Đồ án Máy công cụ máy tiện ren vít vạn năng

ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ Máy tiện ren vít vạn năng 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 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 naynhiệm 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 tiện ren vít vạn năng "có thể nhiều hạn chế. Rất mong được sự chỉ bảo của các thầy giáo và cộng sự. Phần tính toán thiết kế máy mới gồm các nội dung sau: Chương I : Nghiên cứu máy tương tự -chọn máy chuẩn Chương II :Thiết kế máy mới Chương III : Tính toán sức bền chi tiết máy Chương IV :Thiết kế hệ thống điều khiển THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY CÔNG CỤ CHƯƠNG 1 : NGHIÊN CỨU MÁY ĐÃ CÓ . 1.1Tính năng kỹ thuật của máy cùng cỡ. Tính Năng Kỹ thuật. P82 P81 P79 P83 Công suất động cơ(kw) 7/1,7 4,5/1,7 2,8 10/2,8 Phạm vi điều chỉnh tốc độ nmin- nmax v/ph 30¸1500 65¸1800 110¸1230 30¸1500 Số cấp tốc độ zn 18 16 8 18 Phạm vi đIều chỉnh lượng chạy dao smin –smax mm/ph 23,5¸1180 35¸980 25¸2850 23,5¸1180 Số lượng chạy dao zs 18 16 8 18 Với số liệu máy ta cần thiết kế mới là: Công suất động cơ N=7KW Phạm vi điều chỉnh tốc độ :30¸1500 Số cấp tốc độ Zn=18 Phạm vi điều chỉnh lượng chạy dao: 25¸2500 Số lượng chạy dao:Zs=18 động cơ chạy dao:1,7KW ta thấy rằng số liệu của máy cần thiết kế mới gần giống với tính năng kỹ thuật của máy P82(6H82) do đó ta lấy máy 6H82 làm máy chuẩn. 1.2 phân tích phương án máy tham khảo (6H82) 1.2.1Các xích truyền động trong sơ đồ dộng của máy a)chuyển động chính : nMT.. ntrục chính trục chính có 18 tốc độ khác nhau từ (30¸1500)v/ph. b) Chuyển động chạy dao gồm có chạy dao dọc ,chạy dao ngang và chạy dao đứng . xích chạy dao dọc . nMT2tP nMT2. tP xích chạy dao ngang nMT2tP nMT2. tP xích chạy dao đứng. nMT2tP nMT2. tP trong đó khi gạt M1 sang trái ta có đường truyền chạy chậm(cơ cấu phản hồi ) khi gạt M1 sang phải ta có đường truyền chạy dao trung bình(đường truyền trực tiếp ) đóng ly hợp M2 sang trái ,truyền tới bánh răng , tới các trục vít me dọc ,ngang đứng thực hiện chạy dao Sd , Sng , Sđ. chuyển động chạy dao nhanh. Xích nối từ động cơ chạy dao (không đi qua hộp chạy dao )đi tắt từ động cơ NMT2. đóng ly hợp M2 sang phải ,truyền tới bánh răng , tới các vít me dọc ,ngang ,đứng. 1.2.2 phương án không gian ,phương án thứ tự của hộp tốc độ. phương án không gian Z=3.3.2=18 1.2.3 Đồ thị vòng quay của hộp tốc độ. ta có n0=nđc.i0=1440.=693,33 để dễ vẽ ta lấy n0=n15=750v/ph với nhóm 1: i1=16/39=1,26x1 Þ x1=-4 i2=22/33=1,26x2 Þ x2=-3 i3=19/36=1,26x3 Þ x3=-2 nhóm 2 i4=18/42=1,26x4 Þ x4=-4 i5 =28/37=1,26x5 Þ x5=-1 i6=39/26=1,26x6 Þ x6=2 nhóm 3 i7=82/38=1,26x7 Þ x7=3 i8=19/71=1,26x8 Þ x8=-6 từ đó ta vẽ được đồ thị vòng quay của hộp 1.2.4 nhận xét: Từ đồ thị vòng quay ta có nhận xét Với phương án này thì lượng mở ,tỉ số truyền của các nhóm thay đổi từ từ đều đặn tức là có dạng rẻ quạt do đó làm cho kích thước của hộp nhỏ gọn ,bố trí các cơ cấu truyền động trong hộp chặt chẽ nhất 1.2.5 phương án không gian, phương án thứ tự của hộp chạy dao phương án không gian: Z=3.3.2=18 Phương án thứ tự Do có cơ cấu phản hồi nên có biến hình dẫn đến phương án thứ tự của hộp chạy dao thay đổivới Z=3.3.2 được tách làm 2 Do dùng cơ cấu phản hồi nên ta chọn phương án này 1.2.6 Đồ thị vòng quay của hộp chạy dao . với đường chạy dao thấp và trung bình. N0 = nđc . i1.i2 = 1440.= 250,26.. .. Nhóm 1: i1=18/36=1/2=jx1 Þ x1-3 i2= 36/18=2/1=jx2 Þ x23 i3=27/27=1=jx3 Þ x3=0 Nhóm 2: i4=18/40=1/2,2=jx4 Þ x4-3 i5=21/37=0,568=jx5 Þ x5-2 i6=24/30=0,8=jx6 Þ x6-1 Cặp bánh răng phản hồi: i7=13/45=0,28=jx7 Þ x7-6 Với đường chạy dao nhanh. N0=nđc.i1= 1446.=850.909.. .. ta có đồ thị vòng quay. 1.2.7 Nhận xét: Từ đồ thị vòng quay ta thấy người ta không dùng phương án hình rẽ quạt vì trong hộp chạy dao thường người ta dùng một loại modun nên việc giảm thấp số vòng quay trung gian không làm tăng kích thước bộ truyền nên việc dùng phương án thay đổi thứ tự này hoặc khác không ảnh hưởng nhiều đến kích thước của hộp. Phương án chọn cuối cùng của máy là: 3[3]x3[1]x2[6] THIẾT KẾ MÁY MỚI 1 TÍNH NĂNG CỦA MÁY 1.1 Hộp tốc độ : Z=18 j=1,26 nmin=30v/ph 1.2 Hộp chạy dao Z=18 j=1,26 Sdọc=(4/3)Sngang =2 Sdung=25 mm/ph Snhanh=2500 2 THẾT KẾ HỘP TỐC ĐỘ 2.1 Tra số vòng quay tiêu chuẩn 30-37,5- 47,5 – 60 – 75 – 95 – 118 – 132 – 150 – 190 – 235 – 360 – 375 – 475 – 750 – 950 – 1180 – 1500 BẢNG 2 PA KHÔNG GIAN HỘP TỐC ĐỘ 3 x 3 x 2 3 x 2 x 3 2 x 3 x 3 tsbr 2(3+3+2) 2(3+3+2) 2(3+3+2) Chiều dài 19b+18f 19b+18f 19b+18f Ta thấy phương án không gian bố trí như phuơng án 1 là thích hợp nhất vì :theo phương án này thì kích thước trục sẽ nhỏ nhất Do đó ta chọn phương án 1 làm phương án cơ sở 2.2 Phương án thứ tự hộp vẽ lưới lết cấu của hộp giảm tốc : vẽ lưới kết cấu của 2 phương án : *Nhận xét : Từ luới kết cấu ta thấy - Với phương án [1] [3] [9] thì lưới kết cấu có hình rẻ quạt lượng mở không lớn lắm - Còn phương án [6] [2] [1] không có hình rẻ quạt lượng mở lươí kết câu rất dốc Từ đó ta thấy phương án không gian [1] [3] [9] là hợp lý nhất 2.3 Đồ thị vòng quay của hộp tốc độ - Chọn số vòng quay của động cơ là 1450 v/ph ta có nmin =ndc.u0.u1u4u7 30 =1450 u0.u1u4u7 chọn u7= j-6 u4=j-4 chọn n0=n14=600 u0= Ta có đồ thị vòng quay 30 37,5 47,5 60 75 95118 150 190 235 300 375 475 600 750 950 1180 1500 2.4 Tính sô răng * Nhóm 1 : i1=1/j3 =1/2 f1+ g1=1 + 2 = 3 i1=1/j2=8/13 f2+ g2=8 + 13 = 21 = 3. 7 i1=1/j1=4/5 f3+ g3=4 + 5 = 9 K1= 9.7 = 63 E1= 17.3/ 1.63 <1 chọn E1 = 1 Z1=63.1 = 63 Z1 = 21 Z1’= 42 Z2 = 24 Z2’= 39 Z3 = 28 Z3’= 35 * Nhóm 2 : i4=1/j4=2/5 f4+ g4=2+ 5 = 7 i5=1/j1=4/5 f5+ g5=4+ 5 = 9 i6=j2=13/8 f6+ g6=13 + 8 = 21 =3.7 K2= 9.7 = 63 E2= 17.3/ 1.63 <1 chọn E1 = 1 Z2=63.1 = 63 Z4 = 18 Z4’= 45 Z5 = 28 Z5’= 35 Z6 = 39 Z6’= 24 Cặp bánh răng dùng chung là 24/39 * Nhóm 3 : i7=1/j6 =1/4 f7+ g7=1 + 4 =5 i8=j3=2/1 f8+ g8=1 + 2 = 21 = 3. K1= 5.3 = 15 E1= 17.5/ 1.15 =6,24 chọn E1 = 6 Z1=15.6 = 90 Z7 = 18 Z7’= 72 Z8 = 60 Z8’= 30 TT Phương trình nthực nlt D 1 1450 31/75 .21/42 . 18/45 18/72 30 30 0 2 1450 31/75 .24/39 . 18/45 18/72 36,68 37.5 -1,7 3 1450 31/75 .28/35 . 18/45 18/72 48 47,5 1,1 4 1450 31/75 .21/42 . 28/35 18/72 59,93 60 0 5 1450 31/75 .24/39 . 28/35 18/72 73,76 75 -1,7 6 1450 31/75 .28/35 . 28/35 18/72 95,89 95 1 7 1450 31/75 .21/42 . 39/24 18/72 121,74 118 3,2 8 1450 31/75 .24/39 . 39/24 18/72 149,83 140 0,1 9 1450 31/75 .28/35 . 39/24 18/72 194,74 190 2,5 10 1450 31/75 .21/42 . 18/45 60/30 239,73 235 2 11 1450 31/75 .24/39 . 18/45 60/30 295,06 300 -1,6 12 1450 31/75 .28/35 . 18/45 60/30 383,57 375 2,3 13 1450 31/75 .21/42 . 28/35 60/30 479,47 475 1 14 1450 31/75 .24/39 . 28/35 60/30 590 600 -1,7 15 1450 31/75 .28/35 . 28/35 60/30 767 750 2,3 16 1450 31/75 .21/42 . 39/24 60/30 973,92 950 2,5 17 1450 31/75 .24/39 . 39/24 60/30 1198,67 1180 1,5 18 1450 31/75 .28/35 . 39/24 60/30 1558,3 1500 4 Nhìn vào bảng ta thấy : sai số vòng quay là do sai số hệ thống gây ra do đó ta sửă sai số này bằng cách thay cặp bánh răn g 24/39 bằng cặp 25/38 và chấp dịch chỉnh bánh răng Sauk hi thay ta có dồ thị sai số như sau : 2.5 Thiết kế hộp chạy dao Z=18 j=1.26 Sdmin=4/3Sngmin=2Sdungmin=25 mm/ ph Snh=2500 mm/ph *Phân tích : - Hộp chạy dao phân theo cấp số nhân - Dùng hệ thống vít me đai ốc - Động cơ phụ có N=1,7 Kw , n=1450 - chọn td=6 mm do lượgn chạy dao ngang và dứng chênh nhau bằng một hệ số ta chọn tốc độ của các trục truyền xích chạy dao như nhau cho nên ta dùng bước vít me truyền đén các xích này khác nhau đúng bằng lượng chênh của các xích này: tng= td=.6=8 mm tdung=2 td=2.6=12 mm *Thiết kế hộp chạy dao theo lượng chạy dao dọc chuỗi vòng quay của hộp chay dao : 25- 31,5 – 39,69 – 50 – 63 – 79,4 – 100 – 126 - 158,8 - 200,1- 252 -317,7 – 400,3 – 504,4- 635,5 – 800,8 – 1009,9 – 1271,3 Tương ứng chuỗi số vòng quay của hộp chạy dao như sau 4,167- 5,25 …. - Số nhóm tỷ số truyền giống như hộp tốc độ số nhóm tỷ só truyền ít nhất là 3 nhóm - Từ đó ta có phuơng án không gian theo bảng sau: pa 3 3 2 2 3 3 3 2 3 Số bánh răng 16 16 16 Số trục 4 4 4 * chọn phương án thứ tự là 3 x 3 x 2 = 18 -Do trong hộp người ta thường dùng một loại mô đun cho nên chọn phương án thứ tự này hay phương án không gian kia hầu như không ảnh huởng đến kích thước hộp chạy dao Các phuơng án thứ tự : - [6] [2] [1] - [1] [3] [9] - [6] [1] [3] - [3] [1] [9] - Trong các phương án trên ta chọn phuơng án [3] [1] [9] từ đó ta có lưới kết cấu : * Đặc tính hộp chạy dao : - trục có vân tốc thấp - Dùng cơ cấu phản hồi - Số trục nhiều * Phân tích tương tự như hộp chạy dao ta có dồ thị vòng quay như sau : Tính số răng của các cặp bánh răng * Nhóm 1 : -i1=j3=2/1 có f1+ g1=2+1 = 3 - i2=j0= 1/1 f2+ g2=1+1 = 2 -i3=j-3=1/2 có f3+ g3=2+1 = 3 từ đó ta có k1=6 chọn E=12 1=6 x 12 =72 Z1=48 Z1’= 24 Z2=36 Z2’=36 Z3=24 Z3’=48 * Nhóm 2 : -i4=j-4 =2/5 có f4+ g4=2+5 = 7 - i5=j-3= 1/2 f5+ g5=1+2 = 3 -i6=j-2=8/13 có f6+ g6=8+13 = 21 - i7=j-5=1/3 có f7+ g7=1+3 = 4 từ đó ta có k1=21.4 = 84 chọn E=1 1=1x 84 =84 Z4=24 Z4’= 60 Z5=28 Z5’=56 Z6=32 Z6’=52 Z7=21 Z6’=63 (cặp bánh răng phản hồi) *các nhóm còn lại : Do tỷ số truyền bằng 1 nên ta chọn số răng hai bánh răng bằng nhau sao cho khi nắp giáp thì nó thoả mãn điều kiện náp giáp *Bảng tính sai số lượng chạy dao dọc tt xích truyền Stt Slt D S1 144012/41.16/40.24/48.24/60.21/63.24/60.6 26,65 25 6,6(1,5) S2 144012/41.16/40.24/48.28/56.21/63.24/60.6 33.31 31,5 5,7(0,7) S3 144012/41.16/40.24/48.32/52.21/63.24/60.6 40,6 39,69 2,3(=1,9) S4 144012/41.16/40.36/36.24/60.21/63.24/60.6 53,3 50 6,6 S5 144012/41.16/40.36/36.28/56.21/63.24/60.6 66,62 63 5,7 S6 144012/41.16/40.36/36.32/52.21/63.24/60.6 81,26 79,4 2.3 S7 144012/41.16/40.48/24.24/60.21/63.24/60.6 106.6 100 6.6 S8 144012/41.16/40.48/24.28/56.21/63.24/60.6 133,24 126 5.7 S9 144012/41.16/40.48/24.32/52.21/63.24/60.6 162,4 158,8 2.3 S10 144012/41.16/40.24/48.24/60.6 202,03 200,1 1 S11 144012/41.16/40.24/48.28/56.6 252,9 252 1,2 S12 144012/41.16/40.24/48.32/52.6 311,2 317,7 -2 S13 144012/41.16/40.36/36.24/60.6 404,6 400,3 1 S14 144012/41.16/40.36/36.28/56.6 505,8 504,4 0,3 S15 144012/41.16/40.36/36.32/52.6 622,5 635,5 -2 S16 144012/41.16/40.48/24.24/60.6 809,2 800,8 1,1 S17 144012/41.16/40.48/24.28/56.6 1011,5 1009,9 0,2 S18 144012/41.16/40.48/24.32/52.6 1245 1271,3 -2 Nhìn vào đồ thị ta thấy sai số lượng chạy dao là do sai số hệ thống gây ra nên ta sửa sai số bằng cách thay cặp bánh răng 21/63 bằng cặp bánh răng 20/63 và chấp nhận dịch chỉnh Từ đó ta có đồ thị sai số như sau: PHẦN 2 THIẾT KẾ ĐỘNG LỰC HỌC MÁY 2.1 TÍNH CÔNG SUẤT a chọn chếa độ cắt thử mạnh ta có các thông số sau : D = 90 mm Z= 8 n=47,5 v/ph v=13,5 m/ph s=118 mm/ph B=100 mm t=12 mm do đó P0=cZ .B.SZy(t/D)k tra bảng ta có : C=682 SZ=S/nZ=118/47,5.8=0,41 P0=cZ .B.SZy(t/D)k=682.8.100 (0,31)0,72(12/90)0,86=41505 N PZ=0,5 P0= 20703 N Nc===4,67 Kw Ndc= Nc/h = 4,67/0,85=5,45chon Ndc=7 KW b Tính công suất chạy dao và lực cắt : Chọn chế độ phay là phay nghịch nên ta có các giá trị lực cắt như sau Ps=(0,8-0,9)P0 = (0,8-0,9) 41505= 33300 N Pn=0,2 P0 = 0,2.41505 = 8031 N Px= 0,3 P0 tg = 0,3.41505 tg450= 12455 N c)Tính lực chạy bàn dao Q = k Px + f’(Pz + G + Ps) K = 1,1 f = 0,15 Chọn G= 300 KG Q =1,1 . 12455 + 0,15(41505 +3000 + 33300) = 25371 N d) Tính công suất động cơ phụ cho cơ cấu chạy dao Nph=0,15 .Ndc=0,15 .7 = 1,05 Theo lực cắt ta co công suất chạy dao là : Nph=Q. Vs/(612.104.0,2.9,81) =25371.13,5/(612.104.0,2.9,81) = 0,25 KW Do đó ta chọn công suất động cơ phụ là Nph=1,7 Kw e) Tính tốc độ tính toán các trục nt=nmin Bảng sơ đồ tính hộp chạy dao tt N nmin-nmax ntinh T(Nmm2) I 1,649 421,46 421,46 39,29.103 II 1,584 168,59 168,59 89,73.103 III 1,506 84,29 - 337,17 251 170,6.103 IV 1,417 4,167212,08 11,128 404,7.103 V 1,334 4,167212,08 11.128 380.103 VI 1,268 4,167212,08 11,128 362.103 VII 1,206 4,167212,08 11,128 344.103 VIII 1,146 4,167212,08 11,128 327.103 IX 1,146 4,167212,08 11,128 327.103 X 1,146 4,167212,08 11,128 327.103 2.2 TÝnh 1 cÆp b¸nh r¨ng - TÝnh theo bÒn tiÕp xóc mtx>= 100/Zmin . Trong đó cấc thông số như sau Zmin=24 U =60/24 =2,5 (chọn cặp bánh răng thứ 2 trong nhóm truyền thư nhất ) j0=1 hệ số kể đến độ cứng vững của bánh răng ăn khớp K=Kđ.KN.Ktt=1,23.2.1=4.46 Kđ.=1,23 hệ số tải trọng động Ktt=2 Kn =1 Hệ số tải trọng chu kỳ N=Nđc.hbr=1,7.0,973.0.992 = 1,34 Kw n=nt=11,28 v/ph [stx]=250.HRB = 250.300 = 75000 (N/cm2) Vậy ta có mtx=100/24 .= 0,32cm Chọn m = 3 mm theo tiêu chuẩn Thông số bộ truyền : A = 0,5 .3.(24+60) = 126 mm dW1=3.24 = 72 mm dW1=3.60 = 180 mm * Kiểm tra răng về độ bền uốn : sF1=2.T1KfYFYe.Yb/(bw.dw1.m) T1=9.55.106N/n = 0,12.106 Yb=1 Ye=0,548 Hệ số trùng khớp YF=3,75 Hệ số biên dạng răng Tra bảng 6.18 HD Đ CK Kf=KFbKFbKFV= 1,767 Hệ số tai trọng tính về uốn bw=0,3 . 252 = 75,6chọn bw= 40 dW1=3.24 = 144 mm sF1=2.T1KfYFYe.Yb/(bw.dw1.m) =2. 0,12.106.1.1,767.0,548.3,75/40.72.3=106,7 <[sU] =309 Do đo bộ truyền đủ bền uốn b)- Kiểm tra điều kiện uốn sF=1,4.T2.YF.kF/(b2.d2.mn) mn=mcosgm=12,5 môdun pháp tuyến kF=kH=1,205 d2=mZ2=3.42=125 mm Zv=Z2/cos3g=43 ÞYF=1,52 theo bảng 7.8 TẬP 1 HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ Þ1,4.1,2.106.1,52.1,205/(264,6.6,25.85,05)=22<[sF]=148MPaÞ Bộ truyền đủ bền uốn 2.3 Tính trục trung gian (tính trục 2 ) 2.3.1 số liệu cho N=1,584 KW n=nt=11,128 T=89,73 103 Nmm Các cặp bánh răng ăn khớp là : 16/40 và 24/48 Sơ đồ ăn khớp : 2.3.2 chọn vật liệu và tính đường kính sơ bộ trục : Yêu cầu trục phải đảm bảo cúng vững đủ bền , chịu uốn , chịu xoắn Chọn vật liệu trục là CT45 Ta có c= 12,1 Đường kính sơ bộ của trục là -dsb1= Þdsb=20 mm Tính khoảng cách giữa các giữa các điểm đặt lực Chiều dài trục là : L=8b+9f Theo tính bánh răng trên ta có m = 3 nên chọn chiều rộng bánh răng là b = 40 mm Khe hở bánh răng chọn f = 10 Þ L=8.40+9.10=410 Từ đó ta tính được khoảng cách các điểm đặt lực ta có sơ đồ phân tích lực như sau: Tính các lực tác dụng lên trục : Ft1=2T1/dw1=2.89,73.103/3.48=1495 N Ft2=2T1/dw1=2.89,73.103/6.24=2990 N Fr1=Ft1tgatw=747,5tg200=544 N Fr2=Ft2tgatw=2990tg200=1088 N Do các cặp bánh răng không nằm trên một mặt phẳng nên ta phân tích các lực của cặp bánh răgn thư nhất ra làm các lựcdọc trục như sau: F’t1=Ft1cosa +Fr1sina = 747,5cos300 + 274sin300 = 1567 N F’r1=Ft1sina +Fr1cosa = 747sin300 + 274coss300 = - 276N Từ đó ta có sơ đồ dặt lực như sau : Tính lực tác dụng lên ổ: Từ đó ta có biều đồ mô ment như sau : Tính mô men tươgn đương tại các đoạn trục : Mtđ2===46,5.103 Nmm Mtđ3==60,05.103 Nmm Tính chính sác đườgn kính các đoạn trục : -di= với [s]=67 tra trong bảng 10.5 d2=22 mm d3=26 mm Từ đó ta chọn kích thước các đoạn trục như sau: d0=d1=20 mm d2=24 mm d3=26 mm Kiểm tra bền trục tại tiết diện nguy hiểm nhất :Đó là tiết diện 3 a) Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi Sj=Ssj.Stj.>[s] Trong công thức trên ta có Ssj.Stj là hệ số an toàn xét riêng đến ứng suất pháp và ứng suất tiếp Ssj= Stj= Theo trên ta có trục làm từ thép 45 cho nên ta có sb=850 MPa Þs-1=0,436sb=0,436.850=370 t-1=0,58s-1=0,58.370=215 Do trục quay tròn nên ta có : smj=0 saj=smaj=Mj/Wj tmj=taj=Tj/W0j Hệ số ảnh hưởng ứng suất trung bình :ys,yt tra bảng 10.7 ta được ys=0,1 yt=0,05 Hệ số tập trung ứng suất và hệ số tăng bền Kx,ky(đối với trục trên ta chọn phương pháp gia công tiện ) nên ta có : kx=1,1 Theo bảmg 10.9 ta có : ky0=ky1=ky2=1,3-1,5 Ky3=1,5 Kiểm tra tại tiết diện 0 và 1 nắp với ổ lăn -ksd3=(ks/es+kx-1)ky -ktd0=(kt/et+kx-1)ky tra bảng 10.11 ta được : ks/es=3,365; kt/et=2,425 -ksd3=(3,365+1,1-1)1,4=4,851 -ktd3=(2,425+1,1-1)1,4=3.535 sa0=M0/W0=93.103/(3,14.243/32)=20; sm1=0 tm0=ta0=T0/W00=89,73.103/(3,14.243/16)=9,8 Do đó ta có : Ss0=370/(4,851.20)=3,8 St0=215/(3,535.9,8+0.05.9,8)=6,3 ÞS0=Ss0.St0/=2,98>[S]=1,5-2 tại tiết diện3đủ bền mỏi b) Kiểm tra trục về bền tĩnh : stđ=<[s] s=Mmax/(0,1d3)=121000/0,1.263=25,93 MPa t=Tmax/0,2d3=89,73.103/0,2.263=9,6 MPa stđ===30,8<[s]=67 MPa theo trên ta có [s]=67 MPs do vậy trục đủ bền tĩnh c) Kiểm tra then: Vật liệu thép 45 Kichs thước như sau:b.h.l = 16 x10 x 50 then nắp khớp nối trục t1=6 t2=4,3 Điều kiện bền dập và bền cắt : sd=2T/[dlt(h-t1)]=2.89,73.103/[28.32(16-6)]=32,7 tc=2T/[dltb]=12,8 Tính [sd] và [tc] Theo bảng 9.5 ta có [sd]=100 MPa [tc] =60- 90MPa Do đó then đủ bền 2.4 Tính ly hợp ma sát Tính kết cấu ly hợp ma sát đĩa tại trục V: Số liệu cho trước NV=1.334Kw;nmax=212,08v/ph; MxII=327.10 3 Nmm.Kích thước trục then hoa D6*28*34. Tính đường kính làm việc của đĩa ma sát Đường kính trung bình:Dtb=(D1+D2)/2=(2,5..4)d chọn dV=30mm →Dtb=(75..120)mm.Lấy Dtb=90mm Đường kính ngoài của đĩa trong D=1,25Dtb=112mm Đường kính trong của đĩa ngoài Dtb=0,75Dtb=68mm chọn vật liệu ,áp suất cho phép và hệ số ma sát Vật liệu làm đĩa ma sát là thép tôi có bôi trơn theo bảng 13-2 ta có f=0,06; [p]=0,6N/mm2 tính vận tốc trung bình Vtb=π Dtb.nmax/60000=π 90.212,08./60000=1m/s tính số bề mặt ma sát Z>=2kMx/πfD2tb[p].b. Trong đó :k là hệ số tải trọng k=1,25 B:là chiều rộng hình vành khăn của bề mặt ma sát b=(D1-D2)/2=(112-68)/2=22 → Z>=2.1,25.327.10 3 / π 0,6.902 .22.0,06= 6 chọn Z=14 số đĩa ngoài Zn=Z/2=7;Số đĩa trong Z1=Zn+1=8 Tính lực ép cần thiết Q=π(D22-D12)[p]/4=π(1122-682).0,6/4=3730 (N) Kiểm nghiệm độ bền chi tiết trong hệ thống Trong toàn bộ các chi tiết thì chốt trụ là nguy hiểm nhất do phải chịu lực lớn ,chịu lực khuếch đại đòn và chịu ứng suất phức tạp uốn tại giữa chốt và cắt ở mặt cắt có trụcII Tính lực tác dụng lên chốt : 3Q-2p=0→p=3Q/2=3.3730/2=5595 ( N) -Kiểm tra độ bền uốn : Từ kết cấu ta xác định được chiều dài cho chốt Mu=5p/2=13988(Nmm) бu=Mu/0,1.d3chốt<=[ бu] với dchốt=10mm Chọn vật liệu làm chốt bằng thép 40XH ta có [бu]=250N/mm2 Vậy бu=13988/0,1.103=139,88(N/mm) <=[ бu]=250N/mm2 l Chốt có đủ độ bền uốn -Kiểm tra độ bền cắt Phản lực trên mỗi mặt cắt là p/2 τc=2p/πd2<=[ τc] Với [τc]=80N/mm2 τc=2.5595/π102=35,6(N/mm2)< [τc =80N/mm2 CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN VÀ CHỌN KẾT CẤU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 4.1 Chọn kiểu và kết cấu tay gạt điều khiển Ta chọn loại vòng gạt 4.2 Lập bảng tính vị trí bánh răng tương ứng với tay gạt ta có: Số lượng tốc độ z = 18 Phương án không gian 3´3´2 Phương án thay đổi thứ tự I-II-III Sơ đồ động: LƯỚI KẾT CẤU Trên trục 1 có khối bánh răng 3 bậc A có 3 vị trí ăn khớp Trên trục 3 có khối bánh răng 3 bậc B có 3 vị trí ăn khớp Trên trục 3 có càng gạt C dùng để đóng mở ly hợp M1 có hai vị trí ăn khớp Viết lại hệ phương trình n1 = nđc. i0 . i1 ( A : giữa ) . i4( B : giữa) . i 7 . i 8 ( C : trái ) n2 = nđc. i0 . i1 ( A : giữa) . i5( B : phải) . i 7 . i 8 ( C : trái ) n3 = nđc. i0 . i1 ( A : giữa) . i6( B : trái) . i 7 . i 8 ( C : trái ) n4 = nđc. i0 . i2 ( A : phải ) . i4( B : giữa) . i 7 . i 8 ( C : trái ) n5 = nđc. i0 . i2 ( A