Tính toán thiết kế máy phay vạn năng

1.8 Thiết kế hệ thống điều khiển hộp tốc độ.Yêu cầu đối với hệ thống điều khiển Dễ dàng khi điều khiển Nhẹ nhàng dễ nhớ Đảm bảo độ an toàn của kết cấu điều khiển Phải đảm bảo tính ch

Trang 1

LờI nói đầu

Một trong những nội dung đặc biệt quan trọng của cuộc cách mạng khoa học

kỹ thuật trên toàn cầu nói chung và với sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nớc ta nói riêng hiện nay đó là việt cơ khí hoá và tự động hoá quá trình sản xuất Nó nhằm tăng năng xuất lao động và phát triển nền kinh tế quốc dân Trong đó công nghiệp chế tạo máy công cụ và thiết bị đóng vai trò then chốt Để đáp ứng nhu cầu này, đi đôi với công việc nghiên cứu,thiết kế nâng cấp máy công cụ là trang bị đầy đủ những kiến thức sâu rộng về máy công cụ và trang thiết bị cơ khí cũng nh khả năng áp dụng lý luận khoa học thực tiễn sản xuất cho đội ngũ cán bộ khoa học kỹ thuật là không thể thiếu đ-

ợc Với những kiến thức đã đợc trang bị, sự hớng dẫn nhiệt tình của các thầy giáo cũng nh sự cố gắng cuả bản thân Đến nay nhiệm vụ đồ án máy công cụ

đợc giao cơ bản em đã hoàn thành Trong toàn bộ quá trình tính toán thiết kế máy mới " Máy phay vạn năng "còn nhiều hạn chế Rất mong đợc sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong bộ môn.

Chơng I :Tính toán thiết kế động học hộp tốc độ

Số liệu ban đầu: Z=18, nmin=31 vg/ph, nmax=1510 vg/ph

1.1.Tính thông số thứ t và chuối số vòng quay lí thuyết:

Ta có:

n1=nmin

n2= n1.

n3= n2. =n1. 2

Trang 2

Theo tiªu chuÈn ta cã  = 1,26

Chuçi sè vßng quay lý thuyÕt:

Trang 3

Từ bảng so sánh ta thấy PAKG tối u là phơng án: Z=18=3*3*2.

1.3 Chọn PATT, lập bảng kết cấu nhóm, vẽ l ới kết cấu.

* Số phơng án thứ tự : k!=3!=1.2.3=6 (PA)

* Lập bảng kết cấu nhóm và chọn phơng án tối u:

Theo điều kiện xmax 8 thì thoả mãn, do đó qua bảng kết cấu chỉ còn lại 2phơng án là :

Trang 5

Béi sè chung nhá nhÊt lµ K=75

Víi Zmin=17, tÝnh Eminc t¹i tia cã tØ sè truyÒn i1:

Trang 6

Trang 7

Trang 9

2,03 1,88

0,77 2,09

-0,02

3,45

1,24 1,15

45

60 18 54

Sơ đồ động hộp tốc độ

30 72

Trang 10

1.8 Thiết kế hệ thống điều khiển hộp tốc độ.

Yêu cầu đối với hệ thống điều khiển

Dễ dàng khi điều khiển

Nhẹ nhàng dễ nhớ

Đảm bảo độ an toàn của kết cấu điều khiển

Phải đảm bảo tính chính xác , tin cậy cao của hệ thống điều khiển

Do đó ta chọn kiểu điêù khiển tay gạt và đĩa lỗ

Căn cứ vào phơng án không gian và sơ đồ động của hộp tốc độta có bảng điềukhiển nh sau Việc tính toán cụ thể hành trình gạt cũng nh kích thớc của cơ cấu điều khiển đợc thể hiện rõ trong phần tính toán hệ thống điều khiển hộp chạy dao

P: Vị trí ăn khớp phải O : Các lỗ không có trên đĩa

T : Vị trí ăn khớp trái + : Các lỗ có trên đĩa

G : Vị trí ăn khớp giữ

Trang 12

Chơng 2: Tính toán thiết kế động học hộp chạy dao

Số liệu : Z=18;  = 1.26

Sdọc max = 1200 mm/ph

Sngang = Sdọc = Sđứng

Snhanh = 2300v/ph

2.1 Tính thông số thứ t và chuỗi số vòng quay lí thuyết.

Để tính đợc chuỗi số vòng quay của hộp chạy dao thì ta phải tính đợc sốvòng quay lớn nhất và nhỏ nhất của đầu ra của hộp chạy dao

Dựa vào máy chuẩn (6H82)ta thấy cơ cấu tạo ra chuyển động chạy daodọc ,ngang và đứng là cơ cấu vít đai ốc với bớc vít tv=6mm mặt khác do đầubài

Sd=Sng=Sđ, do đó ta chỉ cần tính toán với một đờng truyền còn các đờng truyềnkhác là tính tơng tự

Giả sử ta tính với đờng chạy dao dọc :

Trang 14

Tõ b¶ng so s¸nh ta thÊy PAKG tèi u lµ ph¬ng ¸n: Z=18=3*3*2.

2.3 Chän PATT, lËp b¶ng kÕt cÊu nhãm, vÏ líi kÕt cÊu.

Trang 15

động khác cũng nh việc bố trí các li hợp trong hộp đợc tối u nhất thì ngời tadùng cơ cấu phản hồi tức là chịu thiệt một chút nên chọn PAKG nhóm 2.

Trang 16

n0max=

nmin

imin3 =

3 92(1/5)3 =490(v/ph) Chọn n0=350(v/ph)

Cách vẽ: Xác định đờng chạy dao nhanh rồi vẽ các tia còn lại bắt đầu giống

đờng chạy dao nhanh từ điểm A, còn lại là các tia đợc xác định bằng cách nốicác tia lại

Trang 17

1 7

Trang 18

§å ¸n m¸y c«ng cô TÝnh to¸n thiÕt kÕ m¸y phay v¹n n¨ng

Béi sè chung nhá nhÊt lµ K=3.2=6

Trang 19

Trang 20

2.6 ThiÕt kÕ c¸c ® êng truyÒn dÉn cßn l¹i.

a §êng truyÒn ch¹y dao däc:Dùa vµo m¸y t¬ng tù ta cã c¸c cÆp b¸nh r¨ng

Trang 21

d Xích chạy dao nhanh.

Theo yêu cầu của đề bài Snhanh=2300 mặt khác máy chuẩn Snhanh=2300 do đó

kế thừa các cặp ăn khớp khác của máy chuẩn mà không cần thay đổi cặp báng răng nào

Ta có:

1440.

26 44

.%=0,.14%<2,6% vậy đạt yêu cầu

2.7 Tính sai số vòng quay và vẽ đồ thị sai số.

Trang 22

Chế độ làm việc của máy bao gồm chế độ cắt gọt, chế độ bôi trơn, làm lạnh,

an toàn… =nMột máy mới đã thiết kế, chế tạo xong phải quy định chế độ làmviệc của máy trớc khi đa vào sản xuất Trong phần này quy định chế độ làmviệc giới hạn của máy làm cơ sở tính toán động lực học của máy cắt kim loại Theo giáo trình thiết kế máy cắt kim loại, với máy phay, có các chế độlàm việc của máy:

+ Chế độ cắt thử mạnh: Dao P18, D = 90 mm, L = 8;

Chi tiết gia công: Gang có HRB = 180 Chế độ gia công n

=45(vòng/phút); B = 100mm, t=12 mm, v = 13,5 m/phút, S = 102 mm/phút + Chế độ cắt thử nhanh: Dao T15K6, D = 100, Z = 4

Chi tiết thép HRB=19, chế độ gia công: n = 710 v/f; B=50 mm,t=3mm

v =235 v/f; S = 792 mm/f

-0,69

0,6 0,5 -0,68

0,63 0,52

-0,66

0,63 0,54

3,32

4,14 3,81 3,36 3,43 4,31

3,37 3,43

Trang 23

+ Thử ly hợp an toàn:

Dao P18, D = 110, Z =8, gia công thép 45 có HRB=195, B

=100mm, t=10mm, n =45 v/f, S = 102 mm/f,

+ Chạy nhanh 800 v/f

3.1.1 Kiểm tra công suất động cơ hộp tốc độ:

Tính cho trờng hợp phay nghịch vì ở trờng hợp này lực cắt lớn hơn so vớitrờng hợp phay thuận

21214,6.13,5 60.102 9,81 =4 ,77(kW )

Theo cắt nhanh : Nc =

P Z v 60.102.9,81=

750,4.235 60.102.9,81=2,95(kW )

Trang 24

Lấy hiệu suất  = 0,75 có Nđc = 4,77/0,75 = 6,36 (Kw) ứng với chế độ cắtmạnh.

Nđc = 2,95/0,75 = 3,94 (Kw) ứng với chế độ cắtnhanh

Công suất động cơ chạy dao là:

Trang 27

m : Số cặp ma sát.

D : Đờng kính ngoài của ly hợp ma sát, chọn theo tiêu chuẩn D = 127mm

d : Đờng kínỉitong của ly hợp ma sát, chọn theo tiêu chuẩn d = 82mm

f : Hệ số ma sát, vật liệu đĩa là gang: f=0,15

Trang 28

Lực ép chiều trục cần thiết:

Trong HCD của máy cắt lim loại chỉ dùng một loại bánh răng thẳng, vì vậy

ta chỉ cần tính cho một cặp bánh răng, giả sử tính cho cặp 40/40 truyền động

từ trục V-VI Đây là cặp bánh răng đợc đặt trong hộp kín có bôi trơn nênmôđun của cặp bánh răng đợc tính theo độ bền tiếp xúc và tính kiểm tra theo

mtx = 2,5 Lấy theo tiêu chuẩn

Sau khi tính toán theo độ bền tiếp xúc, ta kiểm nghiệm môđun bánh răng theo

độ bền uốn:

Trang 29

Nh vậy với bánh răng môđun m = 2,5 đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.

Các thông số chủ yếu:

Đờng kính vòng chia dc=m.z=2,5.40= 100 mm Đờng kính vòng cơ sở d0= dc.cos(200)= 94 mm

3.3.3 Tính trục trung gian: Truc VI

Đây là trục đợc lắp nhiều chi tiết nh ly hợp chống quá tải, ly hợp ma sát,bánh răng… =nDo đó đây là trục chụi tải lớn và tất cả các tốc độ của hộp chạydao,ngoài ra nó còn chịu tải trọng đột ngột khi đóng mở ly hợp Vì vậy ta cầnxác định lại sơ bộ đờng kính trục theo công thức sau:

Trang 32

Từ biểuđồ momen ta thấy nguy hiểm là B, vì vậy ta kiểm nghiệm tại B.

Trang 33

* Kiểm nghiệm trục theo độ bền mỏi:

Trang 34

Vậy với dB=60mm thì trục đủ bền.

Các tiết diện còn lại chọn nh sau: dA=dC=55mm

Chơng 4: Tính toán thiết kế hệ thống điều khiển hộp

chạy dao

4.1 Chọn kiểu và kết cấu tay gạt điều khiển

Ta chọn cơ câu điều khiển hộp chạy dao là cơ cấu tay gạt điều khiển bằng

Trang 35

n1 = n®c i0 i1 ( A : tr¸i ) i4( B : gi÷a) i 7 i 8 ( C : tr¸i )

Trang 36

Vậy ta có vị trí bánh răng tơng ứng với vị trí tay gạt

n 1 T + +0 0 G 0 +0 + T + +0 0

n 2 T + +0 0 P + +0 0 T + +0 0

n 3 T + +0 0 T + +0 0 T + +0 0

n 4 P + +0 0 G 0 +0 + T + +0 0

n 5 P + +0 0 P + +0 0 T + +0 0

n 6 P + +0 0 T + +0 0 T + +0 0

n 7 G 00 ++ G 0 +0 + T + +0 0

n 8 G 0 +0 + P + +0 0 T + +0 0

n9 G 0 +0 + T + +0 0 T + +0 0

n 10 T + +0 0 G 0 +0 + P + +0 0

n 11 T + +0 0 P + +0 0 P + +0 0

n 12 T + +0 0 T + +0 0 P + +0 0

n 13 P + +0 0 G 0 +0 + P + +0 0

n 14 P + +0 0 P + +0 0 P + +0 0

n 15 P + +0 0 T + +0 0 P + +0 0

n 16 G 0 +0 + G 0 +0 + P + +0 0

n 17 G 0 +0 + P + +0 0 P + +0 0

n 18 G 0 +0 + T + +0 0 P + +0 0

4.3 Bảng vị trí chốt trên đĩa lỗ

Từ bảng điều khiển ta thấy mỗi lần gạt cho ta một tốc độ ở đầu ra Vậy ta

có 18 vị trí ăn khớp của cặp bánh răng cụ thể.Từ đó ta có bảng vị trí của các chốt nh sau:

Trang 37

Trong đó ta qui ớc nh sau:

Chốt xuyên qua hai đĩa.

Trang 38

Càng gạt A có 3 vị trí Trái - Giữa - Phải có hành trình phạt

La = 4.B + 4f = 4.25 + 42,5 = 110 (mm) Càng gạt B có 3 vị trí Trái - Giữa - Phải có hành trình phạt

La = 4.B + 4f = 110 (mm)Mỗi lần gạt 55mm

Càng gạt A mỗi lần gạt 55mm nên không có khuếch đại

X/ L = 1 Càng gạt B mỗi lần gạt 55mm nên không có khuếch đại

X/ L = L Vì hành tình càng gạt của A,B,C không cần khuyếch đại nên ta có bố trí ngay trên trục thanh răng

Trang 39

Khối B : Trên đĩa 1 vòng ngoài 12 lỗ

Trang 40

Thanh răng điều khiển hành trình đĩa

Lhtđĩa = Lchốtmax + Lt/rmax = 73 + 25 = 98 mm

Lrãnh = Lct + Lcn + 0,5

Khối A Lrãnh A = 9 + 2,5 + 0,5 = 12 mm

Khối B Lrãnh B = 6 + 2,5 + 0,5 = 9 mm

Khối C Lrãnh C = 9 + 2,5 + 0,5 = 12 mm

Trang 41

Máy có 18 tốc độ khi điều khiển phải gạt 18 lần, mỗi lần gạt quay một góc  =360/18=20 sẽ cho một tốc độ

Ta có 6 chốt vậy trên đĩa sẽ có 6 vòng tròn đồng tâm

Hai vòng ngoài điều khiển khối A

Hai vòng giữa điều khiển khối C

Hai vòng trong điều khiển khối B

4.7 Khoan các lỗ trên hai đĩa.

Sau khi tính toán các vị trí trên đĩa lỗ ta tiến hành khoan, vị trí các lỗ đợc thểhiện trên bản vẽ

Trang 42

2 Phạm Đắp-Nguyễn Đức Lộc –Phạm Thế Trờng-Nguyễn Tiến Lỡng.

Tính toán thiết kế máy cắt kim loại

3.Phạm Đắp-Nguyễn Hoa Đăng

Máy công cụ(2 tập)

5 Trịnh Chất –Lê Văn Uyển

Tính toán thiết kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí

6 Nguyễn Tiến Lỡng-Trần Sỹ Tuý- Bùi Thế Lục

Cơ sở máy cắt gọt kim loại

Mục lục

Lời nói đầu 1

Chơng I :Tính toán thiết kế động học hộp tốc độ 2

1.1.Tính thông số thứ t và chuối số vòng quay lí thuyết: 2

1.2 Phơng án không gian, lập bảng so sánh phơng án KG 3

1.3 Chọn PATT, lập bảng kết cấu nhóm, vẽ lới kết cấu 4

1.4 Vẽ đồ thị vòng quay và chọn tỉ số truyền các nhóm 6

1.5 Tính số răng của các bánh răng theo từng nhóm truyền 6

1.6 Tính sai số vòng quay,vẽ đồ thị sai số vòng quay 9

1.7 Sơ đồ động hộp tốc độ 11

Trang 43

1.8 Thiết kế hệ thống điều khiển hộp tốc độ 12

Chơng 2: Tính toán thiết kế động học hộp chạy dao 14

2.1 Tính thông số thứ t và chuỗi số vòng quay lí thuyết 14

2.2 Phơng án không gian, lập bảng so sánh phơng án KG 15

2.3 Chọn PATT, lập bảng kết cấu nhóm, vẽ lới kết cấu 16

2.4 Đồ thị vòng quay 19

2.5 Xác địng số răng của các nhóm truyền 21

2.6 Thiết kế các đờng truyền dẫn còn lại 23

2.7 Tính sai số vòng quay và vẽ đồ thị sai số 24

2.8 Sơ đồ động hộp chạy dao 25

2.2.9 Sơ đồ động toàn máy 25

Chơng 3 : Tính toán sức bền và động lực học 26

3.1 Tính công suất động cơ: 26

3.1.1 Kiểm tra công suất động cơ hộp tốc độ: 26

3.1.2 Kiểm tra công suất động cơ chạy dao: 28

3.2.Tính toán công suất vòng quay, mômen xoắn và xác định sơ bộ đ-ờng kính các trục: 29

3.2.1 Công suất của các trục: 29

3.2.2 Tính số vòng quay trên các trục: 29

3.2.3.Tốc độ tính trên các trục: 30

3.2.4 Mômen xoắn các trục: 30

3.2.5 Xác định sơ bộ đờng kính trục: 30

3.3 Tính toán sức bền chi tiết máy: 31

3.3.1 Tính ly hợp ma sát: 31

3.3.2 Tính bánh răng: 32

3.3.3 Tính trục trung gian: Truc VI 34

Chơng 4: Tính toán thiết kế hệ thống điều khiển hộp chạy dao 40

4.1 Chọn kiểu và kết cấu tay gạt điều khiển 40

4.2 Lập bảng tính vị trí bánh răng tơng ứng với tay gạt 40

4.3 Bảng vị trí chốt trên đĩa lỗ 43

4.4 Tính toán các hành trình gạt 44

4.5 Thiết kế đĩa lỗ 45

4.6 Chọn bánh răng cơ sở của cơ cấu điều khiển 46

4.7 Khoan các lỗ trên hai đĩa 48

Trang 44

Tµi liÖu tham kh¶o 49 Môc lôc 50

Tiêu đề	Tính Toán Thiết Kế Máy Phay Vạn Năng
Trường học	Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
Chuyên ngành	Kỹ thuật Cơ khí
Thể loại	Đồ án môn học
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	44
Dung lượng	545,12 KB