THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC HỘP TỐC ĐỘ MÁY TIỆN

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY CÔNG CỤ
Chương 1
THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC HỘP TỐC ĐỘ MÁY TIỆN
1.1 Tính thông số còn lại:
Theo đề bài ta cần tính toàn hộp tốc độ với các thông số đã biết là:
n = 12,5 ÷ 2000 vòng/phút; Z = 23.
Do dãy tốc độ tuân theo quy luật cấp số nhân với công bội ϕ nên ta có:
n
1
= n
min
(vg/ph)
n
2
= n
1
. ϕ
n
3
= n
2
. ϕ = n
1
. ϕ
2
...................
⇒ n
z
= n
1
. ϕ

⇒
max
22
z 1
min
n
2000
1,259
n 12,5
−
ϕ = = =
Ta chọn ϕ = 1,26 theo tiêu chuẩn.
1.2 Tính dãy tốc độ theo lý thuyết
Với ϕ =1,26; n = 12,5 ÷ 2000 (vòng/ phút) ta có dãy tốc độ tiêu chuẩn của
hộp sau:
Bảng 1-1
TT
z 1
z 1
n n .
−
= ϕ
i
n
tính (vg/phút)
TC
n
1
1 min
n n=

12,5 12.5
2
2 1
n n .= ϕ
15,75 16
3
2
3 1
n n .= ϕ
19,85 20
4
3
4 1
n n .= ϕ
25,01 25
5
4
5 1
n n .= ϕ
31,51 31,5
6
5
6 1
n n .= ϕ
39,70 40
7
6
7 1
n n .= ϕ
50,02 50

8
7
8 1
n n .= ϕ
63,02 63
9
8
9 1
n n .= ϕ
79,41 80
10
9
10 1
n n .= ϕ
100,1 100
11
10
11 1
n n .= ϕ
126,07 125
SVTH: ĐTT - Lớp CTM-K52
1
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY CÔNG CỤ
12
11
12 1
n n .= ϕ
158,85 160
13
12

13 1
n n .= ϕ
200,15 200
14
13
14 1
n n .= ϕ
252,19 250
15
14
15 1
n n .= ϕ
317,76 315
16
15
16 1
n n .= ϕ
400,38 400
17
16
17 1
n n .= ϕ
504,47 500
18
17
18 1
n n .= ϕ
635,64 630
19
18

19 1
n n .= ϕ
800,9 800
20
19
20 1
n n .= ϕ
1009,14 1000
21
20
21 1
n n .= ϕ
1271,51 1250
22
21
22 1
n n .= ϕ
1602,11 1600
23
22
23 1
n n .= ϕ
2018,65 2000
1.3 Phân tích chọn phương án không gian ( PAKG )
Do Z = 23 là số nguyên tố không thể phân cấp được nên ta sử dụng
ao
TC
z
=24. Sau khi tính toán ta sẽ chọn 23 tốc độ nằm trong giới hạn Z = 12,5 ÷ 2000
vg/phút.

Với
ao
TC
z
=24 ta có các phương án không gian sau:
ao
TC
z
=24 = 24 x 1 = 12 x 2 = 6 x 4 = 6 x 2 x 2 = 2 x 3 x 2 x 2
Do tỉ số truyền phải thỏa mãn ≤ i ≤ 2 nên ta có số nhóm truyền tối thiểu là
i = = ⇒
dc
TC
n
x.lg4 lg
n
=
⇒ x = 3,43
⇒ Chọn x = 4. Vậy với số nhóm truyền tối thiểu bằng 4 ta tạchỉ chọn một trong
các phương án không gian sau :
ao
TC
z
= 2 x 3 x 2 x 2 = 3 x 2 x2 x2 = 2 x 2 x 3 x 2 = 2 x2 x 2 x3
1.4 Lập bảng chọn vị trí các nhóm truyền của phương án không
gian:
Dựa trên các yếu tố so sánh sau để chọn phương án bố trí nhóm truyền của
phương án không gian:
SVTH: ĐTT - Lớp CTM-K52
2

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY CÔNG CỤ
- Tổng số bánh răng của hộp tốc độ, tính theo công thức.
S = 2.( P + P + ….+ P )
Với P là số tỷ số truyền trong một nhóm truyền.
- Tổng số trục của phương án không gian theo công thức.
S = i + 1 ; với i - là số nhòm truyền động.
- Chiều dài sơ bộ của hộp tốc độ.
+ Gọi b là chiều rộng bánh răng.
+ Gọi f là khoảng hở giữa hai bánh răng và khoảng hở giữa thành hộp với
các bánh răng gần nhất.
Công thức xác định chiều dài sơ bộ của hộp tốc độ như sau:
L b f= +
∑ ∑
- Số bánh răng chịu mômen xoắn lớn nhất ở trục cuối cùng.
- Các cơ cấu đặc biệt dùng trong hộp.
Ta có bảng so sánh phương án bố trí không gian trong hộp tốc độ như sau:
Bảng 1-2
PA
Yếu tố so sánh
3x2x2x2 2x2x3x2 2x3x2x2 2x2x2x3
Tổng số bánh răng 18 18 18 18
Tổng số trục 5 5 5 5
Chiều dài sơ bộ của
hộp
19b+18f 19b+18f 19b+18f 19b+18f
SVTH: ĐTT - Lớp CTM-K52
3
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY CÔNG CỤ
Số bánh răng chịu
mômen xoắn lớn nhất.

2 2 2 3
Từ bảng so sánh trên ta chọn phương án không gian là:
ao
TC
z
=24 = 2 x 3 x 2 x 2.
Vì: - Tỷ số truyền giảm dần từ trục đầu tiên tới trục cuối cùng. Do trên trục một
ta phải bố trí thêm bộ ly hợp ma sát và cặp bánh răng đảo chiều nên trên trục một
bố trí nhóm truyền chỉ có hai cặp bánh răng sẽ đảm bảo điều kiện bền của trục
cũng như giảm được chiều dài của hộp.
- Số bánh răng chịu mômen xoắn lớn nhất M trên trục chính là ít nhất.
- Số bánh răng phân bố trên các trục đều hơn PAKG 3x2x2x2 và
2x2x3x2.
1.5 Tính toán chọn phương án thứ tự:
Với PAKG : Z = 2 x 3 x 2 x 2
Ta thấy số nhóm truyến là 4 ⇒ số phương án thứ tự là 4! = 24.
Để chọn phương án ta lập bảng so sánh để chọn phương án thứ tư tối ưu.
Ta có bảng so sánh lưới kết cấu như sau:
Bảng 1-3
STT PATT Lưới kết cấu nhóm
Lượng
mở cực
đại
max
x
ϕ
1 2 3 4 5
1
[ ] [ ] [ ] [ ]
2 x 3 x 2 x 2

I II III IV
1 2 6 12


1 2 2 6 12
12
12
1,26 16=
SVTH: ĐTT - Lớp CTM-K52
4
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY CÔNG CỤ
2
[ ] [ ] [ ] [ ]
2 x 3 x 2 x 2
I III II IV
1 4 2 12
1 4 4 2 12
12
12
1,26 16=
3
[ ] [ ] [ ] [ ]
2 x 3 x 2 x 2
I IV II III
1 8 2 4
1 8 8 2 4
16
16
1, 26 40, 4=
4

[ ] [ ] [ ] [ ]
2 x 3 x 2 x 2
I II IV III
1 2 12 6
1 2 2 12 6
12
12
1,26 16=
5
[ ] [ ] [ ] [ ]
2 x 3 x 2 x 2
I III IV II
1 4 12 2
1 4 4 12 2
12
12
1,26 16=
6
[ ] [ ] [ ] [ ]
2 x 3 x 2 x 2
I IV III II
1 8 4 2
1 8 8 4 2
16
16
1, 26 40, 4
=
1 2 3 4 5
7
[ ] [ ] [ ] [ ]

2 x 3 x 2 x 2
II I III IV
3 1 6 12
3 1 1 6 12
12
12
1,26 16=
8
[ ] [ ] [ ] [ ]
2 x 3 x 2 x 2
II III I IV
2 4 1 12
2 4 4 1 12
12
12
1,26 16=
9
[ ] [ ] [ ] [ ]
2 x 3 x 2 x 2
II III IV I
2 4 12 1
2 4 4 12 1
12
12
1,26 16=
SVTH: ĐTT - Lớp CTM-K52
5
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY CÔNG CỤ
10
[ ] [ ] [ ] [ ]

2 x 3 x 2 x 2
II I IV III
3 1 12 6
3 1 1 12 6
12
12
1,26 16=
11
[ ] [ ] [ ] [ ]
2 x 3 x 2 x 2
II IV III I
2 8 4 1
2 8 8 4 1
16
16
1, 26 40, 4
=
12
[ ] [ ] [ ] [ ]
2 x 3 x 2 x 2
II IV I III
2 8 1 4
2 8 8 1 4
16
16
1, 26 40, 4
=
13
[ ] [ ] [ ] [ ]
2 x 3 x 2 x 2

III I II IV
6 1 3 12
6 1 1 3 12
12
12
1,26 16=
1 2 3 4 5
14
[ ] [ ] [ ] [ ]
2 x 3 x 2 x 2
III II I IV
6 2 1 12
6 2 2 1 12
12
12
1,26 16=
15
[ ] [ ] [ ] [ ]
2 x 3 x 2 x 2
III IV I II
4 8 1 2
4 8 8 1 2
16
16
1, 26 40, 4
=
16
[ ] [ ] [ ] [ ]
2 x 3 x 2 x 2
III I IV II

6 1 12 3
6 1 1 12 3
12
12
1,26 16=
SVTH: ĐTT - Lớp CTM-K52
6
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY CÔNG CỤ
17
[ ] [ ] [ ] [ ]
2 x 3 x 2 x 2
III II IV I
6 2 12 1
6 2 2 12 1
12
12
1,26 16=
18
[ ] [ ] [ ] [ ]
2 x 3 x 2 x 2
III IV II I
4 8 2 1
4 8 8 2 1
16
16
1, 26 40, 4
=
19
[ ] [ ] [ ] [ ]
2 x 3 x 2 x 2

IV I II III
12 1 3 6
12 1 1 3 6
12
12
1,26 16=
20
[ ] [ ] [ ] [ ]
2 x 3 x 2 x 2
IV II I III
12 2 1 6
12 2 2 1 6
12
12
1,26 16=
1 2 3 4 5
21
[ ] [ ] [ ] [ ]
2 x 3 x 2 x 2
IV III I II
12 4 1 2
12 4 4 1 2
12
12
1,26 16=
22
[ ] [ ] [ ] [ ]
2 x 3 x 2 x 2
IV I III II
12 1 6 3

12 1 1 6 3
12
12
1,26 16=
23
[ ] [ ] [ ] [ ]
2 x 3 x 2 x 2
IV II III I
12 2 6 1
12 2 2 6 1
12
12
1,26 16=
SVTH: ĐTT - Lớp CTM-K52
7
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY CÔNG CỤ
24
[ ] [ ] [ ] [ ]
2 x 3 x 2 x 2
IV III II I
12 4 2 1
12 4 4 2 1
12
12
1,26 16=
Nhận xét: Tất cả các phương án trên đều có ϕ > 8 không thỏa mãn điều kiện
≤ ϕ ≤ 8
Do đó để chọn phương án đạt yêu cầu ta phải tăng thêm số trục trung gian
hoặc tách ra làm hai đường truyền.
- Ta chọn 2 phương án cơ bản có ϕ nhỏ nhất là ϕ = 16 để vẽ và so sánh:

+ Phương án 1: PAKG 2 x 3 x 2 x 2
PATT I II III IV
[1] [2] [6] [12]
Ta có lưới kết cấu sau:
I
II
III
IV
V
2[1]
3[2]
2[6]
2[12]

Hình 1.1
+ Phương án 2: PAKG 2 x 3 x 2 x 2
SVTH: ĐTT - Lớp CTM-K52
8
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY CÔNG CỤ
PATT I III II IV
[1] [4] [2] [12]
Ta có lưới kết cấu sau:
I
II
III
IV
V
2[1]
3[4]
2[2]

2[12]

Hình 1.2
Ta thấy phương án 1 lưới kết cấu có hình rẻ quạt với lượng mở đều đặn và
tăng từ từ, kết cấu chặt chẽ, hộp tương đối gọn. Nên ta chọn phương án thứ tự
cuối cùng là phương án 1.
Cụ thể như sau :
PATT I II III IV
[1] [2] [6] [12]
Để đảm bảo ϕ ≤ 8 ta phải thu hẹp lượng mở tối đa từ ϕ = 12 xuống ϕ =
6. Do thu hẹp lượng mở nên số tốc độ thực tế bị giảm. Ta có số tốc độ thực tế là:
Z = Z - lượng mở thu hẹp = 24 - 6 = 18.
Ta có phương án thứ tự và phương án không gian bây giờ như sau:

PATT I II III IV

Để bù lại số tốc độ trùng vì thu hẹp lượng mở ta thiết kế thêm đường
truyền tốc độ cao.
SVTH: ĐTT - Lớp CTM-K52
9
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY CÔNG CỤ
PAKG của đường truyền này là Z = 2 x 3 x 1 = 6 tốc độ.
Như vậy PAKG của hộp tốc độ là Z = Z + Z = 24 + 6 = 30.
Do khi giảm lượng mở từ ϕ = 12 xuống ϕ = 6 ta đã có 6 tốc độ truyền,
cộng với khi tăng PAKG cảu hộp tốc độ lên Z=30, ta lại có thêm một tốc độ trùng
do tốc độ n trùng với n. Do đó số tốc độ thực của hộp tốc độ là:
Z = 30 - 6 - 1 = 23 tốc độ.
- Do tốc độ n = n = 630 (vòng/phút), đây là tốc độ cắt rất hay dùng trong
thực tế. Do có n = n, ta có thể dùng hoặc đường truyền tốc độ thấp hoặc đường
truyền tốc độ cao để đạt được tốc độ này. Vì vậy, trong trường hợp có một trong

hai đường truyền gặp sự cố ta có thể dùng đường truyền kia để thay thế, do đó
làm tăng được tuổi thọ của máy.
Ta có lưới kết cấu như sau:
I
II
III
IV
V
3[2]
2[6]
2[6]
n
1
n
2
n
3
n
4
n
5
n
6
n
7
n
8
n
9
n

10
n
11
n
12
n
13
n
14
n
15
n
16
n
17
n
18
I
II
III
VI
n
19
n
20
n
21
n
22
n

23
n
24
2[1]
3[2]
1[0]
VI
V
VI
1[0]
SVTH: ĐTT - Lớp CTM-K52
10
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY CÔNG CỤ
Hình 1.3
1.6 Vẽ đồ thị vòng quay:
- Ta có giới hạn tỷ số truyền trong hộp tốc độ:
1
i 2
4
≤ ≤
.
Với ϕ =1,26 thì để tỷ số truyền đảm bảo điều kiện thì:
x
x x
1 1 1 1 1 1
ln ln x 6
4 1,26 4 1,26 4
 
 
≥ ⇒ ≥ ⇔ ≥ ⇒ ≤

 ÷
 ÷
ϕ
 
 
⇒ khi giảm tốc lượng mở tối đa phải nhỏ hơn 6.
Tương tự khi tăng tốc lượng mở tối đa cần đảm bảo:
( )
x
x x
1 1 1 ln 2
2 2 ln ln 2 x 3
1,26 1,26 ln1, 26
 
≤ ⇒ ≤ ⇔ ≤ ⇒ ≤ ≈
 ÷
ϕ
 
⇒ khi tăng tốc lượng mở tối đa phải nhỏ hơn 3.
- Chọn số vòng quay động cơ: chọn n = 1450 vg/phút.
Do giá tị của n nằm giữa hai giá trị tốc độ 1250 vòng/phút và 1450
vòng/phút nên có giá trị như hình vẽ. Mặt khác, để truyền động từ trục của động
cơ lên trục đầu tiên của hộp tốc độ ta dùng bộ truyền đai thang nhằm tránh khó
khăn trong việc căng đai nếu dùng đai dẹt, nhưng khi dùng đai thang thì đảm bảo
góc ôm của bộ truyền đai nằm trong phạm vi cho phép.
Tham khảo máy tương tự ta chọn: n = n = 800,9 vg/phút.
- Do trên trục thứ nhất của hộp tốc độ ta phải lắp ly hợp ma sát trong lòng các
bánh răng để thực hiện đường truyền thuận và nghịch cho nên để tăng diện tích
ma sát thì đĩa ma sát phải lớn, làm cho bánh răng phải lớn theo. Vì vậy, ta phải
tăng tốc độ từ trục thứ nhất tới trục thứ hai làm bánh răng chủ động có kích lớn

để lắp được ly hợp.
Từ những nhận xét trên ta vẽ được đồ thị vòng quay của máy như sau:
SVTH: ĐTT - Lớp CTM-K52
11
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY CÔNG CỤ
I
II
III
IV
V
12,5
16
20
25
31,5
40
50
63
80
100
125
160
200
250
310
400
500
630
800
1000

1250
1600
2000
3[2]
2[6]
2[6]
2[1]
VI
1[0]
n
dc
=1440vg/ph
i
1
i
2
i
4
i
3
i
5
i
6
i
7
i
9
i
8

i
10
i
11
Hình 1-4
1.7 Tính toán số răng của các nhóm truyền trong hộp tốc độ
- Tính số răng của nhóm truyền thứ nhất
Ta có:
1 1
1 1
1
1
1
f g 9
f
5
i 1,26 1,26
4 g
⇒ + == ϕ = = = =

2 2
2 2
2
2
2
f g 18
f
11
i 1,26
7 g

⇒ + == ϕ = = =
Ta có bội số chung nhỏ nhất của các tổng f + g là: K= 18.
Chọn Z = Z = 17 ⇒
2 2
min
min
2
17.18
2,43
18.7
Z .(f g )
E
K.g
= =
+
=
Chọn E = 5 ⇒
Z K.E 18.5 90= = =
∑
( răng )
⇒
1
1
1 1
1
'
1
1
1 1
K.E.f

90.5
Z 50(răng)
f g 9
50
i 1,25
40
K.E.g
90.4
Z 40(răng)
f g 9







= = =
+
⇒ = =
= = =
+
SVTH: ĐTT - Lớp CTM-K52
12
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY CÔNG CỤ
⇒
2
2
2 2
2

'
2
2
2 2
K.E.f
90.11
Z 55(răng)
f g 18
55
i 1,57
35
K.E.g
90.7
Z 35(răng)
f g 18







= = =
+
⇒ = =
= = =
+
- Tính số răng của nhóm truyền thứ hai
Ta có:
3 3

4
3
3
4
3
1
f g 108
f
31
i
77 g
1,26
−
⇒ + == ϕ = = =
4 4
2
4
4
2
4
1
f g 18
f
7
i
11 g
1,26
−
⇒ + == ϕ = = =

5 5
0 0
5
5
5
f g 2
f
1
i 1,26
1 g
⇒ + == ϕ = = =
Ta có bội số chung nhỏ nhất của các tổng f + g là: K= 108.
Chọn
min 3
Z Z 17(răng)= =
⇒
3 3
min
min
3
17.108
0,77
108.31
Z .(f g )
E
K.f
= =
+
=
Chọn E = 1⇒

Z K.E 108.1 108= = =
∑
( răng )
⇒
3
3
3 3
3
'
3
3
3 3
K.E.f
108.31
Z 31(răng)
f g 108
31
i 0,41
77
K.E.g
108.77
Z 77(răng)
f g 108








= = =
+
⇒ = =
= = =
+
⇒
4
4
4 4
4
'
4
4
4 4
K.E.f
108.7
Z 42(răng)
f g 18
42
i 0,64
66
K.E.g
108.11
Z 66(răng)
f g 18








= = =
+
⇒ = =
= = =
+
⇒
5
5
5 5
5
'
5
5
5 5
K.E.f
108.1
Z 54(răng)
f g 2
54
i 1
54
K.E.g
108.1
Z 54(răng)
f g 2








= = =
+
⇒ = =
= = =
+
- Tính số răng của nhóm truyền thứ ba
Ta có:
6
6 6
6
6 6
6
6
f
1
f g 5
g
1
i 1,26
4
1,26
− −
= ⇒ + == ϕ = = =
SVTH: ĐTT - Lớp CTM-K52
13
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY CÔNG CỤ

7
7 7
7
0 0
7
f
1
f g 2
g
i 1,26
1
= ⇒ + == ϕ = =
Ta có bội số chung nhỏ nhất của các tổng f + g là: K= 10.
Chọn
min 6
Z Z 17(răng)= =
⇒
6 6
min
min
6
17.5
8.5
10.1
Z .(f g )
E
K.f
= =
+

=
Chọn E = 11 ⇒
Z K.E 10.11 110= = =
∑
( răng )
⇒
6
6
6 6
6
'
6
6
6 6
K.E.f
110.1
Z 22(răng)
f g 5
22
i 0.25
88
K.E.g
110.4
Z 88(răng)
f g 5








= = =
+
⇒ = =
= = =
+

⇒
7
7
7 7
7
'
7
7
7 7
K.E.f
110.1
Z 55(răng)
f g 2
55
i 1
55
K.E.g
110.1
Z 55(răng)
f g 2








= = =
+
⇒ = =
= = =
+
- Tính số răng của nhóm truyền thứ tư
Ta có:
8
8 8
8
6 6
8
6
f
1
f g 5
g
1
i 1,26
4
1,26
− −
= ⇒ + == ϕ = = =

9

9 9
9
0 0
9
f
1
f g 2
g
i 1,26
1
= ⇒ + == ϕ = =
Ta có bội số chung nhỏ nhất của các tổng f + g là: K= 10.
Chọn
min 6
Z Z 17(răng)= =
⇒
6 6
min
min
6
17.5
8.5
10.1
Z .(f g )
E
K.f
= =
+
=
Chọn E = 11 ⇒

Z K.E 10.11 110= = =
∑
( răng )
⇒
8
8
8 8
8
'
8
8
8 8
K.E.f
110.1
Z 22(răng)
f g 5
22
i 0.25
88
K.E.g
110.4
Z 88(răng)
f g 5








= = =
+
⇒ = =
= = =
+

SVTH: ĐTT - Lớp CTM-K52
14
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY CÔNG CỤ
⇒
9
9
9 9
9
'
7
9
7 7
K.E.f
110.1
Z 55(răng)
f g 2
55
i 1
55
K.E.g
110.1
Z 55(răng)
f g 2








= = =
+
⇒ = =
= = =
+
- Tính số răng của nhóm truyền thứ năm
Ta có:
10
10 10
10
3
10
3
f
1
f g 3
g
1
i
2
1,26
−
= ⇒ + =
= ϕ = =

Ta có bội số chung nhỏ nhất của các tổng f + g là: K= 3
⇒
10 10
min
min
10
17.3
17
3
Z .(f g )
E
K.f
= =
+
=
Chọn E = 27 ⇒
Z K.E 3.27 81= = =
∑
( răng )

10
10
10 10
8
'
10
10
10 10
K.E.f
81.1

Z 27(răng)
f g 3
27
i 0,5
54
K.E.g
81.2
Z 54(răng)
f g 3







= = =
+
⇒ = =
= = =
+
- Tính số răng của nhóm truyền thứ sáu
Ta có:
2
11
11 11
11
2
11
f11

f g 18
7 g
i 1,26 = = ⇒ + == ϕ =
Ta có bội số chung nhỏ nhất của các tổng f + g là: K= 18
⇒
11 11
min
min
11
17.18
1,54
18.11
Z .(f g )
E
K.f
= =
+
=
Chọn E = 6 ⇒
Z K.E 18.6 108= = =
∑
( răng )

11
11
11 11
11
'
11
11

11 11
K.E.f
108.11
Z 66(răng)
f g 18
66
i 1,57
42
K.E.g
108.7
Z 42(răng)
f g 18







= = =
+
⇒ = =
= = =
+
Từ số liệu tính toán trên ta có bảng thống kê như sau:
Bảng 1-4
Tỷ số 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
SVTH: ĐTT - Lớp CTM-K52
15
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY CÔNG CỤ

truyền
i
'
i
Z
Z
50
40
55
35
31
77
42
66
54
54
22
88
55
55
22
88
55
55
27
54
66
42
1.8 Vẽ sơ đồ động hộp tốc độ:
Hoäp toác ñoä

Ñoäng cô chính
M
∅142
Truïc chính
∅254
Hình 1-5
1.9 Tính sai số vòng quay
- Ta có phương trình xích động như sau:
1 2
t/cđ/c đ tđ
' '
1 2
Z Z
n n . .i . . ...
Z Z
= η
Trong đó: n = 1440 vòng/phút.

đ
0,985η =
Dựa vào máy tương tự ta chọn:
đt
145
i
260
=
⇒ n = 1440.0,985. = 791 vòng/phút.
SVTH: ĐTT - Lớp CTM-K52
16
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY CÔNG CỤ

Tính sai số vòng quay theo công thức:
t/c tinh
t/c
n n
n .100%
n
−
=V
Trong đó: n
t / c
- số vòng quay trục chính tính theo ϕ .
n - số vòng quay trục chính tính theo phương trình xích động.
Sai số
n 10.( 1) 10.(1,26 1) 2,6%
 
 
∆ = ± ϕ− = ± − = ±
Bảng 1 -5
TT Phương trình xích động n
t/c
n
nV
%
1
o
1 3 6 8 10
t/c
50 31 22 22 27
n n .i .i .i .i .i 791. . . . .
40 77 88 88 54

= =
12,59 12,5 - 0,72
2
o
2 3 6 8 10
t/c
55 31 22 22 27
n n .i .i .i .i .i 791. . . . .
35 77 88 88 54
= =
15,83 16 1,13
3
o
1 4 6 8 10
t/c
50 42 22 22 27
n n .i .i .i .i .i 791. . . . .
40 66 88 88 54
= =
20,15 20 - 0,76
4
o
2 4 6 8 10
t/c
55 42 22 22 27
n n .i .i .i .i .i 791. . . . .
35 66 88 88 54
= =
25,33 25 - 1,33
5

o 5
1 6 8 10
t/c
50 54 22 22 27
n n .i .i .i .i .i 791. . . . .
40 54 88 88 54
= =
30,90 31,5 1,9
6
o 5
2 6 8 10
t/c
55 54 22 22 27
n n .i .i .i .i .i 791. . . . .
35 54 88 88 54
= =
38,84 40 0,4
7
o 7
1 3 8 10
t/c
50 31 55 22 27
n n .i .i .i .i .i 791. . . . .
40 77 55 88 54
= =
50,35 50 0,7
8
o 7
2 3 8 10
t/c

55 31 55 22 27
n n .i .i .i .i .i 791. . . . .
35 77 55 88 54
= =
63,30 63 - 0,5
9
o 7
1 4 8 10
t/c
50 42 55 22 27
n n .i .i .i .i .i 791. . . . .
40 66 55 88 54
= =
80,60 80 - 0,76
10
o 7
2 4 8 10
t/c
55 42 55 22 27
n n .i .i .i .i .i 791. . . . .
35 66 55 88 54
= =
101,33 100 - 1,3
11
o 5 7
1 8 10
t/c
50 54 55 22 27
n n .i .i .i .i .i 791. . . . .
40 54 55 88 54

= =
123,59 125 1,12
12
o 5 7
2 8 10
t/c
55 54 55 22 27
n n .i .i .i .i .i 791. . . . .
35 54 55 88 54
= =
155,38 160 2,3
13
o 7
1 3 9 10
t/c
50 31 55 55 27
n n .i .i .i .i .i 791. . . . .
40 77 55 55 54
= =
201,41 200 - 0,7
14
o 7
2 3 9 10
t/c
50 31 55 55 27
n n .i .i .i .i .i 791. . . . .
40 77 55 55 54
= =
253,20 250 - 1,3
15

o 7
1 4 9 10
t/c
50 42 55 55 27
n n .i .i .i .i .i 791. . . . .
40 66 55 55 54
= =
322,42 315 - 2,3
16
o 7
2 4 9 10
t/c
55 42 55 55 27
n n .i .i .i .i .i 791. . . . .
35 66 55 55 54
= =
405,33 400 - 1,3
SVTH: ĐTT - Lớp CTM-K52
17
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY CÔNG CỤ
17
o 5 7
1 9 10
t/c
50 54 55 55 27
n n .i .i .i .i .i 791. . . . .
40 54 55 55 54
= =
494,38 500 1,1
18

o 5 7
2 9 10
t/c
55 54 55 55 27
n n .i .i .i .i .i 791. . . . .
35 54 55 55 54
= =
621,50 630 - 0,5
19
o
2 3 11
t/c
55 31 66
n n .i .i .i 791. . .
35 77 42
= =
795,78 800 0,5
20
o
1 4 11
t/c
50 42 66
n n .i .i .i 791. . .
40 66 42
= =
1013,32 1000 - 1,3
21
o
2 4 11
t/c

55 42 66
n n .i .i .i 791. . .
35 66 42
= =
1273,88 1250 - 1,9
22
o 5
1 11
t/c
50 54 66
n n .i .i .i 791. . .
40 54 42
= =
1563,75 1600 2,2
23
o 5
2 11
t/c
55 54 66
n n .i .i .i 791. . .
35 54 42
= =
1953,29 2000 2,3
Ta có đồ thị sai số vòng quay như sau:
2,83
n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 n9 n10 n11 n12 n13 n14 n15 n16 n17 n18 n19 n20 n21 n22 n23

n(%)
Hình 1- 4
Từ đồ thị sai số vòng quay ta thấy

n∆
nằm trong phạm vi cho phép nên
khôngphải tính lại các tỷ số truyền.
SVTH: ĐTT - Lớp CTM-K52
18
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY CÔNG CỤ
Chương 2
THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC HỘP CHẠY DAO MÁY TIỆN
2.1 Liệt kê các bước ren tiêu chuẩn của bốn loại ren yêu cầu.
Theo yêu cầu thiết kế thì ta phải cắt các nhóm ren như sau :
- Ren quốc tế với bước ren t
p
= 1 ÷ 192 ( mm ).
- Ren Anh với số vòng ren trên một tấc Anh K = 24 ÷ 2 (ren/inch).
- Ren môđuyn với m = 0,5 ÷ 48
- Ren Pit với số môđuyn trên một tấc Anh D
p
= 96 ÷ 1
Tra bảng ren tiêu chuẩn ta có giá trị của các thông số ứng với các nhóm ren
cần cắt như sau :
- Ren quốc tế: t = 1 ÷ 192 (mm)
t
p
= 1-1,25-1,5-1,75-2-2,25-2,5-3-3,5-4-4,5-5-5,5-6-7-8-9-10-11-12-14-16-18-
20-22-24-28-32-36-40-44-48-56-63-72-80-88-96-112-138-192.
- Ren Anh: Số vòng ren trên một tấc anh - t =
n = 24-20-19-18-16-14-12-11-10-9-8-7-6-5-4,5-4-3,5-3,25-3-2.
- Ren môdun: t = π.m
m = 0,5-1,25-1,5-2-2,25-2,5-3-3,5-4-4,5-5-5,5-6-7-8-9-10-11-12-14-16-18-
20-22-24-28-32-36-40-44-48.

- Ren pitch: Số môdun trên một tấc Anh - t =
D = 0,5-1,25-1,5-2-2,25-2,5-3-3,5-4-4,5-5-5,5-6-7-8-9-10-11-12-14-16-18-
20-22-24-28-32-36-40-48-56-64-72-80-88-96.
2.2 Lý luận chọn cơ cấu trong hộp chạy dao
SVTH: ĐTT - Lớp CTM-K52
19
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY CÔNG CỤ
Ta thấy giới hạn của bước ren rất lớn, do đó phải sắp sếp bảng ren rất
nhiều hàng và nhiều cột.
Với những bảng ren có 7 hàng ta sử dụng cơ cấu nooctông để giảm chiều
dài hộp chạy dao.
Với những bảng ren có 8 cột:
- Nếu hộp trục chính không có cơ cấu khếch đại, ta dùng cơ cấu mêan
gián tiếp, tuy nhiên độ cứng vững của cơ cấu này không cao.
- Nếu hộp trục chính có cơ cấu khếch đại, ta dùng nhóm bánh răng di
trượt và cơ cấu mêan.
Với những bảng ren có 4 ÷ 5 hàng và 3 ÷ 4 cột, ta có thể dùng bánh răng
di trượt là i còn I là cơ cấu mêan.
2.3 Sắp sếp bảng ren:
Với giá trị các thông số tương ứng của bốn nhóm ren cần cắt ở trên ta sẽ đi
sắp xếp để tạo thành nhóm cơ sở và nhóm gấp bội để từ đó đi tính toán thiết kế
các nhóm này. Bảng sắp xếp ren được trình bày trong bốn bảng dưới đây.
a. Bảng ren quốc tế: t = 1 ÷ 192 (mm)
bảng 2-1
Tiêu chuẩn Khếch đại
- 1,75 3,5 7 14 28 56 112
1 2 4 8 16 32 64 128
- 2,25 4,5 9 18 36 72 144
1,25 2,5 5 10 20 40 80 160
- - 5,5 11 22 44 88 176

1,5 3 6 12 24 48 96 192
1/8 1/ 4 1/ 2 1/1 2/1 4/1 8/1 16/1
b. Bảng ren môdun: m = 0,5 - 48
Bảng 2-2
Thông dụng Khếch đại
- - - 1,25 3,5 7 14 28
SVTH: ĐTT - Lớp CTM-K52
20
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY CÔNG CỤ
- - 1 2 4 8 16 32
- - - 2,25 4,5 9 18 36
- - 1,25 2,5 5 10 20 40
- - - 2,75 5,5 11 22 44
- - 1,5 3 6 12 24 48
1/8 1/ 4 1/ 2 1 2/1 4/1 8/1 16/1
c. Bảng xếp ren Anh: t = 24 ÷ 1
Bảng 2-3
Thông dụng
24 12 6 3
22 11
1
5
2
-
20 10 5 2,5
18 9
1
4
2
-

16 8 4 2
14 7
1
3
2
-
13
1
6
2
1
3
4
-
d. Bảng xếp ren Pitch: D = 96 ÷ 1
Bảng 2-4
Thông dụng Khếch đại
96 48 24 12 6 3 1,5 -
88 44 22 11 - - - -
80 40 20 10 5 2,5 - -
72 36 18 9 - - - -
68 32 16 8 4 - - -
SVTH: ĐTT - Lớp CTM-K52
21
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY CÔNG CỤ
56 28 14 7 - - - -
1/8 1/ 4 1/ 2 1/1 2/1 4/1 8/1 16/1
Ta thấy bảng xếp ren có 7 hàng nên ta chọn cơ cấu nooctong để giảm chiều
dài của trục. Để tính toán cơ cấu nooctong ta lấy nhóm có i =1, chọn số răng các
bánh răng trong cơ cấu nooctong tốt nhất trong khoảng : 21 ≤ Z ≤ 60.

Cách thiết kế như sau: giả sử gọi Z, Z , Z , ... là số răng của các bánh răng
thuộc cơ cấu nooctong ta có:
- Để cắt ren quốc tế thì:
Z
1
: Z
2
: Z
3
: Z
4
: Z
5
: Z
6
= 7 : 8 : 9 : 10 : 11 : 12
= 28 : 32 : 36 : 40 : 44 : 48
Ta dùng cơ cấu nootong cho nhóm ren quốc tế và lấy làm chuẩn cho 4 loại
ren.
- Để cắt ren môdun thì:
Z
1
: Z
2
: Z
3
: Z
4
: Z
5

: Z
6
= 7 : 8 : 9 : 10 : 11 : 12
= 28 : 32 : 36 : 40 : 44 : 48
- Để cắt ren Anh:
Z
1
: Z
2
: Z
3
: Z
4
: Z
5
: Z
6
: Z = 13 : 14 : 16 : 18 : 20 : 22 : 24
= 26 : 28 : 32 : 36 : 40 : 44 : 48
- Để cắt ren Pitch :
Z
1
: Z
2
: Z
3
: Z
4
: Z
5

: Z
6
= 7 : 8 : 9 : 10 : 11 : 12
= 28 : 32 : 36 : 40 : 44 : 48
Vậy cơ cấu nootong có 6 bánh răng là
Z
1
: Z
2
: Z
3
: Z
5
: Z
6
: Z
7
: Z
8
= 28 : 32 : 36 : 40 : 44 : 48
2.4 Kiểm tra nhóm khếch đại
Với kết quả tính toán được ở trên và dựa vào sơ đồ động hộp tốc độ trên
hình 1-3, ta có con đường truyền để cắt ren khếch đại như sau :
1 vgtc (VI) .
55 55
54 55
55 55
(V) (IV) (III). (VII)
88 88
27 55

22 22
   
   
   
   
   
→
Dựa vào đường truyền được biểu diễn ở trên ta có thể tính được các tỷ số
truyền khếch đại như sau :
i
1
=
2
55
55
.
55
55
.
55
55
.
27
54
=
; i
2
=
8
55

55
.
55
55
.
22
88
.
27
54
=
i
3
=
8
55
55
.
22
88
.
55
55
.
27
54
=
; i
4
=

32
55
55
.
22
88
.
22
88
.
27
54
=
Vì i
2
= i
3
= 8 do đó ta chỉ còn có ba tỷ số truyền khếch đại là 2, 8, 32
SVTH: ĐTT - Lớp CTM-K52
22
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY CÔNG CỤ
Hình 2.1
2.5 Tính toán thiết kế nhóm gấp bội
Nhóm gấp bội phải tạo ra 4 tỷ số truyền với ϕ = 2, nhưng trị số cụ thể sẽ
phụ thuộc vào việc ta chọn cột nào trong bảng xếp ren làm nhóm cơ sở. Ở đây ta
chọn cột 7 ÷ 12 trong bảng xếp ren quốc tế làm nhóm cơ sở thì các tỷ số truyền
nhóm gấp bội là:
1
1
:

2
1
:
4
1
:
8
1
a. Chọn phương án không gian:
Ta có Z = 4 = 4 x 1 = 2 x 2
Ta có bảng so sánh phương án không gian như sau:
Bảng 2-5
PA
Yếu tố
4 x1 2 x 2
- Tổng số bánh răng 10 8
- Tổng số trục 3 3
- Chiều dài trục 8b+7f 8b+7f
- Số bánh răng chịu mômen xoắn lớn
nhất.
1 2
Nhận xét: Từ bảng trên ta dễ dàng nhận thấy rằng phương án không gian
Z = 4 . 1 là không tối ưu so với phương án Z = 2 . 2 vì trên một trục ta phải lắp 5
bánh răng thay vì chỉ lắp có 4 bánh do vậy mà trục sẽ phải dài ra, độ võng của
trục sẽ lớn nên, độ cứng vững sẽ giảm đi. Như vậy ta chọn phương án không gian
là
Z = 4 = 2 . 2
b. Chọn phương án thứ tự:
SVTH: ĐTT - Lớp CTM-K52
23

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY CÔNG CỤ
Với PAKG Z = 2 x 2 có hai phương án thứ tự, ta có bảng so sánh các
phương án thứ tự sau:
Bảng 2-6
STT PATT Lưới kết cấu nhóm Lượng mở
cực đại
Xmax
ϕ
1
2 x 2
I II
[1] [2]
1 2
2
2
2 4=
2
2 x 2
II I
[2] [1]
2 1
2
2
2 4=
- Với mỗi phương án trên ta có lưới kết cấu như sau:
PA1 PA2

Z 2 x 2
I II
[1] [2]

=

Z 2 x 2
II I
[2] [1]
=

I
II
III
2[1]
2[2]

I
II
III
2[2]
2[1]
Hình 2.2 Hình 2.3
Ta thấy phương án 1 có lưới kết cấu nhịp nhàng cân đối, dạng dẻ quạt nên ta
chọn phương án 1 là phương án thứ tự chuẩn.
Do đó ta có đồ
thị vòng quay như sau:
Z 2 x 2
I II
[1] [2]
=
SVTH: ĐTT - Lớp CTM-K52
24
I

II
III
2[1]
2[2]
i
1
i
2
i
3
i
4
i'
1
i'
2
i'
3
i'
4
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY CÔNG CỤ
Hình 2.4
Kiểm tra lại các tỉ số truyền:
Ta có :
'
1 1 3
1 1 1
i i .i .
2 4 8
= = =

'
2 2 3
1 1 1
i i .i .
1 4 4
= = =

'
3 1 4
1 1 1
i i .i .
2 1 2
= = =

'
4 3 4
1 1 1
i i .i .
1 1 1
= = =
Vậy với đồ thị vòng quay như trên ta sẽ có bốn tỷ số truyền của nhóm gấp
bội đúng như yêu cầu ở trên.
c. Tính toán số răng trong các nhóm truyền
- Tính số răng cho nhóm truyền thứ 1:
Ta có:
1
1
1 1 1
1

f1
i f g 3
2 g
−
= ϕ = = ⇒ + =

0
2
1 2 2
2
f1
i f g 2
1 g
= ϕ = = ⇒ + =
⇒ Bội số chung nhỏ nhất của f + g là K = 6.
Chọn
min 1
Z Z 17(răng)= =
⇒
1 1
min
min
1
17.3
8,5
6.1
Z .(f g )
E
K.f
= =

+
=
Chọn E = 9 ⇒
Z K.E 6.9 54= = =
∑
( răng )
SVTH: ĐTT - Lớp CTM-K52
25