thiết kế và lập quy trình công nghệ chế tạo dao phay đĩa môđun

Lời nói đầu

Dao cắt hay còn gọi là dụng cụ cắt, khi nói đến những từ này thì tất
cả chúng ta đều nghĩ đó là dụng cụ hay công cụ rất sắc và rất thiết thực
trong mọi lĩnh vực sản xuất cũng nh trong đời sống hàng ngày. Từ những
con dao dùng cho sinh hoạt gia đình đến những dụng cụ dùng cho các
ngành nh: Gia công cắt gọt kim loại, khai khoáng hầm mỏ, khai thác và
chế biến lâm sản
Mặc dù ở mọi ngành và dụng cụ cắt đa dạng về chủng loại chúng có thể
khác nhau về đặc điểm, tính chất, điều kiện làm việc, hình dáng kết cấu
Nhng chúng có một điểm chung đó là trực tiếp tác động vào đối tợng sản
xuất ( phôi liệu), nhằm mục đích biến đổi các đối tợng sản xuất đó thánh các
sản phẩm có hình dáng, kích thớc và chất lợng theo yêu cầu.
Đặc biệt trong ngành cơ khí chế tạo máy thì các dụng cụ cắt có vai trò hết
sức quan trọng trong hệ thống công nghệ ( Máy Dao - Đồ gá - Chi tiết gia
công). Thì nó là chi tiết tiếp xúc và tác động vào bề mặt của phôi và biến các
bề mặt này thành các bề mặt của chi tiết thiết kế yêu cầu.
Là sinh viên sau 5 năm học tập và rèn luyện tại trờng, đến nay khoá học
của chúng em sắp kết thúc. Để đánh giá trình độ của bản thân, em xin trình
bầy những hiểu biết của mình đã tiếp thu đợc qua bản đò án đồ án tốt
nghiệp với đề tài Thiết kế và lập quy trình công nghệ chế tạo
dao phay đĩa môđun. Bản đồ án của em đợc hoàn thành ngoài sự cố
gắng của bản thân còn có sự hớng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình của tập thể thầy,
cô trong bộ mônNguyên lý và dụng cụ cắtvà đặc biệt là của thầy
Nguyễn Quốc Tuấn
- thầy giáo trực tiếp hớng dẫn. Tuy nhiên do hiểu biết của bản thân còn
nhiều hạn chế nên đề tài của em sẽ không chánh khỏi đợc sai sót. Vởy em
kính mong các thầy, cô lợng thứ và chỉ bảo giúp em để em có điều kiện nắm

vững và hiểu sâu hơn, sau này phục vụ cho công tác đợc tốt hơn.

Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh
viên:

Hà Duy
Quân.
Phần I
phân tích động học cơ cấu chính
1.Phân tích chuyển động:
Lợc đồ động cơ cấu máy bào loại 1 ở vị trí nh hình vẽ
Thuyết minh đồ án Nguyên Lý Máy SV: Nguyễn Đức Vũ : Lớp K35MA
1

Từ lợc đồ cơ cấu chính của bào loại 1 ta thấy cơ cấu đợc tổ hợp từ cơ cấu culits:
Gồm 5 khâu động đợc nối với nhau bằng các khớp trợt và khớp quay nhng là khớp
thấp. Công dụng của máy bào là biến chuyển động quay của bộ phận dẫn động (th-
ờng là động cơ) thành chuyển động tịnh tiến thẳng của bộ phận công tác ( đầu bào)
trên đầu bào ta lắp dao bào để bào các dạng chi tiết khác nhau.
Đặc điểm chuyển động của các khâu: Khâu dẫn 1 ta giả thiết là quay đều với vận tốc
góc
1
truyền chuyển động cho con trợt 2 ( Khâu 2 chuyển động song phẳng) .Con
trợt 2 truyền động cho culits 3 có chuyển động quay không toàn vòng lắc qua lắc lại
truyền động cho thanh truyền 4 là chuyển động song phẳng và truyền chuyển động
cho đầu bào 5 là chuyển động tịnh tiến thẳng theo phơng ngang.
2.Tính bậc tự do:
Cơ cấu máy bào gồm 5 khâu động vậy n = 5 (số khâu động) nối với nhau bằng 7
khớp thấp: p

5
= 7 (số khớp thấp) không có khớp cao: p
4
= 0 (số khớp cao) không có
ràng buộc thừa và bậc tự do thừa. Do đó để tính bậc tự do của cơ cấu ta áp dụng công
thức sau:
W = 3n - ( 2P
5
+ P
4
) - S + R
t
= 3.5 - ( 2.7 + 0 ) - 0 + 0 = 1
Vậy số bậc tự do của cơ cấu là 1:
3.Xếp loại cơ cấu:
Ta chọn khâu 1 làm khâu dẫn ta tách đợc 2 nhóm axua loại 2 ( nhóm có 2 khâu 3
khớp là nhóm 2-3 và nhóm 4-5). Do cơ cấu có 2 nhóm đều là nhóm loại hai vậy cơ
cấu là cơ cấu loại 2.(hình vẽ)
Phần II
Tổng hợp cơ cấu chính Hoạ đồ vị trí
Từ các số liệu đầu bài đã cho ta xác định đợc các thông số cần thiết để xây dựng cơ
cấu :
Góc lắc

:
Thuyết minh đồ án Nguyên Lý Máy SV: Nguyễn Đức Vũ : Lớp K35MA
2

Ta có . = 180
0

1
1
+

k
k
= 180
0

154,1
154,1
+

= 38,3
0
.
Biết đợc góc lắc và khoảng cách Lo
1
o
2
. Từ O
2
ta kẻ 2 tia x và x hợp với đờng
nối giá O
1
O
2
một góc 19,15
0

. Từ O
1
ta vẽ vòng tròn tiếp xúc với hai tia O
2
X và O
2
X
ta sẽ xác định đợc 2 vị trí chết của cơ cấu.
Xét cơ cấu tại hai vị trí này ta dễ dàng tính đợc:
R = L
O1A
= Lo
1
o
2
Sin
2

= 141 (mm)
Vì qũy tích điểm B thuộc culits 3 và bằng hành trình H cho nên ta có
Sin
2

= H / L
02B
=> L
02B
= H/2 Sin
2

=> L
O2B
= 624.96 (mm)
Độ dài thanh truyền CB
L
BC
/ L
02B
= 0,32 => L
BC
= 0,32 . 624,96 = 200 (mm)
Khoảng cách ăn dao = 0,05H = 20,5 (mm)
Tóm lại ta có độ dài thực của các khâu là :
L
O1A
= 141 (mm)
L
O2B
= 624.96 (mm)

L
BC
= 200 (mm)
Để dựng đợc hoạ đồ vị trí ta chọn tỷ lệ xích chiều dài à
L
: à
L
= L
BC
/ BC ta chọn

BC = 80 (mm) vậy à
L
= 0,2 / 80 = 0,0025 (m/mm). Vậy các đoạn biểu của cơ cấu là
O
1
O
2
= L
O1O2
/à
L
= 0,43/ 0,0025 = 172 (mm)
O
1
A = L
01A
/ à
L
= 56,42 (mm).
O
2
B = L
02B
/ à
L
= 249,96
Vẽ họa đồ vị trí : Từ vị trí chết bên trái ta chia vòng tròn tâm O
1
bán kính O
1

A thành
8 phần bằng nhau. Vậy ta đã có 8 vị trí chia đều cộng với 5 vị trí đặc biệt ( đó là vị trí
biên phải, hai vị trí 0,05H và hai vị trí ứng với 2 điểm chết trên và chết dới của tay
quay O
1
A ) tổng cộng ta có đợc 13 vị trí .
Họa đồ vị trí đợc vẽ nh trên hình vẽ .
Phần III
Hoạ đồ vận tốc
Ta lần lợc vẽ hoạ đồ vận tốc cho 13 vị trí với tỷ lệ xích:
à
V
= à
L

1
= n
1
à
L
/30 = 0,023 (m/mms).Giả sử vẽ hoạ đồ vận tốc và gia tốc tại vị trí
bất kỳ.
a. Phơng trình véctơ vận tốc :
Chọn khâu 1 là khâu dẫn quay đều quanh trục cố định qua O
1
với vận tốc góc

1
= const nên V
A1

có phơng vuông góc với O
1
A chiều thuận theo chiều
1
có độ
lớn : V
A1
= L
O1A
.
1
. vì khâu 1 nối với khâu 2 bằng khớp bản lề nên ta có :
V
A1
= V
A2
, khâu 2 trợt tơng đối so với khâu 3 nên ta có :
Thuyết minh đồ án Nguyên Lý Máy SV: Nguyễn Đức Vũ : Lớp K35MA
3

V
A3
= V
A2
+ V
A3/A2
. Trong đó V
A3
có phơng vuông góc với O
2

B trị số cha
xác định : V
A3
= Pa
3
. à
V
, V
A2
đã xác định hoàn toàn , V
A3/A2
có phơng song song
với O
2
B trị số cha xác định . Nh vậy phơng trình trên còn hai ẩn nên giải đợc
bằng phơng pháp hoạ đồ véctơ .
Vận tốc của điểm V
B3
đợc xác định theo định lý đồng dạng thuận ,trị số
V
B3
= pb
3
.à
V
vì khâu 4 nối với khâu 3 nhờ khớp bản lề nên ta có V
B3
= V
B4
. Ta lại

có :
V
C4
= V
B4
+ V
C4B4
.Trong đó V
B4
đã xác định hoàn toàn và V
C4B4
có phơng vuông
góc với BC giá trị cha xác định : V
C4B4
= c
4
b
4
.à
V
mà khâu 4 lại nối với khâu 5 nhờ
khớp bản lề nên ta có V
C4
= V
C5
có phơng song song với phơng trợt giá trị cha
xác định : V
C5
= pc
5

.à
V
= pc
4
.à
V
=V
B4
+ V
C4B4
phơng trình này còn hai ẩn nên giải
đợc bằng cách vẽ hoạ đồ véctơ.
b. Cách vẽ:
Ta chọn một điểm P bất kỳ làm gốc hoạ đồ, từ P vẽ đoạn Pa
1
biểu diễn
vận tốc : V
A1
= V
A2
.Từ mút véctơ pa
1
vẽ đờng chỉ phơng của V
A3/A2
( //O
2
B) từ P
vẽ đờng chỉ phơng của V
A3
( O

2
B) khi đó ta thấy cắt tại a
3
biểu thị vận
tốc V
A3
, dùng tỷ số đồng dạng ta xác định đợc pb
3
biểu thị vận tốc của V
B3
= V
B4
từ
b
3
= b
4
kẻ đờng chỉ phơng
1
của V
C4B4
vuông góc với BC. Từ P vẽ
2
theo phơng
ngang cắt
1
tại c
4
= c
5

vậy pc
5
biểu diễn vận tốc của V
C5
.
Thuyết minh đồ án Nguyên Lý Máy SV: Nguyễn Đức Vũ : Lớp K35MA
4

c. Vận tốc các điểm thuộc cơ cấu, vận tốc trọng tâm, vận tốc góc:
V
A12
= Pa
1,2
.à
V
; V
A3
= Pa
3
.à
V
; V
A3/A2
= a
2
a
3
.à
V
; V

B3,4
= Pb
3,4
.à
V
;
V
C5
= Pc
5
. à
V
; V
C4B4
= c
4
b
4
. à
V
;
Trọng tâm các khâu đặt tại trung điểm các khâu nên ta xác định đợc vận tốc trọng
tâm theo định lý đồng dạng.
V
S3
= Ps
3
. à
V
; V

S4
= Ps
4
. à
V
; V
S5
= Ps
5
. à
V
;
+Vận tốc góc các khâu.
V
A3
= Pa
3
. à
V
= O
2
A.à
L
.


3
=>
3
= Pa

3
. à
V
/ O
2
A.à
L

V
C4B4
= c
4
b
4
. à
V
= BC.à
L
.


4
=>
4
= c
4
b
4
.à
V

/ BC.à
L


5
= 0 vì khâu 5 chuyển động tịnh tiến. Vận tốc các điểm, các trọng tâm,
vận tốc góc đợc biểu diễn trong bảng 1.
Bảng 1: Biểu diễn vận tốc các điểm, vận tốc trọng tâm, vận tốc góc các khâu.
VT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Pa
1,2
56,42 56,42 56,42 56,42 56,42 56,42 56,42 56,42 56,42 56,42 56,42 56,42 56,42
Pa
3
0 25,22 36,72 54,64 56,42 53,17 32,19 24,01 0 6,64 49.81 56,42 44,87
a
2
a
3
0 49,25 43,01 14,08 0 18,88 46,93 51,06 0 53,16 26,5 0 34,21
Pb
3
0 33,29 45,17 60,41 61,7 59,2 40,55 31,93 0 10,07 103,6 122,14 90,63
Pc
5
0 31,33 43,59 60,58 61,7 58,22 39,37 31,01 0 9,79 104,85 122.14 92,48
b
4
c
4

0 9,78 11,3 4,96 0 6,49 10,93 9,49 0 3,3 16,15 0 18,39
O
2
A 162,48 189,65 203,05 226,06 228,42 224,13 197,83 188,26 162,48 155.9 120,13 115,58 123,69
PS
3
0 45,32 22,58 30,21 30,85 29,51 20,27 15,97 0 4,68 51,8 61,07 45,32
PS
4
0 31,95 44,02 60,45 61,17 58,6 39,58 31,11 0 9,79 103,91 122.14 91,1
Bảng 2: Biểu diễn giá trị thật vận tốc các điểm, vận tốc trọng tâm, vận tốc góc các
khâu.
VT
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
V
A12
V
A3
Thuyết minh đồ án Nguyên Lý Máy SV: Nguyễn Đức Vũ : Lớp K35MA
5
b
3


b
4
a
3
p
c

4
a
1



a
2

V
A3/A2
V
B3
V
C5
V
C4B4
V
S3
V
S4
V
S5

3

4
Phần IV
Hoạ đồ gia tốc
Ta vẽ hoạ đồ gia tốc cho hai vị trí số 2 và số 7.

a, Phơng trình véctơ gia tốc
Ta có : a
A1
=
1
2
. L
O1A
. ( vì khâu 1 quay đều quanh trục cố định ) vì khâu 1 nối với
khâu 2 bằng khớp bản lề ta có a
A1
= a
A2
mặt khác khâu 2 trợt tơng đối so với khâu 3
nên:
a
A3
= a
A2
+ a
k
A3/A2
+ a
r
A3/A2
(3)
trong đó a
A2
đã xác định hoàn toàn. a
r

A3/A2
có phơng // O
2
A, giá trị cha biết, a
k
A3/A2

có chiều thuận theo chiều V
A3/A2
quay đi 90
0
theo chiều
3
giá trị: a
k
A3/A2
=
2.
3
.V
A3/A2
. Tuy nhiên nó cũ
ng đợc xác định theo phơng pháp hình học. Vì khâu 3 quay quanh trục cố định nên :
a
A3
= a
n
A3
+ a
t

A3
, trong đó a
n
A3
chiều từ A về O
2
phơng // O
2
A, giá trị :
a
n
A3
=
3
2
. L
O2A
; a
t
A3
có phơng vuông góc với O
2
A giá trị cha xác định.
Vậy ta có :
a
n
A3
+ a
t
A3

= a
A2
+ a
k
A3/A2
+ a
r
A3/A2
(4).
Phơng trình 4 còn 2 ẩn nên giải đợc bằng phơng pháp hoạ đồ véctơ gia tốc. Giá trị
a
B3
đợc xác định theo định lý đồng dạng thuận . Vì khâu 3 nối với khâu 4 bằng khớp
bản lề nên : a
B3
= a
B4
. Ta có :
a
C4
= a
B4
+ a
n
C4B4
+ a
t
C4B4
(5) .
Trong đó a

B4
đã xác định hoàn toàn , a
t
C4B4
có phơng vuông góc với BC giá trị cha
xác định , a
n
C4B4
chiều từ C về B có phơng // BC giá trị : a
n
C4B4
=
4
2
. L
BC
. vì khâu
4 nối với khâu 5 nhờ khớp bản lề nên : a
C4
= a
C5
, mặt khác vì khâu 5 chuyển động
tịnh tiến nên a
C5
có phơng // phơng trợt ( phơng ngang). Vậy ta có : a
C5
=
a
B4
+ a

n
C4B4
+ a
t
C4B4
(5). Phơng
trình này giải đợc bằng hoạ đồ gia tốc.
b, Cách vẽ hoạ đồ gia tốc:
Ta chọn tỷ lệ xích gia tốc à
a
=
1
2
.
3
2
.à
L
=(3)
2
.
3
2
. 0,0025 = 0.148 ( m/mms
2
) .
Tính các đoạn biểu diễn: a
1,2
là đoạn biểu diễn véctơ gia tốc a
A1,2

nên :
Thuyết minh đồ án Nguyên Lý Máy SV: Nguyễn Đức Vũ : Lớp K35MA
6

a
1,2
=
2
3
.O
1
A ; a
2K
là đoạn biểu diễn a
k
A3/A2
nên : a
2K
= 2
3
.a
2
a
3
; a
3
là đoạn
biểu diễn của a
n
A3

nên : a
n
A3
=
3
2
.Pb
3
.à
V
/à
a
. Đoạn c
4
b
4
là đoạn biểu diễn của
a
n
C4B4
nên : c
4
b
4
=
4
2
.C
4
B

4
.à
V
/à
a
các đoạn này cũng đợc xác định theo phơng
pháp hình học.
Chọn làm gốc hoạ đồ, từ vẽ a
1,2
biểu thị véctơ gia tốc a
A1,2
(a
1,2
// O
1
A) từ a
2

vẽ phơng chiều a
k
A3/A2
, từ mút k vẽ đờng chỉ phơng của a
r
A3/A2

( // O
2
A ), từ vẽ a
n

3
biểu thị a
n
A3
(a
n

3
// O
2
A ), từ mút a
3
vẽ đờng chỉ phơng
của a
t
A3
( O
2
A ) khi đó cắt tại a
3
nối a
3
biểu thị a
A3
. Gia tốc a
B3
đợc xác
định theo định lý đồng dạng thuận của hoạ đồ gia tốc.
Ta có b
4

b
3
.Vẽ a
n
C4B4
song song với BC . Từ mút a
n
C4B4
vẽ đờng chỉ phơng
1
của
a
t
C4B4
, từ vẽ đờng thẳng theo phơng ngang cắt
1
tại c
5
c
4
khi đó c
5
biểu thị
gia tốc a
C5
.
*, Xác định gia tốc trọng tâm các khâu:
Gia tốc trọng tâm S
3
: ta có S

3
là trọng tâm của khâu 3 nên : s
3
= a
3
/ 2
Gia tốc trọng tâm S
4
: ta có BS
4
/ BC = b
4
s
4
/ c
4
b
4
= 1/ 2 nên : b
4
s
4
= c
4
b
4
/ 2
Gia tốc trọng tâm S
5
: vì khâu 5 chuyển động tịnh tiến nên : s

5
= c
5

*, Xác định gia tốc góc các khâu:
Ta có :
1
= const nên
1
= 0. Khâu 2 nối với 3 bằng khớp trợt nên
2
=
3
ta có

3
= a
t
A3
/ L
O2A
và
4
= a
t
C4B4
/L
BC
. Khâu 5 chuyển động tịnh tiến nên :
5

= 0.
c, Xác định theo phơng pháp hình học:
- Xác định a
2K
theo định lý đồng dạng thuận. Đầu tiên xác định kích thớc O
2
A trên hoạ
đồ vị trí (tại hai vị trí số 3 và số 11) sau đó ta xác định đoạn Pa
3
và a
2
a
3
trên hoạ đồ vận tốc.
Kẻ đoạn O
2
A từ O
2
kéo dài lấy đoạn O
2
M có giá trị O
2
M = 2a
2
a
3
. Vì Pa
3
vuông góc O
2

A
nên từ O
2
kẻ đờng vuông góc vời O
2
A lấy đoạn O
2
N = Pa
3
nối N với A ta đợc vuông
O
2
AN từ M kẻ đờng thẳng // với AN cắt đờng thẳng kéo dài O
2
N tại E khi đó ta có : O
2
AN
O
2
EM
Vậy đoạn O
2
E = a
2K
.
- Tính đoạn a
n
3
: Ta có a
n

3
= Pa
2
3
/ O
2
A, cách xác định : Từ O
2
A trên hoạ đồ vị trí vẽ vòng
tròn đờng kính O
2
A. Từ O
2
vẽ cung tròn bán kính Pa
3
cung này cắt vòng tròn tại F, từ F hạ
đờng vuông góc với O
2
A cắt O
2
A tại I khi đó O
2
I = a
n
3
.
- Tính đoạn c
4
b
4

= cb
2
/ BC.
Phần V
đồ thị động học
Thuyết minh đồ án Nguyên Lý Máy SV: Nguyễn Đức Vũ : Lớp K35MA
7

Lập hệ trục toạ độ OXY và vẽ đờng cong V() các trục ox biểu thị và trục oy biểu
thị giá trị vận tốc với tỷ lệ xích bằng à
V
, à

. Trong đó :
à

= 2/ L = 2. 3,14 / 160 = 0,0392 (1/ mm) , à
V
= 0,023 (m/mm.s) , ta chia trục ox
làm 8 khoảng bằng nhau và trong khoảng chia đều đó ta chia thêm các vị trí đặc biệt
sau đó đặt lần lợt các đoạn Pc trên hoạ đồ vận tốc vào các khoảng nhỏ đó ta đợc đồ
thị động học của vận tốc. Để tìm đồ thị động học chuyển vị ta tích phân đồ thị vận
tốc theo trình tự sau :
Lập hệ trục toạ độ OX
1
Y
1
và vẽ đờng cong S() các trục ox biểu thị và trục oy biểu
thị giá trị chuyển vị với tỷ lệ xích bằng à
S

, à

. Trong đó :
à

= 0,0392 (1/ mm) . Từ các khoảng nhỏ vừa chia trên đồ thị vận tốc ta lấy các
điểm a
1
, a
2
, a
3
ứng với các trung điểm của các khoảng vừa chia. Ta lấy điểm P
trên trục ox
1
cách O một khoảng H = 35 mm , gọi là cực tích phân . Từ các điểm a
1
,
a
2
, a
3
ta dóng các đờng song song với trục OX
1
cắt OY
1
tại các điểm b
1
,b
2

rồi
nối các điểm này với P ta sẽ đợc các đờng có độ nghiêng khác nhau. Từ điểm O và
trong phạm vi khoảng chia nhỏ trên đồ thị chuyển vị ta vẽ các đoạn Oc
1
//pb
1
, tiếp tục
vẽ đoạn c
1
c
2
//Pb
2
trong khoảng thứ hai cứ tiếp tục nh vậy ta xẽ đợc đờng gấp khúc,
nối chúng bằng một đờng cong trơn ta đợc đồ thị động học biểu thị S() với tỷ xích
à
S
= à

.à
V
.H = 0,0315 (m/mm).
Để tìm đồ thị gia tốc ta tiến hành vi phân đồ thị vận tốc. Bằng cách bên dới đồ thị
vận tốc ta lập hệ trục toạ độ mà trục tung biểu thị giá trị của gia tốc điểm c
5
còn trục
hoành vẫn nh hai đồ thị trên. Ta lại lấy điểm P làm cực vi phân cách O một khoảng
bằng H = 30 mm , trên đờng cong V() ta kẻ các đoạn gẫy khúc trong các đoạn nhỏ,
từ điểm P trên đồ thị gia tốc kẻ các tia PI, PII, PIII song song với các đờng gẫy
khúc đó các tia này cắt trục tung tại các điểm c

1
,c
2
cho ta các đoạn tỷ lệ thuận
với vận tốc trung bình trong khoảng thời gian tơng ứng. Đặt các đoạn trên lên các đ-
ờng tung độ kể từ trung điểm các khoảng nhỏ trên trục OX sau đó nối lại bằng đờng
cong trơn ta đợc đồ thị biểu biễn giá trị gia tốc với tỷ lệ xích : à
A
= à
V
/
H. à


= 0,019 (m/mm.s
2
).
Phần VI
phân tích áp lực
Thuyết minh đồ án Nguyên Lý Máy SV: Nguyễn Đức Vũ : Lớp K35MA
8

Nội dung của bài toán phân tích áp lực cơ cấu chính là đi xác định áp lực khớp
động và tính Momen cân bằng khâu dẫn. Cơ sở để giải là áp dụng nguyên lý
Dalambe khi ta thêm vào các lực quán tính ta sẽ lập đợc phơng trình cân bằng lực
của các khâu, của cơ cấu và của máy. Dựa vào các phơng trình cân bằng lực này
bằng phơng pháp vẽ đa giác lực ta giải ra các lực cha biết đó là áp lực tại các khớp
động. Cuối cùng còn lại khâu dẫn ta sẽ tính Momen cân bằng tại đó.
1.Tính trọng lợng, khối lợng các khâu :
1. Tính trọng lợng các khâu :

Theo bài ra ta có : q = 30 KG/m và G= q. L nên ta có trọng lợng các khâu là :
G
1
= q. L
O1A
= 30.0,141.10 = 42,3 ( N ) ;
G
2
= 0 ;
G
3
= q. L
O2B
= 30.0,6249.10 = 187,5 ( N ) ;
G
4
= q.L
BC
= 30.0,2.10 = 60 ( N ) ;
G
5
= 6.G
4
= 360 ( N ) ;
2. Tính khối lợng các khâu:
Ta có : m = G / g , ta lấy g = 9,81 m/s
2
vậy :
m
1

= G
1
/ 9,81 = 4,31 (Kg)
m
2
= 0
m
3
= G
3
/ 9,81 = 19,11 (kg)
m
4
= G
4
/ 9,81 = 6,11 (kg)
m
5
= G
5
/ 9,81 = 36,69 (kg)
I. Tính lực quán tính các khâu :
1.Xét khâu 5 : Do khâu 5 chuyển động tịnh tiến nên c
5
= s
5
; P
qt5
đặt tại S
5

,
có phơng ngang, chiều ngợc với c
5
, giá trị P
qt5
= - m
5
. c
5
. à
a
;
2.Xét khâu 4 : Do khâu 4 chuyển động song phẳng nên P
qt4
có điểm đặt tại
tâm T
4
:
Cách tìm: Ta có T
4
là giao điểm của 2 phơng, phơng chuyển động tịnh tiến đi qua
trọng tâm và phơng chuyển động theo đi qua tâm va đập k
4
, từ trọng tâm s
4
kẻ đờng
thẳng // b
4
, từ K
4

kẻ đờng thẳng // b
4
s
4
trên đồ thị gia tốc, khi đó cắt tại
T
4
cần tìm, phơng của P
qt4
vẽ qua T
4
song song với s
4
, chiều ngợc chiều với s
4

.giá trị : P
qt4
= -m
4
. s
4
. à
a
Tìm tâm va đập K
3
.
Ta có : L
BK4
= L

BS4
+ L
S4K4
L
S4K4
=
444
4
SB
S
Lm
J
rrong đó J
S4
=
12
1
.m
4
.L
BC
L
S4K4
=
6
BC
L
=
6
200

= 33,3 (mm)
Đoạn biểu diễn S
4
K
4
= 13,2 (mm)
3. Xét khâu 3 :
khâu 3 chuyển động quay quanh trục cố định không đi qua trọng tâm nên P
qt3
có
điểm đặt tại K
3
a. Xác định trọng tâm S
3
và tâm va đập K
3
:
Thuyết minh đồ án Nguyên Lý Máy SV: Nguyễn Đức Vũ : Lớp K35MA
9

Trọng tâm của khâu 3 dặt tại trung điểm S
3
của khâu.
Tìm tâm va đập K
3
.
Ta có : L
O2K3
= L
O2S3

+ L
S3K3
(1)
Lại có: L
S3K3
=
323
3
SO
S
Lm
J
(2).
Với : J
S3
=
12
1
.m
3
.L
O2B

Vậy L
S3K3
=
6
2BO
L
= 104,15 (mm).

Đoạn biểu diễn : S
3
K
3
= 41,78 (mm).
4.Xác định lực quán tính :
a. Vị trí số 3 :
Ta có P
qt3
= - m
3
. S
3
.à
a
= -19,11.25,88.0,148 = - 73,19 (N)
P
qt4
= - m
4
.S
4
. à
a
= - 6,11.52,58.0,148 = - 47,79 (N)
P
qt5
= - m
5
.S

5
. à
a
= - 36,69.53,96.0,148 = - 281,06 (N)
b. Vị trí số 11 :
Ta có P
qt3
= - m
3
. S
3
à
a
= - 19,11.80,14.0,148 = - 226,658 (N)
P
qt4
= - m
4
.S
4
. à
a
= - 6,11.154,21.0,148 = - 140,9 (N)
P
qt5
= - m
5
.S
5
. à

a
= - 36,69.152,67.0,148 = - 833,76 (N)
II. Phân tích áp lực khớp động :
1.Đặt lực :
Lực cản kĩ thuật P
C
đặt tại khâu 5, trọng lợng các khâu đặt tại trung điểm, lực quán
tính đặt tại tâm va đập các khâu .
2. Phân tích lực tại vị trí số 3:
Vị trí số 3 là vị trí làm việc nên có lực cản : P
C
= 2200 (N).
Ta tách nhóm Axua (4- 5) và đặt lực vào nhóm là :
(
,
C
P
5qt
P
,
4qt
P
,
5
G
,
4
G
,
5O

R
,
34
R
) 0. Phơng trình cân bằng lực

45
P
=
5O
R
+
C
P
+
5qt
P
+
5
G
+
4qt
P
+
4
G
+
34
R
= 0 (1) . Trong phơng trình trên có :

,
C
P
5
G
,
4
G
đã xác định hoàn toàn , ta có
5qt
P
có điểm đặt tại S
5
chiều ngợc c
5
4qt
P
đặt tại T
4
chiều ngợc s
4
, trong đó T
4
đợc xác định ở phần trên.
5O
R
có điểm đặt tại C phơng vuông góc với phơng trợt
-
34
R

cha xác định .
Ta tách riêng khâu 4.
Các lực tác dụng là : (
4qt
P
,
4
G
,
34
R
,
54
R
) 0 . Ta phân tích
34
R
=
tn
RR
3434
+
, ta có phơng trình cân bằng lực khâu 4 là:
Thuyết minh đồ án Nguyên Lý Máy SV: Nguyễn Đức Vũ : Lớp K35MA
10

54
R
+
4qt

P
+
4
G
+
tn
RR
3434
+
= 0. Lấy momen với điểm C ta có :
M
C
(
K
F
) = R
T
34
.BC P
qt4
.h
4
G
4
. hg
4
= 0
BC
hgGhP
R

qt
t
4444
34
+
=
= 30,99 (N). Vậy phơng trình (1) giải đợc bằng phơng pháp vẽ
hoạ đồ lực,ta sẽ xác định đợc R
n
34
và R
05
. Ta chọn tỷ lệ xích à
P
= 15 N/mm, các
đoạn biểu diễn khác là:
ab =
)(066,2
34
mm
R
P
t
=
à
; bc =
)(39,9
4
mm
P

P
qt
=
à
;
cd =
)(4
4
mm
G
P
=
à
; de =
)(24
5
mm
G
P
=
à
;
ef =
)(74,18
5
mm
P
P
qt
=

à
; fg =
)(66,146 mm
P
P
C
=
à
;
Vẽ hoạ đồ lực ta xác định đợc :
R
05
= à
P
.gh = 15.28,15 = 422,25 (N)
R
n
34
= à
P
.ah = 15.168,57 = 2528,55 (N)
R
34
= à
P
.hb = 15.158,6 = 2529 (N)
- Để xác định R
45
ta dựa vào phơng trình cân bằng lực của riêng khâu 4
54

R
+
4qt
P
+
4
G
+
34
R
= 0
Tách nhóm axua (2-3) các lực đặt nên nhóm là :
(
3qt
P
,
3
G
,
3O
R
,
43
R
,
12
R
) 0 . Phơng trình cân bằng lực :

23

P

=
3qt
P
+
3
G
+
3O
R
+
43
R
+
12
R
= 0. Trong phơng trình trên có :
43
R
= -
34
R
,
3
G
đã xác định hoàn toàn ,
3O
R
,

12
R
cha xác định ,
3qt
P
có điểm đặt tại
K
3
, phơng // với S
3
chiều ngợc lại. Tách riêng khâu 2 các lực đặt nên là:
(
32
R
,
12
R
) 0 . Do đó
32
R
,
12
R
tạo thành hệ lực cân bằng nên chúng phải trực đối :
32
R
= -
12
R
, có phơng vuông góc với phơng trợt , tách riêng khâu 3và lấy Momen với

điểm S
3
M
S3
(
K
F
) = R
43
.h
43
P
qt3
.h
qt3
R
t
03
= 0 , ta có
R
t
03
=
)(63,2417

32
3134343
N
SO
hPhR

qt
=

vậy bài toán còn lại 2 ẩn bằng phơng pháp vẽ hoạ
đồ lực ta xẽ xác định đợc các thành phần còn lại . Ta chọn tỷ lệ xích à
P
= 15 N/mm,
các đoạn biểu diễn khác là:
ab=
)(17,161
03
mm
R
P
t
=
à
; bc=
);(5,12
3
mm
G
P
=
à
cd=
);(87,4
3
mm
P

P
qt
=
à
de=
);(59,168
43
mm
R
P
=
à
Sau khi vẽ hoạ đồ lực ta xác định đợc:
Thuyết minh đồ án Nguyên Lý Máy SV: Nguyễn Đức Vũ : Lớp K35MA
11

R
03
= à
P
.bf = 15.169,79 = 2546,4 (N)
R
n
03
= à
P
.af = 15.53,4 = 801 (N)
R
12
= à

P
.ef = 15.316,46 = 4746,69 (N)
3. Xác định Momen cân bằng :
a. Xét khâu dẫn : ta lấy Momen với điểm O
1
ta đợc :
M
CB
=( R
21
.h
21
G
1
.hg
1
).à
L
thay số vào :
M
CB
= (8875,86. 93,91 765. 44,8) . 0,00255 = 2038,11(N.m)
b. Xác định Momen cân bằng theo phơng pháp đòn Jucopski:
Ta xoay hoạ đồ vận tốc đi một góc 90
0
theo chiều kim đồng hồ và đặt tất cả các lực
vào, lấy Momen với điểm P
4

M

P4
(
K
F
) = M
CB
+[(P
C
+ P
qt5
). h
5
+ P
qt4
.h
4
+ P
qt3
.h
3
G
1
.hg
1
G
3
.hg
3
G
4

.hg
4
]. à
L

= 0 thay số vào: M
CB
= 2075,1 (N.m), so sánh hai phơng pháp:
k
4
=
%98,0%100.
1,2075
11,20381,2075
=


4. Phân tích lực tại vị trí số 11:
Làm tơng tự vị trí số 4 nhng bỏ qua lực cản ta xẽ thu đợc kết quả nh sau:
5. Xác định momen cân bằng khâu dẫn:
a. Xét khâu dẫn :
Ta có : M
CB
= ( R
21
.h
21
+ G
1
.hg

1
).à
L
= ( 610437,23.58,88 + 765.44,8).0,00255 =
M
CB
= 91740,88 (N.m)
b. Theo phơng pháp đòn Jucopski:
M
P10
(
K
F
) = M
CB
( P
qt5
.h
5
+ P
qt4
.h
4
+ P
qt3
.h
3
+ G
1
.hg

1
+ G
3
.hg
3
- G
4
.hg
4
). à
L
= 0 thay
số vào: M
CB
= 91732,26 (N.m), so sánh hai phơng pháp:
k
10
=
%0095,0%100.
88,91740
26,9173288,91740
=


Bảng giá trị lực tại hai vị trí số 3 11
Vị trí 3 11 đơn vị
P
C
2200 0 N
P

qt5
281,06 833,76 N
G
5
360 360 N
P
qt4
47,79 140,9 N
G
4
60 60 N
P
qt3
73,19 226,658 N
G
3
187,5 187,5 N
R
05
422,25 428,4 N
R
54
N
R
03
2546,4 1016,4 N
R
34
2529 973,8 N
R

n
34
2528,55 973,2 N
R
t
34
464,85 21,84 N
R
12
4746,69 2209,5 N
M
CB
N.m
Thuyết minh đồ án Nguyên Lý Máy SV: Nguyễn Đức Vũ : Lớp K35MA
12

Phần VII
Chuyển động thực của máy , xác định mômen quán
tính bánh đà.
Ta dùng phơng pháp đồ thị đờng cong Vittenbao.
1)Vẽ biểu đồ mô men cản thay thế :
a)vẽ biểu đồ mô men thay thế :
M
C
tt =

k
(Pk.Vk + M
k
.

k
).
1
1

= (P
Ci
.h
PC
+ G
4
.h
4
+ G
3
.h
3
+ G
1
.h
1
).à
L
Tính mô men cản thay thế theo phơng pháp đòn Jucopky . Cách làm nh sau xoay 13
vị trí hoạ đồ vận tốc của cơ cấu theo chiều
1
1 góc 90
o
, sau đó đặt trọng lựơng của
các khâu G

1
, G
3
, G
4
,G
5
vào trọng tâm các đoạn trên hoạ đồ vận tốc ,đặt lực cản kỹ
thuật P
c
tại C sau đó lấy mô men vơi gốc hoạ đồ P . Những lực nào gây ra mô men
chống lại chiều xoay hoạ đồ vận tốc ta lấy dấu (+) ,lực nào gây ra mômen cùng chiều
xoay vận tốc ta lấy dấu (-)
Chú ý : Tại hai vị trí 0,05H ta tính mômen cản cho hai trờng hợp là có lực cản P
C
và
không có P
C
.
Ta có bảng trị số mô men cản thay thế:
VT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
h
PC
0 31.33 43.59 60.58 0 58.22 39.36 0 0 0 0 0 0
h
1
26.65 27.83 25.39 9.17 0 12.39 26.74 28.03 26.65 24.15 9.17 0 12.39
h
3
0 4.8 5.56 2.39 0 3.33 5.55 4.83 0 1.47 8.07 0 8.933

h
4
0 4.88 5.65 2.47 0 3 24 6.46 4.74 0 1.65 8.07 0 9.01
M
c
tt 2.818 187 24 245.88 335.65 0 304.188 205.146 164.61 -2.818 -1.617 -4.0236 0 -16.39
Trị số mômen cản thay thế của 2 vị trí đối với trờng hợp có P
C
và không có P
C :
Vị trí 2 8
Có P
C
178 24 164.61
Không có P
C
5.939 5.939
Vẽ đồ thị M
c
tt ,từ các giá trị ta tìm đợc
Trục tung biểu thị M
c
tt với tỷ lệ xích à
M
= 3,3565 (
mm
Nm
)
Vị trí 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Thuyết minh đồ án Nguyên Lý Máy SV: Nguyễn Đức Vũ : Lớp K35MA

13

đoạn vẽ(M
C
tt) 0.839 55.78 73 25 100 0 90.626 61.119 49.04 -0.839 -0.48 1.1987 0 -4.88
Vị trí 2 8
đoạn vẽ(M
C
tt) không có P
C
1.765 1.765
Trục hoành biểu thị góc quay với tỷ lệ xích à


= 0,0349
mm
rad
.
Trên trục hoành tơng ứng với điểm chia ( các vị trí ) ta vẽ các đoạn thẳng song song
với trục tung và có giá trị bằng đoạn biểu diễn Mctt . Sau đó ta nối chúng bằng đờng
cong trơn ta sẽ đợc đồ thị đờng cong Mctt.
b)vẽ đồ thị công A
c
, A
đ
và mô men phát động M
đ
Tích phân đồ thị M
c
tt ta đợc đồ thị công cản , chọn cực tích phân H=35 (mm)

à
A
= à
M
. à


. H = 3,3565. 0,0349.35 = 4.099 (
mm
Nm
)
Phơng pháp tích phân :
Trên trục hoành của đồ thị M
c
tt .Tơng ứng với các đoạn chia , tại các trung điểm của
các đoạn dóng song song với trục tung cắt đờng cong tại các điểm a
1
,a
2
, , trên đồ
thị đờng cong M
c
tt . Lấy một điểm H trên trục o cách o một khoảng 35 (mm) gọi
là cực tích phân , từ các điểm a
1
,a
2
, , ta dóng song song trục hoành cắt trục tung tại
các vị trí tơng ứng b
1

,b
2
, , nối các vị trí tơng ứng này với đầu mút P ta đợc các đờng
thẳng có độ nghiêng khác nhau .
Trên đồ thị vẽ A
c
cũng chia trục hoành nh biểu đồ M
c
tt.
Từ diểm gốc 1 và trong phạm vi khoảng chia đầu tiên ta vẽ một đoạn 1C
1
song
song Hb
1
cắt đờng thẳng song song với trục tung kẻ từ 2 tại C
1
. sau đó từ C
1
lại lặp
lại cho hết 13 khoảng chia cuối cùng ta vẽ đợc A
c
.
Nối điểm đầu và điểm cuối của đồ thị công cản A
c
=f() ta đợc đồ thị công phát
động A
đ
=f() vì rằng mô men động thay thế là hằng số : M
đ
= const (cha biết trị số

mô men động ). Nhng công của mô men không đổi và bằng
A
đ
= M
đ
.
Nghĩa là công của lực phát động A
đ
tỷ lệ với góc và trên trục toạ độ A
đ

góc phải đợc biểu thị bằng đờng thẳng .
ngoài ra , sau toàn bộ chu kỳ làm việc của máy , công động bằng công cản:
A
đ
=A
c

Vì vậy đờng thẳng A
đ
= f() sẽ nối điểm đầu và điểm cuối đờng cong A
c
= f() (ở
đầu và ở cuối chu kỳ A
đ
=A
c
.
Trị số của mô men phát động xác định bằng cách vi phân đồ thị.
A

đ
=f().
Muốn thế ,từ điểm P của đồ thị M = f() ta kẻ tia song song với đờng thẳng A
đ
= f()
tới cắt trục M . Tung độ sẽ biểu thị mô men phát động M
đ
với tỷ lệ xích à
M
.
c)Xây dựng đồ thị

E = f(

):
E = A = A
đ
- A
c
.
Bằng cách trừ các đồ thị chú ý rằng nếu A
đ
>A
c
thì E dơng và nếu A
đ
<A
c
thì E
âm . Xây dựng đồ thị E = f() với tỷ lệ xích à

E
= à
A
= 4.099 (
mm
jun
.
)
Thuyết minh đồ án Nguyên Lý Máy SV: Nguyễn Đức Vũ : Lớp K35MA
14

2) Vẽ biểu đồ mô men quán tính thay thế :Jtt
a)Vẽ đồ thị Jtt
Xác định độ lớn của mô men quán tính thay thế đối với tất cả các vị trí của nó
Theo công thức :
Jtt =

K
( m
k
.(
1

Vsk
)
2

+ J
SK
.(

1


k
)
2
+J
01
)
Jtt = J
01
+ ( m
5
.v
s5
2
+

m
4
.v
s4
2
+m
3
.v
s3
2
+ J
S4

.
4
2
+ J
S3
.
3
2
)
Jtt = J
01
+ ( m
5
.pc
2
+

m
4
.ps
4
2
+m
3
.ps
3

+ J
s4
.bc

2
/L
2
BC


+ J
s3
.Pb
3
/L
2
O2B
).à
2
L
Jtt = J
01
+ ( m
5
.pc
2
+

m
4
.ps
4
2
+m

3
.ps
2
3

+ m
4
.bc
2
/12

+ m
3
.Pb
3
/12).à
2
L
Với J
01
= m
1
.L
2
O1A
/ 3 =0.0285 (kg.m
2
)
Các kết quả tính toán đối với các thành phần của công thức và toàn bộ, nêu trong
bảng . Dựa vào bảng số liệu xây dựng đồ thị Jtt= Jtt ()

Lập hệ trục toạ độ với tỷ lệ xích à
J
= 0.028 (kg.m
2
/mm)
à

= 0,0349 (rad/mm)
Bảng Kết Quả Tính Toán Mômen Quán Tính Thay Thế :
VT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Pb
3
0 33,29 45,17 60,41 61,7 59,2 40,55 31,93 0 10,07 103,6 122,14 90,63
Pc
5
0 31,33 43,59 60,58 61,7 58,22 39,37 31,01 0 9,79 104,85 122.14 92,48
b
4
c
4
0 9,78 11,3 4,96 0 6,49 10,93 9,49 0 3,3 16,15 0 18,39
PS
3
0 45,32 22,58 30,21 30,85 29,51 20,27 15,97 0 4,68 51,8 61,07 45,32
PS
4
0 31,95 44,02 60,45 61,7 58,6 39,58 31,11 0 9,79 103,91 122,14 91,1
Jtt
(m
2

)
0.028 0.550 0.62 1.159 1.2029 1.079 0.511 0.327 0.028 0.057 3.403 4.632 2.645
Jtt
(mm
2
)
1 19,643 22,21 41,4 42,96 38,567 18,254 11,701 1 2,051 121,56 165,43 94,48
b) Xây dựng đồ thị

E = f(J
H
) :
bằng cách khử của các đồ thị E = f() và Jtt = f() Sau đó khi xác định các điểm
ứng với các vị trí , ta nối các điểm đó bằng đờng cong trơn . tỷ lệ xích à
E
và à
J
của đ-
ờng cong khối năng E = f(Jtt) cũng là tỷ lệ xích à
E
của

đờng cong E = f() và
à
J
của đồ thị Jtt = f(). Đờng cong trơn đó ta gọi là đờng cong Vítten bao
c)Xác định mô men quán tính bánh đà.
[

] =

35
1
Ta tính vận tốc góc cho phép lớn nhất và nhỏ nhất của khâu một

1max
=
1
[ 1+
2
][

] = 3.[1+
2.35
1
]= 9.559 ( rad/s )

1min
=
1
[ 1-
2
][

]=3.[1 -
2.35
1
] = 9.29 (rad/s)
Tính các góc nghiêng
max
và

min
hợp với tiếp tuyến của đồ thị .
E = f(Jtt) với trục Jtt.
Thuyết minh đồ án Nguyên Lý Máy SV: Nguyễn Đức Vũ : Lớp K35MA
15

tg(
max
) =
E
J
à
à
.2

tb
2
.(1+[

]) =
099,4.2
028,0
(3.3,14)
2
.(1+
35
1
) = 0.32105

max
= 17
o
47
tg(
min
) =
E
J
à
à
.2

tb
2
.(1-[

]) =
099,4.2
028,0
(3.3,14)
2
.(1-
35
1
) = 0.2944



min

= 16
o
24
Dựa vào các góc đó , ta kẻ các tiếp tuyến tơng ứng với đờng cong E = f(Jtt) tới cắt
trục và đo đoạn
ba _
giới hạn bởi hai giao điểm của 2 tiếp tuyến với trục tung
() :
ba _
= 97.3 ( mm)
Cuối cùng ta tính đợc mômen quán tính của bánh đà :
J
d
= (à
J
.
ab
)/( tg
max
- tg
min
) =
2944,032105,0
3,97.028,0

= 102,228 (kg.m
2
)
Chọn đờng kính bánh đà là D = 0,6 (m)

khối lợng của bánh đà là:
M=
2
D
d
4.J
=
2
0,6
102,228.4
= 1135,866 (kg)
Phần VIII
Thiết kế bánh răng
I) tính toán để vẽ bánh răng :
Thiết kế cặp bánh răng hình trụ ,răng thẳng ,đợc cắt với chế độ dịch chỉnh dơng bằng
dao thanh răng.
Các số liệu đã cho : Z
1
=13 , Z
2
=38 , m = 5,5 .Vì bộ truyền bánh răng không có yêu
cầu gì về khoảng cách trục nên ta sẽ chọn cặp bánh răng dịch chỉnh dơng , đó là cặp
bánh răng có nhiều u điểm . Ta tra bảng và trọn đợc hệ số dịch dao là:

1
= 0,80 ;
2
= 0,551 .
Hệ số giảm đỉnh răng : = 0,18 .
Vậy

C
=
1
+
2
= 0,80 + 0,551 = 1,351
Z
C
= Z
1
+ Z
2
= 51
=
C
- = 1,171
Thuyết minh đồ án Nguyên Lý Máy SV: Nguyễn Đức Vũ : Lớp K35MA
16

Góc ăn khớp
L
: Dựa vào phơng trình ăn khớp
inv
L
= (2.
C
.tg)/ Z
C
+ inv
trong đó = 20

o
=> inv = 0,014904
inv
L
=
51
351,1.2
.0,364 + 0,014094 = 0,03418
Vậy
L
= 26
o
3
Khoảng cách trục:
A = m.(Z
C
/2 + ) = 146,69 (mm)
Tính kích thớc của hai bánh răng:
Bớc răng : t = m. = 17,28 (mm)
Bán kính vòng chia : R
1
= m.
2
1Z
= 35,75 (mm)
R
2
= m.
2
2Z

= 104,5 (mm)
Bán kính vong lăn R
L1
= R
1
(1+
Zc

.2
) = 37,39 (mm)
R
L2
= R
2
(1+
Zc

.2
) = 109,298 (mm)
* Bán kính vòng cơ sở
R
01
= R
1
.cos

= 35,75 . 0,9397 = 33,59 (mm)
R
02
= R

2
.cos

= 104,5 . 0,9397 = 98,19 (mm)
* Bán kính vòng chân:
R
i1
= R
1
m .(f-
1
) = 35,75 5,5.(1,25 - 0,80) = 33,275 (mm)
R
i2
= R
2
m .(f-
2
) = 104,5 5,5.(1,25 0,551)= 100,65 ( mm )
* Chiều cao răng:
h = (f + f - ).m = (1+1,25-0,18).5,5 = 11,38 (mm)
* Bán kính vòng đỉnh
R
e1
= R
i1
+ h = 44,66 ( mm)
R
e2
= R

i2
+ h = 112,040 (mm)
* Chiều dày trên vòng chia
S
1
= m(
2

+ 2
1
.tg) = 11,8 (mm)
S
2
= m(
2

+ 2
2
.tg) = 10,84 (mm)
Để kiểm tra việc thiết kế ta tính các thông số sau :
* Chiều dày trên vòng lăn:
Thuyết minh đồ án Nguyên Lý Máy SV: Nguyễn Đức Vũ : Lớp K35MA
17

S
L1
= 2R
L1
(
1

1
.2 R
S
+inv - inv
L
) = 10,899 (mm)
S
L2
= 2R
L2
(
2
2
.2 R
S
+inv - inv
L
) = 7,124 (mm)
* Chiều dày răng trên vòng đỉnh:
+) cos
e1
=
1
01
e
R
R
=
44,66
33,59

= 0,75212


e1
= 41,225
0
(trong đó
e1
là góc áp lực trên vòng đỉnh răng )
S
e1
= 2.R
e1
.(
1
2
1
R
S
+ inv - inv
e1
) = 1,7621 (mm)
+) cos
e2
=
2
02
e
R
R

=
112,040
98,19
= 0,87638


e1
= 28,79
0
S
e2
=2.R
e2
.(
2
2
2
R
S
+ inv - inv
e2
) = 4,18 (mm)
* Kiểm tra nhọn răng cho bánh 1:
Sau khi tính chiều dày răng trên vòng đỉnh của bánh 1 ta thấy
S
e1
= 1,7621 > 0,3.m = 1,65
nh vậy đảm bảo yêu cầu kỹ thuật ( không bị nhọn răng trong quá trình làm
việc)
* Hệ số trùng khớp:

=


cos
sin.
2
02
2
2
2
01
2
1
m
L
ARRRR
ee
+
=
939,0.5,5.14,3
1
(
288,112851,1994
+
27,964196,12552
)
= 1,132
Vậy > 1,1 => đảm bảo sự làm việc tốt của bộ truyền.
Kết luận:
Cặp bánh răng thiết kế thoả mãn các điều kiện ăn khớp đều vì các cặp

biên dạng đối tiếp của hai bánh răng liên tục kế tiếp nhau, vào khớp trên đờng
ăn khớp N1N2.
Ăn khớp trùng vì



1,1 nên có ít nhất hai đôi răng vào khớp trên đoạn ăn
khớp thực ab.
Cặp bánh răng thiết kế có tỉ số truyền không đổi.
Thuyết minh đồ án Nguyên Lý Máy SV: Nguyễn Đức Vũ : Lớp K35MA
18

Không cắt chân răng vì đoạn ăn khớp thực ab nằm trong đoạn ăn khớp lý
thuyết N1N2.
Ta có bảng thông số bánh răng nh sau:
Thông số Kí hiệu Giá trị thực Giá trị biểu diễn
Bớc răng trên vòng tròn chia t 17,28 86,4
Khoảng cách tâm A 146,69 733,45
Bán kính vòng chia
R
1
35,75 178,75
R
2
104,5 522,5
Bán kính vòng cơ sở
R
01
33,59 167,95
R

02
98,19 490,95
Bán kính vòng lăn
R
L1
37,39 186,95
R
L2
109,298 546,49
Bán kính vòng đỉnh
R
e1
44,66 223
R
e2
112,040 560,2
Bán kính vòng chân
R
i1
33,275 166,375
R
i2
100,65 503,4
Chiều dầy răng trên vòng chia
S
1
11,8 59
S
2
10,84 54,2

Chiều cao răng h 11,38 56,9
II. Vẽ bánh răng.
Chọn à
H
= h/50 = 0,22
1. vẽ biên dạng răng.
Từ điểm ăn khớp P ta vẽ hai vòng tròn lăn bán kính R
L1
và R
L2
.Vẽ hai vòng cơ
sở R
01
; R
o2
. Sau đó xác định đoạn ăn khớp lý thuyết N
1
N
2
tiếp xúc với hai vòng tròn
cơ sở.
Để vẽ đờng thân khai của đờng tròn, ta đặt trên vòng tròn cơ sở bánh 1 từ điểm
N
1
một cung N
1
P' có chiều dài bằng chiều dài N
1
P . Chia N
1

P thành 4 phần bằng
nhau N
1
B = BC = CD = DP từ B vẽ cung tròn bán kính BP cho cắt vòng tròn cơ sở tại
P' lúc này N
1
P' = N
1
P. Sau đó lại chia đoạn PN
1
thành một số phần tuỳ ý bằng nhau
P1=12=23= Trên đờng thẳng PN
1
về phía ngoài điểm N
1
ta đặt tiếp các đoạn
45=56= =P1 và trên vòng tròn cơ sở đặt các cung tơng ứng 4'5'=5'6'= =P'1' .
Qua các điểm 1',2',3',4',5' ta kẻ những đờng tiếp tuyến với vòng tròn cơ sở, và
trên các đơng tiếp tuyến này ta đặt các đoạn 1'1'', 2'2'', 3'3'', bằng đoạn 1P, 2P, 3P
sau đó ta nối các điểm P'1''2''3'' thành đờng cong thân khai là biên dạng răng của
răng thứ nhất. Cũng băng cách tơng tự ta vẽ đợc biên dạng răng của bánh răng thứ 2.
2. Xác định phần làm việc của cạnh răng.
Thuyết minh đồ án Nguyên Lý Máy SV: Nguyễn Đức Vũ : Lớp K35MA
19

Phần làm việc của cạnh răng là phần cạnh răng tiếp xúc nhau trong quá trình ăn
khớp. Đoạn ăn khớp thực ab đợc xác định là giao điểm của đờng ăn khớp lý thuyết và
vòng đỉnh của hai bánh răng. Sau đó vẽ một cung tròn bán kính O
1
a căt cạnh răng

của bánh 1 tại A
1
, tơng tự vẽ cung O
2
b ta sẽ xác định đợc B
2
. Các phần cung A
1
B
1
và
A
2
B
2
là phần làm việc của cạnh răng.
3. Xác định cung ăn khớp.
Trên vòng lăn các cung lăn không trợt với nhau trong thời gian ăn khớp của một
đôi răng gọi là cung ăn khớp. Qua điểm A
1
, B
1
của phần làm việc của bánh 1 ta vẽ
các pháp tuyến A
1
a'
1
và B
1
b'

1
là tiếp tuyến với vòng cơ sở R
o1
. Các pháp tuyến này cắt
R
L1
tại a
1
b
1
. Cung a
1
b
1
là cung ăn khớp trên vòng tròn lăn của bánh 1.
Tơng tự xác định đợc cung a
2
b
2
là cung ăn khớp trên vòng lăn của bánh răng số 2.
4. Xác định hệ số trợt tơng đối.
Đồ thị đờng cong trợt: Khi hai bánh răng làm việc, các cặp biên dạng đối tiếp vừa lăn
vừa trợt với nhau trên đoạn làm việc của biên dạng răng. Sự trợt tơng đối
này là hiện tợng trợt biên dạng răng. Để đánh giá sự trợt tại từng thời điểm trên
biên dạng làm việc của cạnh răng ngời ta đa ra hệ số trợt tơng đối à
1
và à
1
. Ta có
à

1
= 1- i
21
(N
2
K/N
1
K) ; à
2
= 1- i
12
(N
1
K/N
2
K)
Trong đó :
N
1
K là khoảng cách từ tiếp điểm N
1
đến tiếp điểm ăn khớp, N
2
K là khoảng cách
từ tiếp điểm N
2
đến điểm ăn khớp. Dựa vào hệ số trợt của từng bánh răng theo điểm
ăn khớp K trên đờng ăn khớp ta vẽ đợc đờng cong trợt với tỷ xích à
M
= 0,02

Các giá trị thật
K
à
1
à
2
N 1 1
a - 0,76 0,4326
b 0,593 - 1,455
Các giá trị biểu diễn

K
à
1
à
2
N 50 50
Thuyết minh đồ án Nguyên Lý Máy SV: Nguyễn Đức Vũ : Lớp K35MA
20
1
2
21


=i
2
1
12

=i

a - 38 21,63
b 29,65 - 72,75
tài liệu tham khảo :
Bài tập nguyên lý máy (Tạ Ngọc Hải xuất bản 1965 ) .
Nguyên lý máy(giáo trình của ĐHBK xuất bản 1971) .
Hớng dẫn thiết kế đồ án nguyên lý máy (Trờng ĐHKTCN) .
Và một số giáo trình nguyên lý máy khác.
Thuyết minh đồ án Nguyên Lý Máy SV: Nguyễn Đức Vũ : Lớp K35MA
21


ThuyÕt minh ®å ¸n Nguyªn Lý M¸y  SV: NguyÔn §øc Vò : Líp K35MA
22