Thiết kế máy cắt kim loại

Lời mở đầu
N-ớc ta đang trong thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất n-ớc. Phấn đấu
trở thành một n-ớc công nghiệp hiện đại. Muốn vậy chúng ta phải tự sản xuất
đ-ợc các trang thiết bị công nghiệ phục vụ cho sản xuất. Trong đó công nghiệp
chế tạo máy công cụ và thiết bị đóng vai trò then chốt. Để đáp ứng nhu cầu này,
đi đôi với công việc nghiên cứu, thiết kế nâng cấp máy công cụ là trang bị đầy
đủ những kiến thức sâu rộng về máy công cụ và trang thiết bị cơ khí cũng nhkhả năng áp dụng lý luận khoa học thực tiễn sản xuất cho đội ngũ cán bộ khoa
học kỹ thuật là không thể thiếu đ-ợc.
Là sinh viên tr-ờng Đại học Bách Khoa Hà Nội, chúng em đ-ợc trang bị kiến
thức cơ bản nhất để thiết kế máy công cụ. Đồ án môn học Thiết kế Máy Cắt
Kim Loại là bước đầu tạo cho sinh viên kỹ năng thiết kế Máy công cụ và ứng
dụng những kiến thức đ-ợc học vào việc thiết kế Máy công cụ. Bởi thế, đồ án
môn học này thực sự hữu ích và quan trọng.
Ngoài việc vận dụng những kiến thức đà đ-ợc học, các tài liệu H-ớng dẫn
Thiết kế Máy cắt Kim loại. Em đ-ợc sự h-ớng dẫn tận tình, chu đáo của các thầy
trong bộ môn, đặc biệt thầy Nguyễn Ph-ơng đà h-ớng dẫn rất tận tình, chu đáo
để em hoàn thành đồ án này đúng theo yêu cầu.
Phần tính toán thiết kế máy gồm các nội dung sau:
Phần I: Nghiên cứu máy t-ơng tự phân tích máy chuẩn
Phần II: Thiết kế máy mới
Phần III: Thiết kế hệ thống điều khiển
Phần IV: Thiết kế động lực học toàn máy
Với thời gian và trình độ còn hạn chế, nên bài làm không tránh những sai lầm
và thiếu sót, em mong đ-ợc sự quan tâm chỉ bảo tận tình của các thầy để em thực
sự vững vàng khi ra tr-ờng nhận công tác.
Em xin chân thành cảm ơn!

1


Phần I: Phân tích máy t-ơng tự

I. Xét đặc tính kỹ thuật của máy 1A62 và một số máy t-ơng tự

Tính năng kỹ thuật
1A62
T620
1K62
Đ-ờng kính gia công
400
400
400
lớn nhất
Đ-ờng kính gia công
210
220
220
lớn nhất d-ới bàn dao
Đ-ờng kính lớn nhất
36
36
45
lỗ trục gá
Khoảng cách tâm
1000
710, 1000, 1400 710, 1000, 1400
Số cấp tốc độ
21
23
23
trục chính
Số vòng quay

11,51200
12,52000
12,52000
trục chính
L-ợng
Dọc
0,0821,59
0,074,46
0,074,46
chạy dao
Ngang
0,0270,52
0,0352,08
0,0352,08
Cắt
Quốc tế
1192
1192
1192
các
Anh
242
242
242
loại
Mođun
(0,548)
(0,548)
(0,548)
ren

Pit
961
961
961
Chạy dao Dọc
3,4
3,4
nhanh
Ngang
1,7
1,7
Công suất của động
7
10
10
cơ chính (kW)
Công suất của động
1
1
cơ chạy nhanh (kW)
Kích
Rộng
1580
1166
1140
th-ớc
Cao
1210
1324
1350

Máy (mm) Dài
2510/2650/3170 2522/2812/3212 2762/2950/3350
Trọng l-ợng máy
2045/2405/2370 2161/2293/2401 2277/2418/2505
II. Phân tích máy chuẩn 1A62

1. Sơ đồ động của máy 1A62
Từ máy 1A62 ta có sơ đồ động của máy (trang bên):
2


3


2. Các xích truyền động
2.1.Xích tốc độ
Từ động cơ điện 7 kW qua bộ truyền đai 130 vào hộp tốc độ đến trục chính.
260

Tóm tắt đ-ờng truyền theo hình vẽ sau (các số ghi (1), (2), (3) trên sơ đồ là số
cặp bánh răng ăn khớp):

Ph-ơng trình tổng quát xích tốc độ:

Từ ph-ơng trình trên ta thấy xích tốc độ gồm hai đ-ờng truyền:
Đ-ờng truyền thuận cho trục chính VI:
1x2x3x1=6 tốc độ cao
1x2x3x2x2x1=24 tốc độ thấp
Trên thực tế trong nhóm truyÒn:
 20 20 1

 80 . 80 = 16
 20 50 1
 .
=

  80 50 4
50 20 1
 .
=
 50 80 4
 50 50 1
 50 . 50 = 1

4


Có tỷ số truyền

1
trùng nhau nên nhóm này chỉ còn 3
4

tỷ số truyền.

Số tỷ số truyền còn lại trong ®-êng trun tèc ®é thÊp lµ: 1x2x3x3x1=18.
Suy ra sè cÊp tốc độ Z=Z cao + Zthấp =6 + 18 =24.
Lại thấy trong nhóm:

Cả hai đ-ờng truyền tốc độ cao và tèc ®é thÊp ®Ịu cã tû sè trun

1

1

cã ba

tèc ®é sẽ trùng nhau. Tức là số cấp tốc độ còn lại là:
Z=24 - 3 = 21 cấp tốc độ.
Lý do để làm trùng tỷ số truyền

1
1

là để cắt ren khuếch đại.

Đ-ờng truyền quay ng-ợc trục chính:
1x1x3x1 = 3 tốc độ cao
1x1x3x2x2x1 =12 tèc ®é thÊp lý thuyÕt
1x1x3x3x1 = 9 tèc ®é thÊp thùc tÕ
Suy ra cã Z ng=3+9 = 12 cấp tốc độ ng-ợc
Tuy nhiên cũng t-ơng tự nh- trên ở đây cũng có 3 tốc độ trùng nên cũng chỉ
còn: Z = 12-3 =9 tốc độ ng-ợc thực tế.
Vậy trục chính máy tiện ren vít vạn năng 1A62 có 21 cấp tố c độ thuận và 9
cấp tốc độ ng-ợc.
2.2.Xích chạy dao cắt ren
Máy 1A62 có khả năng cắt đ-ợc 4 loại ren khác nhau ứng với 4 khả năng
điều chỉnh: dùng 2 cặp bánh răng thay thế (

32
42

&
) và nhóm cơ sở dùng cơ
97 100

cấu Norton chủ động hoặc bị động. Đ-ờng truyền động chung của 4 loại ren theo
quy luËt:
5


Trục chính quay 1 vòng (1vòng tc) thì bàn xe dao mang dao phải tịnh tiến
một l-ợng bằng b-ớc ren cần cắt tc.
Sơ đồ nguyên lý truyền dẫn cho xích cắt ren đ-ợc mô tả bởi hình vẽ sau:
tc
1 vòng tc

Uđc

Utt

t

m

Ucs
Ugb
Ucs
1
Ucs

Uđc: tỷ số truyền đảo chiều bàn máy để cắt ren phải hoặc ren trái.

Utt: tỷ số truyền cho bánh răng thay thế
Ucs: tỷ số truyền trong nhóm cơ sở. ở máy 1A62 dùng cơ cấu Norton cho 8 tỷ
số truyền t-ơng ứng với các số răng là: Z 1= 26; Z2= 28; Z3=32; Z4=36; Z5=38;
Z6=40; Z7=44; Z8=48.
Ugb: tû sè trun cđa nhãm gÊp béi. Nhãm gÊp béi cã 4 tû sè truyÒn:
 28 28 1
 56 . 56 = 4
 28 56 1
 .
=

  56 28 1
28 42 1
 .
=
 56 42 2
 28 28 2
 56 . 56 = 1

tm: b-íc cđa trơc vÝt me däc tm =12.
ã Xích cắt ren Quốc tế (còn gọi là ren hệ mét) dùng cặp bánh răng thay thế
42
100

và cơ cấu Norton chủ động:
1vòngtc(VI )

50 32 42 25 Z i 34 25 36
. .
. .

. . .U gb .M 4.t m = t ci
50 38 100 36 34 28 36 25
Utt
Ucs

Trong đó Z i là một trong 8 bánh răng trong cơ cấu Norton t-ơng ứng số b-ớc
ren cần cắt tci t-ơng ứng.
Từ đó đ-a ra công thức điều chỉnh:
6


tci=k1.Zi.Ugb.
k1: tích số cho các số cố định trong ph-ơng trình trên; ta thấy tci tỷ lệ với Z i
và Ugb.
ã Xích cắt ren Modun: loại ren này dùng trong mối ghép động. Ký hiệu
m=

tc
. Ph-ơng trình cắt ren Modun nh- cắt ren Quốc tế nh-ng chỉ khác là


dùng cặp bánh răng thay thế U tt =
1vòngtc (VI)

32
.
97

50 32 32 25 Z i 34 25 36
. . . .

. . .U gb .M4.t m = t ci
50 38 97 36 34 28 36 25
Utt
Ucs

T-ơng tự suy ra công thức điều chỉnh:
mi=k2.Zi.Ugb.
k2: tích số cho các số cố định trong ph-ơng trình trên; ta thấy tci tỷ lệ với Z i và
Ugb.
ã Xích cắt ren Anh: loại ren này t-ơng tự nh- ren Quốc tế. Ký hiệu K- số
vòng ren trên một tấc Anh (một tấc Anh 1=25,4mm).
Đ-ờng truyền cắt ren Anh theo cơ cấu Norton bị động và dùng cặp bánh răng
thay thế nh- ren Quốc tế
1vòngtc (VI)

42
100

.

50 32 42
28 34 36
25,4
. .
.M2. . . .U gb .M4.t m = t ci =
50 38 100
34 Z i 25
Ki
Utt
Ucs

Tõ trªn ta suy ra: K i = k 3 .Z i

1
.
U gb

Ki tỷ lệ thuật với Z i và tỷ lệ ngịch với U gb.
ã Xích cắt ren Pit: loại ren này dïng nh- ren Modun.
Ký hiÖu: D pi =

1" 25,4 25,4.
=
=
(Dpi ính theo đơn vị Anh, số modun trong
m
m
m

một tấc Anh).
Ph-ơng trình xích động nh- cắt ren Anh dùng cặp bánh răng thay thế
7

32
97

.


Ph-ơng trình xích động:

1vòngtc (VI )

50 32 2
28 34 36
25,4.
. . .M 2. . . .U gb .M 4.t m = t ci =
50 38 97
34 Z i 25
D pi
Utt
Ucs

Tõ trªn ta suy ra: D pi = k 4 .Z i

1
.
U gb

Dpi tû lƯ tht víi Z i vµ tû lệ ngịch với U gb.
ã Cắt ren khuếch đại: ren khuếch đại là ren có b-ớc lớn, th-ờng dùng cắt
ren nhiều đầu mối, tiện rÃnh dầu trong bạc... Ren khuếch đại sẽ khuêch đại đ-ợc
4 loại ren tiêu chuẩn trên. Tỷ số truyền khuếch đại là 2, 8, 32 lần và với bộ đảo
1
1

chièu có 2 tỷ số truyền &

1
2

sẽ cho ta thêm hai tỷ số truyền khuêch đại nữa là 4,

16 lần.
Ph-ơng trình cắt ren khuếch đại có thể tóm tắt nh- sau:
1vòngtc (VI )

50
U dc .U tt .U cs .U gb .M 4.t m = t ckd
50

64
32

ã Cắt ren chính xác: Yêu cầu đ-ờng truyên ngắn nhất, đ-ờng truyền ngắn
nhất là đến U tt các ly hợp M2, M3, M4 ®ãng trùc tiÕp chun chun ®éng tíi
trơc vÝt me XV.
ã Cắt ren mặt đầu: là đ-ờng xoắn Acsimét nh- trong mâm cặp ba vấu.
Nguyên tắc là phôi quay tròn và dao tiện tịnh tiến đều vào tâm. Tiện ren yêu cầu
tỷ số truyền chính xác. ở đây bố trí thêm ở li hợp M4 có cặp bánh răng Z=28 ăn
khớp với bánh răng Z=56 lắp trên trục XVI và từ đó qua bàn xe dao đến trục vít
me ngang cã b-íc t=5.

8


2.3.Tiện trơn
Đ-ờng truyền nh- tiện ren nh-ng đến ly hợp M4 ở giữa hai vị trí bánh răng
Z=28 ăn khớp với bánh răng có Z=56 truyền qua ky hợp vào trục trơn tới trục vít
bánh vít (4/30). Từ trục này truyền về hai ngả về phía trái để tiện dọc về phải và
phía trái đến vít me ngang.

- Tiện trơn dọc: từ trục bánh vít Z=30 qua cặp bánh răng 24/50 qua cặp
bánh răng 23/69, tới bánh răng Z=12, m=3, truyền cho bàn xe dao chuyển động
về phía mâm cặp, muốn đảo chiều ng-ợc lại thì gạt bánh răng di tr-ợt trên trục
vít cho ăn khớp với bánh trung gian Z=33, đ-ờng truyền ng-ợc lại qua bánh răng
thanh răng bàn dao chạy dọc.
- Tiện trơn ngang: giống nh- tiện trơn dọc nh-ng tới trục bánh vít thì nó đi
qua ngả bên phải để đến bàn dao ngang vít me t=5mm.
3. Một số cơ cấu đặc biệt của máy
+ Cơ cấu an toàn của máy 1A62: dùng cơ cấu trục vít rơi. Truyền động từ
trục trơn tới ly hợp trục vít lồng không, bánh vít đến bàn xe dao, khi quá tải bánh
vít bị giữ lại, ly hợp tr-ợt ép lò xo đẩy thanh chống sang phải trục vít rơi xuống.
Muốn tiếp tục làm việc thì phải nâng trục vít về vị trí ăn khớp đ-ợc.
+ Đai ốc hai nửa: quay tay quay, đĩa quay. Trên mặt đầu đĩa có rÃnh cong
h-ớng tâm dẫn h-ớng cho hai chôt dịch chuyển, các chốt này gắn cứng với hai
nửa đai ốc. Hai nửa đai ốc này cùng tiến hoặc cùng lùi ra theo đ-ờng thẳng đứng.
III.

Ph-ơng án không gian và ph-ơng án thứ tự của máy

Tính công bội theo công thức =
Ta cã  =

21 - 1

z −1

n max
n min

1200

= 1,2616
11,5

Chän theo tiêu chuẩn: = 1,26.
Từ sơ đồ động của máy ta thấy rằng: xích tốc độ chia ra thành hai đ-ờng
truyền đ-ờng truyền tốc độ thấp và đ-ờng truyền tèc ®é cao.

9


Ph-ơng án không gian của máy:

Z1=2x3x2x2=24
Z2=2x3x1 =6

Z=Z1+Z2 =24 + 6 = 30.
Ph-ơng án thứ tự của Z 1: Z1=2[1]x3[2]x2[6]x2[12] trong đó nhóm truyền
2[1] có l-ợng mở max =12 =1,26 12=16>8. Cho nên ng-ời ta khắc phục bằng
cách thu hẹp l-ợng mở xuống còn 2[6].
Khi đó Z1=2[1]x3[2]x2[6]x2[6] và số tốc độ bị trùng do thu hẹp l-ợng mở
là: Zt =12 - 6 = 6.
Để bù lại số cấp tốc độ bị trùng ng-ời ta tách thành hai đ-ờng truyền.
Số cấp tốc độ của cả hai đ-ờng truyền là 24. nh-ng trong thực tế do phân bố
các tỷ số truyền ở hai đ-ờng truyền đà tạo ra ba cặp tốc độ trùng nhau nên số cấp
tốc thực tế chỉ còn: Z=24-3 =21(cấp tốc độ).
IV.

Đồ thị vòng quay

Từ sơ đồ động ta biết đ-ợc số răng và modun của từng cặp bánh răng, từ đó

ta có thể thiết lập lại l-ới đồ thị vòng quay thực tế của hộp tốc độ.
Ta có: nmin =11,5 (v/ph)
nmax =1200 (v/ph)
Z = 21.
1. TÝnh trÞ sè 
TÝnh c«ng béi  theo c«ng thøc:  = z −1
Ta cã  =

21- 1

1200
=1,2616
11,5

Chän theo tiªu chuÈn:  =1,26.

10

n max
n min


2. Tính trị số vòng quay cuả trục đầu tiên của hộp tốc độ
+ Trên trục I: n I = nđcxiđ=1440 x

130
260

=720 (vg/ph)

+ Trên trục VI: Căn cứ vào n min và ta có 21 tốc độ:
11,5-14,5-19-25-30-37,5-46-58-76-69-120-150-184-230-305-370-460-610765-960-1200.
+ Xác định vị trí đặt n 0 trên đồ thị vòng quay :
n0 = nI = 720  765 =n 19
3. X¸c định độ xiên của các nhóm truyền
Xác định độ xiên của các nhóm truyền theo công thức:
i = x x =

lg i
lg 

Víi

 = 1,26
x : l - ỵngmë

Nhãm truyÒn thø nhÊt cã hai tû sè truyÒn:
i1=

51
=1,26 x
39

 x=1,16 1

Tia i1 lệch sang phải 1 khoảng log:
L-ợng mở gi÷a hai tia [x]: x= i2/i1=2/ = = x
 [x] = 1
Nhãm truyÒn thø hai cã 3 tû sè truyÒn:
i3=

20
52

; i4=

28
36
; i5=
44
36

T-ơng tự nh- cách làm nhóm truyền 1 ta cã :
x3= -4,13  -4  Tia i3 lÖch sang trái 4 khoảng log
x4= -1,96 -2 Tia i4 lệch sang trái 2 khoảng log
x5 = 0

Tia i5 thẳng đứng

L-ợng mở [x] = [2] ứng với nhóm truyền khuếch đại:
Nhóm truyền thứ ba và thứ t- có 2 tû sè truyÒn
i6= i8=

20
80

; i7= i9=

50
50

x6= x8= -6  Tia i6 và i8 lệch sang trái 6 khoảng log
11


x7 = x9 = 0 Tia i7 và i9 thẳng ®øng
Nhãm trun gi¸n tiÕp (tõ trơc V tíi trơc VI) cã1 tû sè trun
i10=

32
64

x10= -3  Tia i10 lƯch sang trái 3 khoảng log
Nhóm truyền trực tiếp có 1 tỷ số truyền
i11=

50
50

x11= 0 Tia i11 thẳng đứng
4. Vẽ đồ thị vòng quay

Trục động cơ

n

đc

iđ

I

n

0

i2

i1

II

i3

2[1]

i4
3[2]

i5
i7

III

i6
2[6]
i9

IV

i8
2[6]

V

i11
i10
2[3]
1200

950

750

600

465

370

300

230

12

185

150

120

92

73

58

46

37

30

23

18,5

14,5

11,5

VI


5. Kết luận
Công thức động học của máy 1A62
Ph-ơng án không gian chạy chậm 2x3x2x2x1= Z 1
Ph-ơng án không gian chạy nhanh 2x3x1= Z 2
Số tốc độ đủ: Z = Z 1+ Z2 = 24 + 6 =30

Ph-ơng án thứ tù cđa Z 1=24=: 2[1]x3[2]x2[6]x2[12]
Trong ®ã nhãm trun 2[12] cã 12=1,26 12=16>8 không thoả mÃn điều kiện
8 max
Nên phải tạo ra hiện t-ợng trùng tốc độ nh- sau:
Z1thu hẹp = 2[1]x3[2]x2[6]x2[6]
Sè tèc ®é trïng Z t = 12 - 6 = 6 đ-ợc bù lại bằng đ-ờng truyền thứ hai có
ph-ơng án không gian: 2x3
Ph-ơng án thứ tự: 2[1]x3[2]x1[0].

13


Phần II: Thiết kế máy mới
I.

Tính toán thiết kế động học hộp tốc độ

1. B-ớc 1: Tính thông số thứ t- vµ d·y sè lý thuyÕt
Ta cã :  = Z −1

nZ
1200
= 21−1
= 1,2616
n1
11,5

Theo tiªu chn chän:  = 1,26.
Víi  = 1,26 ta cã d·y sè lý thuyÕt:
n1

= nmin

= 11,5 (v/ph)

n2

= n1.1 = 11,5.1,261 = 14,49



n3

= n1.2 = 11,5.1,262 = 18,26

 18,5(v/ph)

n4

= n1.3 = 11,5.1,263 = 23,00

 23(v/ph)

n5

= n1.4 = 11,5.1,264 = 28,99

 30(v/ph)

n6

= n1.5 = 11,5.1,265 = 36,52

 37(v/ph)

n7

= n1.6 = 11,5.1,266 = 46,02

 46(v/ph)

n8

= n1.7 = 11,5.1,267 = 57,98

 58(v/ph)

n9

= n1.8 = 11,5.1,268 = 73,06

 73(v/ph)

n10

= n1.9 = 11,5.1,269 = 92,05

 92(v/ph)

n11

= n1.10 = 11,5.1,2610 = 115,99

 120(v/ph)

n12

= n1.11 = 11,5.1,2611 = 146,14

 150(v/ph)

n13

= n1.12 = 11,5.1,2612 = 184,14

 180(v/ph)

n14

= n1.13 = 11,5.1,2613 = 232,01

 230(v/ph)

n15

= n1.14 = 11,5.1,2614 = 292,34

 300(v/ph)

n16

= n1.15 = 11,5.1,2615 = 368,35

 365(v/ph)

n17

= n1.16 = 11,5.1,2616 = 464,12

 460(v/ph)

n18

= n1.17 = 11,5.1,2617 = 585,79

 600(v/ph)

n19

= n1.18 = 11,5.1,2618 = 736,83

 750(v/ph)

n20

= n1.19 = 11,5.1,2619 = 928,41

 950(v/ph)

n21

= n1.20 = 11,5.1,2620 = 1169,79  1200(v/ph)
14

14,5(v/ph)


2. B-ớc 2: Phân tích ph-ơng án không gian
Dựa vào công thức z= p 1. p2. p3. ....p j
Trong đó: pj lµ tû sè trun trong mét nhãm
Ta cã thĨ chọn các ph-ơng án không gian nh- sau:
Ta có: Z=21 =21x3
=7x3
Ta thấy nếu chọn các ph-ơng án trên thì trên một trục quá nhiều bánh răng di
tr-ợt, chiều dài trục lớn, nên độ cứng vững của trục kém.
Mặt khác các Z=21 là số tối giản nên khi phân tích thành các thừa số nguyên
tố sẽ có quá ít nhóm truyền khó cho việc phân phối tỷ số truyền.
Nên ta tăng Z=24 tức là có 3 cấp tốc độ ảo.
Từ đó: Z=24 =24x1
=12x2
=8x3
=6x4
=6x2x2
=4x3x2
=3x2x2x2
Có rất nhiết ph-ơng án không gian nên ta phải chọn ra ph-ơng án tối -u nhất.
Để loại các ph-ơng án không tốt ta tính số nhóm truyền tối thiĨu:
1
 i HT §  2
4

u min =

1
4x

x: sè nhãm trun tèi thiĨu.

n
 x = 1,6. lg dc
 n min





Chän ®éng c¬ cã n ®c=1440(v/ph)
 1440 
 x = 1,6. lg
= 3,35 ;
11,5

Lấy x=4
Chọn ph-ơng án không gian: Z=24=3x2x2x2
15


Ph-ơng án không gian đ-ợc lựa chọn hợp lý dựa trên các tiêu chuẩn:
+ Tổng số bánh răng trên một trục:
Sz=2(p1+p2 +p3+...pj)
+Tổng số trục của ph-ơng án là nhỏ nhất:

Str = i +1

i- Số nhóm truyền động

+Chiều dài sơ bộ của hộp tốc độ theo công thức:
L = b + f
b- chiều rộng bánh răng
f- khoảng hở giữa hai banh răng và khe hở để lắp miếng gạt
+Số bánh răng chịu mô men xoắn ở trục cuối cùng là ít nhất
+Các cơ cấu đặc biệt dùng trong hộp
Lập bảng so sánh ph-ơng án bố trí không gian:
PAKG 3x2x2x2 2x2x3x2 2x3x2x2 2x2x2x3
Yếu tố so sánh
Tổng số bánh răng Sz 18
18
18
18
Tổng số trơc Str

5

5

5

5

ChiỊu dµi L

19b + 18f 19b + 18f 19b + 18f 19b + 18f

Số bánh răng Mmax

2

2

2

3

Cơ cấu đặc biệt

-

-

-

-

Kết luận: Với ph-ơng án và bảng so sánh trên ta thấy nên chọn ph-ơng án
không gian 2x3x2x2 vì:
-

Tỷ số truyền giảm dần từ trục đầu tiên đến trục cuối.

-

Trên trục đầu tiên một bộ ly hợp ma sát đĩa và một bộ bánh răng đảo

chiều. Nên cần có không gian lín do ®ã ë trơc I ta bè chÝ 2 bánh răng.

-

Số bánh răng phân bố trên các trục đều hơn PAKG 3x2x2x2 và 2x2x3x2.

-

Số bánh răng chịu mô men xoắn lớn nhất M max trên trục chính là ít nhất.

Do đó để đảm bảo tỷ số truyền giảm từ từ đồng đều, -u tiên việc bố trí kết
cấu ta chän PAKG 2x3x2x2.

16


3. B-ớc 3: Tính toán ph-ơng án thứ tự
Số ph-ơng ¸n thø tù:
K! = 4! =1x2x3x4 =24
Cã 24 ph-¬ng ¸n thứ tự; từ đó ta lập bảng l-ới kết cấu nhãm:
2

x 3

I

II

III

2[1]

3[2]

2[6]

1

22

6

2

x 3

x 2

x 2

x 2

2

x 3

IV

I

II

IV

III

2[12]

2[1]

3[2]

2[12]

2[6]

1

22

12

12
x 2

2

x 3

x 2

x 2

x 2

6
x 2

I

III

II

IV

I

III

IV

II

2[1]

3[4]

2[2]

2[12]

2[1]

3[4]

2[12]

2[2]

1

44

2

1

44

12

2

2

x 3

x 2

12
x 2

2

x 3

x 2

x 2

I

IV

II

III

I

IV

III

II

2[1]

3[8]

2[2]

2[4]

2[1]

3[8]

2[4]

2[2]

1

88

2

1

88

4

2

2

x 3

II

I

III

2[3]

3[1]

2[6]

3

11

6

2

x 3

x 2

4
x 2

x 2

2

x 3

IV

II

I

IV

III

2[12]

2[3]

3[1]

2[12]

2[6]

3

11

12

6

12
x 2

2

x 3

x 2

x 2

x 2

x 2

II

III

I

IV

II

III

IV

I

2[2]

3[4]

2[1]

2[8]

2[2]

3[4]

2[8]

2[1]

2

44

2

44

8

1

2

1

8

x 3

x 2

x 2

2

III

I

II

IV

III

I

IV

II

2[6]

3[1]

2[3]

2[12]

2[6]

3[1]

2[12]

2[3]

6

11

3

6

11

12

3

12
17

x 3

x 2

x 2


2

x 3

x 2

III

II

I

IV

III

II

IV

I

2[6]

3[2]

2[1]

2[12]

2[6]

3[2]

2[12]

2[1]

1

12

6

12

1

6

2

22
x 3

x 2

x 2

x 2

2

x 3

2

22
x 3

x 2

x 2

x 2

x 2

III

IV

I

II

III

IV

II

I

2[4]

3[8]

2[1]

2[2]

2[4]

3[8]

2[2]

2[1]

1

2

4

2

1

4
2

88
x 3

x 2

IV

I

II

III

IV

I

III

II

2[12]

3[1]

2[3]

2[6]

2[12]

3[1]

2[6]

2[3]

6

3

12
2

11

x 2

3

2

88

6

12

IV

II

I

III

IV

II

III

I

2[12]

3[2]

2[1]

2[6]

2[12]

3[2]

2[6]

2[1]

1

6

12

1

6

2

x 3

x 2

x 2

2

x 3

22
x 3

x 2

x 2

x 2

22

2

11

x 2

x 3

12

x 2

x 3

x 2

x 2

x 2

IV

III

I

II

IV

III

II

I

2[12]

3[4]

2[1]

2[2]

2[12]

3[4]

2[2]

2[1]

2

1

12

44

1

2

12

18

44


Từ bảng l-ới kết cấu nhóm ta vẽ các ph-ơng án điển hình:

n0

I

2[1]

II
3[2]

III
2[6]

IV
2[12]

V

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Ph-ơng án 1(ph-ơng án tốt nhÊt)

n0

I

2[2]

II
3[8]

III

2[4]

IV
2[1]

V

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
1 2 3 4 5 6 20

Ph-ơng án 2(ph-ơng án trung bình)

19


n0

I

2[12]

II
3[4]

III
2[2]

IV
2[1]

V

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Ph-ơng án 3(ph-ơng án xấu nhất)
Từ bảng sơ đồ l-ới kết cấu nhóm và các sơ đồ trên chọn ph-ơng án tốt nhất
2 x 3 x 2 x
2
là: ph-ơng án 1 ( I
II
III
IV )
2[1]
3[2]
2[6]
2[12]
Nh-ng ở sơ đồ trªn cã nhãm trun 2[12] cã 12 = 1,26 12 =16 > 8. Để đảm
bảo xmax 8 ta phải thu hẹp l-ợng mở tối đa từ xmax = 12 xuống xmax = 6.
Do thu hẹp l-ợng mở nên số tốc độ thực tế bị giảm. Ta có số tốc độ thực tế
là:
Z1=Z - l-ợng mở thu hẹp = 24- 6 = 18
PATT bây giờ là: 2[1]x 3[2]x 2[6]x 2[6]
Để bù lại số tốc độ trùng vì thu hẹp l-ợng mở ta thiết kế trên đ-ờng truyền
tốc độ cao (đ-ờng truyền tắt).
PAKG đ-ờng trruyền này là: Z 2= 2x3x1= 6 tèc ®é
VËy sè cÊp tèc ®é cđa hép tèc ®é lµ: Z = Z 1 + Z2= 24+6 =30
Do trïng 9 tèc ®é (tèc ®é ci cđa ®-êng trun tèc ®é thÊp trïng víi tèc ®é
cđa ®-êng trªn tèc ®é cao)
Nên số tốc độ thực của máy là : Z = 30 - 9 = 21 tèc ®é

20


Ta cã l-íi kÕt cÊu cđa m¸y nh- sau:
I
2[1]

2[1]

3[2]

3[2]

II

III
2[6]

1[0]

IV
2[6]
V

n1 n2 n3 max
n4 n5 n6 n7 n8 n9 n10 n11 n12 n13 n14 n15 n16 n17 n18
 =6

1[0]
n19 n20 n21 n22 n23 n24

4. B-ớc 4: Vẽ đồ thị vòng quay
Mỗi một ph-ơng án l-ới kết cấu chúng ta có nhiều ph-ơng án đồ thị vòng
quay. Đồ thị vòng quay luôn ở dạng giảm tốc vì số vòng quay của động cơ lớn
mà khi cắt ren ta cần gái trị vòng quay trục chính rất bé, nên buộc phải giảm tốc.
ã Chọn động cơ: chọn động cơ có n đc =1440 (v/ph).
ã Tính iđ:
Tỷ số truyền của đai iđ 2. Mặt khác iđ =
n0 =

n dc
n0

1440
= 720 (v / ph )
2

Ta thấy n 0 n19 =750 (v/ph); (đặt n 0 ở vị trí của n 19).
Vậy iđ =

1440
= 1,92 2
750

ã Theo lý thuyết thì đồ thị vòng quay luôn ở dạng giảm tốc nh-ng ở trục
đầu tiên do phải lắp li hợp ma sát nhiều đĩa, nên để có khoảng không gian
lắp li hợp và diện tích tiếp xúc của mỗi đĩa tăng làm cho số l-ợng đĩa
21

giảm, hay li hợp ma sát đĩa gọn. Để thỏa mẵn các yêu cầu trên thì ta buộc
phải tăng tốc từ trục I tới trục II.
Vậy ta vẽ đ-ợc đồ thị vòng quay của máy nh- sau:

I

I
I

III
IV
V

Từ đồ thị vòng quay ta có:
Rn =

iđ =

1200
= 104,35
11,5

750
= 0,521
1440

Và các tỷ số truyÒn:

i3 =

1
4

i1 = 1

i 2 = 2

i5 = 

i6 =

1
6

i7 = 

i10 =

1
3

i11 =  0

0

i 9 = 0

22

0

i4 =

1
2

i8 =

1
6


Suy ra vận tốc tại các trục tính theo tỷ số truyền và vận tốc của động cơ:
n1

= i10.i8.i6.i3.i1.iđ.nđc

n2

= i10.i8.i6.i3.i2.iđ.nđc

n3

= i10.i8.i6.i4.i1.i®.n®c

n4

= i10.i8.i6.i4.i2.i®.n®c

n5

= i10.i8.i6.i5.i1.i®.n®c

n6

= i10.i8.i6.i5.i2.i®.n®c

n7

= i10.i8.i7.i3.i1.i®.n®c

n8

= i10.i8.i7.i3.i2.i®.n®c

n9

= i10.i8.i7.i4.i1.i®.n®c

n10 = i10.i8.i7.i4.i2.i®.n®c
n11 = i10.i8.i7.i5.i1.i®.n®c
n12 = i10.i8.i7.i5.i2.i®.n®c
n13 = i10.i9.i7.i3.i1.i®.n®c
n14 = i10.i9.i7.i3.i2.i®.n®c
n15 = i10.i9.i7.i4.i1.i®.n®c
n16 = i10.i9.i7.i4.i2.i®.n®c
n17 = i10.i9.i7.i5.i1.i®.n®c
n18 = i10.i9.i7.i5.i2.i®.n®c
n19 = i11.i9.i7.i4.i1.i®.n®c
n20 = i11.i9.i7.i5.i1.i®.n®c

n21 = i11.i9.i7.i5.i2.iđ.nđc
5. B-ớc 5: Tính số bánh răng các nhóm truyền:
Chọn Zmin = 17 (răng)
5.1. Tính số răng của nhóm truyền thø I:
Theo c«ng thøc Zx=

fx
.EK
fx + g x

Zx'= Z - Zx

Trong đó : K là bội số chung nhỏ nhất của mọi tổng f x + gx
Z Tổng số răng trong cỈp
Ta cã : i1= 1= 1,26 =

5 f1
=
cã f1=5; g1 =4 vµ f1 + g1 = 4+5 = 9
4 g1

23


i2= 2= 1,5876 = 11 = f2 cã f2=11; g 2 =7 vµ f2 + g2 = 11+7 =18
7

g2

VËy béi sè trung nhá nhÊt K = 18

Emin n»m ë tia i2 vì i2 tăng nhiều hơn i1. Khi đó bánh răng Zmin nằm ở tia
thứ 2 là bánh răng bị ®éng:
Ta cã : Emin= zmin

(f 2 + g )
2

g

2

.K

=

17.18
7.18

= 2,43

LÊy Emin=5 ta có Z= EK =5.18 = 90 răng
Z1=

f x .EK = 5 .90 = 50 răng
5+4
fx + g
x

Z1'= Z - Z1 = 90 - 50 = 40 răng
f x .EK = 11 .90 = 55 răng

11 + 7
fx + g

Z2 =

x

Z2' = Z - Z2 = 90 - 55 = 35 răng
Kiểm tra tỷ số truyền: i1 =

Z 1 50
=
= 1,25 ;
40
Z 1'

i2 =

Z 2 55
=
= 1,57
Z 2 ' 35

5.2. Tính số răng của nhóm truyền thứ II:
Ta có: i3=
i4=

f
1
1

1
5
=
=

= 3 cã f3 =5; g 3 =13 vµ f3 +g 3 = 5 +13 = 18
4
4
2,52 13 g 3

1,26

f
1
1
1
7
=
=
=
= 4 ; cã f4 =7; g 4 =11 vµ f4 +g 4 = 7+11 = 18
2
2
1,5876 11 g 4

1,26

i5=0 =1 cã f5=1; g 5 =1 vµ f5 + g5 = 1 + 1 = 2
VËy béi sè trung nhá nhÊt K = 18
Emin nằm ở tia i3 vì i3 giảm nhiều hơn i4. Khi đó bánh răng Z min nằm ở tia

thứ 2 là bánh răng chủ động:
Ta có: Emin=

Z min (f3 + g 3 ) 17(5 + 13)
=
= 3,4
f3 .K
5.18

Lấy Emin=4 ta có Z= EK =4.18 = 72 răng
Z3=

f3

f +g
3

.EK =

5
72
5 + 13

= 20 răng

3

24

Z3'= Z - Z3 = 72 - 20 = 52răng
Z4=

f4

f4 + g

.EK =

7
.72
7 + 11

= 28 răng

4

Z4'= Z - Z4 = 72 - 28 = 44 răng
Z5=

f5

.EK

f +g
5

=

1

.72
1+1

= 36 răng

5

Z5'= Z - Z5 = 72 - 36 = 36 răng
Kiểm tra tû sè truyÒn: i3 =
i5 =

Z 3 20
Z
28
=
= 0,385; i4 = 4 = = 0,636
Z 3 ' 52
Z 4 ' 44
Z 5 36
=
=1
Z 5 ' 36

5.3. Tính số răng cđa nhãm trun thø III
Ta cã: i6 =

1
1
1 f
=

= = 3 ; cã f3 =1; g 3 =4 vµ f3 +g 3 = 1 +4 = 5
6
6
4 g3

1,26
1
1

i7 =  0 = =

f4
; cã f4=1; g 4=1 vµ f4+g4= 1+1 = 2
g4

VËy béi sè trung nhá nhÊt K = 2.5 =10
Emin nằm ở tia i6 vì i6 giảm nhiều hơn i7. Khi đó bánh răng Z min nằm ở tia i 6 là
bánh răng chủ động:
Ta có: Emin=

Z min (f6 + g 6 ) 17(1 + 4 )
=
= 8,5
f6 .K
1.10

LÊy Emin=10 ta có Z= EK =10.10 = 100 (răng)
Z6=

f6

f6 + g

.EK =

1
100
1+ 4

= 20 (răng)

6

Z6'= Z Z6 = 100 - 20 = 80 (răng)
Z7 =

f7

f +g
7

.EK =

1
.100
1+1

= 50 (răng)

7

Z7'= Z Z7 = 100 - 50 = 50 (răng)
Kiểm tra tû sè truyÒn: i3 =

Z 6 20
Z
50
=
= 0,25; i7 = 7 = =1.
Z 6 ' 80
Z 7 ' 50

25