 ÷ 100 MPa
4.3.4. Kiểm nghiệm độ an toàn về mỏi của trục bánh vít.
a) Tính sơ bộ đường kính trục:
Trong đó: T = 82870,79 (N.mm) mômen xoắn trên trục.
[τ] = 1,2 ÷ 1,5 (N/mm2) chọn [τ] = 15 N/mm2
Ta có:
b) Sơ đồ đặt lực và khoảng cách giữa các điểm đặt lực (xem hình vẽ)
c) Tính phản lực tại các ổ
Giả sử phương chiều điểm đặt các phản lực như hình vẽ:
- Trong mặt phẳng yOz
- Trong mặt phẳng xOz
d) Vẽ biểu đồ mômen xoắn (xem hình vẽ)
e) Kiểm nghiệm trục tại tiết diện nguy hiểm:
* Tại tiết diện 1-1 chỗ lắp ổ có tập trung ứng suất do góc lượn:
- Mômen uốn:
- Mômen xoắn: T = 82870,79 (N.mm)
- Ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng, theo 15-6[1]. Ta có:
Trong đó: mômen cản uốn
- Ứng suất xoắn thay đổi theo chu trình mạch động, theo 15.7 [1]
Ta có:
Trong đó mômen cản xoắn:
- Giới hạn mối uốn: σ-1 = 0,45. σb = 0,45 . 700 = 270 (MPa)
- Giới hạn mối xoắn: τ-1 = 0,266 . τb = 0,266 . 700 = 165 (MPa)
- Hệ số tập trung ứng suất thực tế, bảng 15-3 [1] ta có:
Góc lượn
- Hệ số kích thước: bảng 15.2 [1] ta có: εσ = 0,9; ετ = 0,8
- Hệ số ảnh hưởng đến ứng suất trung bình: Ψσ = 0,1; Ψτ = 0,05
- Trục không tăng bền: β = 1
Ta có: Theo 15.4[1] hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất uốn.
Theo 15.5 [1] hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất xoắn.
Vậy hệ số an toàn:
* Tại tiết diện thứ 2-2 trục bị yếu do rãnh then b x t1 = 8 x 3,5.
- Mômen uốn:
- Mômen xoắn:
T = 82870,79 (N.mm)
- Ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng:
Trong đó: W là mômen cản uốn:
- Ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động:
- Hệ số tập trung ứng suất thực tế: kσ = 1,75 ; kτ = 1,5
- Hệ số kích thước (bảng 15.2): εσ = 0,88 ; ετ = 0,77
- Hệ số tăng bền: β = 1
- Hệ số ảnh hưởng của ứng suất trung bình: Ψσ = 0,1 ; Ψτ = 0,05
Theo 15.4 [1] hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất uốn:
Theo 15.5 [1] hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất xoắn.
Vậy hệ số an toàn tại 2-2 là:
Hệ số an toàn tại 2 tiết diện nguy hiểm là rất cao so với hệ số cho phép [S]=1,5÷2. Ta giảm đường kính trục.
- Đường kính tại chỗ lắp bánh vít: d2-2 = 22mm
- Đường kính tại chỗ ổ lăn: d1-1 = 20mm
- Đường kính tại chỗ lắp bánh đai: d = 16mm
* Tại tiết diện 1-1 ta có:
- Ứng suất uốn:
Trong đó mômen cản uốn:
- Ứng suất xoắn:
- Bảng 15.3 [1] hệ số tập trung ứng suất: kσ = 1,85 ; kτ = 1,4
- Bảng 15.2 [1] hệ số ảnh hưởng kích thước:
εσ = 0,92 ; ετ = 0,83
Ta có:
Vậy:
* Tại tiết diện 2-2, trục bị yếu do rãnh then b x t1 = 6 x 3,5
- Ứng suất uốn:
Trong đó: mômen cản uốn:
- Ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động:
Trong đó mômen cản xoắn:
Các hệ số: kσ = 1,75 ; kτ = 1,5 (bảng 15.3 [1])
εσ = 0,91 ; ετ = 0,82 (bảng 15.2 [1])
Ta có:
Vậy:
Hệ số an toàn là khá lớn so với [S]=1,5÷2, ta không cần kiểm nghiệm trục về độ cứng uốn và độ cứng xoắn. Vậy kích thước của trục như đã định từ trước:
d1-1 = 20 (mm)
d2-2 = 22 (mm)
d = 16 (mm)
f) Tính then:
- Tại chỗ lắp bánh vít có then b x h x t1 x t2 = 6 x 6 x 3,5 x 2,8.
Chiều dài then: l = (0,8÷0,9) . 28. Chọn l = 25 (mm)
+ Điều kiện bền dập của then:
Ta chọn tăng chiều rộng bánh vít lên b2 = 30 (mm)
Ta có chiều dài then: l = 27 (mm)
+ Điều kiện bền cắt của then:
- Tại chỗ lắp bánh đai có lắp then b x h x t1 x t2 = 5 x 5 x 3 x 2,3
Chiều dài then: l = 50 (mm)
+ Điều kiện bền đập:
+ Điều kiện bền cắt:
Trong đó : [σd] = 100 MPa
[τc] = 90 MPa
4.4. Chọn ổ lăn
4.4.1. Chọn ổ lăn cho trục vít
- Trục vít làm việc với vận tốc 920V/phút, lực dọc trục lớn, công suất trên trục nhỏ ta chọn ổ đũa côn để chặn.
- Sơ đồ bố trí lực như hình vẽ:
Trong đó: Fa1 = 1252,8 (N)
- Chọn sơ bộ ổ: theo bảng P2.11 (2) ta chọn ổ đũa côn đỡ chặn cỡ nhẹ 7204 có C=19,1 kN; C0=13,3 kN; α=13,50
- Kiểm nghiệm khả năng tải của ổ:
Ta có: e = 1,5 . tgα = 1,5 . tg13,50 = 0,36
Lực dọc trục theo 17.2 [1] ta có:
FS1 = 0,83 . e . Fr1 = 0,83 . 0,36 . 390,1 = 116,8 (N)
FS2 = 0,83 . e . Fr2 = 0,83 . 0,36 . 1212,1 = 361,6 (N)
Với sơ đồ bố trí như hình vẽ:
Ta có: FS2 > FS1 và FS1 – FS1 = 244,8 < Fa1
Vậy Fa1 = FS1 = 116,8 (N)
Fa2 = FS2 + Fa1 =116,8 +1252,8 = 1369,6 (N)
Ta nhận thấy lực tác dụng lên ổ 2 lớn hơn nhiều ổ 1, ta tính ổ lăn cho ổ 2.
- Xác định hệ số tải trọng hướng tâm X và hệ số tải trọng hướng tâm (Y) là:
Ta có:
theo bảng 17.1 [1]
Ta có:
X = 0,4
Y = 0,4.cotgα = 1,67
- Tải trọng tương đương đối với ổ đũa côn đỡ chặn là:
Q = (X.V.Fr2 + Y.Fa2)Kt.Kđ
Kt: Hệ số xét đến ảnh hưởng của nhiệt độ: Kt = 1
Kđ: Hệ số xét đến ảnh hưởng của tải trọng động Kđ = 1
Vậy Q = (0,4 . 1 . 1252,8 + 1,67 . 1369,6 .1 .1) = 2788,4
- Tuổi thọ:
L= 60 . w . In . 10-6 = 60 . 920 . 12000 . 10-6
=662,4 (triệu vòng quay)
- Ổ đũa ta có: m = 10/3
Vậy:
>C=19100 (N)
Vậy ta phải chọn lại ổ, theo P2.11 [2] ta chọn ổ đũa côn cỡ trung 7304 có C=25kN; Co=16,6kN và α=11,170.
Ta có: e = 1,5.tgα = 0,3
→ FS1 = 0,83 . e . Fr1 = 0,83 . 0,3 . 390,9 = 97,3 (N)
FS2 = 0,83 . e . Fr2 = 0,83 . 0,3 . 1210,1 = 301,3 (N)
Ta tính được: F4 = 97,3 + 1252,8 = 1350,1 (N)
Ta có:
Theo 17.1 ta có: X=0,4; Y=0,4.cotgα= 2,026
Ta có: Q=(0,4 . 1252,8 + 2,026 . 1350,1) . 1 . 1=3236,4
Vậy:
Như vậy ổ đã đảm bảo khả năng tải trọng, do trục quay nhanh (n>920v/ph) ta không cần kiểm tra khả năng tải tĩnh của ổ.
4.4.2. Chọn ổ cho trục bánh vít:
- Chọn ổ lăn: Tuy lực dọc trục trên ổ khá nhỏ, nhưng để đảm bảo độ cứng vững bộ truyền ta chọn ổ đũa côn.
- Sơ đồ đặt lực như hình vẽ:
Ta có: FaII = 347,99 (N)
Theo P.2.11 [2] ta chọn ổ đũa côn cỡ nhẹ 7204 có C=19,1 kN; Co=13,3 kN; α=13,50.
- Kiểm nghiệm khả năng tải của ổ:
Ta có: e = 1,5.tgα = 1,5.tg13,50 = 0,36
Theo 17.21 [1] ta có:
FS3 = 0,83 . e . Fr3 = 0,83 . 0,36 . 661,6 = 197,7 (N)
FS4 = 0,83 . e . Fr4 = 0,83 . 0,36 . 1114,1 = 332,9 (N)
Với sơ đồ bố trí như hình vẽ, ta có:
FS4 > FS4; FS4 – FS3 = 135,2N < FaII = 347,99N
Vậy:
Fa3 = FS3 = 197,7N
Fa4 = FS3 + FaII = 197,7 + 347,99 = 545,7N
Ta thấy lực tác dụng lên ổ 4 lớn hơn ổ 3 ta tính ổ cho ổ 4.
- Xác định hệ số X và Y:
Ta có:
Vậy theo 17.1 ta có:
X=0,4 và Y=0,4.cotgα=1,67
- Tải trọng tương đương:
Q = (X . V . Fr4 + Y . Fa4) . Kđ . Kt
=(0,4 . 1 . 1114,4 + 1,67 . 545,7) . 1 . 1 = 1357,1 (N)
- Tuổi thọ: L=60 . n . In . 10-6
=60 . 43,81 . 12000 . 10-6 = 31,54 (triệu vòng quay)
- Vậy ta có:
Hệ số tính toán rất nhỏ so với C bảng, tuy nhiên ta không hạ được do hết cỡ ổ, và không giảm đường kính do hệ số an toàn nhỏ hơn cho phép.
4.5. Nối trục:
- Ta chọn nối trục chốt đàn hồi.
Các kích thước cơ bản được tra trong bảng 15-10 [2].
Ta cần kiểm nghiệm sức bền của vòng và chốt đàn hồi:
+ Điều kiện sức bền dập của vòng đàn hồi:
K: Hệ số chế độ làm việc, theo bảng 15.1 [2] k=1,5
T: Mômen xoắn trên trục: T=5480,87 (N.m)
Z: Số chốt, theo 15-10 [2] ta có: Z=4
D0=58 (mm)
l8=15 (mm)
d3=19 (mm)
Thay vào ta có:
+ Điều kiện bền uốn của chốt:
Theo 15-10 [2]: l6 = 19mm ; dc=10mm; D0=58mm; Z=4
Thay vào ta có:
4.6. Thiết kế cấu tạo vỏ hộp giảm tốc:
1. Chọn bề mặt lắp ghép giữa thân và máy, hộp đi ngang qua tâm bánh vít và song song với đáy hộp.
2. Quan hệ kích thước của các phân tử cấu tạo vỏ hộp:
- Chiều dày thành thân:
δ = 0,04A + (2÷3)mm = 8(mm)
- Chiều dày thành nắp:
δ=(0,8÷0,85) Chọn δ= 8(mm)
- Chiều dày mặt bích dưới các thành hộp: b=1,5δ=12(mm)
- Chiều dày mặt bích trên cửa nắp hộp: b1=1,5δ1=12(mm)
- Chiều dày đế:
p1=12(mm)
p2=2,25δ=18(mm)
- Chiều dày phần ổ nắp hộp : m1=8 (mm)
- Chiều dày phần thân hộp : m=8 (mm)
- Đường kính bulông nền : dn=0,036A+12=14 (mm)
- Đường kính bulông ở cạnh ổ : d1=10 (mm)
- Đường kính bulông ghép mặt bích : d2=8 (mm)
- Đường kính bulông nắp ổ : d3=6 (mm)
- Đường kính bulông của thân : d4=6 (mm)
- Khoảng cách C1 từ mặt ngoài có đèn trên các bulông
dn : C1n = 22 (mm)
d1 : C11 = 17 (mm)
d2 : C12 = 15 (mm)
Chiều rộng mặt bích không kể chiều dày thân vì nắp hộp
Kn= C1n + C2n = 38 (mm)
K1= C11 + C12 = 30 (mm) (C2=1,3d)
K2= C12 + C12 = 26 (mm)
- Kích thước phân hồi: Rδ=C2 ; r1 = 0,2C1
- Chiều cao h để lắp bulông
- Chiều rộng mặt bích chỗ lắp ổ: l1 = 35 (mm)
- Đường kính lỗ lắp ổ trục vít: D=60 (mm)
- Đường kính lỗ lắp ổ bánh vít: D=47 (mm)
- Khe hở nhỏ nhất giữa bánh vít và thành trong hộp: 10mm
- Đường kính bulông vòng d
Chiều dày vòng móc: S=28 (mm)
Đường kính: d=30 (mm)
* Kích thước chốt định vị:
Chọn chốt côn: d x c x l = 6 x 1 x 30
Độ côn : Δl:50
* Cửa thăm: (chọn theo kích thước cửa nắp hộp)
* Nút thông báo: (bảng 17-6 – TKHDĐCK-T2)
* Nút tháo dầu: (b 17-7 – TKHDĐCK-T2)
* Que thăm dầu: (hình 11.11 d TKHDĐCK-T2)
3. Bệ máy: Gang xám GX15-32 đúc trong khuôn cát.
5. Kết cấu các phần tử
5.1. Kết cấu nối trục (xem bảng 15.10 [2])
5.2. Kết cấu ổ bi đỡ và ổ đũa xem bảng P27 và P211 TKHDĐCK-T2
5.3. Kết cấu bánh đai
|
|
D1 |
D2 |
D1’ |
D2’ |
|
D |
71 |
200 |
90 |
193 |
|
h0 |
2,5 |
2,5 |
2,5 |
2,5 |
|
c |
10 |
10 |
10 |
10 |
|
t |
12 |
12 |
12 |
12 |
|
s |
8 |
8 |
8 |
8 |
|
k |
5,5 |
5,5 |
5,5 |
5,5 |
|
B |
28 |
28 |
28 |
28 |
|
φ |
34 |
40 |
36 |
40 |
|
h |
|
|
|
|
|
Dw |
76 |
205 |
85 |
175 |
|
Dt |
56 |
185 |
65 |
155 |
|
X |
2 |
2 |
2 |
2 |
|
c |
1 |
1,5 |
1 |
1,5 |
|
a0 |
8,5 |
8,5 |
8,5 |
8,5 |
5.4. Kết cấu bánh vít:
Da = 134,8 mm
Df = 120,94 mm
C1 = b = 2m = 10m
dm = (16÷1,8)d = (40÷45)mm
B = 28mm
lvít = (0,3÷0,4)B = (8,4÷11,2)mm
dvít = (1,2÷1,5)m = 4mm
lthen = 25mm
5.5. Kết cấu trục vít: (xem phần tính trục)
* Bôi trơn hộp giảm tốc và bộ phận máy:
Để giảm mất mát công suất vì mạ sắt, giảm mài mòn răng đảm bảo thoát nhiệt tốt, đề phòng chi tiết máy bị ăn mòn hoá học cần bôi trơn liên tục các bộ truyền trong hộp giảm tốc.
* Hộp giảm tốc được bôi trơn bằng phương pháp bôi trơn ngâm dầu: trục vít được ngâm trong dầu đến tận chân răng (nhưng mức dầu không vượt quá đường tâm con lăn thấp nhất của ổ đũa). Đây là cách bôi trơn đơn giản thuận tiện khi bộ truyền làm việc với vận tốc thấp và trung bình.
- Chọn bộ nhớt của dầu: Theo bảng 17-12 [2]
Ta có vt = 1,5m/s < 5m/s ta chọn loại dầu có chỉ số:
Ở 500C:
Ở 1000C:
Ở đây mẫu số chỉ độ nhớt bằng độ Engle còn tử số chỉ độ nhớt bằng centistoc.
Theo bảng 17-13 ta chọn loại dầu tua bin 30(YJ)
* Bôi trơn ổ lăn tang quay ta dùng mỡ bôi trơn định kỳ: Khoảng 200 giờ 1 lần đầu và 250 giờ cho các lần tiếp theo.
- Hướng dẫn sử dụng máy:
- Theo bảng 4 [3] ta chọn móng loại I: móng dùng làm đế máy.
- Theo bảng 7 [3] chiều cao móng máy (chiều dày đế) nếu nguyên liệu làm đế:
Bê tông : h>150 (mm)
Gạch : h>450 (mm)
Gạch vụn và đá vụn : h>650 (mm)
- Vật liệu xây móng: Ta chọn gạch đỏ, vữa ximăng xây móng, nếu đất có mạch nước ngầm nên quét nhựa đường hoặc đất sét 150÷200 mm để cách ly mạch nước.
- Máy không yêu cầu độ cứng vững cao, độ chính xác cao nên ta cần chú ý cung cấp đủ dầu bôi trơn, quét sơn chống rỉ cho các bề mặt chi tiết máy không được bôi trơn ngoài hộp tránh rỉ sét, ăn mòn.
.
PHẦN II
THIẾT KẾ QUY TRÌNH GIA CÔNG HỘP GIẢM TỐC
1. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết:
Đây là chi tiết vỏ hộp giảm tốc, nó có nhiệm vụ đỡ và định vị các trục trong không gian, đảm bảo cho các bộ truyền bánh vít trong hộp đủ khoảng cách ăn khớp tốt, đồng thời chứa dầu bôi trơncho bộ truyền. ngoài chức năng trên hộp còn có thể bao kín bộ truyền phía trong tránh dầu trong khi bộ truyền làm việc bắn tóe ra ngoài gây mất mát lãng phí, đồng thời tránh bụi bặm từ ngoài vào làm rỉ sét các chi tiết máy phía trong, làm tăng sự bão hòa dầu bôi trơn. Mặt khác hộp làm tăng khả năng về mặt thẩm mỹ đối với toàn máy nói chung và bộ truyền hộp giảm tốc nói riêng. Chính vì các công dụng trên hộp gồm nhiều thành vách và lỗ chính (lỗ lắp ráp ở ổ trục bánh vít và bánh vít). Các thành vách đủ độ cứng vững, lỗ chính được gia công chính xác (lỗ F47 và lỗ F60). Mạt khác để bộ truyền làm việc tốt cần phải đảm bảo một số điều kiện kỹ thuật sau:
- Sung sai khoảng cách tâm lỗ F47 và F60 không vượt quá 0,05mm trên 100mm chiều dài.
- Dung sai độ không đồng tâm giữa các lỗ F47 và cũng như các lỗ F60 không vượt quá 0.02mm.
- Độ không vuông góc với giữa mặt đầu và tâm lỗ không vượt quá 0.05mm trên toàn bộ bán kính.
- Độ song song giữa bề mặt lắp ghép và bề mặt đáy không vượt quá 0.05mm trên toàn bộ chiều dài.
2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết:
- VËt liÖu sö dông lµ : GX 15-32, cã c¸c thµnh phÇn ho¸ häc sau :
C = 3 ¸ 3,7 ; Si = 1,2 ¸ 2,5 ; Mn = 0,25 ¸ 1,00 ;
S < 0,12 ; P =0,05 ¸1,00 ;
[d]bk = 150 MPa
[d]bu = 320 Mpa
- Chi tiết gia công là một chi tiết dạng hộp điển hình. Phôi chi tiết được chế tạo từ phương pháp đúc gang xám trong khuôn cát. Các kích thước, góc lượn đều thuận lợi cho việc đúc phôi. Chiều dày vỏ hộp 8mm đủ cho kim loại điền đầy khuôn và đông cứng thuận lợi, gân có chiều dày 8mm đủ để tăng độ cứng vững cần thiết cho hộp. Về tính công nghệ trong kết cấu khi gia công có một số đặc điểm sau:
- Mặt đầu và lỗ que thăm dầu nghiêng so với mặt chuẩn, tuy nhiên ta có thể gia công dễ dàng bằng cách nghiêng đầu trục chính máy gia công không mấy khó khăn. Mặt đầu lỗ bu lông đế nếu ta đúc mới thì rất khó khăn cho việc chế tạo phôi đúc, ta có thế đúc bằng vá gia công trên máy phay ngang một cách dễ dàng, tuy về mặt công nghệ không thuận lợi cho nguyên công này ta phải sử dụng 2 lần gá. Mặt đầu lỗ chính ta có thể gia công bằng nhiều dao, nhưng dao phay đĩa ở đây cần đường kính lớn. Các lỗ lắp ghép có đường kinh d nhỏ tạo điều kiện gia công một lần đạt kích thước ngay. Lỗ nhỏ thích hợp cho việc ta rô tay các lỗ có ren.
- Các bề mặt đều tạo điều kiện cho ăn dao va thoát dao dễ dàng, chi tiết thích hợp vớI việc gia công trên máy vạn năng thông thường một cách thuận lợi
3. Xác định dạng sản xuất
Dạng sản xuất là điều kiện cơ sở cho việc lựa chọn đường lối công nghệ gia công chi tiết. Tuỳ từng điều kiện sản xuất khác nhau (tức dạng sản xuất khác nhau ) mà thiết kế quy trình công nghệ gia công khác nhau, dạng sản xuất bao gồm sản xuất loạt: (loạt nhỏ, loạt trung, loạt lớn ), sản xuất khối.
- Số lượng chi tiết :
Yêu cầu sản lượng hàng năm là N1 =3000 chiếc/năm
Þ Số chi tiết sản xuất hàng năm :
Trong đó :
- N1 : sản lượng hàng năm N1 = 3000 chiếc/năm
- m : số chi tiết trong sản phẩm; m =1
- α : số chi tiết phế phẩm ; α =5%
- β : số chi tiết sản xuất thêm để dự trư ; β =5%
Þ 3308 (chi tiết).
Sử dụng phần mềm Solid Work ta tính được thể tích của hộp
Vhộp= 2171497,4(mm3)
- Khối lượng vỏ hộp:
Sử dụng phần mềm Solid Work ta tính được thể tích của hộp
Vhộp= 2171497,4(mm3)
Þ Qt=Vn.g=7. 2,17=15,19(kg)
Theo bảng 2 ( Trang 13 – Hướng Dẫn Thiết Kế Đồ Án CNCTM – GS.TS Trần Văn Địch )
Với sản lượng hàng năm 3308 chi tiết /năm thuộc dạng sản xuất hàng loạt lớn.
4. Xác định phương pháp chế tạo phôi và thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi.
4.1- Xác định phương pháp chế tạo phôi :
- Trong ngành cơ khí chế tạo máy chi phí phôi chiếm từ 30%-60% tổng chi phí chế tạo vì thế mà yêu cầu chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi là cực kỳ cần thiết, chế tạo phôi sao cho chi phí chế tạo phôi là nhỏ nhất, lượng dư gia công nhỏ nhất, tạo điều kiện gia công dễ dàng đem lại hiệu quả và năng suất cao nhất. Nhìn chung phôi được xác định hợp lý phụ thuộc vào lượng dư gia công. Khi lượng dư gia công được xác định hợp lý cả về trị số và dung sai sẽ góp phần bảo đảm kinh tế của cả quá trình công nghệ.
- Chi tiết thân hộp giảm tốc được làm từ vật liệu GX 15-32 không thể chế tạo bằng phương pháp áp lực như rèn, dập v..v. do vậy chọn phương pháp đúc là hợp lý nhất.
- Qua việc tìm hiểu một số phương pháp chế tạo phôi hiện nay, để phù hợp với dạng sản suất ta chọn phôi đúc trong khuôn cát, mẫu kim loại làm khuôn bằng máy, đạt độ chính xác cao và năng suất cao, lượng dư gia công cắt gọt nhỏ.. Phôi được làm sạch, cắt đạu rót, đậu ngót và khử ứng suất dư trước khi gia công cắt gọt.
4.2- Xác định lượng dư gia công :
Lượng dư gia công được xác định để tạo điều kiện thuận lợi trong việc tính toán thiết kế ở mỗi nguyên công tiếp theo.
Lượng dư được xác định hợp lý sẽ giảm giá thành chế tạo phôi, giảm thời gian gia công và có ý nghĩa kinh tế rất lớn đối với việc sản xuất.
Xác định lượng dư gia công có thể bằng kinh nghiệm, tra bảng hay tính toán chính xác. Vì kinh nghiệm sản xuất còn hạn chế nên em chọn phương pháp tính lượng dư cho một bề mặt và tra lượng dư cho các bề mặt còn lại.
Để đơn giản và thuận tiện ở đây em chọn mặt đáy của đế thân hộp giảm tốc để tính lượng dư.
Vật liệu có ký hiệu GX 15-32.
4.3- Bản vẽ lồng phôi :
5. Lập quy trình công nghệ:
5.1. Quy trình công nghệ gia công thân hộp.
Nguyên công 1: Đúc phôi
Quá trình gia công phôi ta chọn phương pháp đúc trong khuôn cát,dùng mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy, phôi đạt độ chính xác cao .
*Mục đích của phương pháp đúc:
- Chế tạo được phôi phù hợp với kết cấu của chi tiết
- Đảm bảo phân phối lượng dư cần thiết để gia công đạt yêu cầu kĩ thuật như bản vẽ.
* Yêu cầu kĩ thuật của bản vẽ :
- Phôi đúc ra không nét, mẻ, công và bị vênh ,không có rỗ khí quá lớn
- Phôi không bị sai lệch về hình dáng quá vi phạp cho phép
- Đảm bảo kích thước đúng yêu cầu của bản vẽ phôi.
- Làm sạch các ba via ,cắt bỏ đậu ngót
Nguyên công 2 : Phay mặt đáy.
- Định vị: chi tiết được định vị bằng hai phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do.
- Máy:6H12
- Dao: dao phay mặt đầu răng chắp gắn mảnh hộp kim cứng BK6 có D=250(mm); Z=14.
- Sơ đồ giá đặt:
.......................
Theo bảng 4-6 (STCNCTM I ),ta chọn kích thước của dao như sau:
H=16;B=10;L=100;l=40;j=60°,n=4;l=10;r=0.5
Kích thước cần đạt Æ105
Chiều sâu cắt : t= 2mm.
Tra bảng ta có : Sm= 0.36(mm/vòng) ,nm= 400(vòng/phút).
Thời gian gia công :
L1=1,5/tgj+2=1.5/tg60°+2=3mm
L=22
S=0.36(mm/vßng)
n=400(vßng/phót)
T02==0.174(phót)
Bước 3 : Tiện tinh Æ104
Kích thước cần đạt Æ104
Chọn dao tiện ngoài thân cong gắn mảnh hợp kim cứng T15K6.
Theo bảng 4-5(STCNCTM I ), ta chọn kích thước của dao như sau:
H=16;B=10;L=100;l=40;j=60°,n=4;l=10;r=0.5
Khi gá dao , quay ụ gá dao sao cho lưỡi cắt chính hợp với tâm chi tiết
một góc 820.
Thời gian gia công :
L1=1,5/tgj+2=1.5/tg60°+2=3mm
L=22
S=0.12(mm/vßng)
n=550(vßng/phót)
T03==0.38(phót)
Thời gian gia công :
Lượng dư gia công được xác định để tạo điều kiện thuận lợi trong việc tính toán thiết kế ở mỗi nguyên công tiếp theo.
Lượng dư được xác định hợp lý sẽ giảm giá thành chế tạo phôi, giảm thời gian gia công và có ý nghĩa kinh tế rất lớn đối với việc sản xuất.
Xác định lượng dư gia công có thể bằng kinh nghiệm, tra bảng hay tính toán chính xác. Vì kinh nghiệm sản xuất còn hạn chế nên em chọn phương pháp tính lượng dư cho một bề mặt và tra lượng dư cho các bề mặt còn lại.
Để đơn giản và thuận tiện ở đây em chọn mặt lỗ Æ104+0.035 để tính lượng dư, bề mặt lỗ Æ104 dùng để lắp ghép với moay ơ nên cần gia công chính xác.
........................
rc = 108mm
Giá trị sai lệch rcm của lỗ được xác định theo công thức :
rcm =
Víi δb vµδc : dung sai kÝch thíc 28 và 104 của phôi
Tra b¶ng 3 -3 ( sæ tay CNCTM tËp 1 )
Ta cã:
δb = 0,5 mm =1000 μm
δc =0,8 mm = 1600μm
rcm =
rcm =950μm
Như vậy sai lệch không gian tổng cộng là :
rphôi = = 950μm
Sai lệch còn lại sau nguyên công tiện thô :
r1=0,05. rphôi=0,05.950=48μm
......................
Sai số gá đặt còn lại sau nguyên công tiện thô :
εgd1=0,05. εgd=0,05.420=21 μm
VËy lîng d gia c«ng nhá nhÊt khi tiện thô là
2 Zmin = 250 + 350 + = 3265μm= 3,265 mm.
VËy lîng d gia c«ng nhá nhÊt khi tiện tinh là
2 Zmin = 50 + 50 + = 305μm=0, 305 mm.
Kích thước phôi các nguyên công :
d1= 104,035-0,305=103,73mm
d2=103,73-3,265=100,465mm
Vậy ta có :
Sau tiện tinh : dmax=104,035mm ; dmin=104mm
Sau tiện thô : dmax=103,73mm ; dmin=103,73-0,17=103,56mm
Kích thước phôi : dmax=100,465mm ; dmin=100,465-0,4=100,065mm
Dung sai khi chuốt = 13 μm ,tiện thô =170 μm, phôi = 400 μm . Ta có :
Lượng dư :
Khi tiện tinh :
2 Zmin =104.035-103.73=0.305mm
2 Zmax =104-103.56=0.44mm
Khi tiện thô :
2 Zmin =103.73-100.465=3.265mm
2 Zmax =103.56-100.065=3.495mm
Lượng dư tổng cộng :
2Z0min= 3.57mm
2Z0max=3.935mm
2.Bản vẽ lồng phôi :
III. THIẾT KẾ QUY TRÌNH GIA CÔNG
1.Xác định đường lối công nghệ :
Phương pháp gia công : do điều kiện kĩ thuật còn hạn chế nên áp dụng phương pháp phân tán nguyên công.
Trình tự gia công :
- Tiện mặt đầu , tiện thô lỗ
- Tiện mặt đầu còn lại ,tiện thô ngoài.
- Tiện tinh lỗ bậc.
- Kiểm tra độ song song, vuông góc.
- Lắp bánh vít vào moay ơ , khoan hai lỗ M4.
- Tiện tinh ngoài, vát mép.
- Tiện mặt xuyến.
- Phay răng bánh vít.
- Cà bánh vít.
- Chuốt rãnh then.
- Tổng kiểm tra.
2.Quy trình công nghệ :
2.1.Nguyên công I : Đúc phôi
a . Phân tích nguyên công:
Quá trình gia công phôi ta chọn phương pháp đúc trong khuôn cát,dùng mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy, phôi đạt độ chính xác cao .
*Mục đích của phương pháp đúc:
- Chế tạo được phôi phù hợp với kết cấu của chi tiết
- Đảm bảo phân phối lượng dư cần thiết để gia công đạt yêu cầu kĩ thuật như bản vẽ.
* Yêu cầu kĩ thuật của bản vẽ :
- Phôi đúc ra không nét, mẻ, công và bị vênh ,không có rỗ khí quá lớn
- Phôi không bị sai lệch về hình dáng quá vi phạp cho phép
- Đảm bảo kích thước đúng yêu cầu của bản vẽ phôi.
- Làm sạch các ba via ,cắt bỏ đậu ngót .
2.2.Nguyên công II : Khỏa mặt đầu , tiện thô
a . Phân tích nguyên công:
Chi tiết được gá trên mâm cặp ba chấu tự định tâm , định vị bằng mặt đầu và mặt trụ ngoài .Chi tiết được hạn chế 5 bậc tư do.
Sơ đồ định vị
b.Chọn máy :
Các thông số của máy tiện T620 :
Đường kính gia công lớn nhất : Dmax=400mm
Khoảng cách giữa hai mũi tâm :1400mm
Số cấp tốc độ trục chính : 23
Giới hạn vòng quay trục chính :25¸ 2000
Công suất động cơ : 10 kw
c.Chế độ cắt :
Bước 1 : khỏa mặt đầu
Chọn dao tiện đầu cong ,góc nghiêng chính 450, vật liệu lưỡi cắt T15k6.
Theo bảng 4-4(STCNCTM I ), ta chọn kích thước của dao như sau:
H=16;B=10;L=100;l=40;j=60°,n=4;l=10;r=0.5
Lượng dư gia công : t=2 , cắt làm hai lần thô t=1.5, cắt tinh t=0.5
-Tiện tinh :
Chiều sâu cắt t=0.5mm , lượng chay dao S=0.12mm/vòng , tốc độ cắt v=160m/phút .Các hệ số hiệu chỉnh :
Chọn dao tiện lỗ có góc nghiêng chính 600, theo bảng 4-13(sổ tay CNCTM II)
2.3.Nguyên công III : Khỏa mặt đầu , tiện thô ngoài
a . Phân tích nguyên công
Chi tiêt được gá trên mâm cặp ba chấu tự định tâm . định vị bằng mặt đầu và bề mặt lỗ đã gia công . Chi tiết được hạn chế 5 bậc tự do.
b.Chọn máy :
Các thông số của máy tiện T620 :
Đường kính gia công lớn nhất : Dmax=400mm
Khoảng cách giữa hai mũi tâm :1400mm
Số cấp tốc độ trục chính : 23
Giới hạn vòng quay trục chính :25¸ 2000
Công suất động cơ : 10 kw
c.Chế độ cắt :
Bước 1 : Khỏa mặt
Kích thước cần đạt 28±0.05
Chế độ cắt xem ở nguyên công II.
Bước 2 : Tiện thô ngoài
2.4.Nguyên công IV : Tiện tinh lỗ bậc
a.Sơ đồ gá đặt
Chi tiết được gá trên mâm cặp ba chấu tự định tâm , định vị bằng mặt đầu và bề mặt trụ ngoài đã được gia công tinh.Chi tiết được hạn chế 5 bậc tự do.
b.Chọn máy :
Các thông số của máy tiện T620 :
Đường kính gia công lớn nhất : Dmax=400mm
Khoảng cách giữa hai mũi tâm :1400mm
Số cấp tốc độ trục chính : 23
Giới hạn vòng quay trục chính :25¸ 2000
Công suất động cơ : 10 kw
c.Chế độ cắt :
Chọn dao tiện lỗ có góc nghiêng chính 600, theo bảng 4-13(sổ tay CNCTM II)
Ta có kích thước dao như sau :
h=16, b=16 ,L=120 ,P=25 , n=3.5 , l=8 ,r=1.
2.5.Nguyên công V : Kiểm tra độ song song, vuông góc
2.6.Nguyên công VI : Khoan hai lỗ f3
a.Sơ đồ gá đặt :
Chi tiết được định vị bằng phiến tì vành khăn vào mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do và chốt trụ ngắn định vị vào bề mặt lỗ F25 hạn chế 2 bậc tự do .Như vậy chi tiết được hạn chế 5 bậc tự do.
b.Chọn máy :
Để đảm bảo năng suất và độ chính xác ta dùng máy khoan đứng 2A135
nm = 8kw, hiệu suất = 0,8
= 8 0,8 = 4,8 (kw).
c.Chế độ cắt :
Ta có đường kính 2 lỗ Ø3 chiều là 22 mm
Mũi khoan P18, Ddao=3 mm, máy 2A135 .
-Chiều sâu cắt: t=1,5 (mm)
-Bước tiến:
Theo sức bền mũi khoan có công thức :
S1 =3,88 "S1= 3,88= 0,3
Theo bảng (8-3) (CĐCGCCK)
Với Ddao= 3 " S2 = 0,18
Chọn Smin = 0,18 Theo thuyết minh máy chọn S = 0,2 (mm/v)
-Vận tốc cắt: V = Kv (m/ph)
Theo bảng (3-3) (CĐCGCCK)
Cv Zv yv m xv
7 0,4 0,7 0,2 0
Theo bảng (4-3) (CĐCGCCK) : T = 25 (phút)
Theo bảng (5-3) (CĐCGCCK) : Kmv = 1,13
Theo bảng (6-3) (CĐCGCCK) : Klv = 1
Theo bảng (7-1) (CĐCGCCK) : Knv = 1
Theo bảng (8-1) (CĐCGCCK) : Kuv = 1
"Kv = Kmv.Klv.Knv.Kuv = 1,13.1.1.1=1,13
"V = 1,13 = 27,1 (m/ph)
Số vòng quay trục chính:
"n = = =455 (v/ph)
Theo thuyết minh máy n = 1100 (v/ph)
"Vt = = 22,47 (m/ph)
-Lực cắt và momen xoắn:
Po = Cp.Dzp.Syp.Kmp (KG)
Theo bảng (7-3) (CĐCGCCK)
Cp = 68 ; Zp = 1 ; yp =0,7
Theo bảng (12-1) và (13-1) (CĐCGCCK)
Kmp = KmM = = 1
"Po = 68..1 = 143, (KG)
-Momen xoắn tính theo công thức :
M = CM . Dzm. SyM . Km (KGm)
Theo bảng (7-3) (CĐCGCCK):
CM = 0,034; ZM = 2,5; yM = 0,7
"M = 0,034.6,52,5.0,20,7.1= 1,18 (KGm)
-Công suất cắt gọt :
N = = = 1,2 (Kw)
So với công suất máy [N] = 6 (Kw) với hiệu suất máy là = 0,8
Vậy máy đảm bảo an toàn.
-Thời gian gia công:
Tcb= (phút)
L1 = cotgφ + (0.5 ÷2) (mm)
=cotg720 + 2 = 3,1
L2 = (1÷3) (mm) chọn L2 =2 mm
Số lần i = 2
"Tcb=
2.7.Nguyên công VII : Tiện tinh đường kính ngoài , vát mép
a.Sơ đồ gá đặt :
Chi tiết được gá trên mâm cặp ba chấu tự định tâm , định vị vào bề mặt trụ trong bằng trục gá bung và mặt đầu. Chi tiết được hạn chế 5 bậc tự do.
b.Chọn máy :
Các thông số của máy tiện T620 :
Đường kính gia công lớn nhất : Dmax=400mm
Khoảng cách giữa hai mũi tâm :1400mm
Số cấp tốc độ trục chính : 23
Giới hạn vòng quay trục chính :25¸ 2000
Công suất động cơ : 10 kw
c.Chế độ cắt :
Bước 1: Tiện tinh f195.5±0.1
-Chọn dao tiện :
Chọn dao tiện ngoài thân cong có góc nghiêngchính 90°,vật liệu T15K6
Theo bảng 4-6 STCNCTM I ,ta chọn kích thước của dao như sau:
H=16;B=10;L=100;l=40;j=90°,n=4;l=10;r=0.5
-Chế độ cắt :
-Chế độ cắt : lượng dư t=1.5mm
Chế độ cắt xem nguyên công 2 , ta có : Sm=0,36mm/vòng , Nm=350vòng/phút.
2.8.Nguyên công VIII: Tiện định hình mặt xuyến
a.Sơ đồ định vị :
Chi tiết được gá trên mâm cặp ba chấu tự định tâm , định vị vào bề mặt trụ trong bằng trục gá bung và mặt đầu. Chi tiết được hạn chế 5 bậc tự do.
b.Chọn máy :
Các thông số của máy tiện T620 :
Đường kính gia công lớn nhất : Dmax=400mm
Khoảng cách giữa hai mũi tâm :1400mm
Số cấp tốc độ trục chính : 23
Giới hạn vòng quay trục chính :25¸ 2000
Công suất động cơ : 10 kw
c.Chế độ cắt :
b.Chế độ cắt :
Sư dụng phương pháp cà cưỡng bức trên máy phay lăn răng.
2.11.Nguyên công XI : Chuốt rónh then
a.Sơ đồ định vị :
Chi tiết được gá trên đồ gá chuyên dùng trên máy chuốt ngang , định vị vào mặt đầu ,khi gá trên máy chuốt không cần đến cơ cấu kẹp chặt chi tiế trênđồ gá.
Sơ đồ gá đặt :
b.Chọn máy :
- M¸y : 7 Ҕ 55
c.Chế độ cắt :
- Dao : P18
- Chiều dày cắt : a = 0.04 (mm)
- Chiều rộng cắt : b = B = 6
- Lượng nâng của dao : tra bảng 3_59 (ST CNCTM T1) ta có S = 0.04 ¸ 0.07 (mm) chọn S = 0.04 (mm)
- Tốc độ cắt : tra bảng 5_52 (ST CNCTM T2) ta có V = 8 (m/ph)
- Thời gian cơ bản T0 :
Trong đó :
- L : chiều dài hành trình làm việc của dao chuốt ( tra thuyết minh máy ta có L = 1600 mm )
- k : hệ số tính đến hành trình chạy không của dao chuốt k = 1.2 ¸ 1.5 chọn k = 1.3
- V : vận tốc cắt khi chuốt
- q : số lượng chi tiết chuốt cùng một lần gá
Vậy :
2.12.Nguyên công XII : Kiểm tra
Kiểm tra độ vuông góc và song song của bề mặt bánh vít so với tâm lỗ, sai lệch của răng bánh vít.
CHƯƠNG III : THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHO
NGUYÊN CÔNG KHOAN 2 LỖ F3
1. Giới thiệu đồ gá.
Đồ gá được dùng để khoan lỗ 2 lỗ f3 trên máy khoan cần, để đảm bảo gia công được nhanh cần trang bị thêm các bạc dẫn để xác định chính xác vị trí của các lỗ cần gia công trên chi tiết. Các bạc dẫn này được lắp trên một tấm dẫn, khi gia công chi tiết được định vị trên trục gá đảm bảo đủ số bậc tự do cần thiết. Để thực hiện quá trình kẹp chặt sử dụng bu lông kẹp ở đầu trục gá.
2.Sơ đồ đặt lực :
2.1 Tính lực kẹp
Từ sơ đồ đặt lực trên ta thấy rằng các lực tác dụng lên chi tiết là cho chi tiết mất cân bằng là :
- Lực dọc trục P0
- Mômen xoắn Mk
* Lực dọc trục khi khoan được tính theo công thức :
P0 = Cp . Dzp . S yp .Kp
Các hệ số tra bảng X- 38/267/1976 ta có: Cp =68 , Zp =1.0 , Yp = 0.7
Tra bảng X- 23/ 253/1976 ta có np = 0.075
Vật liệu gia công là thép đúc -> sb = 800 Kg/mm2
Vậy P0 =68 . 18. 0,20,7 .1,049 = 416,176 (Kg)
Mô men xoắn Mk được tính theo công thức
Mk = CM . DzM . S yM . KmM
Tra bảng X-38/267/1976 ta có
CM = 0.0345 , zm = 5,2 , yM = 0.7 , KmM = 1,05
=> Mx = 0,0345 . 185,2 . 0,20,7 . 1,05 = 3897,68 (Kg)
Mô men cắt Mx có xu hướng làm cho chi tiết bi xoay xung quanh trục của nó. Muốn cho chi tiết không bị xoay thì mô men ma sát do lực hướng trục P0 và lực kẹp W gây ra phải thắng mô men cắt. Do đó ta có phương trình cân bằng lực như sau: Mms – k . Mx = 0.
Trong đó : Mms: mô men ma sát.
Mms = Fms .f .R’ = (W + P0).f.R’
Þ (W + P0).f.R’ = k . Mx
Þ W = - P0 với R’: bán kính ma sát.
R’ = = = 138,24 (mm).
Thay vào ta có : W = - 416,76 = 30,84 (Kg)
2.2. Tính đường kính bu lông
- Đường kính bu lông kẹp được tính theo công thức sau:
Trong đó :
W : lực xiết . W = 30,84 (Kg)
sk = sch/ S Bảng 8-3 [VI]
sch = 120 MPa Bảng 8-1 [VI]
S = 3 hệ số an toàn bảng 8-4 [VI]
=> sk = 120/3 = 40 (MPa)= 4 (Kg)
Thay số ta có d = 13,7 (mm). Do đó ta chọn d = 14 (mm).
3. Tính sai số cho phép chế tạo đồ gá:
Sai số cho phép chế tạo đồ gá được tính theo công thức:
=
trong đó:
- ec sai số chuẩn ® ec = 0 do đường kính dao quyết định kích thước gia công
- ek :sai số kẹp, ek = 0.
- em : sai số mòn do độ mòn của đồ gá gây ra.
em = b với: b hệ số phụ thuộc kết cấu đồ định vị b = 0,2.
N : sản lượng chi tiết hoặc số lượng chi tiết được gia công với một đồ gá
N = 3000 (chi tiết).
Do đó ta có: em = 0,2 = 23 (mm).
- eđc : sai số điều chỉnh sinh ra trong quá trình lắp ráp điều chỉnh đồ gá
eđc = 5 ¸ 10 (mm) chọn eđc = 5 (mm).
- egđ : sai số gá đặt egđ = 1/3d với d là dung sai nguyên công.
egđ = 0,1/3 = 0,33(mm) = 33 (mm).
Thay vào ta có:
= = 23 (mm).
Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá:
- Độ không vuông góc của đường tâm trục gá và mặt đáy đồ gá £ 0,03 (mm).
- Độ không vuông góc của đường tâm các bạc dẫn và mặt đáy đồ gá £ 0,03 (mm).
- Độ không vuông góc giữa bề mặt định vị và vai trục £ 0,03 (mm).
- Bề mặt làm việc của bạc dẫn nhiệt luyện đạt độ cứng (55 ¸ 60)HRC.
- Bề mặt làm việc của trục gá nhiệt luyện đạt độ cứng (50 ¸ 55)HRC.
