ĐỒ ÁN Máy công cụ thiết kế máy khoan đứng K125

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 Đoàn Đình Quân 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 Đoàn Đình Quân 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:
Vũ Hữu Hiển
SVTH: Vũ Hữu Hiển Lớp: CTK9LC1 GVHD: Đoàn Đình Quân 1

1
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
CHƯƠNG I
PHÂN TÍCH MÁY TƯƠNG TỰ
I. CHỌN MÁY TƯƠNG TỰ
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
14 Khoảng cách từ mặt dưới trục khoan đến
0 ÷ 700
mm
SVTH: Vũ Hữu Hiển Lớp: CTK9LC1 GVHD: Đoàn Đình Quân 2
2
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
bàn
15 Khoảng cách từ mặt cuối trục khoan đến
nền
750 ÷ 1100
mm
16 Kích thước máy: dài x rộng x cao 900x825x230
0
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: Vũ Hữu Hiển Lớp: CTK9LC1 GVHD: Đoàn Đình Quân 3
3
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.
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:
SVTH: Vũ Hữu Hiển Lớp: CTK9LC1 GVHD: Đoàn Đình Quân 4
4
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
• 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 răngrộng bản, phía đầu có giacông
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.
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:
SVTH: Vũ Hữu Hiển Lớp: CTK9LC1 GVHD: Đoàn Đình Quân 5
5
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
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)

72
23
Z
Z
45
36

Z
Z
Vậy HTD máy K125 có 9 tỷ số truyền cụ thể như sau:
SVTH: Vũ Hữu Hiển Lớp: CTK9LC1 GVHD: Đoàn Đình Quân 6
6
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
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
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
Phương án 1 Phương án 2
SVTH: Vũ Hữu Hiển Lớp: CTK9LC1 GVHD: Đoàn Đình Quân 7
7

Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
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
Ð
1
n
dc1
I
2 I
v
Ð
2
n
dc2
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
+ Phương án 3: n
đc1
.i
12
.i
v
= n
tc
SVTH: Vũ Hữu Hiển Lớp: CTK9LC1 GVHD: Đoàn Đình Quân 8
8
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
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.
1. 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
= 42 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
= 42.1,41
11
= 1839.3
Chọn n
max
= 1840 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: Vũ Hữu Hiển Lớp: CTK9LC1 GVHD: Đoàn Đình Quân 9
9
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
=
max
min
1840
43,8
42
n
n
= =
- Các số vòng quay:
Theo bảng chuỗi số vòng quay tiêu chuẩn và tốc độ min, max ta có:
n
1
= 42.5 (v/p).
n
2
= n
1
. ϕ= 42.5.1,41 = 59.925⇒ chọn n
2

=60 (v/p)
n
3
= n
1
. ϕ
2
= 42.5.1,41
2
= 84.494⇒ chọn n
3
= 85 (v/p)
n
4
= n
1
. ϕ
3
= 42.5.1,41
3
= 119.136⇒ chọn n
4
= 118 (v/p)
n
5
= n
1
. ϕ
4
= 42.5.1,41

4
= 167.986⇒ chọn n
5
= 170 (v/p)
n
6
= n
1
. ϕ
5
= 42.5.1,41
5
= 236.856⇒ chọn n
6
= 236 (v/p)
n
7
= n
1
. ϕ
6
= 42.5.1,41
6
= 333.967⇒ chọn n
7
= 335 (v/p)
n
8
= n
1

. ϕ
7
= 42.5.1,41
7
= 470.893⇒ chọn n
8
= 475 (v/p)
n
9
= n
1
. ϕ
8
= 42.5.1,41
8
= 663.959⇒ chọn n
9
= 670 (v/p)
n
10
= n
1
.ϕ
9
= 42.5.1,41
9
= 936.183⇒ chọn n
10
= 950 (v/p)
n

11
= n
1
.ϕ
10
= 42.5.1,41
10
= 1320.018⇒ chọn n
11
= 1320 (v/p)
n
12
= n
1
.ϕ
11
= 42.5.1,41
11
= 1861.226⇒ chọn n
12
= 1900 (v/p)
- Các số bước tiến:
số cấp chạy dao của máy:R
s
=
max
min
1,4
14
0,1

S
S
= =
Công bội ϕ
s
= 1,26; Z
s
=
ln
ln14
1 1 12.4
ln ln1,26
s
s
R
φ
+ = + =
Chọn Z
s
= 14
Ta có : S
min
= 0,1 mm/vòng.S
max
= 1,4 mm/vòng
2. THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC XÍCH TỐC ĐỘ
Các số liệu ban đầu :
SVTH: Vũ Hữu Hiển Lớp: CTK9LC1 GVHD: Đoàn Đình Quân 10
10
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125

n
min
÷ n
max
= 42÷ 1840 (vòng/phút)
Z
v
= 12
ϕ = 1,41
Số nhóm truyền tối thiểu
max
min
1840
1,6 log 1,6 log 2,62
42
n
x
n
= × = × =
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
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
Tổng số trục 4 4 4
Số bánh răng trụcra 2 2 3
SVTH: Vũ Hữu Hiển Lớp: CTK9LC1 GVHD: Đoàn Đình Quân 11
11
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
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:
x: lượng mở
p: số tỷ số truyền trong nhóm
Lập bảng so sánh phương án thứ tự.
SVTH: Vũ Hữu Hiển Lớp: CTK9LC1 GVHD: Đoàn Đình Quân 12
12
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
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
b) PATT II I III
[3] [1] [6]
SVTH: Vũ Hữu Hiển Lớp: CTK9LC1 GVHD: Đoàn Đình Quân 13
13
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
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: Vũ Hữu Hiển Lớp: CTK9LC1 GVHD: Đoàn Đình Quân 14
14
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
=950 (vòng/phút) ; ϕ = 1,41
Số vòng quay trục chính là: 42.5, 60, 85, 118, 170, 236, 335, 475, 670,
950, 1320, 1900 (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
b) ta có công thức kết cấu sau:
Z = 12 = 2[3] x 3 [1] x 2 [6]
SVTH: Vũ Hữu Hiển Lớp: CTK9LC1 GVHD: Đoàn Đình Quân 15

15
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
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
1
950
0,69
1450.0,95
.
đc
đ
n
n
η
= =
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
= 42.5 (vòng/phút); n
max
= 1900 (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: Vũ Hữu Hiển Lớp: CTK9LC1 GVHD: Đoàn Đình Quân 16
16
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
Lượng mở: [3] [1] [6]
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
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
♦ 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 :
SVTH: Vũ Hữu Hiển Lớp: CTK9LC1 GVHD: Đoàn Đình Quân 17
17
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
♦ 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

.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
SVTH: Vũ Hữu Hiển Lớp: CTK9LC1 GVHD: Đoàn Đình Quân 18
18
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
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
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 :
SVTH: Vũ Hữu Hiển Lớp: CTK9LC1 GVHD: Đoàn Đình Quân 19
19
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
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 ;
'
4
56Z =
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
∆≤
−
∗ 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:
42.5, 60, 86, 118, 170, 236, 335, 475, 670, 950,1320, 1900
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
SVTH: Vũ Hữu Hiển Lớp: CTK9LC1 GVHD: Đoàn Đình Quân 20
20
.d
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
Với : n

đc
= 1450 (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
= 950 .
20 22 22
43.11
40 62 86
× × =
; n
7
= 950.
20 22 72
337.09
40 62 36
× × =
n
2

= 950.
20 28 22
60.75
40 56 86
× × =
; n
8
= 950.
20 28 72
475
40 56 36
× × =
n
3
= 950 .
20 35 22
86.79
40 49 86
× × =
; n
9
= 950.
20 35 72
678.57
40 49 36
× × =
n
4
= 950 .
35 22 22

120.72
25 62 86
× × =
; n
10
= 950.
35 22 72
943.87
25 62 36
× × =
n
5
= 950 .
35 28 22
170.11
25 56 86
× × =
; n
11
= 950.
35 28 72
1330
25 56 36
× × =
n
6
= 950 .
35 35 22
243.02
25 49 86

× × =
; n
12
= 950 .
35 35 72
1900
25 49 36
× × =
Từ các giá trị trên ta tính sai số và lập được bảng sau:
Lập bảng tính sai số tốc độ của trục chính theo cong thức sau:
∆n =
n
nn
tc
tttc
−
x 100%
Trong đó:
n
TC
: số vòng quay tiêu chuẩn
n
TT
: số vòng quay tính toán
∆n: sai số vòng quay cho phép .
SVTH: Vũ Hữu Hiển Lớp: CTK9LC1 GVHD: Đoàn Đình Quân 21
21
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
Bảng 2.3 : Bảng tính toán và so sánh sai số vòng quay:
TT n

T C
n
TT
∆n%
1 42.5 43.11 -1.435
2 60 60.75 -1.250
3 85 86.79 -2.105
4 118 120.72 -2.300
5 170 170.11 -0,064
6 236 243.02 -2.974
7 335 337.09 -0.623
8 475 475 0.000
9 670 678.57 -1.279
10 950 943.87 0.645
11 1320 1330 -0.757
12 1900 1900 0.000
Ta có công thức sau:
∆n = ±10( ϕ -1 )% = ± 4,1%
Vậy ∆n <[∆n]thỏa mãn. Vậy bộ truyền thiết kế thỏa mãn yêu cầu thiết kế
- Lập bảng tính sai sô từng cặp bánh răng như sau:
Bảng tính sai số bánh răng
∆i
x
(i
X
-
z
z
x
x

'
/i
x
)x 100%
%
∆i = ± 10 (ϕ -
1)%
1












−
2
2
41,1
1
40
20
41,1
1
x 100%

0,75 4,1
2












−
41,1
25
35
41,1
x 100%
0,71
4,1
SVTH: Vũ Hữu Hiển Lớp: CTK9LC1 GVHD: Đoàn Đình Quân 22
22
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
3













−
3
3
41,1
1
62
22
41,1
1
x 100%
0,53
4,1
4













−
2
2
41,1
1
56
28
41,1
1
x 100%
-0,60
4,1
5












−
41,1

1
49
35
41,1
1
x 100%
-0,71
4,1
6












−
4
4
41,1
1
86
22
41,1
1

x 100%
1,19
4,1
7












−
2
2
41,1
36
72
41,1
x 100%
-0,1
4,1
. Vẽ sơ đồ động :
Từ những tính toán trên ta vẽ được sơ đồ động hộp tốc độ như sau
SVTH: Vũ Hữu Hiển Lớp: CTK9LC1 GVHD: Đoàn Đình Quân 23
23

Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
22
62
56
49
36
86
72
22
n= 1450(v/ph)
28
35
25
200
40
35
20
128
N= 4 Kw
4. THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC XÍCH CHẠY DAO
Đặc điểm kết cấu hộp chạy dao của máy khoan đứng là dịch chuyển theo
trục chính nên đòi hỏi phải bố trí riêng và có kết cấu nhỏ gọn, khối lượng
càng nhỏ càng tốt. Cho nên ta sử dụng hộp chạy dao có cơ cấu then kéo và
sử dung bánh răng dùng chung. Cơ cấu này đơn giản bao gồm một số bánh
răng hình tháp ghép ngược nhau, có một trục gồm các bánh răng cố định,
trục kéo gắn các bánh răng lồng không, khi cần sự ăn khớp của cặp bánh
răng nào chỉ việc di chuyển then kéo.
Số bánh răng trên một trục bộ then kéo từ 3 ÷ 5 không nên lớn
hơn. Để đảm bảo then kéo không móc vào 2 bánh răng cùng một lúc thì
hai đỉnh then kéo cần cách nhau một khoảng bằng (k -

2
1
).b; với b là
khoảng cách giữa hai bánh răng lân cận, k là số bánh răng của mổi hệ hình
tháp.
4.1. Xác định chuỗi số vòng quay và công bội ϕ:
Các thông số ban đầu dựa trên tính năng kỹ thuật của máy K125:
S
min
= 0,1 (mm/vòng); S
max
= 1,4 (mm/vòng);
Z
v
= 9
∗ Hệ số công bội ϕ
v
: ϕ
v
= 1,26
∗ Số nhóm truyền tối thiểu :
x = 1,6 log
max
min
1,4
1,6log 1,83
0,1
S
S
= =

⇒ Ta chọn x = 2
4.2. Thiết kế phương án không gian :
SVTH: Vũ Hữu Hiển Lớp: CTK9LC1 GVHD: Đoàn Đình Quân 24
24
Hình vẽ: Sơ đồ phương án không gian HCD
I
II
III
PAKG: 3 x 3
Trường ĐH SPKT Hưng Yên Thiết kế máy khoan K125
♦
Phương án không gian :
Từ cấp số vòng quay Z
s
= 9 và số nhóm truyền tối thiểu x = 2 ta có
các phương án không gian sau :
Z
S
= 12 = 3× 3
Sơ đồ bố trí phương án không gian được bố trí như hình vẽ sau:
4.3. Thiết kế phương án thứ tự :
∗ Lập bảng các phương án thứ tự :
Với phương án không gian trên ta có B
n
= K l = 2! = 2 phương án thứ
tự
(K: số nhóm bánh răng truyền dẫn trong hộp tốc độ)
Ta có các phương án thứ tự sau: Do cả 2 nhóm bánh răng đều có 3 cặp
bánh răng nên PATT là như nhau.
1) Z = 3 x 3

PATT I II
[1] [3]
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
SVTH: Vũ Hữu Hiển Lớp: CTK9LC1 GVHD: Đoàn Đình Quân 25
25