đồ án đại học công nghiệp tp.hcm về mô hình máy tiện

SVTH:Phùng Thanh Giang 2 GVHD :Hoàng Công Học Đỗ Bách Khoa thì chúng ta nghĩ ngay nền công nghiệp phát triển.Quả thực vậy,công nghiệp nói chung, chuyên ngành cơ khí chế tạo nói riêng đó

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH

TRUNG TÂM CƠ KHÍ

Trang 2

TỔNG QUAN VÀ THÔNG SỐ KI THUẬT CỦA ĐỒ ÁN 3

A - PHẦN THIẾT KẾ MÁY CHƯƠNG 1 – CƠ SỞ THIẾT KẾ 5

1.Các thông số kỹ thuật 5

2.Xác định lực cắt và chọn động cơ 5

CHƯƠNG 2 – THIẾT KẾ ĐAI 8

CHƯƠNG 3 – THIẾT KẾ HỘP TỐC ĐỘ 10

1.Phân bố tỷ số truyền 11

2.Xác định bánh răng 12

3.Tốc độ trục chính 16

4.Thiết kế trục và ổ lăn 20

4.1Trục 1 20

4.2.Trục chính 23

CHƯƠNG 4 – CÁC CƠ CẤU MÁY 33

1.Cơ cấu đảo chiều 33

2 Cơ cấu bánh răng thay thế 37

3 Bánh răng thanh răng 40

4 Vít me đai ốc 42

CHƯƠNG 5 – THIẾT KẾ HỘP CHẠY DAO 43

1.Phân bố tỷ số truyền 43

A.Thiết kế bộ truyền nhóm 1 44

B.Thiết kế bộ truyền nhóm 2 46

2 Bước tiến 53

CHƯƠNG 6 – THÂN MÁY VÀ SỐNG TRƯỢT 57

1.Thân máy 57

2.Sống trượt 61

CHƯƠNG 7 – HỆ THỐNG BÔI TRƠN 63

Sơ đồ động máy tiện 66

Cách sử dụng máy 68

B – QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ Gia công sống thân 71

Gia công bộ bánh răng lồng không 87

Bộ di trượt 92

Trục chính 97

ĐBK LOVE

MECHANIC DESIGN ĐBK LOVE

MECHANIC

DESIGN

Trang 3

Tài liệu tham khảo 131

Trang 4

SVTH:Phùng Thanh Giang 1 GVHD :Hoàng Công Học

Đỗ Bách Khoa

NHẬN XÉT & ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Ngày … tháng … năm 200… GVHD ĐBK LOVE

MECHANIC DESIGN ĐBK LOVE

MECHANIC

DESIGN

Trang 5

Đỗ Bách Khoa

thì chúng ta nghĩ ngay nền công nghiệp phát triển.Quả thực vậy,công nghiệp nói chung, chuyên ngành cơ khí chế tạo nói riêng đóng vai trò quan trọng trong công cuộc phát triển đất nước Hiện nay Việt Nam đã gia nhập WTO, trong thế giới toàn cầu hóa ngày càng mạnh mẽ, chúng ta muốn trở thành một nước phát triển thì ngành công nghiệp phụ trợ phải phát triển, trong đó ngành

cơ khí chế tạo là xương sống của nền công nghiệp hiện đại

Nhu cầu của xã hội về sản phẩm đòi hỏi ngày càng cao cả về chất lượng,hình thức ,độ bền ,linh động trong sản xuất và điều quan trọng nhất là giá thành rẻ Do ngành cơ khí của nước ta chỉ mới phát triển ít năm trở lại đây, việc đào tạo kỹ sư, thợ lành nghề là hết sức cần thiết Đối với mỗi sinh viên ngành chế tạo máy khi tốt nghiệp đều phải tham gia làm đề tài tốt nghiệp, điều này rất cần thiết vì: trong suốt quá trình học tập của mình Đây là cách tốt nhất để sinh viên thực tế áp dụng những kiến thức đã học vào thực hành

Quan trọng nhất là sinh viên được thiết kế, tính toán cho đến gia công, lắp ráp thành một sản phẩm hoàn chỉnh Đó là cả một quá trình tìm tòi, tìm hiểu tra cứu tài liệu, tham khảo ý kiến của các thầy cô giáo,… đưa đến thống nhất chọn đề tài mô hình “MÁY TIỆN” Mô hình máy tiện hiện đã được lắp ráp hoàn chỉnh.Nhưng còn một số mặt hạn chế cần phải thay đổi để thực tế hóa công năng của máy.Báo cáo này dựa trên những thông số máy đã được thiết

kế và chỉ chỉnh sửa để hoạt động của máy thực sự hiệu quả hơn

Trong quá trình làm, nhóm đã làm với tất cả khả năng của mình Song đối với sinh viên kiến thức, phương thức áp dụng và phương pháp làm còn nhiều mặt hạn chế và yếu kém Nên khó tránh khỏi những sai sót.Mong các thầy cô và các bạn quan tâm đóng góp ý kiến giúp mô hình hoàn thiện hơn

Trang 6

1.2 Mục tiêu

Tạo ra một mô hình máy với sự kết hợp kiến thức cơ sở ngành, chuyên ngành và thực tập Mô hình bao gồm một số cơ cấu máy điển hình, quan sát được hoạt động của cơ cấu máy, của máy Xây dựng dữ liệu mô phỏng động học của cơ cấu máy, của máy để phục vụ giảng dạy.Qua phân tich, xem xét nhóm đã chọn máy tiện đế làm mô hình Vật liệu chủ yếu bằng nhôm và nhựa, mica

1.3 Quá trình thực hiện 1.3.1 Quá trình phân tích, tính toán, thiết kế

Quá trình phân tích, tính toán, thiết kế được thực hiện với kiến thức từ giáo trình chi tiết máy, nguyên lý máy, máy cắt kim loại, thiết

kế máy cắt kim loại…kết hợp với phần mềm thiết kế cơ khí Solidworks, Inventor, AutoCad Sau khi phân tích, tính toán, các chi tiết, bộ phận được thiết kế và kiểm tra thiết kế trên phần mềm thiết kế trên Kết thúc thiết kế bản vẽ được xuất ở dạng 2D để lập quy trình chế tạo

1.3.2 Quá trình chế tạo chi tiết

Sau khi lập quy trình chế tạo chi tiết, phần lớn các chi tiết được gia công tại xưởng trường, bánh răng, trục chính, tấm thân được gia công từ bên ngoài

Trang 7

 Công suất động cơ trục chính: 0,3 kw , 300vg/ph

 Kích thước máy: dài 778mm, rộng 254mm, cao 390mm

Trang 8

Đỗ Bách Khoa

A - PHẦN THIẾT KẾ MÁY

CHƯƠNG I: CƠ SỞ THIẾT KẾ

1 1 CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA MÁY

 Đường kính phôi lớn nhất có thể gia công được trên máy : 25 (mm)

 Động cơ có công suất : N = 0.3 Kw ; n = 300vòng / phút

1.2 XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ ĐIỆN

Trang 9

Trang 10

Đỗ Bách Khoa

Công suất động cơ điện:

Xác định công suất chạy dao :

Nđs = K Nđ (CT: II-43 , 1 ) Với K = 0.04 :Đối với máy tiện

 N đs = 0.04 0.18 = 7.2 -3 Kw Nhƣ vậy công suất động cơ cần thiết là:

Nđc = Nđ +Nđs =0.18 +7.2 -3 = 0.19 (Kw)

 Nđc 0.19 (Kw) Chọn loại động cơ có công suất :

Trang 11

240

0,83000,8

I d dc

n i n D D

Trong đó: D1 đường kính bánh đai trên trục động cơ

D2 đường kính bánh đai trên trục I

Khoảng cách từ trục động cơ lên trục I:

Chiều dài đai:

Chiều rộng đai Tiết diện đai:

Chọn ứng suất căng ban đầu: 0 1,2 / N mm2

D D

Trang 12

Trang 13

Ổ đỡ

Ổ đỡ chặn

- Vật liệu chế tạo Nhựa MC Trục then hoa và trục trơn được chế tạo bằng thép C45 Trục chính do đòi hỏi phải đảm bảo độ cứng , độ bền , do đó chúng tôi

sử dụng thép C45 đồng thời tiến hành cải thiện độ bền như tôi, ram

Vỏ hộp được chế tạo bằng vật liệu hợp kim nhôm và Mica

- Kết cấu:

Vỏ hộp thường là dùng phương pháp đúc, nhưng mô hình này vỏ hộp chúng tôi tách ra thành ba tấm ghép lại.Do yêu cầu của hộp đòi hỏi phải có độ chính xác cao, độ đồng tâm giữa các lỗ lắp ghép Vỏ hộp được gia công bằng máy CNC, để ghép các tấm này lại được định vị bằng ba lỗ Khi đó sẽ đảm bảo được độ đồng tâm giữa các lỗ lắp ghép Hai mặt bên được ghép bằng Mica Với mục đích có thể nhìn thấy được bên trong hộp tốc độ các cơ cấu chuyển động

Bộ bánh răng di trượt được tách thành các bánh răng riêng lẻ rồi ghép lại

Trang 14

Đỗ Bách Khoa

3.1 PHÂN BỐ TỶ SỐ TRUYỀN:

Sơ đồ phân bố tỷ số truyền

SƠ ĐỒ CẤU TRÚC HỘP TỐC ĐỘ Theo sơ đồ cấu trúc hộp tốc độ tỷ số truyền xích truyền động đƣợc chia thành 2 nhóm:

Nhóm A: Có 3 tỷ số truyền để thực hiện truyền động từ trục I -> trục II

i1 = ; i2 = ; i3 = Nhóm B: Có 2 tỷ số truyền để thực hiện truyền động từ trục II -> trục III

Trang 15

3.2 XÁC ĐỊNH BÁNH RĂNG

Vật liệu chế tạo bánh răng Nhựa MC

3.2.1.Xác định số răng của bánh răng

Theo phương pháp tra bảng

Trang 16

d1 =mz1 = 2.30 = 60 (mm)

d2 =mz1’ = 2.30 = 60 (mm) Khoảng cách trục:

A = 0,5(Z1 + Z1’).m = 0,5(30+30).2 = 60 (mm) Chiều rộng bánh răng:

B = 12 (mm) Đường kính vòng đỉnh răng :

De1 = d1 + 2m = 60 + 2.2 = 64 (mm)

De2 = d2 + 2m = 60 + 2.2 = 64 (mm) Đường kính vòng chân răng:

Di1 = d1 - 2,5m -2c = d1 - 2,5m Trong đó: c = 0,25m

Trang 17

Đỗ Bách Khoa

Khoảng cách trục:

A = 0,5(Z2 + Z2’)m = 0,5(40+20).2 = 60 (mm) Chiều rộng bánh răng:

De1 = d1 + 2m = 80 + 2.2 = 84 (mm)

d1 =mz3 = 2.20 = 40 (mm)

De1 = d1 + 2m = 40 + 2.2 = 44 (mm)

Trang 18

Đỗ Bách Khoa

Z4 = 35; Z4’ = 35

Mô đun: m = 2 Góc ăn khớp: = 200Đường kính vòng chia (vòng chia):

d1 =mz4 = 2.35 = 70 (mm)

De1 = d1 + 2m = 70 + 2.2 = 74 (mm)

d1 =mz5 = 2.27 = 54 (mm)

d2 =mz5’ = 2.43= 86 (mm) Khoảng cách trục:

De1 = d1 + 2m = 54 + 2.2 = 58 (mm)

Trang 19

Đỗ Bách Khoa

Di2 = d2 - 2,5m = 86 – 2,5.2 = 81 (mm)

3.3.TỐC ĐỘ TRỤC CHÍNH:

3.3.1 Sơ đồ động và sơ đồ truyền lực:

Sơ đồ phân bố cấp tốc độ trong hộp tốc độ 6 cấp ,bánh trụ răng thẳng

Trang 20

Trang 21

Trang 22

Trang 23

Đỗ Bách Khoa

4.1 Trục I

Công suất trên trục động cơ: N dc 0,3kW

Chọn hiệu suất bộ truyền đai: 1 0,95 Công suất trên trục:

I xI

Trang 24

Đỗ Bách Khoa

Ta chọn góc ăn khớp 20oVậy:

378 20 138

x

o r

284 20 103

x

o r

567 20 206

x

o r

Bx Bx

Trang 25

Đỗ Bách Khoa

Lực RAx có chiều ngƣợc lại với hình vẽ

Sơ đồ Mômen trên trục I

Tại vị trí bánh răng ăn khớp lực tác dụng là lớn nhất, ta chỉ tính trục tại vị trí bánh răng

Trang 26

4.2.1 Vật liệu chế tạo:

Thép C45 tôi ram 4.2.2 Tính đường kính trục:

Trang 27

Đỗ Bách Khoa

FrA = FtA tgα = 609.37×tg20 = 221.8 (N)

Pz = 227 (N)

Py =142 (N) Trong mặt phẳng ZY Phương trình mômen

MzE= FrA - FZD 82 - Pz 115

FZE = FrA - FZD - PzGiải phương trình ta được

FZD = -280(N)

FZE = 274 (N) Trong mặt phẳng YX Phương trình mômen

MyE= FtA - FyD 82 – Py 115

FyE = - FtA - FyD – PyGiải phương trình ta được

Trang 28

Trang 29

Đỗ Bách Khoa

Trong đó

ε : Là tỷ số giữa hai đường kính trong và ngoài

n, = 1,7: Hệ số an toàn

C1 = C2 = 0,5 : Hệ số phụ thuộc vào đặc điểm quá trình cắt

σ-1 = 0,4 σb = 0,4 x 600 =240 N/mm : Ứng suất giới hạn mỏi

σs =0,3 σb = 0,3 x 600 = 180N/ mm : Ứng suất giới hạn chảy

Trang 30

Đỗ Bách Khoa

MzE= FrB - FZD 82 - Pz 115

FZE = FrB - FZD - PzGiải phương trình ta được

FZD = -287,5(N)

FZE = 241 (N) Trong mặt phẳng YX Phương trình mômen

MyE= FtB - FyD 82 – Py 115

FyE = - FtB - FyD – PyGiải phương trình ta được

FyD = -115(N)

FyE = 523 (N) Biểu đồ mômen Mômen

Mômen uốn tổng cộng lớn nhất tại bánh răng :

Trang 31

C1 = C2 = 0,5: Hệ số phụ thuộc vào đặc điểm quá trình cắt

σ-1 = 0,4 σb = 0,4 x 600 =240 N/mm: Ứng suất giới hạn mỏi

σs =0,3 σb = 0,3 x 600 = 180N/ mm: Ứng suất giới hạn chảy

Ta chọn đường kính trục trong trường hợp bánh răng B làm việc

4.2.3 Kiểm nghiệm hệ số an toàn về mỏi của trục :

 Trường hợp bánh răng B làm việc Tại tiết diện lắp bánh răng B trục bị yếu do rãnh then ứng suất uốn : ( 1, ct VII- 4 , tr163)

Trang 32

Đỗ Bách Khoa

W : mômen cản uốn ( 1 , ct VII- 6 , tr163 )

Chọn tỷ số : = 0,5

Ứng suất xoắn :

W0 : mômen cản xoắn của chi tiết trục

Hệ số an toàn đƣợc xác định theo công thức: ( 3 , ct 15-3 , tr55)

Trong đó :

Sσ : Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất uốn : ( 3 , ct15-4 , tr55)

S : Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất xoắn: ( 3 , ct15-5 , tr55)

Trong đó :

σa và a: Biên độ ứng suất uốn và ứng suất xoắn trong tiết diện trục

σm và m: Ứng xuất uốn và ứng suất xoắn trung bình

Trang 33

Ngoài ra thiết kế trục chính phải thuận tiện cho việc gia công đạt độ chính xác và tiện lợi cho việc gá đặt khi sửa chữa

Trang 34

Trang 35

Đỗ Bách Khoa

`

Trục chính của máy

4.2.5 Chọn ổ trục:

Ổ trục của trục chính có ảnh hưởng rất lớn đối với đối với việc hình thành

độ cứng vững của hệ thống trục chính máy công cụ , nó phải đảm bảo độ chính xác của chuyển động trên tất cả mọi số vòng quay và tải trọng trong một thời gian nhất định

Trang 36

Đỗ Bách Khoa

CHƯƠNG IV : CÁC CƠ CẤU MÁY

1 – CƠ CẤU ĐẢO CHIỀU

Hầu hết các máy công cụ đều có một số chuyển động phải đảo chiều Chuyển động đảo chiều có thể là một chuyển động chính, chuyển động chạy dao hoặc một số chuyển động phụ khác Đảo chiều chuyển động chính thường đảm bảo các chu kỳ gia công được kế tiếp nhau, đối với máy tiện chuyển động chạy dao cần thiết khi bắt đầu một lượng chạy dao mới Đảo chiều thường được thực hiện ở hành trình không tải, có thể chạy với vận tốc lớn vận tốc hành trình làm việc Trong mô hình này ta chọn cơ cấu đảo chiều cơ khí

1.1 – Yêu cầu

Do lợi thế về mặt truyền động, mức độ chính xác đồng thời lợi về kinh

tế nhưng quan trọng nhất là mặt công nghệ

- Đảm bảo truyền được mômen lớn nhất cả ở hai đầu chuyển động

- Tổn thất năng lượng khi đảo chiều cần phải nhỏ đến mức có thể, đặc biệt trong trường hợp đảo chiều thường xuyên

- Những lực phát sinh trong lúc đảo chiều không làm cho các chi tiết của cơ cấu

- Kết cấu đơn giản, sử dụng rất phổ biến, được sử dụng phổ biến

- Tần số đảo chiều lớn, đảo chiều bất kỳ bộ phận nào trong xích truyền động Nhược điểm:

- Khi làm việc bị va đập, thời gian đảo chiều tương đối lớn, cho nên lực quán tính lớn

Trang 37

Đỗ Bách Khoa

Cơ cấu đảo chiều trục chính

1 2

Z i Z

Trang 38

Đỗ Bách Khoa

' 0

z i z

Trong đó hai bánh răng Z0 và Z0’ cùng một khối lồng không nên Z0 = Z0’

1.3 Phân phối tỷ số truyền

Tỉ số truyền của cặp bánh răng thay thế ta chọn bằng 1

6 6 8 dc

9 7 9

1

Z Z Z i

Z Z Z

1.4 Xác định số răng

' 0

2 Z Zj Zj và

'

j j j

Z i Z

B = 12 (mm)

Z9 = 20 Chiều rộng bánh răng:

Trang 39

Đỗ Bách Khoa

d1 =mz6 = 2.20 = 40 (mm)

d2 =mz9= 2.20 = 40 (mm) Khoảng cách trục:

A = 0,5(Z6 + Z9)m = 0,5(20+20).2 = 40 (mm) Đường kính vòng đỉnh răng :

De1 = d1 + 2m = 40 + 2.2 = 44 (mm)

Di1 = d1 - 2,5m = 40 – 2,5.2 = 35 (mm)

Di2 = d2 - 2,5m = 40 – 2,5.2 = 35 (mm) Cặp bánh răng:

Z8 = 20: Z9 = 20

Mô đun: m = 2 Góc ăn khớp: = 200Đường kính vòng chia (vòng chia):

d1 =mz8 = 2.20 = 40 (mm)

d2 =mz9= 2.20 = 40 (mm) Khoảng cách trục:

A = 0,5(Z8 + Z9)m = 0,5(20+20).2 = 40 (mm) Chiều rộng bánh răng:

De1 = d1 + 2m = 40 + 2.2 = 44 (mm)

Trang 40

Đỗ Bách Khoa

Di1 = d1 - 2,5m = 40 – 2,5.2 = 35 (mm)

Di2 = d2 - 2,5m = 40 – 2,5.2 = 35 (mm) 1.6.Chọn trục:

Kích thước và kết cấu trục

2- CƠ CẤU BÁNH RĂNG THAY THẾ

2.1.Phân phối tỷ số truyền

Tỉ số truyền của cặp bánh răng thay thế:

t2 c 0,82

d

Z i Z 2.2.Xác định số răng (theo phương pháp tra bảng)

Ta có CT: 2 Z0 Zj Z'j và

'

j j j

Z i Z

Định dạng
Số trang	134
Dung lượng	8,03 MB