Thiết kế máy phay ngang vạn năng (có bản vẽ) contact: sp.doga.sp@gmail.com để nhận ưu đãi

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
*****
PHIẾU HỌC TẬP
BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ MÁY CÔNG CỤ
SỐ: 06
I. THÔNG TIN CHUNG
1. Tên lớp:
2. Họ và tên sinh viên:
1.
2.
3.
4.
5.
II. NỘI DUNG HỌC TẬP
1. Chủ đề nghiên cứu: THIẾT KẾ MÁY PHAY VẠN NĂNG
SỐ LIỆU THIẾT KẾ:
a. Hộp tốc độ:
Z = 18; nmin = 25 (vg/ph); nđc = 1440 (vg/ph);   1,26 ;
b. Hộp chạy dao:
Z = 18
nđc = 1420 (vg/ph)
Sdọc min = Sngang min = 3Sđứng min = 22.4 mm/ph
Snhanh = 2300 mm/ph
2. Nội dung hoạt động của sinh viên:
- Lựa chọn các đặc tính kỹ thuật (chọn máy tương đương)
L1.1
- Thiết kế động học máy
L1.4
- Thiết kế động lực học máy

L1.4
3. Sản phẩm thiết kế:
- Thuyết minh: Thể hiện toàn bộ quá trình tính tốn, kèm các hình minh họa, chỉ
dẫn, giải thích, tài liệu tham khảo…được thể hiện trên giấy A4 theo mẫu được giao với số
trang từ 25-50 trang.
- Xác định đặc tính kỹ thuật của máy
- Thiết kế động học tồn máy
- Tính tốn động lực học:
+ Tính cơng suất động cơ
+ Tính bền:
* Trục chính

* Trục trung gian

* Vít me

* Ly hợp ma sát

* Một cặp bánh răng

- Tính hệ thống điều khiển


- Bản vẽ kỹ thuật: Mỗi máy thiết kế sẽ được thể hiện trên 2-5 tờ A0. Trên bản vẽ
phải thể hiện đầy đủ các hình chiếu, mặt cắt, hình cắt phụ để thể hiện rõ kết cấu, kích
thước, dung sai, các yêu cầu kỹ thuật theo mẫu được giao. Tỉ lệ bản vẽ phải theo tiêu
chuẩn quy định.
- Sơ đồ động học toàn máy

- Vẽ khai triển: + Hộp tốc độ


+ Hộp chạy dao 
- Vẽ cắt hệ thống điều khiển: + Hộp tốc độ:

+ Hộp chạy dao

III. NHIỆM VỤ HỌC TẬP
1. Hoàn thành bài tập lớn từ ngày …/…/2020 đến ngày …/…/2020
2. Báo cáo sản phẩm thiết kế trước giảng viên và sinh viên khác theo kế hoạch của
nhà trường.
IV. HỌC LIỆU THỰC HIỆN BÀI TẬP LỚN
[1]. Phạm Đắp, Tính tốn thiết kế máy cắt kim loại, Nhà xuất bản ĐH và THCN Hà Nội,
1971.
[2]. Nguyễn Trọng Hùng, Giáo trình thiết kế máy cắt kim loại, ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.
HCM, 2007.
[3]. Nguyễn Anh Tuấn, Phạm Đắp – Thiết kế máy công cụ tập 1, 2 – ĐHBK – HN, 1983.
[4]. Handbook of machine tools, Tata McGraw-Hill, 2007.
Hà Nội, ngày …. tháng …. năm 2020


MỤC LỤC
CHƯƠNG 1. PHÂN TÍCH MÁY TƯƠNG TỰ .......................................................... 4
1.1. Chọn máy chuẩn ................................................................................................. 4
1.2. Phân tích máy chuẩn.......................................................................................... 4
CHƯƠNG 2. TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY MỚI ................................................... 5
2.1. Tính toán thiết kế động học hộp tốc độ ............................................................ 5
2.1.1. Tính tốn thơng số thứ tự và lập chuỗi số vịng quay ............................... 5
2.1.2. Phương án khơng gian, lập bảng so sánh phương án khơng gian ........... 7
2.1.3. Tính số răng của các bánh răng theo từng nhóm truyền ....................... 12
2.2. Tính tốn thiết kế động học hộp chạy dao ..................................................... 18

2.2.1. Tính tốn chọn phương án khơng gian tối ưu ......................................... 18
2.2.2. Phân tích phương án khơng gian .............................................................. 20
CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ ĐỘNG LỰC HỌC MÁY ................................................. 35
3.1. Chế độ cắt thử................................................................................................... 35
3.2. Tính bền ............................................................................................................ 39
3.2.1. Tính bền cho một cặp bánh răng .............................................................. 39
3.3. TÍNH TỐN VÀ CHỌN KẾT CẤU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN .............. 48
3.3.1. Chọn kiểu và kết cấu tay gạt điều khiển .................................................. 48
3.3.2. Lập bảng tính vị trí bánh răng tương ứng với tay gạt ........................... 48
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 60

2


Lời nói đầu

Một trong những nội dung đặc biệt quan trọng của cuộc cách mạng khoa học kĩ
thuật trên toàn cầu nói chung và sự nghiệp cơng nghiệp hóa hiện đại hóa của nước ta
nói riêng đó là việc cơ khí hóa và tự động hóa q trình sản suất . Nó làm tăng năng
suất lao động và phát triển của nền kinh tế quốc dân. Trong đó cơng nghiệp chế tạo
máy cơng cụ và thiết bị đóng vai trog then chốt. Để đáp ứng nhu cầu này, đi đô với
việc nghiên cứu thiết kế , nâng cấp máy công cụ là trang bị đầy đủ những kiến thức
sâu rộng về máy cơng cụ và trang bị cơ khí cũng như khả năng áp dụng lý luận khoa
học vào thực tiễn cho đội ngũ cán bộ khoa học kĩ thuật là không thể thiếu được. Với
nhưng kiến thức đã được trang bị và sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy cô cũng như
sự cố gắng của bản thân. Đến nay nhiệm vụ bài tập lớn thiết kế máy công cụ được giao
cơ bản bọn em đã hoàn thành. Trong toàn bộ qua trình tính tốn thiết kế mấy phay
vạn năng còn nhiều hạn chế. Rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô trong bộ môn

3

CHƯƠNG 1. PHÂN TÍCH MÁY TƯƠNG TỰ
1.1. Chọn máy chuẩn
Từ các số liệu đã cho ban đầu:
- Kích thước bàn máy 1250x320(mm).
- Số vịng quay giới hạn trục chính (v/ph) : 25 1440.
- Lượng chạy dao giới hạn (mm/ph) 19,5  950.
- Số cấp trục chính : 18.
- Số cấp chạy dao :18.
 Chọn máy chuẩn là máy 6H82Г.

1.2. Phân tích máy chuẩn
Đặc tính kỹ thuật máy
- Kích thước bàn máy 1250 x 320 (mm)
- Dịch chuyển lớn nhất của bàn máy (mm) :
+ Dọc : 700
+ Ngang : 2600
+ Thẳng đứng : 370
- Khoảng cách từ trục chính đến bàn máy 30 850 (mm).
- Khoảng cách từ sóng trượt thân máy tới bàn máy 220 480 (mm).
- Lực kéo lớn nhất của hộp chạy dao (kg):
+ Dọc : 1500
+ Ngang : 1250
+ Thẳng đứng : 500
- Số cấp tốc đọ trục chính: 18
- Phạm vi điều chỉnh tốc độ trục chính : 30 1500 (v/ph).
4

- Cơng suất động cơ trục chính : 7KW.
- Cơng suất động cơ chạy dao : 1,7KW.
- Khối lượng máy 2700kg
- Kích thước phủ bì máy: 2100 x 1740 x1915(mm3).
- Góc quay lớn nhất của bàn máy : 150.
- Số rãnh chử T :3.
- Bề rộng rãnh chử T : 18 (mm).
- Khoảng cách giữa 2 rãnh chữ T : 70mm.
- Dịch chuyển nhanh của bàn máy (mm/ph):
+ Dọc : 2800
+ Ngang : 2300
+ Thẳng đứng : 250
- Phạm vi chay dao nhanh : 7702800(mm/ph).
- Số bước tiến của bàn máy: 18 cấp:
(a) + Dọc : 19,5  950
+ Ngang : 19,5  950
+ Thẳng đứng : 8  890

CHƯƠNG 2. TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY MỚI
2.1. Tính tốn thiết kế động học hộp tốc độ
2.1.1. Tính tốn thơng số thứ tự và lập chuỗi số vịng quay
Với các thơng số cho trước:
Z = 18;

nmin = 25 (vg/ph);

nđc = 1440 (vg/ph); φ=1,26

Ta có: n1=nmin=25(vg/ph)
n2=φ.n1=1,26.25=31.5 (vg/ph)

5


n3=φ.n2= φ2.n1
…………………
n18 = φ. n17 = φ17. n1
Từ đó ta xác định được chuỗi số vòng quay của máy cần thiết kế là:
n1 = nmin = 25 (v/ph),
n2 = n1. = 25  1,26 = 31,5 (v/ph)
n3 = n2. = 31,5  1,26 =39,69 (v/ph)
n4 = n3. = 39,69  1,26 =50 (v/ph)
n5 = n4. =50 1,26 =63,01 (v/ph)
n6 = n5. = 63,01 1,26 = 79,39 (v/ph)
n7 = n6. = 79,39 1,26 = 100,04 (v/ph)
n8 = n7. =100,04  1,26 = 126,05 (v/ph)
n9 = n8. = 126,05  1,26 =158,82 (v/ph)
n10 = n9. = 158,82  1,26 =200,11 (v/ph)
n11 = n10. =200,11  1,26 =252,14 (v/ph)
n12 = n11. =252,14  1,26 =317,7 (v/ph)
n13 = n12. = 317,7  1,26 =400,3 (v/ph)
n14 = n13. = 400,3 1,26 = 504,38 (v/ph)
n15 = n14. = 504,38  1,26 =635,52 (v/ph)
n16 = n15. = 635,52  1,26 = 800,75 (v/ph).
n17 = n16. = 800,75 1,26 = 1008,95 (v/ph)
n18 =n17. = 1008,95 1,26 = 1271,27 (v/ph).

6


2.1.2. Phương án không gian, lập bảng so sánh phương án khơng gian

Phương án khơng gian có thể bố trí:
Z= 18 = 18x1

=1x18

= 9x2

= 2x9

= 6x3

= 3x6

= 3x3x2

= 3x2x3

= 2x3x3

Để chọn được PAKG ta đi tính số nhóm truyền tối thiểu.
Số nhóm truyền tối thiểu được xác định từ:
𝑈𝑚𝑖𝑛 𝑔ℎ =

1 𝑛𝑚𝑖𝑛
=
4𝑖
𝑛đ𝑐

𝑛đ𝑐
) log 1440

𝑛𝑚𝑖𝑛
25 = 2,92
=
log 4
log 4

log (
→𝑖=

→𝑖≥3
Vậy số nhóm truyền tối thiểu phải là 3
→ Chọn số nhóm truyền: i=3
Ta chỉ cần so sánh các phương án không gian: z=18=3x3x2=3x2x3=2x3x3
Thơng qua bảng so sánh bố trí hộp thành xích tốc độ với yêu cầu:
 Số trục, số bánh răng là ít nhất:
Tính tổng số bánh răng của hộp theo công thức
i

Sz  2. pi .
1

Với pi là số bánh răng di trượt trong một nhóm
Theo tính tốn, có SZmin khi p1 = p1 = ...= pi = e, với e là cơ số nêpe (e= 2,6,...). Do ta
nên chọn pI = 2,3,4.
Theo PAKG 1: Sz=2(3+3+2)=16
7


Theo PAKG 2: Sz=2(2+3+3)=16
Theo PAKG 3: Sz=2(3+2+3)=16

Tổng số trục: Str=i+1=3+1=4 (i-số nhóm truyền động)
Kích thước hộp phải nhỏ gọn, đảm bảo độ cứng vững:
Chiều dài sơ bộ của hộp tốc độ:
L=Ʃb+Ʃf
Với, b- chiều rộng răng, b=(6÷10)m=(0,15÷0,3)A
m- mơđun với các máy công suất N≤10kW, kinh nghiệm nên giới hạn m≤4, thường
lấy m=2÷3.
A- khoảng cách trục.
f- khoảng hở để lắp miếng gạt, để thoát dao sọc răng, để bảo vệ ( yêu cầu khối bánh
răng di trượt phải ra khớp hoàn toàn mới được phép gạt).
Các trị số kinh nghiệm: f=8÷12mm dùng lắp miếng gạt; f=2÷3mm để bảo vệ; f=4÷6mm
để thốt dao sọc răng, số bánh răng trục cuối chịu mô men xoắn lớn nhất là ít nhất
Trục cuối cùng thường là trục chính hay trục kế tiếp với trục chính, vì trục này có
chuyển động quay thực hiện số vịng quay từ nmin tới nmax nên khi tình tốn sức bền
dựa vào trị số nmin sẽ có Mxmax. Do đó kích thước trục lớn. Các bánh răng lắp trên trục
có kích thước lớn vì vậy tránh bố trí nhiều chi tiết trên trục cuối cùng (trục chính)
PAKG
Yếu tố so sánh
Tổng số bánh răng
Tổng số trục
Số bánh răng chịu
Mxmax
Chiều dài sơ bộ L

3x3x2

2x3x3

3x2x3

16
4

16
4

16
4

2

3

3

18b+17f

18b+17f

18b+17f

Bảng 2-1: Bảng so sánh các PAKG
Từ bảng so sánh ta chọn được PAKG là Zv = 3  3  2.
8


Chọn phương án thư tự ứng với phương án không gian 3x3x2
ta có PAKG Z=3x3x2 có: n!=3!=6
6 phương án thứ tự khác nhau, có những phương án trùng vì pi bằng nhau.
vậy ta cần phải so sánh để chọn ra 1 phương án thứ tự hợp lý.

Lưới kết cấu nhóm

STT
1
PAK 3 x 3 x 2
G
PAT I II II
T
I
Số
đặc
1 3 9
tính
nhóm

Lượn
g mở
cực
đại
[x]max
φxmax
Kết
quả

2
3x3 x 2

3
3x3x2

I

II
I

II II I

1

6

3

3

4
3x 3x2

III II II
I

1

9

2

3
1

1

9
3

3
3

1
1

9

6

9

II I
I

II II II I
I

1

6

3

1

2

φ9=1,269= φ12=1,2612
8
=16
>8
Đạt
Không
đạt

9
φ9=1,269=
8
Đạt

1

1
1

1

6

6

12

1
2

6

2

1

6

6

2
2

6
3x3x2

I

6

6
3
1
1

6

5
3 x3x2

2
3

2

1

6

1
2

φ12=1,2612 φ12=1,2612 φ12=1,2612
=16
=16
=16
>8
>8
>8
Không
Không
Không đạt
đạt
đạt

Bảng 2-2: Bảng so sánh các phương án thứ tự
Theo điều kiện φxmax ≤8 có hai PATT đạt là (1) và (3). Để chọn được PATT hợp lý ta
phải dựa vào lưới kết cấu. Với lưới kết cấu là sơ đồ biểu diễn phương thức kết cấu và
phương thức điều chỉnh cho biết kết cấu sơ bộ về mặt động học của hộp tốc độ. Lưới

9


kết cấu mang tính định tính cho ta biết được số trục = số nhóm + 1, số cấp tốc độ, tổng
số bánh răng... và có đối xứng. Vì có tính đối xứng nên ta chọn được n0 nằm giữa.
Ta có lưới kết cấu của 2 phương án thứ tự:
PA1: 3 x 3 x 2
I

II III

[1] [3] [9]
n0

(I)
3 (1)
(II)
3 (3)
(III)
2 (9)
(V I)

n1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11 12 13 14 15 16 17 18

Hình 2-1: Lưới kết cấu của PATT1
PA1: 3 x 3 x 2
II I

III

[3] [1] [9]

10


n0

(I)

(II)

(III)

(V I)
n1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11 12 13 14 15 16 17 18

Hình 2-2: Lưới kết cấu của PATT3
Rõ ràng ta thấy PATT1 có lưới kết cấu phân bố theo hình rẻ quạt đều đặn và
chặt chẽ hơn sẽ làm cho chuyển động được êm hơn, kết cấu của hộp tốc độ đơn giản
hơn, việc bố trí các cơ cấu truyền động sẽ đơn giản hơn.
Vậy ta chọn phương án thứ tự 1: 3 x 3 x 2
I II III
[1] [3] [9]

Xây dựng lưới đơ thị vịng quay
* Đối với nhóm Pa : i1: i2: i3 = 1::2
Chọn i 3 

1
2

i1 

1
4

;

i2 

1
3



i5 

1


;

i4 

1
4



i7 

1
6



* Đối với nhóm Pb : i4: i5: i6 = 1:3:6
Chọn i 6   2
* Đối với nhóm Pc : i7: i8 = 1:9
Chọn i 8   3

11


Mỗi nhóm truyền chỉ chọn 1 tỉ số truyền tuỳ ý ( độ dóc của tia tuỳ ý) nhưng phải đảm
bảo

1
 i  2 còn các tỉ số truyền khác dựa vào phương trình điều chỉnh để xác định.
4

Khi kiểm tra lại tỉ số truyền ta chỉ cần kiểm tra lại nhóm cuối cùng
i7 

1
1

;
6
4


i 8  3  2

 Lưới đồ thị vịng quay:

3[

3[

2[

2.1.3. Tính số răng của các bánh răng theo từng nhóm truyền
Các phương pháp tính số răng:
+) Phương pháp bội số chung nhỏ nhất: áp dụng cho trường hợp có nhiều cấp
tốc độ tuân theo quy luật cấp số nhân
+) Tinh theo chi tiết máy dựa trên khoảng cách trục
+) Tính theo sức bền : thường tính cho trường hợp có một đường truyền.
Từ những phân tích trên ta thấy với hộp tốc độ cần thiết kế cần độ chính xác cao
 chọn phương pháp bội số chung nhỏ nhất.
12


* Nhóm truyền I:

Có 3 tỷ số truyền i1, i2. i3,  = 1,26. Tính theo cơng thức bội số chung nhỏ nhất
và phân tích các tỷ số truyền ra thừa số:
fx

Z x  f  g .E.K

x
x

Z '  g x .E.K
 x f x  g x

EminC =

Z min ( f x  g x )
f x .K

i1 = 1/4= 1/1,264  1/ 2,52  2/5

ta có fx1+gx1 = 2 + 5 =7 .

i2 = 1/3= 1/1,263  1/ 2,003  1/2

ta có fx2+gx2 = 1 + 2 = 3.

i3 = 1/2= 1/1,262  1/ 1,587  8/13 ta có fx3+gx3 = 8 + 13 =21 .
Bội số chung nhỏ nhsất là K=21
với Zmin=17 để tính Eminta chọn cặp ăn khớp có lượng mở lớn nhất

Emin=



Z min  f x1  g x1 )  17.(2  5)
=
 2,83  Từ đó ta có E=3
f x1 .K
21.2

Z

= E.K = 3.21 = 63.

Thay số:
Z1 =

f x1
2
. Z =
.63 = 18 (răng)  Z 1' =63-18 = 45 (răng) .  i1=18/45
f x1  g x1
25

Z2 =

f x2
1
. Z =
.63 = 21 (răng ) Z '2 = 63-21 = 42 (răng).  i2=21/42 .
f x2  g x2
1 2

Z3 =

f x3
8
. Z =
.63 = 24 răng  Z 3' = 63-24 =39 (răng).  i3=24/39 .
f x3  g x3
8  13


Vậy tỷ số truyền nằm trong phạm vi cho phép.

* Nhóm truyền II:
13


Có 3 tỷ số truyền i4, i5. i6,  = 1,26. Tính theo cơng thức bội số chung nhỏ nhất
và phân tích các tỷ số truyền ra thừa số:
fx

Z x  f  g .E.K

x
x

Z '  g x .E.K
 x f x  g x

EminC =

Z min ( f x  g x )
f x .K

i4 = 1/4= 1/1,264  11/28 ta có fx4+gx4 = 11 + 28 = 39.
i5 = 1/ = 1/1,26  17/22 ta có fx5+gx5 = 17 + 22 = 39.
i6 = 2/1= 1,262/1  15/11 ta có fx6+gx6 = 15 + 11 =26
Bội số chung nhỏ nhất là K=78
với Zmin=17 để tính Eminta chọn cặp ăn khớp có lượng mở lớn nhất

Emin=


Z min  f x 4  g x 4 )  17.39
=
 0,77  Từ đó ta có E=1
f x 4 .K
11.78

Z

= E.K = 1.78 = 78

Thay số:
Z4 =

f x4
11
. Z = .78 =22răng) Z '4 =78-22=56 (răng).
f x4  g x4

39

Z5 =

f x5
17
. Z = .78= 34(răng)  Z 5' =78-34=44 (răng).
f x5  g x5
39

 i5=34/44.

Z6 =

f x6
15
. Z =
.78= 45 (răng)  Z 5' =78-48=33(răng)
f x6  g x6
26

 i6=45/33

 i4=22/56

Vậy tỷ số truyền nằm trong phạm vi cho phép.
* Nhóm truyền III:
Có 2 tỷ số truyền i7, i8,  = 1,26. Tính theo cơng thức bội số chung nhỏ nhất và
phân tích các tỷ số truyền ra thừa số:
14

fx

Z x  f  g .E.K

x
x

Z '  g x .E.K
 x f x  g x

Emin =

Z min ( f x  g x )
f x .K

i7 = 1/6= 1/1,266  1/4 ta có fx7+gx7 = 1 + 4 = 5.
i8 = 3/1 = 1,263/1  2/1 ta có fx8+gx8 = 2 + 1 = 3.
Bội số chung nhỏ nhất là K=5.3 =15.
với Zmin=17 để tính Eminta chọn cặp ăn khớp có lượng mở lớn nhất

Emin=


Z min  f x 7  g x 7 )  17.(1  4)
=
 5,67  Từ đó lấy E=6
f x 7 .K
1.15

Z

= E.K = 6.15 = 90.

Thay số:
Z7 =

f x7
1
. Z =
.90 = 18 (răng)  Z '7 = 90-18=72 ( răng).  i7=18/72
f x7  g x7
1 4

Z8 =

f x8
2
. Z =
.90 = 60 (răng)  Z 8' = 90-60=30 (răng).  i8=60/30 .
f x8  g x8
2 1

Vậy tỷ số truyền vẫn nằm trong phạm vi cho phép.
Tính sai số vịng quay
Với i0=31/72 khi đó ta có bảng tính sai số vịng quay với n%=

N

Phương trình

N=nthực

xích động
n1

n lt -n tt
. 100%
n lt

ntiêu chuẩn

n%

25

-1,34

tế

nđc.i0. i1. i4. i7

28,78

15


n2

nđc.i0. i2. i4. i7

35,98

31,5

-1,24

n3

nđc.i0. i3. i4. i7

44,28

39,69

-1,03

n4

nđc.i0. i1. i5. i7

47,9

50

4,2

n5

nđc.i0. i2. i5. i7

59,88

63,01

4,9

n6

nđc.i0. i3. i5. i7

73,7

79,39

7,1

n7

nđc.i0. i1. i6. i7

84,54

100,04

1,54

n8

nđc.i0. i2. i6. i7

105,68

126,05

-0,84

n9

nđc.i0. i3. i6. i7

130,07

158,82

1,6

n10

nđc.i0. i1. i4. i8

230,28

200,11

0,29

n11

nđc.i0. i2. i4. i8

287,85

252,14

1,07

n12

nđc.i0. i3. i4. i8

354,28

317,7

3,37

n13

nđc.i0. i1. i5. i8

383,27

400,3

1,96

n14

nđc.i0. i2. i5. i8

479,09

504,38

2,74

n15

nđc.i0. i3. i5. i8

589,65

635,52

4,98

n16

nđc.i0. i1. i6. i8

676,36

800,75

-1,49

n17

nđc.i0. i2. i6. i8

845,45

1008,95

-0,69

n18

nđc.i0. i3. i6. i8

1040,56

1271,27

1,65

Bảng 2-3: Bảng sai số vòng quay
→ Đồ thị sai số vòng quay:

16


Đồ thị sai số vòng quay HTĐ
6
4,98

4,94
5

4

3,37

3,2

2,74

2,63

3

1,96

1,92
2
1

1,23

1,07

0,32

0,29

0
n1

1,65

1,6

n2

n3

n4

n5

-1

n6

n7 -0,84
n8 n9

-0,69
n10 n11 n12 n13 n14 n15 n16 n17 n18
-1,49

-1,55

-2

⇒ Sơ đồ động như sau:

17

Z30

Z72

V

Z33

Z56

Z44

IV

III

Z22
Z45

Z34

Z36

Z18
Z60

Z42

Z39

II

Z18

Z24

Z21
I

Hình 2-3: Sơ đồ động hộp tốc độ
2.2. Tính tốn thiết kế động học hộp chạy dao
2.2.1. Tính tốn chọn phương án không gian tối ưu
Thông số dã cho: Z = 18

nđc = 1420 (vg/ph)

Sdọc min = Sngang min = 3Sđứng min = 22,4 mm/ph
Snhanh = 2300 mm/ph
 Tính thơng số hộp chạy dao:
Với : Sdọcmin=Sngangmin=3Sđứngmin= 22,4(mm/ph)
Với  =1.26 và dựa vào máy tham khảo 6H82 ta thấy cơ cấu tạo ra chuyển động
chạy dao dọc ,chạy dao ngang và chạy dao đứng là cơ cấu vít me có tv=6 (mm)
Do đó ta chọn bước vít cho máy mới cần thiết kế là tv=6 (mm).
18


Mà ta có Sdọc=Sngang=3Sđứng nên ta chỉ cần tính tốn với 1 đường truyền cịn các đường
truyền khác tính tương tự.
Nên ta tính với đường chạy dao dọc .
Ta có: S1 = Smin = 22,4 (mm/ph)

S2 = S1 . 
..............
S18 = S17 .  17.
Ta xác định được chuỗi lượng chạy dao
S1 = 22.4

(mm/ph)

S10 = 179,3

(mm/ph)

S2 = 28,22

(mm/ph)

S11 = 225,92

(mm/ph)

S3 = 35,56

(mm/ph)

S12 = 284,66

(mm/ph)

S4 = 44,81

(mm/ph)

S13 = 358,67

(mm/ph)

S14 = 451,92

(mm/ph)

S5 = 56,46

(mm/ph)

S6 = 71,13

(mm/ph)

S15 = 569,42

(mm/ph)

S7 = 89,63

(mm/ph)

S16 = 717,47

(mm/ph)

S8 = 112,94

(mm/ph)

S17 = 904,02

(mm/ph)

S9 = 142,3

(mm/ph)

S18 = 1139,06

(mm/ph)

Từ các lượng chạy dao vừa tính được ta tính được dãy số vòng quay của hộp
chạy dao với cơ cấu chấp hành là vít me có tv=6 mm như sau:
Với nsi=

S i vòng
(
)  bảng dãy số vòng quay của hộp chạy dao như sau:
t v phút

19


n1 = 3,7

n10 = 29,88

n2 = 4,7

n11 = 37,65

n3 = 5.93

n12 = 47,44

n4 = 7,47

n13 = 59,78

n5 = 9,41

n14 = 75,32

n6 = 11,85

n15 = 94,9

n7 = 14,93

n16 = 119,58

n8 = 18,82

n17 = 150,67

n9 = 23,72

n18 = 189,93

2.2.2. Phân tích phương án khơng gian
Với động cơ có cơng suất N = 1,7 ( Kw) và n dc = 1420 ( v/ph) .
Ta có số nhóm truyền tối thiểu : X = 5
Với tối thiểu 5 nhóm truyền và 18 cấp tốc độ ta có các phương án khơng gian như sau
:
Z = 18 = 3 x 3 x 2
=3x2x3
=2x3x3
Lập bảng so sánh chúng:
PAKG
3x3x2

2x3x3

3x2x3

16

16

16

Yếu tố so sánh
Tổng số bánh răng

20

Tổng số trục (s=i+1)

4

4

4

Số bánh răng chịu Mxmax

2

3

3

Chiều rộng sơ bộ hộp

18b+17f

18b+17f

18b+17f

Các cơ cấu đặc biệt dùng trong hộp: ly hợp ma sát, ly hợp vấu, ly hợp đặc biệt
Từ bảng trên ta thấy các PAKG (2) (3) có số bánh răng trên trục chính là nhiều hơn
mà trên trục chính các bánh răng lại chịu mơmen xoắn lớn nhất nên các phương án
này không hợp lý.

 Từ các chỉ tiêu trên PAKG 3 x 3 x 2 là hợp lý nhất .
 Lập bảng lưới kết cấu nhóm
Với K=i=3 nhóm truyền => ta có số phương án thứ tự K! = 3! = 6.
Bảng lưới kết cấu nhóm:

STT

Phương án thứ tự

Lưới

kết

nhóm

cấu

Lượng mở

ϕxmax

3 x 3 x 2
I

II

1,269 = 8

III

1

9
[1]

[3] [9]

3 x 3 x 2

2

I

III

II

[1]

[6] [3]

12

1,2612 = 16

9

1,269 = 8

3 x 3 x 2

3

II

I

III
21


[3]

[1] [9]

3 x 3 x 2
II

III

I
12

4

1,2612 = 16

[2] [6] [1]

3 x 3 x 2
III I

5

II

[6] [1] [3]

12

1,2612 = 16

12

1,2612 =16

3 x 3 x 2
III II
6

I

[6] [2] [1]

Theo điều kiện φxmax ≤8 có hai PATT đạt là (1) và (3). Để chọn được PATT hợp
lý ta phải dựa vào lưới kết cấu.
Ta có lưới kết cấu của hai phương án thứ tự:
PA1 : 3 x 3 x 2
I

II

III

[1] [3] [9]

22


Hình 2-4: Phương án thứ tự hộp chạy dao (1)

PA3 : 3 x 3 x 2
II
[3]

I

III

[1] [9]

Hình 2-5: Phương án thứ tự hộp chạy dao
Ta thấy trong hộp chạy dao có 3 đường chạy dao: chạy dao đứng, chạy dao
ngang, chạy dao dọc và xích chạy nhanh. Mỗi xích lại có các cơ cấu điều khiển: vít
me, eku, các cơ cấu ly hợp.
Do đó muốn có khơng gian để lắp các cơ cấu trên thì ta đi sử dụng cơ cấu phản
hồi. Để phù hợp với cơ cấu phản hồi thì ta khơng sử dụng lưới kết cấu dạng rẻ quạt
như bình thường nữa mà ta sử dụng phương án thứ tự:
PA3: 3 x 3 x 2
23

II I III
[3] [1] [9]
Do trong hộp chạy dao ta sử dụng cơ cấu phản hồi nên trong lưới kết cấu của nó
cũng có sự biến hình như sau:
Ta tách đường truyền trong hộp chạy dao ra làm 2 đường truyền Z1 và Z2.
Z1 = 3

x

[II]

3.
[I]

Ta vẽ Z1 như bình thường.
Z2 = 2.
[III].
Z2 bao gồm đường truyền trực tiếp và đường truyền phản hồi. Ngồi ra trong
lưới kết cấu cịn có cả hộp chạy dao nhanh nữa.
Lưới kết cấu có phản hồi như sau:

 Vẽ đồ thị vòng quay
Do hộp chạy dao cần có tốc độ thấp để trực tiếp thực hiện các lượng chạy dao
dọc, ngang, đứng cho nên đồ thị chỉ có phản hồi như lưới kết cấu ở trên vẫn chưa thỏa
mãn mà cần phải giảm tốc nhiều hơn nữa. Muốn như vậy ta phải dùng phương pháp
tăng thêm số trục trung gian.
24