Thiết kế hộp chạy dao của máy phay vạn năng 6M82

LờI NóI ĐầU

Trong giai đoạn hiện nay, khi mà đất nước đang tiến hành công cuộc hiện đại hoá các ngành công nghiệp, đặc biệt là đối với ngành công nghiệp chế tạo máy, thì máy công cụ đóng một vai trò, vị trí đặc biệt quan trọng để sản xuất ra các chi tiết để tạo nên các máy khác phục vụ trực tiếp cho các ngành công nghiệp khác. Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật hiện đại trên thế giới đã cho ra đời nhiều loại máy công cụ hện đại, ứng dụng thành tựu của công nghệ thông tin tạo nên những máy tự động linh hoạt, những máy chuyên dùng thì máy công cụ vạn năng vẫn chiếm  một phần lớn đáng kể trong ngành công nghiệp chế tạo, đặc biệt là đối với các nước đang phát triển như nước ta thì việc sử dụng các máy công cụ vạn năng kết hớp với các đồ gá chuyên dùng vẫn đang được sử dụng rộng rải và phổ biến có hiệu quả.

Chính vì vậy mà việc thiết kế các máy công cụ vạng năng đối với sinh viên không những nhằm giúp cho sinh viên tìm hiểu và nắm vững được đặc điểm , tính năng của máy và hệ thống hoá  các kiến thức tổng hợp đã được học mà còn góp phần đáng kể vào công cuộc công nghiệp hoá các ngành công nghiệp của đất nước.

Đồ án môn học thiết kế máy là nội dung không thể thiếu trong nội dung đào tạo đối với sinh viên ngành chế tạo máy nhằm thực hiện tốt được các yêu cầu và nhiệm vụ nêu trên.

Với nhiệm vụ được giao là nghiên cứu thiết kế lại máy phay vạn năng với các thông số cụ thể dưới sự hướng dẫn trực tiếp của  GS. Nguyễn Phương cùng với sự tìm hiểu và tổng hợp  các kiến thức đã được học em đã hoàn thành nhiệm vụ của mình đúng yêu cầu và thời hạn.

Bố cục của đồ án được chia làm 4 chương :

Chương I: NGHIÊN CỨU MÁY ĐÃ CÓ

Chương II : THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC CỦA MÁY

Chương III: TÍNH TOÁN SỨC BỀN  CHI TIẾT MÁY

Chương IV:TÍNH TOÁN VÀ CHỌN KẾT CẤU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

Mặc dù dưới sự hướng dẫn tận tình của PGS.TS. Nguyễn Phương và sự tự tìm tòi tham khảo của bản thân để hoàn thành nhiệm vụ được giao mốt cách tốt nhất với khả năng có thể của mình, song bài làm của em không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy để em có điều kiện hiểu rõ và sâu hơn nhằm cũng cố và hoàn thiện vốn kiến thức của mình.

Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, chỉ bảo của các thầy cô trong bộ môn, đặc biệt là PGS.TS. Nguyễn Phương cùng cô Mai và Thầy Trường ở xưởng C8 đã  trực tiếp hướng dẫn tận tình cho em hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao.

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn !

CHƯƠNG 1 :  NGHIÊN CỨU MÁY ĐÃ CÓ .

1.1Tính năng kỹ thuật của máy cùng cỡ.

Với số liệu máy ta cần thiết kế mới là:

Phạm vi điều chỉnh tốc độ : 30¸1500

Số cấp tốc độ Z_n=18

Phạm vi điều chỉnh lượng chạy dao: 23,5¸1195, S_nhanh = 2300      ^mm/_phút

Số lượng chạy dao:Z_s=18

ta thấy rằng số liệu của máy cần thiết kế mới gần giống với tính năng kỹ thuật của máy P82(6H82) do đó ta lấy máy 6H82 làm máy tương tự.

1.2  phân tích phương án máy tham khảo (6H82)

1.2.1   Các xích truyền động trong sơ đồ dộng của máy

1. Chuyển động chính :

                   n_MT. n_{trục chính}

trục chính có 18 tốc độ khác nhau từ (30¸1500)v/ph.

2. Chuyển động chạy dao gồm có chạy dao dọc ,chạy dao ngang và chạy dao đứng .

Xích chạy dao dọc .

          n_MTt_P

n_MT2.

Xích chạy dao ngang

n_MT2t_P

n_MT2.

Xích chạy dao đứng.                n_MT2t_P

n_MT2.t_P

trong đó khi gạt M1 sang trái ta có đường truyền chạy chậm

(cơ cấu phản hồi )

khi gạt M1 sang phải ta có đường truyền chạy dao trung bình (đường truyền trực tiếp ) đóng ly hợp M2 sang trái ,truyền tới bánh răng , tới các trục vít me dọc ,ngang đứng thực hiện chạy dao   S_d  ,    S_ng      ,    S_đ.

chuyển động chạy dao nhanh.

Xích nối từ động cơ chạy dao (không đi qua hộp chạy dao )đi tắt từ động cơ

          N_MT2.

đóng ly hợp M2 sang phải ,truyền tới bánh răng  tới các vít me dọc ,ngang ,đứng.

1.2.2 Phương án không gian ,phương án thứ tự của hộp tốc độ.

Phương án không gian

Z=3.3.2=18

Phương án thứ tự

Z=3.   3.   2

đồ thị luới kết cấu của hộp tốc độ

1.2.3 Đồ thị vòng quay của hộp tốc độ.

ta có n₀ = n_đc.i₀ =1440.= 693,33

để dễ vẽ người ta lấy n₀ = n₁₅ =750 ^v/_ph

với

nhóm 1:

i₁=1/ j⁴

i₂=1/ j³

i₃=1/ j²

nhóm 2

i₄=1/j⁴

i₅=1/j

i₆=j²

nhóm 3

i₇=1/j⁶

i₈= j³từ đó ta vẽ được đồ thị vòng quay của hộp tốc độ.

1.2.4 Nhận xét:

Từ đồ thị vòng quay ta có nhận xét

Với phương án này thì lượng mở ,tỉ số truyền của các nhóm thay đổi từ từ đều đặn tức là có dạng rẻ quạt do đó làm cho kích thước của hộp nhỏ gọn ,bố trí các cơ cấu truyền động trong hộp chặt chẽ nhất

1.2.5 Phương án không gian, phương án thứ tự của hộp chạy dao

Phương án không gian:

Z=3.3.2=18

Phương án thứ tự

Do có cơ cấu phản hồi nên có biến hình dẫn đến phương án thứ tự của hộp chạy dao thay đổi với Z=3.3.2 được tách làm 2

Với Z₁= 3.  3

còn Z₂= 2 gồm 2 đường truyền trực tiếp và phản hồi ngoài ra còn có đường chạy dao nhanh:

Đồ thị lưới kết cấu:

Do dùng cơ cấu phản hồi nên ta chọn phương án này

1.2.6 Đồ thị vòng quay của hộp chạy dao .

với đường chạy dao thấp và trung bình.

  n ₀ = n_đc . i_1.i₂ = 1420.= 314.65

Chọn n₀

Nhóm 1:

            i₁ = 1/j³

            i₂ = 1

            i₃ = j³

Nhóm 2:

          i₄ = 1/j⁴

                 i₅ = 1/j³

          i₆ = 1/j²

Nhóm 3:

    i₇ = 1/j⁶

    i₈ = j³Với đường chạy dao nhanh.   

              n₀ = n_đc.i₁ = 1420. = 839

Ta có đồ thị vòng quay.

1.2.7 Nhận xét: Từ đồ thị vòng quay ta thấy người ta không dùng phương án hình rẽ quạt vì trong hộp chạy dao thường người ta dùng một loại modun nên

việc giảm thấp số vòng quay trung gian không làm tăng kích thước bộ truyền nên việc dùng phương án thay đổi thứ tự này hoặc khác không ảnh hưởng nhiều đến kích thước của hộp.

CHƯƠNG II:

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC CỦA MÁY

2.1. Tính toán thiết kế động học hộp tốc độ

2.1.1. Tính toán thông số thứ tư và lập chuỗi số vòng quay:

Với ba thông số cho trước:

          Z = 18 ,       j = 1.26      Và     n_min = 30  ^vòng/_phút

Ta có :

n₁ =  n_min =   30  ^vòng/_phút

n₂ = j . n₁ =  1,26 . 30 = 37,8  ^vòng/_phút

n₃ = j . n₂ = j² . n₁

          ............................

          n_z = j . n_z-1 = n₁. j^z-1                        ( 1 )

Từ công thức (1) ta xác định được chuỗi số vòng quay trục chính             n₁  = n_min       =  30       ^vòng/_phút

          n₂  = n₁. j  = 37,8

          n₃ = n₂. j  = 47,63

          n₄ = n₃. j  = 60,01

          n₅ = n₄. j  = 75,61

          n₆ = n₅. j  = 95,27

          n₇ = n₆. j  = 120,05

          n₈ = n₇. j  = 151,26

n₉ = n₈. j  = 190,58

n₁₀= n₉. j  = 240,14    ^vòng/_phút

n₁₁= n₁₀. j = 302,57

n₁₂= n₁₁. j = 381,24

n₁₃= n₁₂. j = 480,36

n₁₄= n₁₃. j = 605,25

n₁₅= n₁₄. j = 762,62

n₁₆= n₁₅. j = 960,90

          n₁₇= n₁₆. j = 1210,74

          n₁₈= n₁₇. j =1525,53

                                    Vậy  n_max = n₁₈ = 1525.,53

2.1.2. Phương án không gian, lập bảng so sánh phương án KG, vẽ sơ đồ động

1. Phương án không gian có thể bố trí

Z=18 = 9 . 2         (1)

          Z=18 = 6.  3         (2)

          Z=18 = 3. 3. 2      (3)

          Z=18 = 2. 3. 3      (4)

          Z=18 = 3. 2. 3      (5)

Để chọn được PAKG ta đi tính số nhóm truyền tối thiểu:

Số nhóm truyền tối thiểu(i) được xác định từ U_{min gh}=1/4ⁱ = n_min/n_đc

•  =
• i_min = lg /lg4  = lg /lg4 =2,79

• Số nhóm truyền tối thiểulà i  3

Do i 3 cho nên hai phương án (1) và (2) bị loại.

Vậy ta chỉ cần so sánh các phương án KG còn lại.

Lập bảng so sánh phương án KG

Ta thấy rằng trục cuối cùng thường là trục chính hay trục kế tiếp với trục chính vì trục này có thể thực hiện chuyển động quay với số vòng quay từ

 n_min  ¸  n_max nên khi tính toán sức bền dựa vào vị trí số n_min  ta có M_xmax. 

Do đó kích thước trục lớn suy ra các bánh răng lắp trên trục có kích thước lớn. Vì vậy, ta tránh bố trí nhiều chi tiết trên trục cuối cùng, do đó 2 PAKG cuối có số bánh răng chịu M_xmax lớn hơn cho nên ta chọn phương án (1) đó là phương án 3x3x2.

2.1.3. Chọn phương án thứ tự ứng với PAKG 3x3x2 .

Theo công thức chung ta có số phương án thứ tự được xác đinhlà K!

Với K là số nhóm truyền, K=i = 3 => ta có 3! = 6 PATT.

Bảng lưới kết cấu nhóm như sau:

Ta có bảng so sánh các PATT như sau :

      Theo điều kiện j^(P-1)Xmax  8 có 2 PATT đạt, kết hợp với lưới kết cấu ta chọn PATT là PATT đầu tiên  : [1]  [3]  [9]

Vì với PATT này thì lưới kết cấu phân bố theo hình rẽ quạt đều đặn và chặt chẽ nhất.

2.1.4.  Qua bảng so sánh lưới kết cấu nhóm ta chọn 4 phương án điển hình để vẽ lưới kết cấu đặc trưng.

Rõ ràng ta thấy PATT 1 có lưới kết cấu phân bố theo hình rẽ quạt đều đặn và chặt chẽ nhất

2.1.5 Vẽ đồ thị vòng quay và chọn tỉ số truyền các nhóm .

Lưới  kết cấu chỉ thể hiện được tính định tính để xác định được hộp tốc độ có phân bố theo hình rẽ quạt chặt chẽ hay không ? Còn đồ thị vòng quay cho ta tính được cụ thể tỷ số truyền , số vòng quay và số răng của các bánh răng trong hộp tốc độ.

Động cơ đã chọn theo máy chuẩn có P = 7 (KW) và  n_đc = 1440 ^v/_ph

Ta chọn số vòng quay trên trục I qua bộ truyền bánh răng theo máy chuẩn có tỷ số truyền i_o = 26 / 54 là  n₀.

                   Với i_o = 26 / 54  => ta có  n_o = n_đc * i_o

               = 1440 *  26 / 54 = 693.33 ^v/_ph

Để dễ vẽ ta chọn trong chuỗi vòng quay và lấy n_o = n₁₅ = 762,62  ^v/_ph

Tính tỷ số truyền các nhómvới nhóm 1:

 chọn i₁=1/j⁴

vì i₁: i₂: i₃ =1:j:j²

ta có :   i₂ =1/j³

             i₃ =1/j²

với nhóm 2:

chọn i₄=1/j⁴

vì i₄: i₅: i₆=1:j³:j⁶

ta có: i₅=1/j

i₆=j²

với nhóm 3:

 chọn i₇ =1/j⁶

vì   i₇: i₈ =1:j⁹

ta có : i₈= j³Từ đó ta vẽ được đồ thị vòng quay: