Thiết kế máy tiện ren vít vạn năng cỡ trung T620 phần 2

Âäư ạn täút nghiãûp
CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN SỨC BỀN CHI TIẾT MÁY.
A. Chọn chế độ tải, xác đònh công suất để chọn động cơ lập bảng tính cho
toàn máy
I. Chọn chế độ tải:
- Chọn chế độ tải dựa vào máy chuẩn T620. Ta chọn chế độ thử công suất
với chi tiết cò
φ
= 70 x 350 cò tỳ mũi nhọn dao T1K6
n = 400(v/ph), s = 0,39 (mm/v), t = 5(mm)
II. Xác đònh công suất động cơ.
Xác đònh công suất động cơ điện cần phải đạt mức chính xác nhất đònh. Nếu
công thức động cơ điện lấy quá mức cần thiết thì sẽ thừa công suất, cacù kích
thước máy sẽ to, nặng và đắt tiền.Nếu công suất động cơ điện nhỏ hơn mức yêu
cầu khả năng làm việc của máy sẽ bò bó hẹp, chế độ cắt sẽ giảm hơn mức yêu
cầu
* Việc xác đònh công suất động cơ điện có nhiều khó khăn vì:
- Chưa nắm được chính xác lực cắt cũng như lực chạy dao của các
phương pháp cắt khác nhau,đặc biệt là các lực hình thành trong quá trình chuyển
động chuyển tiếp như khởi động đảo chiều
- Chưa hiểu rõ các điều kiện sử dụng máy.
- Khó xác đònh các tổn thất ma sát trong các khâu truyền động, đặc biệt
là khi ở vận tốc cao.
* Vì những lý do trên, việc xác đònh công suất động cơ điện được tiến hành
theo thực nghiệm hoặc theo phương pháp so sánh công suất máy chuẩn.
Công suất động cơ điện:
N
đc
= N
v
+ N

s

Trong đó: N
v
- Công suất động cơ truyền dẫn chính
N
s
– Công suất động cơ truyền chạy dao.
1. Xác đònh ngoại lực khi gia công.
Lực tác dụng vào phôi trong quá trình cắt gọt là
c
P
→

zyxc
PPPP
→→→→
++=
Với: P
z:
lực

tiếp tuyến trùng với phương chuyển động cắt chính.
SVTH: Cao Văn Phong Lớp 98C1C Trang:
Âäư ạn täút nghiãûp
P
y
: lực hướng kính dọc theo trục dao
P
x

: Lực chạy dao theo chiều trục của chi tiết
Ta có: lực hướng trục: P
x
= C. t
x
.s
y

Với : C = 650, t = 5 , s = 0,39 , x = 1,2 , y = 0,65 .
P
x
= 650. 5
1,2
.0,39
0,65
= 2431 [w]
- Lực hướng kính :
P
y
= C .t
x
.s
y

Với : C = 1250 , t = 5 , s = 0,39 , x = 0,9 , y = 0,75 .
P
y
= 1250
0,9
. 0,39

0,75
= 2625[w]
- Lực tiếp tuyến : P
z
= C .t
x
.s
y

Với C = 2000, t = 5, s = 0,39, x = 1, y = 0,75.
P
z
= 2000. 5
1
. 0,39
0,75
= 4935 [w]
⇒ P
c
=
222
zyx
PPP
++
=
222
493526252431
++
= 6090 [N]
2. Xác đònh lực chạy dao.

Q = k.P
x
+ f.(P
z
+ G)
Với- k: hệ số tăng lực ma sát do p
x
tạo nên mô mem lật: k =1,15
-G: trọng lượng phần dòch chuyển G = 200kg ≈ 1962 N
-f = 0,15
÷
0,18 chọn f = 0,18
-P
x
, P
z
: lục cắt P
x
= 2431 (N) , P
z
= 4935 (N)
⇒ Q = 1,15. 2431 + 0,18.(4935 +1962) = 4037 (N)
SVTH: Cao Văn Phong Lớp 98C1C Trang:
P
y
Pz
R
Px
Âäư ạn täút nghiãûp
3. Xác đònh công suất.

a. Xác đònh công suất động cơ truyền dẫn chính
Công suất động cơ truyền dẫn chính N
v
= N
o
+N
p

Trong đó: N
c
: Công suất cắt
N
o
: Công suất chạy không
N
p
: Công suất tiêu hao do hiệu suất và những nguyên nhân ngẫu nhiên ảnh
hưởng đến sự làm việc của máy.Thực tế thì công suất cắt N
c
thương chiếm
khoảng 70% - 80% công suất động cơ truyền dẫn chính. Do vậy ta có thể tính
gần đúng công suất động cơ truyền dẫn chính theo công suất cắt gọt như sau.
N
v
=
η
c
N
.
Với:

η
: hiệu suất chung của truyền dẫn. Đối với máy có chuyển động
quay tròn
8,07,0
−=
η
, chọn
η
= 0,8
* Công suất cắt gọt thường được tính dựa vào máy chuẩn bằng chế độ cắt
thử công suất.
Ta có N
c
=
81,9.102.60
.VP
z

Với P
z
: lực cắt ở chế độ thử công suất .P
z
= 4935 (N)
V: Tốc độ cắt V =
)/(88
1000
400.70.14,3
1000
..
phm

nd
==
π
⇒
N
c
=
81.9.102.60
88.4935
= 7,28(kw)
a. Xác đònh công suất chạy dao.
Tính theo lực chạy dao:
N
s
=
81,9..10.612
.
4
s
VsQ
η
s
η
: Hiệu suất chung của cơ cấu chạy dao, thường rất thấp
s
η
2,015,0
−≤
, chọn
s

η
= 0,15.
Q = 4037(N), V
s
= n.s = 400.0,39 = 156 (v/ph)
⇒
N
s
=
81,9.15,0.10.612
156.4037
4
= 0,07 (kw)
⇒
Như vậy công suất động cơ N
đc
= N
v
+N
s
= 9,1 +0,07 = 9,17 (kw)
Theo tiêu chuẩn ta chọn động cơ có công suất N
đc
= 10 (kw).
SVTH: Cao Văn Phong Lớp 98C1C Trang:
Âäư ạn täút nghiãûp
III. Lập bảng tính động lực học.
Ta có: N
i
= N

đc
+
i
η
Với
i
η
: Hiệu suất truyền động từ động cơ đến trục i :
đibroli
ηηηη
..
=

ol
η
: Hiệu suất 1 cặp ở lăn
99,0
=
ol
η

br
η
: Hiệu suất một bộ truyền bánh răng
97,0
=
br
η
d
η

: Hiệu suất một bộ đai
96,0
=
d
η

1. Trục I.
n
max
= n
min
= 800(v/ph)
N
tI
=N
đc
.
đ
η
= 10 .0,99 = 9,9 (kw)
N
t
= n
min
.
4
min
max
n
n

= 800(v/ph)
d
sb
= 120 .
3
3
800
9,9
.120
=
t
tI
N
N
= 29,7(mm)
Mô men xoắn trên trục I
).(114600
800
6,9
.10.55,9.10.55,9
66
mmN
n
N
M
tI
tI
I
===
α

2. Trục II.
n
min
= n
I
min
.i
min I-II
=
)/(1000
40
50
.800 phv
=
n
max
= n
I
max
.i
maxI-II
= 800.
)/(1257
35
55
phv
=
N
II
= N

I
.
)(2,997,0.99,0.6,9. kw
brol
==
ηη
n
II
tính
= 1000.
4
1000
1257
= 1058(v/ph)
d
sb
= 120.
3
1058
2,9
.120
=
t
II
n
N
= 26,7(mm)
).(83043
1058
2,9

.10.55,9
6
mmNM
II
==
α
3. Trục III.
n
min
= 402 (v/ph)
SVTH: Cao Văn Phong Lớp 98C1C Trang:
Âäö aïn täút nghiãûp
n
max
= 1257 (v/ph)
n
t
= 402 .
4
400
1257
= 535 (v/ph)
N
III
= N
II
.
)(84,897,0.99,0.2,9. kw
brol
==

ηη
d
sb
= 120 .
3
535
84,8
= 33,1(mm)
M
III
α
= 9,55.10
6
.
535
84,8
= 157798(N.mm)
4. Truïc IV.
n
min
= 100,5 (v/ph)
n
max
= 1257(v/ph)
n
t
= 100,5 .
4
5,100
1257

= 189(v/ph)
N
IV
= N
III
. η
ol
.η
br
= 8,84.0,99.0,97 8,49(kw)
d
sb
= 120.
3
189
49,8
=46,2(mm)
M
IV
α
=9,55.10
6
.
189
49,8
= 428486(N.mm)
5. Truïc V.
n
min
= 25 (v/ph)

n
max
= 1257(v/ph)
n
t
= 25 .
)/(5,66
25
1257
4
phv
=
N
V
= N
IV
. η
ol
.η
br
= 8,49.0,99.0,97 = 8,2 (kw)
d
sb
= 120.
3
5,66
2,8
= 64,5(mm)
).(1177593
5,66

2,8
.10.55,9
6
mmNM
V
==
α
6.Truïc VI. (Truïc chính)
n
min
= 12,5 (v/ph)
n
max
= 2000(v/ph)
n
t
= 12,5 .
4
5,12
2000
= 44,445 (v/ph)
N
VI
= N
v
.η
o l
.η
br
= 8,2.0,99.0,97 =7,87 (kw)

SVTH: Cao Văn Phong Lớp 98C1C Trang:
Âäö aïn täút nghiãûp
d
sb
= 120.
3
45,44
87,7
= 73,1 (mm)
M
VI
α
= 9,55.10
6.
45,44
87,7
= 1690845 (N.mm)
7. Truïc VII.
n
min
= 12,5 (v/ph)
n
max
= 2000 (v/ph)
n
t
= 12,5 .
4
5,12
2000

= 44,45 (v/ph)
N
VII
=
s
N
.η
2
ol .
η
2
br
=
2
99,0.07,0
.0,97
2
= 0,065(kw)
d
sb
= 120 .
)(4,34
45,44
065,0
3
mm
=
.
).(128908
45,44

065,0
.10.55,9
6
mmNM
VII
==
α
8. Truïc VIII.
n
min
= 6,25 (v/ph)
n
max
= 2000(v/ph)
n
t
= 6,25 .
)/(4,26
25,6
2000
4
phv
=
N
VIII
= 0,07. η
2
ol
. η
2

br
= 0,07 .0,99
2
.0,97
2
=0,065 (kw)
d
sb
= 120.
3
4,26
065,0
= 16,6 (mm)
).(253291
4,26
065,0
.10.55,9
6
mmNM
VIII
==
α
9. Truïc IX.
n
min
= 4,06 (v/ph)
n
max
= 1680(v/ph)
n

t
= 4,06
)/(3,18
06,4
1608
4
phv
=
N
IX
= 0,07 . 0,99
2
.0,97
2
= 0,065(kw)
d
sb
= 120.
3
3,18
065,0
= 39,84(mm)
).(253219
3,18
065,0
.10.55,9
6
mmNM
IX
==

α
10. Truïc X.
SVTH: Cao Văn Phong Lớp 98C1C Trang:
Âäö aïn täút nghiãûp
n
min
= 4,06 (v/ph)
n
max
= 1680(v/ph)
n
t
= 4,06 .
)/(3,18
06,4
1680
4
phv
=
N
X
= 0,78 .0,96
2
.0,97
2
=1,67 (kw)
d
sb
= 120.
)(7,18

3,18
065,0
3
mm
=
).(36530
3,18
065,0
.10.55,9
6
mmNM
x
==
α
11. Truïc XI.
n
min
= 3,4 (v/ph)
n
max
= 1680(v/ph)
n
t
= 3,4.
)/(03,16
4,3
1680
4
phv
=

N
XI
= 0,07 .0,99
2
.0,97
2
= 0,065(kw)
d
sb
= 120.
)(6,19
3,18
065,0
3
mm
=
).(41703
3,18
065,0
.10.55,9
6
mmNM
XI
==
α
12. Truïc XII .
n
min
= 3,4 (v/ph)
n

max
= 1680(v/ph)
n
t
= 3,4.
)/(03,16
4,3
1680
4
phv
=
N
XII
= 0,07 .0,99 .0,97 = 0,067 (kw)
d
sb
= 120.
)(6,19
3,18
067,0
3
mm
=
).(41703
3,18
067,0
.10.55,9
6
mmNM
XII

==
α
13. Truïc XIII.
n
min
= 1,36(v/ph)
n
max
= 1600(v/ph)
n
t
= 1,36.
)/(96,7
36,1
1600
4
phv
=
N
XIII
= 0,07 .0,99.0,97 = 0,067 (kw)
SVTH: Cao Văn Phong Lớp 98C1C Trang:
Âäö aïn täút nghiãûp
d
sb
= 120.
)(6,19
1,16
067,0
3

mm
=
).(83982
1,16
067,0
.0.55,9
6
mmNaM
XIII
==
α
14. Truïc XIV.
n
min
= 0,42 (v/ph)
n
max
= 1680(v/ph)
n
t
= 3,34(v/ph)
N
IVX
= 0,067(kw)
d
sb
= 120.
)(08,33
3,18
067,0

mm
=
).(200149
3,18
067,0
.10.55,9
6
mmNM
IVX
==
α
15. Truïc XV.
n
min
= 0,21(v/ph)
n
max
= 840(v/ph)
n
t
= 1,67 (v/ph)
N
XV
= 0,067(kw)
d
sb
= 41,6(mm)
x
M
= 400299(N.mm)

16. Truïc XVI.
n
min
=0,21 (v/ph)
n
max
= 840(v/ph)
n
t
=1,67(v/ph)
N = 0,067(kw)
x
M
=40099(N.mm)
17. Truïc XVII.
n
min
= 0,21(v/ph)
n
max
= 1680(v/ph)
n
t
= 1,67(v/ph)
N
XVII
=0,067(kw)
d
sb
= 33,08(mm)

X
M
=200149 (N.mm)
SVTH: Cao Văn Phong Lớp 98C1C Trang:
Âäư ạn täút nghiãûp
Trục n
t
(v/ph) N
trục
(kw) M
x
(N.mm) d
sb
(mm) d
chọn
(mm)
I 800 9,9 114600 29,7 30
II 1058 9,2 83043 26,7 30
III 535 8,84 157798 33,1 35
IV 189 8,49 428468 46,2 50
V 66,5 8,2 1177593 64,5 65
VI 44,45 7,87 1690854 73,1 80
VII 44,45 0,065 128908 13,5 15
VIII 26,4 0,065 253219 16,6 20
IX 18,3 0,065 36530 18,7 20
X 18,3 0,065 36530 18,7 20
XI 16,03 0,065 41703 19,6 20
XII 16,03 0,065 41703 19,6 20
XIII 7,96 0,067 83982 24,7 25
XIV 3,34 0,067 200149 33,08 35

XV 1,67 0,067 400299 41,6 45
XVI 1,67 0,067 400299 41,6 45
XVII 1,67 0,067 200149 33,08 35
B. TÍNH TOÁN SỨC BỀN CÁC CƠ CẤU TRUYỀN ĐỘNG CHÍNH.
I. Thiết kế bộ truyền đai.
1. Chọn loại đai:
Để tăng diện tích tiếp xúc giữa bánh đai và đai nhằm đảm bảo tỷ số truyền
(không bò trượt) ta chọn đai loại A có các kích thước sau:
a
o
= 27(mm) ; h =19 (mm)
a = 32 (mm); h
o
= 6,9(mm)
F = 479(mm
2
)
(Bảng 9-11[III]
2. Đònh đường kính bành đai.
SVTH: Cao Văn Phong Lớp 98C1C Trang:
a
0
ϕ
h
a
h
0