Thiết kế máy cắt kim loại theo phương án không gian, động học máy Thiết kế máy cắt kim loại theo phương án không gian, kết cấu Thiết kế máy cắt kim loại theo phương án không gian, nguyên lý Thiết kế máy cắt kim loại theo phương án không gian
Lời nói đầu
Công nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó đóng vai trò quyết dịnh trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước. Nhiệm vụ của công nghệ chế tạo máy là chế tạo ra các sản phẩm cơ khí cho mọi lĩnh vực của nghành kinh tế quốc dân, việc phát triển ngành công nghệ chế tạo máy đang là mối quan tâm đặc biệt của Đảng và nhà nước ta.
Phát triển ngành công nghệ chế tạo máy phải được tiến hành đồng thời với việc phát triển nguồn nhân lực và đầu tư các trang bị hiện đại. Việc phát triển nguồn nhân lực là nhiệm vụ trọng tâm của các trường đại học.
Hiện nay trong các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kĩ sư cơ khí và cán bộ kĩ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức cơ bản tương đối rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất.
Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chương trình đào tạo kĩ sư và cán bộ kĩ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy và các thiết bị cơ khí phục vụ các ngành kinh tế như công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, điện lực ...vv
Để giúp cho sinh viên nắm vững được các kiến thức cơ bản của môn học và giúp cho họ làm quen với nhiệm vụ thiết kế, trong chương trình đào tạo , đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là môn học không thể thiếu được của sinh viên chuyên ngành chế tạo máy khi kết thúc môn học.
Sau một thời gian tìm hiểu và với sự chỉ bảo nhiệt tình của thầy giáoHoàng Quyết đến nay Em đã hoàn thành đồ án môn học công nghệ chế tạo máy trong quá trình thiết kế và tính toán tất nhiên sẽ có những sai sót do thiếu thực tế và kinh nghiệm thiết kế, em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong bộ môn công nghệ chế tạo máy và sự đóng góp ý kiến của các bạn để lần thiết kế sau và trong thực tế sau này được hoàn thiện hơn .
Em xin chân thành cảm ơn.
Phần 1 THIẾT KẾ HỘP TỐC DỘ
- Xác định số cấp vận tốc
Ta có: +1
Trong đó: Rn là phạm vi điều chỉnh số vòng quay
Z =
Ta chọn Z = 25 cấp
Tính lại số vòng quay lớn nhất nmax của trục chính:
- Dựa vào bảng số vòng tiêu chuẩn ta có:
n1 = 10, n2 = 12.5, n3 = 16, n4 = 20, n5 = 25, n6 = 31,5, n7 = 40, n8 = 50, n9 = 63, n10 = 80, n11 = 100, n12 = 125, n13 = 160, n14 = 200,
n15 = 250, n16 = 315, n17 = 400, n18 = 500, n19 = 630, n20 = 800,
n21 = 1000 , n22 = 1250 , n23 = 1600 , n24 = 2000 , n25 = 2500
- Chọn phương án không gian.
Vì Z=25 không thể phân tích được nên chọn Z=27 rồi làm trùng 2 tốc độ.
Với Z = 27, ta có các phương án không gian sau:
PA1: Z = 3 x 3 x 3 ( Truyền động đơn giản )
PA2: Z = 3 x (9) = 3 x ( 3 + 1.2.3)
PA3: Z = 3 x (1.3 + 2.3)
PA4: Z = 3 x (1.1.3 + 1.2.3)
PA5: Z = 9 x (3) = 3 x 3 x (1.1 + 1.2)
PA6: Z = 3 x 3 x (1 + 1.1.2)
Ngoài các phương án trên ta còn có thể chọn được nhiều PAKG khác, nhưng các PAKG đó không đảm bảo cùng chiều quay giữa trục đầu và trục cuối cùng.
- Phân tích chọn phương án không gian:
Do tất cả các phương án trên đều đảm bảo cùng chiều quay giữa trục đầu và trục cuối cùng, tuy nhiên để chọn được PAKG hợp lý thì ta xét các yếu tố sau.
- Căn cứ vào phạm vi điều chỉnh tỉ số truyền .
- Căn cứ vào tổng số lượng ô tối đa T cần thiết.
- Căn cứ vào số trục
- Căn cứ vào số cặp bánh răng
- Căn cứ vào viêc bố trí các cặp bánh răng
PA1: truyền động đơn giản, tuy nhiên không đạt
PA2: truyền động phức tạp, không đạt
PA3: truyền động phức tạp, tổng số lượng ô tối đa T cần thiết .
PA4: truyền động phức tạp, không đạt
PA5: có 5 trục, 11 cặp bánh răng, truyền động phức tạp, thỏa 5 tiêu chí đặt ra.
PA6: truyền động phức tạp, tổng số lượng ô tối đa T cần thiết .
- Ta chọn PAKG 5 là phương án tối ưu nhất
PA5: Z = 9 x (3) = 3 x 3 x (1.1 + 1.2)
- Số cấp tốc độ nhanh ZoZ’ = 3.3.1.1 = 9
- Số cấp tốc độ chậm ZoZ’’ = 3.3.1.2 = 18
- Công thức kết cấu :
ZoZ’ = 3. x 3. x 1. x 1.
ZoZ’’ = 3 x 3. x 1. x 2.
- Vẽ lưới kết cấu
Kiểm tra phạm vi điều chỉnh tỷ số truyền Ri
đạt yêu cầu
- Lưới kết cấu
- Đồ thị số vòng quay
- Xác định tỷ số truyền
Kiểm tra điều kiện về tỉ số truyền :
Vậy phương án lựa chọn đạt yêu cầu.
- Xác định số răng của các bánh răng:
Do các trục của hộp tốc độ ở đường truyền cấp chậm càng về sau số vòng quay càng giảm, nên mômen xoắn tác dụng lên các trục càng tăng . Khi chọn bánh răng nên chọn giá trị 2Zo có xu hướng tăng dần để bánh răng đủ lớn chịu được tác dụng của moomen xoắn.
- Nhóm truyền động thứ nhất từ trục I qua truc II
Chọn trước 2Z0 = 52 ta có:
- Nhóm truyền động thứ nhất từ trục II qua truc III
Chọn trước 2Z0 = 70 ta có:
- Nhóm truyền động thứ nhất từ trục III qua truc IV
Chọn trước 2Z0 = 81 ta có:Nhóm truyền động thứ nhất từ trục III qua truc IV
Chọn trước 2Z0 = 86 ta có:
- Sơ đồ động và sơ đồ truyền lực của hộp tốc độ :
Hình 1 : Sơ đồ động
7.Kiểm tra sai số vòng quay .
Sai số vòng quay được tính theo công thức :
a. Sai số vòng quay cho phép
= =
- Số vòng quay thực tế nth
Ta tính các số vòng quay thực tế từ n1 đến n25
Ta có : ntt=
Chọn = 630 v/ph nên tỉ số truyền của bộ truyền đai là :
Vậy ta có thứ tự lần lượt số vòng quay là:
ntt1=nđc. .i1 .i4 .i7 .i9 = = 9.95
ntt2=nđc. .i2 .i4 .i7 .i9 = = 12.47
ntt3=nđc. .i3 .i4 .i7 .i9 = = 15.7
ntt4=nđc. .i1 .i5 .i7 .i9 = = 19.8
ntt5=nđc. .i2 .i5 .i7 .i9 = = 24.85
ntt6=nđc. .i3 .i5 .i7 .i9 = = 31.3
ntt7=nđc. .i1 .i6 .i7 .i9 = = 39.4
ntt8=nđc. .i2 .i6 .i7 .i9 = = 49.5
ntt9=nđc. .i3 .i6 .i7 .i9 = = 62.3
ntt10=nđc. .i1 .i4 .i7 .i10 = = 79.7
ntt11=nđc. .i2 .i4 .i7 .i10 = = 99.8
ntt12=nđc. .i3 .i4 .i7 .i10 = = 125.7
ntt13=nđc. .i1 .i5 .i7 .i10 = = 158.5
ntt14=nđc. .i2 .i5 .i7 .i10 = = 198.8
ntt15=nđc. .i3 .i5 .i7 .i10 = = 250.5
ntt16=nđc. .i1 .i6 .i7 .i10 = = 315.6
ntt17=nđc. .i2 .i6 .i7 .i10 = = 395.7
ntt17=nđc. .i1 .i4 .i8 .i11 = = 401
ntt18=nđc. .i3 .i6 .i7 .i10 = = 498.6
ntt18=nđc. .i2 .i4 .i8 .i11 = = 502.8
ntt19=nđc. .i3 .i4 .i8 .i11 = = 632.6
ntt20=nđc. .i1 .i5 .i8 .i11 = = 798.9
ntt21=nđc. .i2 .i5 .i8 .i11 = = 1001.8
ntt22=nđc. .i3 .i5 .i8 .i11 = = 1262.2
ntt23=nđc. .i1 .i6 .i8 .i11 = = 1590.4
ntt24=nđc. .i2 .i6 .i8 .i11 = = 1994.3
ntt25=nđc. .i3 .i6 .i8 .i11 = = 2512.8
Bảng so sánh sai số:
|
n |
ntt(v/p) |
ntc(v/p) |
|
|
n1 |
9.95 |
10 |
-0.5 |
|
n2 |
12.47 |
12.5 |
-0.24 |
|
n3 |
15.7 |
16 |
-1.9 |
|
n4 |
19.8 |
20 |
-1 |
|
n5 |
24.85 |
25 |
-0.6 |
|
n6 |
31.3 |
31.5 |
-0.63 |
|
n7 |
39.4 |
40 |
-1.5 |
|
n 8 |
49.5 |
50 |
-1 |
|
n9 |
62.3 |
63 |
-1.1 |
|
n10 |
79.7 |
80 |
-0.34 |
|
n11 |
99.8 |
100 |
-0.2 |
|
n12 |
125.7 |
125 |
0.56 |
|
n13 |
158.5 |
160 |
-0.9 |
|
n14 |
198.8 |
200 |
-0.6 |
|
n15 |
250.5 |
250 |
0.2 |
|
n16 |
315.6 |
315 |
0.2 |
|
n17 |
401 |
400 |
0.25 |
|
n18 |
502.8 |
500 |
0.6 |
|
n19 |
632.6 |
630 |
0.4 |
|
n20 |
798.9 |
800 |
-0.14 |
|
n21 |
1001.8 |
1000 |
0.2 |
|
n22 |
1262.2 |
1250 |
1 |
|
n23 |
1590.4 |
1600 |
-0.6 |
|
n24 |
1994.3 |
2000 |
-0.3 |
|
N25 |
2512.8 |
2500 |
0.5 |
Hình : Đồ thị sai số vòng quay
8.Tính toán động lực học :
8.1. Bảng thông số :
|
T/ số |
Đ/cơ |
I |
II |
III |
IV |
V |
||||
|
i |
|
|
|
|
|
|||||
|
n (v/p) |
1420 |
630 |
400 |
160 |
40 |
10 |
||||
|
N(kw) |
4,6 |
4.4 |
4.2 |
4 |
3,8 |
3,6 |
||||
|
M(N.mm) |
30937 |
66698 |
100275 |
238750 |
907250 |
3438000 |
||||
Tính các giá trị trong bảng :
* Với i đ = = =
*Hiệu suất chung :
Ta có : h = .
Trong đó :
: hiệu suất một cặp ổ lăn, = 0,99
: hiệu suất một bộ truyền bánh răng, = 0,97
: hiệu suất bộ truyền đai, = 0,96
Nct = N. h= 5.0,99.0,97.0,96 = 4,6 kw
Momen xoắn : M = 9,55. . =(N.mm)
.....................................................
6. Thiết kế then :
a. Choïn then:
Để cố định baùnh răng theo phương tiếp tuyến hay để truyền momen vaø truyền chuyển động từ trục đến baùnh răng ta duøng then.
b. Tính then tại trục I:
- Để lắp then đường kính trục I laø 28 mm theo bảng (7-23) ta chọn loại then baèng coù:
d= 28,b = 8; h=7; t=4; t1 = 3,1; k = 3,5.
* Kiểm nghiệm sức bền dập theo coâng thức (7-11):
Sau khi tính toaùn thì bước chọn treân laø hợp lyù
* Kiểm nghiệm sức bền cắt theo coâng thức (7-12):
So saùnh với giaù trò [t]c (tra bảng 7-21) thì thoả [t]c > tc
c. Tính then truïc II:
- Chọn loại then hoa để lắp then đường kính trục II laø 30 mm theo bảng (7-26 ): Z=6; b = 6; d=26.
- Chọn loại then bằng theo bảng (7-23), ta có :
d = 30; b = 8; h = 7; t = 4; t1 = 3,1; k = 3,5
- Chiều daøi của then chọn : l= 16 mm
* Kiểm nghiệm sức bền dập theo coâng thức (7-11):
Sau khi tính toaùn thì bước chọn treân laø hợp lyù
* Kiểm nghiệm sức bền cắt theo coâng thức (7-12):
So saùnh với giaù trò [t]c (tra bảng 7-21) thì thoả [t]c > tc
d. Tính then tại trục III:
- Để lắp then đường kính trục III laø 30 mm theo bảng (7-26) ta chọn loại then hoa
Z=6; b = 6; d=26.
- Chọn loại then bằng theo bảng (7-23), ta có :
d = 30; b = 8; h = 7; t = 4; t1 = 3,1; k = 3,5
e. Tính then tại trục IV:
-Để lắp then đường kính trục IV laø 30 mm theo bảng (7-26) ta chọn loại then hoa
Z=6; b = 6; d=26.
f. Tính then tại trục V:
Các bánh răng trên trục chạy trơn nên ta không tính then.
g. Tính then tại trục VI:
-Để lắp then đường kính trục VI laø 28 mm theo bảng (7-26) ta chọn loại then hoa
Z=6; b = 6; d=23
f. Tính then tại trục VII:
-Để lắp then đường kính truïc VII laø 28 mm theo bảng (7-23) ta chọn loại then bằng
b = 8; h = 7; t=4 ; t1=3,1 ; k = 3,5
- Chiều dài của then chọn: l= 16 mm
* Kiểm nghiệm sức bền dập theo coâng thức (7-11):
Sau khi tính toaùn thì bước chọn treân laø hôïp lyù
* Kiểm nghiệm sức bền cắt theo coâng thức (7-12):
So saùnh vôùi gia trò [t]c (tra bảng 7-21) thì thoả [t]c > tc
|
Trục |
Ký hiệu |
d |
D |
B |
| Trục I |
46206 |
30 |
62 |
16 |
| Trục II |
46205 |
25 |
52 |
15 |
| Trục III |
46206 |
30 |
62 |
16 |
| Trục IV |
46205 |
25 |
52 |
15 |
| Trục V |
46205 |
25 |
52 |
15 |
| Trục VI |
46205 |
25 |
52 |
15 |
| Trục VII |
46106 |
30 |
55 |
14 |
| Ổ trên bánh răng Z |
46109
|
45 |
75 |
16 |
| Ổ lắp trên trục đỡ bánh răng Z |
46100 |
10 |
24 |
8 |
| Ổ lắp trong ly hợp I, II, |
7202 |
15 |
35 |
12 |
IV.CỐ ĐỊNH TRỤC VÀ BÔI TRƠN Ổ:
I. 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 điện kim loại giữa nắp ổ và thân hộp giảm tốc bằng vít.
II. Bôi trơn ổ lăn:
- Bôi trơn ổ bằng mỡ, dùng loại mỡ tương ứng với nhiệt độ làm việc từ 60 ¸ 1000C. lượng mỡ chứa 2/3 chỗ rỗng của bộ phận ổ.
- Để mỡ không chảy ra ngoài và ngăn không cho dầu rơi vào bộ phận ổ ta dùng vòng chắn dầu.
III.Bộ phận che chắn:
-Để che kín các đầu trục ra, tránh sự xâm nhập của bụi bặm và tạp chất vào ổ ta dùng vòng phớt.
IV. Chọn kiểu lắp ổ lăn:
- Để cố định ổ bi cũng như chọn kiểu lắp ổ trên trục và trong vỏ hộp, lắp trục với ổ có độ dôi.
Tài liệu tham khảo
-Trần Quốc Hùng
Thiết kế máy cắt kim loại
Trường Đại học Sư Phạm kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
- Dương Bình Nam
Máy cắt kim loại
Trường Đại học Sư Phạm kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
- Nguyễn Trọng Hiệp_ Nguyễn Văn Lẫn
Thiết kế chi tiết máy
