Thiết kế máy tiện vạn năng Đề 10 spkt

Thiết kế máy tiện vạn năng Đề 10 spkt, thuyết minh Thiết kế máy tiện vạn năng Đề 10 spkt, động học Thiết kế máy tiện vạn năng Đề 10 spkt, kết cấu Thiết kế máy tiện vạn năng Đề 10 spkt

Đề 10: Thiết kế máy tiện vạn năng với các yêu cầu sau đây:

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

- Số vòng quay nhỏ nhất của trục chính : n = 8 (vòng/phút)

- Số vòng quay lớn nhất của trục chính : n = 2000 (vòng/phút)

- Công bội của chuỗi số vòng quay : 

- Động cơ có công suất N = 4 (KW); số vòng quay n = 1400(vòng/phút).

2. Hộp chạy dao dùng cơ cấu Norton và cơ cấu bánh răng di trượt để tiện các loại ren sau đây:

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

            - Ren mođun: m = 0,25 ; 0,5 ; 0,75 ; 1 ; 1,25 ; 1,5 ; 1,75 ; 2 ; 2,25 ; 2,5 ; 2,75 ; 3.

            - Ren Anh: 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 Pitch: 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.

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

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

PHẦN I: THIẾT KẾ HỘP TỐC ĐỘ.

 

1/ Xác định các thông số cơ bản của hộp tốc độ.

- Phạm vi điều chỉnh.

- Số cấp vận tốc của trục chính Z.

→ Chọn Z = 17

- Số vòng quay lớn nhất của trục chính.

Với

→

Theo bảng số vòng quay tiêu chuẩn, ta chọn:

Tra các số vòng quay tiêu chuần ta có:

8	11,2	16	22,4	31,5	45	63	90	125
180	250	355	500	710	1000	1410	2000

 

2/ Chọn phương án không gian.

- Vì Z = 17không thể phân tích được, nên ta chọn Z = 18 rồi làm trùng 1 cấp tốc độ.

- Do  nên.Vậy nhóm động cơ có lượng mở E = 2.

* Trường hợp 1: Chọn động cơ có 2 cấp vận tốc.

Phương án không gian: Z = 18 = 2 x 9.

+ Phương án 1: Z = 2 x 3 x 3

Phương án thứ tự I-II: Z = 2 x 3[1] x3[6].

 → Không dùng được phương án này vì bắt buộc nhóm cơ sở phải có tỉ số truyền bằng E = 2, mà ở phương án này nhóm cơ sở có tỉ số truyền là 3(không bằng E =2).

+ Phương án 2: Z = 2 x 3 x (1 + 2).

Công thức kết cấu của các đường truyền tốc độ nhanh và chậm :

→ Không dùng được phương án này vì nhóm cơ sở có tỉ số truyền là 3(không bằng E = 2).

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

Phương án không gian: Z = 18 = 3 x 6.

+ Phương án 1: Z =  3 x 2 x 3.

Phương án thứ tự I –II: Z = 3 x 2[1] x 3[6].

Xét

→ Không dùng được phương án này vì không thỏa điều kiện

Phương án thứ tự II-I : Z = 3 x 2[9] x 3[1].

→ Không dùng được phương án này vì nhóm cơ sở có tỉ số truyền là 3(không bằng E = 2).

+ Phương án 2:  Z = 3 x (3 +3).

Công thức kết cấu của các đường truyền tốc độ nhanh và chậm :

Xét thấy nhóm cơ sở có tỉ số truyền là 3 không bằng E = 2 nên không dùng được phương án này.

+ Phương án 3:   Z = 3 x (2 + 2 x 2).

Công thức kết cấu của các đường truyền tốc độ nhanh và chậm :

Sau khi xét điều kiện thì  ta có thể dùng được phương án này nhưng khi xét đến điều kiện để vẽ đồ thị số vòng quay thì ta cũng không dùng được phương án này, vì :

T = 2 + 1 x 2 + 2 x 4 = 12< Z-1 = 18 - 1 = 17.

+ Phương án 4 :  Z = 3 x (1 x 2 + 2 x 2).

Công thức kết cấu của các đường truyền tốc độ nhanh và chậm :

Sau khi xét điều kiện thì  ta có thể dùng được phương án này nhưng khi xét đến điều kiện để vẽ đồ thị số vòng quay thì ta cũng không dùng được phương án này, vì :

T = 2 + 2 x 2 + 2 x 4 = 14< Z-1 = 18 - 1 = 17.

+ Phương án 5 :  Z = 3 x (2 + 1 x 2 x 2).

Công thức kết cấu của các đường truyền tốc độ nhanh và chậm :

Sau khi xét điều kiện thì  ta có thể dùng được phương án này nhưng khi xét đến điều kiện để vẽ đồ thị số vòng quay thì ta cũng không dùng được phương án này, vì :

T = 2 + 1 x 2 + 3 x 4 = 16< Z-1 = 18 - 1 = 17.

+ Phương án 6 :  Z = 3 x 2 x (1 + 2).

Công thức kết cấu của các đường truyền tốc độ nhanh và chậm :

Sau khi xét điều kiện thì  ta có thể dùng được phương án này nhưng khi xét đến điều kiện để vẽ đồ thị số vòng quay thì ta cũng không dùng được phương án này, vì :

T = 5 + 1 x 2 + 1 x 4 = 11< Z-1 = 18 - 1 = 17.

+ Phương án 7 : Z = 3 x 2 x (1 x 1 + 1 x 2).

Công thức kết cấu của các đường truyền tốc độ nhanh và chậm :

Sau khi xét các điều kiện về và điều kiện thì ta thấy phương án này dùng được.

+ Phương án 8 :   Z = 3 x 2 x (1 + 1 x 1 x 2).

Công thức kết cấu của các đường truyền tốc độ nhanh và chậm :

Sau khi xét các điều kiện về  và điều kiện  thì ta thấy phương án này cũng dùng được.

* Kết luận:

Qua các phương án được phân tích trên ta có thể chọn phương án không gian thích hợp nhất là : chọn động cơ có 3 cấp vận tốc với phương án không gian Z = 3 x 2 x(1 x 1 + 1 x 2) vì nó có kết cấu đơn giản hơn phương án không gian Z = 3 x 2 x(1 + 1 x 1 x 2).

3/ Lưới kết cấu.

Phương án không gian :  Z = 3 x 2 x (1 x 1 + 1 x 2).

Cấp tốc độ nhanh :

Cấp tốc độ chậm :

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

5/ Kiểm tra sai số bước ren.

- Sau các bước thiết kế trên, ta cần tiến hành kiểm tra các bước ren được cắt. Mỗi loại ren chỉ cần kiểm tra một bước.

- Đối với ren Quốc tế:

Cắt thử ren quốc tế t_P= 4 (mm) có i

Thế vào phương trình cắt ren :

1vtc

Vậy khi cắt ren quốc tế không có sai số

- Đối với ren Anh :

Cắt thử bước ren n=5 ren/1= 5,08 (mm) có: 

 

Thế vào phương trình cắt ren :

1vtc= 5,08032 (mm)

Sai số : =5,08032-5,08 =0,00032 (mm)

- Đối với ren môđun:

Cắt thử bước ren có m=2, tức là m =6,2832 (mm) có:

 6

Thế vào phương trình cắt ren :

1vtc6,28571 (mm)

Sai số : =6,28571 -6,2832 =0,00251 (mm)

- Đối vớ ren Pitch:

Cắt thử bước ren D_P = 8 , tức là t(mm).

i= 6

Thế vào phương trình cắt ren:

1vtc=9,9792 (mm).

Sai số : = 9,9792 - 9,97458 = 0,00462 (mm).

* Kết luận: Qua kiểm tra bước ren của máy thiết kế ,ta thấy rằng sai số của việc chọn trị số  và 25,4 dẫn đến bước ren sai số nhưng do có giá trị rất nhỏ ,nên phương án thiết kế này có thể chấp nhận được.

6/ Tính toán động học cho hộp chạy dao.

- Bảng tóm tắt  tỉ số truyền ,công suất ,momen xoắn,số vòng quay giữa các trục.

Thông số	Trục chính	Trục I		Trục II		Trục III		Trục IV		Trục V		Trục VI		Trục VII
i
n(vg/ph)	8	6,72		4,67		4,67		4,67		2,34		0,59		0,3
N(kw)	0,1	0,097		0,094		0,091		0,088		0,085		0,082		0,079
M(Nmm)	119375	137849,7		19222 6,98		186092		17995 7,17		34690 1,7		132728 8,1		251483 3,3

 

- Số vòngquay n được tính theo công thức :

Ta có:

Tương tự ta tính được tỉ số truyền còn lại .

- Công suất N và momen xoắn được tính như sau:

Chọn :=0,995 ;

Từ công thức tính công suất cắt N = K  N .Chọn K=0,04

N = 2,5 0,04 = 0,1 (Kw).

N₁= N x 0,97 x 0,995 =  0,097 (Kw)

N,995 = 0,094 (Kw).

N0,995 = 0,091 (Kw).

N0,995 = 0,088 (Kw).

N0, 97 0,995 = 0,085 (Kw).

N0,995 = 0,082 (Kw).

N0,995 = 0,079(Kw).

M

A. Tính sơ bộ khoảng cách trục :

- Chọn hệ số tải trọng k =1,4

- Hệ số chiều rông bánh răng  y_A = 0,3 ;

- Theo công thức tính khoảng cách trục ( Sách thiết kế chi tiết máy)

A ³ ( i + 1)

Vậy :

A  121,7 (mm)

A  125,9 (mm)

A   124,58 (mm)

1.1_Tính modul theo công thức :

m =(0,010,02) A

Þ Chọn m= 3 (mm)

m= 1,5 (mm

m= 2 (mm)

1.2_Tính đường kính các bánh răng:

- Cặp bánh răng cố định 1:

m = 3 (mm)

Số răng: Z₁= 25 ; Z₂= 36

Đường kính vòng chia: d_c1= 75 (mm) ; d_c2= 108(mm)

Khoảng cách trục: A = 90 (mm).

Bề rộng B: B = 27 (mm).

Đường kính đỉnh răng: D_e1 = 81 (mm) ; D_e2 = 114(mm).

Đường kính chân răng: D_i1 = 67,5 (mm) ; D_i2 = 100,5 (mm).

- Bộ truyền Norton:  m=1,5

Z (răng)	dc ( mm )	De ( mm)	Di ( mm )
Z1 = 28 Z2 = 30 Z3 = 32 Z4 = 36 Z5 = 38 Z6 = 40 Z7 = 44 Z8 = 46 Z9 = 48	42 45 48 54 57 60 66 69 72	45 48 51 57 60 63 69 72 75	38,25 41,25 44,25 50,25 53,25 56,25 62,25 65,25 68,25

- Tính bánh răng Z = 26

m = 1,5

d_c =  39 (mm)

D_e= 42 (mm)

D_i  = 35,25 (mm)

- Tính bánh răng bị động  Z_A = 28

m =1,5

d_c = 42 (mm)

D_e= 45 (mm)

D_i  = 38,25 (mm)

- Cặp bánh răng cố định 2:

m = 3 (mm)

Số răng: Z₁= 25 ; Z₂= 36

Đường kính vòng chia: d_c1= 75 (mm) ; d_c2= 108 (mm)

Khoảng cách trục: A = 90 (mm).

Bề rộng B: B = 27 (mm).

Đường kính đỉnh răng: D_e1 = 81 (mm) ; D_e2 = 114 (mm).

Đường kính chân răng: D_i1 = 67,5 (mm) ; D_i2 = 100,5 (mm).

- Tính các cặp bánh răng trong nhóm truyền động i

Thông số   Z	Modul	Số răng	Đường kính vòng chia	Đường vòng kính đỉnh răng	Đường vòng kính chân răng	Bề rộng bánh răng	Khoảng cách trục
Z	2	30	60	64	55	18	90
Z’	2	60	120	124	115	18
Z	2	45	90	94	85	18
Z’	2	45	90	94	85	18
Z	2	18	36	40	31	18
Z’	2	72	144	148	139	18
Z	2	45	90	94	85	18
Z’	2	45	90	94	85	18

B. Thiết kế trục và then:

1.1_Thiết kế trục :

Tính gần đúng.

- Chọn vật liệu là thép C45

Theo công thức (7-2) sách thiết kế chi tiết máy, ta có:

Với:

                        d: đường kính trục.

N: công suất truyền.

                        n: số vòng quay trong vòng một phút của trục.

                        C: hệ số phụ thuộc ứng suất xoắn cho phép, đối với đầu trục vào và trục truyền chung có thể lấy C = 110.

a) Đối với trục I.

                        Lấy d = 28 (mm).

b) Đối với trục II.

                        Lấy d = 30 (mm).

c) Đối với trục III.

                        Lấy d = 30 (mm).

d) Đối với trục IV.

                        Lấy d = 30 (mm).

e) Đối với trục V.

                        Lấy d = 30 (mm).

f) Đối với trục VI.

                        Lấy d = 40 (mm).

g) Đối với trục VII.

                        Lấy d = 30 (mm).

1.2.Thiết kế then.

- Để cố định bánh răng theo phương tiếp tuyến, nói cách khác là để truyền moment và chuyển động từ trục đến bánh răng hoặc ngược lại ta dùng then.

a) Then tại trục I.

- Đường kính trục I  để lắp then là 28(mm), tra bảng (7-26) sách thiết kế chi tiết máy ta chọn then hoa như sau:

                        . Đường kính ngoài: D = 28(mm).

. Đường kính trong: d = 23(mm).

                        . Số răng: Z = 6.

                        . Bề rộng then: b= 6.

            b) Then tại trục II.

- Đường kính trục II để lắp then là 30(mm), tra bảng (7-23) sách thiết kế chi tiết máy ta chọn then bằng như sau:

. Kích thước danh nghĩa của then: b = 8(mm), h = 7(mm).

                        . Chiều sâu rãnh then:trên trục t=4(mm),trên lỗ = 3,1(mm), k = 3,5.

c) Then tại trục III.

- Đường kính trục III  để lắp then là 30(mm), tra bảng (7-26) sách thiết kế chi tiết máy ta chọn then hoa như sau:

                        . Đường kính ngoài: D = 30(mm).

. Đường kính trong: d = 26(mm).

                        . Số răng: Z = 6.

                        . Bề rộng then: b= 6.

d) Then tại trục IV.

- Đường kính trục IV  để lắp then là 30(mm), tra bảng (7-26) sách thiết kế chi tiết máy ta chọn then hoa như sau:

                        . Đường kính ngoài: D = 30(mm).

. Đường kính trong: d = 26(mm).

                        . Số răng: Z = 6.

            . Bề rộng then: b= 6.

e) Then tại trục V.

- Đường kính trục V để lắp then là 30(mm), tra bảng (7-23) sách thiết kế chi tiết máy ta chọn then bằng như sau:

. Kích thước danh nghĩa của then: b = 8(mm), h = 7(mm).

                        . Chiều sâu rãnh then:trên trục t= 4(mm),trên lỗ = 3,1(mm), k =3,5.

f) Then tại trục VI.

- Đường kính trục VI  để lắp then là 40(mm), tra bảng (7-26) sách thiết kế chi tiết máy ta chọn then hoa như sau:

                        . Đường kính ngoài: D = 40(mm).

. Đường kính trong: d = 36(mm).

                        . Số răng: Z = 8.

            . Bề rộng then: b= 7.

g) Then tại trục VII.

- Đường kính trục VII để lắp then là 30 (mm), tra bảng (7-23) sách thiết kế chi tiết máy ta chọn then bằng như sau:

. Kích thước danh nghĩa của then: b = 8(mm), h = 7(mm).

                        . Chiều sâu rãnh then:trên trục t=4(mm), trên lỗ = 3,1(mm), k =3,5.

C. Chọn ổ lăn

Trục	Ký hiệu	d	D	B
Trục I	46305	25	62	17
Trục II	46305	25	62	17
Trục III	46305	25	62	17
Trục IV	46306	30	72	19
Trục V	46305	25	62	17
Trục VI	46308	40	90	23
Trục VII	46305	25	62	17
Ổ lắp trong ly hợp I, II,	7202	15	35	12

7/ Tính bánh răng thay thế.

- Do các bước ren n = 3 ;  ; và 2 của ren Anh không không được xếp vào bảng ren nên ta ta phải tính bánh răng thay thế.

a)Tính bánh răng thay thế cho bước ren n= 3.

-  Điều chỉnh hộp chạy dao theo bước ren tiêu chuẩn gần nhất: ta chọn n= 6.

Ta có:

- Tiện ren Anh theo tiêu chuẩn có bước ren n = 6 thì ta dùng bánh răng thay thế

- Tiện ren Anh không  theo tiêu chuẩn có bước ren n’ = 3 thì ta dùng bánh răng thay thế

Vậy để tiện ren Anh có bước ren n = 3 thì ta phải dùng cặp bánh răng thay thế là Z=21 và Z’=50.

b)Tính bánh răng thay thế cho bước ren n = .

-  Điều chỉnh hộp chạy dao theo bước ren tiêu chuẩn gần nhất: ta chọn n= 5.

Ta có:

- Tiện ren Anh theo tiêu chuẩn có bước ren n = 6 thì ta dùng bánh răng thay thế .

- Tiện ren Anh không  theo tiêu chuẩn có bước ren n’ =  thì ta dùng bánh răng thay thế .

Vậy để tiện ren Anh có bước ren n =  thì ta phải dùng cặp bánh răng thay thế là Z=21 và Z’=50.

c)Tính bánh răng thay thế cho bước ren n = 2.

-  Điều chỉnh hộp chạy dao theo bước ren tiêu chuẩn gần nhất: ta chọn n= 4.

Ta có:

- Tiện ren Anh theo tiêu chuẩn có bước ren n = 6 thì ta dùng bánh răng thay thế

- Tiện ren Anh không  theo tiêu chuẩn có bước ren n’ = 2 thì ta dùng bánh răng thay thế

Vậy để tiện ren Anh có bước ren n = 2 thì ta phải dùng cặp bánh răng thay thế là Z=21 và Z’=50.

Thiết kế máy tiện vạn năng Đề 10 spkt, thuyết minh Thiết kế máy tiện vạn năng Đề 10 spkt, động học Thiết kế máy tiện vạn năng Đề 10 spkt, kết cấu Thiết kế máy tiện vạn năng Đề 10 spkt