thiết kế máy tiện ren vít vạn năng

Bài tập lớn thiết kế máy công cụ  Nhóm 3- Lớp CK1-K4
Lời nói đầu
Một trong những nội dung đặc biệt quan trọng của cuộc cách mạng khoa học
kỹ thuật trên toàn cầu nói chung và với sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất
nước ta nói riêng hiện nay đó là việc cơ khí hoá và tự động hoá quá trình sản xuất.
Nó nhằm tăng năng suất lao động và phát triển nhanh nền kinh tế quốc dân. Trong
đó công nghiệp chế tạo máy cắt kim loại và thiết bị đóng vai trò then chốt. Để đáp
ứng như cầu này, đi đôi với công việc nghiên cứu, thiết kế, nâng cấp máy cắt kim
loại là việc trang bị đầy đủ những kiến thức sâu rộng về máy cắt kim loại và trang
thiết bị cơ khí hoá cũng như khả năng áp dụng lý luận khoa học vào thực tiễn sản
xuất cho đội ngũ cán bộ khoa học kỹ thuật là không thể thiếu được.
Sau thời gian học tập tại trường ĐH Công nghiệp HN đến nay, em đã hoàn
thành chương trình học của môn thiết kế máy công cụ. Để có 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 bài: "Thiết kế máy tiện ren vít vạn
năng".
Được sự chỉ bảo hướng dẫn tận tình của thầy giáo cùng với sự nỗ lực cố
gắng của bản thân, đến nay em đã hoàn thành đồ án môn học của mình. Do trình độ
còn hạn chế nên bài tập lớn chắc sẽ không tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong được
sự chỉ bảo của các thầy cô để em có điều kiện học hỏi thêm.
Em xin chân thành cảm ơn!.
Hà Nội, ngày tháng năm 2012
Sinh viên thiết kế

Sinh viên thực hiện: Nhóm 3 Lớp: CK1-K4
Bài tập lớn thiết kế máy công cụ  Nhóm 3- Lớp CK1-K4
PHẦN I
PHÂN TÍCH MÁY THAM KHẢO T616
I - Máy tiện T616 :
1- Cấu tạo chung:
T616 là mỏy tiện ren vít vạn năng, là một trong những sản phẩm đầu tiên của

nhà máy sản xuất máy cụng cụ số một Hà Nội
1 : Thân máy. 10 : Trục trơn.
2 : Hộp tốc độ. 11 : Trục điều khiển.
3 : Mâm cặp. a,b,d,e : Cần tay gạt để di động
4 : ụ động. các khối bánh răng bên trong hộp tốc độ.
5 : Giỏ đỡ. ( c ) : Tay gạt dùng để đóng mở ly hợp ,
6 : Bàn dao. trên cơ sở đóng mở máy
7 : Hộp xe dao. và đảo chiều trục chính.
8 : Bàn xe dao.
9 : Trục vít me.
Sinh viên thực hiện: Nhóm 3 Lớp: CK1-K4
Bài tập lớn thiết kế máy công cụ  Nhóm 3- Lớp CK1-K4
2 - Đặc tính kỹ thuật :
T616 là máy tiện hạng vừa, có độ chính xác cấp 2, công suất động cơ
N = 4,5 Kw và vận tốc cắt nhỏ.
o Đường kính lớn nhất của phội gia công được trên máy : 320 mm.
o Khoảng cách giữa 2 mũi tâm : 750 mm
o Số cấp vòng quay của trục chính : Z = 12
o Giới hạn cấp vòng quay trục chính : n = 44÷1980 v/ph
o Lượng chạy dao :
• Dọc : 0,06÷3,34 mm / vòng
• Ngang : 0,04÷2,47 mm / vòng
o Ren cắt được trên máy :
• Quốc tế : 0,5÷9 mm
• Modul : 0,5÷9 mm
• Anh : 38÷2 vòng ren / 1"
Theo bảng (5-1) [5] gia công trên máy có thể đạt được:
Phương pháp gia công Cấp chính xác đạt
Độ bền (µm)
Tiện thô

IT 8 ÷ 11 Ra =

12,5 ÷ 2,5
Tiện bán tinh
IT 5 ÷ 7 Ra =

3,2 ÷ 6,3
Tiện tinh
IT 3 ÷ 4 Ra =

1,26 ÷ 1,6
Tiện mỏng IT 2
Ra =

0,25 ÷ 0,63
Cắt ren IT 3
Ra =

1,25 ÷ 1,6
3 - Truyền động của máy :Hình III-2 : Là sơ đồ động của máy T616.
a- Xích tốc độ :
Hộp tốc độ máy T616 thuộc hộp tốc độ dựng riờng, gồm hai phần : hộp
giảm tốc và hộp trục chính. Hộp giảm tốc đặt dưới thân máy và truyền động cho
Sinh viên thực hiện: Nhóm 3 Lớp: CK1-K4
Bài tập lớn thiết kế máy công cụ  Nhóm 3- Lớp CK1-K4
hộp trục chính nhờ bộ truyền đai. Đồng thời trong hộp tốc độ có hai đường truyền
động đến trục chính là trực tiếp và gián tiếp.
Lượng di động tính toán: nđc → n
TC
(vg/ ph)

Xích liên kết: M - 1 - 2 - i
V
- 3 - 4 - 5 - TC
Phương trình cân bằng động học: n
đc
× i
12
× i
V
× i
34
× i
45
= n
TC
Công thức điều chỉnh:
i
V
= c
v
. n
TC
* Đường truyền trực tiếp :
Phương trình xích tốc độ trực tiếp :
* Đường truyền gián tiếp :
Phương trình xích tốc độ gián tiếp:

Số vòng quay lớn nhất của trục chính :
N
max

= 1450.
=.
27
27
.
200
200
.
48
50
.
33
45
.
58
58
1980 (v/ph).
Số vũng quay nhỏ nhất của trục chính :
N
min
= 1450.
=
58
17
.
63
27
.
200
200

.
71
27
.
47
31
44 (v/ph).
Sinh viên thực hiện: Nhóm 3 Lớp: CK1-K4
















Bài tập lớn thiết kế máy công cụ  Nhóm 3- Lớp CK1-K4

b -Xích chạy dao:
Hộp chạy dao máy T616 chỉ có một đường truyền động để tiện ren hệ một.
Để tiện được ren hệ Anh, ren pitch, ren modun, phải dựng bộ truyền bánh răng thay
thế.

+ Khi tiện ren: 1 vòng trục chính → t bàn dao (mm)
1 vòng TC × i
45
× i
46
× i
S
× i
78
× t
vm1
= t
⇒ i
S
= c
S
× t
+ Khi tiện trơn: 1 vòng quay trục chính làm dao đi được một lượng S
d
(mm).
1 vòng TC × i
35
× i
46
× i
S
× i
78
× i
69

×

πmz = S
d
⇒ i
S
= c
sd
× S
d
+ Khi chạy dao ngang: 1 vòng quay trục chính làm dao đi được một lượng S
n
(mm).
1 vòng TC × i
45
× i
46
× i
S
× i
78
× i
78910
× t
vm2
= S
n
⇒ i
S
= c

sn
× S
n

Phương trình xích chạy dao :
* Tiện trơn:
Sinh viên thực hiện: Nhóm 3 Lớp: CK1-K4
Bài tập lớn thiết kế máy công cụ  Nhóm 3- Lớp CK1-K4
Chạy dao dọc:
58
S=1vg
58
55
55
24
21
35
55
(IX)
(VII)
52
26
27
24
(X)
tc
b
a
d
c

(VIII)
30
48
27
36
26
52
52
26
39
39
52
26
26
52 26
52
39
39 26
52
26 52
39
39 26
52
39
39 26 52
52 26
.
.

.
. .


.
.
.
39
39
( XI)
2
45
39
39
( XIV)
39
39
.14.3
(doïc)
Chạy dao ngang:
58
S=1vg
58
55
55
24
21
35
55
(IX)

(VII)
52
26
27
24
(X)
tc
b
a
d
c
(VIII)
30
48
27
36
26
52
52
26
39
39 52
26
26
52 26
52
39
39 2652
26 52
39

39 26
52
39
39 26 52
52 26
.


.


.
.
.
39
39
( XI)
2
45
L3
47
38 47
13
tx
.
(ngang)
* Tiện ren :
58
S=1vg
58

55
55
24
21
35
55
(IX)
(VII)
52
26
27
24
(X)
tc
b
a
d
c
(VIII)
30
48
27
36
26
52
52
26
39
39
52

26
26
52 26
52
39
39 26
52
26 52
39
39 26
52
39
39 26 52
52 26
.
.


.
. .


.
.
.
39
3939
39
( XII)
.

tx Caét ren vít.
Sinh viên thực hiện: Nhóm 3 Lớp: CK1-K4
Bài tập lớn thiết kế máy cơng cụ  Nhóm 3- Lớp CK1-K4
N=4,5 KW
n=1450v/ph
Bơm dầu
Cam
Þ200
Hình III-2 Sơ đồ động máy tiện ren vít vạn năng T616.
Þ200
III
VIII
27
c
d
b
a
24
48
30
26
21
52
36
27
39
52
26
26
24

52
52
52
39
39 39
39
39
26 26
39
39
39
39
14
2 đm
tx = 6
45
24
60
25
55
15
38
47 13
L
1
2
L
71
48
45

38
31
58
58
47
40
33
50
27
I
II
IV
V
VI
63
27
27
L
1
58
17
Sinh viên thực hiện: Nhóm 3 Lớp: CK1-K4
Bi tp ln thit k mỏy cụng c Nhúm 3- Lp CK1-K4
4 - Cỏc c cu in hỡnh:
a - C cu an ton:
P
s
Z
45
XI

1
2
6
7
3
5
4
Hỡnh III-3 : Sụ ủo cụ caỏu an toaứn cuỷa maựy T616
Nhm ngn nga quỏ ti khi chy dao dc hoc chy dao ngang : kt cu nh
hỡnh v. Trờn trc trn (XI) cú lp trc vớt (1) lng khụng luụn n khp vi bỏnh vớt
Z = 45 Mt u trc vớt n khp ly hp vu (2) di trt liờn tc. Khi lm vic
bỡnh thng, lc lũ xo (3) luụn y viờn bi (4) t sỏt vo mt cụn ca ũn by (5)
lm cho ũn by luụn luụn y ly hp vu (2) n khp vi mt vu ca u trc vớt.
Khi trc trn quay kộo trc vớt quay, n khp vi bỏnh vớt truyn ng cho hp xe
dao. Khi quỏ ti lc Px s thng lc lũ xo (3) v y vu (2) sang phi, u nhn
ca ũn by bt lờn phớa trờn ca viờn bi, tỏch ri hai mt vu, xớch chy dao b ct
t. lp li xớch truyn ng ta gt tay gt (6) a ly hp (2) v n khp vi
trc vớt, mi nhn ca ũn by trt qua viờn bi v v trớ c. Vớt (7) iu chnh
lc lũ xo, qua ú iu chnh lc phũng quỏ ti.
Sinh viờn thc hin: Nhúm 3 Lp: CK1-K4
Bài tập lớn thiết kế máy công cụ  Nhóm 3- Lớp CK1-K4
b - Cơ cấu Hácne:
Để tạo hai đường truyền nhanh và chậm trong hộp trục chính.
Hình III-4
Vị trí trong hình vẽ : chuyển động từ bộ truyền đai dẫn đến trục rỗng (I) qua làm
trục chính quay với cấp số vòng quay thấp. Nếu gạt ly hợp L sang trỏi, Z1 ra khớp
với Z2 và vào khớp răng trong của ly hợp, nối liền trục ống 1 với trục ống 3, đưa
trực tiếp cóc số đến trục : Trục quay nhanh.
PHẦN II
THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC XÍCH TỐC ĐỘ

I- CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN DẪN :
1. Chọn kiểu truyền dẫn:
Chọn kiểu truyền dẫn cần căn cứ vào phạm vi điều chỉnh, công suất truyền,
trị số trượt, thuận tiện điều khiển, thay đổi tốc độ nhanh, tính công nghệ tốt.
Với máy chuyển động chính quay có N < 100 Kw theo ENIMS nên dùng
truyền dẫn điều chỉnh tốc độ cơ khí gồm 1 động cơ xoay chiều và 1 hộp tốc độ
bánh răng.
Sinh viên thực hiện: Nhóm 3 Lớp: CK1-K4
Bài tập lớn thiết kế máy công cụ  Nhóm 3- Lớp CK1-K4
Kiểu truyền dẫn này đảm bảo độ cứng vững, thay đổi tốc độ đơn giản nhưng
phải dừng máy mới thay đổi được.
Yêu cầu đối với hộp tốc độ:
- Kích thước nhỏ gọn, hiệu suất cao, tiết kiệm vật liệu, kết cấu có tính công nghệ
cao, làm việc chính xác, sử dụng bảo quản dễ dàng, an toàn khi làm việc.
- Khi gia công với các tốc độ cắt khác nhau phải đảm bảo công suất không
thay đổi khi thay đổi số vòng quay của trục chính.
P. V = const (trong phạm vi tốc độ đã cho)
- Hộp tốc độ phải đảm bảo đạt được những trị số tốc độ nhất định thích hợp
trong khoảng giới hạn điều chỉnh tốc độ.
- Hộp phải đảm bảo độ kín khít, đảm bảo vệ sinh công nghệ.
- Việc bố trí các cơ cấu trong hộp phải đảm bảo có tác dụng tăng bền, tăng
tuổi thọ cho vỏ hộp, ổ bi, trục.
2. Bố trí cơ cấu truyền động:
Có 2 phương án bố trí các cơ cấu truyền động.
a) Hộp tốc độ và hộp trục chính chung 1 vỏ:
- Ưu điểm của cách bố trí này là gọn gàng toàn bộ truyền dẫn giá thành hạ
(chỉ dùng 1 vỏ), dễ tập trung các cơ cấu điều khiển.
- Nhược điểm:
+ Có thể truyền rung động, truyền nhiệt trong hộp tốc độ sang hộp trục
chính.

+ Khó dùng truyền động đai cho trục chính.
b) Hộp tốc độ tách rời hộp trục chính:
- Ưu điểm:
+ Không lan truyền rung động và nhiệt từ hộp tốc độ sang hộp trục chính,
nhờ đó nâng cao độ chính xác gia công.
+ Dễ dàng cho thống nhất hóa và tiêu chuẩn hóa hộp tốc độ trong các máy
khác nhau.
Sinh viên thực hiện: Nhóm 3 Lớp: CK1-K4
Bài tập lớn thiết kế máy công cụ  Nhóm 3- Lớp CK1-K4
+ Cải thiện điều kiện lắp ráp, sửa chữa và hiện đại hóa.
+ Có khả năng tạo ra hai khoảng tốc độ khác nhau, khoảng cao dùng cho gia
công tinh, khoảng thấp chịu tải lớn dùng cho gia công thô.
Với các ưu nhược điểm của hai phương pháp và tham khảo máy T616, ta để
hộp tốc độ và hộp trục chính tách rời nhau. Hộp trục chính có hai đường truyền tốc
độ cao và tốc độ thấp.
3. chọn công suất động cơ:
Đối với hộp tốc độ máy cắt kim loại, thông thường hiệu suất đạt 75%-85%.
Do đó ta tính sơ bộ công suất động cơ như sau:
N
dc
= = = 5.625 (Kw)
Theo Ttính toán thiết kế dẫn động cơ khí T1 ta chọn được động cơ
như sau: 4A132S4Y3 có thông số như sau:
II- CHỌN PHƯƠNG ÁN CẤU TRÚC TRUYỀN DẪN:
1. Chọn dạng kết cấu:
Chọn dạng kết cấu phức tạp hay đơn giản căn cứ vào phạm vi điều chỉnh yêu
cầu, công dụng của máy. Cấu trúc đơn giản được sử dụng khi phạm vi điều chỉnh
yêu cầu bé hơn trị số giới hạn.
Phạm vi điều chỉnh tốc độ: R
n

=
min
max
n
n
=
44
1980
= 45
Trong máy này ta sử dụng [R
i
] = 8
Sinh viên thực hiện: Nhóm 3 Lớp: CK1-K4
N
dc
(Kw) V(vg/ph)
Cosϕ η(%)
7,5 1455 0,86 87,5 2,2 2,0
Bài tập lớn thiết kế máy công cụ  Nhóm 3- Lớp CK1-K4
với ϕ = = = 1,41
Ta có : R
n
=
44
1980
= 45<
[ ]
ϕ
2
i

R
=
*
n
R
= 45,39
Ta sử dụng cấu trúc đơn giản.
2. Chọn phương án không gian:
Phương án không gian được biểu diễn qua công thức:
Z =
∏
=
m
1k
K
P
Trong đó: P
K
: Số bộ truyền trong nhóm thứ k
k : Trật tự kết cấu của nhóm dọc theo xích truyền động
m : Số nhóm truyền.
Phương án không gian quyết định đến số bánh răng, số trục, số ổ bi, số lỗ
trong vỏ hộp và tổng chi phí chế tạo hộp. Vì thế cần phải chọn phương án tốt nhất
theo các chỉ tiêu sau:
- Tổng số bộ truyền là bé nhất.
- Số lượng nhóm truyền bé nhất
- Trọng lượng truyền dẫn bé nhất
- Giảm tổn thất ma sát.
Các phương án khi Z = 12.
(Z = P

1
× P
2
× . . . × P
m
)
+ Để đảm bảo cân đối giữa tổng số bộ truyền bé nhất và số lượng nhóm
truyền bé nhất. Máy cỡ vừa khi dùng tốc độ thấp, xích giảm tốc dài cần phải giảm
bánh răng, ta dùng các phương án:
Z = 3 × 2 × 2
Z = 2 × 3 × 2
Sinh viên thực hiện: Nhóm 3 Lớp: CK1-K4
Bài tập lớn thiết kế máy công cụ  Nhóm 3- Lớp CK1-K4
Z = 2 × 2 × 3
+ Để đảm bảo trọng lượng truyền dẫn nhỏ nhất, ta có quan hệ:
P
1
> P
2
> . . . > P
m
. Vì mô men xoắn tăng dần khi số vòng quay giảm
(m
K
= K .
)
n
N
và làm tăng kích thước các chi tiết của truyền dẫn.
Thực tế m

k
tăng dần từ trục động cơ đến trục chính, vì thế để nhận được bộ
truyền nhẹ nhiều hơn số bộ truyền nặng, do đó giảm được trọng lượng truyền dẫn,
ta lấy P
K
giảm dần về phía trục chính. Gần trục chính nên lấy P
m
=1 hoặc 2.
Trên các trục động cơ quay nhanh, động năng lớn cũng cần tránh đặt nhiều
bánh răng để khỏi làm tăng tải trọng quán tính cho truyền dẫn.
Chọn phương án kết cấu Z = 3 × 2 × 2.
+ Công suất động cơ được sử dụng hết ở cấp tốc độ thấp của trục chính. ở
cấp tốc độ cao bộ truyền làm việc thiếu tải, tổn thất không tải nhiều, hiệu suất
truyền dẫn giảm. Để giảm tổn thất ma sát, cần rút ngắn truyền động ở những cấp
tốc độ cao cắt ra khỏi xích những khâu thừa khi dùng tốc độ thấp, làm cho điều
kiện gia tốc và hãm truyền dẫn dễ dàng. Để đạt được mục đích này ta dùng kết cấu
kiểu Hác ne.
3. Chọn phương án động học:
Phương án động học là phương án về trật tự thay đổi các bộ truyền trong các
nhóm để nhận được dãy tốc độ đã cho. Với mỗi phương án kết cấu đã chọn sẽ có
một phương án động học nên cần chọn một phương án tối ưu.
- Số phương án thứ tự thay đổi trị số vòng quay là:
m! = 3! = 2. 1. 3 = 6 (m là số nhóm truyền ).
Sinh viên thực hiện: Nhóm 3 Lớp: CK1-K4
Bài tập lớn thiết kế máy công cụ  Nhóm 3- Lớp CK1-K4
Z
1
=
III
6

II
3
I
1
223 ××
Z
4
=
I
1
III
6
II
2
223 ××

Z
2
=
II
3
III
6
I
1
223 ××
Z
5
=
I

1
II
2
III
4
223 ××

Z
3
=
III
6
I
1
II
2
223 ××
Z
6
=
II
2
I
1
III
4
223 ××
- Phương án tối ưu là phương án có:
x
1

< x
2
< < x
m
nếu P
1
> P
2
> > P
m
* Ưu điểm của phương án: Với số vòng quay bé nhất như nhau, trục trung
gian có số vòng quay cực đại bé nhất nên giảm thấp yêu cầu về độ chính xác chế
tạo các chi tiết của bộ truyền, giảm tải trọng động, giảm rung, giảm mòn, giảm tổn
thất ma sát, tăng hiệu suất khi số vòng quay trục chính cao.
- Phạm vi điều chỉnh của nhóm khuyếch đại sau cùng không vượt quá phạm
vi điều chỉnh cho phép.
R
m
= ϕ
( )
1PX1P
im
mm
−−
=
ϕ
≤ [R
i
]
Lượng mở cho phép lớn nhất của hai tia biên của nhóm là:

X
max
= X
m
(P
m
- 1) =
ϕ
lg
]Rlg[
i
X
max
= 6 ( 2 - 1 ) = 6
R
m
= ϕ
6
= 1,41
6
= 7,85
Thỏa mãn điều kiện : R
m
< [R
i
] = 8
4. Vẽ lưới cấu trúc:
Dựa vào phương án động học và kết cấu đã cho, ta vẽ đồ thị lưới cấu trúc.
- Đường truyền nhanh: Z
1

= 3 × 2 × 1
- Đường truyền chậm: Z
2
= 3 × 2 × 1
⇒ Z = 3 × 2 × 1 ( 1 + 1 × 1)
Sinh viên thực hiện: Nhóm 3 Lớp: CK1-K4
Bài tập lớn thiết kế máy công cụ  Nhóm 3- Lớp CK1-K4
Lưới cấu trúc thể hiện: tổng số trục, tỷ số truyền trong từng nhóm, tổng số
bánh răng của hộp tốc độ và số cấp tốc độ trên trục, lượng mở của nhóm truyền và
thứ tự ăn khớp bánh răng trong nhóm.
Các ký hiệu trên lưới cấu trúc: mỗi đường thẳng đứng biểu diễn một trục, các
điểm trên đường thẳng đứng biểu diễn số cấp tốc độ của trục đó, các đoạn thẳng nối
các điểm tương ứng trên các trục tượng trưng các tỷ số truyền giữa các trục đó.
Lưới cấu trúc được biểu diễn như hình vẽ:
Z = 3
1
× 2
3
× (1 + 1 × 1)
i
5

i
1

i
2

i
3

i
4
i
6
i
7
Sinh viên thực hiện: Nhóm 3 Lớp: CK1-K4


























Bài tập lớn thiết kế máy công cụ  Nhóm 3- Lớp CK1-K4
Để biết cụ thể các trị số vòng quay của các trục, đánh giá được toàn bộ chất lượng
của phương án, ta vẽ đồ thị vòng quay.
∗ Chuỗi số vòng quay tuân theo quy luật cấp số nhân:
Với ϕ =1.41 ta có:
n
1
=n
min
n
2
=n
1.
ϕ
n
3
=n
2.
ϕ = n
1.
ϕ
2
=>
n
z
=n
1.
ϕ

z-1

Lần lượt thay z = 1÷12 vào ta có bảng sau:
Tốc độ Công thức tính n tính n tiêu chuẩn
n
1
n
1
=n
min
44 44
n
2
n
1.
ϕ
62.04 63
n
3
n
1.
ϕ
2
87.47 90
n
4
n
1.
ϕ
3

123.34 125
n
5
n
1.
ϕ
4
173.91 180
n
6
n
1.
ϕ
5
245.21 250
n
7
n
1.
ϕ
6
345.75 355
n
8
n
1.
ϕ
7
487.5 500
n

9
n
1.
ϕ
8
687.39 710
n
10
n
1.
ϕ
9
969.23 1000
n
11
n
1.
ϕ
10
1366.60 1380
n
12
n
1.
ϕ
11
1926.9 1980
Sinh viên thực hiện: Nhóm 3 Lớp: CK1-K4
44
63

90
125
180
250
355
500
710
1000
1380
1980
V
VI
IV
III
II
I
§å thÞ sè vßng quay
ϕ
=1.41
z = 3x2x(1+1x1) = 12
i
23
=0.5
i
22
=0.7
i
1
=1
i

21
=1
i
31
=1
i
4
=0.709
i
5
=0.5
i
6
=0.253
i
32
=0.35
Bài tập lớn thiết kế máy công cụ  Nhóm 3- Lớp CK1-K4
Qua đồ thị vòng quay ta xác định được các tỷ số truyền được biểu diễn dưới dạng:
i = ϕ
E
E: Số khoảng lgϕ mà tia cắt qua.
E = 0 thì i = 1 : Tia thẳng đứng
E > 0 thì i > 0 : Tia hướng lên trên
E < 0 thì i < 0 : Tia hướng xuống dưới.
Sinh viên thực hiện: Nhóm 3 Lớp: CK1-K4
Bài tập lớn thiết kế máy công cụ  Nhóm 3- Lớp CK1-K4
6. Xác định các tỷ số truyền:
4
1

= [i
min
] ≤ i ≤ [i
max
] = 2
i
11
= ϕ
0
= 1 i
31
= ϕ
0
= 1 i
6
= ϕ
-4
= 0,253
i
21
= ϕ
0
= 1 i
32
= ϕ
-3
= 0,356 i
23
= ϕ
-2

= 0,5
i
22
= ϕ
-1
= 0,7 i
4
= ϕ
-1
= 0,709 i
5
= ϕ
-2
= 0,5
III- TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC BÁNH RĂNG:
1. Tính số răng của các bánh răng trong xích tốc độ:
Có nhiều phương pháp để xác định số răng của các bộ truyền, ta dùng
phương pháp giải tích để xác định số răng của các bánh răng trong bộ truyền.
Tính toán động học bánh răng tức là xác định số răng Z của các bánh răng
đảm bảo tỷ số truyền đã cho.
Sơ bộ chọn mô đun m = 2 ÷ 3 ứng với máy có công suất N < 10 Kw. Trong
một cặp bánh răng, để 2 bánh răng ăn khớp được thì các bánh răng được chế tạo
cùng mô đuyn. Trong một nhóm truyền, tình hình chịu tải của các bộ truyền khác
nhau, ta dùng nhiều giá trị mô đuyn khác nhau. Thay đổi tốc độ bằng bánh răng di
trượt dùng bánh răng thẳng. Trong một nhóm giữa hai trục song song ta có:
A =
( )
i
'
iini

cos
ZZm
2
1
β
+
×
[2]
Trong đó: Z
i
và Z
’
i
là số răng bánh dẫn và bánh bị dẫn, từ đó ta có hệ
phương trình:
Sinh viên thực hiện: Nhóm 3 Lớp: CK1-K4
Bài tập lớn thiết kế máy công cụ  Nhóm 3- Lớp CK1-K4
Z
i
+ Z
’
i
= +
ni
i
m
βcosA2
×
i'Z
Zi

= i
i
Với Zi và Z’i nguyên dương.
Đối với bánh răng thẳng và cùng một mô đuyn:
ni
i
m
βcosA2
×
= S
Z
= E. k (4-15) [2]
Để chiều ngang hộp bé, ta lấy số răng Z
i
và Z’
i
càng bé càng tốt.
Z
min
= 17 ÷ 18 răng
Z
max
= 50 ÷ 60 răng
S
Zmax
= 100 ÷ 120 răng
Vì thế số răng Z cần phải được tính theo phương pháp bội số chung nhỏ nhất.
Ta phân tích : i
i
=

i
i
g
f
trong đó a
i
và b
i
là các số nguyên tố cùng nhau.
Thay vào hệ trên ta có:
Z
i
=
ii
i
gf
f
+
. S
z

Z
’
i
=
ii
i
gf
g
+

. S
z
Nếu gọi K = BSCNN (f
i
+ g
i
) thì ta có:
2A = E. K
E : Số nguyên đưa vào để đảm bảo không cắt chân răng.
Vậy:
Sinh viên thực hiện: Nhóm 3 Lớp: CK1-K4







Bài tập lớn thiết kế máy công cụ  Nhóm 3- Lớp CK1-K4
Zi =
ii
i
gf
f
+
. E
K

Z’i =
ii

i
gf
f
+
. E
K
Số E được xác định trong hai trường hợp:
Nếu bánh răng bé nhất là chủ động: E =
Kf
gfZ
ii
×
+
1
min
)(
(3)
Nếu bánh răng bé nhất là bị động: E =
Kf
gfZ
ii
×
+
1
min
)(
(4)
Nếu Z
i
+ Z’

i
= S
Z
> S
Zmax
phải điều chỉnh lại bằng cách giảm trị số K và
chịu sai số về tỷ số truyền không vượt quá ± 2%
Trường hợp trong một nhóm truyền dùng hai loại mô đuyn m
1
và m
2
thì điều
kiện làm việc là:
2A = m
1
(Zi + Z’i) = Szi
m1
(5)
2A = m
2
(Zi + Z’i) = Szi
m2
A : Khoảng cách hai trục.
Szi
m1
và Szi
m2
là tổng số răng của cặp bánh răng có mô đuyn m
1
và m

2
.
Từ (5) ta có:
1
2
1
2
2
1
e
e
m
m
Z
ZΣ
==
Σ
(6)
Hay : ∑Z
1
= K. e
1
∑Z
2
= K. e
2
Trong đó: e
1
, e
2

, K - là các số nguyên. Cách tính cụ thể như sau:
∑Z
1
- xác định bằng cách phân tích ix
i
x
=
Xn
Xn
2X
2X
1X
1X
'Z
Z

'Z
Z
'Z
Z
==
Sinh viên thực hiện: Nhóm 3 Lớp: CK1-K4

Bài tập lớn thiết kế máy công cụ  Nhóm 3- Lớp CK1-K4
Lấy tổng (Z
x1
+ Z’
x1
) + (Z
xn

+ Z’
xn
) chọn ∑Z
1
trong các tổng đó
suy ra K =
2
zi
e
S
⇒ K
2
= K. e
1
Sử dụng công thức (2) tính được Z
j
và Z’
j
cho toàn bộ nhóm truyền. Việc
tính này thường gặp khó khăn, ∑Z thường quá lớn (∑Z > 120 răng) vì ∑Z là bội số
của (a
i
+ b
i
) và còn là bội số của e (hay mô đuyn). Vậy ta dùng phương pháp tính
gần đúng và dịch chỉnh bánh răng nhưng đảm bảo điều kiện làm việc có sai số tỷ số
truyền không vượt quá phạm vi cho phép ( < 2% ).
2. Tính số răng của các bánh răng trong các nhóm truyền:
- Nhóm truyền 1: Từ trục I sang trục II có tỷ số truyền i = 1, chọn theo máy
chuẩn T16 ta có Z = 42; Z’ = 58 răng.

- Nhóm truyền 2: Từ trục II sang trục III có 3 tỷ số truyền :
i
1
= ϕ
0
= 1 II III
i
2
= ϕ
-1
= 0,709
i
3
= ϕ
-2
= 2,635
Tính số răng:
i
1
= 1 =
1
1
ta có : f
1
= 1 ; g
1
= 1
⇒ f
1
+ g

1
= 1 + 1 = 2
i
2
= 0,709 =
7
5
ta có : f
2
= 5 ; g
2
= 7
⇒ f
2
+ g
2
= 5 + 7 = 12
i
3
= 2,635 =
2
1
ta có : f
3
= 1 ; g
3
= 2
⇒ f
3
+ g

3
= 1 + 2 = 3
BSCNN (f
i
+ g
i
) = K = 12
Sinh viên thực hiện: Nhóm 3 Lớp: CK1-K4






Bài tập lớn thiết kế máy công cụ  Nhóm 3- Lớp CK1-K4
Ta dùng cặp bánh răng có cùng mô đuyn
E
min
= Z
min

121
)21(17
3
33
×
+
=
×
+

Kf
gf
= 4,25. Chọn E = 6
⇒S
min
= 6 × 12 = 72 (răng)
Tham khảo máy T616 ta chọn S
Z
= 78 răng
Vậy ta có:
Z
1
=
78
11
1
11
1
×
+
=×
+
Z
S
gf
f
= 39 (răng)
Z’
1
=

78
11
1
11
1
×
+
=×
+
Z
S
gf
g
= 39 (răng)
Z
2
=
78
75
5
22
2
×
+
=×
+
Z
S
gf
f

= 32,5 (răng)
Chọn Z
2
= 32 răng có e = 0,5
Z’
2
= S
Z
- Z
2
= 78 - 32 = 46 (răng) có e = -0,5
Z
3
=
78
21
1
33
3
×
+
=×
+
Z
S
gf
f
= 26 (răng)
Z’
3

= S
Z
- Z
3
= 78 - 26 = 52 (răng)
Cặp bánh răng dịch chỉnh :
)5,0e(Z
)5,0e(Z
46
32
−=
=
ta chọn:
Z
2
= 33
Z’
2
= 45
47
31
'
;
40
38
'
3
3
1
1

==
Z
Z
Z
Z

Số răng: Z
1
= 38 ; Z’
1
= 40 ; Z
2
= 33 ; Z’
2
= 45 ; Z
3
= 31 ; Z’
3
= 47
Sinh viên thực hiện: Nhóm 3 Lớp: CK1-K4
⇒ !"#$%&'()*+,-'
%).
Bài tập lớn thiết kế máy công cụ  Nhóm 3- Lớp CK1-K4
- Nhóm truyền 3: Từ trục III sang trục IV có 2 tỷ số truyền :
Ta có: III IV
i
4
= ϕ
0
= 1

i
5
= ϕ
-3
= 0,356
Tính số răng:
i
4
= 1 =
1
1
ta có : f
4
= 1 ; g
4
= 1
⇒ f
4
+ g
4
= 1 + 1 = 2
i
5
= 0,356 =
53
19
=
36
13
Ta có : f

5
= 13 ; g
5
= 36 ⇒ f
5
+ g
5
= 13 + 36 = 49
BSCNN (f
i
+ g
i
) = K = 2 × 49 = 98
E
min
= Z
min

9813
)3613(18
5
55
×
+
=
×
+
Kf
gf
= 0,69. Chọn E = 1

S
min
= E × K = 1 × 98 = 98 (răng)
Z
4
=
98
11
1
44
4
×
+
=×
+
Z
S
gf
f
= 49 (răng)
Z’
4
= S
Z
- Z
4
= 98 - 49 = 49 (răng)
Z
5
=

98
3613
13
55
5
×
+
=×
+
Z
S
gf
f
= 26 (răng )
Z’
5
=
98
3613
36
55
5
×
+
=×
+
Z
S
gf
g

= 72 (răng)
Tham khảo máy T616 ta chọn:
Z
4
= 50 răng ; Z’
4
= 48 răng
Z
5
= 27 răng ; Z’
5
= 71 răng
- Nhóm truyền 4: Từ trục IV sang trục V bằng bộ truyền đai thang
Sinh viên thực hiện: Nhóm 3 Lớp: CK1-K4


/


/0
Bài tập lớn thiết kế máy công cụ  Nhóm 3- Lớp CK1-K4
i = ϕ
-1
= 0,709 =
7
5
Tham khảo máy T616 ta chọn: i
đ
=
220

200
φ
φ

- Nhóm truyền 5: Từ trục V đến trục chính VII
+ Đường truyền tốc độ cao:
Trục V được thiết kế trùng với trục chính VII thông qua ly hợp răng
+ Đường truyền tốc độ thấp:
Do trục V trùng với trục VII nên bộ truyền từ trục V đến trục VI có cùng
khoảng cách trục A với bộ truyền từ trục VI đến trục VII.
Để đảm bảo bộ truyền truyền được mô men lớn, ta chọn bộ truyền:
i
6
có bánh răng mô đuyn m
1
= 2,5
i
7
có bánh răng mô đuyn m
2
= 3
Điều kiện ăn lhớp của hai bộ truyền là:
2A = m
1
(Z
6
+ Z’
6
) = ∑Z
6

. m
1
2A = m
2
(Z
7
+ Z’
7
) = ∑Z
7
. m
2
Ta có: i
6
= ϕ
-2
=
35
15
; f
6
= 15 ; g
6
= 35 ; f
6
+ g
6
= 15 + 35 = 50
i
7

= ϕ
-4
=
24
7
; f
7
= 7 ; g
7
= 24 ; f
7
+ g
7
= 7 + 24 = 31
Từ điều kiện ăn khớp ta có:
5
6
5,2
3
e
e
m
m
Z
Z
1
2
1
2
7

6
====
∑
∑
⇒ ∑ Z
6
= ∑ Z
7
.
5
6
Tham khảo máy T616 ta chọn khoảng cách trục A = 94mm
∑ Z
7
=
5,2
942
m
A2
2
×
=
= 75 (răng)
∑ Z
6
=
5
675
5
6Z

7
×
=
×∑
= 90 (răng)
Sinh viên thực hiện: Nhóm 3 Lớp: CK1-K4
Bài tập lớn thiết kế máy công cụ  Nhóm 3- Lớp CK1-K4
⇒ Ta có số răng:
Z
6
=
90
3515
15
6
66
6
×
+
=×
+
z
S
gf
f
= 27 (răng)
Z’
6
=
90

3515
35
6
66
6
×
+
=×
+
z
S
gf
g
= 63 (răng)
Z
7
=
75
247
7
7
77
7
×
+
=×
+
z
S
gf

f
= 17 (răng)
Z’
7
=
75
247
24
7
77
7
×
+
=×
+
z
S
gf
g
= 58 (răng)
3. Kiểm tra điều kiện di trượt khối bánh răng 3 bậc:
Z
1
= 38
Z’
1
= 40
Z
2
= 33

Z’
2
= 45
Z
3
= 31
Z’
3
= 47
Đảm bảo cho khối bánh răng 3 bậc ở trục II di trượt ăn khớp được các bánh
răng cố định ở trục III (bánh lớn ở giữa, bánh bé ở hai bên).
Muốn di trượt được thì đỉnh của các bánh biên không nhô ra quá vòng chân
răng của bánh giữa một trị số lớn hơn khe hở đỉnh răng c = 0,25mm.
d
cb
≤ d
ig
+ 2c
mZ
b
+ 1f ≤ (m Z
g
- 2f - 2c ) + 2c
Z
g
- Z
b
> 4
Trong đó:
Sinh viên thực hiện: Nhóm 3 Lớp: CK1-K4














