ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY KHOAN K125

Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
Khoa: Cơ Khí
Bộ môn: CNCTM

Cộng hòa - Xã hội - Chủ nghĩa - Việt Nam
Độc lâp-Tự do-Hạnh phúc

Nhiệm vụ thiết kế
THIẾT KẾ MÁY KHOAN K125
SỐ LIỆU BAN ĐẦU
1.
Hộp tốc độ:
Z
n
= 12, n
min
= 40 vòng/phút ; Công bội : ϕ = 1,41
Phạm vi bước tiến dao 0,2 ÷ 1,2 mm/vòng
NỘI DUNG THUYẾT MINH
Lời nói đầu.
Chương I : Phân tích máy tương tự.
Chương I : Tính toán thiết kế động học toàn máy.
Chương III : Tính toán sức bền và động lực học.
* Tính công suất động cơ :
* Tính toán sức bền :
* Tính trục chính.
* Một cặp bánh răng tự chọn.
BẢN VẼ:
* Bản vẽ khai triển :
+ Hộp tốc độ X
+ Hộp chạy dao

Ngày giao nhiệm vụ : / /
Hưng Yên , Ngày tháng năm 2012.
Sinh viên thực hiện Giảng viên hướng dẫn
Lê Văn Đức Lý Ngọc Quyết
SVTH: Lê Văn Đức Lớp: CTK9LC2 GVHD: Lý Ngọc Quyết 1
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
LỜI MỞ ĐẦU
Máy công cụ đã có lịch sử phát triển từ lâu đời, nhưng mãi đến thế kỷ 18 mới có
thể nói máy cắt kim loại đã ra đời.Những máy công cụ này chủ yếu dùng để gia công
lổ. Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, máy công cụ đã có những bước phát
triển lớn đáp ứng được yêu cầu của sản xuất.
Máy công cụ là thiết bị cơ bản để tạo nên các máy móc và dụng cụ của các ngành
kinh tế khác nhau. Do đó mỗi quốc gia đều có chính sách nhằm phát triển về số lượng
và chất lượng của máy cắt kim loại và cũng chính loại trang thiết bị kỹ thuật này được
coi là một yếu tố đặc trưng cho trình độ sản xuất, trình độ phát triển của mổi nước.
Máy khoan là máy cắt kim loại chủ yếu dùng để gia công lỗ. Ngoài ra, nó còn
dùng để khoét, doa, cắt ren bằng tarô, hoặc gia công những bề mặt có tiết diện nhỏ,
thẳng góc hoặc cùng chiều trục với lỗ khoan.
Việc thiết kế một cái máy khoan đứng là một quá trình rất phức tạp đòi hỏi người
thiết kế phải vận dụng những kiến thức đã học để tính toán các thông số của máy , tìm
phương án tối ưu trong việc thiết kế, chế tạo sao cho đảm bảo tính năng hoạt động và
hiệu quả kinh tế của máy .
Sau một thời gian tìm tòi học hỏi và sự làm việc tận lực của cá nhân cùng với sự
chỉ bảo tận tình của thầy Lý Ngọc Quyết và các thầy cô bộ trong bộ môn đã giúp cho
em hoàn thành đồ án này. Do kiến thức và thời gian có hạn nên không thể tránh khỏi
những sai sót trong quá trình tính toán thiết kế. Kính mong thầy cô chỉ dẫn thêm cho
em để rút kinh nghiệm cho đồ án tiếp theo được tốt hơn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Lý Ngọc Quyết và các thầy cô bộ môn đã tận
tình hướng dẫn chỉ bảo cho em hoàn thành đồ án này.
Hưng Yên, ngày 1 / 12 / 2012.

Sinh viên thực hiện:
Lê Văn Đức
CHƯƠNG I
PHÂN TÍCH MÁY TƯƠNG TỰ
I. CHỌN MÁY TƯƠNG TỰ
SVTH: Lê Văn Đức Lớp: CTK9LC2 GVHD: Lý Ngọc Quyết 2
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
Chọn máy khoan đứng K125 do nhà máy cơ
khí Hà Nội sản xuất để phân tích.
1. Sơ bộ về máy khoan đứng K125
- Giải thích kí hiệu K125
+ K: Khoan.
+ 1: Máy khoan đứng.
+ 25: Đường kính mũi khoan lớn nhất là 25
Máy có thể gia công các lỗ có đường kính
là (0 ÷ 25)mm. Độ chính xác gia công đạt (1÷17)
Ra.Máy còn có thể taro, doa, khoét
2. Các thông số kĩ thuật của máy khoan K125
TT Số lượng Đơn vị
1 Số trục khoan 1
2 Đường kính lớn nhất gia công được 25 mm
3 Lực tối đa tác dụng lên mũi khoan 900 Kg
4 Số côn moóc N
0
3
5 Khoảng cách từ tâm trục chính đến mặt trượt thân
máy
250 mm
6 Khoảng cách lên xuống của trục khoan khi đĩa
phân khắc quay1vòng(bằng tay tự động)

175 mm
7 Khoảng trượt của hộp tốc độ khoan sâu là 200 mm
8 Số tốc độ 9 V/p
9 Giới hạn tốc độ quay của trục khoan
97 ÷ 1360
V/p
10 Các tốc độ quay của trục khoan: 97, 140, 195,
272,392, 315, 680, 900, 1360
V/p
11 Lượng tốc độ khoan sâu là: 9: 0,1; 0,13; 0,17; 0,22;
0,28; 0,36; 0,48; 0,62; 0,81;
mm/v
12 Khoảng lên xuống của bàn máy 325 mm
13 Diện tích bàn làm việc
500 ÷ 375
mm
SVTH: Lê Văn Đức Lớp: CTK9LC2 GVHD: Lý Ngọc Quyết 3
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
14 Khoảng cách từ mặt dưới trục khoan đến bàn
0 ÷ 700
mm
15 Khoảng cách từ mặt cuối trục khoan đến nền
750 ÷ 1100
mm
16 Kích thước máy: dài x rộng x cao 900x825x2300 mm
17 Trọng lượng máy không có động cơ 885 Kg
18 Trọng lượng máy có động cơ 925 Kg
19 Động cơ ba pha tần số 50 Hz
20 Động cơ có công suất 2,8 Kw
21 Tốc độ 1420 v/p

II: ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO HỘP TỐC ĐỘ MÁY KHOAN K125
Hộp tốc độ lắp trên thân máy, vỏ hộp đúc bằng gang xám có gia công các lỗ để lắp
các ổ bi đỡ của trục.
Trong hộp gia công rỗng để lắp các trục, trên các trục có bố trí các khối bánh răng
cố định và di trượt. Trên trục 2 có lắp cam lệch tâm để giúp cho bơm pistong làm việc,
phía ngoài hộp có hai tay gạt, trên có lắp các bánh răng rẻ quạt để điều khiến các tốc độ
và để tạo ra 9 tốc độ cho máy khoan K125.
Hộp tốc độ máy khoan K125 có các trục được bố trí theo phương thẳng đứng có
tác dụng : Làm hộp giảm tốc nhỏ gọn, đỡ cồng kềnh, giảm giá thành khi gia công
SVTH: Lê Văn Đức Lớp: CTK9LC2 GVHD: Lý Ngọc Quyết 4
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
Hình 1: Cảnh toàn hộp.
- HTĐ máy khoan K125 gồm có 3 trục, trên mỗi trục có lắp các khối bánh răng di
trượt và cố định. Vỏ hộp có dạng hình hộp chữ nhật được đúc bằng gang xám Cψ15 ÷
32
Hình 2: Hình dáng bên ngoài HTĐ máy khoan K125
1. Các trục trong hộp tốc độ
1.1. Trục I:
Là trục then hoa. Trên trục có lắp khối bánh răng di trượt 3 bậc. Các bánh răng này
lắp ghép với nhau bằng lắp ghép trung gian có sử dụng then bằng và vòng phanh.
SVTH: Lê Văn Đức Lớp: CTK9LC2 GVHD: Lý Ngọc Quyết 5
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
Đặc điểm của lắp ghép trung gian là có cả độ hở và độ dôi nhưng trị số bé. Khi lắp
ghép có thể dùng tay, dùng búa hoặc dùng máy ép.
Ưu điểm của việc lắp ghép đó là có thể thay thế từng bánh răng một khi bánh răng
khác bị hỏng hóc.
Khối bánh răng di trượt ba bậc gồm:
•
Bánh răng Z23 x 2,5: Có 23 răng mô đun là 2,5.
•

Bánh răng Z27 x 2,5: Có 27 răng mô đun là 2,5.
•
Bánh răng Z25 x 2,5: Có 25 răng mô đun là 2,5.
Bánh răng ( Z25 x 2,5 ) có tác dụng như một bánh răng rộng bản, phía đầu có
gia công một rãnh để lắp ngàm gạt. Bánh răng Z25 gia công rộng bản để tạo đủ 9
tốc độ cho hộp.
2. Trục II.
Là trục then hoa. Trên trục có lắp các khối bánh răng di trượt ba bậc. Các bánh
răng này lắp ghép với nhau bằng lắp ghép trung gian và định tâm theo đường kính
ngoài.
Các trục được cố định với nhau bằng than bằng và vòng phanh.
Khối bánh răng di trượt 3 bậc gồm :
•
Bánh răng Z18 x 3: Có 18 răng mô đun bằng 3.
•
Bánh răng Z70 x 3: Có 70 răng mô đun bằng 3.
•
Bánh răng Z25 x 2,5: Có 25 răng mô đun bằng 2,5.
•
Bánh răng Z36 x 3: Có 36 răng mô đun bằng 3.
Phía đầu bánh răng Z36 x 3 có gia công một rãnh để lắp ngàm gạt.
Đồng thời trên trục còn có hai bánh răng cố định là:
•
Bánh răng Z68 x 2,5: Có 68 răng mô đun bằng 2,5.
•
Bánh răng Z72 x 2,5: Có 72 răng mô đun bằng 2,5.
Hai bánh răng này được lắp cố định trên trục bằng 2 vòng phanh.
Phía đầu trục có lắp một cam lệch tâm để bơm dầu pistong hoạt động.
Trục được đỡ bằng 2 ổ bi đỡ.
SVTH: Lê Văn Đức Lớp: CTK9LC2 GVHD: Lý Ngọc Quyết 6

Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
3. Trục III
Đây là trục chính của hộp cà cũng là trục chính của máy.
Trục được chế tạo rỗng, đoạn đầu của trục gia công then hoa phía trong.
Trên trục có lắp 3 bánh răng cố định:
Bánh răng Z45 x 3: Có 45 răng mô đun bằng 3.
•
Bánh răng Z27 x 3: Có 27 răng mô đun bằng 3.
•
Bánh răng Z63 x 3: Có 25 răng mô đun bằng 3.
Các bánh răng này được cố định trên trục nhờ vai trục và vòng phanh.
III:NGUYÊN LÝ VÀ ĐẶC ĐIỂM LÀM VIỆC
1.
Nguyên lý làm việc
Chuyển động được truyền từ động cơ đến trục I qua bộ truyền đai.
Trục I quay làm khối bánh răng di trượt 3 bậc là Z25, Z27, Z23 lắp trên trục I quay
cùng vận tốc.
Dùng tay gạt điều chỉnh để khối bánh răng này lần lượt ăn khớp với khối bánh
răng di trượt trên trục II là Z18, Z45, Z36 hoặc ăn khớp với 2 bánh răng lắp cố định trên
trục là Z36 và Z72. Làm chi trục II chuyển động với các vận tốc khác nhau tùy vào sự
ăn khớp của các bánh răng trên trục I và II.
Dùng tay gạt điều chỉnh khối bánh răng di trượt trên trục II lần lượt ăn khớp với
khối bánh răng cố định trên trục III là Z45, Z27, Z63 làm trục III chuyển động quay
tròn với các vận tốc khác nhau. Tùy vào sự ăn khớp của các cặp bánh răng.
- Xích tốc độ:

70
25
Z
Z

63
18
Z
Z
Động cơ
pvn
kwN
/1420
8,2
=
=
I
68
27
Z
Z
II
27
54
Z
Z
III(Trục chính v/p)
SVTH: Lê Văn Đức Lớp: CTK9LC2 GVHD: Lý Ngọc Quyết 7
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125

72
23
Z
Z
45

36
Z
Z
Vậy HTD máy K125 có 9 tỷ số truyền cụ thể như sau:
S1=97v/p S2=140v/p
S3=195v/p S4=272v/p
S5=392v/p S6=315v/p
S7=680v/p S8=900v/p
S9=1360v/p
CHƯƠNG II
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC TOÀN MÁY
1.1
PHÂN TÍCH CÁC CHUYỂN ĐỘNG TẠO HÌNH – THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KẾT
CẤU ĐỘNG HỌC CỦA MÁY
- Máy khoan dùng để gia công lỗ, mở rộng lỗ, khoét ,doa lỗ .Ngoài ra máy có thể
gia công tự động, liên tục ren trong và ren ngoài bằng taro máy.
- Các chuyển động tạo hình của máy khoan bao gồm chuyển động quay tròn V của
trục chính và chuyển động tịnh tiến của mũi khoan.
Với + Tỉ số truyền cửa hộp tốc độ : i
v

+ Tỉ số truyền của hộp chạy dao : i
s
+ Động cơ : ĐC
- Ta có các phương án sơ đồ kết cấu động học
SVTH: Lê Văn Đức Lớp: CTK9LC2 GVHD: Lý Ngọc Quyết 8
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
Phương án 1 Phương án 2

Phương trình xích động xích tốc độ:

+ Phương án 1: n
đc
.i
12
.i
v
= n
tc
+ Phương án 2: n
đc
.i
12
.i
v
= n
tc
SVTH: Lê Văn Đức Lớp: CTK9LC2 GVHD: Lý Ngọc Quyết 9
ÐC
n
dc
I
I
s
s
2
3
4
5
6
V

M
I
Phuong án 1
v
I
s
s
3
4
5
V
M
Phuong án 2
ÐC
n
dc
I
2 I
v
I
s
s
V
M
Phuong án 3
Ð1
n
dc1
I
2

I
v
Ð2
n
dc2
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
+ Phương án 3: n
đc1
.i
12
.i
v
= n
tc
Phương tình xích động xích chạy dao
+ Phương án 1: 1vg/tc.M.i
s
.i
34
.i
56
= S
+ Phương án 2: n
đc
.i
12
.i
23
.i
45

.i
s
.M

= S
+ Phương án 3: n
đc2
.i
s
.M

= S
So sánh:
Phương án 1 có mối liên hệ mật thiết giữa tốc độ quay của trục chính n
tc
và lượng chạy
dao S, điều này giúp ta dễ điều chỉnh chế độ cắt khi gia công các chi tiết khác nhau.
Phương án 2 không có mối quan hệ trực tiếp giữa số vòng quay trục chính và lượng
chạy dao, nếu ta điều chỉnh máy để gia công phải tính toán để tìm mối quan hệ giữa V
và S điều này rất khó.
Phương án 3 sử dụng 2 động cơ nên rất tốn kém, hơn nữa việc bố trí 2 dộng cơ trên máy
cũng khó khăn, làm cho máy công kềnh. Phương án này cúng giống như phương án 2
không có mối quan hệ trực tiếp giữa tốc độ cắt và lượng tiến dao.
Vậy ta chon phương án 1 là phương án tối ưu nhất.
2.
CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÁY
Theo đề bài cho ta có
- Số cấp tốc độ của hộp tốc độ Z
n
= 12

- Phạm vi bước tiến dao S = 0,2 – 1,2 mm/vòng
-
Công bội ϕ = 1,41
- n
min
= 40 vòng/phút
Ta có R
n
=
1
1
1
1
min
max

.
−
−
==
z
z
n
n
n
n
ϕ
ϕ
n
max

= n
min
. ϕ
Z-1
= 40.1,41
11
= 1751,7
Chọn n
max
= 1752 vòng/phút
-
Tính V : V =
v
ym
q
v
k
sT
DC
×
×
×
- K
v
= k
mv
.k
uv
.k
nv

Tra sổ tay CNCTM ta có
- K
mv
= 1,02 (hệ số phụ số phụ thuộc chất lượng vật liệu gia công)
SVTH: Lê Văn Đức Lớp: CTK9LC2 GVHD: Lý Ngọc Quyết 10
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
- K
uv
= 1 thuộc chất lượng vật liệu dụng cụ cắt)
- K
nv
= 0,75 (hệ số phụ thuộc tình trạng bề mặt gia công)
- K
v
=1,02.1.075 = 0,765
-
V
max
=
2,43765,0
1,070
251,17
4,0125,0
25,0
=×
×
×
(m/p)
-
V

min
=
)/(33,6765,0
91.015
57
7,02,0
4,0
pm=×
×
×
-
R
n
=
8,43
40
1752
min
max
==
n
n
- Các số vòng quay:
Theo bảng chuỗi số vòng quay tiêu chuẩn và tốc độ min, max ta có:
n
1
= 40 (v/p).
n
2
= n

1
. ϕ = 40.1,41 = 56,4 ⇒ chọn n
2
= 56 (v/p)
n
3
= n
1
. ϕ
2
= 40.1,41
2
= 79,524 ⇒ chọn n
3
= 80 (v/p)
n
4
= n
1
. ϕ
3
= 40.1,41
3
= 112,12 ⇒ chọn n
4
= 112 (v/p)
n
5
= n
1

. ϕ
4
= 40.1,41
4
= 158,1 ⇒ chọn n
5
= 158 (v/p)
n
6
= n
1
. ϕ
5
= 40.1,41
5
= 222,9 ⇒ chọn n
6
= 223 (v/p)
n
7
= n
1
. ϕ
6
= 40.1,41
6
= 314,3 ⇒ chọn n
7
= 314 (v/p)
n

8
= n
1
. ϕ
7
= 40.1,41
7
= 443,19 ⇒ chọn n
8
= 443 (v/p)
n
9
= n
1
. ϕ
8
= 40.1,41
8
= 624,9 ⇒ chọn n
9
= 625 (v/p)
n
10
= n
1
. ϕ
9
= 40.1,41
9
= 881,11⇒ chọn n

10
= 882 (v/p)
n
11
= n
1
. ϕ
10
= 40.1,41
10
= 1242,3 ⇒ chọn n
11
= 1242 (v/p)
n
12
= n
1
. ϕ
11
= 40.1,41
11
= 1751,7 ⇒ chọn n
12
= 1752 (v/p)
Khi đó phạm vi điều chỉnh tốc độ R
n

= 1752/40 = 43,8
- Các số bước tiến:
số cấp chạy dao của máy:

R
s
=
6
2,0
2,1
min
max
==
S
S
Công bội ϕ
s
= 1,26
Z
s
=
7,81
26,1ln
6ln
1
ln
ln
=+=+
s
s
R
ϕ
Chọn Z
s

= 9
SVTH: Lê Văn Đức Lớp: CTK9LC2 GVHD: Lý Ngọc Quyết 11
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
Ta có : S
min
= 0,2 mm/vòng.
S
max

= 1,2 mm/vòng
-

Các giá trị lượng tiến dao :
Có S
1
= 0,2 (v/p).
S
2
= S
1
. ϕ
s
= 0,2.1,26 = 0,252 (mm/v)
S
3
= S
1
. ϕ
2
s

= 0,2. 1,26
2
= 0,317 (mm/v)
S
4
= S
1
. ϕ
3
s
= 0,2. 1,26
3
= 0,4 (mm/v)
S
5
= S
1
. ϕ
4
s
= 0,2. 1,26
4
= 0,5 (mm/v)
S
6
= S
1
. ϕ
5
s

= 0,2. 1,26
5
= 1,635 (mm/v)
S
7
= S
1
. ϕ
6
s
= 0,2. 1,26
6
= 1,8 (mm/v)
S
7
= S
1
. ϕ
6
s
= 0,2. 1,26
7
= 1,00 (mm/v)
S
7
= S
1
. ϕ
6
s

= 0,2. 1,26
8
= 1,27 (mm/v)
-
Tính mô men xoắn và lực dọc trục:
¬
Momen xoắn: M
xmax
=C
m
.D
zm
.S
t
ym
C
m
= 350, zm =1,9, ym = 0,8 (tra bảng 5-)
D = 25, S=0,8 (tra trong sách STCNCTM tập II bảng 5_25)
⇒M
xmax
=350.25
1,9
.0,7
0,8
=119188 (Nmm).
¬
Lực tác dụng dọc trục chính:
P
0

= C
p
.D
zp
.S
t
yp
C
p
= 850, zp = 1, yp = 0,7 (tra trong sách TKMCKL)
⇒P
0max
= 850.25
1
.0,8
0,7
=18177 (N).
-
tính chọn công suất động cơ:
N
c
=
)(25,2
1055,9
06,180119188
1055,9
66
max
kw
nM

tx
=
×
×
=
×
×
Trong máy khoan công suất truyền dẫn chính gồm 3 phần
N
dcv
= N
c
+ N
0
+ N
p
N
c
: công suất cắt.
N
0
: công suất chạy không.
N
p
: công suất tiêu hao phụ do hiệu suất và nguyên nhân ảnh hưởng đến sự
làm việt của máy.
Thường N
c
= 0,7÷0,8N
dc

cho nên có thể tính gần đúng công suất động cơ dãn chính
theo công suất cắt như sau:
N
dcv
=
)(kw
N
c
µ
η = 0,7 hiệu suất tổng của truyền dẫn.
SVTH: Lê Văn Đức Lớp: CTK9LC2 GVHD: Lý Ngọc Quyết 12
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
N
dcv
=
)(214,3
7,0
25,2
kw=
Công suất chạy dao dọc tính theo tỉ lệ phần trăm công suất truyền dẩn chính
N
dcs
= k.N
dcv

Máy khoan k=0,04
N
dcs
= 0,04.3,214 = 0,13
Trong máy khoan dùng một động cơ truyền dẫn chính lẫn truyền dẫn chạy dao nên

D
dc
= N
dcv
+ N
dcs
= 3,214 + 0,13 = 3,34 (kw).
Chọn loại động cơ che kin quạt gió N = 4(kw), tốc độ quay n
đc
= 1450(v/p)
3.
THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC XÍCH TỐC ĐỘ
Các số liệu ban đầu :
n
min
÷ n
max
= 40 ÷ 1752 (vòng/phút)
Z
v
= 12
ϕ = 1,41
Số nhóm truyền tối thiểu
62,2
40
1752
log6,1log6,1
min
max
=×=×=

n
n
x
Chọn x = 3
Vậy số nhóm truyền tối thiểu là x = 3
Với số cấp tốc độ của máy là 12 ta có các phương án không gian:3x2x2; 2x3x2;
2x2x3
Vậy có 3 phương án không gian và ta chọn phương án tối ưu nhất
Sơ đồ các phương án không gian được bố trí như sau:
Phương án: 3x2x2
SVTH: Lê Văn Đức Lớp: CTK9LC2 GVHD: Lý Ngọc Quyết 13
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
Phương án: 2x3x2
Phương án : 2x2x3
SVTH: Lê Văn Đức Lớp: CTK9LC2 GVHD: Lý Ngọc Quyết 14
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
So sánh các phương án không gian :
+tổng số trục của các phương án không gian bằng nhau :
S
tr
= x + 1 = 3+1 = 4 (trục).
+tổng số bánh răng trong các phương án không gian bằng nhau và bằng:
S
r
= 2
∑
=
x
i
i

p
1
=2(3+2+2) = 2(2+3+2) = 2(2+2+3) = 14 (bánh răng)
i: số nhóm truyền.
P: số tỷ số truyền.
+chú ý lượng bánh răng chịu mômen xoắn ở trục cuối cùng
+chú ý các cơ cấu đặt biệt trong ly hợp ma sát , phanh .
Lập bảng so sánh phương án không gian:

PAKG
Yêú tố so sánh
3x2x2 2x3x2 2x2x3
Tổng số bánh răng 14 14 14
SVTH: Lê Văn Đức Lớp: CTK9LC2 GVHD: Lý Ngọc Quyết 15
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
Tổng số trục 4 4 4
Số bánh răng trụcra 2 2 3
Từ bảng ta có thể chọn phương án không gian là 3 x 2 x 2
hay 2 x 3 x 2
Vì phương ánh không gian 3 x 2 x 2 có 3 bánh răng chịu tốc độ cao nên nhanh
mòn ,không kinh tế.
Vậy ta chọn phương án 2 x 3 x 2 là tốt nhất
Thiết kế phương án thứ tự
Với phương án không gian trên ta có B
n
= K l = 3 ! = 6 phương án thứ tự
(K: số nhóm bánh răng truyền dẫn trong hộp tốc độ)
Ta có các phương án thứ tự sau:
1) Z = 2 x 3 x 2 2) Z = 2 x 3 x 2 3) Z = 2 x 3 x 2
PATT I II III PATT I III II PATT II I III

1 2 6 1 4 2 3 1 6
4) Z = 2 x 3 x 2 5) Z = 2 x 3 x 2 6) Z = 2 x 3 x 2
PATT II III I PATT III I II PATT III II I
2 4 1 6 1 3 6 2 1
Vì số vòng quay của trục chính là cấp số nhân nên tỉ số truyền trong từng nhóm
cũng là cấp số nhân với công bội la ϕ
xi
+ x
i
gọi là đặc tính hay lượng mở của nhóm truyền động nó là một số nguyên,
lượng mở í xi phụ thuộc hoán vị các nhóm truyền.
+tỷ số truyền và lượng mở phải nằm trong giới hạn cho phép
ϕ
x
max
≤ 8
ϕ
x
max
= ϕ
x(p-1)
Trong đó:
SVTH: Lê Văn Đức Lớp: CTK9LC2 GVHD: Lý Ngọc Quyết 16
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
x: lượng mở
p: số tỷ số truyền trong nhóm
Lập bảng so sánh phương án thứ tự.
PAKG 2 x 3 x 2 2 x 3 x 2 2x 3 x 2 2 x 3 x2 2 x 3 x2 2 x 3 x 2
PATT I II III I III II II I III II III I III I II III II I
Lượng mở 1 2 6 1 4 2 3 1 6 2 4 1 6 1 3 6 2 1

Lượng mở
max
6 8 6 8 6 6
ϕ
xmax
≤ 8
7,85 15,6 7,86 15,6 7,86 7,86
Từ bảng trên ta loại hai phương án thứ tự I III II và II III I
Còn lại các phương án sau:
a) PATT I II III
[1] [2] [6]
n
1
IV
III
II
I
n
0
i
1
i
2
i
3
i
4
i
5
i

6
i
7
n
2
n
3
n
4
n
5
n
6
n
7
n
8
n
9
n
10
n
12
n
12
SVTH: Lê Văn Đức Lớp: CTK9LC2 GVHD: Lý Ngọc Quyết 17
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
b) PATT II I III
[3] [1] [6]
n

1
III
II
I
n
0
i
1
i
2
i
3
i
4
i
5
i
6
i
7
n
2
n
3
n
4
n
5
n
6

n
7
n
8
n
9
n
10
n
11
n
12
IV
c) PATT III I II
[6] [1] [3]
n
10
n
11
n
12
IV
n
1
III
II
I
n
0
i

1
i
2
i
3
i
4
i
5
i
6
i
7
n
2
n
3
n
4
n
5
n
6
n
7
n
8
n
9
d) PATT III II I

[6] [2] [1]
SVTH: Lê Văn Đức Lớp: CTK9LC2 GVHD: Lý Ngọc Quyết 18
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
n
1
III
II
I
0
i
1
i
2
i
3
i
4
i
5
i
6
i
7
n
2
n
3
n
4
n

5
n
6
n
7
n
8
n
9
n
10
n
11
n
12
IV
n
Từ các phương án ta chọn phương án thứ tự b: II, I, III phương án này có ưu điển
sau:
+ kích thước hộp ngắn
+ có tầm với rộng
+ có tỷ số truyền hợp lý
Vì lưới kết cấu không cho biết trước được giá trị thực tế của số vòng quay tỷ số
truyền icho nên để biết được giá trị này thì phải xây dựng lưới đồ thị vòng quay được
tiến hành như sau:
Trình tự xây dựng đồ thị vòng quay
a)
Chọn n = n
10
= 882 (vòng/phút) ; ϕ = 1,41

Số vòng quay trục chính là: 40, 56, 80, 112, 158, 223, 314, 443, 625, 882, 1242, 1752
(vòng/phút)
Dựa vào lưới kết cấu ta xây dựng lưới đồ thị vòng quay các đường nằm ngang biểu
diễn các trục, các điểm biểu diễn số vòng quay, các tia biểu diễn tỷ số truyền .giá trị tỷ
số truyền theo quay tắc sau:
+ Các tia nghiên sang phải biểu diễn tỷ số truyền i > 1
+ Các tia nghiên sang trái biểu diễn tỷ số truyền i < 1
+ Các tia thẳng đứng biểu diễn tỷ số truyền i = 1
+ các tia song song có giá trị như nhau
SVTH: Lê Văn Đức Lớp: CTK9LC2 GVHD: Lý Ngọc Quyết 19
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
b) ta có công thức kết cấu sau:
Z = 12 = 2[3] x 3 [1] x 2 [6]
ϕ = 1,41
Tỷ số truyền I phải thoải mảng điều kiện:
1/4 ≤ i ≤ 2
+ Nhóm 1: i
1
: i
2
= 1:ϕ
3
; chọn i
1
= 1/ϕ
2
do đó i
2
= ϕ
+ Nhóm 2: i

3
: i
4
: i
5
= 1 : ϕ : ϕ
2
; chọn i
3
= 1/ϕ
3
; i
4
= 1/ϕ
2
, i
5
= 1/ϕ
+ Nhóm 3: i
6
: i
7
= 1 : ϕ
6
; chọn i
7
= ϕ
2
⇒ i
6

= 1/ϕ
4
+ tính tỷ số truyền đai:
n
1
= n
đ/c
. i
â
. η
đ
chọn η
đ
= 0,95 hệ suất trượt của bánh đai
n
1
= 910 (vòng/phút)
Suy ra: i
đ
=
Vậy đường kính bánh đai nhỏ và lớn là: d = 128 (mm); D = 200 (mm)
Từ các thông số trên ta vẽ được đồ thị vòng quay
Từ các tính toán trên ta có:
ϕ = 1,41; Z
v
= 12; x = 3; n
min
= 40 (vòng/phút); n
max
= 1752 (vòng/phút)

i
1
=
2
1
ϕ
; i
2
= ϕ; i
3
=
3
1
ϕ
; i
4
=
2
1
ϕ
; i
5
=
ϕ
1
; i
6
=
4
1

ϕ
; i
7
= ϕ
2
.
Ta có:
min
i
=
4
1
ϕ
=
4
41,1
1
=0,71;
max
i
= ϕ
2
=1,41
2
=1,98.
Thỏa mãn điều kiện:

2
4
1

≤≤ i

SVTH: Lê Văn Đức Lớp: CTK9LC2 GVHD: Lý Ngọc Quyết 20
64,0
95,0.1450
882
.
1
==
η
đ
đc
n
n
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
Xác định số răng của các bánh răng :
Ở đây ta xác định số răng của các bánh răng theo phương pháp tính chính xác.
Yêu cầu khi tính theo phương pháp này là các bánh răng có cùng môđun và các khoảng
cách trục trong một nhóm truyền là bằng nhau.
Ta có khoảng cách trục trong một nhóm truyền :
A =
PIII
ZmZmZm Σ==Σ=Σ
2
1

2
1
2
1

⇒ ΣZ
I
= ΣZ
II
= . . = ΣZ
P

Mặt khác : ΣZ
x
= Z
x
+ Z`
x
và i
x
=
x
x
x
x
g
f
Z
Z
=
'
.
Suy ra :
x
xx

x
x
Z
gf
f
Z Σ
+
=
và
x
xx
x
x
Z
gf
g
Z Σ
+
=
'
.
Rõ ràng, các số răng các bánh răng Z
x
và
'
x
Z
phải nguyên, hay ΣZ
x
phải chia hết

cho (f
x
+ g
x
). tức là ΣZ
x
= E
x
.(f
x
+ g
x
)
Hay : ΣZ
x
= E
1
.(f
1
+ g
1
) = E
2
.(f
2
+ g
2
) = = E
P
.(f

P
+ g
P
)
Gọi k là bội số chung nhỏ nhất của các tổng (f
x
+ g
x
):
ΣZ
x
= k.E
Vậy : Z
x
= k.E
x
.
xx
x
gf
f
+
(1);
xx
x
x
gf
g
EkZ
+

= .
'
(2)
Trị số E cần phải chọn trong một giới hạn giới hạn nào đó để cho số răng tính ra
không nhỏ hơn số răng giới hạn Z
min
= 17. Cho nên để tránh hiện tượng cắt chân răng
thì cần đảm bảo: Z ≥ Z
min

SVTH: Lê Văn Đức Lớp: CTK9LC2 GVHD: Lý Ngọc Quyết 21
n
1
III
II
I
0
i
1
i
2
i
3
i
4
i
5
i
6
i

7
n
2
n
3
n
4
n
5
n
6
n
7
n
8
n
9
n
10
n
11
n
12
IV
n
PAKG : 2 X 3 X 2
PATT : II I III
lu?ng m?: [3] [1] [6]
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
♦ Nếu bánh chủ động có số răng nhỏ nhất thì: Z

x
≥ Z
min

♦ Nếu bánh bị động có số răng nhỏ nhất thì:
'
x
Z
≥ Z
min

Từ (1) & (2) , ta rút ra được trị số giới hạn E
min
trong hai trương hợp sau :
♦ Bánh chủ động
x
xx
fk
gfZ
E
.
)(
min
+
=
min
chuí
và ta xác định E theo
min
chuí

E
khi i < 1.
♦ Bánh bị động
x
xx
gk
gfZ
E
.
)(
min
+
=
min
bë
và ta xác định E theo
min
bë
E
khi i > 1.
Và khi E không nguyên thì lấy giá trị E là lớn hơn và gần E tính nhất .
Trong hộp tốc độ có 3 nhóm truyền với các tỷ số truyền sau :
♦ Nhóm I : i
1
=
2
1
ϕ
; i
2

= ϕ.
♦ Nhóm II : i
3
=
3
1
ϕ
; i
4
=
2
1
ϕ
; i
5
=
ϕ
1
.
♦ Nhóm III : i
6
=
4
1
ϕ
; i
7
= ϕ
2
.

1) Xác định số răng của các bánh răng trong nhóm I :
Ta có : i
1
=
2
1
ϕ
=
2
1
41,1
1
2
≈
⇒ (f
1
+ g
1
) = 1 + 2 = 3
i
2
= ϕ = 1,41
5
7
≈
⇒ (f
2
+ g
2
) = 7 + 5 = 12 = 2

2
.3
Vậy bội số chung nhỏ nhất của các tổng trên: K = 2
2
.3.= 12
Vì
1
1
<i
nên ta tính E
min
theo Z
min
chủ động:
E
minc
=
kf
gfZ
.
)(
1
11min
+
Với Z
min
= 17
Ta có: E
minc
=

25,4
12.1
)21(17
.
)(
1
11min
=
+
=
+
Kf
gfZ

Chọn : E
minc
= 5
Tổng số răng của một cặp bánh răng ăn khớp trên trục :
Z = K.E = 12.5 = 60
Số răng của các cặp bánh răng trong nhóm truyền thứ nhất :
Z
1
= K.E .
20
)21(
1
5.12
11
1
=

+
=
+ gf
f
.

40
)21(
2
5.12
11
1
'
1
=
+
=
+
=
gf
g
EKZ
.
Z
2
= K.E .
35
)57(
7
5.12

22
2
=
+
=
+ gf
f

SVTH: Lê Văn Đức Lớp: CTK9LC2 GVHD: Lý Ngọc Quyết 22
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125

.25
)57(
5
5.12
22
2
'
2
=
+
=
+
=
gf
g
EKZ

Z
1

= 20, Z’
1
= 40, Z
2
= 35 , Z’
2
= 25
2) Xác định số răng của các bánh răng trong nhóm II:
ta có: i
3
=
3
1
ϕ
=
31
11
41,1
1
3
≈
⇒ (f
3
+ g
3
) = 11 + 31 = 42=3x2x7
i
4
=
2

1
ϕ
=
2
1
41,1
1
2
≈
⇒ (f
4
+ g
4
) = 1 + 2 = 3
i
5
=
ϕ
1
=
7
5
41,1
1
≈
⇒ (f
5
+ g
5
) = 5 + 7 = 12

Vậy bội số chung nhỏ nhất của các tổng trên: K = 12x7 = 84
Vì
1
3
<i
nên ta tính E
min
theo Z
min
chủ động:
E
minc
=
Kf
gfZ
.
)(
3
33min
+
Với Z
min
= 17
Ta có: E
minc
=
772,0
84.11
)3111(17
.

)(
3
33min
≈
+
=
+
Kf
gfZ

Chọn: E
minc
= 1
Tổng số răng của một cặp bánh răng ăn khớp trên trục:
Z = K .E = 84.1 = 84.
Số răng của các cặp bánh răng trong nhóm truyền thứ nhất:
Z
3
= K.E .
22
)3111(
11
1.84
33
3
=
+
=
+ gf
f

62
)3111(
31
1.84
33
3
'
3
=
+
=
+
=
gf
g
EKZ

Z
4
= K.E .
28
)21(
1
1.84
44
4
=
+

=
+ gf
f


56
)21(
2
.1.84
44
4
'
4
=
+
=
+
=
gf
g
EKZ

Z
5
= K.E .
35
)75(
5
.1.84
55

5
=
+
=
+ gf
f


49
)75(
7
.1.84.
55
5
'
5
=
+
=
+
=
gf
g
EKZ

Z
3
= 22, Z’
3
= 62 , Z

4
= 28 Z’
4
= 56, Z
5
= 35, Z’
5
= 49
SVTH: Lê Văn Đức Lớp: CTK9LC2 GVHD: Lý Ngọc Quyết 23
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
3) Xác định số răng của các bánh răng trong nhóm III:
Ta có : i
6
=
4
1
ϕ
=
43
11
41,1
1
4
≈
⇒ (f
6
+ g
6
) = 11 + 43 = 54 = 2.3
3

.
i
7
=
2
ϕ
=
241.,1
2
≈
⇒ (f
7
+ g
7
) = 2 + 1 = 3
Vậy bội số chung nhỏ nhất của các tổng trên : K = 2.3
3
= 54
E
min
tính tại tia có tỷ số truyền i
6
; Bánh răng Z
min
là chủ động nên :
E
minc
=
Kf
gfZ

.
)(
6
66min
+
Với Z
min
= 17
Ta có : E
minc
=
54,1
11.54
)4311(17
.
)(
6
66min
=
+
=
+
kf
gfZ
. Chọn E=2
Tổng số răng của một cặp bánh răng ăn khớp trên trục:
Z = K . E = 54.2 = 108.
Số răng của các cặp bánh răng trong nhóm truyền thứ III:
Z
6

= K.E .
22
)4311(
11
.2.54
66
6
=
+
=
+ gf
f


86
)4311(
43
.2.54
66
6
'
6
=
+
=
+
=
gf
g
EKZ

Z
7
= K.E .
72
)12(
2
.2.54
77
7
=
+
=
+ gf
f


36
)12(
1
.2.54.
77
7
'
7
=
+
=
+
=

gf
g
EKZ

Vậy số răng của các bánh răng trong hộp như sau :
Z
1
= 20 ;
40
'
1
=Z

Z
2
= 35 ;
25
'
2
=Z
Z
3
= 22 ;
62
'
3
=Z

Z
4

= 28 ;
56
'
4
=Z

Z
5
= 35 ;
49
'
5
=Z
Z
6
= 22 ;
86
'
6
=Z
Z
7
=72 ;
36
'
7
=Z


Kiểm tra sai số vòng quay trục ra ∆n :

Sai số vòng quay trục ra ∆n =
][%
n
tc
thtc
n
nn
∆≤
−
SVTH: Lê Văn Đức Lớp: CTK9LC2 GVHD: Lý Ngọc Quyết 24
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
∗ Sai số vòng quay cho phép [∆n]
[∆n] = ± 10 (ϕ - 1)% = ± 10 (1,41 - 1 ) = 4,1%
∗ Số vòng quay tiêu chuẩn
tc
n
:
Tra bảng số vòng quay tiêu chuẩn , ta có chuỗi số vòng quay:
42, 60, 87, 122, 173, 250, 338, 482, 696, 995, 1390, 2000 vòng/phút
∗ Số vòng quay thực tế n
th

n
th
= n
đc
.η
đai
.i
đai

.








Π
=
'
1
i
i
n
i
Z
Z

Với : n
đc
= 1440 (vòng/phút).
η
đai
= 0,985 (η
đai
: hiệu suất bộ truyền đai).
i
đai

= 0,7 (i
đai
:tỷ số truyền của bộ truyền đai).

⇒
n
th
= 995








Π
=
'
1
i
i
n
i
Z
Z

Ta có phương trình đường truyền của xích tốc độ nhơ sau:
1450.
200

128

20/40 22/62 22/86
28/56
n
tc
35/25 35/49 72/36
Ta tính giá trị số vòng quay thực tế của trục chính :
n
1
= 882 .
03,40
86
22
62
22
40
20
=××

; n
7
= 882.
96,312
36
72
62
22
40
20

=××

n
2
= 882.
40,56
86
22
56
28
40
20
=××
; n
8
= 882.
441
36
72
56
28
40
20
=××
n
3
= 882 .
58,80
86
22

49
35
40
20
=××

; n
9
= 882.
630
36
72
49
35
40
20
=××
n
4
= 882 .
08,112
86
22
62
22
25
35
=××

; n

10
= 882.
3,876
36
72
62
22
25
35
=××
n
5
= 882 .
93,157
86
22
56
28
25
35
=××

; n
11
= 882.
8,1234
36
72
56
28

25
35
=××
n
6
= 882 .
62,225
86
22
49
35
25
35
=××

; n
12
= 882 .
1764
36
72
49
35
25
35
=××
Từ các giá trị trên ta tính sai số và lập được bảng sau:
SVTH: Lê Văn Đức Lớp: CTK9LC2 GVHD: Lý Ngọc Quyết 25