THIẾT KẾ QUY TRÌNH SỬA CHỮA BÁNH RĂNG Z 22 TRỤC CHÍNH, hướng dẫn thiết kế đồ gá

đồ án môn học công nghệ chế tạo máy, bài tập lớn công nghệ chế tạo máy, thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết, hướng dẫn quy trình công nghệ chế tạo máy

MỤC LỤC                         Trang

I. Lời nói đầu.................................................................................. 1

II. Giới thiệu chung về máy tiện.................................................... 2

àPHẦN: 1...................................................................................... 3

I. Chức năng làm việc .

II. Tổng quan về bánh răng.......................................................... 4

 àPHẦN: 2..................................................................................... 5

I. Xác nhận nguyên nhân hư hỏng .

II . Phân tích nguyên nhân hư hỏnh .

III .Phân tích chọn phương án cụ thể .

àPHẦN: 3...................................................................................... 15

I . Lập phương án sửa chữa

à PHẦN: 4 .................................................................................... 16

I . Phương pháp kiểm tra trước và sau khi sửa chữa.

à PHẦN 5:..................................................................................... 20

I.tính chế độ cắt

II . Kết luận..................................................................................... 34

III . Tài liệu tham khảo.................................................................. 35

I.TỔNG QUAN VỀ BÁNH RĂNG

1. Định nghĩa

-   Cơ cấu bánh răng là cơ cấu ăn khớp cao dùng để truyền chuyển động quay giữa các trục với tỉ số truyền xác định nhờ sự ăn khớp của các khâu có răng, các khâu ấy được gọi là bánh răng.

-  Truyền động bánh răng được sử dụng hầu hết trong các loại máy. Nó thực hiện công việc truyền chuyển động quay giữa các trục, hoặc biến chuyển động quay thành tịnh tiến và ngược lại.

2. Phân loại và công dụng của truyền động bánh răng:

     *Công dụng chung của truyền động bánh răng:

-  Bánh răng, bánh vít là những chi tiết dùng để truyền lực và chuyển động mà chúng ta thường thấy trong nhiều loại máy khác nhau. Với sự phát triển của ngành chế tạo máy và với yêu cầu của sửa chữa thay thế, các loại chi tiết này ngày càng được sản xuất nhiều hơn. Ở nhiều nước người ta đã xây dựng nhà máy, phân xưởng chuyên sản xuất bánh răng, bánh vít với trình độ cơ khí hóa và tự động hóa cao.

-  Truyền động bánh răng được sử dụng rộng rãi vì chúng có những ưu điểm như khả năng truyền lực lớn, đảm bảo tỉ số truyền chính xác, hiệu suất truyền động cao, tỉ số truyền lớn v.v.

-  Trong các loại máy như: Máy công cụ, máy nông nghiệp, ôtô, động cơ đốt trong, cần trục v.v. Truyền động bánh răng là những cơ cấu quan trọng.

-  Phạm vi tốc độ và khả năng truyền chuyển động của bộ truyền bánh răng rất lớn. Các hộp giảm tốc của bánh răng có khả năng truyền công suất hàng chục kw. Tốc độ vòng quay của các bánh răng trong các cơ cấu truyền chuyển động có thể đạt tới 150m/s.  Bánh truyền chuyển động quay được gọi là bánh chủ động, Bánh được truyền chuyển động quay gọi là bánh bị động (khái niệm trên xét cho 1 cặp bánh răng ăn khớp).

-  Sử dụng bộ truyền bánh răng có thể truyền được chuyển động giữa các trục chéo nhau, vuông góc nhau, hoặc song song với nhau                                

-Tùy thuộc vào hình dạng của bánh răng người ta chia ra các loại sau: Truyền động bánh răng trụ, bánh răng côn, bánh răng nghiên, truyền động trục vít bánh vít v.v.

-  Theo dạng ăn khớp prôphin răng được chia thành hai loại:

Ăn khớp thân khai: Là loại ăn khớp tiêu chuẩn và được sử dụng nhiều nhất.

An khớp không thân khai bao gồm: An khớp nôvikov, ăn khớp xiclôit, ăn khớp chốt.

 *Phân loại bánh răng :

×     Bánh răng được chia ra làm ba loại sau:

            -  Bánh răng trụ(răng thẳng và răng nghiêng).

            -  Bánh răng côn(răng thẳng và răng xoắn).

           -  Bánh vít.

3.  Truyền động bằng bánh răng trụ:

-  Truyền động bánh răng hình trụ được dùng để quay các trục song song với nhau. Dựa theo hình dạng của răng có ba loại truyền động sau: Truyền động bánh răng hình trụ răng thẳng, truyền động bánh răng hình trụ răng nghiêng. truyền động bánh răng chữ V.

-  Dựa theo hướng nghiêng của răng bánh răng hình trụ răng nghiêng chia ra hai loại: Nghiêng trái và nghiêng phải,trong một cặp ăn khớp các hướng nghiêng của chúng ngược nhau. Bộ truyền bánh răng nghiêng cho phép làm việc êm hơn, tăng khả năng truyền lực. --  Nhược điểm của bộ truyền bánh răng nghiêng là sinh ra lực dọc trục trong khi truyền động và chế tạo phức tạp hơn bánh răng trụ răng thẳng.

-  Bộ truyền bánh răng chữ V vẫn giữ được các ưu điểm trên, bên cạnh đó còn khắc phục được nhược điểm của bộ truyền bánh răng nghiêng là triệt tiêu lực dọc trục tuy nhiên việc chế tạo lại phức tạp hơn.

Các dạng truyền động bánh răng theo công dụng:

-  Tùy theo công dụng của truyền động người ta chia ra truyền vận tốc, động lực, truyền động số, truyền động có công dụng khác.

-  Truyền tốc độ: Bộ truyền động này thường được sử dụng ở máy bay, hộp giảm tốc của tuabin và các cơ cấu khác.

-  Truyền động lực: Bộ truyền động này thường được sử dụng để truyền lực lớn trong các náy cán, các ôtô tải, máy kéo, máy cán .

-  Truyền động số: Truyền động số đảm bảo chính xác góc quay giữa bánh răng chủ động và bị động. Truyền động này được sử dụng trong các gia công chính xác.                                    

-  Truyền động có công dụng chung: Truyền động này thường có vận tốc và tải trọng nhỏ, nó được dùng rộng rãi trong ngành chế tạo máy.Tùy theo vận tốc truyền động nó được chia ra:

-  Truyền động rất chậm: <=5m/s

-  Truyền động chậm: 0.5-3m/s

-  Truyền động trung bình: 3-15m/s

-  Truyền động cao: >15m/s

×     Đặc tính của truyền động bánh răng:

-  Đặc tính cơ bản của truyền động bánh răng là tỉ số truyền.Tỉ số truyền cho biết sự tương quan giữa vận tốc góc của cặp bánh răng ăn khớp. Tỉ số truyền được ký hiệu là i và được xác định theo công thức sau:

i= Z2/Z1

Trong đó: Z1 làsố răng bánh dẫn

                 Z2 là số răng bánh bị dẫn.

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

à PHẦN 2

I .XÁC ĐỊNH NGUYÊN NHÂN HƯ HỎNG

×      Dựa vào chức năng làm việc của hộp trục chính máy phay , ta có thể xác định hư hỏng của các bánh răng trong máy hộp số xe tải gồm các dạng hư hỏng như: răng bị gãy, răng bị tróc rổ bề mặt,răng bị dính, răng bị mòn. Nhưng trong bộ truyền các bánh răng tuyền với vận tốc lớn, nên làm cho bộ truyền nóng lên, nhiệt sinh ra nhiều, lớp dầu bôi trơn giữa các bánh răng bị phá hỏng. Do đó hiện tượng gãy và mòn răng xảy ra nhiều hơn.

×   Ta không xét đến hiện tượng mòn tróc rổ bề mặt,  mà chỉ xét đến hiện tượng mòn gãy- mẽ răng , tróc bề mặt răng .Hiện tượng gãy răng thường xảy ra đối với những bộ truyền bôi trơn không tốt, dầu bôi tơn bị bẩn, hoặc trong các bộ truyền lắp ghép không chính xác, hoặc lúc đóng và mở máy, làm cho hộp bước tiến hoạt động không còn chính xác nữa , hoặc sang số khi máy chũa dừng hẳn. Do đó ta phải tiến hành sữa chữa.

II  .PHÂN TÍCH  NGUYÊN NHÂN HƯ HỎNG

1. Răng mòn nhanh :

×    Đây là dạng hỏng thường xảy ra trong các bộ truyền bôi trơn không tốt, chế độ chăm sóc bảo dưỡng và bôi trơn không định kỳ , dầu bôi trơn bẩn .Do trong các bộ truyền hở  không có thiết bị che chắn làm bụi , hạt mài lọt vào giửa hai mặt răng ăn khớp .Do ảnh hưởng của môi trường xung quanh,cũng gây ra hiện tượng mòn nhanh, chế độ ăn khớp giảm dẫn đến gia công giảm chính xác , gây ồn .

Hiện nay chưa có phương pháp xác định độ mòn và tính toán độ mòn vì hiện tượng mòn phụ thuộc vào nhiều yếu tố mang tính chất ngẫu nhiên nên khó xác định , hiện tượng mòn thường được kiểm tra bằng sự ăn khớp giữa hai bánh răng bằng bột  

• màu . Khi bánh răng vượt mức giới hạn mòn , không thể sử dụng dược thì tiến hành sữa chữa.

×    Để giảm độ mòn có thể tăng độ rắn và độ nhẵn bề mặt răng , phải có thiết bị che chắn , dùng dầu bôi trơn hợp lý .

2. Gảy răng-mẻ răng

×    Là dạng hỏng rất nghiêm trọng không những làm bộ truyền mất đi khả năng làm việc mà có khi còn phá hỏng các chi tiết khác.

Răng bị gãy  do các nguyên nhân :

- Do quá tải hoạc sự ăn khớp quá đột ngột giữa các bánh răng

- Do răng bị quá tải khi làm việc ,răng bị vấp vào vật lạ hay do răng được chế tạo bằng vật liệu không đảm bảo .

- Do chế tạo và lắp ráp không đúng ,kết cấu bộ truyền không hợp lý .

- Do các vật nhỏ  lọt vào các bánh răng khi bánh răng truyền động làm mẻ răng , hoặc các chi tiết khác bị quá tải. Nhưng hầu hết các vết gãy do quá tải , mỏi ,hoặc vật liệu dòn, chế tạo lắp ghép không chính xác ….răng gãy thường do ứng suất gây nên vết gãy thường bắt đầu ở góc lượn là nơi tập chung ứng suất lớn nhất .

×   Để tránh hiện tượng gãy , khi tính toán phải tính theo sức bền mỏi uốn , khi làm việc quá tải kiểm tra ứng suất quá tải .Mặc khác phải tăng modun , dùng phương pháp nhiệt luyện để tăng bền , giảm tập chung ứng suất ở chân răng bằng cách tăng ứng suất góc lượn chân răng .

Trong trường hợp gãy nhiều răng tiến hành sữa chữa bằng phương pháp hàn và cấy  răng hoặc thay bánh răng mới .

3. Tróc bề  mặt làm việc của răng

  ×    Đây là dạng hư hỏng trên bề mặt răng , thường xảy ra trên các bộ truyền kín , không có bụi rơi vào ,dầu bôi trơn tốt và đầy đủ .Trong các bộ  truyền ít được bôi trơn hoặc bôi trơn không đầy đủ như bộ truyền hở thì hiện tượng tróc  thường không xảy ra , vì bề mặt bị mài mòn trước khi xuất hiện vết nứt ,tróc bề mặt ,

Do vật liệu bánh răng bị mỏi vì làm việc lâu với tải trọng lớn , bề mặt làm việc của răng bị quá tải cục bộ .

4. Xước bề  mặt làm việc của răng

×   Do thiếu dầu bôi trơn các bánh răng khi làm việc ,nên sinh ra ma sát khô làm xước bề mặt răng .

Để giảm xước bề mặt , cần chế độ bôi trơn hợp lý .

5.Răng bị dính:   Thường xảy ra ở các bộ truyền chịu tải trọng lớn , vận tốc cao ,tại chỗ ăn khớp nhiệt độ sinh ra cao , màng dầu bôi trơn bị phá vở, làm cặp răng ăn khớp tiếp xúc nhau do áp suất nhiệt ,độ cao cặp răng dính vào nhau , khi chúng chuyển động những mãnh kim loại nhỏ sẽ đứt khỏi bánh răng này và bám vào bánh răng kia , cho bề mặt răng gồ ghề ,dạng răng bị méo mó .dính thường xảy ra ở các bánh răng cùng vật liệu và không toi cứng .

-   Để tránh hiện tượng răng bị dính cần tăng độ nhẵn và độ rắn bề mặt răng , dùng thêm dầu chống dính và chế độ bôi trơn đầy đủ .

-  Ngoài ra bánh răng còn có các hư hỏng khác : có vết nứt ở vành bánh răng , nan hoa và mayơ ,bề mặt lỗ hoặc then trong mayơ bị ép vở , then hoa và các chỗ lượn mặt đầu răng bị vỡ .

III . PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN CỤ THỂ

1. .Phương án hàn đắp :

      ×   Là phương án sử dụng nhiều và quá trình phục hồi nhanh nhưng hiệu quả không cao.Phương án này dùng sữa chữa các chi tiết gãy ,nứt ,vỡ ,mãnh kim loại được nung nóng đến trạng thái dẽo hoặc lỏng khi được nối ghép bằng hàn .Phương án này chỉ sử dụng tuỳ nhu cầu làm việc của từng nhà máy vì giá rẻ ,thời gian phục hồi chi tiết nhanh.

2. Phương án ghép răng :

        ×  Có hai cách để lựa chọn ,là ghép răng bằng phương án hàn và ghép răng bằng phương pháp hàn vít .Đây là là phương án có thể tiết kiệm thời gian ,ít tốn kém nhưng hiệu quả cao .

3. Phương pháp mạ phun

  ×  Là phương án ích dùng nhất vì giá thành mạ phun rất đắt chỉ dùng cho những bánh răng có độ chính xác cao và nhỏ không thể nào tiến hành gia công cơ được  ta mới tiến hành mạ phun

4. Phương án chế tạo bánh răng mới :

    ×  Đây là phương án tốt nhất và hiệu quả nhất khi chi tiết không còn khả năng sữa chữa . Nhược điểm của phương án này là giá thành đắt , gia công tốn nhiều thời gian, ảnh hưởng đến thời gian hoạt động của máy.

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

BẢNG TIẾN TRÌNH CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA BÁNH RĂNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÀN ĐẮP

BẢNG TIẾN TRÌNH CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA BÁNH RĂNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP MẠ PHUN

BẢNG TIẾN TRÌNH CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA BÁNH RĂNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP GHÉP RĂNG

                                                      àPHẦN 3

                                    LẬP PHƯƠNG ÁN SỬA CHỮA

1. Chọn phương án có lợi nhất:
   • Từ điều kiện thực tế  ta kết hợp với lợi nhuận về kinh tế  khi sửa chữa chi tiết

Ta chọn phương pháp sửa chữa bánh răng bằng phương pháp chế tạo mới Vì phương pháp này có tính kinh tế , không mất nhiều thời gian. Sửa chữa  đạt được các yêu cầu kỹ thuật, và các đặt tính của chi tiết .

 ×   Để tiến hành phương án chế tạo mới  bánh răng trục chính ta cần chuẩn bị đầy đủ các dụng cụ cần thiếtđể gia công và kiểm tra chi tiết.

2. Lập  quy trình công nghệ sửa chữa:

         óGồm 10 nguyên công: 

                   àNguyên công I :

        KIỂM TRA LẠI CHI TIẾT

                àNguyên công II :

TIỆN*Bước 1 :khỏa mặt đầu thứ nhất1

          *Bước 2 :khoan lỗ mồi d=10,

          *Bước3 :khoan lỗ d=20

*Bước 4,5,6,7,8,9 : tiện trong lỗ

*Bước 10,11,12,13,14,15 : tiện ngoài từÞ80 xuốngÞ72,    àNguyên công III

*Bước 1: khỏa mặt đầu cịn lại

*Bước 2:khoan lỗ tm

                  àNguyên công IV :  TIỆN TRỤ NGOÀI + XẮN RÃNH

*Bước 1,2,3,4,5,6,7,8 :tiện ngoài

*Bước 9,10,11,12,13 : xắn rảnh và tiện các kích thước còn lại

                  àNguyên công V :  PHAY

•             Bước 1 :phay then hoa
•            Bước 2: phay bánh răng nhỏ          

                    àNguyên công VI :  XỌC BÁNH RĂNG Z17

                    àNguyên công VII :  về đầu răng

                  àNguyên công VIII :  NHIỆT LUYỆN

                    àNguyên công IX :  MÀI

                    àNguyên công X CÀ RĂNG

* Nguyên công XI: tổng kiểm tra

PHẦN 4
PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA TRƯỚC VÀ SAU KHI SỬA CHỮA

       I. KIỂM TRA BÁNH RĂNG

             ×  Tùy theo điều kiện sử dụng và nhiện vụ chính của bánh răng khi làm việc , người ta có thể tiến hành kiểm tra răng theo các yêu cầu sau :

+ Độ chính xác động học:

Độ chính xác động học được kiểm tra khi bánh răng có