Đề 10:
Thiết kế 1 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 cá 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 :..=1,41
-Động cơ có công suất N=5 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:
-Ren quốc tế : t...=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.; 9 ;8 ; 7...; 7; 6 ; 5...; 5 ; .
-Ren mô đun : m=0,25 ; 0,5 ; 0,75 ; 1 ; 1,25 ; 1,5 ; 1,75 ; 2 ; 2,25 ; 2,5 ; 2,75 ; 3
-Ren Pith: 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 i...
PHẦN THUYẾT MINH
A. THIẾT KẾ HỘP TỐC ĐỘ
Theo yêu cầu n...=8 v/p ; n..=2000 v/p ;..
I.Xác định số vòng quay trục chính:
|
n...=8 |
n..=180 |
|
n..=11,2 |
n..=250 |
|
n...=16 |
n..=355 |
|
n...=22,4 |
n....=500 |
|
n...=31,5 |
n...=710 |
|
n...=45 |
n..=1000 |
|
n..=63 |
n...=1410 |
|
n..=90 |
n..=2000 |
|
n....=125 |
|
II.Chọn phương án không gian (Chọn Z=18 cấp tốc độ và làm trùng 1 cấp tốc độ)
Do .....E=2
1. Chọn PAKG sử dụng truyền động đơn giản
a. Chọn động cơ 2 cấp vận tốc.
Có 1 PAKG 2....
Với phương án không gian trên có 2 PATT :
-PATT I-II :Z=2.....,phương án này không sử dụng được vì nhóm cơ sở phải có tỉ số truyền bằng E (E=2)
-PATT II-I :Z=2.... ,phương án này không sử dụng được vì nhóm cơ sở phải có tỉ số truyền bằng E (E=2)
...Phải chọn động cơ 3 cấp vận tốc
b. Chọn động cơ 3 cấp vận tốc.
Có 2 PAKG
* Z=3.....2 ,với PAKG này có 2 PATT
- Z =3....,phương án này không sử dụng được vì nhóm cơ sở phải có tỉ số truyền bằng E (E=2)
- Z =3.... .Khi làm trùng 1 cấp tốc độ thì Z=3...
Kiểm tra phạm vi điều chỉnh ti số truyền R....
R.....Không đạt
Kết luận: Với PAKG sử dụng truyền động đơn giản thì không có phương án nào đạt, vì thế phải sử dụng PAKG truyền động phức tạp
2. Chọn PAKG sử dụng truyền động phức tạp
a.Chọn động cơ 2 cấp vận tốc
Có PAKG sau: z=2.....
phương án này không sử dụng được vì nhóm cơ sở phải có tỉ số truyền bằng E (E=2)
b. Chọn động cơ 3 cấp vận tốc
................
Do làm trung một cấp tốc độ nên ...
Kiểm tra phạm vi điều chỉnh tỉ số truyền Ri=1,41...
..Phương án này đạt
Với PAKG này thì không thể vẽ được đồ thị vòng quay,vì T=A+B+C
A=5 ;B=2 ;C=4...T=5+2+4=11< Z-1=17-1=16
Vậy phải chuyển sang PAKGBH
......
Với phương án này ta có thể vẽ được đồ thị số vòng quay
III. Lưới kết cấu và đồ thị vòng quay
Từ PAKG Z=3..2..(1...+1...2) ta có :
......................................................................................
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
......................................................
