thiết kế máy phay lăn răng

Thuyết minh: Đồ án Tốt Nghiệp Bộ môn: Chế Tạo Máy
LỜI NÓI ĐẦU
Trong giai đoạn phát triển của xã hội hiện nay, việc xây dựng một nền
công nghiệp hiện đại là một nhiệm vụ trọng tâm trong thời kỳ phát triển nền
kinh tế thị trường. Nhận rõ được nhiệm vụ quan trọng đó Đảng và Nhà nước
ta đã rất chú trọng đến việc phát triển nền công nghiệp nặng trong đó mũi
nhọn là cơ khí chế tạo máy.
Trình độ kỹ thuật của một đất nước trước hết được đánh giá bởi sự
phát triển của ngành cơ khí chế tạo máy - một trong những ngành chủ đạo
của nền công nghiệp, trong đó máy cắt kim loại là một thiết bị chủ yếu của
ngành, chúng dùng để bóc đi một lượng dư nào đó từ phôi để biến thành các
chi tiết máy theo ý muốn. Ngày nay công nghệ sản xuất phôi đã đạt được
những thành tựu to lớn trong việc tạo ra những phôi có hình dạng gần giống
với chi tiết và lượng dư cần bóc đi rất nhỏ. Xong không vì thế mà ý nghĩa
của máy cắt kim loại trong ngành cơ khí lại giảm mà còn tăng lên bởi quá
trình gia công trên máy rất phức tạp và yêu cầu độ chính xác rất cao mà các
dạng gia công khác khó hoặc không thể đạt được.
Nhiệm vụ đặt ra cho những nhà thiết kế máy Việt Nam là phải trang
bị cho đất nước một hệ thống những máy cắt kim loại có đủ chỉ tiêu kinh kỹ
thuật phù hợp với yêu cầu sử dụng nhằm mục đích đưa nền công nghiệp đi
lên.
Sau 5 năm học tập tại Trường Đại học kỹ thuật Công nghiệp đến
nay em đã hoàn thành chương trình đại học ngành Cơ Khí Chế Tạo Máy. Để
có được sự tổng hợp các kiến thức đã học trong các môn học của ngành và
có được sự khái quát chung về nhiệm vụ của một người thiết kế em được
nhận đề tài Thiết kế máy Phay Lăn Răng. Được sự chỉ bảo tận tình của
thầy giáo ThS.Nguyễn Thuận và tập thể các thầy giáo trong bộ môn Máy
và tự động hoá cùng với sự cố gắng của bản thân, đến nay em đã hoàn
thành đồ án tốt nghiệp của mình. Trong quá trình làm đồ án, chắc chắn sẽ
không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong đựơc sự chỉ bảo của các thầy
để em có điều kiện học hỏi thêm. Em xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2012
Sinh viên thiết kế
Vũ Đức Hiệp
GVHD: ThS.Nguyễn Thuận - 1 - SV: Vũ Đức
Hiệp
Thuyết minh: Đồ án Tốt Nghiệp Bộ môn: Chế Tạo Máy
PHẦN: I
TỔNG HỢP CẤU TRÚC
ĐỘNG HỌC MÁY
GVHD: ThS.Nguyễn Thuận - 2 - SV: Vũ Đức
Hiệp
Thuyết minh: Đồ án Tốt Nghiệp Bộ môn: Chế Tạo Máy
I - XÁC ĐỊNH CÔNG DỤNG CỦA MÁY - CHỌN CÁC THÔNG SỐ
CHỦ YẾU
Máy phay lăn răng là loại máy chuyên dùng, nó được chế tạo để gia
công bánh răng trụ răng thẳng, răng nghiêng và bánh vít (bằng phương pháp
chạy dao hướng kính hay tiếp tuyến ).
Việc cắt bánh răng được thực hiện bằng cách lăn bao hình giữa dao
phay trục vít và phôi, gia công bằng phương pháp phay thuận hay phay
nghịch với chạy dao thông thường hay chạy dao đường chéo.
Máy phay lăn răng làm việc theo chu kỳ bán tự động. Đường kính lớn
nhất của bánh răng được gia công : D
max
=800
Modul lớn nhất của bánh răng được gia công: m
max
=10
II - PHƯƠNG PHÁP TẠO HÌNH BỀ MẶT CHI TIẾT GIA CÔNG
Máy phay lăn răng làm việc theo phương pháp bao hình, tạo hình bề
mặt bằng phương pháp lăn và tiếp xúc.

- Trên máy có các chuyển động sau :
+ Chuyển động tạo ra đường chuẩn Φc .
+ Chuyển động tạo ra đường sinh Φs
+ Chuyển động phân độ Fa .
- Đường sinh công nghệ là đường thân khai, còn đường chuẩn là
đường răng.
2.1.Phương pháp phân tích chuyển động tạo ra đường sinh Φs , và
chuyển động phân độ F
a
.
Theo phương pháp bao hình, đường thân khai (1) được tạo thành là
đường bao của các vị trí liên tiếp của lưỡi cắt thực (2). Quá trình hình thành
biên dạng răng là quá trình ăn khớp cưỡng bức giữa bánh răng cần gia công
và dao phay trục vít (nhắc lại sự ăn khớp của trục vít và bánh răng). Do đó
dao và phôi có chuyển động quay phù hợp với nhau. Vậy chuyển động phân
GVHD: ThS.Nguyễn Thuận - 3 - SV: Vũ Đức
Hiệp
Thuyết minh: Đồ án Tốt Nghiệp Bộ môn: Chế Tạo Máy
độ Fa sẽ trùng với chuyển động tạo thành đường sinh Φs. Để tạo ra chuyển
động này ta có sơ đồ như (hình-1).
Nếu bánh răng được cắt có Z răng dao phay trục vít có K đầu mối, tốc
độ quay của dao là n
d
thì tốc độ quay của phôi là: n
f
sao cho:
Z
K
n
n

d
f
=
Gọi i
x
là chạc phân độ ta có :
n
d
.i
12
.i
x
.i
34
= n
f
34123412
.
1
.
1

iiZ
K
iind
n
x
f
i
==

GVHD: ThS.Nguyễn Thuận - 4 - SV: Vũ Đức
Hiệp
i
x
3
2
1
n
d
5
n
f
4
2
Dao
Hình-1
1
2
Thuyết minh: Đồ án Tốt Nghiệp Bộ môn: Chế Tạo Máy
Z
K
xx
Ci .
=
2.2.Phân tích tạo ra đường chuẩn Φc
Khi cắt bánh răng trụ răng thẳng, đường chuẩn là đường song song
với trục phôi. Để tạo ra đường chuẩn này dao phay dịch chuyển dọc trục
phôi với lượng chạy dao S
d
xác định trên một vòng quay của phôi. Chuyển

động n
d
là chuyển động của dao phay trục vít nhằm tạo ra tốc độ cắt ứng với
chuyển động quay của dao theo tỉ số truyền:
Z
K
n
n
i
f
d
==

Nhóm Φ
S
(n
d
, n
f
): liên hệ với nhau theo tỷ số truyền trên được gọi là
đường sinh T.
Chuyển động tịnh tiến của bàn mang dao hoặc của bàn máy mang
phôi theo phương dọc trục của chi tiết nhằm cắt hết bề rộng răng.
Φs (T) : Nhóm tạo hình đường chuẩn. Khi gá dao sao cho :
ϕ = ± λ
Trong đó : ϕ - Góc nghiêng trục dao
λ - Góc nâng răng trục vít.
Khi cắt bánh răng trụ răng nghiêng thì đường chuẩn là đường xoắn vít
có góc nâng bằng góc nâng của bánh răng. Chuyển động tạo ra đường chuẩn
có thể xác định như sau : (Hình - 2)

GVHD: ThS.Nguyễn Thuận - 5 - SV: Vũ Đức
Hiệp
Hình - 2
Thuyết minh: Đồ án Tốt Nghiệp Bộ môn: Chế Tạo Máy
T
A
A
B
B1
B1
B
Sd
β
nf
nt
nd
d
d
T
x
nf
nt
nd
Hình - 2
Khi gia công bánh răng thẳng thì phôi cứ quay 1 vòng thì dao tịnh tiến
một đoạn là S
đ
để gia công hết đoạn răng từ A→B.
Khi gia công bánh răng nghiêng ,để dao phay cắt hết đoạn răng nghiêng từ
A→B

1
thì phôi phải quay thêm một lượng là n
t
sao cho có sự phối hợp giữa
n
t
và n
phôi
để dao dịch chuyển một cung AB
1
. Mối liên hệ giữa n
t
và dao như
sau:
Giả sử phôi quay thêm (n
t
) một góc α
i
nào đó thì dao sẽ dịch chuyển
một lượng là S
d
.
Nếu phôi quay thêm một lượng (n
t
) = 1 vòng phôi thì lúc đó dao tịnh
tiến một lượng là T (T :là bước xoắn vít trụ). Ta có:
T d Cotg= π β. .
Trong đó:
GVHD: ThS.Nguyễn Thuận - 6 - SV: Vũ Đức
Hiệp

Thuyết minh: Đồ án Tốt Nghiệp Bộ môn: Chế Tạo Máy
d - là đường kính phôi:
β
π
β
β
π
β
Sin
Z
g
Z
Cos
Zm
d
n
m
cot.
cos
m
=T
.
nn
=⇒=

Như vậy ta thấy khi dao dịch chuyển một lượng là T thì phôi quay phụ
thêm 1 vòng. Nếu dao dịch chuyển một lượng là S
đ
thì phôi quay phụ thêm
một lượng n

t
. Ta có:
T
S
n
n
T
S
d
t
td
=⇒=
1
(vòng phôi)
Vậy khi phôi quay thêm một lượng n
t
(vòng phôi) thì dao quay thêm
một lượng là :
T
S
K
Z
d
.
(vòng dao).
Như vậy để gia công bánh răng trụ răng nghiêng thì:
+) Phân độ : Phôi quay 1 vòng , dao quay
K
Z
(vòng)

+)Tạo rãnh nghiêng:Phôi quay n
t
(vòng), dao quay
T
S
K
Z
d
.
(vòng).
Lượng di động tính toán là:
1 vòng phôi →
K
Z
K
Z
S
T
d
±
.
(Vòng dao).
Dấu (-) khi đường xoắn của răng gia công và dao trùng nhau
Dấu (+) khi chúng ngược chiều nhau.
Khi cắt bánh vít gồm hai chuyển động n
d
,n
f
và Φs (n
d

;n
f
) nhóm động
học tạo hình đường sinh:
T
k
- Chuyển động chạy dao hướng kính để cắt hết chiều sâu cắt theo
phương pháp chạy dao hướng kính, nếu chạy dao tiếp tuyến thì dịch chuyển
một lượng S
t
của dao.
GVHD: ThS.Nguyễn Thuận - 7 - SV: Vũ Đức
Hiệp
Thuyết minh: Đồ án Tốt Nghiệp Bộ môn: Chế Tạo Máy
M
1
2 3 4
5
6
i
v
i
x
7
8
9
10
i
s
n

d
n
f
T
k
t
vm
+) Xích tốc độ:
M - 1 - 2 - i
v
- 3 - 4 - dao phay trục vít.
Lượng di động tính toán:
n
d/c
(v/p) động cơ M → n
d
(v/p) DTV
Phương trình điều chỉnh động học :
n
d/c
. i
1-2
. i
v
. i
3-4
= n
d
⇒i
v

=C
v
.n
d/c
+) Xích phân độ :
Dao phay trục vít - 4- 5 - i
x
- 6 - 7 - phôi
1 vòng dao → k/z vòng phôi .
Phương trình điều chỉnh động học:
1 . i
4-5
. i
x
. i
6-7
=k/z
Công thức điều chỉnh
i
x
= C
x
. k/z
C
x
: Hệ số điều chỉnh xích bao hình
+) Xích chạy dao :
Phôi - 7 - 8 - i
S
- 9 -10 - Vít me chạy hướng kính.

1 vòng phôi → bàn máy tịnh tiến hướng kính S
K
(mm).
1 . i
7-8
. i
s
. i
9-10
. t
vm
= S
k
i
S
= C
sk
. S
k

Cắt bằng phương pháp chạy dao tiếp tuyến. Dao phay có dạng đầu côn
hoặc dao bay áp dụng cho cắt bánh vít với sơ đồ đầu mối lớn hơn hai.
GVHD: ThS.Nguyễn Thuận - 8 - SV: Vũ Đức
Hiệp
Thuyết minh: Đồ án Tốt Nghiệp Bộ môn: Chế Tạo Máy
M
1
2 3 4
7
8

i
v
i
x
9
10
11 12
i
s
n
d
n
f1
Tt
n
f2
t
vm
5
6
15
14 13
i
y
M
+) Xích tốc độ: M – 1 – 2 – iv – 3 – 4 – DTV
Lương di động tính toán:
n
dc
(v/p) → n

d
(v/p) DTV
phương trình điều chỉnh động học
n
dc
. i
12
. i
v
. i
3-4
= n
d
Công thức điều chỉnh động học
iv = C
v
.n
d
+) Xích phân độ : DTV – 4 – 5 – Σ – 6 – 7 – Σ – ix – 8 – 9 - Phôi bánh
vít.
Lượng di động tính toán
1(vòng) DTV → K/Z (Vòng) Phôi BR
Phương trình điều chỉnh động học
1. i
4-5
. i
Σ
. i
6-7
. i

x
. i
89
= K/Z
Công thức điều chỉnh
i
x
= C
x
. K/Z
C
x
: Hệ số điều chỉnh động học
+) Xích chạy dao dọc trục (tiếp tuyến).
GVHD: ThS.Nguyễn Thuận - 9 - SV: Vũ Đức
Hiệp
Thuyết minh: Đồ án Tốt Nghiệp Bộ môn: Chế Tạo Máy
Phôi - 9 -10- i
S
-11- 12 -vít me tiếp tuyến
Lượng di động tính toán
1(vòng) phôi bánh vít → S
t
(mm) bàn dao tiếp tuyến
Phương trình điều chỉnh động học
1 . i
9-10
. i
s
. i

11-12
. t
vm
= S
t
⇒i
s
= S
t
. C
t
+ Xích vi sai: Vít me tiếp tuyến mang bàn dao kéo dài – 12 – 13 – i
y
14 – 15 – Σ – 6 – 7 – i
x
– 8 – 9 – Bàn máy mang phôi
Lượng di dộng tính toán:
vm
t
t
m.
Π
(vòng) Vít me tiếp tuyến →
Z
1
(vòng) Phôi bánh vít
Phương trình điều chỉnh động học
Z
xy
t

m
iiiiiii
vm
t
1
987615141312
.

=
−−Σ−−
Π
i
x
= C
x
.k/z
Công thức điều chỉnh xích vi sai:
km
yy
t
Ci
1
.
=
III - THÀNH LẬP SƠ ĐỒ CẤU TRÚC MÁY
Từ phân tích phương pháp tạo hình trên ta thấy máy phay lăn răng có
các chuyển động tạo hình sau:
Khi cắt bánh răng trụ răng thẳng cần có chuyển động quay chính của
dao là Q
1

để tạo ra tốc độ cắt, chuyển động quay phôi Q
2
phù hợp với Q
1
.
Do vậy giữa dao và phôi phải có liên kết nội với chạc điều chỉnh i
x
, đó là
nhóm tạo hình đường sinh Φs (Q
1
,Q
2
) .
Khi cắt bánh răng trụ răng nghiêng để tạo thành đường chuẩn thì máy
phải có thêm chuyển động tạo thành đường xoắn ốc đó là chuyển động quay
phụ thêm Q
3
phù hợp với chuyển động thẳng đứng của bàn máy T, lúc này
bàn máy mang phôi nhận đồng thời 2 chuyển động độc lập nhau (Q
2
,Q
3
) vì
vậy trong cấu tạo của máy cần bố trí thêm cơ cấu cộng (cơ cấu vi sai) để gộp
2 chuyển động này đó là nhóm tạo hình đường chuẩn Φc(Q
3
,T).
GVHD: ThS.Nguyễn Thuận - 10 - SV: Vũ Đức
Hiệp
Thuyết minh: Đồ án Tốt Nghiệp Bộ môn: Chế Tạo Máy

Để tạo thành các chuyển động trên ta thấy có rất nhiều phương án
thành lập sơ đồ cấu trúc.
Cơ sở cho việc thành lập sơ đồ cấu trúc: Trước hết phải viết được liên
kết nội và chuyển động của các nhóm hình thành. Từ đó ta có 4 phương án
thành lập sơ đồ cấu trúc a,b,c,d.

Theo phương án a,b
GVHD: ThS.Nguyễn Thuận - 11 - SV: Vũ Đức
Hiệp
Thuyết minh: Đồ án Tốt Nghiệp Bộ môn: Chế Tạo Máy
GVHD: ThS.Nguyễn Thuận - 12 - SV: Vũ Đức
Hiệp
3
8
9
Phương án - a
6
1
i
x
4
5
10
i
y
7
T
Q
1
Q

f
Q
2
Phương án - b
8
1
i
x
4
5
10
i
y
9
T
Q
1
Q
f
Q
2
2
2
3 6
7
Thuyết minh: Đồ án Tốt Nghiệp Bộ môn: Chế Tạo Máy
Ta có : Lượng di động tính toán xích vai là:
T (mm) bàn dao → phôi quay phụ thêm ± 1 (vòng)
⇔
T

t
vm
vòng vít me → phôi quay phụ thêm ± 1 (vòng)
→
T
t
vm
.i
78
.i
y
.i
910
.i
Σ
.i
56
= ±1 vòng
Hay:
Zm
Sin
iii
t
Tiii
t
iiiiT
t
y
n
vmvmvm

i

1


569107856910785691078
Π
===
Σ
β
Trong đó :
+) t
vm
: Bước của trục vít me đứng.
+) i
∑
: Tỷ số truyền của cơ cấu cộng chuyển động
+) m
n
: Modul pháp của bánh răng cần gia công
+) Z :Số răng của bánh răng cần gia công
+) β :Góc xoắn vít của bánh răng cần gia công
Khi điều chỉnh xích bao hình: Lượng di động tính toán là:
1 vòng dao → K/Z vòng phôi
Phương trình điều chỉnh:
1.i
12
.i
x
.i

34
.i
∑
.i
56
= K/Z vòng phôi
( )
1 .

1
563412
Z
K
iiii
i
x
∑
=→
Theo phương án c,d:
GVHD: ThS.Nguyễn Thuận - 13 - SV: Vũ Đức
Hiệp
Q
2
Phương án - c
6
1
i
x
2
3

10
i
y
7
T
Q
1
Q
f
Phương án - d
6
1
i
x
2
3
5
i
y
i
s
9
T
Q
1
Q
f
Q
2
Thuyết minh: Đồ án Tốt Nghiệp Bộ môn: Chế Tạo Máy

GVHD: ThS.Nguyễn Thuận - 14 - SV: Vũ Đức
Hiệp
4
5
89
4
5
7
8
10
11
Thuyết minh: Đồ án Tốt Nghiệp Bộ môn: Chế Tạo Máy
Ta có : Lượng di động tính toán xích vai là:
T (mm) bàn dao → phôi quay phụ thêm ± 1 (vòng)
⇔
T
t
vm
vòng vít me → phôi quay phụ thêm ± 1 (vòng)
→
T
t
vm
.i
78
.i
y
.i
910
.i

Σ
.i
34
.i
x
.i
56
= ±1 vòng
Ta có:
Zm
Sin
iiiiii
t
Tiiiiii
t
iiiiiiT
t
i
nx
vm
x
vm
x
vm
y

.


1

.

563491078563491078563491078
π
β
∑∑∑
===
(2)
Thay (1) vào (2) ta có:
Km
Sin
C
Km
Sin
ii
it
i
n
y
n
vm
y

.

.
.
.
91078
12

π
β
π
β
==
Trong 4 phương án trên ta thấy phương án c, d có việc điều chỉnh vi
sai không phụ thuộc vào răng của số răng bị cắt, do đó khi cắt răng với số
răng khác nhau ta chỉ cần điều chỉnh chạc i
x
sẽ rút ngắn được thời gian điều
chỉnh máy đảm bảo cặp bánh răng làm việc tốt vì chúng có cùng góc
nghiêng. Còn phương án a, b thì không có ưu điểm nào.
Phương án c, có nhược điểm là khi cắt bánh răng nghiêng lượng chạy
dao thẳng đứng phụ thuộc vào tốc độ quay của dao. Do đó năng xuất không
cao vì không thể tăng tốc độ quay của dao lên liên tục được.
Để khắc phục nhược điểm này ta sử dụng sơ đồ cấu trúc máy theo
phương án (d) có thêm khâu điều chỉnh lượng chạy dao i
S
.
Mặt khác khi cắt bánh vít trên máy phay, cần có các chuyển động sau:
n
d
- tạo tốc độ cắt
n
f
- chuyển động của phôi phù hợp với chuyển động của dao
S
k
- là chuyển động chạy dao hướng kính để cắt hết chiều sâu
cắt khi cắt bánh bằng phương pháp chạy dao hướng kính.(hình e)

GVHD: ThS.Nguyễn Thuận - 15 - SV: Vũ Đức
Hiệp
Thuyết minh: Đồ án Tốt Nghiệp Bộ môn: Chế Tạo Máy
S
t
- là chuyển động chạy dao dọc trục khi cắt bánh bằng phương
pháp chạy dao tiếp tuyến ( hình f ).
Như vậy ta phải có khâu điều chỉnh i
s
vào xích chạy dao để thành lập
được sơ đồ câu trúc của máy ở trường hợp này.
Các sơ đồ cấu trúc máy như ( hình g,h ).
Khi cắt bánh vít bằng phương pháp chạy dao tiếp tuyến thì chuyển
động quay của dao và quay của phôi là chuyển động nhắc lại sự ăn khớp của
trục vít bánh vít.
Chuyển động chạy dao của vít me mang bàn dao ( S
t
) nhắc lại sự ăn
khớp của bánh răng thanh răng do đó phôi phải quay thêm 1 lượng là n
t
do
xích vi sai đảm nhiệm.
Để mở rộng và thay đổi lượng chạy dao tiếp tuyến trên sơ đồ cấu trúc
động học ta bố trí thêm khâu điều chỉnh i
0
. Như vậy để được các yêu cầu của
máy ta chọn phương án bố trí động học ( hình d ).
GVHD: ThS.Nguyễn Thuận - 16 - SV: Vũ Đức
Hiệp
S

k

n
d
n
f
S
t

n
d
n
f
Hình - f
Hình - e
Thuyết minh: Đồ án Tốt Nghiệp Bộ môn: Chế Tạo Máy
GVHD: ThS.Nguyễn Thuận - 17 - SV: Vũ Đức
Hiệp
n
d
n
f
n
t
9
8
7
i
S
6

i
0
5
15
4
Hình - h
12
i
x
i
y
S
t
S
k

n
d
n
f
9
8
7
i
S
6
i
x
5
10

T
Hình - g
4
10 11
1314
Thuyết minh: Đồ án Tốt Nghiệp Bộ môn: Chế Tạo Máy
Từ đó ta thành lập được sơ đồ cấu trúc động học toàn máy gồm các
xích liên kết trong, ngoài và các khâu điều chỉnh như sau:
GVHD: ThS.Nguyễn Thuận - 18 - SV: Vũ Đức
Hiệp
i
V
i
0
S
t
S
K
S
đ
i
S
i
x
12
8
7
M
n
d

10
11
4
3
2
1
9
n
f
n
t
i
y
14
13
6
5
15
∑
Sơ đồ cấu trúc động học máy phay lăn răng
16
17
18 19
20
Thuyết minh: Đồ án Tốt Nghiệp Bộ môn: Chế Tạo Máy
Với sơ đồ cấu trúc trên ta có các thành phần lượng di động tính toán
và công thức điều chỉnh như sau:
1- Chuyển động quay của dao (Xích tốc độ)
Chuyển động của những khâu cuối cùng là trục động cơ quay và dao
quay. Lượng di động tính toán :

n
đc
( vg/ph ) → n
d
( vg/ph ).
Phương trình cân bằng :
n
đc
. i
12
. i
v
. i
34
= n
d
.
Công thức điều chỉnh :
dc
d
dc
n
n
y
iin
dv
Cni
3412

1

==
2- Xích bao hình ( Xích tạo đường thân khai )
Xích này liên hệ giữa chuyển động quay của phôi và dao.
+) Lượng di động tính toán:
1 vòng dao → K/Z vòng phôi BR.
+) Phương trình cân bằng:
1.i
45
.i
Σ
.i
67
.i
x
.i
89
= K/Z.
+) Công thức điều chỉnh:
i
x
= C
x
.K/Z
3- Xích ăn dao
Trong xích chuyển động của những khâu cuối cùng là bàn máy quay,
còn dao dịch chuyển thẳng đứng. Lượng di động tính toán:
1vòng bàn máy → S
d
dịch chuyển thẳng đứng.
+) Phương trình cân bằng: 1.i

9-10
.i
s
.i
11-12
.i
12-16
= S
d
.
+) Công thức điều chỉnh:
GVHD: ThS.Nguyễn Thuận - 19 - SV: Vũ Đức
Hiệp
Thuyết minh: Đồ án Tốt Nghiệp Bộ môn: Chế Tạo Máy
i
s
= C
s
. S
d
.
4- Xích vi sai ( xích tạo thành đường xoắn vít )
a. Khi cắt bánh răng nghiêng
Lượng di động tính toán:
1 vòng phôi →
±
Z/K ×S
đ
/T
1.i

9-10
.i
s
.i
11-12
.i
12-13
.i
y
.i
14-15
.i
∑
=
±
Z/K ×S
đ
/T
⇒ i
y
=
±
C
y
. Sinβ/(m
n
.K.Π)
b. Khi có chuyển động chạy dao tiếp tuyến để cắt bánh vít
Lượng di động tính toán:
Dao dịch chuyển một lượng

vm
t
t
m.
π
dọc trục thì phôi quay 1/Z
phôi
(vòng phôi). Ta có phương trình cân bằng :
pvm
t
Z
y
t
m
iiiiii
1
9876
15
141312
.

=
−−Σ
−
−
π
Thay các giá trị đã biết vào phương trình trên ta có:
Km
yy
d

Ci
.
1
.
=⇒
GVHD: ThS.Nguyễn Thuận - 20 - SV: Vũ Đức
Hiệp
Thuyết minh: Đồ án Tốt Nghiệp Bộ môn: Chế Tạo Máy
PHẦN :II
XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG
CƠ BẢN MÁY
GVHD: ThS.Nguyễn Thuận - 21 - SV: Vũ Đức
Hiệp
Thuyết minh: Đồ án Tốt Nghiệp Bộ môn: Chế Tạo Máy
I - ĐẶC TRƯNG VỀ CÔNG NGHỆ
Máy phay lăn răng là loại máy chuyên dùng để gia công bánh vít,
bánh răng trụ răng thẳng, răng nghiêng.
Phôi gia công là phôi trụ có đường kính lớn nhất:
D
max
= 800mm.
Vật liệu gia công trên máy: Thép, gang, đồng và chất dẻo. Dao được
sử dụng là dao phay trục vít, dao bay.
II - ĐẶC TRƯNG VỀ KÍCH THƯỚC
+) Đường kính lớn nhất của bánh răng gia công:
D
max
= 800mm.
+) Modul lớn nhất của bánh răng được cắt:
m

max
= 10mm.
+) Góc nghiêng lớn nhất của bánh răng gia công:
λ = ± 60
0
Từ các thông số trên tra bảng - 50 [1]
+) Modul nhỏ nhất của bánh răng gia công:
m
min
= m
max
/R
m
R
m
= 3,5 ÷ 5
Chọn R
m
=5 nên m
min
= 2 mm.
Ta có thông số của dao là:
D
dmin
= 50 mm ; D
dmax
= 200 mm.
Z
dmax
= 12.

III - ĐẶC TRƯNG VỀ ĐỘNG HỌC
1 - Xích tốc độ
Tốc độ cắt giới hạn được chọn căn cứ vào các tài liệu thống kê. Tham
khảo tài liệu đã cho đối với máy chuẩn khi phay lăn răng, tốc độ cắt có thể
sử dụng theo bảng 68 [6] . Đối với vật liệu dao là thép gió:
GVHD: ThS.Nguyễn Thuận - 22 - SV: Vũ Đức
Hiệp
Thuyết minh: Đồ án Tốt Nghiệp Bộ môn: Chế Tạo Máy
Vận tốc lớn nhất : V
max
= 50 m/f
V
min
= 16 m/f
Phạm vi điều chỉnh tốc độ :

R
V
V
v
= = =
max
min
,
50
16
3125
Phạm vi điều chỉnh đường kính của dao:

R

D
D
d
= = =
max
min
200
50
4

Vật liệu Vận tốc cắt (m/f)
Thô Tinh
Gang
16÷20 20÷25
Thép σ
b
< 60(kg/mm
2
) 25÷28 20÷25
Thép σ
b
> 60(kg/mm
2
) 20÷25 25÷30
Đồng
25÷40 25÷40
Chất dẻo
25÷50 25÷50
Vậy phạm vi điều chỉnh số vòng quay trục chính của dao là :
R

n
= R
v
.R
d
= 3,125.4 = 12,5.
Số vòng quay nhỏ nhất của trục dao là :

n
V
D
v ph
d
min
min
max
,
, ( / )=
×
×
=
×
×
=
1000
1000 16
314 200
25 5
π
Trong thực tế, số vòng quay nhỏ nhất ít được sử dụng. Nếu dao phay

trục vít làm bằng thép gió Coban thì có thể tăng tốc độ cắt 1 đến 2 lần, vậy :
n
min
= (1÷2) . 25,5 = 25,5÷51 v/p
Lấy n
min
= 50 v/ph. Khi đó số vòng quay trục chính dao có phạm vi
điều chỉnh:
R
n
= 12,5. 1/2 =6,25.
Chọn công bội ϕ :
Để tổn thất năng suất không đổi khi gia công phôi có đường kính khác
nhau ta chọn chuỗi số vòng quay trục chính là chuỗi số nhân. Tra bảng: 6-2
GVHD: ThS.Nguyễn Thuận - 23 - SV: Vũ Đức
Hiệp
Thuyết minh: Đồ án Tốt Nghiệp Bộ môn: Chế Tạo Máy
[4] . Chọn công bội ϕ tiêu chuẩn. Máy thiết kế là máy phay lăn răng nên
chọn ϕ =1,26.
Khi đó số tốc độ của máy thiết kế là:

Z
R
n
= + = + =
lg
lg
lg ,
lg ,ϕ
1

6 25
1 26
1 9
Lấy theo bảng 5 [1] . Ta có chuỗi số vòng quay tiêu chuẩn sau:
50 ; 63 ; 80 ; 100 ; 125 ;160 ; 200 ; 250 ; 315 (v/f).
2- Xích chạy dao
Máy bố trí 3 xích chạy dao. Xích chạy dao thẳng đứng, xích chạy dao
tiếp tuyến và xích chạy dao hướng kính. Với lượng chạy dao S
đ
, S
v
, S
t
,
được xác lập theo yêu cầu độ bóng và độ chính xác của chi tiết gia công.
a) Xích chạy dao thẳng đứng
Theo nguyên lý cắt, khi cắt thô lượng chạy dao từ 2 đến 3mm/v (vật
liệu phôi , gang ,thep, đồng). Khi cắt tinh lượng chạy dao từ 0,8 đến 1,5
mm/v. Lượng chạy dao này quá bé nên dễ xẩy ra hiện tượng trượt dao.
Chiều sâu cắt được xác định theo modul của bánh răng cần gia công.
Đối với các bánh răng có modul nhỏ hơn 10 mm thì ta cho một hành trình
cắt hết chiều sâu. Đối với bánh răng có m > 10mm (vật liệu bánh răng là
gang ) và m > 8mm (vật liệu là thép ) thì cắt 2 hành trình. Hành trình đầu cắt
theo chiều sâu t = 1,4 mm hành trình sau cắt hết phần còn lại.
Với vật liệu gia công là chất dẻo thì lượng chạy dao có thể chọn lớn
hơn. Theo máy chuẩn có lượng chạy dao cho máy thiết kế là.
S
đmin
= 0,8 mm/v ; S
đmax

= 5 mm/v.
Vậy:
R
S
S
sd
d
d
= = =
max
min
,
,
5
0 8
6 25
Để khống chế tổn thất máy không đổi, và có được tốc độ và lượng
chạy dao ta chuỗi chạy dao là chuỗi cấp số nhân với ϕ
s
= 1,26.
Ta có chuỗi cấp chạy dao đứng là:
Zs
R
sd
= + = + =
lg
lg
lg ,
lg ,ϕ
1

6 25
1 26
1 9
GVHD: ThS.Nguyễn Thuận - 24 - SV: Vũ Đức
Hiệp
Thuyết minh: Đồ án Tốt Nghiệp Bộ môn: Chế Tạo Máy
Lượng chạy dao đứng:
0,8 ; 1 ; 1,26 ; 1,58 ; 2 ; 2,52 ; 3,2 ; 4 ; 5 (mm/v)
b) Xích chạy dao hướng kính
Để gia công bánh vít bằng chạy dao hướng kính, trong máy bố trí xích
chạy dao hướng kính được nối từ xích chạy dao dọc. Theo máy chuẩn ta
chọn lượng chạy dao hướng kính của máy là 1/3 lượng chạy dao đứng. Khi
đó ta có lượng chạy dao hướng kính là:
0,27 ; 0,34 ; 0,43 ; 0,54 ; 0,68 ; 0,85 ; 1,08 ; 1,36 ; 1,7(mm/v).
c) Xích chạy dao tiếp tuyến
Để cắt bánh bít bằng phương pháp chạy dao tiếp tuyến và cắt bánh
răng bằng phương pháp chạy dao đường chéo. Máy còn bố trí xích chạy dao
tiếp tuyến. Lượng chạy dao phụ thuộc vào góc nghiêng của bánh răng và số
răng của bánh vít khi gia công.
d) Xích chạy dao nhanh
Để giảm thời gian phụ ở các hành trình chạy không, trên máy bố trí
xích chạy dao nhanh cho chạy dao hướng kính và chạy dao thẳng đứng
lượng dịch chuyển có thể lấy bằng 0,1 ÷ 0,6m/ph. Theo máy chuẩn chọn
lượng dịch chuyển nhanh của bàn máy là 0,17m/ph. Dịch chuyển nhanh của
bàn trượt dao là 0,55m/ph. Dịch chuyển nhanh của trục gá dao dọc theo trục
dao là 0,13 m/ph.
IV - ĐẶC TRƯNG VỀ ĐỘNG LỰC HỌC MÁY
+) Đặc trưng về động lợc học máy được xác định theo chế độ cắt tính
toán có tải trọng và công suất lớn nhất. Công suất cắt có thể tính theo 2
phương pháp:

GVHD: ThS.Nguyễn Thuận - 25 - SV: Vũ Đức
Hiệp