Đang tải... (xem toàn văn)
Chất lượng của các loại máy công cụ ảnh hưởng rất nhiều đến chất lượng sản phẩm, năng suất, tính đa dạng và trình độ kỹ thuật của ngành cơ khí nói riêng và của ngành công nghiệp nói chung. Vì vậy vai trò của máy công cụ là hết sức quan trọng nhất là đối với một nền kinh tế đang phát triển như ở nước ta hiện nay. Nó được dùng để sản xuất ra các chi tiết máy khác, nghĩa là chế tạo ra tư liệu sản xuất nhằm thúc đẩy cơ khí hoá và tự động hoá nền kinh tế quốc dân. Với vai trò quan trọng như vậy thì việc nắm bắt phương thức sử dụng cũng như khả năng tính toán thiết kế, chế tạo và tối ưu hoá các máy cắt kim loại là một yêu cầu cấp thiết đối với người làm công tác kỹ thuật trong lĩnh vực cơ khí. Có như vậy chúng ta mới đạt được các yêu cầu kỹ thuật, năng suất trong quá trình chế tạo các sản phẩm cơ khí nói riêng và các sản phẩm công nghiệp nói chung. Vì lý do trên việc hoàn thành đồ án môn học “ Thiết kế máy cắt kim loại ” là hết sức quan trọng đối với mỗi sinh viên ngành cơ khí
Đồ án môn học thiết kế máy Lời nói đầu Để xây dựng đất nớc Việt Nam trở thành quốc gia giàu mạnh, văn minh công bằng, cần phải giải nhiệm vụ quan trọng thúc đẩy kinh tế phát triển Giải nhiệm vụ đòi hỏi sản xuất công nghiệp phải phát triển với nhịp độ cao, mà phần lớn sản phẩm công nghiệp đợc tạo thông qua máy công cụ dụng cụ công nghiệp Chất lợng loại máy công cụ ảnh hởng nhiều đến chất lợng sản phẩm, suất, tính đa dạng trình độ kỹ thuật ngành khí nói riêng ngành công nghiệp nói chung Vì vai trò máy công cụ quan trọng kinh tế phát triển nh nớc ta Nó đợc dùng để sản xuất chi tiết máy khác, nghĩa chế tạo t liệu sản xuất nhằm thúc đẩy khí hoá tự động hoá kinh tế quốc dân Với vai trò quan trọng nh việc nắm bắt phơng thức sử dụng nh khả tính toán thiết kế, chế tạo tối u hoá máy cắt kim loại yêu cầu cấp thiết ngời làm công tác kỹ thuật lĩnh vực khí Có nh đạt đợc yêu cầu kỹ thuật, suất trình chế tạo sản phẩm khí nói riêng sản phẩm công nghiệp nói chung Vì lý việc hoàn thành đồ án môn học Thiết kế máy cắt kim loại quan trọng sinh viên ngành khí Qua giúp cho sinh viên nắm bắt đợc bớc tính toán thiết kế máy cắt kim loại bản, đồng thời phục vụ cho việc tiếp cận thực tế cách dễ dàng công tác, tạo điều kiện cho việc nghiên cứu cải tiến đại hoá máy cắt kim loại Để hoàn thành đồ án môn học này, cố gắng học hỏi làm việc nghiêm túc em có hớng dẫn tận tình PGS TS Nguyễn Phơng số thầy cô môn Máy ma sát học trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Qua em xin cảm ơn thầy cô có ý kiến đóng góp giúp em hoàn thành đồ án môn học Tuy em có cố gắng nhiều việc tham khảo học hỏi để thực đồ án nhng thời gian thực có hạn tài liệu tham khảo hạn chế khó tránh khỏi thiếu sót Em mong muốn đợc bảo thầy cô để em thực tốt lĩnh vực có liên quan sau Em xin chân thành cảm ơn Hà Nội tháng năm 2003 Sinh viên thực Hoàng Quyết Thắng Hoàng Quyết Thắng Lớp : CTM6-K44 Đồ án môn học thiết kế máy Chơng : NGhIÊN CứU MáY Đã Có 1.1Tính kỹ thuật máy cỡ Tính Năng Kỹ thuật P82 P81 P79 P83 Công suất động cơ(kw) 7,5/2,2 4,5/1,7 2,8 10/2,8 Phạm vi điều chỉnh tốc độ 30ữ1500 65ữ1800 110ữ1230 30ữ1500 Nmin- nmax Số cấp tốc độ zn 18 16 18 Phạm vi điều chỉnh lợng 23,5ữ1180 35ữ980 25ữ285 23,5ữ1180 chạy dao smin ữ smax Số lợng chạy dao zs 18 16 18 Với số liệu máy ta cần thiết kế là: Phạm vi điều chỉnh tốc độ : 30ữ1500 Số cấp tốc độ Zn=18 Phạm vi điều chỉnh lợng chạy dao: 25ữ1250 Số lợng chạy dao:Zs=18 động chạy dao: 2,2KW ta thấy số liệu máy cần thiết kế gần giống với tính kỹ thuật máy P82(6H82) ta lấy máy 6H82 làm máy chuẩn 1.2 phân tích phơng án máy tham khảo (6H82) 1.2.1 Các xích truyền động sơ đồ dộng máy a) Chuyển động : 19 18 36 47 82 26 16 39 38 nMT . . 54 39 26 19 22 28 71 33 37 ntrục trục có 18 tốc độ khác từ (30ữ1500)v/ph b) Chuyển động chạy dao gồm có chạy dao dọc ,chạy dao ngang chạy dao đứng Xích chạy dao dọc nMT2 tP 36 18 18 40 40 28 18 33 18 18 26 20 27 21 tV tP nMT2 . 40 44 68 27 37 13 18 40 35 33 37 16 18 18 24 45 40 40 36 34 Xích chạy dao ngang nMT2 tP 36 18 18 40 40 28 18 33 26 20 27 21 40 tV tP nMT2 . 44 68 27 37 13 18 40 35 33 33 18 24 45 40 40 36 34 Hoàng Quyết Thắng Lớp : CTM6-K44 Đồ án môn học thiết kế máy Xích chạy dao đứng nMT2 tP 36 18 18 40 40 28 18 22 26 20 27 21 tV tP nMT2 . 40 44 68 27 37 13 18 40 35 33 33 18 24 45 40 40 36 34 gạt M1 sang trái ta có đờng truyền chạy chậm 13 18 40 (cơ cấu phản hồi ) 45 40 40 gạt M1 sang phải ta có đờng truyền chạy dao trung bình (đờng truyền trực tiếp 40 28 18 ) đóng ly hợp M2 sang trái ,truyền tới bánh , tới 40 35 33 trục vít me dọc ,ngang đứng thực chạy dao Sd , Sng , Sđ chuyển động chạy dao nhanh Xích nối từ động chạy dao (không qua hộp chạy dao )đi tắt từ động NMT2 26 44 57 28 18 44 57 43 35 33 đóng ly hợp M2 sang phải ,truyền tới bánh 28 18 , tới vít me dọc 35 33 ,ngang ,đứng 1.2.2 Phơng án không gian ,phơng án thứ tự hộp tốc độ Phơng án không gian Z=3.3.2=18 Phơng án thứ tự Z=3 [1] [ 3] [ 9] I 3(1) đồ thị luới kết cấu hộp tốc độ II 3(3) III 2(9) IV 1.2.3 Đồ thị vòng quay hộp tốc độ Hoàng Quyết Thắng xmax= =8 Lớp : CTM6-K44 Đồ án môn học thiết kế máy 26 = 693,33 54 để dễ vẽ ta lấy n0 = n15 =750 v/ph với nhó m 1: i1=1/ i2=1/ i3=1/ 26 :5 n đc =1440 v/ph I 33 3(1) 22 : 19 :3 II 3(3) :2 39 :47 18 :3 16 28 :3 ta có n0 = nđc.i0 =1440 82 :3 71 19: III 2(9) IV nhóm nhóm i4=1/ i7=1/6 i5=1/ i8= i6=2 từ ta vẽ đợc đồ thị vòng quay hộp tốc độ 1.2.4 Nhận xét: Từ đồ thị vòng quay ta có nhận xét Với phơng án lợng mở ,tỉ số truyền nhóm thay đổi từ từ đặn tức có dạng rẻ quạt làm cho kích thớc hộp nhỏ gọn ,bố trí cấu truyền động hộp chặt chẽ 1.2.5 Phơng án không gian, phơng án thứ tự hộp chạy dao Phơng án không gian: Z=3.3.2=18 Phơng án thứ tự Do có cấu phản hồi nên có biến hình dẫn đến phơng án thứ tự hộp chạy dao thay đổi với Z=3.3.2 đợc tách làm Với Z1= 3 [ 3] [1] Z2= [ 9] gồm đờng truyền trực tiếp phản hồi có đờng chạy dao nhanh: Đồ thị lới kết cấu: Do dùng cấu phản hồi nên ta chọn phơng án 1.2.6 Đồ thị vòng quay hộp chạy dao với đờng chạy dao thấp trung bình Hoàng Quyết Thắng Lớp : CTM6-K44 Đồ án môn học thiết kế máy n = nđc i1.i2 = 1440 Chọn n0 Nhóm 1: 26 20 = 250,26 44 68 Nhóm 2: i1 = 1/ i2 = i = Nhóm 3: i4 = 1/ i5 = 1/3 i6 = 1/2 i7 = 1/6 i = Với đờng chạy dao nhanh n0 = nđc.i1 = 1446 ta có đồ thị vòng quay 26 = 850.909 44 2.7 Nhận xét: Từ đồ thị vòng quay ta thấy ngời ta không dùng phơng án hình rẽ quạt hộp chạy dao thờng ngời ta dùng loại modun nên việc giảm thấp số vòng quay trung gian không làm tăng kích thớc truyền nên việc dùng phơng án thay đổi thứ tự khác không ảnh hởng nhiều đến kích thớc hộp Hoàng Quyết Thắng Lớp : CTM6-K44 Đồ án môn học thiết kế máy Chơng II: thiết kế máy 2.1 Thiết kế truyền dẫn hộp tốc độ 2.1.1 Tính toán thông số thứ t lập chuỗi số vòng quay Với ba thông số cho trớc: Z = 18 = 1.26 nmin = 30 vòng/phút Ta có : n1 = nmin = 30 vòng/phút n2 = n1 = 1,26 30 = 37,8 vòng/phút n3 = n2 = n1 nz = nz-1 = n1 z-1 (1) Từ công thức (1) ta xác định đợc chuỗi số vòng quay trục n1 = nmin n2 = n1 n3 = n2 n4 = n3 n5 = n4 n6 = n5 n7 = n6 n8 = n7 n9 = n8 = 30 = 37,8 = 47,63 = 60,01 = 75,61 = 95,27 = 120,05 = 151,26 = 190,58 vòng /phút n10= n9 = 240,14 n11= n10 = 302,57 n12= n11 = 381,24 n13= n12 = 480,36 n14= n13 = 605,25 n15= n14 = 762,62 n16= n15 = 960,90 n17= n16 = 1210,74 n18= n17 =1525,53 /phút vòng Vậy nmax = n18 = 1525.,53 2.1.2 Phơng án không gian, lập bảng so sánh phơng án KG, vẽ sơ đồ động a Phơng án không gian bố trí Z=18 = (1) Z=18 = (2) Z=18 = 3 (3) Z=18 = 3 (4) Z=18 = 3 (5) Để chọn đợc PAKG ta tính số nhóm truyền tối thiểu: Số nhóm truyền tối thiểu(i) đợc xác định từ Umin gh=1/4i = nmin/nđc n => = i ndc n dc 1440 /lg4 = lg /lg4 =2,79 n 30 Số nhóm truyền tối thiểulà i imin = lg Do i hai phơng án (1) (2) bị loại Vậy ta cần so sánh phơng án KG lại Lập bảng so sánh phơng án KG Yếu tố so sánh Phơng án Hoàng Quyết Thắng 3 2.3.3 3.2.3 Lớp : CTM6-K44 Đồ án môn học thiết kế máy + Tổng số bánh Sbr=2(P1+P2+ +Pi) + Tổng số trục(không kể trục chính) S = i+1 +Số bánh chịu Mxmax +Chiều dài L + Cơ cấu đặc biệt 2(3+3+2)=16 2(2+3+3)=16 2(3+2+3)=16 17b +16f 17b +16f 17b +16f Ta thấy trục cuối thờng trục hay trục với trục trục thực chuyển động quay với số vòng quay từ nmin ữ nmax nên tính toán sức bền dựa vào vị trí số nmin ta có Mxmax Do kích thớc trục lớn suy bánh lắp trục có kích thớc lớn Vì vậy, ta tránh bố trí nhiều chi tiết trục cuối cùng, PAKG cuối có số bánh chịu Mxmax lớn ta chọn phơng án (1) phơng án 3x3x2 b Vẽ sơ đồ động: 2.1.3 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 số nhóm truyền, K=i = => ta có 3! = PATT Bảng lới kết cấu nhóm nh sau: 3x3x2 I II III [1] [3] [9] 1 3 I III II9 [1] [6] [3] 1 6 Hoàng Quyết Thắng 3x3x2 II I III [3] [1] [9] 3x3x2 III II I [6] [2] [1] 3 1 II III I [2] [6] [1] 6 2 III I II [6] [1] [3] 2 6 6 1 Lớp : CTM6-K44 Đồ án môn học thiết kế máy Ta có bảng so sánh PATT nh sau : PAKG PATT Lợng mở (X) xmax Kết PATT Lợng mở (X) xmax Kết 3x3x2 I II III [1] [3] [9] = Đạt I III II [1] [6] [3] 2*6 = 16 Không đạt 3x3x2 II I III [3] [1] [9] = Đạt II III I [2] [6] [1] 2*6 = 16 Không đạt 3x3x2 III II I [6] [2] [1] 2*6 = 16 Không đạt III I II [6] [1] [3] 2*6 = 16 Không đạt Theo điều kiện (P-1)Xmax có PATT đạt, kết hợp với lới kết cấu ta chọn PATT PATT : [1] [3] [9] Vì với PATT lới kết cấu phân bố theo hình rẽ quạt đặn chặt chẽ 2.1.4 Vẽ vài lới kết cấu đặc trng PATT PATT I I 3(1) 3(2) II II 3(3) 3(6) III III 2(9) 2(1) IV IV xmax= =8 PATT PATT I I 3(1) 3(3) II II 3(6) 3(1) III III Rõ ràng ta thấy PATT có lới kết 2(3) cấu phân bố theo hình rẽ quạt đặn 2(9) IV IV chặt chẽ 2.1.5 Vẽ đồ thị vòng quay chọn tỉ số truyền nhóm Lới kết cấu thể 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 số bánh hộp tốc độ Với chuỗi số vòng quay : vòng/ n1 = nmin = 30 phút n8 = n7 = 151,26 n2 = n1 = 37,8 n9 = n8 = 190,58 n3 = n2 = 47,63 n4 = n3 = 60,01 n5 = n4 = 75,61 n6 = n5 = 95,27 n7 = n6 = 120,05 Hoàng Quyết Thắng Lớp : CTM6-K44 Đồ án môn học thiết kế máy n10 = n9 = 240,14 n11 = n10 = 302,57 n12 = n11 = 381,24 n13 = n12 = 480,36 n14 = n13 = 605,25 n15 = n14 = 762,62 n16 = n15 = 960,90 n17 = n16 = 1210,74 n18 = n17. = 1525,53 /phút vòng Động chọn theo máy chuẩn có P = (KW) nđc = 1440 v/ph Ta chọn số vòng quay trục I qua truyền bánh theo máy chuẩn có tỷ số truyền io = 26 / 54 n0 Với io = 26 / 54 => ta có no = nđc * io = 1440 * 26 / 54 = 693.33 v/ph Để dễ vẽ ta chọn chuỗi vòng quay lấy no = n15 = 762,62 v/ph Tính lại xác io = no / nđc =762,62 / 1440 0.5296 * Tính tỷ số truyền nhóm : với nhóm 1: với nhóm 2: với nhóm 3: chọn i1=1/4 chọn i4=1/4 chọn i7 =1/6 i1: i2: i3 =1::2 i4: i5: i6=1:3:6 i7: i8 =1:9 ta có : i2 =1/3 ta có: i5=1/ ta có : i8= i3 =1/2 i6=2 Từ ta vẽ đợc đồ thị vòng quay: n đc =1440 v/ph io i1 i4 I no 3(1) i i3 II i6 3(3) i5 i7 III i8 2(9) IV Hoàng Quyết Thắng Lớp : CTM6-K44 Đồ án môn học thiết kế máy 2.1.6 Tính số bánh theo nhóm truyền Ta tính số bánh theo phơng pháp bội số chung nhỏ : Với nhóm 1: i1 =1/4 = 1/ 1.26 = 16/ 39 = f1 / g1 ta có f1+g1= 55 i2 =1/3 = 1/ 1.26 = 19/ 36 = f2 / g2 ta có f2+g2= 55 i3 =1/2 = 1/ 1.26 = 22/ 33 = f3/ g3 ta có f3+g3= 55 bội số chung nhỏ K=55 với Zmin=17 để tính Emin ta chọn cặp ăn khớp có lợng mở lớn Do giảm tốc ta tính : Emin= Zmin C = Z min( f + g1 ) ) 17.55 = = 1,1 từ ta có E=1 f1 k 16.55 Z = E.K = 1.55 = 55 f 16 Z = Z1 = 55 =16 f +g 55 1 Z = Z2 = Z = Z3 = Z = nhóm g1 39 Z = 55 = 39 f1 + g1 55 f2 19 Z = 55 = 19 f2 + g2 55 g2 36 Z = 55 = 36 f2 + g2 55 f3 22 Z = 55 = 22 f3 + g3 55 g3 33 Z = 55 = 33 f3 + g3 55 i1=16/ 39 i2 = 19/ 36 i3=22/ 33 i4 = 1/4 = 1/ 1.26 = 18/ 47 ta có f4+g4= 65 i5 = 1/ = 1/ 1.26 = 28/37 ta có f5+g5= 65 i6 = = 1.26 = 39/ 26 ta có f6+g6= 65 bội số chung nhỏ K= 65 với Zmin=17để tính Eminta chọn cặp ăn khớp có lợng mở lớn Do giảm tốc ta tính : Emin= Zmin C = Z Z ( f + g ) ) 17.65 = [...]... toán sức bền chi tiết máy 3.1 Chế độ cắt thử : 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... cắt gọt giới hạn khác nhau:1> Chế độ cắt gọt cực đại; 2> 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... 0.05 -0.2 3.3 1.27 1.02 4.18 2.17 1.93 n18 12 Lớp : CTM6-K44 Đồ án môn học thiết kế máy Sơ đồ động và đồ thị vòng quay : 71 38 47 26 82 37 33 39 18 19 iiI 36 iI 28 I 19 16 54 IV 22 26 n đc =1440 v/ph io I no i1 3(1) i2 i3 i4 II i6 3(3) i5 i7 III i8 2(9) IV Hoàng Quyết Thắng 13 Lớp : CTM6-K44 Đồ án môn học thiết kế máy 2.2 Thiết kế truyền dẫn hộp chạy dao 2.2.1 Tính thông số thứ t và lập chuỗi số vòng... 1506777,8 3.4 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... C45 Chế độ cắt : B = 100, t = 10 , n = 47,5 v/ph , S = 118 mm/ph, Mx = 2000N.cm 3.2 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 Hoàng Quyết Thắng 23 Lớp : CTM6-K44 Đồ án môn học thiết kế máy Với PZ là lực cắt (N) PZ... 41.33 65.26 103.33 65.32 7.89 12.5 19.99 32.63 51.66 82.66 130.52 208.65 Hoàng Quyết Thắng 22 2255.6 375.93 mm / phút X 1312.84 vòng / 1654 /phút Lớp : CTM6-K44 Đồ án môn học thiết kế máy 2.3 Thiết kế các truyền dẫn còn lại Dựa vào máy tơng tự ta có các cặp bánh răng ăn khớp nh sau: Đờng chạy dao ngang: các cặp bánh răng ăn khớp từ trục V-VI là :40/40 VI-VII là 28/35 vii-viii là 18/33 viii-ix là 33/37... Giả sử ta tính modul cho cặp bánh răng 18/36 ( Z 1/ Z 1) truyền từ trục II sang trục III *Chọn vật liệu Hoàng Quyết Thắng 25 Lớp : CTM6-K44 Đồ án môn học thiết kế máy Do không có yêu cầu gì đặc biệt và theo sự thống nhất hoá trong thiết kế chế tạo máy thì ta chọn vật liệu nh sau: Thép 45 tôi cải thiện đạt HB = 180-350 chọn HB = 300 * Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép Do bộ truyền làm việc trong điều... diện II My = 290 N.mm , Hoàng Quyết Thắng Mx = 14580(N.mm) , 30 Lớp : CTM6-K44 Đồ án môn học thiết kế máy T2 = 47953,3 N.mm 2 2 M 2 = M x 2 + M y 2 = 14580 2 + 290 2 14583 (N.mm) M td 2 = M 22 + 0,75.T22 = 145832 + 0,75.47953,3 2 38809 (N.mm) Xác định hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm: Kết cấu trục thiết kế đợc phải thoả mãn điều kiện: s = s s / s2 + s2 [ s ] Trong đó: [s] hệ số an toàn cho... thiết kế máy Chơng 4: Tính toán và chọn kết cấu hệ thống điều khiển 4.1 Chọn kiểu và kết cấu tay gạt điều khiển Hệ thống điều khiển phải thoả mãn các yêu cầu sau: o Hệ thống điều khiển phải điều khiển nhanh nhằm mục đích rút ngắn thời gian điều khiển để tăng năng suất lao động Song phải nằm trong phạm vi giới hạn vận hành của con ngời o Điều khiển tin cậy và chính xác, thể hiện bằng các giải pháp kết...Đồ án môn học thiết kế máy f6 Z = 39 65 = 39 f6 + g6 65 g6 Z = 26 65 = 26 Z 6 = f6 + g6 65 Z6 = nhóm 3 i6= 39/26 19 ta có f7+g7 =90 71 82 = ta có f8+g8 = 120 38 i7 = 1 / 6 = 1/ 1.26 6 = i8 = 3 = 1.26 2 Trong 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