MỤC LỤC

MỤC LỤC............................................................................................................ 1

LỜI NÓI ĐẦU...................................................................................................... 2

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU.. .........................................................................5

PHẦN 1: THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG NÂNG HẠ CÁNH CỬA........................... 7

CHƯƠNG 1 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA BỘ TRUYỀN...........7

1.1. Xác định bộ truyền ròng rọc........................................................................ 7

1.1.1. Sơ đồ truyền động: ...................................................................................7

1.1.2. Tính chọn cáp. .........................................................................................9

1.1.3. Tính chọn tang:....................................................................................... 9

1.2. Tính chọn động cơ dẫn động. ..................................................................11

1.2.1. Chọn kiểu kiểu loại động cơ:................................................................ 11

1.2.3. Chọn số vòng quay sơ bộ của động cơ:...............................................12

1.2.4. Chọn động cơ:..................................................................................... 13

1.2.5. Kiểm nghiệm động cơ:........................................................................ 13

1.3. Phân phối tỷ số truyền............................................................................14

1.4. Xác định thông số trên các trục..............................................................15

1.4.1. Tốc độ quay các trục...........................................................................15

1.4.2. Công suất danh nghĩa trên các trục....................................................15

1.4.3. Mô men xoắn trên các trục.................................................................15

1.5. Bảng số liệu tính toán............................................................................16

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI ..................................................17

2.1. Chọn loại đai ..........................................................................................17

2.2. Xác định các thông số của bộ truyền. ...................................................17

2.3. Xác định số đai ....................................................................................18

2.4. Xác định lực..........................................................................................19

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ........................ 20

3.1. Chọn vật liệu. .....................................................................................20

3.2. Xác định ứng suất cho phép...............................................................20

3.3. Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ.........................................................23

3.3.1. Xác định các thông số cơ bản của bộ truyền..................................23

3.3.2. Xác định các thông số ăn khớp......................................................23

3.3.3. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc............................................24

3.3.4. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn..................................................26

3.3.5. Kiểm nghiệm răng về quá tải.........................................................27

3.3.6. Bảng các thông số và kích thước của bộ truyền...........................28

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRỤC VÍT BÁNH VÍT.................30

4.1. Chọn vật liệu................................................................................... 30

4.2. Xác định ứng suất cho phép........................................................... 30

4.2.1. Ứng suất tiếp xúc cho phép......................................................... 31

4.2.2. Ứng suất uốn cho phép............................................................... 31

4.2.3. Ứng suất cho phép khi quá tải ....................................................31

4.3. Tính toán bộ truyền. ......................................................................32

4.3.1. Xác định khoảng cách trục.........................................................32

4.3.2. Mô đun........................................................................................32

4.3.3. Hệ số dịch chỉnh:........................................................................32

4.4. Kiểm nghiệm độ bền.....................................................................33

4.4.1. Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc....................................................33

4.4.2. Kiểm nghiệm về độ bền uốn.....................................................33

4.4.3. Kiểm nghiệm quá tải ................................................................34

4.5. Các thông số cơ bản của bộ truyền........................................... 34

4.6. Tính nhiệt truyền động trục vít ..................................................35

4.7. Kiểm tra điều kiện lắp ghép......................................................36

4.8. Kiểm tra sai số vận tốc.............................................................37

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRỤC................................. 38

5.1. Chọn vật liệu. ..........................................................................38

5.2. Tải trọng tác dụng lên trục.......................................................38

5.2.1. Lực tác dụng lên trục. ..........................................................39

5.2.2. Tính sơ bộ trục....................................................................39

5.2.3. Xác định khoảng cách giữa các gối và điểm đặt lực..........40

5.3. Tính thiết kế trục................................................................... 41

5.3.1. Tính trục 1........................................................................ 41

5.3.2. Tính trục 2. ......................................................................45

5.3.3. Tính trục 3........................................................................48

5.4. Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi .......................................51

5.4.1. Kiểm nghiệm cho trục 1................................................. 51

5.4.2. Kiểm nghiệm cho trục 2................................................ 53

5.4.3. Kiểm nghiệm cho trục 3. ..............................................54

5.5. Kiểm nghiệm độ bền tĩnh............................................... 55

5.5.1. Tính cho trục 1. ...........................................................56

5.5.2. Tính cho trục 2. ..........................................................56

5.5.3. Tính cho trục 3. .........................................................56

5.6. Kiểm nghiệm trục về độ cứng. .....................................56

5.6.1. Kiểm nghiệm trục về độ cứng uốn............................. 57

5.6.2. Kiểm nghiệm độ cứng xoắn........................................ 63

CHƯƠNG 6: TÍNH CHỌN KHỚP NỐI VÀ THEN................ 64

6.1. Tính chọn khớp nối .......................................................64

6.2. Tính chọn then...............................................................65

6.2.1. Trục 1........................................................................ 65

6.2.2. Trục 2....................................................................... 67

6.2.3. Trục 3. ......................................................................68

6.3. Kiểm nghiệm điều kiện liền trục cho bánh răng......... 68

CHƯƠNG 7: TÍNH CHỌN Ổ LĂN................................... 70

7.1. Tính chọn ổ lăn cho trục 1......................................... 70

7.1.1. Chọn loại ổ............................................. 70

7.1.2. Kiểm nghiệm ổ theo khả năng tải động......................... 70

7.1.3. Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh.................................... 72

7.2. Tính chọn ổ lăn cho trục 2. .............................................72

7.2.1.  Chọn loại ổ. .............................................73

7.2.2. Kiểm nghiệm ổ theo khả năng tải động....................................... 74

7.2.3. Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh. ................................75

7.3. Tính chọn ổ lăn cho trục 3............................... 75

7.3.1. Chọn loại ổ. ...............................76

7.3.2. Kiểm nghiệm ổ theo khả năng tải động. ...........................76

7.3.3. Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh. .........................77

PHẦN 2: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO HỘP GIẢM TỐC....................79

8.1. Phân tích chi tiết gia công........................83

8.1.1. Phân tích chức năng nhiệm vụ của chi tiết ...................83

8.1.2. Phân tích tính công nghệ của kết cấu chi tiết ......................83

8.2. Thiết kế sơ bộ phương án công nghệ........................ 84

8.2.1. Xác định dạng sản xuất ....................84

8.2.2. Chọn phương pháp chế tạo phôi.......................84

8.2.3. Thiết kế sơ bộ phương án công nghệ gia công cơ...................85

8.3. Xác định lượng dư gia công........................89

8.4. Chọn máy.........................98

8.5. Xác định chế độ cắt gia công thân hộp.....................103

8.5.1. Nguyên công 1: Tạo chuẩn tinh. ......................103

8.5.2. Nguyên công 2: ........................108

8.5.3. Nguyên công 3: Gia công lỗ. .....................112

8.5.5. Nguyên công 5: ........................114

8.5.4. Nguyên công 4: Khoan và tarô ren.........................117

8.5.4. Nguyên công 4: Phay mặt lắp nắp ổ trục vít .........................119

8.5.6. Nguyên công 6: Gia công lỗ trục bánh vít ............................120

8.5.7. Nguyên công 7: Khoan và tarô ren lỗ lắp nắp ổ trục bánh vít. .........................122

8.5.8. Nguyên công 8: Gia công lỗ lắp que thăm dầu. .......................124

8.5.9. Nguyên công 9: Gia công lỗ lắp bu lông nền và nút tháo dầu. .......................126

8.5.10. Nguyên công 10: Tạo chuẩn tinh gia công nắp............................ 128

8.5.11. Nguyên công 11: Phay mặt phẳng ghép nắp và thân. ........................130

8.5.12. Nguyên công 12: Gia công lỗ lắp nắp quan sát. .........................131

8.5.13. Nguyên công 13: Gia công lỗ lắp nắp và thân. .......................134

8.5.14. Nguyên công 14: Tổng kiểm tra. ............................135

8.5.15. Nguyên công 15: Hoàn thiện sản phẩm.. ........................136

8.6. Xác định thời gian nguyên công. ........................136

KẾT LUẬN……………..........…142

TÀI LIỆU THAM KHẢO.......143

LỜI NÓI ĐẦU

  Trong công cuộc công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước, ngành cơ khí  đóng vai trò then chốt. Sau bốn năm học với sự giảng dạy tận tình của các thày cô đến nay chúng em đã được trang bị những kiến thức cơ bản về chuyên ngành cơ khí.

  Kết thúc khoá học em nhận đề tài tốt nghiệp: “Thiết kế hệ dẫn động nâng hạ cánh cửa xưởng sơn phân đoạn, thiết kế quy trình công nghệ chế tạo hộp giảm tốc”.

   Nội dung của đồ án này gồm 2 phần chính:

Phần 1: Thiết kế hệ dẫn động nâng cánh cửa nhà xưởng nặng 30 tấn.

Phần 2: Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo hộp giảm tốc.

   Được sự giúp đỡ tận tình của thạc sỹ: …………. và sự nỗ lực của bản than đến nay đồ án tốt nghiệp của em đã hoàn thành, tuy nhiên do thời gian ngắn và hiểu biết còn nhiều hạn chế nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong được sự đóng góp ý kiến của các thày cô và các bạn để em ngày càng tiến bộ hơn.

   Em xin chân thành cảm ơn!

PHẦN 1. THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG NÂNG HẠ CÁNH CỬA

Cánh cửa xưởng sơn phân đoạn nghành đóng tàu được mở ra để đưa từng phân đoạn vào, mỗi phân đoạn nặng từ 30 ÷ 60 tấn sau đó cánh cửa được đóng lại hệ thống phun bi, cát chuyên dùng làm sạch bề mặt rồi chuyển sang phòng sơn và kết thúc ở phòng sấy.

Hệ thống nâng hạ cánh cửa đang làm việc theo tính toán trọng lượng 20 tấn, trọng lượng thiết kế 30 tấn

CHƯƠNG 1. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA BỘ TRUYỀN

1.1. Xác định bộ truyền ròng rọc

1.1.1. Sơ đồ truyền động

Khi bội suất nhỏ cơ cấu nhỏ gọn khả năng tải kém, khi bội suất tăng lên thì khả năng tải càng lớn, nhưng số puli (ròng rọc) tăng lên, cơ cấu càng phức tạp, cồng kềnh, tổn độ mòn của dây cũng tăng lên làm độ tin cậy của cơ cấu giảm xuống. Chọn h = 4 là hợp lý cơ cấu không cồng kềnh khả năng tải vừa phải độ tin cậy của cơ cấu cao đảm bảo khi nâng hạ cánh cửa.

1.1.3. Tính chọn tang

Tang được xác định với ba kích thước cơ bản là đường kính tang D, chiều dài tang L và chiều dày tang d. 

Đường kính tang D:

Công thức 3.18 [7].

 D » D₀ = (16 ¸ 30). d­_k = (6 ¸ 30). 15,5 = (248 ¸ 465)mm

Chọn đường kính tang: D = 250 mm.

Chiều dày tang: Chiều dài dây cáp quấn vào tang theo công thức 3.22 [7].

l_C = H_Max.a

Trong đó: H_Max = 15 mm.  - Chiều cao nâng cực đại.

                 a = 4 - Bội suất một nhóm palăng.

                 l_C = 15.4 = 60 (m)

Chiều cao nhỏ nhất: h_min ≥ 20. l₀ = 20. 387,5 = 7750 (mm).

Chọn: l₂ = d = 26 mm

Chọn chiều dài tang: L = 510 mm.

1.2. Tính chọn động cơ dẫn động

1.2.1. Chọn kiểu kiểu loại động cơ

Chọn động cơ ba pha không đồng bộ rô to lồng sóc (hay còn gọi là rô to ngắn mạch) làm động cơ điện dẫn động trong hệ thống vì loại động cơ này có nhiều ưu điểm: Kết cấu đơn giản, giá thành thấp, dễ bảo quản, làm việc tin cậy, có thể mắc trực tiếp vào lưới điện ba pha không cần biến đổi dòng điện.

1.2.2. Chọn công suất động cơ

Hiệu suất của bộ truyền:

h = h⁵₀.h_d.h_br.h_tv.h_t = (0,99)⁵.0,96.0,98.0,4.0,98 =0,35072.

Công suất tính toán trên trục công tác theo công thức 2.11 [1].

P_t = F.v/60.10³

Trong đó: F = 2.S_Max = 2.21695 = 43390 (N) - Lực kéo cáp.

                v = a.n = 4.2 = 8 (m/ph) - Vận tốc tang.

                 n = 2 (m/ph) - Vận tốc nâng.

                 a = 4 - Bội suất một nhóm palăng.

=> P_t = F.v/60.10³ = 43390.8/60.10³ = 5,785 (kW)

1.2.3. Chọn số vòng quay sơ bộ của động cơ

Số vòng quay cần thiết trên trục tang được xác định theo công thức 2.16 [1]: n_ct = 60.10³.v/p.D 

Số vòng quay sơ bộ xác định theo công thức 2.18 [1]: n_sb = u_t.n_ct

Trong đó: u_t - Tỷ số truyền của hệ thống.

Tra bảng 2.4 [1]:  u_t = u_Dai.u_{Banh rang}.u_{Truc vit} =(3¸5).(3¸5).(10¸40) = (90 ¸ 600)

=>  n_sb = (90 ¸ 600).10,18 = (916 ¸ 6100) (vòng/ph)

Chọn số vòng quay sơ bộ của động cơ:  n_sb = 1500 (Vòng/ph).

1.2.4. Chọn động cơ:

Với:   P_dc = 16,495 (kW); n_sb = 1500 (Vòng/ph)

1.2.5. Kiểm nghiệm động cơ

Kiểm nghiệm điều kiện mở máy cho động cơ:

Khi mở máy, động cơ cần sinh ra công suất đủ lớn để thắng sức ì của hệ thống. Kiểm tra điều kiện mở máy theo công thức:

P^dc_mm ≥ P^dc_bd

Trong đó:    P^dc_mm - Công suất mở máy của động cơ (kW).

                   P^dc_mm = P_dn.T_k/T_dn

Với:   P_dn = 18,5 kW; T_k/T_dn = 1,4

=>  P^dc_mm = 18,5.1,4 = 25,9 (kW)

1.4. Xác định thông số trên các trục

1.4.1. Tốc độ quay các trục

Tốc độ quay trục 1:

n₁ = n_dc/u_d = 1460/3 = 486,67 (Vòng/phút).

Tốc độ quay trục 2:

n₂ = n₁/u_br = 468,67/2,2177 = 213,73 (Vòng/phút)

Tốc độ quay trục 3:

n₃ = n₂/u_tv = 213,73/21 = 10,177 (Vòng/phút)

1.4.2. Công suất danh nghĩa trên các trục

Công suất danh nghĩa trên trục được tính theo công thức:

P_i = P_i-1. h_(i-1®i)

Công suất danh nghĩa trên trục 1:

P₁ = P_ct.h_d.h_o = 16,495.0,96.0,99 = 15,676 (kW)

Công suất danh nghĩa trên trục 2:

P₂ = P₁.h_br.h_o = 15,676.0,98.0,99 = 15,210 (kW)

Công suất danh nghĩa trên trục 3:

P₃ = P₂.h_tv.h_o³ = 15,210.0,4.0,99³ = 5,785 (kW)

1.4.3. Mô men xoắn trên các trục

Mô men xoắn trên các trục được tính theo công thức:

T_i = 9,55.10⁶.P_i/n_i

Mô men xoắn trên trục 1:

T₁ = 9,55.10⁶.15,676/486,67 = 307612 (Nmm)

Mô men xoắn trên trục 2:

T₂ = 9,55.10⁶.15,21/213,73 = 679621 (Nmm)

CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI

2.1. Chọn loại đai

Chọn đai có tiết diện hình thâng, mặt làm việc là hai mặt bên tiếp xúc với các rãnh hình thang tương ứng trên bánh đai, nhờ đó hệ số ma sát giữa đai và bánh đai hình thang lớn hơn so với đai dẹt nên khả năng kéo cũng lớn hơn đai dẹt. 

2.2. Xác định các thông số của bộ truyền

 Đường kính bánh đai nhỏ

Chọn đường kính bánh đai nhỏ:        d₁ = 180 (mm)

=> Đường kính bánh đai lớn:   d₂ = u_d.d₁ = 3.160 = 540 (mm)

Vận tốc đai:

v = p.d₁.n₁/60.10³ = p.180.1460/60.10³ = 13,73 (m/s)

Khoảng cách trục tra bảng 4.14 trong quyển tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí:

với: u_d = 3 Þ a/d₂ = 1 Þ a = d₂ = 540 (mm)

Trị số a tính được cần thoả mãn điều kiện theo công thức 4.14 [1]: 0,55.(d₁+d₂) + h £ a £ 2.(d₁ + d₂)

=> 0,55.(180 +540) + 10,5 = 406,5 < 540 < 2.(180 + 540) = 1440

Vậy trị số đã chọn thoả mãn yêu cầu. 

2.3. Xác định số đai

Số đai Z được tính theo công thức 4.16 [1].

 Z = P₁.K_d([P₀].C_a.C_l.C_u.C_z)

Trong đó:

P₁ = 16,495 (kW) - Công suất trên trục bánh đai chủ động.

[P₀] = 4,36 (kW) - Công suất cho phép - tra bảng 4.19[1] với: v = 13,76 (m/s).

K_d = 1,5 - Hệ số tải trọng động - tra bảng 4.7 [1].

C_a = 0,94 - Hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm - tra bảng 4.15 [1].

C_l = 1,02 - Hệ số kể đến ảnh hưởng của chiều dài đai - tra bảng 4.16 [1].

C_u = 1,14 - Hệ số kể đến ảnh hưởng của tỷ số truyền - tra bảng 4.17 [1].

C_z = 0,9 - Hệ số kể đến ảnh hưởng của sự phân bố không đều tải trọng cho các dây đai - tra bảng 4.18 [1].

Þ Z = 16,495.1,5/(4,36.0,94.1,02.1,14.0,9) = 5,76

Chọn số đai: Z = 6

2.4. Xác định lực

Lực căng trên một đai được xác định theo công thức 4.19 [1].

                   F₀ = 780.P₁.K_d/(v.C_a.Z) + F_v

Trong đó:  F_v = q_mv²

Với q_m = 0,178 tra bảng 4.22 [1].

=>  F_v = 0,178.13,73 = 337 (N)

 F₀ = 780.16,495.1,5/(13,73.0,94.6) + 337 = 585,68 (N)

CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ

3.1. Chọn vật liệu

Chọn vật liệu cho bánh răng nhỏ là thép 45 với chế độ nhiệt luyện là phương pháp tôi cải thiện.

Tra bảng 6.1 [1].

Độ cứng:               HB = 241 ¸ 285

Giới hạn bền:        s_b1 = 850 (Mpa)

Giới hạn chảy:      s_ch1 = 580 (Mpa)

Chọn vật liệu cho bánh răng lớn là thép 45 với chế độ nhiệt luyện là phươn

3.2. Xác định ứng suất cho phép

Tra bảng 6.2 [1] với thép 45 tôi cải thiện đạt độ cứng HB = 180 ¸ 350.

s⁰_Hlim = 2.HB + 70 - Ứng suất tiếp xúc cho phép.

S_H = 1,1 - Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc.

s⁰_Flim = 1,8.HB - Ứng suất uốn cho phép.

S_F = 1,75 - Hệ số an toàn khi tính về uốn.

Chọn độ cứng cho bánh răng nhỏ: HB₁ = 250

Chọn độ cứng cho bánh răng lớn: HB₂ = 240

Khi đó:  s⁰_H1lim = 2.HB₁ + 70 = 2. 250 + 70 = 570 (Mpa)

             s⁰_F1lim = 1,8.HB₁ = 1,8.250 = 450 (Mpa)

             s⁰_H2lim = 2.HB₂ + 70 = 2.240 + 70 = 550 (Mpa)

             s⁰_F2lim = 1,8.HB₂ = 1,8.240 = 432 (Mpa)

3.3. Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ

3.3.1. Xác định các thông số cơ bản của bộ truyền

Chọn theo tiêu chuẩn SEV229-75 quy định dãy a_w trang 99[1]. Chọn: a_w1 = 160 (mm).

3.3.2. Xác định các thông số ăn khớp

Mô đun được xác định theo công thức 6.17 [1].

           m = (0,01 ¸ 0,02).a_w =(0,01 ¸ 0,02).160 = (1,6 ¸ 3,2) mm

Chọn:  m = 2

Chiều rộng vành răng:   b_w = y_ba.a_w = 0,4.160 = 64 (mm)

Chọn:  b_w = 65 (mm)

Chọn sơ bộ góc nghiêng của răng: b = 15⁰ Þ cosb = cos15⁰ = 0,9659

Số răng bánh nhỏ xác định theo công thức 6.19 quyển tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí:

                   Z₁ = 2.a_w/[m(u + 1)] = 2.160/[2.(2,277 

3.3.4. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn

Để đảm bảo độ bền uốn cho răng, ứng suất uốn sinh ra tại chân răng không được vượt quá một giá trị cho phép theo công thức 6.43 và 6.44 [1].

s_F1 =2.T₁.K­_F.Y_e.Y_b.Y_F1/(b_w.d_w1.m) £ [s_F1]

s_F2 = s_F1.Y_F2/Y_F1 £ [s_F2]

3.3.6. Bảng các thông số và kích thước của bộ truyền

Theo các công thức trong bảng 6.11 [1].

Đường kính vòng chia:

d₁ = m.Z₁/cosb = 2.47/cos15,74⁰ = 97,662 (mm)

d₂ = m.Z₂/cosb = 2.107/cos15,74⁰ = 222,34 (mm)

Đường kính đỉnh răng:

d_a1 = d₁ + 2(1 + x₁ - Dy)m = 97,662 + 2.2 = 101,662 (mm)

d_a2 = d₂ + 2(1 + x₂ - Dy)m = 222,34 + 2.2 = 226,34 (mm)

Đường kính đáy răng:

d_f1 = d₁ - (2,5 - 2.x)m = 97,662 - 2,5.2 = 92,662 (mm)

d_f2 = d₂ - (2,5 - 2.x)m = 222,34 - 2,5.2 = 217,34 (mm)

Đường kính vòng lăn: d_w1 = 97,65 (mm)

                                     d_w2 = u.d_w1 = 2,277.97,65 = 222,35 (mm)

CHƯƠNG 4. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRỤC VÍT BÁNH VÍT

4.1. Chọn vật liệu

Vì trong bộ truyền trục vít xuất hiện vận tốc trượt lớn và điều kiện hình thành màng dầu bôi trơn ma sát ướt không được thuận lợi nên cần phối hợp vật kiệu trục vít và bánh vít sao cho cặp vật liệu này có hệ số ma sát thấp, bền mòn và giảm bớt nguy hiểm về dính. Mặt khác do tỉ số truyền lớn, tần số chịu tải của trục vít lớn hơn nhiều so với bánh vít, do đó vật liệu trục vít phải có cơ tính cao hơn so với vật liệu bánh vít. 

4.2. Xác định ứng suất cho phép

Phương pháp xác định ứng suất cho phép của bộ truyền trục vít cũng tương tự như với bộ truyền bánh răng, nhưng có sự khác biệt do vật liệu của bánh vít có cơ tính thấp hơn nhiều so với thép. Bánh vít dạng hỏng về dính là nguy hiểm hơn cả, do đó ứng suất tiếp xúc cho phép được xác định từ điều kiện chống dính, phụ thuộc vào trị số của vận tốc trượt mà không phụ thuộc vào số chu kỳ chịu tải, nói khác đi ứng suất tiếp xúc cho phép trong trường hợp này được xác định từ độ bền tĩnh chứ không phải từ độ bền mỏi. 

4.2.1. Ứng suất tiếp xúc cho phép

Theo bảng 7.1 [1], với bánh vít chế tạo từ БpA ЖH 10-4-4 đúc li tâm có: s_b = 600 (Mpa); s_ch = 200 (Mpa). Theo bảng 7.2 [1], với cặp vật liệu bánh vít БpA ЖH 10-4-4 và vật liệu trục vít thép tôi  Þ [s_H] = 256 (Mpa). 

4.2.3. Ứng suất cho phép khi quá tải

Ứng suất cho phép khi quá tải được xác định theo công thức 7.14 [1].               

[s_H]_max = 2.s_ch = 2.200 = 400 (Mpa)

[s_F]_max = 0,8.s_ch = 0,8.200 = 160 (Mpa)

4.4. Kiểm nghiệm độ bền

4.4.1. Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc

Đường kính chia được xác đinh theo công thức 7.21a [1].

                   d_w1 = (q + 2x).m = (16 + 0).10 = 160 (mm)

Góc vít lăn xác định theo công thức 7.21 [1].

                   g_w = arctg[Z₁/(q + 2.x)] = arctg(47/16) = 7,125⁰

Vận tốc trượt chính xác được tính theo công thức 7.20 [1].

                   v_s = p.d_w1.n₁/(60.10³.cosg_w) = p.160.213,73/(60.10³.cos7,125⁰) = 1,804 (m/s)

Tra bảng 7.2 [1].

=>  [s_H] = 254 (Mpa)

=> s_H < [s_H] vậy thoả mãn yêu cầu tiếp xúc.

4.4.2. Kiểm nghiệm về độ bền uốn

Để đảm bảo độ bền uốn của răng bánh vít, ứng suất uốn sinh ra tại chân răng bánh vít không được vượt quá một giá trị cho phép, được xác định theo công thức 7.26 [1].

s_F = 1,4.T₂.Y_F.K_F/(b₂.d₂. m_n) £ [s_F]

Số răng tương đương:    Z_v = Z₂/cos³g = 42/cos³7,125⁰ = 42,988

Y_F = 1,51 - Hệ số dạng răng, Tra bảng 7.8[1] với Z_v = 42,988.

d₂ = m.Z₂ =10.42 = 420 (mm)- Đường kính vòng chia, công thức bảng 7.9 [1]. s_F = 1,4.5428589.1,51.1,1/(135.420.9,923) = 20,39 (Mpa)

 [s_F] = 78,52 (Mpa)

Vậy s_F < [s_F] Þ Thoả mãn điều kiện bền uốn. 

4.8. Kiểm tra sai số vận tốc

Số vòng quay thực tế trên trục công tác

n_tt = n_dc.u_d.u_br.u_tv = 1460.(d₂/d₁).(Z₂/Z₁).(Z₄/Z₃)

= 1460.(180/540).(47/107).(2/42) = 10,179 (v/ph)

Vận tốc thực trên trục công tác

v_tt = n_tt.p.d/(60.10³) = 60.10,179.p.250/(60.10³) = 7,99 (m/ph)

Sai số vận tốc:

Dv = 100%(v - v_tt)/v = 100%(8 - 7,99)/8 = 0,125% < 4% Þ Thoả mãn

CHƯƠNG 5. THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRỤC

5.1. Chọn vật liệu

Hộp giảm tốc chịu tải trọng trung bình, dùng thép 45 thường hoá có:

s_b = 600 (Mpa)

s_ch = 340 (Mpa)

ứng suất xoắn cho phép:         [t] = (10 ¸ 30) Mpa

F_t1 = 6544,94 (N)                     F_a1 = 1844,34 (N)

F_r1 = 2571,37 (N)                    F_d = 6903,67 (N)

Xác định phản lực tại các gối đỡ:

Theo phương x:  SM_Dx = X_B.(83,5 + 73,5) - F_t.73,5 = 0

=> X_B = F_t.73,5/(83,5 + 73,5) = 6544,94.73,5/157 = 3064,03 (N)

SF_x = X_B + X_D - F_t = 0

=> X_D = F_t - X_B = 6544,94 - 3064,03 = 3480,91 (N)

Mô men theo phương x:

M_Cx = X_D. 73,5 = 3480,91.73,5 = 255846 (Nmm)

Mô men theo phương y:

M_By = F_d.90 = 6903,67.90 = 621330 (Nmm)

M^T_Cy = F_d.(90 + 83,5) - Y_B.83,5

= 6903,67.173,5 - 9015,26.83,5 = 437497 (Nmm)

M^P_Cy = Y_D.73,5 = 4772,97.73,5 = 350813 (Nmm)

5.3.2. Tính trục 2

Sơ đồ tính trục 1:

F_t2 = 6531,59 (N)                              F_t3 = 4849,45 (N)

F_a2 = 1840,87 (N)                              F_a3 = 25850,42 (N)

F_r2 = 2566,13 (N)                              F_r3 = 9408,78 (N)

Xác định phản lực tại các gối đỡ:

· Theo phương x:

SM_Bx = X_D.455 - F_t2.73,5 - F_t3.227,5 = 0

=> X_D = (F_t2.73,5 + F_t3.227,5)/455

= (6531,59.73,5 + 4849,45.227,5)/455 = 3479,83 (N)

SF_x = X_D - X_B - F_t3 + F_t2 = 0

=>  X_D = F_t2 + X_D - F_t3 = 6531,59 + 3479,83 - 4849,45 = 5161,97 (N)

Mô men theo phương x:

M_Cx = X_D.227,5 = 5161,97.227,5 = 791661 (Nmm)

M_Bx = F_t2.73,5 = 6531,59.73,5 = 480145 (Nmm)

5.4. Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi

5.4.1. Kiểm nghiệm cho trục 1

Tiết diện nguy hiểm tại trục 1 là tiết diện ở vị trí B có:

d_B = 60 (mm)

M_x = 0; M_y = 621330,3 (Nmm)

=> M_u = M_y = 621330,3 (Nmm);

T = 307612 (Nmm).

Mô men cản uốn W_j và mô men cản xoắn W_oj, tra bảng 10.6 [1].

W_j = p.d³_B/32 = p.60³/32 = 21205,7

 W_oj = p.d³_B/16 = p.60³/16 = 42411,5

Ứng suất pháp:

s_a = s_max = M_j/W_j = 621330,3/21205,7 = 29,3

Ứng suất pháp:

t_a = t_max = T_j/W_oj = 307612/42411,5 = 7,2

5.4.2. Kiểm nghiệm cho trục 2

Mô men cản uốn W_j và mô men cản xoắn W_oj, tra bảng 10. [1].

W_j = p.d³_B/32 = p.160³/32 = 402123,86

W_oj = p.d³_B/16 = p.160³/16 = 804247,72

Ứng suất pháp:

s_a = s_max = M_j/W_j = 2252182/402123,86 = 5,6

Ứng suất pháp:

t_a = t_max = T_j/W_oj = 679621/804247,72 = 0,867

y_s = 0,05 và y_t = 0 - Hệ số kể đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình đến độ bền mỏi, tra bảng 10.7[1].

5.6. Kiểm nghiệm trục về độ cứng

 Kích thước trục được xác định theo độ bền không phải bao giờ cũng đảm bảo đủ độ cứng cần thiết cho sự làm việc bình thường của các bộ truyền và các ổ, cũng như độ chíng xác của cơ cấu. Vì vậy cần tiến hành kiểm nghiệm các trục về độ cứng.

Trục 2 chịu lực phức tạp nhất, ta chỉ cần kiểm cho trục 2. 

Sử dụng phương pháp nhân biểu đồ theo bảng 8.1 [4].

W₁. h₁ = (73,5.73,5/6)(2.8362,53 - 196973,1) = -162290820

Sử dụng phương pháp nhân biểu đồ theo bảng 8.1 [4].

W₁.h₁ = 0

W₂.h₂ = (227,5.113,75/6)(2.791661,32 + 480145,36) = 8899780473

W₃.h₃ = (227,5.791661,32.113,75)/3 = 6828903532

SWh = W₁h₁ + W₂h₂ + W₃h₃ = 15728684010

=> f_x = (1/E. J_y).SWh = 15728684010/(2,5.10⁵.p.160⁴/64) = 0,0019

Sử dụng phương pháp nhân biểu đồ theo bảng 8.1 [4].

W₁.h₁ = (227,5.113,75/6)(2.2108458,26 + 8362,53) = 18223714330

W₂.h₂ = (227,5.113,75.40401,72)/3 = 348506920,1

SWh = W₁h₁ + W₂h₂  = 18572221250

=> f_y = (1/E. J_x).SWh = 18572221250/(2,5.10⁵.p.160⁴/64) = 0,0023

5.6.2. Kiểm nghiệm độ cứng xoắn

Hạn chế biến dạng xoắn theo công thức 10.35[1]

                   j = T.l/(G.J₀) £ [j]

Trong đó:

G = 8.10⁴ (Mpa) - Mô đun đàn hồi trượt.

J₀ = p.d⁴/32 = p.90⁴/32 = 6441246,7 (mm⁴) - Mô men quán tính độc cực.

=>  j  = 5428589.455/(8.10⁴.6441246,7) = 5.10^-3 (rad)

Có:    [j] = 30’ trên chiều dài 1m.

Trên chiều dài 455 mm Þ [j] = 30.0,455 = 13,65 (rad)

=> j < [j] vậy thoả mãn độ cứng xoắn. 

CHƯƠNG 6. TÍNH CHỌN KHỚP NỐI VÀ THEN

6.1. Tính chọn khớp nối

Nối trục răng dùng để nối các đầu trục có sai lệch vị trí tương đối giữa các trục, độ lệch dọc trục, độ lệch góc hay độ lệch tổng hợp, nhờ khả năng di động giữa các chi tiết cứng. Trục răng có kích thước nhỏ gọn, khả năng truyền tải cao (do có nhiều răng đồng thời ăn khớp), cho phép làm việc với vận tốc lớn và có tính công nghệ cao. 

Do làm việc với vận tốc thấp để nâng cao khả năng chịu mòn, bề mặt răng cần được nhiệt luyện không dưới 40HRC đối với răng ống trong và không dưới 35HRC đối với răng ống ngoài.

6.2. Tính chọn then

Mối ghép then được dùng để truyền mô men xoắn từ trục đến các chi tiết lắp trên trục hoặc ngược lại.

Dùng then bằng vì chế tạo đơn giản và dễ lắp ghép.  

Trong quá trình làm việc, mối ghép then có thể bị hỏng do dập bề mặt làm việc, ngoài ra then có thể bị hỏng do cắt vì vậy để đảm bảo đủ độ bền then sau khi chọn phải kiểm nghiệm theo công thức 9.1 và 9.2[1]

s_d = 2.T/[d.l_t.(h - t₁)] £ [s_d]

t_c = 2.T/(d.l_t.b) £ [t_c]

Tra bảng 9.5[1] : [s_d] = 150 (Mpa)

Tra trang 174 [1] : [t] = 60 (Mpa)

6.2.1. Trục 1

Chọn then theo đường kính trục, tại vị trí lắp bánh đai: d₁ = 40 (mm) và vị trí lắp bánh răng 1:  d₂ = 60 (mm)

Kiểm tra điều kiện bền dập và bền cắt:

s_d = 2.T/[d.l_t.(h - t₁)] £ [s_d]

t_c = 2.T/(d.l_t.b) £ [t_c]

Trong đó:

l_t = 0,8.l_m - Chiều dài then.

l_m - Chiều dài mayơ.

· Tại vị trí lắp bánh đai:

d = 40 (mm)

l_t = 0,8.l_m = 0,8.74 chọn l_t = 60 (mm)

s_d = 2.T/[d.l_t.(h - t₁)] =2.307612/[40.60.(8 - 5)] = 85,45 (Mpa)

t_c = 2.T/(d.l_t.b) = 2.307612/(40.60.12) = 21,36 (Mpa)

Vậy:  t_c < [t_c] v à  s_d < [s_d] Þ Then đã chọn đủ độ bền. 

6.2.3. Trục 3

Chọn then theo đường kính trục, vị trí lắp bánh vít (lắp 2 then):  d = 120 (mm)

Tra thông số then theo bảng 9.1a[1]

Kiểm tra điều kiện bền dập và bền cắt:

s_d = 2.T/[d.l_t.(h - t₁)] £ [s_d]

t_c = 2.T/(d.l_t.b) £ [t_c]

Trong đó: l_t = 0,8.l_m - Chiều dài then.

l_m - Chiều dài mayơ.

d = 40 (mm)

l_t = 0,8.l_m  chọn l_t = 70 (mm)

s_d = 2.0,75.T/[d.l_t.(h - t₁)] =2.0,75.5428589/[120.70(18 - 11)] = 138,5 (Mpa)

t_c = 2.T/(d.l_t.b) = 2.0,75.5428589/(120.70.32) = 30,3 (Mpa)

Vậy:  t_c < [t_c] v à  s_d < [s_d] Þ Then đã chọn đủ độ bền. 

6.3. Kiểm nghiệm điều kiện liền trục cho bánh răng

Kiểm tra điều kiện liền trục theo công thức: X £ 2,5.m

* Kiểm tra cho bánh răng 1

X₁ = (d_f1 - d)/2 - t₂

= (94 - 65)/2 - 4,4 = 7,6 (mm)

2,5.m = 2,5.2 = 5 (mm)   

Chọn bánh răng 1 chế tạo liền trục.

* Kiểm tra cho bánh răng 1

X₁ = (d_f2 - d₂)/2 - t₂ = (214 - 85)/2 - 5,4 = 59,1 (mm)

2,5.m = 2,5.2 = 5 (mm)

=>  Bánh răng 2 chế tạo rời trục. 

CHƯƠNG 7. TÍNH CHỌN Ổ LĂN

Chọn ổ lăn cho hộp giảm tốc vì ổ lăn có hệ số ma sát nhỏ, chăm sóc, bôi trơn, bảo quản đơn giản và có kích thước dọc trục nhỏ.

7.1. Tính chọn ổ lăn cho trục 1

F_a1 = 1844,34 (N)

F_Ax = 3064,03 (N)

F_Ay = 9105,266 (N)

F_Bx = 3480,91 (N)

F_By = 4772,97 (N)

Ta có: F_B < F_A Þ Chọn F_rB để tính. 

7.1.2. Kiểm nghiệm ổ theo khả năng tải động

Khả năng tải động C_d được xác định theo công thức 11.1[1]

         C_d = Q.L^1/m

Trong đó:

Q - Tải trọng động quy ước.

L - Tuổi thọ (Triệu vòng quay).

m = 3 - Bậc của đường cong mỏi khi tính về ổ lăn.

Từ công thức 11.2[1]

=> L = L_h.n.60.10^-6 = 10000.486,67.60.10^-6 = 292 (Triệu vòng) 

Theo công thức 11.3[1]

                   Q = (X.V.F_r + Y.F_a).k_t.k_d

k_t = 1 - Hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ (t < 105⁰).

k_d = 1 - Hệ số kể đến ảnh hưởng của đặc tính tải trọng.

V = 1 - Hệ số kể đến vòng nào quay (Vòng trong quay).

Xét tỉ số:     i.F_a1/C₀ = 1.1844,34/66600 = 0,027

Thay vào ta có:

C_d = Q.L^1/m  = Q_A.L^1/m  = 10564,79.292^1/3 = 70.10³ (N)

Vậy:  C_d < C = 78,8 kN  Þ ổ  đã chọn thoả mãn điều kiện tải động. 

7.1.3. Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh

Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh nhằm đề phòng biến dạng dư theo công thức 11.18[1]:

 Q_t £ C₀

Theo công thức 11.19[1] ta có:

                   Q_t = X₀.F_r + Y₀.F_a

=>  Q_tA = X₀.F_rA + Y₀.F_aA = 0,5.9606,98 + 0,47.1844,34 = 5670,3 (N)

Q_tB = X₀.F_rB + Y₀.F_aB = 0,5.5907,45 + 0,47.1844,34 = 3820,56 (N)

Q_tB < Q_tA < F_rA = 9606,98 (N) Þ lấy Q_t = F_rA = 9606,98 (N)

Q_t < C₀ = 66,6.10³ (N) Þ Thoả mãn khả năng tải tĩnh. 

7.3. Tính chọn ổ lăn cho trục 3

F_a4 = 4849,45 (N)

F_Dx = 26088,8 (N)

F_Dy = 1046,8 (N)

F_Bx = 25613,62 (N)

F_By = 8361,98 (N)

7.3.1. Chọn loại ổ

Xét tỉ số:  F_a1/F_rB = 4849,45/26109,8 = 0,18 < 0,3

Do yêu cầu về độ cứng vững nên ta chọn ổ đũa côn. 

Với ổ đũa côn:  e = 1,5.tga = 1,5.tg15 = 0,4

7.3.3. Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh

Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh nhằm đề phòng biến dạng dư theo công thức 11.18[1]

                   Q_t £ C₀

Tra bảng 11.6[1] với ổ đũa côn:

X₀ = 0,5

 Y₀ = 0,22.cotga =0,22.cotg15⁰ = 0,82

Theo công thức 11.19[1] ta có:

Q_t = X₀.F_r + Y₀.F_a

=> Q_tD = X₀.F_rD + Y₀.F_aD = 0,5.26109,8 + 0,82.8668,45 = 20,2 (kN)

Q_tB = X₀.F_rB + Y₀.F_aB = 0,5.26944,02 + 0,82.13517,9 = 24,6 (kN)

Q_tD < Q_tB < F_rB = 26,9 (kN) Þ lấy Q_t = F_rB = 26,9 (kN)

Q_t < C₀ = 66,6. (kN) Þ Thoả mãn khả năng tải tĩnh. 

PHẦN 2. THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO HỘP GIẢM TỐC

Trong các hệ dẫn động cơ khí thường sử dụng các bộ truyền bánh răng hoặc trục vít bánh vít dưới dạng một tổ hợp riêng biệt gọi là hộp tốc độ.

Hộp tốc độ là cơ cấu truyền động bằng cách ăn khớp trực tiếp, có tỉ số truyền không đổi và dung để thay đổi tốc độ góc và mô men.

Hộp tốc độ có thể phân loại theo tỉ số truyền hoặc loại truyền động

Theo tỉ số truyền có thể phân ra:     

Hộp giảm tốc một cấp

Hộp giảm tốc nhiều cấp

8.1. Phân tích chi tiết gia công

8.1.1. Phân tích chức năng nhiệm vụ của chi tiết

Kết cấu chung của hộp tốc độ là rất phức tạp, trong một không gian của hộp giảm tốc có các vách, thành dầy mỏng khác nhau.

Chi tiết hộp giảm tốc được sử dụng rất phổ biến, chi tiết hộp dùng để đỡ và cố định các chi tiết trong bộ truyền vì thế kết cấu của hộp phải đơn giản nhất, thân hộp phải có độ cứng vững cao.  

Bề mặt quan trọng nhất trong chi tiết hộp là các lỗ lắp ổ đỡ trục, các lỗ này đòi hỏi độ chính xác cao ( lỗ f176^+0,04mm; lỗ f150^+0,04mm; lỗ f130^+0,04mm ; lỗ f200^+0,04mm). Độ song song, độ thẳng góc, độ nghiêng, độ đảo mặt đầu và độ đảo mặt đầu toàn phần không lớn hơn 0,1 mm. Dung sai về độ đồng tâm, độ đối xứng, độ giao trục, độ đảo hướng tâm và độ đảo hướng tâm toàn phần không lớn hơn 0,05 mm. 

8.1.2. Phân tích tính công nghệ của kết cấu chi tiết

Hộp có các vấu lồi và các vấu trong thân hộp nên việc làm bộ lõi đúc trong để tạo các vấu phức tạp. Các lỗ lắp trục cách xa nhau nên khó khăn cho việc gia công khi đòi hỏi độ đồng tâm. Lỗ lắp trục vít và lỗ lắp bánh vít cần độ vuông góc và khoảng cách trục chính xác. 

8.3. Xác định lượng dư gia công

Lượng dư gia công là lớp vật liệu cần có để khắc phục các sai số xuất hiện trong quá trình tạo phôi và gia công cơ, đảm bảo cho sản phẩm có được các thông số và chất lượng theo yêu cầu. Lớp vật liệu này sẽ được hớt bỏ trong quá trình gia công.

Lượng dư gia công được xác định hợp lý về trị số và dung sai sẽ góp phần đảm bảo hiệu quả kinh tế của quá trình công nghệ vì: Lượng dư quá lớn sẽ tiêu tốn nguyên vật liệu, làm tăng chi phí gia công cơ, dụng cụ cắt, tốn công vận chuyển…, dẫn đến giá thành tăng. Ngược lại nếu lượng dư quá nhỏ sẽ không đủ để hớt đi các sai lệch của phôi thành các chi tiết hoàn chỉnh. 

tạo ra lớp kim loại cần cắt gọt để tạo ra chi tiết hoàn chỉnh.

Chế tạo hộp giảm tốc trong đồ án này dạng sản xuất các chi tiết là dạng sản xuất hàng khối nên phần lớn các nguyên công của quá trình công nghệ đều được thực hiện trên các máy đã được điều chỉnh sẵn bằng phương pháp tự động đạt kích thước. Do vậy, lượng dư gia công sẽ được xác định bằng phương pháp tính toán phân tích. 

Chất lượng bề mặt hộp sau khi đúc trong khuôn cát tra bảng 3.2 [5]

           R_Z + T_a = 600 mm.

Tra bảng 3.5 [5]

Chất lượng bề mặt lỗ sau khi khoét: R_Z = 50 (mm); T_a = 50 (mm).

Chất lượng bề mặt lỗ sau khi doa thô:        R_Z = 10 (mm); T_a = 25 (mm).

Chất lượng bề mặt lỗ sau doa tinh :  R_Z = 5 (mm); T_a = 10 (mm).

Chất lượng bề mặt lỗ sau doa mỏng :         R_Z = 3 (mm); T_a = 10 (mm). 

Sai số không gian còn sót lại của nguyên công doa thô để lại cho nguyên công doa tinh:

                   D₂ = K_cx2.D_ph = 0,04.4,9 = 0,196 » 0,2 (mm)

Sai số không gian còn sót lại của nguyên công doa tinh để lại cho nguyên công doa mỏng:

                   D₃ = K_cx3.D_ph = 0,03.4,9 = 0,147 » 0,15 (mm)

Sai số không gian còn sót lại của nguyên công khoét để lại cho nguyên công doa thô: e₁ = K_cx1.e_ph = 0,06.0,102 » 0,006 (mm) = 6 (mm)

Sai số không gian còn sót lại của nguyên công doa thô để lại cho nguyên công doa tinh:

                   e₂ = K_cx2. e_ph = 0,04.0,102 = 0,00408 » 0,004 (mm) = 4 (mm)

Sai số không gian còn sót lại của nguyên công doa tinh để lại cho nguyên công doa mỏng:

                   e₃ = K_cx3. e_ph = 0,03.0,102 = 0,00306 » 0,003 (mm) = 3 (mm)

Kích thước tính toán khi khoét bằng kích thước tính toán khi doa thô trừ đi lượng dư tối thiểu khi doa thô, kích thước tính toán khi doa thô bằng kích thước tính toán khi doa tinh trừ đi lượng dư tối thiểu khi doa tinh, kích thước tính toán khi doa mỏng bằng kích thước chi tiết cần thiết trừ đi lượng dư tối thiểu khi doa mỏng, còn kích thước của phôi bằng kích thước tính toán khi khoét trừ đi lượng dư tối thiểu khi khoét. Như vậy ta có:

Khi doa mỏng:

                   d₄ = 176,04 - 0,33 = 175,71 (mm)

Khi doa tinh:

                   d₃ = 175,71 - 0,37 = 175,34 (mm)

Khi doa thô :

                   d₂ = 175,34 - 6 = 169,34 (mm)

Khi khoét :

                   d₁ = 169,34 - 11 = 158,34 (mm)

Tra bảng 2.11 [5] ta có: dung sai của phôi:                   d_ph = ± 1 mm

Chọn dung sai của các bước theo cấp chính xác đạt được của phương pháp gia công tra theo bảng 4.2[8]:

Khi khoét:            d₁ = ± 0,2 (mm)

Khi doa thô:         d₂ = ± 0,1 (mm)

Khi doa tinh:        d₃ = ± 0,063 (mm) » ± 0,06 (mm)

Khi doa mỏng:     d₄ = ± 0,04 (mm)

Kiểm tra độ chính xác của các tính toán đã thực hiện:

          2.Z^gh_4max - 2.Z^gh_4min = 0,35 - 0,33 = 0,02; d₃ - d₄ = 0,06 - 0,04 = 0,02

          2.Z^gh_3max - 2.Z^gh_3min = 0,41 - 0,37 = 0,04; d₂ - d₃ = 0,1 - 0,06 = 0,04

          2.Z^gh_2max - 2.Z^gh_2min = 6,1 - 6 = 0,1; d₁ - d₂ = 0,2 - 0,1 = 0,1

          2.Z^gh_1max - 2.Z^gh_1min = 12,8 - 12 = 0,8; d_ph - d₁ = 1 - 0,2 = 0,8

=> Việc tính toán lượng dư cho các nguyên công như vậy là đúng.

8.4. Chọn máy

Chọn máy phay giường để gia công thân và nắp hộp giảm tốc vì máy phay giường có nhiều đầu dao gia công đồng thời đạt hiệu quả năng suất cao, đồng thời gia công trên máy phay giường có thể gia công được nhiều nguyên công khác nhau trên cùng một lần gá đặt đảm bảo được độ chính xác khi gia công. 

Căn cứ vào kích thước chi tiết:          Dài:   585 (mm)

                                                          Rộng: 476 (mm)

                                                          Cao:  710 (mm)

Chọn máy phay giường ký hiệu: 6652 theo [6] ta có các thông số sau:

8.5. Xác định chế độ cắt gia công thân hộp

8.5.1. Nguyên công 1: Tạo chuẩn tinh

Dùng mặt bích lắp nắp và thân làm chuẩn thô định vị 3 bậc tự do và mặt bên định vị 2 bậc tự do. Dùng cơ cấu kẹp chặt bằng thủy lực.

Gia công trên máy phay giường của nga ký hiệu máy: 6652.

· Bước 1: Phay mặt đáy

- Chiều sâu cắt:

Mặt đáy chỉ gia công một lần chọn chiều sâu cắt: t = 5 (mm)

Lượng chạy dao tra bảng 5.33 [6] với công suất máy 14 (kW) ta có:

                   S = (0,18 ¸ 0,28) (mm/vg)

Vì chiều rộng phay 100 mm Þ lượng chạy dao giảm đi 30%

                   S = 70%.(0,18 ¸ 0,28) = (0,13 ¸ 0,2) (mm/vng)

Chọn S = 0,2 mm/vg

=> Lượng chạy dao răng: S_Z = S/Z = 0,2/12 = 0,166 (mm/răng)

Số vòng quay:     

                   n = 1000.v/(p.D) = 1000.239,5/(p.125) » 610 (vg/ph)

Chọn số vòng quay trên máy: n = 475 (vg/ph)

· Bước 2: Phay mặt bên bằng dao phay mặt đầu có d = 125 mm

Chiều sâu cắt:       t = 3 mm

Tra bảng 5.125; 5.127 và 5.130 [6] ta có:

Lượng chạy dao:   S = 0,18 (mm/răng)

Tốc độ cắt:           v = 158 (m/ph)

Số vòng quay:     

                   n = 1000.v/(p.D) = 1000.158/(p.125) » 402 (vg/ph)

Chọn số vòng quay trên máy: n = 380 (vg/ph)

8.5.3. Nguyên công 3: Gia công lỗ

Vì lỗ f176^+0.04 mm và f150^+0.04 mm gia công cùng trên 1 lần dao gắn trên trục gá vì thế chọn chế độ cắt và lượng dư gia công như lỗ f176^+0.04 mm

Phôi lỗ f176^+0.04mm có kích thước 158^-1mm

Phôi lỗ f150^+0.04mm có kích thước 132^-1mm

· Bước 1: Khoét thô lỗ f176^+0.04mm, f150^+0.04mm

Gia công đạt f169^+0.2mm và f143^+0.2mm

Dùng dao khoét 1 lưỡi có gắn mảnh hợp kim cứng BK6: f169^+0.2 mm gia công lỗ f176 mm; f143^+0.2 mm gia công lỗ f150 mm.

Gia công từ phôi f158^-1 mm đạt:  f169,3^0,2 mm

- Chiều sâu cắt:    t = 5,5 (mm)

Lượng chạy dao tra bảng 5.61 [6] ta có:

                   S = 0,16 (mm/vg)

- Tốc độ cắt được xác định theo bảng 5.65 [6] ta có:

                   v = 65 (m/ph)      

Số vòng quay:     

                   n = 1000.v/(p.D) = 1000.65/(p.169) » 122 (vg/ph)

Chọn số vòng quay trên máy: n = 120 (vg/ph)

=> Tốc độ cắt:      v = n.p.D/1000 = 120.p.169/1000 = 63,7 (m/ph)

· Bước 3: Doa tinh lỗ  f176^+0.04mm, f150^+0.04mm.

Gia công đạt f175.93^+0.06mm và f149.93^+0.06mm

Dùng dao doa 1 lưỡi có gắn mảnh hợp kim cứng BK6

Thông số hình học của mũi doa, tra bảng 4.52 [6]

Góc trước:      g = 5⁰

Góc sau:        a = 10⁰

- Chiều sâu cắt:    t = 0,185 (mm)

Lượng chạy dao tra bảng 5.116 [6] ta có: S = 1,8 (mm/vg)

8.5.5. Nguyên công 5: Gia công lỗ f130^+0.04mm, gia công cùng nắp bộ truyền bánh răng trụ.

Lượng dư lỗ là:               2.5⁺¹ (mm) Þ d_ph = 120^-1

Lượng dư khoét là:         2.3 (mm)     Þ d₁ = 126^+0,2

Lượng dư doa thô là:      2.1,5 (mm)  Þ d₂ = 129^+0,1

Lượng dư doa tinh là:     2.0,3 (mm)  Þ d₃ = 129,6^+0,06

Lượng dư doa mỏng là:  2.0,2 (mm)  Þ d₄ = 130^+0,04

8.5.4. Nguyên công 4: Khoan và tarô ren

Gia công cùng nắp bộ truyền bánh răng trụ và nắp ổ trục vít

Chọn theo bảng 1.99 [3]với bước ren 1,75 mm thì mũi khoan trước khi tarô là f10,2 mm.

Chọn mũi khoan mồi f8 mm, mũi tarô M12 x 1,75

· Bước 1: Khoan lỗ mồi

Dùng mũi khoan ruột gà thép gió đuôi trụ f8 mm,

- Lượng chạy dao: Tra bảng 5.89 [6]

                   S = 0,41 (mm/vg)

- Tốc độ cắt: Tra bảng 5.90 [6] ta có:

                   v = 28 (mm/ph)

=> Số vòng quay:

                   n = 1000.v/(p.D) = 1000.28/(p.8) = 1114 (vg/ph)

Chọn số vòng quay trên máy: n = 475 (vg/ph)

=> Tốc độ cắt: v = n.p.D/1000 = 475.p.8/1000 = 11,9 (m/ph)

· Bước 3: Khoan mở rộng lần 2

Bước này khoan mở rộng lỗ trên nắp và vát mép lỗ trên thân hộp để tarô

Dùng mũi khoan ruột gà thép gió đuôi trụ f12,

độ lay rộng khi khoan là 0,1 mm.

Tra bảng 5.89 [6] ta có:

                   S = 0,65 (mm/vg)

- Tốc độ cắt: Tra bảng 5.90 [6] ta có:

                   v = 32 (mm/ph)

=> Số vòng quay:

                   n = 1000.v/(p.D) = 1000.32/(p.12) = 848,8 (vg/ph)

Chọn số vòng quay trên máy: n = 475 (vg/ph)

=>  Tốc độ cắt:      v = n.p.D/1000 = 475.p.12/1000 = 17,9 (m/ph)

- Lượng chạy dao phút:  S_ph = n.S = 475.0,65 = 308,7 (mm/ph)

8.5.6. Nguyên công 6: Gia công lỗ trục bánh vít

Gia công lỗ lắp trục bánh vít:

Lượng dư lỗ là:               2.5⁺¹ (mm) Þ d_ph = 190^-1

Lượng dư khoét là:         2.3 (mm)     Þ d₁ = 196^+0,2

Lượng dư doa thô là:      2.1,5 (mm)  Þ d₂ = 199^+0,1

Lượng dư doa tinh là:     2.0,3 (mm)  Þ d₃ = 199,6^+0,06

Lượng dư doa mỏng là:  2.0,2 (mm)  Þ d₄ = 200^+0,046

* Bước 1: Khoét lỗ f200^+0.04 mm.

Dùng dao khoét 1 lưỡi có gắn mảnh hợp kim cứng BK6

Gia công từ phôi f190^-1 mm đạt:  f196^0,2 mm

- Chiều sâu cắt:    t = 3 (mm)

Lượng chạy dao tra bảng 5.61 [6]

                   S = 0,26 (mm/vg)

- Tốc độ cắt được xác định theo bảng 5.65 [6]

                   v = 140 (m/ph)    

Số vòng quay:     

                   n = 1000.v/(p.D) = 1000.140/(p.196) » 227 (vg/ph)

Chọn số vòng quay trên máy: n = 190 (vg/ph)

=> Tốc độ cắt:      v = n.p.D/1000 = 190.p.196/1000 = 117 (m/ph)

· Bước 3: Doa tinh lỗ f200^+0.04 mm bằng dao doa một lưỡi.

Dùng dao doa 1 lưỡi có gắn mảnh hợp kim cứng BK6

Thông số hình học của mũi doa, tra bảng 4.52 [6]

Góc trước:      g = 5⁰

Góc sau:        a = 10⁰

Gia công từ phôi f199^0,1 mm đạt:  f199,6^0,06 mm

- Chiều sâu cắt:    t = 0,3 (mm)

Lượng chạy dao tra bảng 5.116 [6]: S = 1,6 (mm/vg)

- Tốc độ cắt được xác định theo bảng 5.116 [6]: v = 65 (m/ph)  

8.5.9. Nguyên công 9: Gia công lỗ lắp bu lông nền và nút tháo dầu

Gia công lỗ lắp bu lông nền f30 mm theo các bước:

Khoan mồi đạt kích thước f27 mm.

Khoan rộng đạt f30 mm.

· Bước 1: Khi khoan lỗ f27, tra bảng 5.89, 5.90 và 5.92 [6] ta có lượng

Lượng chạy dao:   S = 0,7 (mm/vg)

Tốc độ cắt:           v = 24 (mm/ph)

=> Số vòng quay:

                   n = 1000.v/(p.D) = 1000.24/(p.27) = 283 (vg/ph)

Chọn số vòng quay trên máy: n = 260 (vg/ph)

=> Tốc độ cắt:      v = n.p.D/1000 = 260.p.27/1000 = 21,8 (m/ph)

Công suất cắt:      N = 2,5 (kW)

· Bước 3: Khoan lỗ để tarô lỗ lắp nút tháo dầu.

Dùng mũi khoan ruột gà thép gió đuôi côn f23 mm,

- Lượng chạy dao: Tra bảng 5.89 [6] ta có:

                   S = 0,8 (mm/vg)

- Tốc độ cắt: Tra bảng 5.90 [6] ta có:

                   v = 28 (m/ph)

=> Số vòng quay:

                   n = 1000.v/(p.D) = 100.28/(p.22) = 405 (vg/ph)

Chọn số vòng quay trên máy: n = 390 (vg/ph)

=> Tốc độ cắt:      v = n.p.D/1000 = 390.p.23/1000 = 28,4 (m/ph)

- Công suất cắt: Tra bảng 5.92 [6] ta có: N = 3 (kW)    

8.5.10. Nguyên công 10: Tạo chuẩn tinh gia công nắp

Dùng mặt bích lắp nắp và thân làm chuẩn thô định vị 3 bậc tự do và mặt bên định vị 2 bậc tự do, gia công mặt đỉnh nắp hộp. Dùng cơ cấu  mỏ kẹp, kẹp chặt bằng khí nén.

8.5.13. Nguyên công 13: Gia công lỗ lắp nắp và thân

Chọn theo bảng 1.99 [3] với bước ren 1,75 mm thì mũi khoan trước khi tarô là f10,2 mm. Gia công trên máy khoan cần 2A592

Chọn mũi khoan mồi f8 mm, mũi tarô M12 x 1,75

· Bước 1: Khoan lỗ để tarô vít ghép nắp và thân.

Dùng mũi khoan ruột gà thép gió đuôi trụ f8 mm,

- Lượng chạy dao: Tra bảng 5.89 [6] ta có:

                   S = 0,41 (mm/vg)

- Tốc độ cắt: Tra bảng 5.90 [6] ta có:

                   v = 28 (mm/ph)

=> Số vòng quay:

                   n = 1000.v/(p.D) = 1000.28/(p.8) = 1114 (vg/ph)

Chọn số vòng quay trên máy: n = 580 (vg/ph)

=> Tốc độ cắt:  v = n.p.D/1000 = 580.p.8/1000 = 14,5 (m/ph)

· Bước 3: Khoan mở rộng lần 2

Bước này khoan mở rộng lỗ trên nắp ổ và vát mép lỗ trên thân hộp để tarô

Dùng mũi khoan ruột gà thép gió đuôi trụ f12,

độ lay rộng khi khoan là 0,1 mm.

Tra bảng 5.89 [6] ta có:

                   S = 0,65 (mm/vg)

- Tốc độ cắt: Tra bảng 5.90 [6] ta có:

                   v = 32 (mm/ph)

=> Số vòng quay:

                   n = 1000.v/(p.D) = 1000.32/(p.12) = 848,8 (vg/ph)

8.5.14. Nguyên công 14: Tổng kiểm tra

Kiểm tra khoảng cách giữa đường tâm các trục

Kiểm tra đường kính các lỗ

Kiểm tra độ đồng tâm các lỗ

Kiểm tra độ song song của các lỗ

Kiểm tra độ vuông góc của đường tâm lỗ lắp trục vít và bánh vít.

Kiểm tra các kích thước khác.

Dụng cụ: Panme, thước cặp, đồng hồ so, thước đo góc.

8.5.15. Nguyên công 15: Hoàn thiện sản phẩm

Làm sạch, sơn đỏ, nhập kho.

8.6. Xác định thời gian nguyên công

Thời gian cơ bản gia công xác định theo công thức gần đúng 2.2 [1]

Thời gian cơ bản khi gia công thân hộp:

- Thời gian khi phay mặt đáy:

                   t₁ = 6.l = 6.200 = 1200.10^-3 (phút) 

- Thời gian khi phay mặt bên (mặt cạnh đáy):

                   t₂ = 6.l = 6.200 = 1200.10^-3 (phút)

- Thời gian khi phay mặt lắp nút tháo dầu:

                   t₃ = 6.l = 6.45 = 270.10^-3 (phút)

Vậy Số máy cần để gia công 10000 chi tiết nắp hộp một năm là 2 máy phay giường 6652.

Tổng số máy cần để gia công 10000 chiếc hộp trong 1 năm là: 14 chiếc máy phay giường 6652.

KẾT LUẬN

   Qua thời gian học tập và làm đồ án Tốt Nghiệp em đã được củng cố lại rất nhiều kiến thức đã học và học hỏi được rất nhiều kiến thức bổ ích, ngoài việc hiểu sâu về kiến thức công nghệ chế tạo chi tiết máy em còn được tìm hiểu kỹ hơn về những phương pháp công nghệ thông dụng khác nhau, qua đó không những giúp em giải quyết về vấn đề công nghệ mà còn giúp em biết cách lựa chọn phương án giải quyết một vấn đề nào đó trên cơ sở tư duy, kết nối các kiến thức đã học, tổng hợp nhiều kỹ năng công nghệ, điều đó tạo cho em có những phương pháp tự luận cho việc giải quyết các nội dung khoa học khác.

   Toàn bộ công việc thiết kế đồ án được thực hiện trong thời gian khá ngắn, lại thiếu kinh nghiệm, tài liệu tra cứu. Do đó, đồ án này hẳn còn nhiều sai sót. Rất mong thầy cô cho em ý kiến bổ sung để nâng cao kiến thức và để quy trình công nghệ được hoàn thiện hơn, góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm, tăng năng suất, hạ giá thành sản phẩm gia công và đáp ứng nhu cầu sử dụng tốt hơn.

   Trong quá trình thực hiện, đồ án này của em được hoàn thành với sự hướng dẫn của thầy:………………Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của thầy để em hoàn thành đồ án này được đúng thời hạn.

   Em xin chân thành cảm ơn!

…., ngày … tháng … năm 20…

Sinh viên thực hiện

……………

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. PGS.TS. Trịnh Chất - Lê Văn Uyển, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí - Tập 1, tập 2, NXBGD, Hà Nội, 2002.

[2]. PGS.TS. Trần Hữu Đà, Cơ sở chất lượng của quá trình cắt, Nam Định, 2005.

[3]. PGS.TS. Trần Văn Địch, Th.S Lưu Văn Nhang, Th.S Nguyễn Thanh Mai, Sổ tay gia công cơ, NXBKHKT, Hà Nội, 2002.

[4]. GS.TS. Đặng Thế Huy, Sức bền vật liệu, Nam Định, 2004.

[5]. GS.TS. Nguyễn Đắc Lộc, Th.S Lưu Văn Nhang, Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy, NXBKHKT, Hà Nội, 2004.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"