đồ án thiết kế máy cắt kim loại - thiết kế hộp tốc độ

GVHD: Võ Văn Cường
THIẾT KẾ HỘP TỐC ĐỘ MÁY TIỆN VỚI CÁC THÔNG SỐ SAU:
• φ = 1,26
• n
đc
= 2800 vòng/phút
• n
1
= 60 vòng/phút
• z = 14
1. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC CƠ BẢN
CỦA HỘP TỐC ĐỘ:

Số vòng quay lớn nhất của trục chính: n
14
= n
1
x φ
z-1
= 60 x 1,26
13
= 1180
vòng/phút
Tra bảng II-2 trang 27-28 sách thiết kế máy cắt kim loại của Nguyễn Ngọc
Cẩn , với φ = 1.26, z=14 ta chọn số vòng quay n
tc
từ n
1
÷
n
14

(vòng/phút):
n
1
= 60; n
2
= 75; n
3
= 95; n
4
= 118; n
5
= 150; n
6
= 190; n
7
= 236; n
8
= 300; n
9

= 375; n
10
= 475; n
11
= 600; n
12
= 750; n
13
= 950; n
14

= 1180.
Phạm vi điều chỉnh tốc độ.
R
n
=
67,19
60
1180
1
14
==
n
n
2. XÁC ĐỊNH LƯỚI KẾT CẤU:
Theo bảng III-2 trang 62 sách thiết kế máy cắt kim loại của Nguyễn Ngọc Cẩn ta chọn
z= 16= 4.2.2 .Trên cơ sở đó ta có các phương án lưới kết cấu như sau:
PHƯƠNG ÁN: I-II-III
Thiết kế máy cắt kim loại Đồ án thiết kế hộp tốc độ
1
GVHD: Võ Văn Cường
PHƯƠNG ÁN : I-III-II
PHƯƠ NG
ÁN : II- I-III
PHƯƠ NG
ÁN : II- III-I
PHƯƠ
NG ÁN :
III- I-II
Thiết kế máy cắt kim loại Đồ án thiết kế hộp tốc độ
2

GVHD: Võ Văn Cường
PHƯƠNG ÁN : III-II-I
Thiết kế máy cắt kim loại Đồ án thiết kế hộp tốc độ
3
GVHD: Võ Văn Cường
Trong các phương án bố trí không gian trên ta thấy phương án I-II-III là thích hợp nhất
vì trong phương án
này số vòng quay giảm
dần từ trục I đến V, các tỉ
số truyền bố trí giảm từ từ,
nên các trục trung gian có
số vòng quay tới hạn cao,
kích thước sẽ nhỏ, hộp tốc
độ bố trí gọn.
Để có thể giảm số cấp vận tốc từ z= 16 cấp tốc độ xuống z = 14 cấp theo như yêu
cầu đề bài ta chọn phương pháp làm trùng tốc độ, vì vậy, ta cần thu hẹp lượng mỡ ở bất
kì nhóm truyền động nào, ở đây ta thu hẹp ở nhóm truyền động cuối cùng từ z= 4[1].
2[4]. 2[8] xuống thành z= 4[1]. 2[4]. 2[6]
Số cấp tốc độ bị trùng: z
x
= 8-6 = 2.
Số cấp tốc độ của hộp tốc độ đã làm trùng: z’ = z - z
x
= 16-2 =14 cấp tốc độ
Thiết kế máy cắt kim loại Đồ án thiết kế hộp tốc độ
4
GVHD: Võ Văn Cường
Kết luận: số cấp tốc độ z = 14 cấp tốc độ thoã yêu cầu đề bài
Từ lưới kết cấu ta có thể xác định:
i

1
:i
2
:i
3
:i
4
= φ = 1.26
i
5
:i
6
= φ
4
= 2.5
i
7
:i
8
= φ
6
= 4
3. XÁC ĐỊNH ĐỒ THỊ SỐ VÒNG QUAY:
Từ lưới kết cấu ta xác định đồ thị số vòng quay với lượng mở đã tính ở trên:
Thiết kế máy cắt kim loại Đồ án thiết kế hộp tốc độ
5
GVHD: Võ Văn Cường
• Khi chọn lựa tỉ số truyền cần bảo đảm
2
4

1
≤≤ i
lượng mở lớn nhất
ở trong giới hạn của 2 tia i
7
và i
8
.
Cụ thể i
7
=
51.2
1
26.1
11
44
==
ϕ
và i
8
=
58.126.1
22
==
ϕ
.
Như vậy phương án đã chọn nằm trong giới hạn cho phép.
Từ đồ thị số vòng quay ta tính được:
i
1

=
2
1
26.1
11
33
==
ϕ
i
2
=
58.1
1
26.1
11
22
==
ϕ
i
3
=
26.1
1
26.1
11
==
ϕ
i
4
=

1
1
i
5
=
16.3
1
26.1
11
55
==
ϕ
i
6
=
26.1
11
=
ϕ
Số vòng quay của trục II tương ứng với n
13
= 950 vòng/phút .
Do đó: i
0
=
34,0
2800
950
≈

⇒
i
0
là tỉ số truyền đai dùng trong hộp tốc độ này.
4. XÁC ĐỊNH SỐ RĂNG CỦA CÁC BÁNH RĂNG:
Tra bảng phụ lục I, trang 289-290 sách thiết kế máy cắt kim loại của
Nguyễn Ngọc Cẩn ta có bảng chọn số răng của các bánh răng như sau:
i
i
1
=
2
1
i
2
=
58.1
1
i
3
=
26.1
1
i
4
=1
i
5
=
16.3

1
i
6
=
26.1
1
i
7
=
51.2
1
i
8
=1.58
Thiết kế máy cắt kim loại Đồ án thiết kế hộp tốc độ
6
GVHD: Võ Văn Cường
zj/z’j 18/36 21/33 24/30 27/27 18/57 33/42 27/68 58/37
Zj+z’j
54 75 95
5. SƠ ĐỒ ĐỘNG VÀ SƠ ĐÔ TRUYỀN LỰC
SƠ ĐỒ ĐỘNG HỘP TỐC ĐỘ

Thiết kế máy cắt kim loại Đồ án thiết kế hộp tốc độ
7
GVHD: Võ Văn Cường
Thiết kế máy cắt kim loại Đồ án thiết kế hộp tốc độ
8
GVHD: Võ Văn Cường
Thiết kế máy cắt kim loại Đồ án thiết kế hộp tốc độ

9
GVHD: Võ Văn Cường
6. TÍNH LẠI SỐ VÒNG QUAY THỰC TẾ:
Tính lại số vòng quay thực tế trên cơ sở các tỉ số truyền ở trên :
• n
1
=nđ
đc
.i
0
. i
1
.i
5
.i
7
= 950 .
phv /6.59
68
27
.
57
18
.
36
18
.
2800
950
=

• n
2
= nđ
đc
.i
0
. i
2
.i
5
.i
7
= 950 .
phv /8.75
68
27
.
57
18
.
33
21
.
2800
950
=

• n
3
= nđ

đc
.i
0
. i
3
.i
5
.i
7
= 950 .
phv /3.95
68
27
.
57
18
.
30
24
.
2800
950
=
• n
4
= nđ
đc
.i
0
. i

4
.i
5
.i
7
= 950 .
phv /119
68
27
.
57
18
.
27
27
.
2800
950
=
• n
5
= nđ
đc
.i
0
. i
1
.i
6
.i

7
= 950 .
phv /148
68
27
.
42
33
.
36
18
.
2800
950
=
• n
6
= nđ
đc
.i
0
. i
2
.i
6
.i
7
= 950 .
phv /6.188
68

27
.
42
33
.
37
21
.
2800
950
=

• n
7
= nđ
đc
.i
0
. i
3
.i
6
.i
7
= 950 .
phv /237
68
27
.
42

33
.
30
24
.
2800
950
=
• n
8
= nđ
đc
.i
0
. i
4
.i
6
.i
7
= 950 .
phv /4.296
68
27
.
42
33
.
27
27

.
2800
950
=
• n
9
= nđ
đc
.i
0
. i
3
.i
5
.i
8
= 950 .
phv /376
37
58
.
57
18
.
30
24
.
2800
950
=

• n
10
= nđ
đc
.i
0
. i
4
.i
5
.i
8
= 950 .
phv /470
37
58
.
57
18
.
27
27
.
2800
950
=
• n
11
= nđ
đc

.i
0
. i
1
.i
6
.i
8
= 950 .
phv /585
37
58
.
42
33
.
36
18
.
2800
950
=
• n
12
= nđ
đc
.i
0
. i
2

.i
6
.i
8
=950 .
phv /6.744
37
58
.
42
33
.
33
21
.
2800
950
=

• n
13
= nđ
đc
.i
0
. i
3
.i
6
.i

8
= 950 .
phv /1.936
37
58
.
42
33
.
30
24
.
2800
950
=
• n
14
= nđ
đc
.i
0
. i
4
.i
6
.i
8
= 950 .
phv /1170
37

58
.
42
33
.
27
27
.
2800
950
=
Hai cấp tốc độ được làm trùng: n
7
≈ n
15
n
8
≈ n
16
n
15
= nđ
đc
.i
0
. i
1
.i
5
.i

8
n
16
= nđ
đc
.i
0
. i
2
.i
5
.i
8
Thiết kế máy cắt kim loại Đồ án thiết kế hộp tốc độ
10
GVHD: Võ Văn Cường
K
ết
luận: số cấp tốc độ z = 14 cấp tốc độ (thoã yêu cầu đề bài)
7. KIỂM TRA SAI SỐ VÒNG QUAY:
Tra bảng II-2 trang 27-28 sách thiết kế máy cắt kim loại của Nguyễn Ngọc
Cẩn , với φ = 1.26 ta chọn số vòng quay n
tc
từ n
1
÷
n
16
(vòng/phút): n
1

= 60; n
2
= 75;
n
3
= 95; n
4
= 118; n
5
= 150; n
6
= 190; n
7
= 236; n
8
= 300; n
9
= 375; n
10
= 475; n
11
=
600; n
12
= 750; n
13
= 950; n
14
= 1180.
Sai số vòng quay tính theo công thức:

Δ
n
=
0
0
100x
n
nn
tc
tctt
−
±
• n
tt
: số vòng quay thực tế
• n
tc
: số vòng quay tiêu chuẩn
Thiết kế máy cắt kim loại Đồ án thiết kế hộp tốc độ
11
GVHD: Võ Văn Cường
n
tt
(v/ph) 59.6 75.8 95.3 119 148 188.6 237
n
tc
(v/ph) 60 75 95 118 150 190 236
Δ
n
(

0
0
)
-0,7 1,1 -1,3 -0,7 0,4 -1.2 0.3
n
tt
(v/ph) 296.4 376 470 585 744.6 936.1 1170
n
tc
(v/ph) 300 375 475 600 750 950 1180
Δ
n
(
0
0
)
-1.1 0.3 -1.1 -2.5 -0.7 -1.5 -0.8
Nếu ta chọn số vòng quay cho phép là
[ ]
0
0
0
0
n
3 ±=∆
thì tất cả các số sai
số vòng quay ở trên đều thoả yêu cầu.
8. TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC CÁC CHI TIẾT
DÙNG TRONG HỘP TỐC ĐỘ:
Bộ truyền đai:

Ta chọn đai thang loại A là loại đai dùng trong hộp tốc độ này với ưu điểm
nhỏ gọn hơn.
Tra bảng 10-3 sách thiết kế chi tiết máy ta chọn: h
o
= 3.5; e=12.5; t=16;
S=10; k=6
Từ tỉ số truyền:
i
0
=
34,0
2800
950
≈
≈
320
110
Tra theo bảng tiêu chuẩn 5-15 trang 93 sách thiết kế chi tiết máy ta chọn:
 D
1
= 110 mm ; D
2
= 320 mm
Tính đường kính ngoài của bánh đai :
D
n1
=D
1
+2h
o

=110 + 2.3,5=120 mm, chọn theo tiêu chuẩn (TTC) lấy D
n1
=125 mm
D
n2
=D
2
+2
ho
=320 + 2.3,5=327 mm, chọn theo tiêu chuẩn (TTC) lấy D
n2
=320 mm
Tính đường kính trong của bánh đai:
D
t1
=D
n1
-2e = 125 – 2.12,5=100 mm, chọn theo tiêu chuẩn (TTC) lấy D
t1
=100 mm

D
t2
=D
n2
-2e = 320– 2.12,5 =278 mm, chọn theo tiêu chuẩn (TTC) lấy D
t2
=280 mm
Tính chiều rộng bánh đai :
B = (Z’ – 1)t + 2S , với Z’ là số đai lấy Z’= 8

 B =(8-1).16 + 2.10 = 132 mm, chọn B= 135 mm.
Tính khoảng cách trục A: A phải thoã :
0,55 (D
1
+ D
2
) +h ≤ A ≤ 2.(D
1
+ D
2
)
 245 ≤ A ≤ 860, chọn A = 350 mm
Tính khoảng cách L:
Thiết kế máy cắt kim loại Đồ án thiết kế hộp tốc độ
12
GVHD: Võ Văn Cường
L= 2A +л(D
1
+D
2
)/2 +(D
2
-D
1
)
2
/4A = 2.350 +л(110 +320)/2 +(320-110)
2
/(4.350) =
1407mm

Chọn L= 1500 mm theo bảng tiêu chuẩn 5-12 trang 92 sách thiết kế chi tiết máy.
Thông số liên quan đến bánh răng:
Chọn modul cho bánh răng, chọn m = 3 mm cho tất cả các bánh răng dùng trong
hộp tốc độ này .
Ta tóm tắt các thông số cơ bản của bánh răng cần biết như bảng sau (đơn vị tính
mm):
2z
0
Tỉ số
truyền
i
Số
răng
Đường
kính
vòng
chia d
Chiều
cao
bánh
răng h
Đường
kính
vòng
đỉnh
răng Da
Đường
kính
vòng
chân

răng Df
Khoảng
cách
trục A
Chiều
rộng
bánh
răng b
54
½
18 54
6.8
60 46.5
81 40
36 108 114 100.5
1/1.58
21 63 69 55.5
33 99 105 91.5
1/1.26
24 72 78 64.5
30 90 96 82.5
1
27 81 87 73.5
27 81 87 73.5
75
1/3.18
18 54 60 46.5
112.5 54
57 171 177 163.5
1/1.26

33 99 105 91.5
42 126 132 118.5
95
1/2.51
27 81 87 73.5
142.5 68
68 204 210 196.5
1.58
58 174 180 166.5
37 111 117 103.5
Thiết kế máy cắt kim loại Đồ án thiết kế hộp tốc độ
13
GVHD: Võ Văn Cường
Ghi chú :
• Đường kính vòng chia d = m.z
• Chiều cao bánh răng h=2.25m
• Đường kính vòng đỉnh răng D
a
= m(z+2)
• Đường kính vòng chân răng D
f
= m(z-2.5)
• Khoảng cách trục A= m (z+z’)/2
• Bề rộng bánh răng:
( )
45.03.0
.
→=
=
A

A
Ab
ψ
ψ
Tính đường kính trục
Tính đường kính trục sơ bộ theo công thức:
3
1
.
n
N
Cd =
Trục II: chọn N= (5-:- 10) kw ; n1 =950 vòng/phút ;C = 120

mmd
II
26
950
10
.120
3
≈≥
Trên trục II có làm then hoa thân khai để bánh răng di trượt trên trục dễ dàng, lấy d= 30
mm
Trục III: chọn N= (5-:- 10) kw ; n
1
=475 vòng/phút ( với i
1
= n
1

/ n
2
n
1
= i
1
.n
2
);C =
120

mmd
III
33
475
10
.120
3
≈≥
Trên trục III có làm then bằng để lắp cố định bánh răng trên trục, lấy d= 36 mm.
Trục IV: chọn N= (5-:- 10) kw ; n
1
=150 vòng/phút ( với i
5
= n
1
/ n
2
n
1

= i
5
.n
2
); C
= 120

mmd
IV
48
150
10
.120
3
≈≥
Trên trục IV có làm then hoa thân khai để lắp bánh răng di trượt trên trục dễ dàng,
lấy d= 50 mm.
Thiết kế máy cắt kim loại Đồ án thiết kế hộp tốc độ
14
GVHD: Võ Văn Cường
Trục V: chọn N= (5-:- 10) kw ; n
1
=59.6 vòng/phút( với i
7
= n
1
/ n
2
n
1

= i
7
.n
2
) ;C =
120

mmd
V
66
6.59
10
.120
3
≈≥
Trên trục V có làm then bằng để cố định bánh răng trên trục, lấy d= 70 mm.
Chọn then
Tra theo bảng 7-27 trang 148 sách thiết kế chi tiết máy của Nguyễn Trọng Hiệp, ta
chọn then hoa hình chữ nhật lắp trên trục theo tiêu chuẩn:
Thông số Trục II Trục IV
Modul m 2 2
Đường kính trục d 28 50
Số răng z 12 46
Độ dịch dạng khởi thuỷ
thanh răng x
1 0
Đường kính đỉnh răng
d
A
= d – 2m

24 46
Đường kính vòng chân
của lỗ D
A
=d+0.4m
28.8 50.8
Đường kính vòng chia
D=m.z
56 100
Đường kính khi chân
răng cong
D
r
= d – 2.77m
16.92 44.46
Tra theo bảng 7-23 trang 143 sách thiết kế chi tiết máy của Nguyễn Trọng Hiệp, ta
chọn then bằng lắp trên trục theo tiêu chuẩn:
Thông số Trục II Trục III
d 28 36
Thiết kế máy cắt kim loại Đồ án thiết kế hộp tốc độ
15
GVHD: Võ Văn Cường
b x h 8 x 7 10 x 8
t 4 4.5
t
1
3.1 3.6
k 3.5 4.2
Chọn ổ trục
Thông số Kí hiệu Vị trí

lắp
B D D
1
D
2
.d
2
ổ bi đỡ 1
dãy
Cỡ trung
307
Trục III 21 80 - 68.1 48.9
ổ bi đỡ
chặn
ổ đũa côn
đỡ chặn
Cỡ trung
7306
Trục II,
V
21 72 58 Lấy
β=14
0
50.6
Thiết kế máy cắt kim loại Đồ án thiết kế hộp tốc độ
16
GVHD: Võ Văn Cường
Thiết kế máy cắt kim loại Đồ án thiết kế hộp tốc độ
17
GVHD: Võ Văn Cường

Nhận xét của giáo viên:
Thiết kế máy cắt kim loại Đồ án thiết kế hộp tốc độ
18