Hộp tốc độ dùng cơ cấu bánh răng di trượt vòng quay nhỏ nhất của trục chính : nmin =8 v/p

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với việc tham gia vào tổ chức thương mại thế giới WTO, nước ta đã và đang bước vào một thời kì mới của công cuộc phát triển kinh tế. Nhu cầu về nhân lực chất lượng cao ngày một tăng lên; đòi hỏi một đội ngũ nhân lực có trình độ và tay nghề nói chung và nhân lực thuộc lĩnh vực kĩ thuật nói riêng, sẽ giúp giải quyết được phần lớn các sản phẩm cơ khí của thị trường nước ta hiện nay.

Việc ra đời các loại máy móc tự động đã ngày càng thay thế các loại máy bán tự động và máy công cụ trong hầu hết các nhà xưởng- xí nghiệp cơ khí nước ta hiện nay. Mặc dù, thực trạng là như thế nhưng việc thiết kế máy cắt kim loại ở những góc độ khác nhau đều xuất phát từ việc thiết kế những phần cơ bản nhất của máy.

Đồ án môn học Thiết kế máy cắt kim loại là môn học để ứng dụng các kiến thức sau khi đã học xong môn Thiết kế máy cắt kim loại và vận dụng rất nhiều kiến thức liên quan đến nhiều môn học như Thiết kế chi tiết máy, sức bền vật liệu, công nghệ chế tạo máy, dung sai lắp ghép và kĩ thuật đo…Để làm tốt một đề tài người học phải vận dụng rất nhiều kiến thức liên quan đến ngành cơ khí, vận dụng và sáng tạo ,cải tiến các cơ cấu cho phù hợp và đơn giản.

Trong quá trình thiết kế và tính toán mặc dù đã rất cố gắng nhưng chắc chắn còn nhiều thiếu sót do kiến thức chưa sâu, kinh nghiệm còn thiếu và một phần là thời gian làm không dài. Rất mong được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô và bạn bè để đồ án được hoàn thiện hơn.

Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Quốc Hùng và các bạn trong lớp đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ để em hoàn thành đồ án

MỤC LỤC

 

Lời nói đầu

. 1

Mục lục

. 2

Nhiệm vụ đồ án Thiết kế my cắt kim loại

. 3

Nhận xét của Giáo viên hướng dẫn

. 4

 

• THIẾT KẾ HỘP TỐC ĐỘ

 

1.Xác định thông số động học cơ bản. 6

2.Phân tích lựa chọn phương án không gian. 6

3. Xác định lưới kết cấu. 7

4. Xác định số ṿng quay 8

5. Xác định số răng của các bánh răng trong bộ truyền 9

6. Từ các bánh răng có số răng trên ta có thể vẽ sơ đồ động của hộp tốc độ sau. 9

7. Kiểm tra số vòng quay thực tế và biểu đồ sai số vòng quay. 10

8. Kiểm tra sai số vịng quay v biểu đồ sai số. 11

9. Tính toán động lực học các chi tiết. 13

 9.1.Chọn động cơ điện. .13

 9.2. Thiết kế bộ truyền đai 15

 9.3. Thiết kế bộ truyền bánh răng. 18

 9.4. Thiết kế trục . 27

 9.5. Chọn ổ lăn. 27

9.6. Chọn then. 28

 

B-  THIẾT KẾ HỘP CHẠY DAO

1.Sắp xếp bước ren thành bảng. 30

2.Thiết kế nhóm cơ sở. 31

3. Thiết kế nhĩm gấp bội 32

4. Thiết kế nhóm truyền động bù. 33

5. Kiểm tra sai số ren. 35

6. Tính toán động lực học các chi tiết. 36

6.1. Tính toán các thông số động học cơ bản. .36

6.2. Tính sơ bộ khoảng cách trục. 38

6.3. Tính modul theo cơng thức. 39

6.4. Tính đường kính các bánh răng . 37

6.5. Tính sơ bộ trục. 41

6.6. Chọn ổ lăn. 42

6.7. Chọn then . 42

 Ti liệu tham khảo

. 44

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY CẮT KIM LOẠI

 

1. Thuyết minh:

1. Thiết kế hộp tốc độ:

- Xác định thông số động học cơ bản

- Phân tích lựa chọn phương án không gian

- Xác định lưới kết cấu

- Xác định số ṿng quay

- Xác định số răng của các bánh răng trong bộ truyền

- Từ các bánh răng có số răng trên ta có thể vẽ sơ đồ động của hộp tốc độ sau

- Kiểm tra số vòng quay thực tế và biểu đồ sai số vòng quay

- Kiểm tra sai số vịng quay v biểu đồ sai số

- Tính toán động lực học các chi tiết

 

2. Thiết kế hộp chạy dao:

- Sắp xếp bước ren thành bảng

- Thiết kế nhóm cơ sở

- Thiết kế nhĩm gấp bội

- Thiết kế nhóm truyền động bù

- Kiểm tra sai số ren

- Tính toán động lực học các chi tiết

 

2. Bản vẽ:

• 01 bản vẽ lắp A₁ thể hiện kết cấu của hộp tốc độ
• 01 bản vẽ lắp A₁ thể hiện kết cấu của hộp chạy dao
• .........................

Đề 11: Thiết kế một máy tiện vạn năng với yêu cầu sau:

 

1. Hộp tốc độ kết hợp giữa động cơ nhiều cấp vận tốc và cơ cấu bánh răng di trượt có các thông số sau:

- Số cấp vận tốc của trục chính z =18

- Số vòng quay nhỏ nhất của trục chính : n_min =8 v/p

- Số vòng quay lớn nhất của trục chính  n_max =2800 v/p

- Công bội của chuỗi số ṿng quay: =1,41

- Động cơ có công suất N= 5 KW

2. Hộp chạy dao dùng cơ cấu Norton và cơ cấu Mean để tiện các loại ren sau:

- Ren quốc tế có t_p = 0,5; 0,75; 1; 1,25; 1,5; 1,75; 2; 2,25; 2,5; 2,75; 3; 3,5; 4; 4,75; 5; 5,5; 6

- Ren Anh cĩ  n = 48; 46; 44; 40; 36; 30; 28; 24; 22; 20; 18; 16; 15; 14; 12; 11; 10;  ; 9; 8; ; 7; 6; ; 5;  ; 4 ; ; ; 3; ; 2

- Ren Modul có m  = 0,25; 0,5; 0,75; 1; 1,25; 1,5 ;1,75; 2; 2,25; 2,5; 2,75; 3

- Ren Pitch có D_p = 92; 88; 80; 76; 72 ; 64; 56; 48; 44; 40; 36; 32; 28; 24; 22; 20; 18; 16; 14; 12; 11; 10; 9; 8; 7

Yêu cầu các tỉ số truyền của nhóm gấp bội i_gb= 1/8; 1/4; 1/2; 1/1 

A-    THIẾT KẾ HỘP TỐC ĐỘ

1.Xác định thông số động học cơ bản:

-  Phạm vi điều chỉnh số ṿng quay: R_n ==  = 350

 - Số cấp vận tốc: 

Chọn z = 18

Số ṿng quay lớn nhất của trục chính:

Bảng số ṿng quay tiêu chuẩn2. Phân tích lựa chọn phương án không gian:

Thông số z = 18, : =1.41

Xác định lượng mở: E=

Chọn nhóm động cơ có lượng mở E= 2

► Trường hợp 1: chọn động cơ có 2 cấp vận tốc

Z= 18:{

◘ Xét z =

cấp tốc độ nhanh

cấp tốc độ chậm          

Kiểm tra

PAKG trn đạt và PATT là: I-II

◘ Xét z = 

PATT là: I-II-III: z = 2x 2[1]x 3[4]x 2[12] 

Làm trùng 6 tốc độ cuối: z = 2x 2[1]x 3[4]x 2[6]

Kiểm tra phạm vi điều chỉnh tỉ số truyền:

PAKG trên đạt 

► Trường hợp 2: chọn động cơ có 3 cấp vận tốc

Z= 18:{

◘ Xét z =

cấp tốc độ nhanh

cấp tốc độ chậm

PATT là: I-II: z = 3x 2[1]x 2[6]                 

Kiểm tra phạm vi điều chỉnh tỉ số truyền

PAKG trn đạt

◘ Xét z =

cấp tốc độ nhanh

cấp tốc độ chậm

PATT là: I-II: z = 3x 2[1]x 2[6]                 

Kiểm tra phạm vi điều chỉnh tỉ số truyền

PAKG trên đạt 

► Kết luận: chọn động cơ có 3 cấp vận tốc với PAKG:

- Các bậc công bội của :

= 1.41;  = 1.9881 ;  =2.8 ;  = 3.95 ;  = 5.58 ;  = 7.86

3. Xác định lưới kết cấu:

Kiểm tra phạm vi điều chỉnh tỉ số truyền của từng nhóm truyền động với phạm vi điều chỉnh tỉ số truyền cho phép. Ở đây, chỉ kiểm tra nhóm truyền động có phạm vi điều chỉnh tỉ số  truyền lớn nhất

Phương án không gian như sau :  Z  = 18 =  3 x(1x1x2+ 1x2x2)
                                 

4. Xác định số ṿng quay:

Từ lưới kết cấu, ta có thể xác định một phương án đồ thị số ṿng quay hợp lư nhất đối với lượng mở trên

Các tỷ số truyền phải đảm bảo :  i  2

i₁ = =      F  Giảm tốc.

i₂ = =     F Giảm tốc.

i₃ = =             F  Giảm tốc.

i₄ = =    F  Giảm tốc.

i₅ =       F Tăng tốc.

i₆ =              F Tăng tốc.

i₇ =              FTăng tốc.

i₈ =                F Giảm tốc.

i₉ =  F Tăng tốc.

5. Xác định số răng của các bánh răng trong bộ truyền

i	i1	i2	i3	i4	i5	i6	i7	i8	i9
	90

 

      i_đ  = Đây là tỷ số truyền của đai nối từ động cơ đến hộp tốc độ.

 

     6. Từ các bánh răng có số răng trên ta có thể vẽ sơ đồ động của hộp tốc độ sau:

 

7. Kiểm tra số vòng quay thực tế và biểu đồ sai số vòng quay

a. Kiểm tra sai số vòng quay

Chọn i_đ=

            n₁ = n₀₁.i_đ.i₁ .i₂. i₄ = n₀1500.        = 15,6 (v/p )

            n₄ = n₀₂.i_đ.i₁.i₃.i₄ = n_02. = 1500. = 22,2 (v/p)

            n₅ = n_03.i_đ.i₁.i₂.i₄ = n_03.=  3000. = 31,3 (v/p )

            n₆ = n_03.i_đ.i₁.i₃.i₄ = n_03.= 3000. = 44,3 (v/p )

n₇ = n_01.i_đ.i₁.i₂.i₅   = n_01.=  750. .2       = 62,5 (v/p )

           n₈ = n_01.i_đ.i₁.i₃.i₅   = n_01. =  750. .2 = 88,7 (v/p )

           n₉ = n_02.i_đ.i₁.i₂.i₅  = n_02.=  1500. 2     = 125 (v/p )

       n₁₀ = n_02.i_đ.i₁.i₃.i₅= n₀₂=1500. .2   = 177,3 (v/p )

n₁₁ = n_03.i_đ.i₁.i₂.i₅   = n_03.= 3000. 2  = 250 (v/p )

n₁₂ = n_03.i_đ.i₁.i₃.i₅   = n_03. =  3000. .2 = 354,6 (v/p )  

n₁₃ = n_01.i_đ.i₆.i₇.i₈   = n_01. =  750. .1,41. 1,41.1 = 497 (v/p )

           n₁₄ = n_01.i_đ.i₆.i₇.i₉   = n_01.= 750. . 1,41. 1,41. 1,41

                                                                                    = 700,8 (v/p )

           n₁₅ = n_02.i_đ. i₆.i₇.i₈=  n_02. =  1500. .1,41. 1,41.1 =994,1 (v/p )

       n₁₆ = n₀₂ .i_đ. i₆.i₇.i₉   = n_02.  = 1500. . 1,41. 1,41. 1,41

                                                                                     = 1401,6 (v/p )

n₁₇ = n₀₃ .i_đ. i₆.i₇.i₈= n_03.  = 3000. . 1,41. 1,41.1

            = 1998,1 (v/p )

n₁₈ = n₀₃ .i_đ.i₆.i₇.i₉  = n_03.   =  3000..1,41. 1,41.1,41

= 2803,2 (v/p)

8. Kiểm tra sai số vịng quay v biểu đồ sai số 

%

Trong đó:

n_tt : số vịng quay thực tế,  (v/p)

n_tc   : số vịng quay tiu chuẩn, (v/p)

%

	n1	n2	n3	n4	n5	n6	n7	n8	n­9
ntt (v/p)	7,8	11,1	15,6	22,2	31,3	44,3	62,5	88,7	125
ntc (v/p)	8	11,2	16	22,4	31,5	45	63	90	125
%	-2,5	-0,9	-2,5	-0,9	-0,6	-1,5	-0,8	-1,4	0,0

 

	n10	n11	n12	n13	n14	n15	n16	n17	n­18
ntt (v/p)	177,3	250	354,6	497	700,8	994,1	1401,6	1998,1	2803,2
ntc (v/p)	180	250	355	500	710	1000	1410	2000	2800
%	-1,5	0,0	-0,1	-0,6	-1,3	-0,6	-0,6	-0,09	0,1

Đồ thị sai số vịng quay:

9. Tính toán động lực học các chi tiết

9.1 Chọn động cơ điện

 

Gọi N_m l cơng suất cần thiết trn trục của my cơng tc

 Công suất của động cơ: 5KW

N_m =     (kW)

P = 8850 N

v= 0.5 m/s® N_m =  = 4,425 (kW)

h_c - hiệu suất chung của bộ truyền

h₁ - hiệu suất của bộ truyền đai thang

h₃ - hiệu suất của cặp bánh trụ răng thẳng

h₄ - hiệu suất của một cặp ổ trục

h_c = h₁. h₃. h₄⁴

Với điều kiện làm việc như đ nu ta tiến hnh che kín cho các bộ truyền ngoài, bộ truyền trong tất nhiên được che kín.

Chọn h₁ = 0.95

           h₃ = 0.97

h₄ = 0.99

h_c = h₁. h₃. h₄⁴

h_c = 0, 95. 0,97.(0,99)⁴ = 0,885

Gọi N_ct là công suất cần thiết trên trục động cơ.

h_c =  ® N_ct =  =  = 5 kW

Căn cứ vào công suất cần thiết điều kiện làm việc.

Chọn động cơ m hiệu: A02- 32- 5

Công suất động cơ: N_đc = 5 KW

Số vòng quay của động cơ n_đc =750; 1500; 3000 vòng /phút chọn n_đc =750 v/p để tính tốn

Phn phối tỉ số truyền

iđ =

i1=

i2=

i4=

 

 Số vòng quay của các trục:

n_I = n_đc x i_đ = 750x = 250 vòng/phút

n_II = n_I x i₁ = 250x = 62,5 vòng/phút

n_III = n_II x i₂ = 62,5 x = 26,5 vòng/phút

n_IV = n_III x i₄ = 26,5 x = 7,8 vòng/phút

Công suất trên các trục:

N_I =   N_đcx = 5x0,99= 4,95kW

N_II =   N_I x =4,95x0,99= 4,9 kW

N_III =   N_II x = 4,9x0,99= 4,851 kW

N_IV =   N_III x = 4,85x0,99= 4,8kW

Mômen xoắn trên các trục:

M_đc =

Thông  số	Động cơ	I		II		III		IV
Tỉ số truyền i	iđ =		i1=		i2=		i4=
Số vịng quay n,  (v/p)	750	250		62,5		31,25		7,8
Cơng suất N, (Kw)	5	4,95		4,9		4,851		4,8
Mơmen xoắn Mx

9.2- Thiết kế bộ truyền đai:

Truyền động đai được dùng để truyền chuyển động và mômen xoắn giữa các trục xa nhau.

a.Chọn loại đai và tiết diện đai

 Ở đây ta chọn loại đai vải cao su vì đai vải cao su gồm nhiều lớp vải và cao su có độ bền mịn cao, đàn hồi tốt, ít bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi của nhiệt độ và độ ẩm và thường được sử dụng rộng ri.   

      Do P_ct = 5 (KW) < 7,5 (KW), tra bảng 5-11 Trang 92 Sách TK CTM ta chọn loại đai có hình thang thường B:

       Các thông số của đai thường loại B:

   b_t =  14 (mm),  b = 17 (mm), h = 10,5 (mm),  y_o = 4,1 (mm)                                

Tham khảo

      Trịnh Chất – Lê Văn Uyển : Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí, Tập I,II Nhà xuất bản Giáo dục-1999.

       Nguyễn Trọng Hiệp : Chi tiết máy, tập I và tập II.

Nhà xuất bản Giáo dục.

       Ninh Đức Tốn - Đỗ Trọng Hùng: Hướng dãn làm bài tập dung sai

Trường đại học bách khoa Hà nội – 2000.

      Trịnh Chất : Cơ sở thiết kế máy và chi tiết máy                                                                                              

Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật , Hà nội 1994.