đồ án kỹ thuật cơ khí Thiết kế máy Phay Lăn Răng bán tự động

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Bộ môn chế tạo máy
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
























Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên
1
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Bộ môn chế tạo máy
LỜI MỞ 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. Song 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 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 BÁN TỰ ĐỘNG ". Được sự chỉ
bảo tận tình của thầy giáo Nguyễn Thuận và tập thể các thầy giáo trong bộ
môn Chế tạo máy 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 nhưng 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 2011
Sinh viên thiết kế

Nguyễn Thị Hồng

Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên
2
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Bộ môn chế tạo máy
PHẦN I
TỔNG QUAN VỀ MÁY
GIA CÔNG


I. TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG
Truyền động bánh răng được sử dụng
trong nhiều
loại máy và cơ cấu khác nhau, để truyền
chuyển động quay từ trục này sang trục
khác và để biến chuyển động quay thành
chuyển động tịnh tiến hoặc ngược lại.
Truyền động bánh răng được sử dụng rộng
rãi bởi vì

Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên
3
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Bộ môn chế tạo máy
chúng có những ưu điểm nh khả năng truyền
lực lớn,
đảm bảo tỷ số truyền ổn định, hệ số có Ých
lớn và truyền động êm.
Truyền động bánh răng là những cơ
cấu quan trọng trong ô tô, máy kéo, động cơ
đốt trong, máy công

cụ, máy nông nghiệp, cần cẩu và nhiều thiết bị khác.
Phạm vi tốc độ và truyền lực của truyền
động bánh
răng là rất lớn. Cùng với sự phát triển của
nghành chế tạo máy và với yêu cầu sửa
chữa, thay thế các loại chi tiết này ngày càng
được chế tạo nhiều hơn. Ở trong
nước còng nh nhiều nước trên thế giới người
ta xây dựng những nhà máy, phân xưởng
chuyên chế tạo
bánh răng, bánh vít với trình độ cơ khí hóa và tự động hóa cao.
Tùy theo các đặc điểm về hình học và chức năng
truyền động bánh răng được phân ra nhiều loại khác nhau :
1. Phân loại theo sự phân bố giữa các trục
-Truyền động giữa các trục song song :
truyền động bánh răng trụ ( hình a,b,c).
-Truyền động giữa 2 trục giao nhau :
truyền động bánh răng côn ( hình d).
-TruyÒn động giữa 2 trục chéo nhau :
truyền động bánh răng côn xoắn
( hình e,g)

Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên
4
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Bộ môn chế tạo máy
2. Theo sự phân bố giữa các răng trên bánh răng
- Bộ truyền ăn khớp ngoài ( các bánh răng đều có răng ở phía ngoài)
- Bộ truyền ăn khớp trong ( khi một bánh răng có răng phía trong và
một bánh có răng phía ngoài)
3. Theo phương của răng so với đường sinh

Ta có bánh răng với răng thẳng,
răng nghiêng, răng cong, răng chữ V,
răng xoắn
- Bánh răng trụ có hai loại là bánh
răng trụ răng thẳng và bánh răng trụ răng
nghiêng.
+Bánh răng trụ răng thẳng được
dùng trong các bộ truyền vận tốc trung bình hoặc
thấp. Trong các chuyển động hành tinh, chuyển
động hở cũng nh khi cần phải di động dọc trục.
+ Bánh răng trụ răng nghiêng có các ưu,
nhược so với bánh răng trụ răng thẳng nh sau :
1. Khác với banh răng trụ răng thẳng bánh răng
trụ răng nghiêng không vào tiếp xúc nhau trên
toàn bộ chiều dài răng mà vào khớp dần dần
.Nhờ vậy mà bánh răng trụ răng nghiêng chuyền
động êm
hơn và va đập giảm hơn
2. Chiều dài tiếp xúc tăng , vì vậy mà tải trọng
riêng sẽ giảm do đó khả năng tải của bánh răng
nghiêng cao hơn

Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên
5
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Bộ môn chế tạo máy
- Bánh răng côn gồm hai loại là bánh răng côn thẳng và bánh răng côn
xoắn .Bánh răng côn dùng để truyền chuyển động giữa các truc chéo nhau.
+ Bánh răng côn răng thẳng và bánh răng côn
răng nghiêng được dùng trong những bộ truyền
chịu tải trung bình , bánh răng côn răng nghiêng

có khả năng tải cao hơn .
Tuy nhiên nó vẫn được sử dụng Ýt vì khả năng
công nghệ kém, và rất nhạy cảm với sai số lắp
ráp.
+ Bánh răng côn răng xoắn có góc nghiêng thay đổi thường sử dụng góc
nghiêng trung bình đo trong mặt côn chia tại tiết
diên trung bình .Bánh răng côn răng xoắn có khả
năng tải cao , ăn khớp êm.
- Bánh vít :thường dùng ở các bộ truyền có
tỷ số truyền lớn ( khoảng từ 100-300) . Dùng để
truyền chuyển động giữa các trục chéo nhau .Có
khả năng
làm việc êm không ồn , có tính tự hãm cao.

Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên
6
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Bộ môn chế tạo máy
4. Theo biên dạng răng
- Truyền động bánh răng thân khai
( biên dạng của răng là đường thân khai của
đường tròn). Đây là loại bánh răng được sử dông
rộng rãi vì có một số ưu điểm nh tính công nghệ
cao, dễ chế tạo với độ chính xác cao.
- Truyền động bánh răng xycloit ( biên dạng
răng là đường cong xycloit ) sử dụng chủ yếu trong
đồng hồ và dụng cụ đo. So với bánh răng thân khai,
bánh răng cycloit có những đặc điểm sau :
+ Độ mòn nhỏ hơn trong điều kiên bôi trơn
không tèt.
+ Hệ số trùng khớp lớn hơn.

+ Trong những bộ truyền bánh tăng tốc, đặc
biệt đồng hồ bánh răng cycloit truyền lực rất tốt.
- Truyền động bánh răng nôvicov ( biên dạng răng là cung tròn làm tăng
khả năng tải của bộ truyền ).
II. CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO BÁNH RĂNG
Để gia công chế tạo bánh răng, có nhiều phương pháp gia công khác
nhau. Bánh răng bằng vật liệu kin loại thường được gia công bằng phương
pháp bào, phay, chuốt. Ngoài ra có thể gia công bằng phương pháp Ðp, đúc,
cán nguội hoặc cán nóng Hiện nay trong các nhà máy cơ khí đều dung máy
chuyên dùng để gia công bánh răng. Phương pháp gia công cho chất lượng
của bề mặt răng cao là phương pháp cán răng.
Về nguyên lý hình thanh bề mặt răng, có hai phương pháp cơ bản để gia
công bánh răng :
1.Phương pháp chép hình ( còn gọi là phương pháp định hình)

Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên
7
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Bộ môn chế tạo máy
Phương pháp chép hình là phương
pháp tạo hình dáng bề mặt bằng cách
chép lại hình dáng răng của dao cắt,
hoặc của bề mặt mẫu.
Ví dụ nh khi phay bằng dao phay
đĩa môđun, bằng dao phay ngón
môđun, hoặc bào theo mẫu.
Ưu điểm của phương pháp chép
hình là không cần máy chuyên dùng,
dao phay môđun
dễ chế tạo.
Nhược điểm của phương pháp

chép hình là :
- Năng suất thấp vì mất thời gian phân độ, mất
thời gian để dao trở về vị trí ban đầu, gia công
từng răng một. Tùy theo số răng của bánh răng
cần cắt, cần rất nhiều dao phay môđun vì mỗi môđun cần phải có Ýt nhất từ
8÷15 dao phay
môđun khác nhau.
- Khi dùng dao phay đĩa tiêu chuẩn để cắt bánh răng xoắn thì hình dáng của
răng bị sai lệch.
2.Phương pháp bao hình.
Phương pháp bao hình là phương
pháptạo nên hình dáng bề mặt của răng bằng
cách lặp lại chuyển động tương đối của hai
chi tiết ăn khớp nhau như chuyển động của
hai bánh răng, của thanh răng-bánh răng,
chuyển động trục vít – bánh vít. Nếu mét chi

Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên
8
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Bộ môn chế tạo máy
tiêt có những lưỡi cắt trong quá trình chuyển động tương đối, nó sẽ tạo nên
hình dáng của răng ở chi tiết kia.
Nói cách khác là lưỡi dao khi chuyển
động ăn khớp sẽ vẽ trong không gian hình
dáng răng của một bánh răng hay mét thanh răng nào đó gọi là bánh răng sinh
hay thanh răng sinh. Kết quả của chuyển động ăn khớp nói trên là cắt được
các răng ở trên phôi, hình
dáng của răng là những vị trí bao hình kế tiếp
nhau của lưỡi dao.
Ưu điểm của phương pháp bao hình so với phương pháp chép hình là :

- Năng suất cao hơn, độ chính xác cao hơn.
- Mức độ tự động cao hơn.
- Mét con dao có môđun nhất định, có thể cắt được nhiều bánh răng cùng
môđun với số răng bất kỳ.
III. CÁC MÁY GIA CÔNG RĂNG
Máy gia công bánh răng hiện đại có thể được phân loại theo các nguyên
tắc sau :
- Phân loại theo công dụng : máy gia công bánh răng trụ có răng thẳng và
răng xoắn, máy gia công bánh rưng côn có răng thẳng và răng xoắn, máy gia
công bánh vít, thanh răng.
- Phân loại theo dạng gia công: máy
phay răng, máy lăn răng, máy xọc
răng, máy bào răng, máy chuốt răng
Tương ứng với hai phương pháp
gia công bánh răng, máy gia công
bánh răng cũng có hai loại chính: máy
gia công răng chép hình và máy gia
công răng bao hình.

Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên
9
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Bộ môn chế tạo máy
1.Máy gia công răng 5K32
Máy 5K32 là máy lăn răng dùng để gia công bánh răng trụ răng thẳng,
răng nghiêng ( ăn khớp ngoài), bánh vít, các chi tiết họ đĩa xích, trục then hoa.
Máy có độ chính xác thông thường, gia công bánh răng có độ chính xác cấp
7÷8 . Độ vạn năng và cứng vững của máy khá cao, đảm bảo chu kỳ làm việc
tự động với phương pháp chạy dao hướng kính, phay thuận và phay nghịch.
Tính năng kỹ thuật chủ yếu
của máy gồm :

- Nhà sản xuất : STANKO- Russia
- Năm sản xuất : 1977
- Đường kính lớn nhất của bánh
răng
gia công được : 800 mm
- Môđun lớn nhất : 10
- Chiều rộng lớn nhất của bánh
răng trụ răng thẳng gia công
được : 350 mm
- Số răng nhỏ nhất của bánh răng gia công được : 12 răng
- Góc xoắn của bánh răng xoắn : ±60°
- Kích thước lớn nhất của dao phay :
+ Đường kính : 200 mm
+ Chiều dài : 200mm
- Khoảng cách các trục : 319 mm
- Tốc độ trục chính : 50÷310 vòng/phút.
- Phạm vi tốc độ trục chính : 9
- Năng lượng động cơ chính : 7,5
KW
- Kích thước của máy :
2800×1510×2000 mm
- Cân nặng : 7,2 tấn
- Giá thành máy : 9800 EUR
( 14189,42 USD )

Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên
10
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Bộ môn chế tạo máy
Tới năm 1981 nhà sản xuất STANKO cải tiến 5K32 được máy
5K324A với một số thông số kỹ thuật nh :

- Đường kính lớn nhất của bánh răng gia công được : 500 mm
- Môđun lớn nhất : 8
- Phạm vi tốc độ trục chính : 40÷315 vg/ph
- Năng lượng của động cơ chính : 7 KW
- Cân nặng : 7 tấn
- Giá bán trên thị trường : 4000 EUR ( 5791,60 USD )
Với khoa học công nghệ ngày càng phát triển, việc chế tạo bánh răng
ngày càng được nâng cao hơn. Từ một sản phẩm tinh túy của Nga rất nhiều
nhà sản xuất của các nước trên thế giới đã cải tiến cho ra đời nhiều loại máy
tương tự như 5A342 ( nhà sản xuất kolomma), 5K32A Và hiện nay với sự
ra đời của máy số NC, CNC thì chất lượng của bánh răng ngày càng được
nâng cao, đồng thời cũng nâng cao năng suát gia công lên rất nhiều.
2.Máy xọc răng bao hình
Máy xọc răng là máy gia công bánh răng theo phương pháp bao hình.
Dùng để gia công bánh răng trụ răng thẳng, răng nghiêng, các loại khớp nối
răng. Thế mạnh là gia công bánh răng trụ bậc, ăn khớp trong. Máy điển hình
là 5140.
Ngoài ra còn rất nhiều các máy gia công răng khác nh : máy bào răng,
máy cà răng, máy mài răng

Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên
11
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Bộ môn chế tạo máy
PHẦN II
TỔNG HỢP CẤU TRÚC
ĐỘNG HỌC MÁY
I. XÁC ĐỊNH CÔNG DỤNG CỦA MÁY- CHỌN CÁC THÔNG SỐ
CHỦ YẾU
1. Công dông, nguyên lý tạo hình của máy phay lăn răng 5K32

Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên
12
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Bộ môn chế tạo máy
Máy phay lăn răng 5K32 dùng để gia công bánh răng trụ răng thẳng,
răng nghiêng (ăn khớp ngoài), bánh vít, trục then hoa.
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.
Gia công bánh răng trên máy phay lăn răng có ưu điểm nổi bật là tính nạ
năng cao, thể hiện ở chỗ nếu cùng môđun thì mét dao phay lăn có thể gia
công được các bánh răng với số răng bất kỳ.
Gia công trên máy phay lăn răng, bánh răng có độ chính xác biên dạng
cao hơn nhiều so với bánh răng gia công bằng phương pháp chép hình trên
các máy phay vạn năng như 6H82.
Nhược điểm cơ bản của phương pháp này là chi phí chế tạo dao cao hơn,
do cấu tạo của dao phay lăn răng phức tạp, khó chế tạo.
2.Thông số chủ yếu của máy 5K32
Máy phay lăn răng làm việc theo chu kỳ bán tự động. Đường kính lớn
nhất của chi tiết gia công : D
max
=800mm.
Modul lớn nhất của bánh được gia công: m
max
=10mm.
II.CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO HÌNH BỀ MẶT CHI TIẾT GIA CÔNG
Nguyên lý tạo hình là nhắc lại sự ăn khớp giữa trục vít và các sản phẩm
tương ứng.
Vật liệu của dao thường là thép gió liền khối hoặc dao ghép mảnh. Dao
ghép mảnh có đường kính lớn hơn dao liền khối, chế độ nhiệt luyện cao do
vậy độ cứng và độ bền của dao cao hơn dao liền khối.

Đường sinh
s
tạo hình bằng phương pháp bao hình.
Đường chuẩn 
c
tạo hình bằng phương pháp vết ( quỹ tích).
1. Gia công bánh răng trụ răng thẳng ăn khớp ngoài

Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên
13
Z,
β
,
m
n,
α
K
,
m
n,
λ ,α
Q1
Q2
T3
ϕ
λ
Q4
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Bộ môn chế tạo máy
Để hình thành dạng răng của bánh răng trụ bằng phương pháp bao hình,
máy cần phải có các chuyển động tương đối giữa dao và phôi như sau :

- Chuyển động tạo hình đường sinh 
s
(đườngthân khai) : Chuyển động quay
của dao Q
1

và phôi Q
2
.
- Chuyển động tạo hình đường chuẩn 
c

( đướng thẳng ): Chuyển động tịnh tiến
của dao T
3
.
: Góc nâng của dao phay lăn trục vít
: Góc gá dao. Dao được gá nghiêng
một góc để lưỡi cắt của dao trùng với
đường răng của bánh răng gia công.
=  ( Dấu + dao xoắn phải
Dấu - dao xoắn trái ) Sơ đồ cắt bánh răng trụ răng
thẳng
2. Gia công bánh răng trụ răng nghiêng
Khi gia công bánh răng nghiêng các chuyển
động cắt và tạo hình giống như gia công
bánh răng trụ răng thẳng nhưng phải
thêm xích chuyển động tạo ra góc
nghiêng
của răng.

Để tạo ra đường nghiêng của răng ngoài
chuyển động tịnh tiến cắt gọt hết chiều dài
răng (T
3
) thì phôi phải quay thêm một lượng
Q
4
sao cho dao tịnh tiến một đoạn bằng bước
xoắn của răng bánh răng thì phôi quay được

Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên
14
Z,
β = 0
,
m
n
K
,
m
n,
λ
Q1
Q2
T3
ϕ
λ
Q2
Z
,

m
,
α
K
,
m
,
λ,α
Q1
T3
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Bộ môn chế tạo máy
một vòng. Chuyển động này gọi là chuyển động vi sai.
- Chuyển động tạo hình đường sinh Φ
s
(đường thân khai ) : chuyển động quay
Q
1
của dao và Q
2
của phôi.
- Chuyển động tạo hình đường chuẩn Φ
c
( đường xoắn vít trên mặt trụ chia ) :
chuyển động tịnh tiến T
3
của dao và chuyển động quay Q
4
của phôi.
Góc gá dao ϕphụ thuộc vào góc nâng của dao λ và góc nghiêng β của
bánh răng gia công.

ϕ =|β ± λ | dấu + khi dao và phôi ngược hướng xoắn
dấu – khi dao và phôi cùng hướng xoắn.
3.Gia công bánh vít
Để gia công bánh vít nhắc lại sự ăn khớp giữa cặp trục vít và bánh vít. Có
2 phương pháp cắt gọt :
- Chạy dao hướng kính
- Chạy dao tiếp tuyến.
a. Gia công bánh vít theo phương pháp chạy dao hướng kính
Thông số của dao cắt bánh vít đúng bằng
thông số hình học của trục vít
ăn khớp
với bánh vít sau gia công.
Trụcdao được
gá đúng nh bộ truyền trục vít, bánh vít
sau khi gia công.
- Chuyển động tạo hình đường sinh Φ
s
(đường thân khai) : chuyển động quay Q
1
của dao và chuyển động quay Q
2
của phôi.
- Chuyển động tạo hình đường chuẩn Φ
c
Sơ đồ cắt bằng chạy dao hướng
kính

Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên
15
Q2

Q4
A
Q1
T
3
K,m
Z,m
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Bộ môn chế tạo máy
( đường cong ghềnh ): Do chuyển đông
Q
1
và kết cấu dao tạo nên.
b. Gia công bánh vít theo phương pháp chạy dao tiếp tuyến
Thực tế thấy rằng khi số đầu mối K≥2 mà cắt bằng phương pháp chạy dao
hướng kính sẽ xẩy ra trường hợp cắt lẹm đỉnh và chân răng bánh vít. Để khắc
phục ta sủ dụng phương pháp chạy dao tiếp tuyến.
Khoảng cách A giữa dao và bánh vít gia công
đúng bằng khoảng cách trục vít bánh vít ăn khớp
sau này. Dao có đoạn đầu mài côn với mục đích
dễ vào cắt và dao chạy tiếp tuyến với vòng chia
của bánh vít.
- Chuyển động taoh hình đường sinh
Φ
S
( đường
thân khai ) : do chuyển động Q
1
và Q
2
tạo nên.

- Đường chuẩn do kêt cấu dao tạo nên do vậy
Không có chuyển động tạo hình đường chuẩn.
Sơ đồ cắt bằng chạy dao tiếp tuyến
III. THÀNH LẬP SƠ ĐỒ CẤU TRÚC ĐỘNG HỌC TOÀN MÁY
Từ việc phân tích các 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 Q
1
để tạo ra tốc độ cắt, chuyển động quay Q
2
của phôi phù hợp
với Q
1
. Do vậy giữa dao và phôi phải có nội liên kết với chạc điều
chỉnh i
x
, đó là nhóm tạo hình đường sinh {Q
1
,Q
2
}.
- Khi cắt bánh răng trụ răng nghiêng để tạo đường chuẩn thì máy phải
có thêm chuyển động tạo thành đường xoắn ốc đó là chuyển động
phụ thêm Q
4
phù hợp với chuyển động tịnh tiến T
3
của bàn máy. Lúc

Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên
16
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Bộ môn chế tạo máy
này bàn máy mang phôi nhận đồng thời 2 chuyển động độc lập nhau
{Q
2
,Q
4
} vì vậy trong cấu tạo của máy cần bố trí thêm cơ cấu cộng vi
sai để gộp 2 chuyển động này. Đó là nhóm tạo hình đường chuẩn
{T
3
,Q
4
}
Để tạo thành các chuyển động trên ta thấy có rất nhiều phương án thành
lập sơ đồ cấu trúc.
a. Phương án 1
b. Phương án 2

Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên
17
Q1
T3
M
1
2
3
4
S

d(mm/vg)
i
v
Q4
Q2
Σ
t
vm,
k
vm
Z,
β
,
m
n,
α
K
,
m
n,
λ,α
i
y
7
8
9
10
11
12
13

5
6
i
x
Q1
T3
M
1
2
3
4
S
d(mm/vg)
i
v
Q4
Q2
Σ
t
vm,
k
vm
Z,
β
,
m
n,
α
K
,

m
n,
λ,α
i
y
7
8
11
12
10
9
13
5
6
i
x
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Bộ môn chế tạo máy
c. phương án 3
d. Phương án 4
* Theo phương án 1,2
-Ta có lượng di động tính toán cho xích vi sai nh sau :
Gọi T là bước xoắn của đường xoắn vít.
Khâu đầu > Khâu cuối
Dao (T
3
) phôi (Q
4
)
Lượng di động tính toán T (mm) ± 1 vòng
Ta có phương trình cân bằng động học:

vmvm
kt
T
.
.i
10,11
.i
y
.i
12,13
.i
∑
.i
8,9
=± 1 vòng

Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên
18
Q1
T3
M
1
2
3
4
S
d(mm/vg)
i
v

Q4
Q2
Σ
i
x
t
vm,
k
vm
Z,
β
,
m
n,
α
K
,
m
n,
λ,α
i
y
5
6
7
8
9
10
11
12

13
Q1
T3
M
1
2
3
4
i
s
S
d(mm/vg)
i
v
Q4
Q2
Σ
i
x
t
vm,
k
vm
Z,
β
,
m
n,
α
K

,
m
n,
λ,α
i
y
5
6
7
8
9
12
11
10
13
14
15
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Bộ môn chế tạo máy
Vậy ta có công thức điều chỉnh :
Zm
C
Zm
Sin
iiii
kt
Tiiii
kt
iiiiT
kt
i

n
y
n
vmvmvmvmvmvm
y

sin
.

.

.

1
.

.

.
9,813,1211,109,813,1211,109,813,1211,10
π
β
π
β
====
∑∑∑
Trong đó : + t
vm
, k
vm

: Bước và số đầu mối của trục vít me.
+ i
∑
: Tỷ số truyền của cơ cấu cộng.
+ m
n
: Môđun pháp của bánh răng gia công.
+ Z : Số răng của bánh răng gia công.
+ β : Góc nghiêng của bánh răng gia công.
* Theo phương án 3,4
- Điều chỉnh xích bao hình
Khâu đầu > khâu cuối
Dao Q
1
Phôi Q
2
Lượng di động tính toán 1 vòng K/Z vòng phôi
Phương trình cân bằng động học :
1.i
4,5
.i
x
.i
6,7
.i
∑
.i
8,9
= K/Z vòng phôi
Vậy ta có công thức điều chỉnh :

( )
1 .

1
9,87,65,4
Z
K
iiii
i
x
∑
=
- Điều chỉnh xích vi sai :
Ta có công thức điều chỉnh :

Zm
Sin
iiiiii
kt
iiiiiiT
kt
i
nx
vmvm
x
vmvm
y

.

.


.
9,87,613,1211,109,87,613,1211,10
π
β
∑∑
==

(2)
Thay (1) vào (2) ta có:
Km
Sin
C
Zm
Sin
K
Z
ii
ikt
i
n
y
n
vmvm
y

.

.

13.1211,10
5,4
π
β
π
β
==
Như vậy trong 4 phương án trên ta thấy phương án 1 và 2 việc điều
chỉnh xích vi sai phụ thuộc vào số răng của bánh răng gia công điều này gây

Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên
19
Q2
Z
,
m
,
α
K
,
m
,
λ,α
Q1
S
k

Q2
Q4
A
Q1
S
t
K,m
Z,m
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Bộ môn chế tạo máy
ra sai số góc nghiêng khi gia công bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng ăn
khớp ngoài. Còn ở phương án 3 và 4 khắc phục được nhược điểm này. Việc
điều chỉnh xích vi sai không phụ thuộc vào số răng của bánh răng gia công,
do vậy không những khắc phục được nhược điểm trên mà khi cắt với số răng
khác nhau ta chỉ cần điều chỉnh chạc i
x
sẽ rút ngắn được thời gian điều chỉnh
máy đản bảo cặp bánh răng làm việc tốt vì chúng có cùng góc nghiêng
Phương án 3, 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 4 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 :

+ Q
1
Chuyển động quay của dao tạo ra tốc độ cắt.
+ Q

2
Chuyển động quay của phôi phù hợp với chuyển động của dao.
+ S
k
Chuyển động chạy dao hướng kính để cắt hết chiều sâu cắt
khi cất bằng phương pháp chạy dao hướng kính.
+ S
t
Chuyển động chạy dao dọc trục khi cắt bánh vít bằng
phương pháp chạy dao tiếp tuyến.
Nh vậy ta phải có khâu điều chỉnh i
s
vào xích chạy dao để thành lập
được sơ đồ cấu trúc động học của máy.
Khi cắt bánh vít băng 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

Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên
20
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Bộ môn chế tạo máy
cặp 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 một lượng
là Q
4
do xích vi sai đảm nhiệm.
Nh vậy để thỏa mãn các yêu cầu của máy khi gia công ta chọn phương
án 4 làm sơ đồ cấu trúc động hoc toàn máy.
Ta có sơ đồ

Tư sơ đồ cấu trúc động học toàn máy trên ta có các thành phần lượng di
động tính toán và công thức điều chỉnh các xích động học nh sau :
1. Xích tốc độ
Khâu đầu > khâu cuối
Động cơ dao Q
1
Lượng di động tính toán n
đc
(vòng/phót) n
d
(vòng / phút)
Phương trình cân bằng động học n
đc
.i
12
.i
v
.i
34
= n
d
Công thức điều chỉnh :
i
v
=n
d
.1/(n
đc
.i
12

.i
34
)= C
v
.n
d
/n
đc
2. Xích bao hình
Khâu đầu > khâu cuối
Dao (Q
1
) phôi (Q
2
)
Lượng di động tính toán 1 vòng t
K
Z
(vòng phôi)

Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên
21
Q1
T3
M
1
2
3
4
i

s
i
v
Q4
Q2
Σ
i
x
Z,
β
,
m
n,
α
K
,
m
n,
λ,α
i
y
5
6
7
8
9
12
11
10
13

14
15
S
d
S
k
S
t
16
17
18
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Bộ môn chế tạo máy
Phương trình cân bằng động học :
1vòng.i
45
.i
Σ
.i
67
.i
x
.i
89
=
K
Z

Công thức điều chỉnh :

Z

K
C
Z
K
iiii
i
xx
. .

1
896745
==
∑
3. Xích chạy dao
a. Xích chạy dao dọc
Gäi S
d
(mm/vòng phôi) là lượng chạy dao dọc
Khâu đầu > khâu cuối
Phôi (Q
2
) Dao (T
3
)
Lượng di động tính toán 1 vòng phôi S
d
(mm)
Phương trình cân bằng động học :
1 vòng phôi. i
910

.i
s
.i
11,12
.k
vm
.t
vm
= S
d
Công thức điều chỉnh :

dsd
vmvm
s
SCS
ktii
i . .

1
12,11910
==
b. Xích chạy dao hướng kính gia công bánh vít theo phương pháp chạy dao
hướng kính
Gäi S
k
(mm/vòng phôi) là lượng chạy dao hướng kính
Khâu đầu > khâu cuối
Phôi (Q
2

) Dao (T
3
)
Lượng di động tính toán 1 vòng phôi S
k
(mm)
Phương trình cân bằng động học :
1 vòng phôi. i
910
.i
s
.i
11,12
.k
vm
.t
vm
= S
k
Công thức điều chỉnh :

Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên
22
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Bộ môn chế tạo máy

ksk
vmvm
s
SCS
ktii

i . .

1
12,11910
==
c. Xích chạy dao tiếp tuyến gia công bánh vít theo phương pháp chạy dao tiếp
tuyến
Gọi S
t
là lượng chạy dao tiếp tuyến của máy.
Hoàn toàn tương tự trên ta có công thức điều chỉnh xích chạy dao tiếp
tuyến.

tss
SCi .
=
4. Xích vi sai
a. Khi gia công bánh răng trụ răng nghiêng
Gọi T là bước xoắn của đường xoắn vít.
Khâu đầu > khâu cuối
Dao (T
3
) phôi (Q
4
)
Lượng di động tính toán T mm ±1 vòng
Phương trình cân bằng động học :

1
.

896714151213
±=
∑
iiiiiii
tk
T
xy
vmvm
Công thức điều chỉnh :

T
Ci
yy
1
.
=
Với
β
π
sin
Zm
T
n
=
b. Khi gia công bánh vít bằng chạy dao tiếp tuyến
Gọi T là bước xoắn của đường xoắn vít.
Khâu đầu > khâu cuối
Dao (T
3
) phôi (Q

4
)
Lượng di động tính toán π.m.Z (mm) ±1 vòng
Phương trình cân bằng động học :

1
.

896714151213
±=
∑
iiiiiii
tk
Zm
xy
vmvm
π

Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên
23
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Bộ môn chế tạo máy
Công thức điều chỉnh :

Km
Ci
yy

1
.
π

=

IV. KẾT LUẬN
Trên cơ sở lựa chọn và phân tích một sơ đồ gia công đặc trưng nhất ( cụ
thÓ là sơ đồ gia công bánh răng trụ răng thẳng ), phân tích các chuyển động
cần thiết, thiết lập sơ bộ cấu trúc động học máy. Sau đó bổ sung các chuyển
động cần thiết khác của các sơ đồ gia công khác mà thỏa mãn yêu cầu công
nghệ đặt ra cho máy. Dựa trên cơ sở tốt nhất về mặt động học cho máy ta đã
lựa chọn được cấu trúc động học cho toàn máy thỏa mãn các yêu cầu công
nghệ : gia công được bánh răng trụ răng thẳng, răng nghiêng và bánh vít. Từ
đó ta xác định được công thức điều chỉnh của các xích động học.

PHẦN III

Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên
24
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Bộ môn chế tạo máy
XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG
KỸ THUẬT CƠ BẢN
CỦA MÁY


Máy cắt kim loại cũng như các loại máy công cụ khác, để thực hiện
những chức năng nhất định nào đó máy cần phải có những đặc trưng nhất
định. Đặc trưng kỹ thuật cư bản của máy xác định khả năng sản xuất của nó.
Đặc trưng kỹ thuật của máy bao gồm : đặc trưng công nghệ, đặc trưng về kích
thước, đặc trưng động học và đặc trưng động lực học.
Đặc trưng công nghệ giúp ta xác định các loại bề mặt có thể gia công
trên máy, các nguyên công thực hiện được trên máy, loại phôi đưa vào gia
công, công nghệ điển hình và loại hình sản xuất.

Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên
25