THIẾT KẾ MÁY CẮT KIM LOẠI máy tiện vạn năng dùng cơ cấu bánh răng di trượt Đề 14

THIẾT KẾ MÁY CẮT KIM LOẠI MÁY máy tiện vạn năng dùng cơ cấu bánh răng di trượt, thuyết minh THIẾT KẾ MÁY máy tiện vạn năng dùng cơ cấu bánh răng di trượt, động học máy tiện vạn năng dùng cơ cấu bánh răng di trượt, kết cấu máy tiện vạn năng dùng cơ cấu bánh răng di trượt, nguyên lý máy tiện vạn năng dùng cơ cấu bánh răng di trượt, cấu tạo MÁY máy tiện vạn năng dùng cơ cấu bánh răng di trượt, quy trình sản xuất máy tiện vạn năng dùng cơ cấu bánh răng di trượt

Đề 14:

 Đề bài : Thiết kế hộp tốc độ của máy tiện vạn năng dùng cơ cấu bánh răng di trượt với các thông số sau:

• Số cấp vận tốc của trục chính:Z = 30
• Số vòng quay nhỏ nhất của trục chính : . =. = 5 vòng / phút
• Công bội của chuỗi số vòng quay: Động cơ có công suất N = 5kw
• Số vòng quay của động cơ là 1450 vòng / phút

Bài làm :

I)XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC

CƠ BẢN CỦA HỘP TỐC ĐỘ

Số vòng quay lớn nhất của trục chính : . tức là:

             . v/p

• Những vòng quay khác trong giới hạn này có thể  xác định  trực tiếp trong bảng ở cột j  = 1,26 ,bắt đầu từ : .= 5 v/p ta có bảng số vòng quay tiêu chuản như sau:

n. = 5  v/p	n. = 5  v/p	n. = 5  v/p
n. = 5  v/p	n. = 5  v/p	n. = 5  v/p
n. = 5  v/p	n. = 5  v/p	n. = 5  v/p
n. = 5  v/p	n. = 5  v/p	n. = 5  v/p
n. = 5  v/p	n. = 5  v/p	n. = 5  v/p
n. = 5  v/p	n. = 5  v/p	n. = 5  v/p
n. = 5  v/p	n. = 5  v/p	n. = 5  v/p
n. = 5  v/p	n. = 5  v/p	n. = 5  v/p
n. = 5  v/p	n. = 5  v/p	n. = 5  v/p
n. = 5  v/p	n. = 5  v/p	n. = 5  v/p

II) XÁC ĐỊNH LƯỚI KẾT CẤU và ĐỒ THỊ SỐ VÒNG QUAY

1)LƯỚI KẾT CẤU

a) Phương án không gian: (PAKG).

    PAKG là phương án lựa chọn và bố trí các nhóm bánh răng di trượt và bánh răng thay thế để đạt số cấp độ Z theo yêu cầu.

    Ta chọn PAKG: Z =3 x 2 x 3 x 2 =36.

Rồi làm trùng 1 tốc độ để Z =35.

b) Phương án thứ tự :( PATT).

 * PAKG:                 Z = 3 x 2 x 3 x 2 = 36.

    PATT :I,II,III,IV       [1] [3] [6] [18].

 

 * Để đạt 35 cấp tốc độ ta làm trùng 1 tốc độ: x_i =18à  x_i=17

    PAKG:                 Z = 3 x 2 x 3 x 2 = 36.

    PATT :I,II,III,IV       [1] [3] [6] [17] .

c)Lưới kết cấu:

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

5)THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH TRỤ RĂNG THẲNG :

 5.1Thiết kế nhóm a

a) Bánh răng nhỏ: Theo bảng (3-6) ta chọn thép 45 thường hoá

Giả sử đường kính phôi trong khoản (100 ¸ 300) mm

- Theo bảng (3-8)

- Giới hạn bền kéo s_b = 600 (N/mm²)

- Giới hạn chảy s_ch = 300 (N/mm²)

- Độ cứng HB = 190

- Dùng phôi rèn vì phôi rèn có cơ tính cao

b) Bánh lớn : chọn thép 35 thường hoá

-  Giả sử đường kính phôi từ 300¸500 mm có:

- Giới hạn bền kéo s_b = 480 (N/mm²)

- Giới hạn chảy s_ch = 240 (N/mm²)

- Độ cứng HB = 160

- Dùng phôi rèn vì phôi rèn có cơ tính cao

5.2 Định ứng suất cho phép :

   * Ứng suất tiếp xúc cho phép bánh nhỏ.

    [s]_{t x} =2.6 x 190 =494 (N/mm²).

   * Ứng suất tiếp xúc cho phép bánh lớn.

          [s]_{t x} =2.6 x 160 =416 (N/mm²).

   *Để xác định ứng suất uốn cho phép lấy hệ số an tòan n =1.5 và

     hệ số tập trung ứng ở chân răng K_s =1.8.

* Giới hạn mỏi của thép 45 là:

s_-t =0.43 x 600 =258 N/(mm²)

* Giới hạn mỏi của thép35 là

     s_-t =0.43 x 480 =206.4 (N/mm²)

*Vì bánh răng quay 1 chiều :

+Đối với bánh nhỏ:

                    [s]_u1 =... =.. =143 (N/mm².)

  

+Đối với bánh lớn :

[s]_u2 =.. =..=115 (N/mm².)

.....

5.3 Sơ bộ chọn hệ số tải trọng k =1.3.

5.4 Chọn hệ số chiều rộng bánh răng y_A =0.3

5.5 Tính khoảng cách trục A

C Khoảng cách trục giữa trục I-II:

A³(i₁+1)....=(2+1)....=134 (mm)

1) Tính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác để chế tạo bánh răng.

CVận tốc vòng:

V= ....

  Với tốc độ này chế tạo bánh răng theo cấp chính xác là 9.

2) Xác định module  m và chiều rộng bánh răng.

       *Xác định module :

m₁=(0,01...0,02).A=(0,01...0,02).150=(1,5....3)

Chọn m=3

       *Chiều rộng bánh răng:

                  b=....       ...  b₁=b₂=b₃=0,3.134 =30 (mm)

3) Các thông số chủ yếu của bộ truyền :

* Nhóm a:              Ta có các thông số sau:

 *module : m₁ =3

  * Góc ăn khớp a =20⁰.

* Đôi răng số 1: Z₁-Z’₁ (Với Z₁ =18 ; Z₁ ^‘ =36)

* Đường kính vòng chia:

   d₁ = m₁.z₁=3.18 = 54(mm)

   d’₁ = m₁.z’₁ = 3.36 = 108 (mm)

 * Khoảng cách trục : A = ..... =81 mm.

 * Chiều rộng bánh răng : b₁ =30 (mm)

 * Đường kính vòng đỉnh răng.

    D_e1 =d₁ +2m₁ = 54+6   = 60 (mm)   

    D’_e1 =d’₁ +2m₁ = 108+6 =114  (mm)    

* Đường kính vòng chân răng.

    D_i1 = d₁ -2,5m =54- 2,5.3  =46,5 (mm) 

    D_i2 = d₂ -2,5m =108- 2,5.3=100,5 (mm)

4) Lực tác dụng lên trục :

     * Lực vòng :  P₁ =.... =3897 (N)                     

          * Lực hướng tâm :P_r1 =P₁ .tga  =3897.0,364 =1418 (N) 

* Đôi răng số 2: Z₂-Z’₂   (với Z₂ =21, Z’₂ =33)

 +Đường kính vòng chia : 

d₂ = m₁.z₂ = 3.21 = 63 (mm)

                        d’₂ = m₁.z’₂ = 3.33 = 99 (mm)

             +Đường kính vòng đỉnh răng.

    D_e2 =d₂ +2m = 63+   6= 69 (mm)   

    D_e2 =d’₂ +2m = 99+6 = 105( mm)    

      +Đường kính vòng chân răng.

    D_i2 = d₂ -2,5m =63- 2,5.3  =55,5 (mm)  

    D_i2 = d₂ -2,5m =99- 2,5.3=91,5 (mm)  

  *Lực vòng :  P₂ =... =... =3340 (N)                     

        * Lực hướng tâm :P_r2 =P₂ .tga  =3340.0,364 =1215 (N)  

* Đôi răng số 3: Z₃-Z’₃   ( với Z₃  =33 ; Z^’ ₃=66 ).

   +Đường kính vòng chia :

 d₃ = 3.24 = 72 (mm)

                d’₃ = 3.30 = 90 (mm)

    +Đường kính vòng đỉnh răng.

    D_e3 =d₃ +2m = 72+6   = 78 (mm)   

    D_e3 =d’₃ +2m = 90+6 =96 (mm)    

    +Đường kính vòng chân răng.

    D_i3 = d₃ -2,5m =72- 2,5.3  =64,5 (mm)  

    D_i3 = d’₃ -2,5m =90- 2,5.3=82,5 (mm)  

* Lực vòng :  P₃ =..... =... =2923 (N )                      

     * Lực hướng tâm :P_r3 =P₃ .tga  =2923.0,364 =1063 (N)    

CKhoảng cách trục giữa trục II-III:

A³(i₄+1)....=(2,5+1)....=183

1) Tính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác để chế tạo bánh răng:

áVận tốc vòng:

V= ....=....=0,6(....)

       Với tốc độ này chế tạo bánh răng theo cấp chính xác là 9.

2) Xác định module  m và chiều rộng bánh răng.

       * Xác định module :

m₂=(0,01...0,02).A=(0,01...0,02).183 =(1,83...3,36)

C Chọn m=3,5

       * Chiều rộng bánh răng:

                  b=.....b₄=b₅=0,3.183 =40 (mm)

3) Các thông số chủ yếu của bộ truyền :

* Nhóm b:     Ta có các thông số sau:

 * module : m₂ =3,5

  * Góc ăn khớp a =20⁰.

* Đôi răng số 4: Z₄-Z’₄  (với z₄=20,z’₄=50)

* Đường kính vòng chia

   d₄ = m₂.z4 =3,5.20 = 70 (mm)

   d’₄ = m₂.z’₄ =3,5.50 = 175 (mm)     

 * Khoảng cách trục : A = .... =122,5 (mm)

 * Chiều rộng bánh răng : b₄ =40 (mm)

 * Đường kính vòng đỉnh răng.

    D_e4 =d₄ +2m₂ = 70+2.3,5   = 77 (mm)   

    D’_e4 =d’₄ +2m₂ = 175+2.3,5 = 182(mm)    

* Đường kính vòng chân răng.

    D_i4 = d₄ -2,5 m₂ =70- 2,5.3,5  =61,25 (mm)  

    D_i4 = d₄ -2,5 m₂ =175- 2,5.3,5=166,25 (mm)

4) Lực tác dụng lên trục :

     *Lực vòng :  P₄ =.... =.... =6063 (N)                      

          *Lực hướng tâm :P_r4 =P₄ .tga  =6063.0,364 =2206 (N)  

* Đôi răng số 2: Z₅-Z’₅   (với Z₅ =231, Z’₅ =39)

 áĐường kính vòng chia : 

d₅ = m₂.z₅ =3,5.31 = 108,5 (mm)

            d’₅ = m₂.z’₅= 3,5.39 = 136,5 (mm)

  áĐường kính vòng đỉnh răng.

    D_e5 =d₅ +2m₂ = 108,5+2.3,5   = 115,5 (mm)   

    D_e5 =d’₅ +2m₂ = 136,5+2.3,5 = 143,5 (mm)    

  áĐường kính vòng chân răng.

    D_i5 = d₅ -2,5 m₂ =115,5- 2,5.3,5  =106,75 (mm)  

    D_i5 = d₅ -2,5 m₂ =143,5- 2,5.3,5=134,5 (mm)  

                  *Lực vòng :  P₅ =... =. =3897(N)                      

          *Lực hướng tâm :P_r5 =P₅ .tga  =3897.0,364 =1418 (N)

 

 C Khoảng cách trục giữa trục III-IV:

A³(i₆+1).....=(2,5+1)....=246

1) Tính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác để chế tạo bánh răng.

àVận tốc vòng:

.....

                  Với tốc độ này chế tạo bánh răng theo cấp chính xác là 9.

2) Xác định module  m và chiều rộng bánh răng.

       *Xác định module :

m₃=(0,01..0,02).A=(0,01...0,02).246 =(2,46..4,92)

CChọn m=3

       * Chiều rộng bánh răng:

                              b=       ....  b₆=b₇=0,3.246 =50 (mm)

3) Các thông số chủ yếu của bộ truyền :

* Nhóm c:     Ta có các thông số sau:

      Cmodule : m₃ =3,5

          Góc ăn khớp a =20⁰.

*Đôi răng số 6: Z₆-Z’₆  (với z₆=27,z’₆=68)

* Đường kính vòng chia

   d₆ = m₃.z₆ =3,5.27 = 94,5 (mm)

   d’₆ = m₃.z’₆ =3,5.68 = 238 (mm)

 *Khoảng cách trục : A =  =166,25 (mm)

 *Chiều rộng bánh răng : b₄ =50 (mm)

 *Đường kính vòng đỉnh răng.

    D_e6 =d₆ +2m₃ = 94,5+2.3,5   = 101.5( mm)   

    D’_e6 =d’₆ +2m₃ = 238+2.3,5 = 245 (mm)    

* Đường kính vòng chân răng.

    D_i6 = d₆ -2,5 m₃ =94,5- 2,5.3,5  =85,75 (mm)  

    D_i6 = d₆ -2,5 m₃ =238- 2,5.3,5=229,25 (mm)

4) Lực tác dụng lên trục :

     *Lực vòng :  P₆ = = =8281 (N)                      

          *Lực hướng tâm :P_r6 =P₆ .tga  =8281.0,364 =3014 (N)  

*Đôi răng số 7: Z₇-Z’₇   (với Z₇ =58, Z’₇ =37)

 áĐường kính vòng chia :

 d₇= m₃.z₇ =3,5.58 = 203 (mm)

                         d’₇ = m₃.z’₇= 3,5.37 = 129,5 (mm)

  áĐường kính vòng đỉnh răng.

    D_e57=d₇ +2m₃ = 203+2.3,5   = 210 (mm)   

    D_e7=d’₇ +2m₃ = 129,5+.2.3,5 = 136,5 (mm)    

  áĐường kính vòng chân răng.

    D_i7= d₇ -2,5 m₃ =203- 2,5.3,5  =194,25 (mm)  

    D_i7 = d₇ -2,5 m₃ =129,5- 2,5.3,5=120,75 (mm) 

  *Lực vòng :  P₇ = = =3855(N)                      

          *Lực hướng tâm :P_r7 =P₇ .tga  =3855.0,364 =1403 (N)

CKhoảng cách trục giữa trục IV-V:

A³(i₈+1).=(4+1).=270

1) Tính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác để chế tạo bánh răng.

 àVận tốc vòng:

V= ==0,3()

                  Với tốc độ này chế tạo bánh răng theo cấp chính xác là 9.

2) Xác định module  m và chiều rộng bánh răng.

      

*Xác định module :

m₄=(0,010,02).A=(0,010,02).270 =(2,75,4)

Chọn m₄=3,5

       *Chiều rộng bánh răng:

                  b=         b₈=b₉=0,3.270 =60 (mm)

3) Các thông số chủ yếu của bộ truyền :

* Nhóm d:     Ta có các thông số sau:

 * module : m₄ =3,5

 * Góc ăn khớp a =20⁰.

*Đôi răng số 8: Z₈-Z’₈  (với z₈=20,z’₈=81)

*Đường kính vòng chia

   d₈ = m₄.z₈ =3,5.20 = 70 mm.

   d’₈ = m₄.z’₈ =3,5.81 = 283,5 mm.

 *Khoảng cách trục : A =  =176,75 mm.

 * Chiều rộng bánh răng : b₄ =60 (mm)

 

* Đường kính vòng đỉnh răng.

    D_e8 =d₈ +2m₄ = 70+2.3,5   = 77 (mm)   

    D’_e8=d’₈ +2m₄ = 283,5+2.3,5 = 290,5 (mm)    

*Đường kính vòng chân răng.

    D_i8 = d₈ -2,5 m₄ =70- 2,5.3,5  =61,25 (mm)  

    D_i8 = d’₄ -2,5 m₄ =283,5- 2,5.3,25=274,75 (mm)

4) Lực tác dụng lên trục :

   * Lực vòng :  P₈ = = =25344 (N )                      

         * Lực hướng tâm :P_r8 =P₈ .tga  =25344.0,364 =9225 (N)  

*Đôi răng số 9: Z₉-Z’₉   (với Z₉ =67, Z’₉ =34)

àĐường kính vòng chia : 

d₉= m₄.z₉ =3,5.67 = 234,5 (mm)

                               d’₉ = m₄.z’₉= 3,5.34 = 129,5 (mm)

 àĐường kính vòng đỉnh răng.

    D_e9=d₉ +2m₄ = 234,5+2.3,5   = 241,5 (mm)   

    D_e9=d’₉ +2m₄ = 129,5+2.3,5 = 136,5 (mm)    

 àĐường kính vòng chân răng.

    D_i9= d₉ -2,5 m₄ =234,5- 2,5.3,5  =225,75 (mm)  

    D_i9 = d₉ -2,5 m₄ =129,5- 2,5.3,5=120,75 (mm)  

               * Lực vòng :  P₉ = = =7591(N)                      

         *Lực hướng tâm :P_r9 =P₉ .tga  =7591.0,364 =2763

6. CHỌN Ổ LĂN :     

* Trục I :

 Với d =25 mm . chọn ổ bi đỡ ký hiệu 205 (cỡ nhẹ ). Có c_bảng =16000

 Đường kính ngoài D =52 mm,chiều rộng B =15mm.

* Trục II:

Với d =30 mm . chọn ổ bi đỡ ký hiệu 206 (cỡ nhẹ ). Có c_bảng =22000

Đường kính ngoài D =62 mm,chiều rộng B =16mm.                                                                   

* Trục III :

Với d =40 mm . chọn ổ bi đỡ ký hiệu 208 (cỡ nhẹ ). Có c_bảng =39000.

Đường kính ngoài D =80 mm,chiều rộng B =18mm.                                                                   

* Trục IV :

Với d =55 mm . chọn ổ bi đỡ ký hiệu 211 (cỡ nhẹ ). Có c_bảng =52000.

Đường kính ngoài D =100 mm,chiều rộng B =21mm.                                                                    

* Trục V :

Với d =75mm. chọn ổ bi đỡ ký hiệu 214 (cỡ nhẹ ). Có c_bảng =78000.

Đường kính ngoài D =130 mm,chiều rộng B =25mm.                                                                    

7) Cố định trục theo phương dọc trục :

 Để cố định trục theo phương dọc trục có thể dùng nắp ổ và điều chỉnh khe hở của       ổ bằng các tấm đệm kim loại giữa nắp ổ và thân hộp tốc độ .Nắp ổ lắp với hộp tốc  độ bằng vít, loại nắp này dễ chế tạo,dễ lắp ráp.

8) Che kín ổ lăn :

Để che kín các đầu trục ra ,tránh sự xâm nhập của bụi bặm và

         tạp chất váo ổ cũng như ngăn mỡ chảy ra ngoài ,ở đây dùng các

vòng phớt là đơn giản nhất .

9) Tính then:

     Tính then bằng :

*Trục I:

Chiều dài then  l =0.8l_m =0.96 d

       Với l_m =(1.2 ¸ 1.5 )d  

       d =25 mm  ; l =19 mm .

       b = 6 mm ; h =6 mm ; t =3.5 ; t₁ =2.6 ; k =2.9.

*Trục II:

Chiều dài then  l =0.8l_m =0.96 d

       Với l_m =(1.2 ¸ 1.5 )d  

       d =30 mm  ; l =19 mm .

       b = 6 mm ; h =6 mm ; t =3.5 ; t₁ =2.6 ; k =2.9.

    *Trục III:

            d =40 mm  ; l =24 mm .

      b = 8 mm ; h =7 mm ; t =4 ; t₁ =3.1 ; k =3.5.

    *Trục IV:

      d =50 mm  ; l =33 mm .

      b = 10 mm ; h =8 mm ; t =4.5 ; t₁ =3.6 ; k =4.2.

    *Trục IV:

      d =60 mm  ; l =33 mm .

      b = 10 mm ; h =8 mm ; t =4.5 ; t₁ =3.6

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