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 bán
ĐỀ 8
Thiết kế một máy tiện vạn năng với các yêu cầu sau đây :
1.Hộp tốc độ dùng cơ cấu bánh răng di trượt cĩ cc thơng số sau:
. Số vịng quay nhỏ nhất của trục chính : n... = 12.5 vịng/pht.
. Số vịng quay lớn nhất của trục chính : n.. = 2000 vịng/pht.
. Cơng bội của chuỗi số vịng quay : ..
. Động cơ có công suất N = 7.5 KW ; số vịng quay n..= 1400 vịng/pht
2. Hộp chạy dao dùng cơ cấu Norton và cơ cấu bánh răng di trượt để tiện các loại ren sau :
.Ren quốc tế : t...= 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 modun : 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 = 30 ; 28 ; 24 ; 22 ; 20 ; 18 ; 16 ; 15 ; 14 ; 12 ; 11 ; 10 ; 9...................; 2
.Ren Pitch : P = 56 ; 48 ; 44 ; 40 ; 36 ; 32 ; 28 ; 24 ; 22 ; 20 ; 18 ; 16 ; 14 ; 12 ; 11 ; 10 ; 9 ; 8
Yu cầu cc tỉ số truyền của nhĩm gấp bội I = 1/4 ; 1/2 ; 1/1 ; 2
A.THIẾT KẾ HỘP TỐC ĐỘ
I. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC CƠ BẢN CỦA HỘP TỐC ĐỘ
Ta cĩ : ...= 160
- Ta đếm trong bảng số vịng quay tiêu chuẩn ta được các vòng quay :
|
n1 |
= |
12.5 |
n13 |
= |
200 |
|
n2 |
= |
16 |
n14 |
= |
250 |
|
n3 |
= |
20 |
n15 |
= |
315 |
|
n4 |
= |
25 |
n16 |
= |
400 |
|
n5 |
= |
31.5 |
n17 |
= |
500 |
|
n6 |
= |
40 |
n18 |
= |
630 |
|
n7 |
= |
50 |
n19 |
= |
800 |
|
n8 |
= |
63 |
n20 |
= |
1000 |
|
n9 |
= |
80 |
n21 |
= |
1250 |
|
n10 |
= |
100 |
n22 |
= |
1600 |
|
n11 |
= |
125 |
n23 |
= |
2000 |
|
n12 |
= |
160 |
II. XÁC ĐỊNH LƯỚI KẾT CẤU v ĐỒ THỊ SỐ VÒNG QUAY
a) Phương n không gian: (PAKG).
PAKG l 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 + 1 x 3 x 2) = 24.
Rồi làm trng 1 tốc độ để Z = 23.
b) Phương n thứ tự :( PATT).
* PAKG: Z =3 x( 2 + 1 x 3 x 2) = 24.
Z.Z’ = 3[1] x 2[3] = 6
Z.Z” = 3[1] x 1[0] x 3[3] x 2[9] = 18
PATT :I, II, III, IV, V
Để đạt 23 cấp tốc độ ta lm trng 1 tốc độ: xi = 9à xi= 8
......................................................................................
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 sb = 600 (N/mm2)
- Giới hạn chảy sch = 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 sb = 480 (N/mm2)
- Giới hạn chảy sch = 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 Ks =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 yA =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.
De1 =d1 +2m1 = 54+6 = 60 (mm)
D’e1 =d’1 +2m1 = 108+6 =114 (mm)
* Đường kính vòng chân răng.
Di1 = d1 -2,5m =54- 2,5.3 =46,5 (mm)
Di2 = d2 -2,5m =108- 2,5.3=100,5 (mm)
4) Lực tác dụng lên trục :
* Lực vòng : P1 =.... =3897 (N)
* Lực hướng tâm :Pr1 =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.
De2 =d2 +2m = 63+ 6= 69 (mm)
De2 =d’2 +2m = 99+6 = 105( mm)
+Đường kính vòng chân răng.
Di2 = d2 -2,5m =63- 2,5.3 =55,5 (mm)
Di2 = d2 -2,5m =99- 2,5.3=91,5 (mm)
*Lực vòng : P2 =... =... =3340 (N)
* Lực hướng tâm :Pr2 =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.
De3 =d3 +2m = 72+6 = 78 (mm)
De3 =d’3 +2m = 90+6 =96 (mm)
+Đường kính vòng chân răng.
Di3 = d3 -2,5m =72- 2,5.3 =64,5 (mm)
Di3 = d’3 -2,5m =90- 2,5.3=82,5 (mm)
* Lực vòng : P3 =..... =... =2923 (N )
* Lực hướng tâm :Pr3 =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.
De4 =d4 +2m2 = 70+2.3,5 = 77 (mm)
D’e4 =d’4 +2m2 = 175+2.3,5 = 182(mm)
* Đường kính vòng chân răng.
Di4 = d4 -2,5 m2 =70- 2,5.3,5 =61,25 (mm)
Di4 = 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 :Pr4 =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.
De5 =d5 +2m2 = 108,5+2.3,5 = 115,5 (mm)
De5 =d’5 +2m2 = 136,5+2.3,5 = 143,5 (mm)
áĐường kính vòng chân răng.
Di5 = d5 -2,5 m2 =115,5- 2,5.3,5 =106,75 (mm)
Di5 = d5 -2,5 m2 =143,5- 2,5.3,5=134,5 (mm)
*Lực vòng : P5 =... =. =3897(N)
*Lực hướng tâm :Pr5 =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.
De6 =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.
Di6 = d6 -2,5 m3 =94,5- 2,5.3,5 =85,75 (mm)
Di6 = 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 :Pr6 =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.
De57=d7 +2m3 = 203+2.3,5 = 210 (mm)
De7=d’7 +2m3 = 129,5+.2.3,5 = 136,5 (mm)
áĐường kính vòng chân răng.
Di7= d7 -2,5 m3 =203- 2,5.3,5 =194,25 (mm)
Di7 = d7 -2,5 m3 =129,5- 2,5.3,5=120,75 (mm)
*Lực vòng : P7 = = =3855(N)
*Lực hướng tâm :Pr7 =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.
De8 =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.
Di8 = d8 -2,5 m4 =70- 2,5.3,5 =61,25 (mm)
Di8 = 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 :Pr8 =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.
De9=d9 +2m4 = 234,5+2.3,5 = 241,5 (mm)
De9=d’9 +2m4 = 129,5+2.3,5 = 136,5 (mm)
àĐường kính vòng chân răng.
Di9= d9 -2,5 m4 =234,5- 2,5.3,5 =225,75 (mm)
Di9 = d9 -2,5 m4 =129,5- 2,5.3,5=120,75 (mm)
* Lực vòng : P9 = = =7591(N)
*Lực hướng tâm :Pr9 =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 cbảng =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 cbảng =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 cbảng =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 cbảng =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 cbảng =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 =0.8lm =0.96 d
Với lm =(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 =0.8lm =0.96 d
Với lm =(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
......................................................
