THIẾT KẾ QUY TRÌNH SỬA CHỮA CHẾ TẠO BÁNH RĂNG Z25 HỘP SỐ MÁY TIỆN, bài tập lớn công nghệ chế tạo máy BÁNH RĂNG Z25 HỘP SỐ MÁY TIỆN, thiết kế quy trình công nghệ gia công BÁNH RĂNG Z25 HỘP SỐ MÁY TIỆN
NỘI DUNG
Thiết kế quá trình sửa chữa chi tiết: Bánh Răng
Trong điều kiện:
- Dạng sản xuất hàng đơn chiếc.
- Trang thiết bị tự chọn.
Với các yêu cầu sau:
- PHẦN BẢN VẼ:
- Bản vẽ A0 sơ đồ động của máy
- Bản vẽ A0 lắp của máy
- Bản vẽ A0 chi tiết sau khi sửa chữa
- Bản vẽ A0 sơ đồ nguyên công sửa chữa
- Bản vẽ A0 kết cấu 1 nguyên công sửa chữa
- PHẦN THUYẾT MINH:
- Phân tích chi tiết sửa chữa.
- Phân tích đặc điểm, nguyên nhân và biện pháp khắc phục hư hỏng.
- Phân tích và lựa chọn phương án sửa chữa tối ưu.
- Lập QTCN sửa chữa chi tiết.
- Tính chế độ cắt cho 1 nguyên công sửa chữa.
- Kết luận về QTSC
Ngày giao đề ……………, ngày hoàn thành ……………
Giám Hiệu duyệt Khoa Cơ khí GV hướng dẫn
LỜI NÓI ĐẦU
**----------** & **----------**
Chúng ta đã biết công nghiệp hóa -hiện đại hóa đất nước là một quá trình thay đổi từ cơ bản đến toàn diện các hoạt động sản xuất,kinh doanh, dịch vụ ,xã hội từ sử dụng lao động tay chân ,chuyển sang áp dụng máy móc thành tựu khoa học .Để thực hiện được đều đó chúng ta phải phát triển các ngành công nghiệp , mà cụ thể là ngành cơ khí đóng vai trò quan trọng trong công cuộc xây dựng nền kinh tế nước nhà. Vì chính nơi đây các thiết bị máy móc được sản xuất để sau đó đem phục vụ các ngành công nghiệp khác.
Một ngành công nghiệp nào đó muốn phát triển thì trang thiết bị máy phải thật sự hiện đại. Nguồn nhân lực có trình độ về chuyên môn kỹ thuật . Nhằm hạn chế đến mức tối đa việc nhập các loại sản phẩm và nâng cao sức cạnh tranh với các sản phẩm cùng loại thì việc gia công các chi tiết máy phải được tối ưu. Vì vậy việc áp dụng những quy trình sửa chữa mới hết sức cần thiết, nhằm giảm bớt chi phí, nâng cao chất lượng sản phẩm, đem lại hiệu quả kinh tế cao.
Sửa chữa cơ khí là một quy trình chế tạo và sửa chữa các sản phẩm cơ khí. Vì thế Đồ án sửa chữa cơ khí, cụ thể là quy trình sửa chữa ( bánh răng trụ răng thẳng Z25 trong hộp số) là điều kiện tốt để cũng cố và đánh giá kiến thức đã học. Nhằm tích lũy thêm kinh nghiệm về mặt kỹ thuật cho mỗi học sinh sau thời gian học tập tại trường.
Do kiến thức của em còn hạn chế, nên trong quá trình thực hiện không tránh khỏi những sai sót .Vì vậy kính mong quý thầy cô góp ý xây dựng để đồ án của em được kết quả tốt hơn
MỤC LỤC
----------** & **----------
Nội dung Trang
-Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp 1
-Lời nói đầu 2
-Nhận xét của giáo viên hướng dẫn 3
-Mục lục 4
-Phần I : Phân tích chi tiết sữa chữa 5
-Phần II : Phân tích tình trạng, nguyên nhân và phương pháp khắc phục
hư hỏng của chi tiết 10
-Phần III: Phân tích và lựa chon phương án sữa chữa tối ưu 11
-Phần IV : Lập quy trình sữa chữa chi tiết 16
-Phần V : Chọn chế độ cắt cho nguyên công 17
-Phần VI: Kết luận quy trình sữa chữa 29
-Tài liệu tham khảo 30
A. THUYẾT MINH
Phần 1. PHÂN TÍCH CHI TIẾT SỮA CHỮA
- Phân tích công dụng và điều kiện làm việc của chi tiết sữa chữa
- Chi tiết sữa chữa bánh răng có công dụng truyền động lực từ trục 1và truyền chuyển động sang trục 3 trong cơ cấu hộp số máy.
- Để hiểu rõ hơn đặc điểm và công dụng cũng như ưu và nhược điểm của bánh răng Z25, ta sẽ phân loại đặc điểm và công dụng của từng loại bánh răng.
- Truyền động bánh răng được dùng rất nhiều trong ngành chế tạo máy vì có các ưu điểm nổi bật như: kích thước nhỏ, khả năng tải lớn, hiệu suất cao, tỉ số truyền không thay đổi, làm việc chắc chắn và bền lâu.
- Theo dạng truyền động, các chi tiết dạng bánh răng có thể chia thành các loại:
+ Bánh răng hình trụ dùng để truyền chuyển động giữa các trục song song gồm: bánh răng trụ, răng thẳng và răng nghiêng.
+ Bánh răng côn dùng để truyền chuyển động giữa 2 trục không song song thường là 2 trục vuông góc nhau, bao gồm bánh răng côn răng thẳng, răng nghiêng và răng xoắn.
+ Bánh vít ăn khớp với trục vít dùng để truyền động giữa 2 trục vuông góc có tỉ số truyền lớn
+ Thanh răng ăn khớp với bánh răng là chi tiết dùng để truyền chuyển động quay sang chuyển động tịnh tiến hoặc ngược lại
- Dựa theo kiểu ăn khớp có các loại bánh răng ăn khớp trong và ăn khớp ngoài.
- Dựa theo hình dạng và kích thước có các loại bánh răng liền trục, bánh răng có lỗ với các kích thước lớn, trung bình và nhỏ.
- Dựa vào những đặc điểm trình bày ở trên thì bánh răng được sữa chữa là loại bánh răng trụ răng thẳng, ăn khớp ngoài và có lỗ với kích thước nhỏ. Điều kiện làm việc với tải trung bình và được bôi trơn liên tục khi làm việc.
1.2. Phân tích vật liệu chi tiết sữa chữa
- Việc chọn vật liệu để chế tạo bánh răng phụ thuộc vào điều kiện làm việc của chúng. Các bánh răng truyền lực thường được chế tạo bằng thép hợp kim crôm (15Cr, 15CrA, 20CrA, 40Cr, 45Cr): crôm-niken và crôm-môlipđen (40CrNi, 35CrMoA, 18 CrMnTi). Các bánh răng chịu tải trung bình và nhỏ được chế tạo bằng thép cacbon như thép 45 và gang. Người ta còn dùng vải ép, da ép để chế tạo bánh răng làm việc không có tiếng ồn nhưng bánh răng này ăn khớp với bánh răng thép và gang. Gần đây người ta còn dùng chất dẻo để chế tạo bánh răng. So với bánh răng bằng thép thì bánh răng chất dẻo có độ bền thấp hơn, nhưng nó lại có khả năng làm việc với tốc độ cao mà không gây tiếng ồn.
- Dựa vào đặc điểm làm việc của chi tiết đã phân tích là tải trọng trung bình, bánh răng có kích thước nhỏ và được làm bằng thép nên ta chọn loại thép C45 trong sữa chữa chi tiết này.
- Vật liệu C45 có thành phần cấu tạo, tính chất cơ lý của vật liệu được trình bày ở bảng sau:
Bảng A.5 - Thành phần hoá học của thép Các bon chất lượng C45
|
Mác thép |
C |
Si |
Mn |
P £ |
S £ |
Cr |
Ni |
Cu |
Thành phần khác |
|
45 |
0,42~0,50 |
0,17~0,37 |
0,50~0,80 |
0,035 |
0,04 |
£ 0,25 |
£ 0,25 |
£ 0,25 |
- |
Bảng A.2- Cơ tính của thép cacbon chất lượng C45
|
Mác thép |
Trạng thái nhiệt luyện |
Cơ tính, ³ |
Độ cứng (HBS) |
|||||
|
sb/MPa |
st/Mpa |
d5 ,% |
Y, % |
ak/J*cm-2 |
Cán nóng |
Ủ hoặc rấm nhiệt độ cao |
||
|
45 |
Thường hoá |
598 |
353 |
16 |
40 |
49 |
229 |
197 |
1.3. Phân tích hình dạng kết cấu chi tiết sữa chữa.
- Chi tiết là dạng bánh răng trụ răng thẳng, kích thước bánh răng nhỏ với da=67.5mm, d=62.5, df=56.25, bề rộng vành răng ăn khớp b=12, bề rộng tổng thể để lắp với trục B=32. Bánh răng có một lỗ ø25 và một then bằng có b=8.
- Là chi tiết bánh răng nên khi gia công ta cần quan tâm đến bề mặt lỗ và bề mặt ăn khớp răng.
1.4. Phân tích độ chính xác chi tiết cần gia công.
Để biết được độ chính xác của chi tiết bánh răng cần sữa chữa ta xem qua độ chính xác của bánh răng được đánh giá theo tiêu chuẩn nhà nước TCVN và yêu cầu kĩ thuật chung của bánh răng.
- Độ chính xác bánh răng
- Theo tiêu chuẩn bánh răng được chia làm 12 cấp chính xác, kí hiệu theo thứ tự bằng các con soos1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12. Trong đó cấp chính xác 1 là cao nhất, và cấp chính xác 12 là thấp nhất.
- Trong tiêu chuẩn ko ghi dung sai của các cấp 1, 2 và 12, trong thực tế thường chỉ dùng các cấp chính xác 3 đến 11.
- Đối với mỗi cấp chính xác, tiêu chuẩn còn nêu ra các chỉ tiêu để đánh giá độ chính xác của bánh răng, những chỉ tiêu đó là:
+ Độ chính xác truyền động: độ chính xác này được đánh giá bằng sai số góc quay của bánh răng sau một vòng. Sai số này xuất hiện là do sai số của hệ thống công nghệ, ngoài ra độ chính xác truyền động còn được đánh giá bằng sai số bước vòng và sai lệch khoảng pháp tuyến chung.
+ Độ ổn định khi làm việc: độ ổn định khi làm việc ảnh hưởng trực tiếp đến độ ồn khi làm việc và tuổi thọ của bánh răng, độ ổn định khi làm việc được đánh giá và bằng sai số chu kì (là giá trị trung bình của sai số truyền động bằng tỉ số giữa sai lệch lớn nhất và số răng của bánh răng). Độ ổn định khi làm việc được đánh giá bằng sai lệch bước cơ sở.
+ Độ chính xác của chi tiết: độ chính xác tiếp xúc được đánh giá bằng vết tiếp xúc của profin răng theo chiều dài, chiều cao và được biểu diễn bằng %.
+ Độ chính xác khe hở cạnh răng: chỉ tiêu này quy định 4 loại khe hở cạnh răng:
- Khe hở bằng 0
- Khe hở nhỏ
- Khe hở trung bình
- Khe hở lớn
Cần nhớ rằng, khoảng cách tâm giữa 2 bánh răng ăn khớp với nhau càng lớn( tức là bánh răng càng lớn) thì khe hở cạnh răng càng lớn.
- Ngoài các yêu cầu về độ chính xác khi cắt răng, quy trình công nghệ chế tạo bánh răng cần bảo đảm những yêu cầu kỹ thuật sau đây:
- Độ không đồng tâm giữa mặt lỗ và đường tròn cơ sở nằm trong khoảng 0,05 ¸ 0,1 mm.
- Độ không vuông giữa mặt đầu và tâm lỗ (hoặc trục) nằm trong khoảng 0,01 ¸ 0,015 mm trên 100 mm đường kính.
- Mặt lỗ và các cổ trục của trục răng được gia công đạt chính xác cấp 7.
- Độ nhám của các bề mặt trên đạt Ra = 1,25 ¸ 0,63.
- Các bề mặt kết cấu khác được gia công đạt cấp chính xác 8, 9,10 ; Độ nhám Ra = 10¸ 2,5 hay Rz = 40 ¸ 10.
- Sau khi nhiệt luyện đạt độ cứng 55¸60 HRC, độ sâu khi thấm cacbon là 1¸2 mm.
- Độ cứng các bề mặt không gia công thường đạt 180 ¸ 280 HB.
ừ những tiêu chuẩn trên ta đưa ra được những yêu cầu về độ chính xác và yêu cầu kĩ thuật của chi tiết bánh răng cần sữa chữa:
- Độ chính xác về kích thước: ta sử dụng cấp chính xác 7-9 đối với các bề mặt lắp ghép. Đối với những kích thước không chỉ dẫn được quy định như sau:
- Kích thước khoảng cách giữa hai bề mặt gia công không chỉ dẫn dung sai lấy cấp chính xác 12
- Kích thước khoảng cách giữa một bề mặt gia công và một bề mặt không gia công không chỉ dẫn dung sai lấy cấp chính xác 14.
- Kích thước khoảng cách giữa hai bề mặt không gia công không chỉ dẫn dung sai lấy cấp chính xác 16 (hoặc dung sai phôi – tùy theo loại phôi và phương pháp chế tạo phôi).
- Độ chính xác về hình dáng hình học: sai lệch độ tròn của lỗ ta lấy dung sai <= 0.01 mm theo cấp chính xác 7.
- Độ chính xác về vị trí tương quan: độ đảo hướng kính giữa mặt đầu và lỗ ta lấy dung sai <= 0.04 cấp chính xác 12.
- Chất lượng bề mặt: (độ nhám và độ cứng)
+ Nhám bề mặt lỗ Ra=2.5
+ Nhám cạnh bên của then Ra=3.2
+ Nhám mặt răng ăn khớp Ra=1.6
+ Nhám các bề mặt khác ta lấy Ra=6.3
Phần 2. PHÂN TÍCH TÌNH TRẠNG, NGUYÊN NHÂN VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC HƯ HỎNG CỦA CHI TIẾT
2.1 Các hư hỏng thường gặp
|
TT |
Hư hỏng thường gặp |
Nguyên nhân |
Cách khắc phục |
|
1 |
Tróc bề mặt làm việc của răng |
|
Tăng độ nhẵn và độ rắn bề mặt răng, dùng thêm dầu chống dính và chế độ bôi trơn hợp lý đầy đủ. Kiểm tra tải trọng khi làm việc.
|
|
2 |
Xước bề mặt làm việc của răng |
|
Để giảm xước bề mặt cần có chế độ bôi trơn hợp lý. |
|
3 |
Răng mòn quá nhanh |
|
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. |
|
4 |
Gãy răng |
|
Tiến hành sửa chữa bằng phương pháp hàn và ghép răng hoặc thay bánh răng mới. |
|
5 |
Bộ truyền làm việc quá ồn kèm theo va đập. |
|
Kiểm tra lại khoảng cách trục |
|
6 |
Bộ truyền bị kẹt và quá nóng |
|
Kiểm tra lại khoảng cách trục |
2.2 Đặc điểm hư hỏng
Do chi tiết sửa chữa có chức năng truyền động, được thiết kế trong hộp kính và bôi trơn liên tục nên các nguyên nhân hư hỏng mòn răng do ko bôi trơn đầy đủ, gãy răng do quá tải, tróc rỗ bề mặt răng do quá tải hoặc không bôi trơn đầy đủ.
2.3 Biện pháp hạn chế khắc phục hư hỏng
a. Răng mòn nhanh:
Đây là dạng hỏng thường xảy ra trong các dạng bôi trơn không tốt, chế độ chăm sóc bảo dưỡng và bôi trơn không định kỳ, dầu bôi trơn bẩn. Do các bộ truyền hở không có thiết bị che chắn tốt, làm bụi ,các hạt mài lọt vào giữa hai mặt ăn khớp. Do ảnh hưởng của môi trường xung quanh cũng là tác nhân gây ra hiện tượng mòn nhanh, chế độ ăn khớp giảm, gây ồn.
Hiện tượng này chưa có phương pháp xác định độ mòn và tính toán độ mòn vì hiện tượng này 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 của hai bánh răng bằng bột màu. Khi bánh răng vượt mức giới hạn mòn, không thể sử dụng được thì tiến hành sửa 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.
b. Gãy răng – mẻ răng:Là dạng hỏng rất nghiên trọng không những làm bộ phận 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 hoặc sự ăn khớp quá đột ngột giữa các bánh răng.
- Do răng chịu 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 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 thường gãy do ứng suất. Vết gãy thường bắt đầu ở góc lượn là nơi tập trung ứng suất
Để tránh hiện tượng gãy, khi tính toán phải tính sức bền mỏi uốn, khi làm việc quá tải kiểm tra ứng suất quá tải. Mặc khác phải tăng modum, dùng phương pháp nhiệt luyện để tăng bền, giảm tập chung ứng xuất ở chân răng bằng cánh tăng ứng xuất góc lượn chân răng.
Trong trừng hợp gãy nhiều răng tiến hành sửa chữa bằng phương pháp hàn và ghép răng hoặc thay bánh răng mới.
c. 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 truyện 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 bánh răng bị mỏi vì làm việc lâu với tải trọng lớn, bề mặt làm việc của răng bị quá tải cục bộ.
d. 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 có chế độ bôi trơn hợp lý.
e. Răng bị dính:
Thường xảy ra ở các bô truyền chịu tải trọng lớn, vận tốc cao, tại chổ ăn khớp nhiệt độ sinh ra cao, màng dầu bôi trơn bị phá vỡ, làm cặp bánh răng ăn khớp tiếp xúc nhau do áp suất nhiệt cao cặp dính vào nhau, khi chúng chuyển động những mãnh kim loại nhỏ sẽ bức khỏi bánh răng này và bám vào bánh răng kia, làm cho mặt răng bị gồ ghề, dạng răng bị méo mó. Dính thường xảy ra ở các bánh răng cùng vật liệu và không tôi 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 hợp lý đầy đủ.
Ngoài ra bánh răng còn có các hư hỏng khác như: có vết nứt ở vành bánh răng, nan hoa và mayơ, bề mặt lỗ hoặc then trong mayơ bị ép vỡ, then hoa và các chỗ lượn mặt đầu răng bị vỡ.
Phần 3. PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN SỬA CHỮA TỐI ƯU
3.1 Phân tích ưu nhược điểm cho từng phương ánh sữa chữa
- Phương án hàn đắp:
Là phương án sữ dụng nhiều và quá trình phục hồi nhanh hơn 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 dẻo hoặc lỏng khi được nối ghép bằng hàn. Phương án này chỉ sữ dụng tùy theo nhu cầu làm việc của từng nhà máy vì giá rẻ, thời gian phục hồi chi tiết nhanh.
- Phương án chế tạo mới:
Đặc điểm :đây là phương pháp tốt nhất và hiệu quả nhất khi chi tiết đã không còn khả năng sửa chữa hoặc đã qua sửa chữa nhiều lần .
THIẾT KẾ QUY TRÌNH SỬA CHỮA CHẾ TẠO BÁNH RĂNG Z25 HỘP SỐ MÁY TIỆN, bài tập lớn công nghệ chế tạo máy BÁNH RĂNG Z25 HỘP SỐ MÁY TIỆN, thiết kế quy trình công nghệ gia công BÁNH RĂNG Z25 HỘP SỐ MÁY TIỆN
