đề tài thiết kế đồ án môn họcThiết kế máy tiện ren vít vạn năng H=200 ; Z=22 ; = 1,26 ; nmax= 1600 (vph) Cắt được ren quốc tế, mô đun, Anh, Pít

Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

Bộ giáo dục và đào tạo Cộng hòa xã hội chủ nghĩa việt nam
Độc lập Tự do Hạnh phúc
Trờng đại học o0o
Công nghiệp thái nguyên
Khoa : cơ khí
Bộ môn : Máy và Tự động hoá
đề tài
thiết kế đồ án môn học
Ngời thiết kế : Hoàng Tuấn
Lớp : K35MA
Ngành : Cơ khí chế tạo máy
Cán bộ hớng dẫn : Nguyễn Thuận
Ngày giao đề tài : 10/03/2003
Nội dung đề tài : Thiết kế máy tiện ren vít vạn năng
H=200 ; Z=22 ;

= 1,26 ; n
max
= 1600 (v/ph)
Cắt đợc ren quốc tế, mô đun, Anh, Pít

Số lợng và kích thớc bản vẽ : 02 bản A
0

1 . Khai triển hộp tốc độ - A
0
2 . Khai triển ụ động - A
0
Thái Nguyên , Ngày 10 tháng 3 năm 2003

Tổ trờng bộ môn Cán bộ hớng dẫn
(ký tên) (ký tên)
Nguyễn Thuận
LờI NóI ĐầU

Trong giai đoạn phát triển xã hội nh 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 tr-
ờng.Nhận rõ đợc nhiệm vụ quan trọng đó Đảng và nhà nớc ta đã rất chú trọng đến
việc phát triển nền công nghiệp nặng trong đó mũi nhọn là nghành CƠ KHí CHế
TạO MáY.
Trình độ kỹ thuật của một đất nớc trớc hết đợc 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 thiết bị chủ yếu của nghành,chúng dùng để bóc đi một l-
ợng d nào đó từ phôi để biến thành những chi tiết máy theo ý muốn.Ngày nay công
nghệ sản xuất phôi đã đạt những thành tựu to lớn trong việc tạo ra những phôi có
hình dáng giống với chi tiết gia công và lợng d gia công bóc đi rất nhỏ.Song không
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
1
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

vì thế mà ý nghĩa của máy cắt kim loại trong nghành cơ khí lại giảm mà còn tăng
lên vì bởi qúa trình gia công trên máy cắt rất phức tạp và yêu cầu độ chính xác rất
cao mà các dạng gia công khác không thể đạt đợc.
Sau thời gian học tập tại trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp đến nay,em đã
hoàn thành chơng trình học của nghành cơ khí chế tạo máy.Để có sự tổng hợp các
kiến thức đã học trong các môn học của ngành và có đợc sự khái quát chung về
nhiệm vụ của một ngời thiết kế ,em đợc nhận đề tài thiết kế máy Thiết kế máy tiện
ren vít chính xác và chuyên đề thành lập sơ đồ động cắt ren có bớc ren thay đổi. Đợc
sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo hớng dẫn
TS Nguyễn Đăng Hoè và tập thể các thầy cô giáo trong bộ môn máy và tự động

hoá cùng với sự cố gắng của bản thân,đến nay em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp
của mình.Trong quá trình làm đồ án chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu
sót.Em rất mong đợc sự chỉ bảo của các thầy cô để em có điều kiện học hỏi thêm.
Em xin chân thành cảm ơn.
Thái Nguyên, ngày tháng năm 2002

Sinh viên thiết kế
Hoàng Tuấn
Nhận xét của giáo viên hớng dẫn
Tài liệu tham khảo
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
2
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

[1] : Thiết kế máy cắt kim loại.
Tác giả : Mai Trọng Nhân.
Bộ môn máy cắt kim loại.
Trờng ĐHKT CN Việt Bắc.
[2] : Giáo trình máy cắt kim loại Tập I.
Tác giả : GVC Hoàn Duy Khản.
Bộ môn máy cắt kim loại.
Trờng ĐHKT CN Thái Nguyên.
Thái Nguyên : 1996.
[3] : Hớng dẫn thiết kế đồ án môn học dao cắt.
Tác giả: Trịnh Khắc Nghiêm.
Trờng: ĐHKT CN Thái Nguyên.
Bắc Thái: 1991.
[4] : Tính toán thiết kế máy cắt kim loại.
Tác giả: Phạm Đắp Nguyễn Đức Lộc
Phạm Thế Trờng Nguyễn Tiến Lỡng

Nhà xuất bản Đại Học và trung học chuyên nghiệp.
Hà Nội : 1971
[5] : Tính toán hệ dẫn động cơ khí Tập I,II
Tác giả: Trịnh Chất Lê Văn Uyển
Nhà xuất bản giáo dục.
[6] : Kỹ thuật tiện.
Tác giả: ĐÊNHEJNƯI CHIKIN TƠKHO.
Ngời dịch: Nguyễn Quang Châu
Nhà xuất bản Thanh Niên 1999.
[7] : Giáo trình máy cắt kim loại Tập IV.
Biên soạn: Dơng Công Định.
Hiệu đính: PTS Trần Vệ Quốc.
Bộ môn máy cắt kim loại Trờng ĐHKTCNTN
Thái Nguyên: 1996.
[8] : Tập bản vẽ sơ đồ động máy cắt kim loại.
Trờng ĐHKTCN Việt Bắc.
Bộ môn máy cắt kim loại.
Bắc Thái 1980.
Mục lục
Phần Trang
Phân I: Tổng hợp cấu trúc động học máy. 1-8
Phần II: Đặc trng kỹ thuật của máy. 9-15
Phần III: Thiết kế động học máy. 16-56
Phần IV: Thiết kế động lực học máy. 57-69
Phần V: Tính toán chi tiết máy. 70-80
Phần VI: Tính toán hệ thống bôi trơn và làm mát. 81-85
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
3
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

phần i :
tổng hợp cấu trúc động học máy
I. Công dụng của máy tiện ren vít vạn năng.
Máy tiện ren vít vạn năng là máy công cụ đợc dùng phổ biến nhất trong
các nhà máy, phân xởng cơ khí của các xí nghiệp. Nó đợc dùng để gia công các
bề mặt tròn xoay, bề mặt ren. Phù hợp với loại hình sản xuất đơn chiếc loạt nhỏ,
thính hợp với sửa chữa,chế tạo các chi tiết thay thế.
Ngày nay do tiến bộ không ngừng của khoa học kỹ thuật, máy tiện ren vít vạn
năng đợc cải tiến nhiều cho phù hợp với nhu xu hớng phát triển của thời đại. Đặc
biệt là các máy đợc điều khiển theo chơng trình số (CNC), ứng dụng công nghệ
mới CAD/CAM/CNC.
Ngoài việc gia công các bề mặt tròn xoay, bề mặt ren. Nếu sử dụng thêm các
đồ gá chuyên dùng thì có thể mở rộng thêm khả năng công nghệ của máy để
thực hiện các nguyên công khác nh khoan, khoét, doa, tiện các bề mặt định hình,
mặt phẳng, cắt đứt có độ chính xác cao.
Những công việc chủ yếu của máy tiện ren vít vạn năng là để tiện trơn và tiện
ren. Máy có thể tiện đợc các loại ren hệ mét, ren hệ Anh, ren nhiều đầu mối, ren
khuếch đại, ren tiêu chuẩn và phi tiêu chuẩn, ren trái và ren phải. . .
II. Tạo hình bề mặt chi tiết gia công.
1. Sơ đồ gia công.
Máy tiện ren vít vạn năng chủ yếu dùng để gia công các bề mặt tròn xoay
(Trụ trơn) và bề mặt ren. Chọn hai nguyên công đặc trng này của máy để xác
định sơ đồ gia công.
a. Nguyên công tiện trụ trơn.
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
4
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

Bề mặt này đợc hình thành nhờ hai chuyển động: chuyển động quay tròn của

trục chính mang phôi Q
1
và chuyển động tịnh tiến của bàn máy mang dao T
2
nhằm tạo ra lợng chạy dao.
Vậy có hai chuyển động tạo hình là:
+
S
(Q
1
): Chuyển động tạo hình đờng sinh 1.
+
c
(T
2
): Chuyển động tạo hình đờng chuẩn 2.
phơng pháp tạo hình bề mặt là vết ( quỹ tích)
b. Nguyên công tiện ren.
Đờng sinh (1) là prôfin ren đợc hình thành từ phơng pháp chép hình.
Đờng chuẩn (2) là đờng xoắn vít trụ đợc hình thành từ phơng pháp vết.
Để tạo ra bề mặt ren thì 2 chuyển động thành phần Q
1
, T
2
phải có mối
quan hệ chặt chẽ với nhau đảm bảo khi trục chính mang phôi quay đợc 1 vòng
thì bàn maý mang dao phải dịch chuyển một lợng bằng bớc ren t hay bớc xoắn H
(đối với ren nhiều đầu mối). Vậy có hai chuyển động tạo hình là :

S

(Q
1
) : Chuyển động tạo hình đờng sinh 1.

c
(Q
1
, T
2
) : Chuyển động tạo hình của đờng chuẩn 2.
2. Các chuyển động cần thiết của máy.
a. Chuyển động tạo hình (ký hiệu

) .
Chuyển động tạo hình là chuyển động cần thiết để tạo ra đờng sinh và đ-
ờng chuẩn. Số lợng các chuyển động tạo hình đợc xác định qua biểu thức:
N


= N

s
+ N

c
- 1/2 N

T
Trong đó:
N

s
: Số lợng thành phần chuyển động tạo hình đờng sinh.
N

c
: Số lợng thành phần chuyển động tạo hình đờng chuẩn.
N

T
: Số chuyển động trùng.
Trong đó : N

s
=0 ; N

c
=2 ; N

T
=0 (Tiện ren)
N

s
=1 ; N

c
=1 ; N

T

=0 (Tiện trơn)
Nh vậy trong cả hai trờng hợp tiện thì N

=2 nghĩa là chuyển động tạo hình gồm
có 2 thành phần (Q
1
,T
2
).
b. Chuyển động cắt gọt.
Chuyển động căt gọt là chuyển động cần thiết để thực hiện và duy trì quá trình
bóc phoi, ở đây chuyển động cắt gọt trùng với chuyển động tạo hình do đó cấu
trúc động học máy đơn giản nhng nó lại hạn chế công suất cắt gọt. Ngoài các
chuyển động chạy dao dọc của bàn máy, chuyển động phụ còn có chuyển động
chạy dao ngang để thực hiện một số nguyên công khác nh : Xén mặt đầu, tiện
cắt đứt.
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
5
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

c. Chuyển động phân độ.
Chuyển động phân độ là chuyển động cần thiết để dịch chuyển tơng đối giữa
dao và phôi sang vị trí mới, khi trên chi tiết gia công có nhiều bề mặt gia công
căn bản giống nhau. Ví dụ nh : Tiện ren nhiều đầu mối.
d. Chuyển động định vị.
Chuyển động định vị là chuyển động nhằm khống chế kích thớc gia công của
chi tiết gia công, nó có nhiệm vụ xác định hớng của tọa độ phôi và dao với nhau,
tức là xác định vị trí tơng đối của đờng sinh và đờng chuẩn với nhau trong các
trục toạ độ của máy. Chuyển động định vị có thể là chuyển động ăn dao nếu
trong lúc thực hiện có tiến hành cắt gọt và có thể là chuyển động điều chỉnh nếu

trong lúc thực hiện không có quá trình cắt gọt.
e. Chuyển động điều khiển.
Là chuyển động nhằm đảm bảo máy hoạt động theo một tiến trình công nghệ
xác định, chuyển động này của máy là chuyển động cần thiết để cho máy trở
thành máy tự động hay bán tự động. Ví dụ các chuyển động thực hiện đóng mở
lý hợp hay khống chế hành trình.
g. Các chuyển động phụ khác.
Là chuyển động thực hiện dịch chuyển dao hay phôi với tốc độ lớn mà không
tham gia cắt gọt, các chuyển động này cần thiết khi kết thúc một lợt gia công để
chuyển sang lợt gia công khác.
III . Thành lập sơ đồ cầu trúc động học máy.
Tập hợp một hay vài nhóm động học nối kết cấu hay nối động học với
nhau, tạo thành cấu trúc động học toàn máy. Vì vậy muốn xây dựng cấu trúc
động học máy cần nắm vững nguyên tắc nối động và nguyên tắc bố trí các khâu
điểu chỉnh. Biết rằng ngoài chuyển động chạy dao dọc T
2
máy còn có chuyển
động chạy dao ngang T
3
để tiện mặt phẳng, tiện mặt đầu và tiện căt đứt. . . Do đó
liên kết của máy phải có vít me ngang. Khi thực hiện tiện trơn chuyển động tịnh
tiến của bàn xe dao T
2
sẽ do cơ cấu bánh răng thanh răng đảm nhận khi cắt ren
sử dụng vít me dọc để chạy dạo dọc.
Theo yêu cầu máy chế tạo ra phải gia công đợc các loại phôi có kích thức
khác nhau nằm trong phạm vi cho phép, nhằm thoả mãn tính công nghệ khi chọn
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
6
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

chế độ cắt hợp lý. Vì vậy trục chính phải có nhiều tốc độ tơng ứng với chế độ
cắt. Để bảo đảm điều đó ta phải thiết kế hộp tốc độ(i
v
) và cơ cấu điều chỉnh tốc
độ cho trục chính. Để tạo ra các lợng chạy dao khác nhau (dọc, ngang) trong
máy cần bố trí hộp chạy dao (i
s
) khi này sơ đồ cấu trúc động học máy và điều
chỉnh động học máy đợc thể hiện nh hình vẽ.


Trục vít me ngang- T
3

Trục vít me dọc T
2
- Liên kết trong: Trục chính Q
1
i
s

Trục trơn (B
r
- T
r
)- T
2
- Liên kết ngoài: i
đ/c

i
v
Trục chính.
*. Xích tốc độ:
- Từ động cơ M
1
đến trục chính mang phôi
M
1
1 2 i
v
3 4 Trục chính.
- Lợng di động tính toán
n
đ/c
= n
T/c
(Vòng/phút)
- Phơng trình điều chỉnh.
n
đ/c
ì i
12
ì i
v
ìi
34
= n
t/c
- Công thức động học.

i
v
= C
v
. n
t/c
*. Xích chạy dao tiện trơn.
- Từ trục chính mang phôi đến bộ truyền bánh răng thanh răng.
Trục chính 4 5 i
s
6 8 BR TR
- Lợng di động tính toán.
1 vòng trục chính tạo ra S
d
(mm) bàn dao dọc
- Phơng trình điều chỉnh.
1ì i
45
ìi
s
ìi
68
ì.m
n
.Z =S
d
(mn)
- Công thức động học.
i
s

=C
s1
.S
d
* Xích chạy dao tiện ren.
- Từ trục chính đến bộ truyền vít me đai ốc dọc (t
vmd
)
- Trục chính 4 5 i
s
6 7 t
vmd
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
7
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

- Lợng di động tính toán.
1 vòng trục chính tạo ra t(mm) bàn dao.
- Phơng điều chỉnh.
1ìi
45
ìi
s
ìi
67
ìt
vmd
= t(mn)
- Công thức động học
i

s
= C
s2
. t
*. Xích chạy dao ngang.
- Từ trục chính đến bộ truyền vít me đai ốc ngang (t
vmn
)
Trục chính 4 5 i
s
6 9 t
vmn
- Lợng di động tính toán.
1 vòng trục chính tạo ra S
ng
(mm) bàn dao ngang.
- Phơng trình điều chỉnh
1ìi
45
ìi
s
ìi
69
ìt
vmn
= S
ng
(mm)
- Công thức động học.
i

s
= C
S3
.S
ng
*. xích chạy dao nhanh.
+. chạy dao dọc.
- Từ động cơ chạy dao nhanh M
2
đến bộ truyền BR/TR
M
2
10 8 BR/TR
- Phơng trình điều chỉnh
n
đ/c
(M
2
) ìi
108
ì.m
n
.z = S
d
(mm)
+. chạy dao ngang.
- Từ động cơ dao nhanh M
2
đến bộ truyền vít me ngang.
M

2
10 9 t
vmn
- Phơng trình điều chỉnh.
n
đ/c
(M
2
) ìi
109
ìt
vmn
= S
ng
(mm)
PHần II :
Đặc trng kỹ thuật của máy
I I. Đặc trng công nghệ.
Máy tiện ren vít vạn năng có thể gia công đợc các bể mặt trụ tròn xoay (trong,
ngoài); mặt đầu và các bề mặt ren, tiện cắt đứt.
Các nguyên công thực hiện trên máy tiện là : Tiện trụ trơn, tiện ren, khoan, doa,
tarô. . . Ngoài ra nếu bố trí thêm đồ gá thì có thể mở rộng thêm phạm vi công
nghệ của máy.
Các dụng cụ cắt đợc sử dụng trên máy tiện thờng là : Thép cacbon dụng cụ,
thép gió, thép hợp kim dụng cụ, hợp kim cứng . . .
Phôi có thể gia công đợc trên máy là phôi thanh, phôi rèn hoặc đúc. Vật liệu
phôi chủ yế là thép cacbon, thép hợp kim , gang. . . Ngoài ra còn có hợp kim
mầu và vật liệu phi kim loại.
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
8

Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

Tuy theo phơng pháp đạt độ chính xác khi gia công mà chi tiết gia công có thể
đạt đợc độ chính xác và độ bóng bề mặt khác nhau.
Cấp chính xác Độ bóng Rz(àm) phơng pháp gia công
811 80 (àm) khi tiện thô
57 40 (àm) khi tiện bán tinh
24 10 (àm) khi tiện tinh
2 3,2 (àm) khi tiện mảnh
Máy này phù hợp với sản xuất loạt vừa và phục vụ sửa chữa thay thế.
II. Đặc trng kích thớc máy.
Đặc trng kích thớc là khả năng thích ứng của máy đối với việc gia công các chi
tiết về mặt kích thớc.
Chiều cao tâm máy: H=200 (mm)
Đờng kính chi tiết lớn nhất có thể gia công đợc trên băng máy:
D
max
= 2H = 2.200 = 400 (mm)
Đờng kính chi tiết lớn nhất có thể gia công trên bàn dao, là đờng kính gia công
hiệu quả nhất mà ta dùng để tính toán các đặc trng kỹ thuật là:
D1
max
= (1,21.4) H . Chọn D
1
max
= 1,3H = 1,4.200 = 280 (mm)
Đờng kính bé nhất của phôi có thể gia công đợc trên máy
max1min1
1
D

R
D
d
=
Trong đó Rd là phạm vi thay đổi đờng kính R
d
= 810 Chọn R
d
= 10
vậy đợc : D
1min
=
280
10
1

= 28 (mm)
Đờng kích phôi lớn nhất có thể luồn qua trục chính.
d
max
= ( 0,150,2 ) D
1max
Chọn d
max
=0,15. D
1max
= 0,15.280 = 42 (mm)
Khoảng cách xa nhất giữa hai mũi tâm : L= (3,57).200 =7001400 (mm)
Chọn L
max

= 1000(mm)
Số tốc độ quay của trục chính : 24 (22 cấp khác nhau).
Giới hạn tốc độ quay của trục chính:
n
min
=12,5 (vòng/phút) ; n
max
= 1600 (vòng/phút)
III. Đặc trng động học.
1. Xích tốc độ.
+ Việc tính toán tốc độ cắt lớn nhất và bé nhất của máy, bằng cách phối
hợp những điều kiện thuận lợi hoặc khó khăn nhất với nhau, sẽ dẫn tới tăng rất
lớn phạm vi điều chỉnh của máy và làm cho kết cấu rất phức tạp.Do đó chọn các
trị số tốc độ cắt tới hạn tốt nhất là căn cứ vào các tài liệu thống kê về sử dụng tốc
độ cắt trên các máy khác nhau. Có thể tăng trị số tốc độ cắt lớn nhất lên 25% khi
kể đến sự tiến bộ về mặt kết cấu và vật liệu dụng cụ cắt.
+ Chuỗi số vòng quay tới hạn của trục chính
Theo đề tài thiết kế ta có : n
max
= 1600 (v/ph)
+ Số cấp tốc độ là z
n
= 22
+ Chọn công bội = 1,26
Tra bảng 4[1] tra đợc n
min
= 12,5 (v/ph)
+ Phạm vi điều chỉnh tốc độ
128
5,12

1600
min
max
===
n
n
R
n
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
9
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

+Tính số vòng quay của trục chính:
Với = 1,26 ta đợc số vòng quay của trục chính nh sau:
n
1
= 12,5 (v/ph) n
9
= 80 (v/ph) n
16
= 400 (v/ph)
n
2
= 16 (v/ph) n
10
= 100 (v/ph) n
17
=500 (v/ph)
n
3

= 20 (v/ph) n
11
= 125 (v/ph) n
18
=630 (v/ph)
n
4
= 25 (v/ph) n
12
= 160 (v/ph) n
19
=800 (v/ph)
n
5
= 31,5 (v/ph) n
13
= 200 (v/ph) n
20
=1000 (v/ph)
n
6
= 40 (v/ph) n
14
= 250 (v/ph) n
21
=1250 (v/ph)
n
7
= 50 (v/ph) n
15

= 315 (v/ph) n
22
=1600 (v/ph)
n
8
= 63 (v/ph)
2.Xích chạy dao.
- Tốc độ chạy dao của máy phụ thuộc vào chiều sâu cắt khi gia công và chất
lợng bề mặt, yêu cầu kỹ thuật của chi tiết cần gia công.
- Chiều sâu cắt t
max
đợc lấp bằng lợng d hạ thấp, khi gia công cơ, theo bảng
6[1], với kích thớc phôi là: 200ì1000 (mm) có lợng d 2 phía là a= 14(mm)

)(7
2
14
2
max
mm
a
t
===
Chiều sâu t
min
đợc tính gần đúng theo biểu thức sau:
maxmin
4
1
2

1
tt







ữ=
Chọn t
min
=
)(75,1
4
1
mm
==
4
7
t
max
Lợng chạy dao Smax tra theo t
max

khi tiện thô ngoài.
Lợng chạy dao S
min
tra theo chất lợng bề mặt gia công cụ thể.
Bởi vì hộp chạy dao tiện ren dùng cả tiện trơn. Nên phạm vi điều chỉnh b-

ớc ren và lợng chạy dao phải đảm bảo giống nhau R
t
= R
s
Chạy dao dọc: S
d
=0,052,8 (mm/v)
Chạy dao ngang: S
ng
= 0,0251,4 (mm/v)
IV.Đặc trng động lực học máy.
- Để thiết kể truyền dẫn nhỏ gọn kích thớc phù hợp mà máy vẫn đủ bền khi
làm việc ở mọi tốc độ vì vậy phải chọn chế độ cắt phù hợp. Đặc trng động lực
học của máy đợc xác định theo chế độ cắt tính toán có tải trọng và công suất lớn
nhất.
1. Chế độ cắt tính toán.
Chiều sâu cắt tính toán: Đợc xác định theo biểu thức:
3
max1
*
7,0 Dt
ì=
(mm)
Với D
1max
=280 (mm) thay số
579,42807,0
3
*
ì=

t
(mm)
Lợng chạy dao tính toán:
Đợc xác định theo biểuthức:
3,0.4,0
**
=
tS
(mm/v)

532,13,0579,4.4,0
*
==
S
(mm/v)
Tốc độ cắt tính toán: Đợc xác định theo biểu thức sau:
yvxv
vv
St
KC
V
**
*
.
.
=
(m/ph)
Tra bảng: 4-58 [3] với dao là thép gió và vật liệu gia công có

b

750

(N/mm
2
)
Ta đợc: C
v
=50,2 ; K
v
=1,09
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
10
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

x
v
=0,25 ; y
v
=0,66
Thay số vào ta đợc:
23,28
)532,1.()579,4(
09.1.2,50
66,025,0
*
==
V
(m/ph)
2. Lực cắt.
Lực cắt đợc tính toán theo công thức ở bảng 9[1]

P
x
*
= C
px
.t
*xpx
.S
*ypx
P
y
*
=C
py
.t
*xpy
.S
*ypy
P
*
z
=C
pz
.t
*xpz
.S
*ypz
Với t
*
= 4,226 (mm) ; S

*
= 1,39 (mm/v)
C
px
=650 xpx=1,2 ypx=0,65
C
py
=1250 xpy=0,9 ypy=0,75
C
pz
=2000 xpz=1 ypz=0,75
Thay số tìm đợc:
P
x
*
= 650.(4,579)
1,2
.(1,532)
0,65
= 5324,22 (N)
P
y
*
= 1250.(4,579)
0,9
.(1,532)
0,75
= 6769,36 (N)
P
z

*
= 2000.(4,579)
1
.(1,532)
0,75
=12610,86 (N)
3. Mô men xoắn lớn nhất.
4,1765520
2
28086,12610
2
max1
max
*
=
ì
=
ì
=
DP
M
z
x
(N.mm)
4. Công suất cắt.
933,5
10.60
23,2886,12610
10.60
33

*
*
=
ì
=
ì
=
VP
N
z
c
(kw)
5. Chọn sơ bộ động cơ.
Để chọn lựa phơng án truyền dẫn ta cần xác định sơ bộ công suất động cơ
và chọn động cơ cho máy. Công suất động cơ truyền dẫn chung cho cả xích tốc
độ và xích chạy dao là

*
/
.
c
scd
N
KN
=
trong đó: K
s
= (1,021,2) là hệ số kể đến công suất chạy dao chọn K
s
=1,2

)85,075,0(
ữ=

là hệ số hiệu suất truyền dẫn; chọn
85,0
=

thay số đợc:
)(376,8
85,0
933,5
.2,1
/
KwN
cd
==
Vậy ta chọn sơ bộ động cơ không đồng bộ 3 pha cóký hiệu DK62-4
N= 10(Kw) ; n=1460(v/ph)
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
11
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

Phần III :
Thiết kế động học máy
A: hộp tốc độ
Hộp tốc độ trong máy cắt kim loại dùng để truyền lực cắt cho các chi tiết gia
công, có kích thớc, vật liệu khác nhau với những chế độ cắt cần thiết. Thiết kế hộp tốc
độ yêu cầu phải đảm bảo những chỉ tiêu về kỹ thuật và kinh tế tốt nhất trong điều kiện
cụ thể cho phép. Hộp tốc độ phải có kích thớc nhỏ gọn, hiệu suất cao, tiết kiệm nguyên

vật liệu, kết cấu có tính công nghệ cao, làm việc chính xác, sử dụng bảo quản dễ dàng,
an toàn khi làm việc
I . Chọn phơng án truyền dẫn.
1. Chọn kiểu truyền dẫn.
Khi chọn phơng án truyền dẫn cần căn cứ vào phạm vi điều chỉnh, công suất truyền,
trị số trợt, thuận tiện điều khiển, thay đổi tốc độ nhanh, tính công nghệ tốt.
Với máy truyền động chính là quay có công suất nhỏ hơn 100KW, theo ENIMS
nên dùng truyền dẫn điều chỉnh tốc độ cơ khí gồm một động cơ xoay chiều và
một hộp tốc độ bánh răng.
2. Bố trí cơ cấu truyền động.
Có hai phơng án bố trí truyền dẫn nh sau :
+ Phơng án 1: Hộp tốc độ và hộp trục chính chung một vỏ
+ Phơng án 2 Hộp tốc độ tách rời hộp trục chính
Trong hai phơng án trên, phơng án một thờng áp dụng với các máy cỡ trung và
lớn, nhng yêu cầu độ chính xác không cao ta chọn phơng án 1. Nó có các u điểm
sau: Kết cấu gọn nhẹ, giá thành hạ, dễ tập chung cơ cấu điều khiển tạo điều kiện
thuận lợi cho việc thực hiện các thao tác của ngời đứng máy.
Nhợc điểm: Có thể truyền dung động trong hộp tốc độ sang hộp trục chính, có
thể truyền nhiệt trong hộp tốc độ sang hộp trục chính, khó dùng truyền động đai
cho trục chính.
3. Lựa chọn bộ truyền cuối cùng.
Bộ truyền cuối cùng có ảnh hởng nhiều đến chế độ cắt, độ điều hoà
chuyển động, độ bóng bề mặt gia công.
- Trục chính quay với tốc độ 1600(v/ph) nên chọn bộ truyền cuối cùng là bộ
truyền bánh răng. Để cho trục chính quay êm với tốc độ vòng của bánh răng
không quá lớn và đờng kính bánh răng lắp trên trục chính không bé hơn đờng
kính phôi lớn nhất. Nếu gọi
[ ]
v
là tốc độ vòng cho phép của bánh răng thì đờng

kính lớn nhất cho phép của bánh răng là:
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
12
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

[ ]
[ ]
[ ]
)/(66,26)/(1600
)/(9000)/(9
)(5,107
66,26.14,3
9000
.
max
max
max
svphvn
smmsmv
mm
n
v
D
==
==
===

thấy
[ ]
max1max

DD
<
do vậy ta sử dụng 2 bánh răng dẫn động cho trục
chính trên hai dẫy tốc độ thấp và cao khác nhau.
II. Chọn phơng án kết cấu.
1. Chọn dạng kết cấu.
Khi thiết kế máy việc lựa chọn kết cấu đơn giản hay phức tạp cần căn cứ vào
phạm vi điều chỉnh yêu cầu, công dụng của máy. Theo kinh nghiệm của các nhà
thiết kế máy, chỉ ra rằng cấu trúc đơn giản đợc sử dụng khi phạm vi điều chỉnh
yêu cầu nhỏ hơn trị số tới hạn: R
n
R
*
[ ]
n
i
n
R
R
R
*
2
=

với [R
i
] = 8 ; = 1,26 ; R
*
n
=50

mặt khác
128
5,12
1600
min
max
===
n
n
R
n
vậy có R
n
> R
n
*
nên chon kết cấu phức tạp, Z = Z
1
+ Z
2
Cấu trúc phức tạp có u điểm là:
Mở rộng phạm vi điều chỉnh
Rút ngắn xính truyền dẫn các tốc độ cao, dẫn đến giảm đợc tổn thất ma sát.
Nâng cao hiệu suất của máy, giảm tải trọng và kích thớc bộ truyền, giảm quán
tính quay.
2. Chọn phơng án kết cấu.
Phơng án kết cấu đợc biểu diễn thông qua công thức kết cấu:
k
m
k

pZ

=
=
1
trong đó: k- là trật tự kết cấu của nhóm động học theo xích truyền động.
P
k
-là bộ truyền trong nhóm thứ tự k.
m -là số nhóm truyền.
Theo yêu cầu thiết kế có Z = 22 nh đã phân tích ở trên ta sử dụng cấu trúc nhân
phức tạp Mặt khác không thể phân tích Z = 22 = 2ì11 (không thực tế) . Để tiện
phân tích ta lấy Z = 24 cấp tốc độ với số phơng án kết cấu k
!
!
q
m
K =
m: là số nhóm truyền bánh răng trong hộp số tốc độ : m = 4
q: là số nhóm có cùng số lợng bộ truyền giống nhau.
K: là phơng án thay đổi vị trí của các nhóm truyền
4
!3
!4
==
K
(phơng án)
và bố trí theo các phơng án sau:
Z = 2ì3ì2ì2 ; Z = 2ì2ì2ì3
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA

13
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

Z = 2ì2ì3ì2 ; Z = 3ì2ì2ì2
Các phơng án trên đơc gọi là phơng án hợp lývì:
Vì số bộ truyền trong nhóm P
k
=2; 3 đảm bảo số bộ truyền là nhỏ nhất.
Trong bốn phơng pháp trên để đảm bảo điều kiện trọng lợng truyền dẫn là nhỏ
nhất P
1
> P
2
> P
3
tức là càng về cuối trục chính số bộ truyền là giảm dần.
Mặt khác do tốc độ quay giảm dần làm mô men xoắn tăng lên ở các trục
dẫn nên khi tính toán kết cấu của trục cũng nh trọng lợng của nó cũng tăng
dần lên đảm bảm sự phân bố của nhóm truyền trong hộp về trọng lợng. Vì
vậy chọn phơng án tốt nhất là: Z = 3 ì 2 ì 2 ì 2
Theo máy có trớc 16K20 cùng chủng loại, ở bộ truyền tốc độ thấp bố trí
thêm hai nhóm truyền mỗi nhóm có duy nhất một bộ truyền để giảm tốc độ sở dĩ
nh vậy là để kết cấu không gian của máy hợp lý và khi cắt ren khuyếch đại ngời
ta lợi dụng đoạn khác nhau giữa xích tốc độ thấp và xích tốc cao để tạo ra nhóm
khuyếch đại và thờng trên trục đầu tiên trong hộp tốc độ có bố trí ly hợp ma sát
để đảo chiều quay của trục chính, vì vậy để giảm kích thớc chiều trục, tránh gây
yếu trục ngời ta bố trí sao cho P
1
< P
2

tức là P
1
=2 , P
2
=3 ta có
Z= 2ì3ì2ì2
Chọn số trục của phơng án kết cấu S
T
= m+1 , m = 4 S
T
= 4+1 =5 (trục)
3. Chọn phong án động học máy :
Phơng án động học máy là phơng án về trặt tự thay đổi các bộ truyền trong nhóm
để nhận đợc dãy tốc độ đã cho
Trong một bộ truyền mà có m nhóm truyền thì sẽ có m! phơng án thay đổi trị
số vòng quay. Đối với hộp tốc độ của máy công cụ thì tỉ số truyền nên chọn
trong giới hạn: i
min
i i
max
;
i
min
= 1/4 ; i
max
= 2 ; 1/4 i < 2
vậy ta dùng cấu trúc nhân phức tạp để đảm bảo truyền dẫn ở tốc độ cao, mặt
khác do máy có nhiều cấp tốc độ nên ta tách làm 2 đờng truyền:
+ Đờng truyền có tốc độ cao: Z
1

=2ì3ì2
+ Đờng truyền có tốc độ chậm: Z
2
=2ì3ì2ì1ì1
phơng án thứ tự hợp lý nhất sẽ là : x
1
<x
2
<x
3
<. . . < x
n
và
x(p-1)
< 8
(với x
i
=x
1
, x
2
, x
3
, . . . x
n
)
p - là số bộ truyền trong mỗi nhóm.
-Với đờng truyền tốc độ cao : Z
1
= 2ì3ì2

Trật tự động học là :
IIIIII
Z
6211
232
ìì=
kiểm tra lại lợng mở của nhóm truyền đảm bảo trị số truyền 1/4 i 2
Nhóm I :
x(p-1)
= 1,26
1(2-1)
= 1,26 < 8
Nhóm II :
x(p-1)
= 1,26
2(3-1)
= 2,56 < 8
Nhóm III :
x(p-1)
= 1,26
6(2-1)
= 4 < 8
- Đờng truyền tốc độ thấp trật tự hợp lý là

11232
6212
ìììì=
IIIIII
Z
Vậy ta đợc phơng án Z = 24 . Với yêu cầu thiết kế là Z = 22 ta thấy tăng lên 2

cấp tốc độ để đảm bảo yêu cầu thiết kế ta làm trùng 2 tốc độ, ở đờng truyền tốc
độ cao do đó tiến hành giảm đặc tính của nhóm truyền cuối cùng từ x = 6 xuống
x = 4. Do đó:
IIIIII
Z
4211
232
ìì=
Vậy ta có phơng án động học của hộp tốc độ là:
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
14
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

Z
n
= 2ì3(2+2ì1ì1) = 22 = Z
1
+ Z
2

IIIIII
Z
4211
232
ìì=

11232
6211
ìììì=
IIIIII

Z
4. Lới cấu trúc.
- Từ phơng án kết cấu biểu diễn lới cấu trúc theo nguyên tắc đối xứng cho ta
biết:
+ Số lợng nhóm truyền.
+ Số lợng bộ truyền mỗi nhóm.
+ Thứ tự thay đổi động học, đặc tính x và mối liên hệ tỷ số truyền mỗi
nhóm.
+ Phạm vi điều chỉnh của các nhóm truyền và bộ truyền dẫn.
+ Số cấp tốc độ của trục dẫn và bị dẫn của mỗi nhóm truyền.
Tuy nhiên thông qua lới cấu trúc này ta không thể xác định cụ thể gía trị của các
đại lợng vì vậy mà qua đó chỉ đánh giá sơ bộ truyền dẫn, trong quá trình lựa
chọn phơng án truyền dẫn để khắc phục nhợc điểm này, ta đi xây dựng đồ thị
vòng quay của máy.
Ta có sơ đồ lới cấu trúc truyền động nh hình vẽ (5)
5.Đồ thị vòng quay.
Muốn xây dựng đợc đồ thị vòng quay ta phải xác định đợc số vòng quay của
trục dẫn n
0
, mục đính là tạo ra tỷ số truyền giảm dần về phía trục chính nên ta
chọn điểm đầu vào bắt đầu từ trục I.
Số vòng quay n
0
của trục I xác định nh sau: Từ động cơ có n = 1460(v/ph) qua
bộ truyền đai 148/ 268 có tỷ số truyền là 1,86 do đó tốc độ rơi trên trục I sẽ
còn lại là
)/(800
86,1
1460
phvn

=
ta lấy đây làm điểm n
0
.
Chọn các tỉ số truyền : Trong mỗi nhóm chỉ cần một tỉ số truyền có độ dốc của tia
tuỳ ý và phải đảm bảo điều kiện tỉ số truyền 1/4 < i < 2. Mặt khác các tỉ số truyền đợc
tiêu chuẩn hoá để thuận tiện trong việc tính toán thiết kế, chúng phụ thuộc số bộ truyền
p, đặc tính x, của nhóm và công bội của chuỗi vòng quay vòng quay nó có dạng:
i =
E

(E: nguyên và E > 0, E<0)
Do vậy với =1,26 ta có điều kiện chọn tỉ số truyền nh sau :
2
4
1

i


36



i
Xích truyền động nhanh: Z
1
= 2
1
I

ì 3
2
II
ì 2
4
III
ta chọn tỉ số truyền nh sau:
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
15
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

+ Nhóm I : chọn i
1
=
1
=1,26 =
4
5
+ Nhóm II : chọn i
5
=
4
1

=
4
26,1
1
=
5

2
+ Nhóm III : chọn i
11
=
3
1

=
3
26,1
1
=
2
1
Xích truyền động chậm: Z
2
= 2
1
I
ì3
2
II
ì2
6
III
ì1ì1ì1
+ Nhóm I : chọn i
1
=
1

=1,26 =
4
5
+ Nhóm II : chọn i
5
=
4
1

=
4
26,1
1
=
5
2
+ Nhóm III : chọn i
7
=
6
1

=
6
26,1
1
=
4
1
Tỉ số truyền của đờng truyền đơn : i

8
=
6
1

=
6
26,1
1
=
4
1

i
9
=
3
1

=
3
26,1
1
=
2
1
Trong cả hai xích truyền động trên thì các tỉ số truyền từ i
1
ữ i
5

là dùng chung
cho cả hai xích.
Vẽ đồ thị vòng quay nh hình vẽ: Dựa vào tốc độ vòng quay ở trục I nh đã chọn
n
0
= 800 (v/ph) và các tỷ số truyền còn lại trong các nhóm ( Xác định bằng ph-
ơng pháp đồ giải theo lới cấu trúc)
Số cấp tốc độ chung cho cả truyền dẫn Z = 22 (từ n
1
=12,5 (v/ph) đến n
22
=
1600(v/ph))
Số cấp tốc độ trùng z = 2 ( n
17
= 500 v/ph và n
8
=630 v/ph )
- Đồ thị vòng quay cho phơng án:
22)1122(32
6421
=ìì+ìì=
III
n
Z

IIIIII
Z
4211
232

ìì=

11232
6212
ìììì=
IIIIII
Z
Đồ thị vòng quay đợc vẽ nh ở hình 6
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
16
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

III. Tính toán động học bánh răng.
1. Phơng án tính.
Cơ sở để tính toán động học bánh răng là xác định số răng Z của các bánh
răng sao cho đảm bảo tỉ số truyền đã chọn. Trong một nhóm truyền để các bánh
răng ăn khớp đợc thì các bánh răng phải có cùng modul với nhau, trong những
nhóm truyền có lợng mở lớn do chịu lực cắt của bánh răng khác nhau nhiều giữa
các bộ truyền, nên có thể sử dụng những giá trị modul khác nhau cho một nhóm
truyền. Trong hộp tốc độ khi ta thay đổi tốc độ của trục chính sử dụng khối bánh
răng di trợt thì dùng bánh răng thẳng. Có thể tính số răng của từng nhóm bằng
nhiều phơng án nh : Phơng án giải tích, tra bảng hay tính gần đúng.
Tính số răng của các bánh răng thẳng trong một nhóm truyền có cùng môdul.
Z
j
=
jj
j
ba
a

+
.E.K ; Z
j
' =
jj
j
ba
b
+
.E.K
Trong đó: Z
j
và Z
/
j
là số răng của các bánh dẫn và bị dẫn của cặp thứ j trong
nhóm.
S
z
- tổng số răng của bộ truyền. S
z
= E.K
i
j
- tỉ số truyền của bộ truyền thứ j .
a
j ,
b
j
là các số nguyên đơn giản.

Để cơ cấu nhỏ gọn trong truyền dẫn chính ngời ta giớ hạn S
z
100 ữ 120 răng.
Để khỏi bị cắt chân răng số răng tối thiểu của bánh răng Z
min
=18 ữ 20 răng. đôi
khi lấy Z
min
=14 răng.
E là những số nguyên dơng và để các Z
j
và Z
j
' bằng hoặc lớn hơn Z
min
cho phép . Vì vậy cần phải tính E
min
cho từng trờng hợp cụ thể.
+ Nếu bánh răng nhỏ nhất Z
min
là bánh răng chủ động ( i
j
< 1 ) thì:
Z
j
=
jj
j
ba
a

+
.E
min
.K

z
min
Vậy : E
min
=
min
.
.
z
Ka
ba
j
jj
+
+ Nếu bánh răng nhỏ Z
min
đóng vai trò bị động ( i
j
> 1 ) thì
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
17
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

Z
j

' =
jj
j
ba
b
+
.E

min
.K > Z
min
Và E

min



min
.
.
z
Kb
ba
j
jj
+
Các trị số E
min
và E

min
tính ra thờng là số lẻ cần phải quy tròn lên phía trên
Nếu số răng của các bánh răng tính ra có S
z
> S
z max
cần phải điều chỉnh lại, bằng
cách giảm bớt trị số K và chịu sai số tỉ số truyền
i

(
%2
<
i
). Có hai phơng
pháp để giảm trị số K:
+ Phân tích lại tỉ số truyền có
jj
ba
+
làm cho K lớn, sau đó tính lại K và E
min
,chọn lại E , tính lại Z
j
và Z
j
' .
+ bỏ bớt thừa số của K rồi tính lại nh trên song lúc này Z
j
và Z

j
' tính ra thờng
bị lẻ ,sau khi quy tròn thì khoảng cách trục A của các bộ truyền này sẽ bị thay
đổi, do đó phải dịch chỉnh các cặp bánh răng.
* Tính số răng của các bánh răng thẳng trong cùng một nhóm truyền có
modul khác nhau.
Trong trờng hợp này :
j
Z
m
A
S
j
2
=
Và : Z
j
=
jjj
j
m
A
ba
a
2
.
+
; Z
j

=
jjj
j
m
A
ba
b
2
.
+

Vì 2A = const nên các Z
j
và Z
j
khi tính ra có thể là số lẻ , ta phải quy tròn và
dịch chỉnh bánh răng.
Số răng của các bánh răng chỉ nguyên khi : 2A = E. m
j
(
jj
ba
+
)
Do đó 2A sẽ là bội số chung nhỏ nhất của các m
j
(
jj
ba

+
). Nếu bội số chung
nhỏ nhất này quá lớn thì lấy bội số chung nhỏ nhất của các m
j
. Sau khi nhân bội
số chung nhỏ nhất này với một số nguyên ta lấy kết quả làm 2A .
j
z
m
A
S
2
=
là số nguyên , nhng số răng Z
j
=
jjj
j
m
A
ba
a
2
.
+
; Z
j
=
jjj
j

m
A
ba
b
2
.
+
có thể là số lẻ phải quy tròn và dịch chỉnh răng nếu cần thiết .
2. Tính số răng cho phép các cấu trúc truyền dẫn
a. Tính toán nhóm truyền I (chung cho cả hai xích truyền động chậm và nhanh.
Nhóm có hai tỉ số truyền là :
13
17
26,1
1
1
1
1
====
b
a
i


30
11
=+
ba

17

28
26,1
2
2
22
2
====
b
a
i


45
22
=+
ba
Bội số chung nhỏ nhất K = 2.3
2
.5 = 90
Ta thấy i > 1 nên bánh nhỏ đóng vai trò bị động
ta có :
minmin
.
.
Z
Kb
ba
E
j
jj

+
=

mặt khác thấy i
2
có độ nghiêng lớn hơn và là tăng tốc
nên
min
2
22
min
.
.
Z
Kb
ba
E
+
=

và Z
min
= 18 ( răng )
thay số đợc :
1
90.17
4518
min
<
ì

=

E
vậy chọn
1
min
=

E
số răng của các bánh răng là :
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
18
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại


5190.
30
17
1
==Z
( răng ) ;
3990.
30
13
1
==

Z
(răng )

5690.
45
28
2
==
Z
(răng ) ;
3490.
45
17
2
==

Z
( răng )
vậy số răng là Z
1
= 51 ( răng ) ; Z
1
= 39 ( răng )
Z
2
=56 ( răng ) ; Z
2
= 34 ( răng )
b .Tính toán cho nhóm truyền II ( chung cho cả 2 xích truyền động chậm và
nhanh )
Nhóm có 3 tỉ số truyền :
5
5

0
3
1
1
1
b
a
i
====


211
33
=+=+
ba

4
4
22
4
47
29
26,1
11
b
a
i
====

764729
44
=+=+
ba

3
3
44
5
55
21
26,1
11
b
a
i
====


765521
55
=+=+
ba
vậy BSCNN, K = 76
Ta thấy i < 1 nên bánh nhỏ đóng vai trò chủ động ta có :
minmin
.
.
Z
Ka

ba
E
j
jj
+
=

mặt
khác thấy i
5
có độ nghiêng lớn hơn và là giảm tốc nên
min
5
55
min
.
.
Z
Kb
ba
E
+
=

và Z
min
=
18 ( răng ) thay số đợc :
7621
1876

min
ì
ì
=

E
< 1vậy chọn
1
min
=

E
số răng của các bánh răng là :
3876.
2
1
3
==
Z
(răng) ;
3876.
2
1
3
==

Z
(răng)

2976.

76
29
4
==
Z
(răng) ;
4776.
76
47
4
==

Z
(răng)

2176.
76
21
5
==
Z
(răng) ;
5576.
76
55
5
==

Z
(răng)

vậy số răng của các bánh răng là :
Z
3
= 29 ( răng ) ; Z
4
= 21 ( răng ) ; Z
5
= 38 ( răng )
Z
3
= 47 ( răng ) ; Z
4
= 55 ( răng ) ; Z
5
= 38 ( răng )
c . Tính toán cho nhóm truyền III ( Đờng truyền nhanh ).
Nhóm có hai tỉ số truyền là :
4
5
26,1
1
10
===

i
> 1

2
1
26,1

11
33
11
===

i
< 1
Vì hai tỉ số truyền quá chênh lệch để tránh bộ truyền có kích thớc lớn ta dùng
bộ truyền có modul khác nhau. Tỉ số truyền : i
10
có m
10
= 2,5 ; i
11
có m
11
= 3
Phơng án này sẽ có một tốc độ cao và một tốc độ thấp, điều kiện để nhóm truyền
làm việc đợc là:





=
=
11
10
.2
.2

11
10
Z
Z
SmA
SmA
có :
5
6
5,2
3
10
11
11
10
===
m
m
S
S
Z
Z
do đó có :
70
35
60
30
32
16
30

15
2
1
11
=====
i
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
19
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

chọn
90
11
=
Z
S
(răng)



=

=

60
30
11
11
Z
Z

(răng)
Chọn S
Z10
=
5
6
S
Z11
=
5
6
90 = 108 (răng) Z
10
= 60 (răng) ; Z
10
/
= 48 (răng)
vậy số răng của bánh răng là:
Z
11
= 30 (răng) ; Z
11
'
= 60 (răng)
Z
10
= 60 (răng) ; Z
10
/
= 48 (răng)

d . Tính toán cho nhóm truyền III ( đờng truyền chậm)
nhóm có 2 tỉ số truyền :
1
0
6
==

i

4
1
26,1
11
66
7
===

i
Vì hai tỉ số truyền quá chênh lệch để tránh bộ truyền có kích thớc lớn ta dùng
bộ truyền có modul khác nhau. Tỉ số truyền : i
6
có m
6
= 2,5: i
7
có m
7
= 3
từ điều kiện lắp có cùng khoảng cách trục A = const

=
=
7
6
.2
.2
7
6
Z
Z
SmA
SmA
từ hệ thức trên ta có :
6
5
3
5,2
7
6
6
7
===
m
m
S
S

Z
Z
mặt khác có
88
22
84
21
80
20
60
15
4
11
6
7
======

i
chọn
60
15
7
=
i
75
7
=
Z
S
Z

7
= 15 (răng) ; Z
7
/
= 60 (răng)
mà :
90
5
6.75
.
6
7
7
6
===
m
mS
S
Z
Z
chọn : Z
9
= Z
9
/
= 45 (răng)
e . Tính toán cho đờng truyền đơn : Nhóm có tỉ số truyền :
72
18
68

17
60
151
6
8
====

i
Chọn Z
8
= 18 (răng) ; Z
8
/
=72 (răng) Vậy có :
72
18
8
=
i
f . Nhóm truyền đơn có tỷ số truyền:
70
35
48
24
60
30
40
20
2
11

3
9
======

i
chọn : Z
9
= 30 ; z
9
/
=60 vậy đợc
60
30
9
=
i
3. Tính toán động học bộ truyền đai
Bộ truyền đai thờng để truyền chuyển động từ động cơ đến hộp tốc độ ( trục
công tác). Nó có u điểm là truyền động giữa hai trục xa nhau, có khả năng phòng
quá tải, kết cấu đơn giản, rẻ tiền. Có nhợc điểm là cồng kềnh, gây trợt khi truyền
động . . .
Chọn kiểu đai có thiết diện E = 138 mm
2
Đờng kính bánh nhỏ : D
1
= 140 ữ 280 . Chọn D
1
= 145 mm
Đờng kính bánh lớn : D
2

= D
1
(1- )i = D
1
(1- )
1
/
n
n
cd
Trong đó : = 0,02 thay số đợc
)(268
800
1460
)02,01(145
2
mmD
==
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
20
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

Kiểm tra đai theo điều kiện
[ ]
)/)(3530(
10.60

max
3
/1

smv
nD
V
cd
ữ==

[ ]
max
3
07,11
10.60
1460.145.14,3
vV
<==
thoả mãn
4. Kiểm tra sai số vòng quay và điều kiện làm việc.
Trong quá trình tính toán số răng của các bánh răng do phân tích
j
j
j
b
a
i
=
. Mặt
khác khi tính toán Z
j
và Z
j
/

cũng có những sai số, nếu số vòng quay của trục cuối
( trục chính) có thể có những sai lệch so với số vòng quay tiêu chuẩn. Vì vậy
phải kiểm tra sai số vòng quay của trục chính.
Để kiểm tra trớc hết phải tính số vòng quay thực tế n
tt
của trục cuối cùng ( trục
chính) từ n
1
ữ n
Z
bằng cách viết phơng trình xích động:
dv/cj
..inn
j
d
=
(v/ph)
n
j
là tốc độ thứ j ( j = 1ữ22)
n
đ/c
là tốc độ của động cơ (v/ph)
i
vj
là tỉ số truyền của hộp tốc độ từ động cơ đến trục chính

d
là hệ số trợt của đai.
Sai số vòng quay tính theo biểu thức:

%100.
/
/
ct
cttt
n
n
nn

=
n
tt
là số vòng quay thực tế của trục cuối (v/ph)
n
t/c
là số vòng quay tiêu chuẩn lấy theo bảng.
Sai số
n
phải làm trong phạm vi cho phép
[ ]
)%1(10
=

nn
[ ]
%6,2)%126,1(10
==
n
Sau khi tính toán và kiểm tra ta có bảng sai số vòng quay nh sau:
STT

Phơng Trình Xích Động
n
tt
n
t/c
n%
n1
60
30
72
18
60
15
55
21
39
51
985,0
268
145
1460

12,41 12,5 - 0,72
n2
60
30
72
18
60
15

55
21
34
56
985,0
268
145
1460

15,92 16 - 0,5
n3
60
30
72
18
60
15
47
29
39
51
985,0
268
145
1460

19,62 20 - 1,9
n4
60
30

72
18
60
15
47
29
34
56
985,0
268
145
1460

24,71 25 - 1,16
n5
60
30
72
18
60
15
38
38
39
51
985,0
268
145
1460

31,79 31,5 0,92
n6
60
30
72
18
60
15
38
38
34
56
985,0
268
145
1460

40,05 40 0,125
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
21
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

n7
60
30
72
18
45
45
55

21
39
51
985,0
268
145
1460

49,56 50 - 0,88
n8
60
30
72
18
45
45
55
21
34
56
985,0
268
145
1460

62,16 63 - 1,33
n9
60
30
72

18
45
45
47
29
34
51
985,0
268
145
1460

78,47 80 - 1,913
n10
60
30
72
18
45
45
47
29
34
56
985,0
268
145
1460

98,84 100 - 1,16

n11
60
30
72
18
45
45
38
38
39
51
985,0
268
145
1460

127,18 125 1,744
n12
60
30
72
18
45
45
38
38
34
56
985,0
268

145
1460

160,19 160 0,119
n13
60
30
15
21
39
51
985,0
268
145
1460

199,25 200 - 0,375
n14
60
30
55
21
34
56
985,0
268
145
1460

246,66 250 - 1,336

n15
60
30
47
29
39
51
985,0
268
145
1460

314 315 - 0,317
n16
60
30
47
29
34
56
985,0
268
145
1460

395,3 400 - 1,175
n17
60
30
38

38
39
51
985,0
268
145
1460

508,7 500 1,74
n18
60
30
38
38
34
56
985,0
268
145
1460

640,7 630 0,169
n19
48
60
47
29
39
51
985,0

268
145
1460

784,76 800 - 1,905
n20
48
60
47
29
34
56
985,0
268
145
1460

988,42 1000 - 1,158
n21
48
60
38
38
39
51
985,0
268
145
1460

1271,8 1250 1,744
n22
48
60
38
38
34
56
985,0
268
145
1460

1602 1600 0,125
5 . Kiểm tra điều kiện di trợt của khối bánh răng 3 bậc :
Hộp tốc độ của máy thiết kế có một nhóm truyền gồm 3 cấp tốc độ ở nhóm
truyền II. Dovậy ta bố trí 3 cấp tốc độ đó trên một cặp bánh răng di trợt ba bậc
và bố trí chung ở hai trục II và III.
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
22
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

Khối bánh răng 3bậc có bánh lớn ở giữa, bánh bé ở hai bên. Để di trợt đợc thì
đỉnh của các bánh bên không nhô ra quá vòng chân của bánh răng giữa một trị
số lớn hơn khe hở của đỉnh răng C = 0,25.m
Trong đó: m là môđuyn của răng
Điều kiện di trợt: D
a
1
< D

c
5
D
c
1
+ 2mf
o
< D
c
5
+ 2m.(f
o
+ C
o
)
m.Z
1
+ 2mf
o
< m.Z
5
+ 2m (f
o
+ C
0
)
Z
5
Z
1

> 2f
o
+ 2 (f
o
+ C
0
).
Với : f
o
là hệ số chiều cao răng, f
o
= 1
C
o
là hệ số khe hở chân răng, C
o
= 0.25
.
.
0,35
Chọn C
o
= 0,35 Z
5
- Z
1
> 5.
Ta đã có: Z
5
= 55 , Z

1
= 47 Z
5
- Z
1
= 55 47 =8 > 5
Do vậy thoả mãn điều kiện di trợt của khối bánh răng 3 bậc.
B. Thiết kế hộp chạy dao
I. Những lựa chọn chung
1.Chọn đặc tính chạy dao.
So với hộp tốc đô hộp chạy dao có đặc điểm sau đây:
+ Công suất truyền bé, thờng chỉ bằng từ 5 ữ 10% công suất truyền động chính.
+Tốc độ làm việc thấp hơn so với hộp tốc độ .
Do hai nguyên nhân trên trong hộp chạy dao có thể dùng các cơ cấu giảm tốc
nhiều và hiệu suất thấp nh vít me- đai ốc, trục vít- bánh vít, bánh răng thanh răng
.
Theo yêu cầu cần thiết kế thì máy phải cắt đợc các loại ren ( Quốc tế, modul,
ren Anh, ren pít ) do đó hộp chạy dao phải đảm bảo tỉ số truyền chính xác để cắt
đợc phôi chính xác . Đặc trng của máy là dùng để gia công các chi tiết máy và
gia công ren đã đợc tiêu chuẩn hoá . Nh vậy nếu tỉ số truyền thực tế của hộp
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
23
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

chạy dao mà có sai số so với tính toán thì nó sẽ ảnh hởng trực tiếp tới độ chính
xác của hộp xe dao .
2.Chọn cơ cấu điều chỉnh .
Trong máy tiện ren vít dùng cơ cấu Noóc tông làm nhóm cơ sở bảo đảm tỉ số
truyền chính xác, đơn giản hệ thống điều khiển nhng phải chú ý tới các biện
pháp kết cấu để làm tăng độ cứng vững.

Để làm nhóm cơ sở của máy tiện ren vít cũng có thể dùng nhóm bánh răng di tr-
ợt , lúc này độ cứng vững khá cao nh tính toán nó để bảo đảm tỉ số truyền chính
xác có khó khăn hơn và hệ thống điều khiển cần nhiều càng gạt .
Để dùng làm nhóm khuếch đại của máy tiện ren vít có thể dùng bánh răng di tr-
ợt cơ cấu Meanđra, u điểm là điều khiển bằng một tay gạt , chiều dài bé, xong
lắp đặt khó khăn, hiệu suất thấp nên ngời ta ít dùng hơn loại bánh răng di trợt
Cơ cấu then kéo có u điểm là gọn, điều khiển đơn giản song độ cứng vững kém ,
khả năng truyền tải kém .
Cơ cấu bánh răng thay thế đợc sử dụng nhiều trong các hộp chạy dao của các
máy chuyên môn hoá dùng trong sản xuất hàng loạt và hàng khối
Qua phân tích trên ta lựa chọn nhóm bánh răng di trợt cho nhóm cơ sở và
khuyếch đại cho máy tiện ren vít cần thiết kế vì nó có các u nhợc điểm sau:
+ Ưu điểm : Có độ cứng vững cao, công suất truyền dẫn lớn, hiệu suất truyền
dẫn cao, chế tạo đơn giản .
+ Nhợc điểm : Kích thớc hớng trục lớn, kích thớc đờng kính trục lớn
Với u điểm đó ta chọn cơ cấu điều chỉnh của hộp chạy dao là cơ cấu bánh răng
di trợt khi thay đổi loại ren ta thay đổi bánh răng thay thế . Để giảm bớt số lợng
bánh răng thay thế ta dùng biện pháp đảo hớng truyền trong nhóm cơ sở để tiên
ren mét sang ren Anh.
II. Thiết kế hộp chạy dao.
Hộp chạy dao có hai công dụng là chạy dao tiện ren và chạy dao tiện trơn. Nh-
ng khi thiết kế ta chủ yếu thiết kế cho chạy dao tiện ren ( Ren tiêu chuẩn ). Nhìn
chung các bớc tiện trơn khá dày đặc vì vậy để chạy dao tiện ren ta dùng cơ cấu
vít me-đai ốc, còn để chạy dao tiện trơn ta dùng cơ cấu bánh răng thanh răng.
Nếu gọi : t
vm
: là bớc của vít me
t : là bớc ren cần cắt
i : là tỉ số truyền giữa trục chính và trục vít me
Vậy ta có phơng trình cắt ren là :

1vtc ì i ì t
vm
= t (mm)
vm
t
t
i
=
Theo công thức cơ bản để thiết kế hộp chạy dao là :
i = i
cđ
ì i
cs
ì i
gb
=
vm
t
t
Trong đó : i
cđ
: Là tỉ số truyền cố định bù vào xích động
i
cs
: Là tỉ số truyền của nhóm cơ sở
i
gb
: Là tỉ số truyền của nhóm gấp bội
+ Các bớc tiến hành tính toán : Xếp bảng ren.
Thiết kế nhóm cơ sở.

Thiết kế nhóm gấp bội.
Thiết kế nhóm bù.
Kiểm tra lại bớc ren theo yêu cầu.
Theo yêu cầu kĩ thuật thì máy thiết kế ra phải cắt đợc các loại ren: Ren quốc tế,
ren modul, ren Anh, ren pít.
Ren quốc tế và ren modul gọi là ren hệ mét .
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
24
Thuyết minh đồ án môn học Máy cắt kim loại

+ Ren quốc tế đợc đặc trng bằng chiều dài bớc ren t (mm), góc ở đỉnh ren. =
60
o
nó đợc dùng để kẹp chặt.
+ Ren modul đợc đo bằng số modul m, nó đợc dùng làm ren của trục vít
+ Ren Anh và ren pít đợc gọi là ren hệ Anh
Ren Anh đợc đo bằng số vòng ren (n) trên một tấc Anh (1 inse = 25,4mm) loại
này dùng để kẹp chặt góc ở đỉnh = 55
o
.
Ren pít (p) nó đợc đo bằng số modul trong một tấc Anh nó đợc dùng để truyền
động .
Các công thức để tính bớc ren của các loại ren tiêu chuẩn:
Loại ren Số đo Bớc ren (mm)
Ren quốc tế t t
Ren modul m
t = . m
Ren Anh n
n
t

4,25
=
Ren pít p
p
t

.4,25
=
Chọn theo máy có trớc 16K20 đợc :
Ren quốc tế : t = 0,5 ữ 112
Ren modul : m = 0,5 ữ 112
Ren Anh : n = 56 ữ 0,25
Ren Pít P = 56 ữ 0,25
Thông thờng ngời ta tiêu chuẩn hoá ren theo cấp bội là 2, nghĩa là nếu có một b-
ớc ren t thì có một bớc ren tiêu chuẩn là 2t còn các bớc ren thiết kế là nh nhau,
có tính chất rời rạc theo cấp số cộng với công sai nào đó. Vậy truyền dẫn chạy
dao của máy tiện cần có các nhóm cơ bản sau:
- Nhóm cơ sở: Nhóm này đặc trng cho tính chất các bớc ren tiêu chuẩn liên tiếp
nhau phân bố theo cấp số cộng.
- Nhóm gấp bội: Nhóm này đặc trng cho tính chất các bớc ren tiêu chuẩn gấp
đôi nhau, vì vậy tỉ số truyền của nhóm này tuân theo cấp số nhân với công bội
=2 trị số cụ thể phụ thuộc vào việc chọn tỉ số truyền cơ sở .
- Nhóm bù: là nhóm dùng để điều khiển lại đờng truyền tức là bù lại sai số của
đờng truyền khi cắt các loại ren khác nhau.
- Nhóm đảo chiều: Là nhóm dùng để cắt ren phải và ren trái .
Trong thực tế để cắt đợc các bớc ren khác nhau trên cùng một máy thì ngời ta
cần dùng thêm bộ truyền bánh răng thay thế. Khi cắt ren bớc lớn thì dùng thêm
bộ truyền bánh răng thay thế và dùng thêm nhóm truyền khuếch đại.
Nh vậy phơng trình cắt ren tơng ứng là:
+ Ren quốc tế :

1vtc ì ( i
tt
)
t
ì i
cđ
ì i
cs
ì i
gb
ì t
vm
= t
+ Ren modul:
1vtc ì i
tt
ì i
cđ
ì i
cs
ì i
gb
ì t
vm
= .m
+ Ren Anh:
1vtc ì ( i
tt
)
t

ì ( i
cđ
)
A
ì
cs
i
1
ì i
gb
ì t
vm
=
n
4,25
+ Ren pít:
Trờng Đại hoc KTCN Thái Nguyên Lớp K35MA
25