Đồ án máy công cụ Tính toán thiết kế máy phay vạn năng LờI nói đầu Mét 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 nước 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 như 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 được. Với những kiến thức đã được trang bị, sự hướng dẫn nhiệt tình của các thầy giáo cũng như sự cố gắng cuả bản thân. Đến nay nhiệm vụ đồ án máy công cụ được 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 được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong bộ môn. 1 Đồ án máy công cụ Tính toán thiết kế máy phay vạn năng Chương I :Tính toán thiết kế động học hộp tốc độ Số liệu ban đầu: Z=18, n min =31 vg/ph, n max =1510 vg/ph. 1.1.Tính thông số thứ tư và chuối số vòng quay lí thuyết: Ta có: n 1 =n min n 2 = n 1 .ϕ n 3 = n 2 .ϕ =n 1 .ϕ 2 n 4 = n 3 .ϕ = n 2 .ϕ 2 =n 1 .ϕ 3 . . . n max = n 18 = n 17 .ϕ = … =n 1 .ϕ 17 Từ đó: 2856,1 31 1510 118 1 min max === − − z n n ϕ Theo tiêu chuẩn ta có ϕ = 1,26 Chuỗi số vòng quay lý thuyết: n 1 = n min = 31v/ph n 2 =n 1 .ϕ = 31.1,26= 39.06 n 3 = n 2 .ϕ = n 1 .ϕ 2 = 31.1,26 2 = 49,22 n 4 = n 3 .ϕ = …= n 1 .ϕ 3 = 31.1,26 3 = 62,01 n 5 = n 4 .ϕ = …= n 1 .ϕ 4 = 31.1,26 4 = 78,13 n 6 = n 5 .ϕ = …= n 1 .ϕ 5 = 31.1,26 5 = 98,44 n 7 = n 6 .ϕ = …= n 1 .ϕ 6 = 31.1,26 6 = 124,04 n 8 = n 7 .ϕ = …= n 1 .ϕ 7 = 31.1,26 7 = 158,29 n 9 = n 8 .ϕ =…= n 1 .ϕ 8 = 31.1,26 8 = 196,93 n 10 = n 9 .ϕ =…= n 1 .ϕ 9 = 31.1,26 9 = 248,13 n 11 = n 10 .ϕ =…= n 1 .ϕ 10 = 31.1,26 10 = 312,65 2 Đồ án máy công cụ Tính toán thiết kế máy phay vạn năng n 12 = n 11 .ϕ =…= n 1 .ϕ 11 = 31.1,26 11 = 393,94 n 13 = n 12 .ϕ =…= n 1 .ϕ 12 = 31.1,26 12 = 496,37 n 14 = n 13 .ϕ =…= n 1 .ϕ 13 = 31.1,26 13 = 625,43 n 15 = n 14 .ϕ =…= n 1 .ϕ 14 = 31.1,26 14 = 788,04 n 16 = n 15 .ϕ =…= n 1 .ϕ 15 = 31.1,26 15 = 992,93 n 17 = n 16 .ϕ =…= n 1 .ϕ 16 = 31.1,26 16 = 1251,09 n 18 = n 17 .ϕ =…= n 1 .ϕ 17 = 31.1,26 17 = 1576,38 Sai số giới hạn cho phép : ∆n=±10(ϕ -1)= ±10(1,26-1)=±2,6% 1.2. Phương án không gian, lập bảng so sánh phương án KG a. Phương án không gian: Z= 18 =18*1 =9*2 =6*3 (1) =3*3*2 *Số nhóm truyền tối thiểu: Chọn động cơ: N=7 kw ; n đc = 1440(vg/ph). Ta có: 667,231 1440 lg6,1lg6,1 4 1 min min = ==⇒= n n x n n dc dc x Chọn x=3 Kết luận : Qua tính toán ta thấy số nhóm truyền tối thiểu là x=3 nên trong hệ (1) phương án nào có số nhóm truyền nhỏ hơn 3 thì loại, cuối cùng còn phương án Z=18=3*3*2 *Lập bảng chọn phương án tối ưu: 3 Đồ án máy công cụ Tính toán thiết kế máy phay vạn năng PAKG 3*3*2 3*2*3 2*3*3 YTSS Tổng số bánh răng 16 16 16 Tổng trục 4 4 4 Chiều dài trục 17b+16f 17b+16f 17b+16f Số bánh răng chịu M x 2 3 3 Cơ cấu đặc biệt 0 0 0 Từ bảng so sánh ta thấy PAKG tối ưu là phương án: Z=18=3*3*2. 1.3. Chọn PATT, lập bảng kết cấu nhóm, vẽ lưới kết cấu. * Số phương án thứ tự : k!=3!=1.2.3=6 (PA). * Lập bảng kết cấu nhóm và chọn phương án tối ưu: Theo điều kiện ϕ xmax ≤ 8 thì thoả mãn, do đó qua bảng kết cấu chỉ còn lại 2 phương án là : Nhóm 1: 3 * 3 * 2 Nhóm 3: 3 * 3 * 2 I II III II I III 3[1] 3[3] 2[9] 3[3] 3[1] 2[3] Việc chọn PATT hợp lí nhất thông qua việc vẽ lưới kết cấu của hai nhóm trên. *Nhóm 1: PAKG 3 * 3 * 2 PATT I II III 3[1] 3[3] 2[9] 4 TT6PAKG *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  *  * PATTI - II - IIII - III - IIII - I - IIIII - III - IIII - I - IIIII - II - I[x][] [] [9][] [6] [][] [] [9][] [6] [][6] [] [][6] [] []Líi kÕt cÊ[x max ]99ϕ xmax ,6 9 =",6  =6,6 9 =",6  =",6  =6,6  =6KÕt lË%§¹tLo¹i§¹t Lo¹iLo¹iLo¹i   6 6      9     9   6 6  6 6    6 6    Đồ án máy công cụ Tính toán thiết kế máy phay vạn năng *Nhóm 2: PAKG 3 * 3 * 2 PATT II I III [3] [2] [9] Nhận xét: Qua 2 lưới kết cấu đã vẽ, PATT1 có lưới kết cấu hình dẻ quạt, các tia xiên từ từ, tốc độ biến thiên không đột ngột, do đó truyền êm ⇒ Là phương án tốt nhất. Kết luận: Chọn phương án : PAKG 3 * 3 * 2 PATT I II III 3[1] 3[3] 2[9] 1.4 Vẽ đồ thị vòng quay và chọn tỉ số truyền các nhóm . - Chọn động cơ: N=7 kw ; n đc = 1440(g/ph).v - Xác định n 0 : n 0min = max max i n = 3 2 1510 =188,75 (v/ph) 5 Đồ án máy công cụ Tính toán thiết kế máy phay vạn năng n 0max = min min i n = ( ) 3 4/1 31 =1984 (v/ph) Chọn n 0 =n 17 =788(v/ph). - Đồ thị vòng quay : 1.5 Tính số răng của các bánh răng theo từng nhóm truyền a. nhóm 1: 25 18 7 26,1 11 11 1 1 44 1 =+⇒==== gf g f i ϕ 3 2 1 26,1 11 22 2 2 33 2 =+⇒==== gf g f i ϕ 75 46 29 26,1 11 33 3 3 22 3 =+⇒==== gf g f i ϕ Bội sè chung nhỏ nhất là K=75 Với Z min =17, tính E minc tại tia có tỉ số truyền i 1 : 21 17 75.7 25.17 . ).( 1 11min min == + = Kf gfZ E c <1 Suy ra E minc =1. 6 Đồ án máy công cụ Tính toán thiết kế máy phay vạn năng Tổng số răng: ∑ Z =E.K=1.75=75. Z 1 = ∑ + Z gf f . 11 1 = 25 7 .75 =21 54 21 1 =⇒ i Z ’ 1 = ∑ + Z gf g . 11 1 = 25 18 .75=54 Z 2 = ∑ + Z gf f . 22 2 = 3 1 .75=25 50 25 2 =⇒ i Z ’ 2 = ∑ + Z gf g . 22 2 = 3 2 .75=50 Z 3 = ∑ + Z gf f . 33 3 = 75 29 .75=29 46 29 3 =⇒ i Z ’ 3 = ∑ + Z gf g . 33 3 = 75 46 .75=46 b. Nhóm 2: 81 58 23 26,1 11 44 4 1 44 4 =+⇒==== gf g f i ϕ 81 45 36 26,1 11 55 5 5 5 =+⇒==== gf g f i ϕ 81 31 50 26,1 66 6 6 22 6 =+⇒==== gf g f i ϕ Bội sè chung nhỏ nhất là K=81 Với Z min =17, tính E minc tại tia có tỉ số truyền i 4 : 23 17 81.23 81.17 . ).( 4 44min min == + = Kf gfZ E c <1 Suy ra E minc =1. 7 Đồ án máy công cụ Tính toán thiết kế máy phay vạn năng Tổng số răng: ∑ Z =E.K=1.81=81. Z 4 = ∑ + Z gf f . 44 4 = 81 23 .81 =23 58 23 4 =⇒ i Z ’ 4 = ∑ + Z gf g . 44 4 = 81 58 .81=58 Z 5 = ∑ + Z gf f . 55 5 = 81 36 .81=36 45 36 5 =⇒ i Z ’ 5 = ∑ + Z gf g . 44 4 = 81 45 .81=45 Z 6 = ∑ + Z gf f . 66 6 = 81 50 .81=50 31 50 6 =⇒ i Z ’ 6 = ∑ + Z gf g . 66 6 = 81 31 .81=31 c. Nhóm 3: 5 4 1 26,1 11 7 7 7 66 7 =+⇒==== gf g f i ϕ 3 1 2 26,1 88 8 8 33 8 =+⇒==== gf g f i ϕ Bội sè chung nhỏ nhất là K=15 Với Z min =17, tính E minc tại tia có tỉ số truyền i 7 : 667,5` 3 17 15.1 5.17 . ).( 7 77min min === + = Kf gfZ E c Suy ra E minc =6. Tổng số răng: ∑ Z =E.K=6.15=90 Z 7 = ∑ + Z gf f . 77 7 = 5 1 .90=18 8 Đồ án máy công cụ Tính toán thiết kế máy phay vạn năng 72 18 7 =⇒ i Z ’ 7 = ∑ + Z gf g . 77 7 = 5 4 .90=72 Z 8 = ∑ + Z gf f . 88 8 = 3 2 .90=60 30 60 8 =⇒ i Z ’ 8 = ∑ + Z gf g . 88 8 = 3 1 .90=30 1.6 Tính sai số vòng quay,vẽ đồ thị sai số vòng quay. * Tính sai số vòng quay: Tính chính xác i 0 : 56 31 1440 788 0 == i n Phương trình xích N=n c/xác n tt ∆n% n 1 n đc .i 0. i 1. i 4. i 7 31 30,73 -0,87 n 2 n đc .i 0. i 2. i 4. i 7 39,06 39,51 1,15 n 3 n đc .i 0. i 3. i 4. i 7 49.21 49,82 1,24 n 4 n đc .i 0. i 1. i 5. i 7 62,01 62 - 0,02 n 5 n đc .i 0. i 2. i 5. i 7 77,05 78,13 3,45 n 6 n đc .i 0. i 3. i 5. i 7 98,44 100,50 2,09 n 7 n đc .i 0. i 1. i 6. i 7 124,04 125 0,77 n 8 n đc .i 0. i 2. i 6. i 7 156,29 160,71 2,83 9 I N=7 kw %=0 vg/ph  V II 6  9  III IV 0 6  6  "  60 "  S¬ ®å ®é%g hép tèc ®é 0 7 Đồ án máy công cụ Tính toán thiết kế máy phay vạn năng n 9 n đc .i 0. i 3. i 6. i 7 196,93 202,63 2,89 n 10 n đc .i 0. i 1. i 4. i 8 248,13 245,86 - 0,91 n 11 n đc .i 0. i 2. i 4. i 8 312,65 316,11 1,12 n 12 n đc .i 0. i 3. i 4. i 8 393,94 398,57 1,17 n 13 n đc .i 0. i 1. i 5. i 8 493,94 496 0,53 n 14 n đc .i 0. i 2. i 5. i 8 625,94 637,71 1,88 n 15 n đc .i 0. i 3. i 5. i 8 788,04 804,07 2,03 n 16 n đc .i 0. i 1. i 6. i 8 992,93 1000 0,71 n 17 n đc .i 0. i 2. i 6. i 8 1251,09 1258,09 2,77 n 18 n đc .i 0. i 3. i 6. I 8 1576,38 1621,12 2,84 * Đồ thị sai số vòng quay. 1.7 Sơ đồ động hộp tốc độ. 10 ," ,77 0,7 ,0 ,"" 0, , ,7 -0,9 ,"9 ," 0,77 ,09 -0,0 , , , -0,"7 -. - -0. 0 0.  .  .  .  [...]...Đồ án máy công cụ 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 chính xác , tin cậy cao của hệ thống điều khiển 11 Đồ án máy công cụ Tính toán thiết kế máy phay vạn năng Do đó ta chọn kiểu điêù khiển tay... toàn máy Chương 3 : Tính toán sức bền và động lực học 25 Đồ án máy công cụ Tính toán thiết kế máy phay vạn năng 3.1 Tính công suất động cơ: 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 trước khi đưa vào sản xuất Trong phần này quy định chế độ làm việc giới hạn của máy làm cơ sở tính toán. .. nhóm 2 Kết luận: Chọn phương án : PAKG 3*3 *2 17 Đồ án máy công cụ Tính toán thiết kế máy phay vạn năng PATT II I III 3[1] 3[3] 2[9] * Đồ thị lưới kết cấu phản hồi 2.4 Đồ thị vòng quay - Chọn động cơ : N=7 kw nđc=1440 vg/ph - Chọn n0 : n0min= nmax 199.34 = =9.08 (v/ph) 3 imax 2 8 3 n0max= 3.92 nmin = =490(v/ph) 3 imin (1 / 5) 3 Chọn n0=350(v/ph) 18 Đồ án máy công cụ Tính toán thiết kế máy phay vạn năng. .. Đồ án máy công cụ Tính toán thiết kế máy phay vạn năng Đồ án máy công cụ Tính toán thiết kế máy phay vạn năng 2.5 Xác địng số răng của các nhóm truyền Ta có : i0 = 350 26 24 = * 1440 44 64 a nhóm 1: 1 1 1 f = = = 1 ⇒ f 1 + g1 = 3 3 3 2 g1 ϕ 1,26 1 1 1 f i2 = 0 = = = 2 ⇒ f2 + g2 = 2 0 1 g2 ϕ 1,26 2 f i3 = ϕ 3 = 1.26 3 = = 3 ⇒ f 3 + g 3 = 3 1 g3 i1 = Bội sè chung nhỏ nhất là K=3.2=6 Với Zmin=17, tính. .. Chương 2: Tính toán thiết kế động học hộp chạy dao Số liệu : Z=18; ϕ = 1.26 Sdọc max = 1200 mm/ph Sngang = Sdọc = Sđứng Snhanh = 2300v/ph 13 Đồ án máy công cụ Tính toán thiết kế máy phay vạn năng 2.1 Tính thông số thứ tư và chuỗi số vòng quay lí thuyết Để tính được chuỗi số vòng quay của hộp chạy dao thì ta phải tính được số vòng quay lớn nhất và nhỏ nhất của đầu ra của hộp chạy dao Dựa vào máy chuẩn... 70,15 ntính (vòng/phút) 1440 850,91 319,09 222,12 112,28 25,81 18,68 111,44 111,44 N (kW) 1,7 1,63 1,57 1,51 1,45 1,39 1,32 1,27 1,22 3.3 Tính toán sức bền chi tiết máy: 3.3.1 Tính ly hợp ma sát: 30 Mx (Nmm) 8574 13914 35695 48688 92493 385658 461329 511357 531317,3 d (mm) 13,8 16,2 22,4 24,6 30 49,7 54 55 45,8 d (chọn) 17 20 25 25 30 50 55 55 50 Đồ án máy công cụ Tính toán thiết kế máy phay vạn năng. .. suất động cơ hộp tốc độ: Tính cho trường hợp phay nghịch vì ở trường hợp này lực cắt lớn hơn so với trường hợp phay thuận S 102 1 * Chế độ cắt thử mạnh: S Z = N Z = 45.8 = 0,283(mm ph) 1 1 * Chế độ cắt nhanh S 710 2 : S Z = N Z = 792.8 = 0,11(mm ph) 2 2 K  t  Ta có lực cắt tính theo xông thức: P0 = C.B.Z.S   do đó: D t Z 26 Đồ án máy công cụ Tính toán thiết kế máy phay vạn năng * Chế độ cắt mạnh:... đó qua bảng kết cấu chỉ còn lại 2 phương án là : Nhóm 1: 3 * 3 * 2 I Nhóm 3: 3 * 3 * 2 II III II 3[1] 3[3] 2[9] I III 3[3] 3[1] 2[3] Việc chọn PATT hợp lí nhất thông qua việc vẽ lưới kết cấu của hai nhóm trên *Nhóm 1: PAKG 3 * 3 * 2 16 Đồ án máy công cụ Tính toán thiết kế máy phay vạn năng PATT I II III 3[1] 3[3] 2[9] *Nhóm 2: PAKG 3 * 3 * 2 PATT II I [3] [2] III [9] Nhận xét: Qua 2 lưới kết cấu đã... tối thiểu: Chọn động cơ: N=1.7 kw ; nđc= 1440(vg/ph) Đối với hộp chạy dao ta có: 1 1 S 1 1440 ≤ iÝ ≤ 2.8 ⇒ x = min ⇒ x = lg = 2.56 5 n dc lg 5 23.5 5 15 Chọn x=3 Đồ án máy công cụ Tính toán thiết kế máy phay vạn năng Kết luận : Qua tính toán ta thấy số nhóm truyền tối thiểu là x=3 nên trong hệ (2) phương án nào có số nhóm truyền nhỏ hơn 3 thì loại, cuối cùng còn phương án Z=18=3*3*2 *Lập bảng chọn phương... 1,069(kW ) 4 612.120.10 η s g 612.10 4.0,15.9,81 Qua 2 chế độ cắt thử mạnh và cắt thử ly hợp an toàn ta chọn công suất động cơ hộp chạy dao là Ns = 1,7 kW n-1440 v/ph 28 Đồ án máy công cụ Tính toán thiết kế máy phay vạn năng 3.2 .Tính toán công suất vòng quay, mômen xoắn và xác định sơ bộ đường kính các trục: 3.2.1 Công suất của các trục: Công suất của động cơ hộp tốc độ: N = Nđc = 7 kW n1 = 1440 v/f Chọn . môn. 1 Đồ án máy công cụ Tính toán thiết kế máy phay vạn năng Chương I :Tính toán thiết kế động học hộp tốc độ Số liệu ban đầu: Z=18, n min =31 vg/ph, n max =1510 vg/ph. 1.1 .Tính thông số thứ. 56.2 5.23 1440 lg. 5lg 1 5 1 8.2 5 1 min ==⇒=⇒≤≤ x n S i dc x Ý Chọn x=3 15 Đồ án máy công cụ Tính toán thiết kế máy phay vạn năng Kết luận : Qua tính toán ta thấy số nhóm truyền tối thiểu là x=3 nên trong hệ (2). độ. 10 ," ,77 0,7 ,0 ,"" 0, , ,7 -0,9 ,"9 ," 0,77 ,09 -0,0 , , , -0,"7 -. - -0. 0 0.  .  .  .  Đồ án máy công cụ 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