Thiết kế qui trình công nghệ máy ép dầu trẩu động cơ 7,5 kw, số vòng quay trục chính 3035 vgph theo mẫu của nhật bản

Đồ án tốt nghiệp

Ngô Thế Toản - Lớp CTM - K38

Mục lục
Lời nói đầu..........................................................................................................2
Phần1...................................................................................................................2
Nguyên lý làm việc của máy ép dầu thực vật...................................................2
Phần 2..................................................................................................................3
Tính toán và thiết kế bộ truyền máy ép dầu thực vật.....................................3
I. Phân phối tỷ số truyền:....................................................................................3
II. Thiết kế bộ truyền đai:...................................................................................4
III. Thiết kế bộ truyền trục vít - bánh vít:...........................................................8
IV. Kiểm nghiệm sức bền trục vít:....................................................................12
V. Chọn then và kiểm nghiệm sức bền then:....................................................15
VI. Chọn ổ cho trục vít:....................................................................................16
Phần 3................................................................................................................20
Thiết kế qui trình công nghệ gia công vỏ hộp giảm tốc................................20
I. Phân tích chức năng điều kiện làm việc:......................................................20
II. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu:......................................................20
III. Xác định dạng sản xuất:.............................................................................21
IV. Phơng pháp chế tạo phôi:............................................................................22
V. Tính lợng d gia công:...................................................................................22
VI. Lập qui trình công nghệ gia công vỏ hộp:.................................................26
VII. Thiết kế nguyên công gia công vỏ hộp:....................................................27
Phần 4................................................................................................................63
Tính và thiết kế đồ gá gia công.......................................................................63
I. Đồ gá khoan lỗ bu lông lắp ổ trục bánh vít 8,5.........................................63
II. Đồ gá phay mặt đầu lỗ thăm dầu:................................................................68
Phụ Lục.............................................................................................................74
Tài liệu tham khảo............................................................................................74

1


Đồ án tốt nghiệp

Ngô Thế Toản - Lớp CTM - K38

Lời nói đầu
Đất nớc ta đang trong quá trình công nghiệp hoá và hiện đại hoá, trong đó
ngành công nghiệp cơ khí chế tạo máy đóng một vai trò hết sức quan trọng.
Ngành công nghiệp cơ khí chế tạo máy đã sản xuất nhiều loại máy móc phục vụ
các ngành kinh tế khác, đặc biệt là ngành nông nghiệp và công nghiệp nhẹ.
Máy ép dầu thực vật là loại máy rất phổ biến ở nớc ta bởi với tính năng
nhỏ gọn, có thể trang bị cho các cơ sở sản xuất vừa và nhỏ, dễ điều khiển và
sửa chữa, giá thành không cao bởi các chi tiết của máy đều đợc sản xuất trong
nớc. Máy còn có thể điều chỉnh để sản xuất nhiều loại nguyên liệu khác nhau:
ép dầu trẩu, dầu lạc . . . Do vậy việc tái sản xuất và cải tiến máy ép dầu thực
vật là công việc cần đợc chú ý, phát triển.
Muốn chế tạo đợc một máy ép dầu thực vật đảm bảo chất lợng, kích thớc
phù hợp với qui mô sản xuất, nâng cao năng suất lao động, giảm thiểu sức lao
động của ngời công nhân, đặc biệt là phải giảm giá thành của máy. Ngời cán
bộ kỹ thuật phải đi sát với thực tế sản xuất, tìm ra những u nhợc điểm của máy
đã có để đa ra một phơng án công nghệ phù hợp và tiên tiến nhất.
Thời gian làm đồ án tốt nghiệp em đợc giao đề tài "Thiết kế qui trình
công nghệ máy ép dầu trẩu động cơ 7,5 Kw, số vòng quay trục chính 30 ữ 35
vg/ph theo mẫu của Nhật Bản".
Trong thời gian làm đồ án em luôn đợc sự quan tâm chỉ bảo của thầy Đinh
Đắc Hiến cùng tập thể thầy cô trờng Đại học Bách khoa và qua thực tế sản xuất
em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ chế tạo máy.

Tuy vậy, trong quá trình làm đồ án em vẫn còn những sai sót và bất hợp lí
trong thuyết minh cũng nh trong sơ đồ nguyên công do còn thiếu kinh nghiệm
và trình độ thiết kế còn hạn chế.
Em kính mong đợc sự chỉ bảo, giúp đỡ và hớng dẫn của thầy Đinh Đắc
Hiến cùng các thầy cô trong hội đồng thi để em đợc hoàn thành đồ án tốt
nghiệp, khắc phục đợc những sai sót của ngời kỹ thuật viên sau khi ra trờng.
Em xin chân thành cám ơn !
Hà Nội 8/2003
Sinh viên thiết kế
Ngô Thế Toản

Phần1
Nguyên lý làm việc của máy ép dầu thực vật
Máy ép dầu thực vật hoạt động dựa vào nguyên lý ăn khớp của vít me - đai
ốc: Khi vít me quay thì đai ốc chuyển động tịnh tiến.
Nguyên liệu là những hạt trẩu hoặc hạt lạc (đã đuợc bóc vỏ)... đuợc đa vào
máy qua phễu chứa liệu.Vít me chuyển động quay nhờ động cơ dẫn động 7,5
KW-1450 Vg/ph qua bộ truyền trục vít bánh vít. Nguyên liệu đựoc đa vào
2


Đồ án tốt nghiệp

Ngô Thế Toản - Lớp CTM - K38

buồng ép , nguyên liệu lấp đầy các đờng xoắn vít nên nó đóng vai trò nh một
đai ốc. Khi nguyên liệu đợc đa vào buồng ép do trục vít me có độ côn và trong
buồng ép có những thanh dao chém làm cho nguyên liệu bị nghiền nát, cuối
cùng cho ta nguyên liệu dới hai dạng:

* Dạng lỏng: Tinh dầu đợc ép ra và chảy xuống máng hứng dầu, qua bộ lọc
thô, lọc tinh ta đợc tinh dầu.

* Dạng bã: Đợc đẩy ra ngoài qua khe hở của bạc côn.
Máy ép dầu thực vật có kết cấu tơng đối đơn giản, độ cứng vững cao, bộ nguồn
làm việc êm, cho năng suất cao.
Ngoài ra máy có hệ thống tay quay nối với trục chính của máy (phòng khi quá
trình hoạt động bị trục trặc ta quay vô lăng theo chiều ngợc lại để lấy liệu).

Phần 2
Tính toán và thiết kế bộ truyền máy ép dầu thực vật.
Động cơ công suất : 7,5 KW - 1450 Vg/ph.
Tốc độ trục chính : 31 Vg/ph.
I. Phân phối tỷ số truyền:
Tỷ số truyền chung của máy:
n
1450
U = d /c =
= 46,77
nt / c
31
U = Uh . Uđ
+ Uh: Tỷ số truyền của hộp giảm tốc.
+ Uđ: Tỷ số truyền của bộ truyền đai.
Để đảm bảo kích thớc hộp giảm tốc nhỏ gọn, theo kinh nghiệm ta thiết kế với tỷ
số truyền của hộp : Uh = 20.
Uđ = 46,77 / 20 = 2,338 2,34.
3

Đồ án tốt nghiệp

Ngô Thế Toản - Lớp CTM - K38

II. Thiết kế bộ truyền đai:
Để đảm bảo truyền động chính xác , tăng khả năng kéo ta dùng đai thang.
+ Các số liệu ban đầu:
Nđc = 7,5 KW ; nđc = n1 = 1450 Vg/ph (trục dẫn).

n2 =

1450

=

1450

= 619,958 620 Vg/ph (bị dẫn).

Ud
2,34
+ Bộ truyền làm việc một ca:
1. Chọn loại đai: Giả thiết vận tốc đai V > 5 m/s ta chọn loại đai có
kích thớc: b h = 17 10,5 (mm).
2. Đờng kính bánh đai nhỏ:
Tra bảng 4.21[9] ta chọn theo kích thớc tiêu
chuẩn: D1 =140 (mm).
Kiểm nghiệm vận tốc đai:
.d 1.n1 .1450.140
(m/s).

V =

60.100

=

60.100

= 10,62

V < Vmax = 3035 (m/s) Đảm bảo yêu cầu.
3. Tính đờng kính D2 của bánh đai lớn:
D2 = D1 . Uđ (1- ) = D1 . 2,34 (1- 0,02 ) = 321 (mm).
Trong đó: D1 = 140 (mm).
= 0,02 - hệ số trợt giữa đai và bánh đai.
Lấy theo tiêu chuẩn: D2 = 315 (mm).
+ Số vòng quay thực của trục bị dẫn:
140
D1
n2 = (1- ) . nđc . D
= (1- 0,02) . 1450 .
= 631,56.
315
2
+ Tỷ số truyền của bộ truyền đai:
Uđt =

n1 = 1450 = 2,296 2,3
.
n2 631,56

( Sai lệch của U nằm trong phạm vi cho phép <4% )
4. Sơ bộ chọn khoảng cách trục a:

a D2 = 320 (mm).
5. Tính sơ bộ chiều dài đai theo khoảng cách trục a:
L = 2a + ( D1 + D 2) + ( D 2 D1)
2

2

4a

4


Đồ án tốt nghiệp

Ngô Thế Toản - Lớp CTM - K38

(
3,14
315 140 ) 2
= 2.320 +
(140 + 315) +
= 1378,28(mm) .
2
4.320
Kiểm nghiệm số vòng quay của đai trong 1giây:

i=V

L

=

10,62
= 7,64 .
1,39

i < i max = 10 Thoả mãn.
Chiều dài đai (L) lấy theo tiêu chuẩn:
L0 = 1400 (mm).
Lđ = L0 + 33 = 1400 + 33 = 1433 (mm).
Trong đó:
L0 : Chiều dài đai trong - Chiều dài danh nghĩa.
Lđ : Chiều dài đai qua lớp trung hoà - Chiều dài tính toán.
6. Xác định khoảng cách trục a theo chiều dài L tiêu chuẩn:

a= +

2 82
4
= L0 0,5. .( d1 + d 2 ) .
= 1400 0,5.3,14.(140 + 315) = 685,65.
=

d 2 d1 315 140
=
= 87,5.

2
2

685,65 + 685,652 8.87,52
a=
= 331,97 332( mm ). .
4

Thoả mãn điều kiện.
h + 0,55 ( D2 + D1 ) a 2 ( D2 + D1 ).
10,5 + 0,55 ( 315 + 140 ) a 2 (315 + 140 ). Thoả mãn.
* Khoảng cách a nhỏ nhất để mắc đai:
amin = a - 0,015 Lđ = 332 - 0,015.1433 = 310,5 (mm).
* Khoảng cách a lớn nhất để tạo lực căng:
amax = a + 0,03 Lđ = 332 + 0,03.1433 = 374,99 (mm).
7. Tính góc ôm 1 và 2:
1 = 180

D 2 D1

a

57 = 180

315 140
57 = 149,95 >120.
332

5

Đồ án tốt nghiệp

2 = 180 +

Ngô Thế Toản - Lớp CTM - K38

D 2 D1

a

57 = 180 +

315 140
57 = 210,05.
332

Thoả mãn.
8. Xác định số đai (Z) cần thiết:
Ta có:
Z

P1.K d
[ P0 ].C .C.Cu .Cz

Theo bảng 4.7 ta có: Kđ = 1,25.
Theo bảng 4.15 ta có: C = 0,92.
Theo bảng 4.16 ta có: Cl = 0,95.
Theo bảng 4.17 ta có: Cu = 1,135.
Theo bảng 4.18 ta có: Cz = 0,9.

Theo bảng 4.19 ta có: [ P0 ] = 2,2 .
Z

7,5.1,25
= 4,77 .
2,2.0,92.0,95.1,135.0,9

Ta chọn Z = 5.
9. Xác định các kích thớc chủ yếu của bộ truyền:
* Chiều rộng đai (B):
B = (Z-1) + 2.e = (5-1).19 + 2.12,5 = 101 (mm).
* Đờng kính ngoài của đai:
Da1 = D1 + 2ho = 140 + 2.4,2 = 148,4 (mm).
Dn2 = D2 + 2ho = 315 + 2.4,2 = 323,4 (mm).
10.Tính lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục:
* Lực căng ban đầu:
Theo (4-19 [9]):
F0 =

780.P1.K d
+ FV ..
V .C .Z

Tra bảng 4.22 ta có: qm = 0,178.
Fv = qm.V = 0,178.10,62 20 (N).
F0 =

780.7,5.1,25
150( N ).
10,62.0,92.5

* Lực tác dụng lên trục:

Fr = 2 F0 .Z .Sin 1 = 2.150.5.0,96 = 1440( N ). .
2

6


Đồ án tốt nghiệp

Ngô Thế Toản - Lớp CTM - K38

Các thông số bộ truyền đai:
+ Tiết diện đai (đai thang thờng ).
+ Đờng kính bánh đai nhỏ d1 = 140 (mm).
+ Đờng kính bánh đai lớn d2 = 315 (mm).
+ Vận tốc đai: V = 10,62 (m/s ).
+ Tỷ số truyền thực tế: Ut = 2,3.
+ Sai lệch tỷ số truyền: U = 1,7% < (4%).
+ Chiều dài đai tính toán: 1378 (mm).
+ Chiều dài đai tiêu chuẩn: 1400 (mm).
+ Số vòng chạy của đai: i = 7,64.
+ Khoảng cách trục : a = 332 (mm).
+ Góc ôm trên bánh đai nhỏ: 1 = 149,95 >120.
+ Số đai cần thiết: Z = 4,77.
+ Số đai chọn:
Z = 5.
+ Chiều rộng bánh đai: B = 101 (mm).
+ Lực căng ban đầu: Fo = 150 (N).

+ Lực tác dụng lên trục: Fr = 1440 (N).

Kết cấu bánh đai: (Hình H1).

7
H1: Kết cấu bánh đai


Đồ án tốt nghiệp

Ngô Thế Toản - Lớp CTM - K38

III. Thiết kế bộ truyền trục vít - bánh vít:
* Các số liệu ban đầu:

n1 = 620 (V/ph). ( Trục vít - trục dẫn ).
n2 = 31 (V/ph). ( Bánh vít - bánh bị dẫn ).
* Tỷ số truyền (i):
n
620
i= 1 =
= 20.
n2
31
* Công suất trên trục vít:
N1 = Nđc .đ =7,5.0,95 = 7,125 (KW).
Bộ truyền làm việc 5 năm, mỗi năm 300 ngày, 1ca.
Sai số vận tốc vòng của trục chính không quá 3%.
1) Chọn vật liệu:
Giả sử vận tốc trợt Vt khoảng (2 ữ 5) m/s.

+ Ta chọn vật liệu bánh vít là đồng thanh - nhôm - sắt:
p 9-4 đúc trong khuôn cát.
+ Vật liệu trục vít là thép 45, tôi bề mặt có độ cứng 45 ữ 50 HRC.
2) Định ứng suất cho phép của răng bánh vít:
Theo bảng 4-4(CTM 1-Nguyễn trọng Hiệp).

[ btx ] = 250 N / mm 2 .
[ bu ] = 115 N / mm 2 .
+ Vì bộ truyền làm việc trong điều kiện che kín, đủ dầu bôi trơn nên dạng hỏng
chính là do mòn. Ta tính toán thiét ké theo sức bền tiếp xúc.
+ Số chu kỳ làm việc của bánh vít:
N = 60.n.T = 60.31.5.300.8 = 2,232.107 .
+ Hệ số chu kỳ ứng suất:
K w

=8

10 7
10 7
=8
= 0,9.
N
2,232.10 7

K w

=8

10 6
10 6

=8
= 0,68.
N
2,232.10 7

Do đó:

8


Đồ án tốt nghiệp

Ngô Thế Toản - Lớp CTM - K38

[ ] tx = 250.0,9 = 225( N / mm 2 ).
[ ] u = 115.0,68 = 78,2( N / mm 2 ).
3) Chọn số mối ren trục vít:
+ Số mối ren trục vít: Z1 = 2.
+ Số răng bánh vít: Z2 = i. Z1 = 20. 2 = 40.
4) Sơ bộ chọn trị số hiệu suất, hệ số tải trọng và tính công suất
bánh vít:
Chọn = 0,8 (Chọn theo Z = 2)
* Công suất trên bánh vít:
N2 = N1. = 7,125.0,8 = 5,7.
* Sơ bộ chọn hệ số tải trọng:
K = 1,1 ( Giả sử V2 < 3 m/s ).
5) Định mô đun (m) và q theo sức bền tiếp xúc:
1,45.10 6
3
m. q

Z 2 .[ ] tx

2

K .N 2
1,45.10 6
.
=

n
2

40.225

2

1,1.5,7
.
= 14,58.

31


m.3 q 14,58.
+ Chọn q = 10. Đảm bảo q (0,25 ữ 0,3) Z2.
+ Chọn m = 7. (Bảng 7-3 . [9])
6) Kiểm nghiệm vận tốc trợt, hiệu suất và hệ số tải trọng:
* Vận tốc trợt: Vt.
m.n1
7.620

Vt =
. z1 2 + q 2 =
. 2 2 + 10 2 = 2.2( m / s ).
i.1000
20.1000
* Các hệ số:
+ Căn cứ vào Z1, q chọn: = 123144.
+ Căn cứ vào vật liệu trục vít, bánh vít tra bảng:
Hệ số ma sát f = 0,038.
Góc ma sát

= 230.

* Hiệu suất :
tg
tg12,53
= ( 0,96 ữ 0,98).
= 0,96.
= 0,81 .
tg ( + )
tg 12,53 + 2,18

(

( Góc = arctg f = 2,18)
= 0,81 đạt yêu cầu.
* Vận tốc vòng của bánh vít:
9

)

Đồ án tốt nghiệp

V2 =

Ngô Thế Toản - Lớp CTM - K38

.d 2 .n 2 .m.Z 2 .n 2 3,14.7.40.31
=
=
= 0,45( m / s ) < 3( m / s ).
60.1000
60.1000
60.1000

+ Vì tải trọng không đổi và giả thiết V2 < 3 (m/s) do đó:
K = Ktt . Kđ = 1.1,1 = 1,1 (Phù hợp).
+ Vì V2 < 2 (m/s) nên có thể chế tạo bộ truyền với cấp chính xác 8.
7) Kiểm nghiệm ứng suất uốn của bánh vít:
Số răng tơng đơng của bánh vít:
Z2
40
Ztđ =
=
= 43,01 43.
3
3
o
Cos Cos 12 31'44"

Hệ số dạng răng: y = 0,476.
u =
=

15.10 6.K .N 2
m 3 .Z 2 . y.q.n 2

[ u ].

15.10 6.1,1.5,7
7 3.40.0,476.10.31

(

)

= 46,46 < 78,2 N / mm 2 .

Đảm bảo sức bền uốn.
8) Xác định các thông số chủ yếu của bộ truyền:
+ Mô đun : m = 7 (mm).
+ Số mối ren trục vít: Z1 = 2.
+ Số răng bánh vít: Z2 = 40.
+ Hệ số đờng kính : q =10.
dc
q = 1 dc1 = q.m = 7.10 = 70(mm).
m
+ Đờng kính vòng chia trục vít: dc1 = 70( mm).
+ Góc ăn khớp: = 20.
+ Góc nâng: = 123144.

+ Khoảng cách trục : a = 0,5.m.(q + Z2) = 0,5.7.(10+40) = 175 (mm).
* Vì không yêu cầu lấy a theo tiêu chuẩn nên ta dùng bánh răng không dịch
chỉnh.
* Đờng kính vòng đỉnh (Da1):
Da1 = dc1 + 2.fo.m = 70 + 2.1.7 = 84(mm).
* Đờng kính vòng đáy (Di1):
Di1 = m.(q - 2,4) = 7.(10 - 2,4) = 53,2 (mm).
* trục vít hớng xoắn phải.
+ Bớc ren t:
10


Đồ án tốt nghiệp

Ngô Thế Toản - Lớp CTM - K38

t = .m = 3,14.7 =21,98 (mm).
+ Chiều dài phần có ren L:
L (11 + 0,06.Z2).m = (11 + 0,06.40 ).7 = 93,8 (mm).
Lấy L = 150 (mm).
* Đờng kính vòng chia (vòng lăn) của bánh vít:
dc2 = d2 = Z2.m = 40.7 = 280 (mm).
+ Đờng kính vòng đỉnh (trong mặt cắt chính) của bánh vít:
Da2 = m.(Z2 + 2) = 7.(40 + 2) = 294 (mm).
+ Chiều rộng bánh vít:
B 0,75. Da1 = 0,75.84 = 63 (mm).
Lấy B = 60 (mm).
9) Tính lực tác dụng:
* Lực vòng P1 trên trục vít bằng lực dọc trục Pa2 trên bánh vít:
2M 1

P1 = Pa 2 =
dc1

6


9
,
55
.
10
.N 1
M1 =
( N / mm)


n1



2.9,55.10 6.7,125
P1 = Pa 2 =
= 3136( N ).
70.620
N 1 : Công suất trên trục vít (KW).
n1 : Số vòng quay (V/ph).
* Lực vòng P2 trên bánh vít bằng lực dọc trục Pa1 trên trục vít:
2.M 2 2, M 1 ..i 2.9,55.10 6.7,125.0,81.20
P2 = Pa1 =
=

=
= 12699 (N).
dc 2
dc 2
280.620
* Lực hớng tâm trên trục vít bằng lực hớng tâm trên bánh vít:
Pr1 = Pr2 = P2.tg . = 12699.tg 20 o = 4622( N ).

11


§å ¸n tèt nghiÖp

Ng« ThÕ To¶n - Líp CTM - K38

10) KÕt cÊu trôc vÝt - b¸nh vÝt:(H2).

Xo¾n ph¶i

Pr2
P a2
P2

B ¸nh vÝt

P a1

P1

H2: KÕt cÊu trôc vÝt - b¸nh vÝt.

(Lùc t¸c dông lªn bé truyÒn trôc vÝt – b¸nh vÝt)
IV. KiÓm nghiÖm søc bÒn trôc vÝt: P r 1
1) C¸c th«ng sè vÒ trôc vÝt:
+ VËt liÖu: ThÐp 45.
Trôc vÝt
+ T«i bÒ mÆt: 45 ÷ 50 HRC.
+ §êng kÝnh vßng chia cña ren: dc = 70 (mm).
2) C¸c lùc t¸c dông lªn trôc vÝt:
+ Lùc vßng P.
12


Đồ án tốt nghiệp

Ngô Thế Toản - Lớp CTM - K38

+ Lực dọc trục P1.
+ Lực hớng tâm Pr.: Bánh vít tác dụng lên.
P = 3136 (N); Pa1 = 12699 (N); Pr = 4622 9N).
+ Lực R do tác động của bánh đai:
R = 1440 (N).
+ Mô men xoắn trên trục: T = 49396(Nmm).
(T - Mô men xoắn do động cơ tạo ra)
3) Tính phản lực tại các gối đỡ ổ - vẽ biểu đồ mô men:
* Dùng toạ độ XYOZ ta lần lợt xét các mặt phẳng khác nhau:
+ Trong mặt phẳng đứng YOZ: Lấy mô men đối với điểm B, mô men
này phải bằng 0.
mBy = R.109,5 + Fr.119,5 R AY .2.119,5 = 0 (1)
Từ (1) ta rút ra R AY :
R AY =

R.109,5 + Fr.119,5 1440.109,5 + 4622.119,5
=
= 2970( N ).
239
239

Mặt khác:
R AY + R BY + R = Fr

(2)

Từ (2) ta rút ra R BY :
R BY = Fr R R AY = 4622 1440 2970 = 212.
* Trong mặt phẳng XOZ:
m. Ax = 119,5.P 2.119,5.R BX = 0 (3)
Từ (3) ta rút ra R BX :
R BX =

119,5.P P 3136
= =
= 1568( N ).
2.119,5 2
2

R AX = P R BX = 3136 1568 = 1568( N ).
4) Kiểm nghiệm hệ số an toàn về mỏi của trục vít:
* Tại tiết diện nguy hiểm: Chụi tải trọng lớn và tập trung ứng suất.
+ Tiết diện I-I: Là tiết diện nguy hiểm nhất.
Hệ số an toàn (S) tính theo công thức:

S .S
S=
[S]
(4)
2
2
S + S
+ S là hệ số an toàn chỉ xét ứng suất uốn.

13


Đồ án tốt nghiệp

S =

Ngô Thế Toản - Lớp CTM - K38

1
K
. a . . m
.

(5)

+ S Hệ số an toàn chỉ xét ứng suất xoắn.
S =

1
K

. a . . m
.

(6)

* Trong đó:
+ 1 và 1 : Giới hạn mỏiuốn và xoắn trong chu trình đối xứng của mẫu
nhẵn đờng kính 7ữ10 mm.
Lấy gần đúng theo công thức:

1 = 0,45. b = 0,45.750 = 337,5( N / mm 2 ).
1 = 0,25. b = 0,25.750 = 187,5( N / mm 2 ).
+ a và a : Biên độ ứng suất uốn và xoắn trong tiết diện trục.
+ m và m : ứng suát uốn và xoắn trung bình.
+ ứng suất uốn đợc coi nh thay đổi theo chu trình đối xứng (bỏ qua ứng suất
kéo, nén do lực dọc trục gây ra).
M
m = 0 ; u = max = .
W
Với M: Mô men uốn toàn phần.
M = M x2 + M y2 = 207572 2 + 764618 2 = 792292( Nmm).
+ W: Mô men cản uốn.

.d 3 3,14.70 3
=
= 33657( Nmm).
32
32
M 792292
u =

=
= 23,54 MPa.
W
33657
ứng suất xoắn coi nh thay đổi theo chu kỳ mạch độmg.
(Trục quay 1 chiều)
T
m = a = 0,5 max = 0,5.
.
Wo
W=

Với Wo : Mô men xoắn.

.d 3 3,14.70 3
Wo =
=
= 67314( Nmm).
16
16

14


Đồ án tốt nghiệp

m = a = 0,5.

Ngô Thế Toản - Lớp CTM - K38

49396
= 0,37 MPa .
67314

* Các hệ số:
+ , : Hệ số kể đến ảnh hởng của ứng suất trung bình đến độ bền mỏi - Với
thép C tra bảng:
= 0,1

= 0,05
+ , : Hệ số xét đến ảnh hởng của kích thớc tiết diện trục đến độ bền mỏi.
Tra bảng ta đợc:
= 0,76.

= 0,65.
+ K , K : Hệ số tập trung ứng suất khi uốn và xoắn thực tế. Tra bảng:
K = 2,4.
K = 1,8.
+ Trục vít đợc tăng bền nên:
K = K = 1.
+ Hệ số tăng bền: = 2,4.
* Thay các giá trị của các đại lợng và các hệ số vào công thức (4), (5), (6) ta có:
337,5
S =
= 10,89.
2,4
.23,54
2,4.0,76
S =

S=

187,5
2,4
.0,37 + 0,05.0,37
2,4.0,76
10,89.371
2

10,89 + 371

2

= 371.

= 10,88.

Vậy S = 10,88 > [S] =1,5 ữ 2,5. Trục vít đảm bảo sức bền.
Mặt khác S = 10,88 > 2,5 do đó ta không cần kiểm tra độ cứng.
V. Chọn then và kiểm nghiệm sức bền then:
+ Theo tiêu chuẩn việt nam: TCVN 2261 - 77.
Chọn then có kích thớc:
b = 8 (mm).
h = 7 (mm).
15


Đồ án tốt nghiệp

Ngô Thế Toản - Lớp CTM - K38

t1 = 4 (mm).
t2 = 8 (mm).
* Bán kính góc lợn của rãnh:
+ Nhỏ nhất = 0,25 (mm).
Lớn nhất = 0,4 (mm).
* Chiều dài then: L = 36 (mm).
* Điều kiện bền dập:
2T
[ d ].
d .L.( h t1 )
+ T: Mô men xoắn trên trục.
+ d: Đờng kính lắp then.
+ d : ứng suất dập cho phép d = 150MPa .

d =

d =

2.49396
= 30MPa.
30.36.(7 4)

d = 30MPa < [ d ] = 150 MPa.
* Điều kiện bền cắt:
2T
c =
[ c ].
d .L.b
[ c ] :ứng suất cắt cho phép. [ c ] = 70MPa.

c =

2.49396
= 11,43MPa < [ c ] = 70MPa.
30.36.8

Thoả mãn điều kiện.
VI. Chọn ổ cho trục vít:

A

Pa

B
P SB

P SA
RA

n = 620 (V/ph).
d = 35 (mm).
Pa = 12699 (N).
16

RB


Đồ án tốt nghiệp

Ngô Thế Toản - Lớp CTM - K38

Bộ truyền trục vít - bánh vít làm việc 1 chiều, nhng phòng khi máy bị kẹt phải
quay theo chiều ngợc để thu liệu và sửa chữa do đó ta chọn ổ đũa côn chặn - đỡ
cho cả 2 gối tựa ta tính toán cho ổ B chịu lực lớn hơn.
1. Chọn sơ bộ ổ ký hiệu 7607 có các thông số:
d = 35 (mm);
D = 80 (mm);
B = 33 (mm).
= 11,17;
C = 71,6 (KN);
Co = 61,5 (KN).
2. Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ:
Theo bảng 11-4 (Chi tiết máy1 - Nguyễn Trọng Hiệp).
Với ổ đũa côn : e = 1,5 tg = 1,5 tg11,17 = 0,296.
* Theo 11-7 lực dọc trục do lực hớng tâm sinh ra trên ổ là:
Fs = 0,83e.Fr = 0,83.0,296.1582 = 389( N ).
2
2
( Fr = R B = R BX
+ R BY
= 1568 2 + 212 2 = 1582 N )
Theo bảng 11-5 với sơ đồ bố trí nh ở trên:

Fa > Fs Fa = Pa = 12699( N ).
* Tải trọng tơng đơng:
P = ( X .V .Fr + Y .Fa ).K d .K t
+ Các hệ số:
X,Y đợc xác định theo tỷ số:
Fa
12699

=
= 8,03 > e.
V .Fr 1.1582
Tra bảng:

X = tg.
Y = 1 (ổ côn chặn - đỡ).

+ Hệ số Kđ = 1,3.

Kt = 1 ( t < 100C).

V = 1 (Vòng trong quay).

Tải trọng tơng đơng.
P = (tg11,17.1.1582 + 1.12699).1,3.1 = 16915 (N).
* Số giờ làm việc tơng đơng:
LhE = K hE .Lh
Lh : Số thời gian làm việc của ổ đợc tính:
Lh = 5.300.8.1 = 1200 (giờ).
K hE : Hệ số qui đổi tải trọng về chế độ điển hình.
Tra bảng 10-9 (Chi tiết máy 1 Nguyễn Trong Hiệp):

17


Đồ án tốt nghiệp

Ngô Thế Toản - Lớp CTM - K38

K hE = 0,125.
LhE = 0,125.1200 = 150 (giờ).
L E = 60.10 6.n.LhE = 60,10 6.620.150 = 5,58 (triệu vòng quay).
* Hệ số khả năng tải động:
C tinh = P q L E (KN).
+ Với ổ đũa côn: q = 10/3 do đó:
10

C tinh = 16,915.

3

5,58 = 28,33( KN ). < C bang = 71,6( KN ).

ổ đảm bảo khả năng tải động.
3.Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh: (mục đích phòng quá tải đột ngột).
Po = X o .Fr + Yo .Fa C o .
Tra bảng: X o = 0,5.
Yo = 0,22.Cotg = 0,22.Cotg11,17 o = 1,1.
Po = 0,5.1582 + 1,1.12699 = 14760( N ).
Po = 14,76( KN ) < C o = 61,5( KN ).
ổ đảm bảo khả năng tait tĩnh.
* Kết luận: Chọn ổ côn chặn - đỡ 7607 cho cả 2 gối tựa là phù hợp.

18


§å ¸n tèt nghiÖp

Ng« ThÕ To¶n - Líp CTM - K38

Y

i
P

Pa

Z

A

R

X

Pr

B
MZ

n1(vg/ph)

i
Pa
R bY

R Ay

R Ax

P

A

R

R bY

Pr
Pa

n1(vg/ph)

B

MZ

B
MUY

A
180456(Nmm)
365670(Nmm)
764618(Nmm)

A

B
MUX

207572(Nmm)
49396(Nmm)

A

MZ

19


Đồ án tốt nghiệp

Ngô Thế Toản - Lớp CTM - K38

Phần 3
Thiết kế qui trình công nghệ gia công vỏ hộp
giảm tốc.
I. Phân tích chức năng điều kiện làm việc:
Hộp giảm tốc là bộ phận truyền động trung gian dẫn động từ động cơ đến
trục chính máy(trục vít ép của máy).
Hộp gồm 2 nửa riêng biệt đợc lắp với nhau 1 cách chính xác tạo thành khối
cứng, các bộ phận trong hộp làm việc nhịp nhàng.
* Các bề mặt và kích thớc quan trọng:
1. Các bề mặt lắp ghép giữa 2 nửa:
Kích thớc quan trọng là khoảng cách tâm và góc giữa các lỗ bắt bu lông lắp
ghép:

368 0,1 .

= 22 o 30 .
2. Mặt trụ trong lắp ổ trục vít, độ bóng bề mặt: Rz = 2,5 àm.
+ Độ không đồng tâm giữa 2 lỗ 312 +0,052 và 140 +0,04 0,01(mm).
3. Để trục vít ăn khớp với bánh vít, đờng tâm lỗ lắp ổ trục bánh vít và trục vít
phải vuông góc với nhau. Độ không vuông góc 0,02 (mm).
Mặt khác kích thớc khoảng cách tâm a phải đảm bảo:
a = 171,5 0,04 (mm).
4. Độ vuông góc giữa các đờng tâm lỗ với bề mặt lắp ghép cũng cần đợc đảm
bảo. Độ không vuông góc 0,02 (mm).
5. Bề mặt (A) định vị hộp trên thân máy do đó để đảm bảo truyền động chính
xác, phải đảm bảo độ vuông góc giữa bề mặt (A) và mặt phẳng lắp ghép (B).
6. Hai lỗ ren M24 dùng để bắt thanh giằng thân máy tăng độ cứng vững. Để
lắp ghép đợc, đờng tâm 2 lỗ M24 phải vuông góc với mặt (B), sai lệch 0,2
mm.
7. Hai lỗ 15 dùng để bắt với các chi tiết khác phải đảm bảo kích thớc
khoảng cách tâm 280 0, 2 (mm).
8. Bộ truyền đơc bôi trơn bằng dầu, mức dầu trong hộp phải luôn đảm bảo
ngập chiều cao ren trục vít.
II. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu:
* Kết cấu công nghệ cũng nh yêu cầu kỹ thuật hoàn toàn hợp lý, vật liệu là
gang xám phù hợp với tính kinh tế và công nghệ.(Phù hợp với dạng sản xuất
loạt vừa).
20


Đồ án tốt nghiệp

Ngô Thế Toản - Lớp CTM - K38

* Kết cấu bề mặt cho phép thoát dao dễ dàng khi gia công.

* Các lỗ phần lớn là lỗ thông, rất tiện lợi khi gia công lỗ.
* Trên hộp có duy nhất một mặt phẳng nghiêng (so với đáy) có thể gia công
dễ dàng trên máy phay đứng (quay trục chính đi 1 góc trong mặt phẳng
đứng song song phơng chạy dao), và trên máy khoan cần (quay bàn máy đi 1
góc ).
III. Xác định dạng sản xuất:
1. Sản lợng hàng năm của chi tiết đợc xác định theo công thức:


N = N 1 .m.1 +
.
100
* Trong đó: + N : Số chi tiết sản xuất trong năm.
+ N1 : Số sản phẩm sản xuất trong năm. (N1 = 200).
+ m : Số chi tiết trong 1 sản phẩm (m = 1).
(Ta coi 2 nửa hộp là 2 chi tiết đợc sản xuất riêng biệt)
+ : Số chi tiết đợc chế tạo thêm để dự trữ ( = 5%)
* Nếu tính thêm số phế phẩm thì N đợc tính theo công thức:




N = N 1 .m.1 +
.1 +
.
100 100
+ Với = 3%, ta có:
5
3

N = 200.11 +
.1 +
= 216(ct / n).
100 100
2. Tính trọng lợng của chi tiết:
Q1 = V. (Kg).
Q1 : Trọng lợng chi tiết (Kg).
V : Thể tích chi tiết ( dm 3 ).

(

)

: Trọng lợng riêng gang xám . = 7,3 Kg / dm 3 .
+Để tính đợc thể tích của chi tiết ta tiến hành chia chi tiết ra nhiều phần để
tínhcác Vi sau đó lấy tổng các Vi nh vậy sau khi tính toán ta đợc:
V 5,38(dm 3 ).
Q1 = 5,38.7,3 = 39 (Kg).
Căn cứ vào Q1 và N (tra bảng 2 [1] ) ta đợc dạng sản xuất loạt vừa.

21


Đồ án tốt nghiệp

Ngô Thế Toản - Lớp CTM - K38

IV. Phơng pháp chế tạo phôi:
* Đây là chi tiết dạng hộp, bề mặt phức tạp nên ta chọn phơng pháp chế tạo
phôi là đúc trong khuôn cát với 3 mặt phân khuôn, cách bố trí chi tiết trong

khuôn (xem hình vẽ H5).
* Vật liệu: 15 32.
V. Tính lợng d gia công:
* Tính lợng d gia công khi gia công lỗ 80 +0,05
+ Phôi đúc, gang xám cấp chính xác 3.
+ Chi tiết đợc định vị bằng mặt phẳng chuẩn cùng với 1 chốt trụ ngắn và 1
chốt trám.
+ Qui trình công nghệ gồm 2 bớc: Tiện thô và tiện tinh.
1. Lợng d gia công đợc tính theo công thức:

[

]

2Z min = 2 R Zi 1 + Ti 1 + i21 + i2 .
RZ i 1 : Độ nhám bề mặt gia công do bớc gia công trớc tạo ra.
Ti 1 : Chiều sâu lớp h hỏng bề mặt.

i 1 : Sai lệch về không gian do bớc gia công trớc để lại.
i

: Sai số gá đặt ở bớc đang gia công.
Z min : Lợng d nhỏ nhất của bớc đang tính.
+ Tra bảng 8 [1]: Tổng giá trị R Zi 1 + Ti 1 = 600( àm).
+ Sau bớc công nghệ thứ nhất loại trừ Ti chỉ còn: R Z = 50( àm).
(bảng 10 [1] ).
+ Sai lệch không gian tổng cộng đợc xác định theo công thức:
2
ph = c2 + cm

c : Đại lợng cong vênh của lỗ.
Tính theo cả 2 phơng hớng kính và hớng trục.
c =

( K .d ) 2 + ( K .l ) 2

K : Độ cong giới hạn của phôi trên 1 mm chiều dài.
Tra bảng 13 [1] ta có: K = 1,2.
d, l: Đờng kính và chiều dài lỗ gia công.
22


Đồ án tốt nghiệp

c =

Ngô Thế Toản - Lớp CTM - K38

(1,2.80 ) 2 + (1,2.275) 2

= 344( àm).

+ Đại lợng sai lệch của lỗ cm xác định theo công thức:
2

cm

2

2

2

IT IT
500 200
= B + C =
+
= 269( àm).
2 2
2 2

ITb , ITc : Dung sai kích thớc theo 2 phơng của lỗ.

* Vậy sai lệch không gian tổng cộng:

ph = 344 2 + 269 2 = 436( àm).
2.

Sai lệch không gian còn lại sau khi tiện thô:

1 = 0,05. ph = 0,05.436 = 22( àm).
+ Sai số ghá khi tiện lỗ:

gd = c2 + k2
+ Trong đó: c - sai số chuẩn khi địng vị vào 2 chốt mà 2 chốt có khe hở với
lỗ định vị.
ITmax = ITA + ITB + min .
+ Trong đó:
ITA : Dung sai lỗ định vị, ITA = 16( àm) = 0,016(mm).
ITB : Dung sai đờng kính chốt, ITB = 14( àm) = 0,014(mm).

min : Khe hở nhỏ nhất giữa lỗ và chốt, min = 13( àm) = 0,013(mm).
3. Góc xoay lớn nhất của chi tiết đợc xác định:

tg = max
H
H: Khoảng cách giữa 2 lỗ chuẩn. H = 368(mm).
0,016 + 0,014 + 0,013
tg =
= 0,0001 = 0,007 o .
368
4. Sai số chuẩn trên chiều dài lỗ gia công:
ch = l.tg = 0,028(mm) = 28( àm).
Do đó:
gd = 28 2 + 150 2 = 153( àm).
+ Sai số ghá đặt còn lại ở nguyên công tiện tinh:

gd 2 = 0,05. gd = 0,05.153 = 8( àm).
5.

Lợng d nhỏ nhất xác định theo công thức:
23


§å ¸n tèt nghiÖp

Ng« ThÕ To¶n - Líp CTM - K38

[

]

2Z min = 2 R Zi −1 + Ti −1 + ρ i2−1 + ε i2 .
+ Khi tiÖn th«:

[

]

2 Z min = 2. 600 + 436 2 + 153 2 = 2124( µm).
+ Khi tiÖn tinh:

[

]

2 Z min = 2 50 + 22 2 + 8 2 = 146( µm).

* Dung sai c¸c nguyªn c«ng tra theo b¶ng:
+ Dung sai tiÖn tinh: δ = 50( µm) .
+ Dung sai tiÖn th«: δ = 170( µm).

δ = 400( µm).
+ Dung sai ph«i:
* KÝch thíc tÝnh to¸n:
+ Sau tiÖn tinh: d max = 80,05(mm).
d min = 80,05 − 0,05 = 80( mm).
+ Sau tiÖn th«: d max = 79,86(mm).
d min = 79,86 − 0,17 = 79,69(mm).
+ KÝch thíc ph«i:

d max = 76,83(mm).
d min = 76,83 − 0,4 = 76,43(mm).
* Lîng d gi÷a c¸c nguyªn c«ng:
+ Khi tiÖn tinh:
+ Khi tiÖn th«:

2Z min = 80,05 − 79,86 = 0,19 = 190( µm).
2Z max = 80,00 − 79,69 = 0,31 = 310( µm).
2Z min = 79,86 − 76,83 = 3,03 = 3030( µm).

2Z max = 79,69 − 76,43 = 3,26 = 3260( µm).
* Lîng d tæng céng:
2Z o min = 190 + 3030 = 3220( µm).
2Z o max = 310 + 3260 = 3570( µm).
§©y lµ lîng d tèi u.
B¶ng tÝnh lîng d gia c«ng tiÖn
vµ kÝch thíc giíi h¹n cña lç Φ80+0,05.

24


§å ¸n tèt nghiÖp

Bíc

RZa

Ti

(µm)

(µm)

Ph«i

600

Th«

50

Tinh

20

Ng« ThÕ To¶n - Líp CTM - K38

ρa
(µm)

εb
(µm)

Zmt
(mm)

900
45

dt

(mm)

σ
(µm)

Dmin
(mm)

Dmax
(mm)

76,834

400

76,43

77,23

2Zmin

2Zmax

(µm)

(µm)

153

3,026

79,86

170

79,69

80,03

3030

3260

8

0,192

80,05

50

80

80,10

190

310

25