Thuyết minh đồ án máy công cụ

Đồ án máy công cụ thiết kế máy khoan tham khảo máy 2A135

Lời nói đầu

Máy cắt kim loại chiếm một vị trí đặc biệt trong nghành chế tạo máy để sản xuất ra các chi tiết của các máy khác, nghĩa là chế tạo ra t liệu sản xuất (chế tạo ra các máy móc khác nhau để cơ khí hóa và tự động hóa nền kinh tế quốc dân)

Hiện nay ở nớc ta nhu cầu về sản xuất công nghiệp và đời sống ngày càng tăng Vì vậy yêu cầu phải thiết kế chế tạo ra các máy cắt kim loại vạn năng, chuyên dùng

tự trang tự chế có năng suất cao, bảo đảm độ chính xác, độ ổn định và độ tin cậy Nguyên lý làm việc của máy hiện đại Kết cấu máy đơn giản tới mức có thể, có tínhkinh tế cao và phù hợp với điều kiện chế tạo, sử dụng của từng cơ sở (công nghiệp trung ơng, công nghiệp địa phơng và nông nghiệp)

Mặt khác do yêu cầu sử dụng hết tính năng kỹ thuật của các loại máy công cụ hiện có trong nớc ta, mỗi cán bộ kỹ thuật phải nắm đợc kiến thức thiết kế phổ thông về các loại máy này tạo điều kiện cải tiến và hiện đại hóa máy Đồ án môn học thiết kế máy cắt kim loại giúp cho học viên nắm đợc các kiến thức cơ sở trong thiết kế máy, tạo điều kiện vận dụng thực tế sau này đồng thời giúp học viên tích lũy đợc các kiến thức cơ bản trong nghành chế tạo máy

Nhờ sự nỗ lực của bản thân cùng với sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy trong bộmôn Chế tạo máy đồ án môn học đã hoàn thành đúng tiến độ Song do thời gian hạn chế và khả năng còn có hạn nên đồ án đợc hoàn thành với chất lợng cha cao,

em mong đợc sự giúp đỡ chỉ bảo của các thầy giúp em hoàn thành đồ án tốt hơn

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Lê Xuân Hùng, thầy Tạ Trung Chính cùng với các thầy trong bộ môn Chế tạo máy đã tận tình chỉ bảo em trong quá trìnhhoàn thành đồ án

Sinh Viên: Đặng Việt Đức

Phần I: khảo sát máy tiêu chuẩn 2A135

I.mục đích

Phân tích u nhợc điểm của máy tiêu chuẩn để kế máy mới

Khảo sát u điểm của máy chuẩn và khắc phục các nhợc điểm của nó

Tìm những số liệu và kết cấu có thể dùng vào việc tính toán thiết kế máy mới, làm giảm bớt việt tính toán trong quá trình thiết kế

Với mục đích trên khi thiết kế máy khoan đứng ta dựa vào máy tiêu chuẩn 2A135

II.Tính năng kỹ thuật của máy khoan đứng tiêu chuẩn 2A135

1 Phân tích đặc điểm của máy.

- Máy khoan thuộc nhóm thứ 2 trong bảng phân loại máy cắt kimloại Nguyên lý hoạt động đợc mô tả qua sơ đồ cấu trúc Chuyển

động chính là chuyển động quay tròn của trục chính mang dao.Khâu đầu của xích là động cơ điện khâu cuối cùng là trục chính mang dao

Phương trỡnh xớch động cú dạng:

= [vũng/ phỳt]

Chuyển động chạy dao là chuyển động tịnh tiến dọc trục của nừng trục cựng trục chớnh mang dao khõu đầu là trục chớnh khõu cuối là cặp bỏnh răng thanh răng cú thanh răng được chế tạo liền khối với nừng trục chớnh Phương trỡnh xớch động cú dạng:

S= 1 vũng m z [vũng/ phỳt]

- Cấu tạo gồm 6 bộ phận chớnh: 1 bệ mỏy được đặt trờn múng mỏy trục chớnh 4 thẳng đứng , hộp tốc độ 6, hộp chạy dao 5 Khi khoan cú thể cho chạy dao tự động hay bằng tay

Chi tiết gia công được gá trên đồ gá trên bàn máy 3 Bàn máy

và cụm trục chính có thể chuyển động thẳng đứng theo dẫn hướng trên thân máy 2

2 Thông số kĩ thuật của máy

- Đường kính khoan lỗ đặc lớn nhất trên thép C45 là :

- Công suất của động cơ : N= 3.5 KW

3 Các xích truyền động trong máy

a Xích truyền động chính: Là chuyển động quay tròn của trục V mang dao bắt nguồn từ động cơ có công suất N= 3,5KW tốc độ quay là

1440 [vg/ph] truyền qua cặp truyền đai 140-178 tới trục I của hộp tốc độ Chuyển động từ trục I được chuyền đến trục II thông qua 1 trong 3 cặp bánh răng 27-55, 34- 48, 21-61 Chuyển động từ trục II được chuyền đến trục III thông qua cặp ăn khớp 34-48 Chuyển động từ trục III đến trục IV thông qua các bánh răng ăn khớp là 17-68, 65-34, 35-50 Từ đó chuyển động được truyền đến trục chính

V bằng mối ghép then hoa

Phương trình xích động:

b Xích chạy dao: Là chuyển động tịnh tiến của trục chính dọc theo đường tâm của nó Khâu đầu là trục V khâu cuối là là cặp bánh răng thanh răng Chuyển động được truyền từ trục V tới trục VI thông qua các cặp bánh răng 27- 50, 27-50 chuyển đông được truyền từ trục VI tới trục VII qua các cặp bánh răng 21-60 25-56, 30-51 và từ trục VII tới trục VIII là các bánh răng 21 -60 , 35 – 46, 51- 30, 60-21

từ trục VIII sang trục IX nhờ ly hợp an toàn M1 và qua ly hợp M2

qua cặp trục vít bánh vít 1-47 tới trục X, chuyển quay tròn của bánh răng 14 làm nõng trục chuyển động tịnh tiến theo đường tâm của nó Phương trình xích động

Sơ đồ động của máy khoan 2A135

PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC

CHO MÁY MỚI

I THIẾT KẾ HỘP TỐC ĐỘ

Các số liệu ban đầu :

- Khoảng cách từ tâm trục chính đến mặt trước của thân máy L=200mm

- Khoảng cách lớn nhất từ mặt đầu trục chính tới mặt bàn máy H=700mm

- Số cấp tốc độ của trục chính Z=9

- Tốc độ quay của trục chính nmin=50 vg/ph

- Công bội của chuỗi số vòng qua của trục chính =1,41

- Số cấp tốc độ chạy dao Zs=12

- Công bội của chuỗi lượng chạy dao =1,26

- Lỗ côn trục chính số 3

1 Các yêu cầu kĩ thuật khi thiết kế hộp tốc độ

Phạm vi diều chỉnh tốc độ cắt R tính theo công thức sau :

Độ bền độ cứng và độ bền và bền mòn phải nằm trong phạm vi cho phép đểhộp tốc độ làm việc chính xác và thời gian phục vụ là cao nhất.

c. Về sử dụng máy điều khiển hộp tốc độ phải đơn giản an toàn ,thuận

tiện quan hệ giữa các cặp bánh răng di trượt giữa 2 trục lân cận phải thỏa mãn cặp bánh răng thứ nhất ra khớp hoàn toàn thì cặp bánh răng thứ 2 mới vào khớp vị trí của các bánh răng sau khi dịch chỉnh phải ổn định tận dụng mọi điều kiện để hộp tốc độ làm việc với hiệu suất là cao nhất không nhỏ hỏn 80- 90% muốn vậy phải nâng cao chất lương của các chi tiết bên trong hộp tốc độ ,làm ngắn xích chuyển động đến mức thấp nhất hộp tốc độ phải làm việc ít ồn bố chí hợp lí dễ quan xát, thay thế và sửa chữa, dễ dàng

Ta có sơ đồ lưới kết cấu và sơ đồ động có dạng

Sơ đồ lưới kết cấu

n n n n n n n n

n 1 2 3 4 5 6

8 9

7

n 0

- Ta phân tích công thức không gian :Z= 9= 3(I)

(1) 1(3) ×3(II)

(3)

Lưới kết cấu và đồ thị vòng quay như sau:

Lưới kết cấu:

Đồ thị số vòng quay:

Sơ đồ động của phương án này là:

Như vậy phương án không gian này có lợi hơn làm giảm chiều cao của máy hiệu xuất truyền động giảm nhưng o đáng kể vậy ta chọn phương án này làm phưng án

để thiết kế

Z =9= 3I

(1) 1II (3) X3III

1 1

1 1

g f Z

E chu

.

) (

1

1 1 min min



108 7

27 17

 chọn Emin =1Tổng số răng trong nhóm truyền là:

28

27

108 7

Z

80 28 108 '

Z

72 36 108 '

17

4

4 4

g f

48 7

20 12

48 5

4 ' 4

Thực tế sau này khi thiết kế để đảm bảo tránh chạm trục và sự chuyển động

tự do của các cặp bánh răng di trượt ta phải lấy Z4 = 80, Z4’ = 112

1

2 988 , 1 41

1 4

BCNN K= 60

42 , 1 60

85 60

1

) 4 1 (

17 minchu    

E

Chọn = 2

Tổng số răng trong nhóm truyền này là:

Chuỗi số vòng quay của hộp tốc độ là :

) / ( 50

min

) / ( 71 5

, 70 41 , 1 50

, 99 41 , 1 68

, 140 41

, 1 50

, 197 41

, 1 50

, 278 41

, 1 50

, 392 41

, 1 50

, 553 41

, 1 50

, 781 41

, 1 50

1

2 Thiết kế động học cho hộp chạy dao

- Lưới kết cấu của hộp chạy dao:

n n n n n n n n

n 1 2 3 4 5 6 8 9

n n n n n n n n

n 1 2 3 4 5 6

8 9

Tính số răng cho các cặp truyền tư trục V- VI

3 Thiết kế động học cho bộ truyền trục vít bánh vít

Chọn tỷ số truyền u theo máy tham khảo 2A 135

Với thông số bộ truyền như sau :

Chon bộ truyền bánh răng thanh răng theo máy tham khảo với mô đun và số răng như sau

m = 3,5 ; z = 14

xác định tỷ số truyền cố định của xích chạy dao theo phương trình xích động

Vậy ta chọn số răng cho cặp bánh răng ăn khớp cố định là :

Xác định chuỗi lượng chạy dao theo phương trình xích động :

=

Tương tự như vậy dựa vào xích động học ta tính được các lượng chạy dao còn lại

PHẦN III TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC

1 Xác định công suất của động cơ

Theo bài rat a có công suất cắt tối đa Công suất của động cơ được xác định theo công thức sau

là hiệu suất của bộ truyền ta chọn trên cơ sở tạo mọi điều kiện để máy làm việcđạt được hiệu suất( 80 – 90 %)

Chọn d1= 112mm là bánh đai chủ động Chọn d2=175 mm là bánh đai bị động

2 xác định xích động học tính toán + số vòng quay tính toán

+công suất trên mỗi trục tính theo công thức +mô men xoắn trên mỗi trục xác định theo công thức

+đường kính sơ bộ của trục xác định theo công thức sau

Ta lần lượt đi tính các giá trị đó và điền vao bảng tra sau

đi tính cho cặp này +mô đun được tính theo sức bền tiếp xúc

Chọn mô men tiếp xúc m =3mm

Z là số răng bánh nhỏ

n là số vòng quay nhỏ nhát của bánh này

i là tỷ số truyền giảm tốc i=

bánh răng đặt giữa các ổ trục cúng vững lấy

Chọn vật liệu bánh răng là thép 40 XH tôi cải thiện mặt ngoài

Theo tài liệu dẫn động cơ khí bảng 6-1 và 6-2 trang 90

N là công suất của br

+kiểm nghiêm bên cho răng theo sức bền tiếp xúc

KF𝞪= 1 hệ số phân bố 0 tải

kF𝞫=1,02 hệ số phân bố 0 đều chiều rộng vành răng khi uốn

kFv=1,04 hệ kể đến tải trọng động trong vùng ăn khớp

Ys=0,98 độ nhậy ứng xuất tập trung

KxF=1 ảnh hưởng kích thước bánh răng

KFc=0,8 ảnh hưởng việc đặt tải trọng

KHL=1 ảnh hưởng của thời gian làm việc và chế độ tải trọng

SF=1,75 hệ số an toàn khi uốn

Vậy