Đang tải... (xem toàn văn)
Luận Văn: Tính toán thiết kế động học của máy hộp tốc độ
Đồ án môn học thiết kế máy Chơng I:Tính toán thiết kế động học của máy1.1. Tính toán thiết kế động học hộp tốc độ1.1.1. Tính toán thông số thứ t và lập chuỗi số vòng quay:Với ba thông số cho trớc:Z = 18 , = 1.26 Và nmin = 30 v/p pvn /1500max=Ta có : 927,17126,1lg301500lg1lglgminmax1minmax=+=+==nnZnnZChọn Z=18Ta xác định đợc chuỗi số vòng quay trục chính n1 = nmin = 30 v/p n2 = n1. = 37,8 n3 = n2. = 47,63n4 = n3. = 60,01n5 = n4. = 75,61n6 = n5. = 95,27n7 = n6. = 120,05n8 = n7. = 151,26n9 = n8. = 190,58n10= n9. = 240,14 v/p n11= n10. = 302,57n12= n11. = 381,24n13= n12. = 480,36n14= n13. = 605,25n15= n14. = 762,62n16= n15. = 960,90n17= n16. = 1210,74n18= n17. =1525,53 Vậy nmax = n18 = 1525.,53 v/p1.1.2. Phơng án không gian, lập bảng so sánh phơng án KG, vẽ sơ đồ độnga. Phơng án không gian có thể bố trí Z=18 = 9 . 2 (1)Z=18 = 6. 3 (2)Z=18 = 3. 3. 2 (3)Z=18 = 2. 3. 3 (4)Z=18 = 3. 2. 3 (5)Để chọn đợc PAKG ta đi tính số nhóm truyền tối thiểu:Số nhóm truyền tối thiểu(i) đợc xác định từ Umin gh=1/4i = nmin/nđc dcnnmin= i41 imin = lg minnndc/lg4 = lg 301440/lg4 =2,79 Số nhóm truyền tối thiểulà i 3Do i 3 cho nên hai phơng án (1) và (2) bị loại. 1 Đồ án môn học thiết kế máy Vậy ta chỉ cần so sánh các phơng án KG còn lại.Lập bảng so sánh phơng án KG Phơng ánYếu tố so sánh3. 3. 2 2.3.3 3.2.3+ Tổng số bánh răngSbr=2(P1+P2+ +Pi)2(3+3+2) =16 2(2+3+3) =16 2(3+2+3) =16+ Tổng số trục(không kể trục chính) S = i+14 4 4+Số bánh răng chịu Mxmax2 3 3+Chiều dài L 17b +16f 17b +16f 17b +16f+ Cơ cấu đặc biệtTa thấy rằng trục cuối cùng thờng là trục chính hay trục kế tiếp với trục chính vì trục này có thể thực hiện chuyển động quay với số vòng quay từ nmin ữ nmax nên khi tính toán sức bền dựa vào vị trí số nmin ta có Mxmax. Do đó kích thớc trục lớn suy ra các bánh răng lắp trên trục có kích thớc lớn. Vì vậy, ta tránh bố trí nhiều chi tiết trên trục cuối cùng, do đó 2 PAKG cuối có số bánh răng chịu Mxmax lớn hơn cho nên ta chọn phơng án (1) đó là phơng án 3x3x2.1.1.3. Chọn phơng án thứ tự ứng với PAKG 3x3x2 .Theo công thức chung ta có số phơng án thứ tự đợc xác đinhlà K!Với K là số nhóm truyền, K=i = 3 => ta có số phơng án thứ tự là: 3! = 6 Bảng l-ới kết cấu nhóm nh sau: 3 x 3 x 2 3 x 3 x 2 3 x 3 x 2 I II III II I III III II I [1] [3] [9] [3] [1] [9] [6] [2] [1]1 1 3 3 9 3 3 1 1 9 6 6 2 2 16 6 1 1 32 2 6 6 11 1 6 6 3 3 x 3 x 2 3 x 3 x 2 3 x 3 x 2 I III II II III I III II I [1] [6] [3] [2] [6] [1] [6] [1] [3] 2 Đồ án môn học thiết kế máy Ta có bảng so sánh các PATT nh sau :PAKG 3 x 3 x 2 3 x 3 x 2 3 x 3 x 2PATT I II III II I III III II ILợng mở (X) [1] [3] [9] [3] [1] [9] [6] [2] [1]xmax9 = 8 9 = 8 2x6 = 16Kết quả Đạt Đạt Không đạtPATT I III II II III I III I IILợng mở (X) [1] [6] [3] [2] [6] [1] [6] [1] [3]xmax2x6 = 16 2x6 = 16 2x6 = 16Kết quả Không đạt Không đạt Không đạt Theo điều kiện (P-1)Xmax 8 có 2 PATT đạt, kết hợp với lới kết cấu ta chọn PATT là PATT đầu tiên : [1] [3] [9]Vì với PATT này thì lới kết cấu phân bố theo hình rẽ quạt đều đặn và chặt chẽ nhất.1.1.4. Qua bảng so sánh lới kết cấu nhóm ta chọn 4 phơng án điển hình để vẽ lới kết cấu đặc trng.xmax= 9 =8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18PATT 22(3)IVIII3(1)3(6)III 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18PATT 1IIIV2(9)III3(3)3(1)I 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18PATT 32(9)IVIII3(3)3(1)III 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18PATT 4IIIV2(1)III3(6)3(2)Ixmax= 9 =8Rõ ràng ta thấy PATT 1 có lới kết cấu phân bố theo hình rẽ quạt đều đặn và chặt chẽ nhất 3 Đồ án môn học thiết kế máy 1.1.5 Vẽ đồ thị vòng quay và chọn tỉ số truyền các nhóm .Lới kết cấu chỉ thể hiện đợc tính định tính để xác định đợc hộp tốc độ có phân bố theo hình rẽ quạt chặt chẽ hay không ? Còn đồ thị vòng quay cho ta tính đợc cụ thể tỷ số truyền , số vòng quay và số răng của các bánh răng trong hộp tốc độ.Động cơ đã chọn theo máy chuẩn có P = 7 (KW) và nđc = 1440 v/pTa chọn số vòng quay trên trục I qua bộ truyền bánh răng theo máy chuẩn có tỷ số truyền io = 26 / 54 là n0.Với io = 26 / 54 => ta có no = nđc .io = 1440 . 26 / 54 = 693.33 v/pĐể dễ vẽ ta chọn trong chuỗi vòng quay và lấy no = n15 = 762,62 v/pTính tỷ số truyền các nhómvới nhóm 1: chọn i1=1/4vì i1: i2: i3 =1::2ta có : i2 =1/3 i3 =1/2với nhóm 2: chọn i4=1/4vì i4: i5: i6=1:3:6ta có: i5=1/i6=2với nhóm 3: chọn i7 =1/6vì i7: i8 =1:9ta có : i8= 3Từ đó ta vẽ đợc đồ thị vòng quay: 4n đc =1440 v/phioi1i4i8i5i7i6i3i2noIIIIIIIV3(1)3(3)2(9) Đồ án môn học thiết kế máy 2.1.6 Tính số răng của các bánh răng theo từng nhóm truyền Ta tính số răng của các bánh răng theo phơng pháp bội số chung nhỏ nhất :Với nhóm 1:i1 =1/4 = 1/ 1.26 4 = 16/ 39 = f1 / g1 ta có f1+g1= 55i2 =1/3 = 1/ 1.26 3 = 19/ 36 = f2 / g2 ta có f2+g2= 55i3 =1/2 = 1/ 1.26 2 = 22/ 33 = f3/ g3 ta có f3+g3= 55 bội số chung nhỏ nhất là K=55với Zmin=17 để tính Emin ta chọn cặp ăn khớp có lợng mở lớn nhấtDo giảm tốc cho nên ta tính :Emin= Zmin C = ( )kfgfZ.)min111+ = 55.1655.17= 1,1 từ đó ta có E=1Z= E.K = 1.55 = 55.Z1 = +Zgff.111 = 5516.55 =16 Z1 = +Zgfg.111 = 5539.55 = 39 i1=16/ 39Z2 = +Zgff.222=5519.55 = 19Z2 = +Zgfg.222= 5536.55 = 36 i2 = 19/ 36Z3 = +Zgff.333= 5522.55 = 22Z3 = +Zgfg.333= 5533.55 = 33 i3=22/ 33nhóm 2i4 = 1/4 = 1/ 1.26 4 = 18/ 47 ta có f4+g4= 65i5 = 1/ = 1/ 1.26 = 28/37 ta có f5+g5= 65 i6 = 2 = 1.26 2 = 39/ 26 ta có f6+g6= 65bội số chung nhỏ nhất là K= 65với Zmin=17để tính Eminta chọn cặp ăn khớp có lợng mở lớn nhấtDo giảm tốc cho nên ta tính :Emin= Zmin C =( )kfgfZ.)444min+=65.1865.17<1 , ta chọn E=1Z = E.K = 1.65 = 65.Z4=+Zgff.444=6518.65 =18 Z4 = +Zgfg.444= 6547.65 = 47i4 =18/47Z5 = +Zgff.555 = 6528.65 = 28 5 Đồ án môn học thiết kế máy Z5 = +Zgfg.555 = 6537.65 = 37i5=28/37Z6 = +Zgff.666 = 6539.65 = 39 Z6 = +Zgfg.666 = 6526.65 = 26i6= 39/26nhóm 3i7 = 1 / 6 = 1/ 1.26 6 = 7119 ta có f7+g7 =90i8 = 3 = 1.26 2 = 3882 ta có f8+g8 = 120Trong máy phay ở nhóm truyền này có điều đặc biệt là dùng 2 loại modul khác nhau là m7 & m8 cho nên điều kiện làm việc của nhóm này là :2A= m7 (Z7 + Z7) = m8 (Z8 + Z8) Với A là khoảng cách trục.Từ đó ta có Z 7 / Z 8 = m 8 / m 7 Do 2 cặp bánh răng có modul khác nhau cho nên ta tính riêng cho từng cặp :EminC = ( )kfgfZ.min777+ = 90.19)7119(17 + < 1 từ đó ta có E = 1Z7 =+Zgff.777 =9090.19 = 19 Z7 =+Zgfg.777=9090.71 =71i7=19/71EminB = ( )kggfZ.min888+ = 120.38)8238.(17 + < 1 từ đó ta có E = 1Z8 =+Zgff.888 =120120.82 = 182 Z8 =+Zgfg.888=120120.38 = 38 i8 =82/ 381.1.7 Tính sai số vòng quay.Theo máy chuẩn ta lấy i0=26/54 khi đó ta có bảng tính sai số vòng quayTính toán lại số vòng quay thực tế :nmin = n1 = nđc . io.i1 . i4 . i7 = nđc . 5426. '11ZZ.'44ZZ.'77ZZ= 29.15n2 = nđc . io.i2 . i4 . i7 = nđc . 5426. '22ZZ.'44ZZ.'77ZZ= 37.5n3 = nđc . io.i3 . i4 . i7 = nđc . 5426. '33ZZ.'44ZZ.'77ZZ= 47.37 6 Đồ án môn học thiết kế máy n4 = nđc . io.i1 . i5 . i7 = nđc . 5426. '11ZZ.'55ZZ.'77ZZ= 57.6n5 = nđc . io.i2 . i5 . i7 = nđc . 5426. '22ZZ.'55ZZ.'77ZZ= 74.1n6 = nđc . io.i3 . i5 . i7 = nđc . 5426. '33ZZ.'55ZZ.'77ZZ= 93.61n7 = nđc . io.i1 . i6 . i7 = nđc . 5426. '11ZZ.'66ZZ.'77ZZ= 114.18n8 = nđc . io.i2 . i6 . i7 = nđc . 5426. '22ZZ.'66ZZ.'77ZZ= 146.89n9 = nđc . io.i3 . i6 . i7 = nđc . 5426. '33ZZ.'66ZZ.'77ZZ= 185.54n10 = nđc . io.i1 . i4 . i8 = nđc . 5426. '11ZZ.'44ZZ.'88ZZ= 235.07n11 = nđc . io.i2 . i4 . i8 = nđc . 5426. '22ZZ.'44ZZ.'88ZZ= 302.41n12 = nđc . io.i3 . i4 . i8 = nđc . 5426. '33ZZ.'44ZZ.'88ZZ= 381.99n13 = nđc . io.i1 . i5 . i8 = nđc . 5426. '11ZZ.'55ZZ.'88ZZ= 464.5n14 = nđc . io.i2 . i5 . i8 = nđc . 5426. '22ZZ.'55ZZ.'88ZZ= 597.56n15 = nđc . io.i3 . i5 . i8 = nđc . 5426. '33ZZ.'55ZZ.'88ZZ= 754.81n16 = nđc . io.i1 . i6 . i8 = nđc . 5426. '11ZZ.'66ZZ.'88ZZ= 920.7n17 = nđc . io.i2 . i6 . i8 = nđc . 5426. '22ZZ.'66ZZ.'88ZZ= 1184.44n18 = nđc . io.i3 . i6 . i8 = nđc . 5426. '33ZZ.'66ZZ.'88ZZ= 1469.14 7 Đồ án môn học thiết kế máy Bảng kết quả số vòng quay của hộp tốc độ:n Phơng trình xích n = nltnt.toánn%n1 = nđc . io.i1 . i4 . i730 29.15 2.83n2 = nđc . io.i2 . i4 . i737,8 37.5 0.79n3 = nđc . io.i3 . i4 . i747,63 47.37 0.55n4 = nđc . io.i1 . i5 . i760,01 57.6 4.02n5 = nđc . io.i2 . i5 . i775,61 74.1 2n6 = nđc . io.i3 . i5 . i7952,7 93.61 1.74n7 = nđc . io.i1 . i6 . i7120,04 115.18 4.05n8 = nđc . io.i2 . i6 . i7151,26 146.89 2.89n9 = nđc . io .i3 . i6 . i7190,58 185.54 2.64n10 = nđc . io.i1 . i4 . i8240,14 235.07 2.11n11 = nđc . io.i2 . i4 . i8302,57 302.41 0.05n12 = nđc . io.i3 . i4 . i8381,24 381.99 -0.2n13 = nđc . io.i1 . i5 . i8480,36 464.5 3.3n14 = nđc . io.i2 . i5 . i8605,25 597.56 1.27n15 = nđc . io.i3 . i5 . i8762,67 754.81 1.02n16 = nđc . io.i1 . i6 . i8960,90 920.7 4.18n17 = nđc . io.i2 . i6 . i81210,74 1184.44 2.17n18 = nđc . io.i3 . i6 . i81525,53 1496.14 1.93Ta có đồ thị sai số vòng quay.Sai số n <5% nằm trong giới hạn cho phép n1n18 8 Đồ án môn học thiết kế máy Sơ đồ động và đồ thị số vòng quay: 9N =7 (KW)n =1440 vòng /phútIViiIiII2654392816221918333647372638711982i7i4IIi3i5i62(9)i8IVIII3(3)i1i2noio3(1)In đc =1440 v/ph Đồ án môn học thiết kế máy 2.2 Tính toán thiết kế động học hộp chạy dao.2.2.1 Tính thông số thứ t và lập chuỗi số lợng chạy dao.Với : Sđứng min= Sngang min= Sdọc min= 30 mm/pt =1,26.Dựa vào máy tơng tự (6H82) ta thấy cơ cấu tạo ra chuyển động chạy dao dọc, chạy dao ngang và chạy dao đứng là cơ cấu vít đai ốc với bớc vít tx = 6 mm .Mặt khác, do Sđứng min= Sngang min= Sdọc min= 30 mm/p cho nên ta chỉ cần tính toán với 1 đờng truyền còn các đờng truyền khác là tính tơng tựGiả sử ta tính với đờng chạy dao dọc .Theo máy tơng tự thì ta dùng hộp chạy dao có chuỗi lợng chạy dao theo cấp số nhân:S1 = Sdọc min = 30 mm/p S2 = S1 . S3 = S2 . = S1 . 2 .S18 = S17 . = S1 . 17 (*)Từ công thức (*) ta xác định đợc chuỗi lợng chạy dao nh sau :S1 = Smin = 30 mm/p S2 = S1. = 37,8 S3 = S2. = S1. 2 = 47,63S4 = S3. = S1. 3 = 60,01S5 = S4. = S1. 4 = 75,61S6 = S5. = S1. 5 = 95,27S7 = S6. = S1. 6 = 120,04S8 = S7. = S1. 7 = 151,25S9 = S8. = S1. 8 = 190,58S10 = S9. = S1. 9 = 240,13 mm/pS11 = S10. = S1. 10 = 302,57S12 = S11. = S1. 11 = 381,24S13 = S12. = S1. 12 = 480,36S14 = S13. = S1. 13 = 605,25S15 = S14. = S1. 14 = 762,62S16 = S15. = S1. 15 = 960,9S17 = S16. = S1. 16 = 1210,7S18=S17.=S1.17=1525,5 10 [...]... Chế độ làm việc của máy bao gồm chế độ cắt gọt, chế độ bôi trơn, làm lạnh, an toàn một máy mới đã thiết kế, chế tạo xong phải quy định chế độ làm việc của máy trớc khi đa vào sản xuất Trong mục này quy định chế độ làm việc giới hạn của máy làm cơ sở tính toán động lực học của máy cắt kim loại hiện nay có nhiều phơng pháp xác định chế độ cắt gọt giới hạn khác nhau:1> Chế độ cắt gọt cực đại; 2> Chế độ. .. 458451,6 4.4 Tính bánh răng Trong thiết kế máy cắt kim loại, việc tính động lực học bánh răng không cần phải xác định số răng Z vì đã biết ở phần tính toán động học của máy Cho nên chủ yếu là xác định modul của nó Modul đợc tính theo sức bền uốn và sức bền tiếp xúc, nói chung thì ta thờng tính theo sức bền tiép xúc là chủ yếu.Modul trong hộp chạy dao ngời ta chỉ dùng một loại modul do đó ta chỉ cần tính modul... Chế độ cắt gọt tính toán; 3> Chế độ cắt gọt thử máy Máy ta thiết kế tơng tự nh máy 6H82 cho nên ta chọn chế độ cắt thử nh của máy 6H82 * Chế độ cắt thử mạnh: Ta có : Dao P18 , D = 90 , Z = 8 Chi tiết gia công : Gang có HB = 180 Chế độ gia công : n = 47,5 v/ph, B = 100 mm, t = 12 mm, S = 118 mm/vg * Chế độ cắt thử nhanh: Dao T15K6 D = 100 , Z = 4 Chiết gia công : C45 có HB = 195 Chế độ gia công : n... nmin đến nmax cho nên khi máy làm việc ở các cấp tốc độ thấp máy đợc làm việc đến mômen xoắn giới hạn, không làm việc hết công suất N Thực tế cho thấy do yêu cầu về công nghệ và chất lợng cũng nh trình độ nghề nghiệp và những yếu tố khác dẫn đến hạn chế khả năng sử dụng hết công suất của máy Để tính toán hợp lý thì ngời ta dùng chế độ cắt gọt tính toán, lấy số vòng quay tính toán trên từng trục là ntinh... thống định vị Ta chọn loại càng gạt với hệ thống đĩa lỗ nh máy tơng tự 6H82 3.2 Lập bảng tính vị trí bánh răng tơng ứng với tay gạt: 3.2.1 Điều khiển hộp tốc độ : Ta có: Số lợng tốc độ z = 18 Phơng án không gian 3ì3ì2 Phơng án thay đổi thứ tự I-II-III Dựa vào sơ đồ động và lới kết cấu ta có bảng điều khiển vị trí các chốt trên đĩa lỗ của hộp tốc độ nh trang sau: 71 38 26 i6 47 Khối B 37 33 i5 39 Khối... Do hộp chạy dao cần có tốc độ thấp để trực tiếp thực hiện các lợng chạy dao dọc, chạy dao ngang và chạy dao đứng cho nên đồ thị chỉ mới có phản hồi nh lới kết cấu ở trên vẫn cha thoả mãn mà cần phải giảm tốc nhiều hơn nữa Muốn nh vậy ta phải dùng phơng pháp tăng thêm số trục trung gian * Chọn động cơ : Với 4 thông số cơ bản gần giống với máy tơng tự (6H82) cho nên ta chọn sơ bộ động cơ nh của máy. .. C45 Chế độ cắt : B = 100, t = 10 , n = 47,5 v/ph , S = 118 mm/ph, Mx = 2000N.cm 4.2 Tính công suất động cơ : *Động cơ chính: Nđc = Nc + No + Np Trong đó: Nc là công suất cắt No là công suất chạy không Np là công suất phụ do sự tiêu hao Ta có thể tính công suất động cơ bằng Nđc = Nc /0,75 Nc =PZ.V/60.102.9,81 Với PZ là lực cắt (N) PZ = 0,6 P0 V là vận tốc cắt P0 =C.B.S yz.Z.(t/D)k Với chế độ cắt nhanh:... PATT 3 có lợng mở tơng ứng là [1] [3] [9] và [3] [1] [9] Qua bảng so sánh lới kết cấu nhóm ta chọn 4 phơng án điển hình để vẽ lới kết cấu đặc trng Ta thấy trong hộp chạy dao máy phay phải đảm bảo đồng thời cả 2 xích truyền động là chạy dao nhanh và chạy dao làm việc Nếu ta sử dụng cơ cấu truyền động bình thờng nh các hộp tốc độ khác thì phải dùng 2 đờng truyền riêng biệt, tức là khi chuyển từ xích chạy... đứng ) thì ta phải tắt động cơ để thay đổi cơ cấu truyền động hoặc nếu muốn chạy đồng thời thì cần phải có thêm một động cơ nữa để chạy 2 xích độc lập Để hộp chạy dao nhỏ ngọn khi sử dụng 2 đờng truyền riêng biệt mà không cần tắt hoặc thêm động cơ thì ngời ta thờng dùng cơ cấu phản hồi và hệ thống các ly hợp Do dùng cơ cấu phản hồi cho nên ngời ta không dùng phơng án thứ tự mà lới kết PATT 3 PATT 1 I... 1420 v/p * Chọn xích chạy dao nhanh Nh đã lý luận ở trên và ta thấy đờng chạy dao nhanh với lợng chạy dao giống nh của máy tơng tự là Snhanh = 2300 mm/p cho nên với động cơ chọn nh máy tơng tự thì ta cũng thừa kế luôn xích chạy dao nhanh của máy tơng tự Lới đồ thị vòng quay(lợng chạy dao) của hộp chạy dao dc i i i i 02 i 1 i i i i 7 5 i i 13 i 14 S S S S S S S S S S S S S S S S S S S 4 5 6 7 8 9 10 11 . Đồ án môn học thiết kế máy Chơng I :Tính toán thiết kế động học của máy1 .1. Tính toán thiết kế động học hộp tốc độ1 .1.1. Tính toán thông số. /phútIViiIiII2654392816221918333647372638711982i7i4IIi3i5i62(9)i8IVIII3(3)i1i2noio3(1)In đc =1440 v/ph Đồ án môn học thiết kế máy 2.2 Tính toán thiết kế động học hộp chạy dao.2.2.1 Tính thông số thứ t và lập chuỗi số
