Lời nói đầu Trong giai đoạn hiện nay, khi mà đất nước đang tiến hành công cuộc hiện đại hoá các ngành công nghiệp, đặc biệt là đối với ngành công nghiệp chế tạo máy, thì máy công cụ đóng một vai trò, vị trí đặc biệt quan trọng để sản xuất ra các chi tiết để tạo nên các máy khác phục vụ trực tiếp cho các ngành công nghiệp khác. Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật hiện đại trên thế giới đã cho ra đời nhiều loại máy công cụ hện đại, ứng dụng thành tựu của công nghệ thông tin tạo nên những máy tự động linh hoạt, những máy chuyên dùng thì máy công cụ vẫn chiếm một phần lớn đáng kể trong ngành công nghiệp chế tạo, đặc biệt là đối với các nước đang phát triển như nước ta thì việc sử dụng các máy công cụ kết hợp với các đồ gá chuyên dùng vẫn đang được sử dụng rộng rải và phổ biến có hiệu quả. Chính vì vậy mà việc thiết kế các máy công cụ đối với sinh viên không những nhằm giúp cho sinh viên tìm hiểu và nắm vững được đặc điểm , tính năng của máy và hệ thống hoá các kiến thức tổng hợp đã được học mà còn góp phần đáng kể vào công cuộc công nghiệp hoá các ngành công nghiệp của đất nước. Đồ án môn học máy công cụ là nội dung không thể thiếu trong nội dung đào tạo đối với sinh viên ngành chế tạo máy nhằm thực hiện tốt được các yêu cầu và nhiệm vụ nêu trên.
Với nhiệm vụ được giao là nghiên cứu thiết kế lại máy tiện với các thông số cụ thể dưới sự hướng dẫn trực tiếp của thầy cùng với sự tìm hiểu và tổng hợp các kiến thức đã được học em đã hoàn thành nhiệm vụ của mình đúng yêu cầu và thời hạn. Tuy nhiên, do kiến thức còn hạn chế nên em không tránh khỏi sai sót.Em rất mong tiếp tục được sự chỉ bảo, góp ý của thầy. Em xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC PHẦN A: PHÂN TÍCH MÁY CHUẨN. Bảng thông số kĩ thuật máy cùng cỡ.
Phân tích động học. Đồ thị vòng quay.8 PHẦN B: THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC TOÀN MÁY. Thiết kế hộp tốc độ:. Chọn phương án không gian (PAKG).
Phương án thứ tự. Lưới kết cấu và đồ thị vòng quay:. Thiết kế hộp xe dao. 49 PHẦN C: TÍNH TOÁN SỨC BỀN VÀ KẾT CẤU MÁY.
Chọn chế độ tải, xác định công suất để chọn động cơ cho máy thiết kế:. Chọn chế độ tải:. Xác định công suất để chọn động cơ:. Lập bảng tính sơ bộ:.
Tính công suất truyền dẫn của các trục:. Tính số vòng quay nhỏ nhất của các trục:. Tính số vòng quay lớn nhất của các trục:. Tốc độ tính toán các trục:.
Mômen xoắn trên các trục:. Tính đường kính sơ bộ của các trục:. Tính toán thiết kế bộ truyền bánh răng trục vào hộp tốc độ. Chọn vật liệu:.
Xác định ứng suất cho phép:. Sơ bộ chọn hệ số tải trọng K. Chọn hệ số chiều rộng bánh răng. Tính khoảng cách trục.
Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng. Kiểm nghiệm sức bền bánh răng khi chịu quá tải đột ngột:. Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền. Tính lực tác dụng.63 PHẦN D: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN HỘP TỐC ĐỘ.
Chọn hệ thống điều khiển. Chức năng và yêu cầu của hệ thống điều khiển Hộp tốc độ. Chọn hệ thống điều khiển. Tính toán thiết kế hệ thống điều khiển cơ khí ( bằng tay ).
Cơ cấu trung gian. Cơ cấu điều khiển. Cơ cấu chấp hành.69 TÀI LIỆU THAM KHẢO.70 PHẦN A: PHÂN TÍCH MÁY CHUẨN I. Bảng thông số kĩ thuật máy cùng cỡ Trên cơ sở máy cùng cỡ, tra sổ tay công nghệ chế tạo máy 3, ta lập bảng thông số kỹ thuật và chọn máy chuẩn.( Tài liệu tham khảo [1] trang 17 [Bảng 9-4]) Các thông số T6M16 1A616 Đơn vị -Đường kính lớn nhất của chi tiết gia công được 320 320 mm trên máy -Khoảng cách 2 đầu tâm 710 710 mm -Đường kính lớn nhât của 175 180 mm chi tiết trên bàn dao -Chiều dài lớn nhất tiện 700 700 vg/phút được -Số cấp độ trục chính 12 21 mooc -Phạm vi tốc độ trục chính 22.4-1000 9-1800 mm -Độ côn trục chính N05 N05 mooc -Đường kính lỗ trục chính 30 35 mm -Số dao lắp được trên giải 4 4 giao -Kích thước dao (rộng x 20 x 20 20 x 25 mm cao) -Khoảng cách từ mặt tựa 20 20 mm của dao tới tâm máy -Khoảng cách lớn nhất 185 185 mm của máy tới mép dài dao -Dịch chuyển lớn nhất: +Dọc 750 670 mm +Ngang 190 195 mm -Góc quay của bàn dao ± 45 ± 45 Độ trên -Dịch chuyển lớn nhất của 105 120 mm bàn dao trên -Phạm vi bước tiến 0,06-3,34 +Dọc 0,065-0,91 mm/vg 0,041- +Ngang 0,027-0,52 2,47 -Phạm vi bước ren cắt được: 0,5-9 mm 0,5-24 + Hệ mét 38-2 Số vòng ren 56-1 + Hệ Anh 0,5-9 Theo mô 0,25-22 + Hệ mô đun đun -Độ côn nòng ụ động N04 N04 mooc -Dịch chuyển dọc lớn nhất 100 120 mm của nòng ụ động -Đường kính tốc kẹp 220 220 mm -Đường kính định tâm 250 250 mm của mâm cặp -Đường kính của phôi lắp 15-75 15-75 mm trên luynet động -Đường kính của phôi lắp 15-75 15-75 mm trên luynet cố định -Công suất động cơ của 4,5 4 kw truyền động chính -Khối lượng máy 1440 1500 kg -Kích thước phủ bì của máy: 2255 2135 + Dài mm 852 1225 + Rộng 1152 1220 + Cao Do yêu cầu của đề bài nên ta chọn máy T6M16 làm máy chuẩn II.
Phân tích động học 1.1 Sơ đồ động máy chuẩn Máy T6M16 có hộp tốc độ và hộp trục chính rời nhau như vậy việc chế tạo đơn giản, truyền động êm, trục chính ít rung động. Vì thế gia công đạt độ chính xác cao. Đồ thị vòng quay Máy T6M16 có trị số giới hạn tốc độ quay của trục chính 22,4 ÷ 1000 [V/p] nmin =22,4 [v/p], nmax =1000 [v/p] nmax 1000 Phạm vi điều khiển tốc độ: Rn= = = 44,6 nmin 22,4 Kết cấu hộp tốc độ: số cấp tốc độ: z= 12 Công bội : Ta có : Rn= Z−1 suy ra = √ R n = 11√ 44 ,6 =1,412 Z−1 Theo tiêu chuẩn chọn = 1,41. Các dãy số vòng quay trục chính: [vg/ph] 22,4; 31,5; 45; 63; 90; 125; 180; 250; 355; 500; 710; 1000 ĐTVQ máy T6M16 -Ta có : Hộp tốc độ có các nhóm truyền : + Nhóm 1: Từ trục I sang trục II: 25 1 i0 = = 0,694 = 1.06 36 φ Tia i0 lệch sang trái 1 khoảng là: 1.06logφ + Nhóm 2: từ trục II sang trục III: 28 1 i1 = = 0,35 = 3.05 80 φ Tia i1 lệch sang trái 1 khoảng là: 3,05logφ 45 1 i2 = = 0,714 = 0.98 63 φ Tia i2 lệch sang trái 1 khoảng là: 0,98logφ 36 1 i3 = = 0,5 = 2.02 72 φ Tia i3 lệch sang trái 1 khoảng là: 2,02logφ + Nhóm 3: Từ trục III sang trục IV: 56 1 i4 = = 1,4 = - 0.98 40 φ Tia i4 lệch sang phải 1 khoảng là: 0,98log φ 32 1 i5 = = 0,5 = 2.02 64 φ Tia i5 lệch sang trái 1 khoảng là: 2,02logφ + Nhóm 4: Từ trục IV sang trục V 1 ia = 1 = φ0 + Nhóm gián tiếp: 27 1 Từ trục V sang trục VI: i6 a = 75 = 0,36 = φ 2.97 Tia i6a lệch sang trái 1 khoảng là: 2,97logφ 27 1 Từ trục VI sang trục VII: i6 b = 75 = 0,36 = φ 2.97 Tia i6b lệch sang trái 1 khoảng là: 2.97log φ + Nhóm trực tiếp: từ trục V sang trục VII: 27 1 i7 = =1 = 0 27 φ Tia i7 thẳng đứng Hình 1.2 Đồ thị vòng quay Nhận xét đồ thị vòng quay Dựa vào sơ đồ động của máy ta thấy đường truyền động từ động cơ đến trục chính phải qua hộp, đó là: hộp tốc độ (HTĐ) và hộp trục chính (HTC).
Hai hộp này nối với nhau bằng bộ truyền đai. Từ trục cuối của đai đến thẳng trục chính sẽ chạy với tốc độ cao. Từ trục cuối của đai qua trục trung gian VI nên sẽ chạy với tốc độ thấp hơn. Máy tiện T6M16 có hộp tốc độ với số cấp tốc độ z=12 , có hộp tốc độ (HTĐ) và hộp trục chính (HTC).
Hai hộp này nối với nhau bằng bộ truyền đai để giảm chấn động và giảm rung cho trục chính. Do đó phương án không gian biến hình lần thứ nhất với công thức kết cấu: Zo = 1.(1+1x1) Các nhóm truyền động có đặc tính xi = 0 là đai truyền Vì hộp tốc độ máy T6M16 có hệ số cấp vận tốc φ=1,41 , nên phạm vi điều chỉnh tỷ số truyền trong nhóm truyền động cuối cùng : i7 Ri= = φ6 =1,416=8 i6 Trong trường hợp này, cả hai tỷ số truyền : imax =i7 , imin =i6 đều có giá trị 1 giới hạn , tức là i7 = 2 và i6 =. Để giới hạn kích thước chi tiết máy , ta lấy 4 i7 = 1 , đồng thời để đảm bảo phạm vi điều chỉnh số vòng quay yêu cầu , 1 cần phải có i6 =. Để đưa trị số này vào phạm vi cho phép , ta dùng thêm 8 1 trục trung gian để tách i6 thành 2 tỷ số truyền : i6 = i6a.
Do đó, phương án bố trí không gian biến hình lần thứ hai được thể hiện như sau : Z= 3x2x1x(1+1x1) Có 2 đường truyền của xích tốc độ: + Trực tiếp: Động cơ (I) - (II) - (III) - (IV) - (V) - (VII) (trục chính), tạo nên 6 cấp tốc độ cao. + Gián tiếp: Động cơ (I) - (II) - (III) - (IV) - (V) - (VI) - (VII) (trục chính), tạo nên 6 cấp tốc độ thấp. Đường truyền của hộp chạy dao: Từ trục chính -> cơ cấu đảo chiều ->cơ cấu bánh răng thay thế -> cơ cấu bánh răng di trướt -> cơ cấu Mean -> cơ cấu chạy dao. Từ đồ thị vòng quay ta có LKC: Phương án thứ tự (PATT) PATT: 1 x 3 x 2 x 1 x (1 + 1 x 1) (I) (II) (III) (0) (1) (3) (0) (0) (0) (0) Lưới kết cấu Hình 1.3 Lưới kết cấu đường gián tiếp Hình 1.4 Lưới kết cấu đường trực tiếp Hình 1- 3 Lưới kết cấu Mỗi một đường nằm ngang biểu diễn một trục của hệ thống truyền động dẫn, các điểm trên đường nằm ngang biểu diễn tại trị số cụ thể cấp vòng quay trên trục đó.
- Tia thẳng đứng biểu diễn i=1 (đồng tốc). - Tia nghiêng trái biểu diễn i<1 (giảm tốc). - Tia nghiêng phải biểu diễn i>1 (tăng tốc). Qua đồ thị vòng quay thấy đa số các tia nghiêng phải, tức tăng tốc.
