ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỒ GÁ MÁY TIỆN VÍT VẠN NĂNG

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
động hoá



Bộ môn: Máy và tự

Phần1
Tổng hợp cấu trúc động học máy
I. Phạm vi sử dụng của máy
Máy tiện ren vít vạn năng là máy công cụ đợc dùng phổ biến nhất trong
các nhà máy cơ khí, các phân xởng cơ khí sửa chữa của các xí nghiệp. Nó
dùng để gia công các bề mặt tròn xoay (trong và ngoài), mặt côn (trong và
ngoài) phù hợp với loại hình sản xuất đơn chiếc loạt nhỏ thích hợp cho việc
sửa chữa, chế tạo chi tiết thay thế
Ngày nay máy tiện ren vít vạn năng không ngừng đợc cải tiến để phù
hợp với tiến bộ của khoa học kỹ thuật. Ngoài việc gia công các bề mặt tròn
xoay đơn giản trên máy tiện ren vít vạn năng còn có thể gia công đợc các bề
mặt định hình phức tạp, gia công các lỗ nh khoan, khoét, doa, ta rô đạt độ
chính xác cao. u điểm nổi bật là có thể khoan sâu đợc các lỗ, tiện côn chi
tiết có góc côn nhỏ nếu dùng đồ gá đặc biệt có thể tiện đợc mặt êlíp, đa
giác, phay
II. Tính năng công nghệ :
Máy tiện ren vít vạn năng là loại máy tiện đợc các loại ren đó là ren
quốc tế, ren mô đun, ren anh, ren fitch ngoài ra nó còn thực hiện các
nguyên công khác nhau trên các chi tiết khác nhau nó là loại máy đợc dùng
trong sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ
III. Phơng pháp tạo hình bề mặt :
Máy tiện vít vạn năng chủ yếu là gia công các bề mặt tròn xoay, mặt côn,
mặt ren vít, mặt đầu. Các bề mặt này đợc hình thành theo nguyên tắc sau.

Dơng Văn Hậu
03M

1

Lớp THCN-


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
động hoá



Bộ môn: Máy và tự

1. Phơng pháp tạo hình bề mặt tròn xoay (Tiện trụ trơn). Để tạo hình bề
mặt tròn xoay thì máy cần các chuyển động sau
+ Chuyền động quay tròn của trục chính mang phôi Q1
+ Chuyển động tịnh tiến chạy dọc T1 ( Đờng chuẩn)

iv
is

Vậy chuyển động tạo hình gồm có hai thành phần đó là chuyển động
quay tròn của trục chính Q1 và chuyển động tịnh tiến dọc phôi T1
2. Phơng pháp tạo hình mặt phẳng (Mặt đầu)
Để máy tạo hình mặt đầu thì máy phải có các chuyển động sau
+ Chuyển động quay tròn của phôi Q1
+ Chuyển động tịnh tiến hớng kính của dao T2
3. Phơng pháp tạo hình mặt ren

Ta thấy một bề mặt có thể tạo thành bằng cách tạo ra đờng sinh và thực
hiện trợt đờng sinh theo đờng chuẩn để tạo thành một bề mặt nào đó.
Không chỉ cần biết hình dạng của đờng sinh mà còn cần phải biết vị trí tơng
đối và tuyệt đối của chúng.
+ Đờng chuẩn là đờng ren vít đợc tạo thành bởi phơng pháp vết
(Phơng pháp quĩ tích).

Dơng Văn Hậu
03M

-2-

Lớp THCN-


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
động hoá



Bộ môn: Máy và tự

+ Đờng sinh là Profin ren đợc tạo thành bởi phơng pháp chép hình. Để
tạo ra bề mặt ren thì hai chuyển động thành phần Q 1 và T1 phải có mối quan
hệ chặt chẽ đảm bảo khi trục chính mang phôi quay một vòng thì bàn xe
dao dịch chuyển đợc một lợng bằng bớc ren (S) hay ren xoắn S*(với ren
nhiều đầu mối) = (Q1; T1).

iv
is

IV. Các chuyển động trên máy :
1, Chuyển động tạo hình ký hiệu
Chuyển động tạo hình là chuyển động cần thiết để tạo ta đờng sinh công
nghệ và dịch chuyển nó theo đờng chuẩn.
Về mặt lý thuyết số lợng thành phần chuyển động tạo hình một bề mặt
cơ bản tối đa là 6 (3 chuyển động tạo nên đờng sinh, 3 chuyển động tạo nên
đờng chuẩn).
Song thực tế do trùng lặp hoặc do phơng pháp tạo hình ít khi lớn hơn 3.
Tính số lợng phần chuyển động tạo hình theo công thức:
N =Ns + Nc - 1 ữ 2 Nt
Trong đó: Ns - số lợng thành phần chuyển động tạo hình đờng sinh.

Dơng Văn Hậu
03M

-3-

Lớp THCN-


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
động hoá



Bộ môn: Máy và tự

Nc - số lợng thành phần chuyển động tạo hình đờng chuẩn.
Nt - số lợng thành phần chuyển động tạo hình đờng trùng.

2, Chuyển động cắt gọt
Chuyển động cắt gọt là chuyển động cần thiết để thực hiện (chuyển
động chính n) và tiếp tục chuyển động chạy dao S để thực hiện quá trình
bóc phôi. Thông thờng chuyển động cắt trùng với chuyển động tạo hình,
việc trùng này làm cho cầu dao máy đơn giản song lại làm hạn chế năng
suất cắt gọt.
Ví dụ: Khi tiện ren đờng sinh tam giác đợc tạo thành bằng cách chép
hình lỡi dao tiện, đờng chuẩn xoắn vít đợc hình thành bằng chuyển động
t(N,T) gồm hai thành phần quay và tịnh tiến, chuyển động cắt gọt C(V,S)
với V là chuyển động cắt chính và S là chuyển động chạy dao.
Đối với ren bớc lớn ta phải hạ thấp tốc độ nghĩa là hạ thấp tốc độ cắt V
bởi vì N và T là chuyển động ràng buộc nhau theo đờng xoắn vít. Để nâng
cao năng suất của ren bớc lớn đợc gia công bằng máy phay, lúc đó chuyển
động cắt C(Nd) độc lập với chuyển động tạo hình c(Nct,T), lúc này chuyển
động tạo hình chỉ trùng với chuyển động chạy dao mà thôi c(Nct,T) = .
3, Chuyển động phân độ Fa
Chuyển động phân độ là chuyển động cần thiết để dịch chuyển tơng đối
dao và phôi sang vị trí mới khi trên chi tiết có nhiều bề mặt cơ bản giống
nhau. Trong máy ta thiết kế thì chuyển động phân độ để tiện ren chiều dày
nối dịch bàn dao, hoặc quay trục chính đi một góc.
4, Chuyển động định vị Đ
Chuyển động định vị là chuyển động nhằm không chế kích thớc bề mặt,
nó có nhiệm vụ xác định hớng và tạo độ phôi và dao với nhau, tức là xác
định ra độ tơng đối của đờng sinh và đờng chuẩn với nhau trong các trục tạo

Dơng Văn Hậu
03M

-4-

Lớp THCN-


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
động hoá



Bộ môn: Máy và tự

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 không có quá trình
cắt gọt.
5, Chuyển động điều khiển
Chuyển động này nhằm đảm bảo máy hoạt động theo một tiến trình
công nghệ, xác định chuyển động này của máy là điều kiện cần thiết để trở
thành tự động hay bán tự động.
6, Chuyển động phụ
Là chuyển động thực hiện chuyển dịch dao hay phôi với tốc độ lớn
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.
Trong máy bao gồm các chuyển động: chạy dao nhanh, đóng mở dung
dịch trơn nguội, làm mát, đóng mở các cơ cấu dẫn động đảo chiều.
V. Tổng hợp cấu trúc động học của máy
Cấu trúc động học của máy nó phản ánh tất cả các xích truyền dẫn để
thực hiện chuyển động của máy nó bao gồm các nhóm động học nh nhóm
tốc độ, nhóm chạy dao đợc liên kết động học với nhau tạo thành cấu trúc
động học toàn máy. Vì vậy muốn xây dựng cấu trúc động học toàn máy ta
cần phải nắm vững các nguyên tắc nối động và nguyên tắc bố trí khâu điều
chỉnh chuyền động chạy dao dọc T1, chuyển động chạy dao ngang T2. Để

thực hiện tiện ren, mặt trụ, tiện phẳng mặt đầu, tiện cắt đứt Khi thực hiện
tiện trơn chuyển động tịnh tiến bàn xe dao T1 do cơ cấu bánh răng, thanh
răng đảm nhận. Khi cắt ren sử dụng vít me đai ốc dọc. Theo yêu cầu của
máy phải gia công đợc các loại phôi có kích thớc khác nhau nằm trong
phạm vi cho phép và thoả mãn tính công nghệ để cho chế độ cắt hợp lý nên
trục chính phải có nhiều tốc độ khác nhau để thực hiện điều đó ta phải thiết
kế hộp tốc độ và cơ cấu điều chỉnh hộp tốc độ cho trục chính. Đồng thời khi

Dơng Văn Hậu
03M

-5-

Lớp THCN-


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
động hoá



Bộ môn: Máy và tự

cắt ren, tiện trơn, chạy nhanh cũng cần có tốc độ khác nhau khi gia công
các chi tiết khác nhau nên cần phải có bộ phận thay đổi tốc độ của trục vít
me và trục trơn rộng khi cắt ren tuỳ theo yêu cầu và chất lợng của ren vít
mà ta thay đổi tốc độ vít me cho phù hợp. Khi tiện trơn ta thay đổi tốc độ
của trục trơn cho phù hợp với chế độ cắt.
Q1
M1

1

2

iv1

iv

iv2

3

4

5

is

is
6
7

M2

8

9 10

tv2

tv1

11

12

VI. Phơng trình điều chỉnh động học
ở đây ta chỉ xác định công thức điều chỉnh máy và tỷ số truyền các khâu
điều chỉnh. Ta lần lợt làm các việc sau
+ Chọn xích tính toán là xích động học qui ớc nhằm mục đích xác định
tỷ số truyền các khâu điều chỉnh
+ Xác định xích chuyển vị tơng đối của các khâu nếu nó là chuyển vị
của dao và phôi (Trục chính)
+ Xích tốc độ cắt (Truyền dẫn chính )
- Xích liên kết :
Động cơ M1- 1 - 2 - iv-3 - 4 - Trục chính

Dơng Văn Hậu
03M

-6-

Lớp THCN-


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
động hoá

Bộ môn: Máy và tự

- Lợng di động tính toán: ndc(v/p)động cơ M1 ntcv/p t.c
- Phơng trình điều chỉnh :nđc x i1-2x iv x i3-4 = ntc
- Công thức điều chỉnh :

iv = Cv .ntc

+ Xích cắt ren
Vtc - 4 - 5 - is - 6 - 7 - Tvm - Bàn xe dao
+ Tiện trơn
Vtc- 4-5- is-6-7-10 -Bánh răng-Thanh răng
- 11 - 12 - Tvm (ngang)- Bàn dao
Từ phơng trình liên kết động học trên ta tìm ra công thức điều chỉnh
khâu chấp hành is và iv
- Xích chạy dao nhanh : Nđc (M2) - 8 - 9 - 10 - mz = Sd mm/ph
Nđc (M2) - 8 - 9 - 10 -11- 12 - Tvm (ng) = Sng mm/ph

Dơng Văn Hậu
03M

-7-

Lớp THCN-


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
động hoá

Bộ môn: Máy và tự

Phần II
Đặc trng kỹ thuật của máy
I- Đặc trng công nghệ của máy :
- Trên máy ren vít vạn năng có thể thể gia công đợc các bề mặt tròn xoay
ngoài, tròn xoay trong, mặt côn, mặt đầu các bề mặt ren tiêu chuẩn, ren
phải hoặc ren trái. Nếu có thêm các đồ gá thích hợp để mở rộng khả năng
gia công của máy.
- Các nguyên công thực hiện đợc trên máy: Tiện trơn, tiện ren, khoan,
khoét, doa, tarô
- Các loại phôi đợc gá trên máy:
Phôi gá bằng mâm cặp, mũi chống tâm, phôi gá luồn qua trục chính.
Ngoài ra trên máy còn gá các chi tiết có hình dạng phức tạp khác
- Công nghệ điển hình
Công nghệ điều chỉnh nguyên công đặc trng mang phôi của máy là tiện
mặt trụ ngoài. Do đó đặc trng tính toán của máy là dùng cho các trờng hợp
sau:
+ Vật liệu gia công trên máy là thép hợp kim có b = 750 N/mm2
+ Vật liệu dụng cụ cắt là thép hợp kim dụng cụ, thép gió, thép hợp kim
cứng
II. Đặc trng kích thớc của máy
- Chiều cao tâm máy H = 200(mm)
- Đờng kính gia công đợc trên máy lớn nhất là 2H = Dmax
- Đờng kính lớn nhất của phôi gia công trên bàn dao là đờng kính gia
công hiệu quả nhất dùng để tính toán các đặc trng kỹ thuật của máy
D1 max = (1,1 ữ 1,5)H D1 max = 1,3 x 200 = 260 mm

Dơng Văn Hậu
03M

-8-

Lớp THCN-


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
động hoá



Bộ môn: Máy và tự

- Đờng kính bé nhất của phôi
D1 min =

1
Rd

. D1 max

[1] Trang 43

Rd là phạm vi thay đổi đờng kính của phôi R = 10
D1 min =

260
= 26 (mm)

10

- Đờng kính phôi thanh luồn qua lỗ trục chính
dt max = (0,15 ữ 0,2) D1 max = 0,17 x 260 = 44,2 mm
- Số dao trên bàn dao là 4
III- Đặc trng động học của máy
1. Xích tốc độ
Việc tính 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 phạm vi
điều chỉnh của máy phức tạp. Do đó ta chọn tốc độ cắt tới hạn tốt nhất là
căn cứ vào tài liệu thống kê sử dụng tốc độ cắt trên máy tiện
- Với máy có Z = 22; = 1,26; nmin = 12,5v/p
nz = nmax = n1. z - 1 = 12,5. 1,2621 = 1602. Ta lấy nmax = 1600 (v/ph)
- Phạm vi điều chỉnh
Rn =
=

n max 1600
=
= 128
n min 12.5
22 1

Rn

1

1

lg = z 1 lg Rn lg = 22 1 lg128

lg = 0,1 = 100,1 = 1,2599 1,26
- Vận tốc lớn nhất (m/p)

Dơng Văn Hậu
03M

-9-

Lớp THCN-


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
động hoá

nmax

=

1000 . Vmax
D min

Vmax



Bộ môn: Máy và tự

n max . . D min
1600 . 3,14 . 26

1000
1000

=130,6

(m/p)
- Vận tốc cắt bé nhất (m/p)
Vmin =

n mm . . D max
1000

=

12,5 . 3,14 . 260
=
1000

18,205 m/p

Theo công thức nz = n1.z - 1 ta tính đợc chuỗi số vòng quay của máy với
= 1,26.
Theo bảng 3 - [1] chuỗi số vòng quay tiêu chuẩn ta có chuỗi số vòng
quay sau
Với = 1,26 Ta có
n 1 = 12,5

n 7 = 50

n 1 3 = 200

n 1 9 = 800

n 2 = 16

n 8 = 63

n 1 4 = 250

n 2 0 = 1000

n 3 = 20

n 9 = 80

n 1 5 = 315

n 2 1 = 1250

n 4 = 25

n 1 0 = 100

n 1 6 = 400

n 2 2 = 1600

n 5 = 31,5

n 11 =125

n 1 7 = 560

n 6 = 40
2. Xích chạy dao

n 1 2 = 160

n 1 8 = 630

Tốc độ chạy dao của máy tiện phụ thuộc chủ yếu vào chiều sâu cắt khi
gia công và tuỳ thuộc vào yêu cầu chất lợng bề mặt gia công
Theo công thức kinh nghiệm về tính toán chế độ cắt cực đại
tmax = c 3 d max
c

Theo [1] Trang 91

= 0,7 đối với thép

tmax= 0,7 3 260 = 4,46 (mm)
1 1
t(min) = ( ữ ) tmax = 4,46 . 0,3 = 1,33 (mm)
2 4

Dơng Văn Hậu
03M

-10-

Lớp THCN-


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
động hoá



Bộ môn: Máy và tự

1 1
1
4,46
s max = ( ữ ) tmax = t max =
= 1,48 (mm)
3 4
3
3
smin

4,46
1 1
= ( ữ ) tmax =
= 0,46(mm)
5 10
10

IV. Đặc trng động lực học của máy
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: tmax = 4,46 (mm)
- Lợng chạy dao tính toán Smax =

1
t max = 1,48 (mm)
3

- Tốc độ cắt tính toán đợc xác định theo công thức
V=

Cv
. kv
xv
t max
. S yv

[1] Trang 91

Giả sử vật liệu làm dao là thép P18 và vật liệu gia công là thép các bon
Tra bảng. 4.56 [2] ta có các trị số sau
Cv = 31,6; xv = 0,25; y = 0,66
Kv = Kcn . Kcm . Krn . Kp . Kd . Kt . Kmt . K . K1 . Kr . Km
Kcn: Hệ số khả năng công nghệ. Tra bảng 4- 59 [2] ta có Kcn = 0,85
Kcm: Tra bảng 4- 60 ta có hệ số hiệu chỉnh Km
750

Km =
b

n

750
Km =

750

n = 1,75
1, 75

= 1

Tra bảng 4 - 61 [2] ta có

Dơng Văn Hậu
03M

-11-

Lớp THCN-


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
động hoá



Bộ môn: Máy và tự

Ktr = 1,1; Kp = 0,15 ; Kd = 1; Kt = 1; Kmt = 1,05; K = 1; K1 = 0,87; Kr
=1;

Km = 1

Kv = 0,85 .1 . 1,1. 0,15. 1. 1. 1,05. 1. 0,87. 1. 1 = 1,98
Để đặc trng cho chế độ cắt nặng nhọc khó khăn hơn. Chế độ cắt hợp lý
trên ta lấy Cv = 50,2
V* =

50,2
. 0,98 = 26,5 m/p
4,4 0, 25 . 1,480 , 66

2. Tính lực cắt
Lực cắt khi tiện tính theo công thức
Pz =

C pz . t

Py =

C py . t

Px =

C px . t

xp

z

.S

yp

xp

y

.S

xp

x

.S

t

yp

y

yp

x

Tra bảng 9 - [3] . 201 ta có
Pz: C = 2000; x = 1;

y = 0,75

Py: C = 1250; x = 0,9; ; y = 0,75
Px: C = 650; x = 1,2; y = 0,65
Với t = 4,46(mm) ; S = 1,48 (mm/v)
Ta có:
Pz = 2000. 4,46. 1,480,75

= 11969 (N)

Py = 1250. 4,460,9. 1,480,75 = 6441,8 (N)
Px = 650. 4,461,2. 1,480,65

= 5044

(N)

3- Công suất cắt
Pz . V * 11969 . 26
=
= 5,18 (Kw )
Nc =
60. 10 3
60. 10 3

Dơng Văn Hậu
03M

-12-

Lớp THCN-


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
động hoá



Bộ môn: Máy và tự

4- Chọn động cơ điện:
Để có cơ sở lựa chọn phơng án truyền dẫn của máy ta xác định sơ bộ
công suất động cơ và chọn động cơ cho máy. Đó là công suất động cơ
chung cho cả xích tốc độ và xích chạy dao
Nđc =

K . Nc


: Hiệu suất chung cho bộ truyền dẫn 0,75 ữ 0,85

1,02 ữ 1,2

K: Hệ số tính khả năng cắt
Ndc =

1,2 . 5,18
= 7,9 (Kw )
0,78

Vậy sơ bộ ta chọn động cơ không đồng bộ ba pha có
N = 10 KW
n = 1460 v/p

Dơng Văn Hậu
03M

Bảng P1 - 2

-13-

Lớp THCN-


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
động hoá



Bộ môn: Máy và tự

Phần III
Thiết kế động học máy
A. Thiết kế động học xích tốc độ

I. Chọn phơng án truyền dẫn :
1. Chọn kiểu truyền dẫn :
Tham khảo các máy cùng loại ta thấy có nhiều kiểu truyền dẫn khác
nhau nhng mỗi kiểu truyền dẫn có phạm vi sử dụng khác nhau. Việc chọn

kiểu truyền dẫn có ý nghĩa lớn đến chất lợng bề mặt gia công, giá thành của
máy, kết cấu không gian của máy.
Theo lời khuyên việc này dựa vào phạm vi điều chỉnh, trị số trợt, công
suất truyền dẫn, mức độ thuận tiện điều khiển, khả năng thay đổi tốc độ
ở đây chọn phơng án điều chỉnh tốc độ bằng cơ khí gồm
- Một động cơ điện không đồng bộ ba pha một tốc độ
- Một hộp tốc độ gồm các bộ truyền bánh răng
2. Bố trí cơ cấu truyền dẫn :
Có 2 phơng pháp bố trí truyền dẫn nh sau
Phơng án 1: Hộp tốc độ và hộp trục chính chung nhau một vỏ
Phơng án 2: Hộp tốc độ vào trục chính tách riêng

Dơng Văn Hậu
03M

-14-

Lớp THCN-


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
động hoá



Bộ môn: Máy và tự

Trong 2 phơng án trên thì phơng án 1 thờng áp dụng với các máy cỡ vừa
và cỡ trung. Vì máy của ta thiết kế thuộc loại cỡ vừa nhng lại không yêu
cầu độ chính xác cao. Nên ta chọn phơng án 1 nó có những u nhợc điểm

sau
+ Ưu điểm: Kết cấu gọn nhẹ, giá thành hạ vì dùng chung một vỏ hộp
nên dễ tập trung các cơ cấu điều khiển tạo điều kiện thuận lợi khi thực hiện
các thao tác đối vơi công nhân
+ Nhợc điểm:
- Truyền rung động từ hộp tốc độ sang trục chính
- Truyền nhiệt từ hộp tốc độ sang trục chính
- Khó tổ chức bôi trơn hộp tốc độ
3. Lựa chọn bộ truyền cuối cùng
Bộ truyền dẫn cuối cùng có ảnh hởng lớn đến chế độ cắt gọt lớn nhất và
độ điều hoà chuyển động, độ bóng bề mặt gia công. Trục chính của máy
quay với tốc độ 1600 vòng/ph. Nên ta có thể chọn bộ truyền cuối cùng là bộ
truyền bánh răng. Để cho trục chính quay êm không va đập và rung động
nhiều thì tốc độ vòng quay của bánh răng không quá bé và nên bố trí tỉ số
truyền cho bộ truyền này không nhiều thờng đờng kính bánh răng lắp trên
trục chính không quá bé so với đờng kính phôi lớn nhất. Gọi [V] là tốc độ
vòng quay cho phép của bánh răng thì đờng kính bánh răng lớn nhất là
Dmax =

[V]
9000
=
107,4 (mm)
. n max 3,14. 26,66

Với [V] = 9 m/s = 9000 mm/s
nmax 1600 v/p = 26,66 (v/s)
Ta thấy đờng kính này bé hơn nhiều so với đờng kính của phôi lớn nhất
nên tách truyền động cho trục chính làm 2 đờng truyền
- Đờng truyền tốc độ thấp

Dơng Văn Hậu
03M

-15-

Lớp THCN-


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
động hoá



Bộ môn: Máy và tự

- Đờng truyền tốc độ cao
Để thoả mãn điều kiện trên ta sử dụng ba bánh răng dẫn động để điều
chỉnh 2 đờng truyền trên
II. Chọn phơng án kết cấu
1. Chọn dạng kết cấu :
Chọn kết cấu đơn giản hay phức tạp căn cứ vào phạm vi điều chỉnh yêu
cầu, công dụng của máy
Rn =

n max 1600
=
= 128
n min 12,5

[Ri] =

[i max ]
[i min ]

Vì chọn bộ truyền nh đã nói ở trên cho kích thớc của trục và khối lợng
của bộ truyền là bé thì .
[imin] =

1
4

[imax] = 2

2
[Ri] = 1 = 8
4
R

*
n

[R ]
=
i



2

82
=
= 50,8
1,26

Vậy Rn > R* do đó ta phải dùng cấu trúc nhân phức tạp để tách đờng
truyền tốc độ cao với đờng truyền tốc độ thấp
* Ưu điểm của cấu trúc nhân phức tạp
- Cho phép mở rộng phạm vi điều chỉnh, thoả mãn yêu cầu phạm vi điều
chỉnh Rn lớn, rút ngắn đờng truyền trên xích có tốc độ cao do đó giảm đợc
công suất mất mát, giảm tải trọng và kích thớc bộ truyền, tiết kiệm nguyên
vật liệu

Dơng Văn Hậu
03M

-16-

Lớp THCN-


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
động hoá



Bộ môn: Máy và tự

- Làm giảm tổn thất do ma sát và nâng cao hiệu suất máy
2.Chọn phơng án kết cấu :

Số cấp tốc độ của máy Z = 22 nh đã phân tích ở trên ta dùng cấu trúc
nhân phức tạp



m

= . Pk
k =1

Trong đó:
k: Trật tự kết cấu của nhóm động học theo tính truyền dẫn
Pk: Số bộ truyền trong nhóm k
m: Số nhóm truyền của hộp tốc độ với z = 22 = 2 x 11
11 Là số nguyên tố nên khi bộ này bộ truyền gồm ba trục và trục cuối
phải có 11 bánh răng, điều này hoàn toàn không chấp nhận đợc. Vậy ta phải
khử tính nguyên tố của 11 đi, muốn vậy ta tăng z n lên Zn = 24 = 3 x 2 x 2
x 2 ( Thoả mãn).
Khi này ta đã tăng zn lên 2 cấp tốc độ so với yêu cầu sau khi đọc và phân
tích các phơng án kết cấu của zn = 24 ta thấy phơng án.
z = 3 x 2 x2 x 2 là hợp lý nhất trong tổng số:
k=

m!
4!
1= 1= 3
q!
3!

Phơng án khác nhau, phơng án trên đợc gọi là

phơng án hợp lý nhất vì trong máy cắt kim loại chủ yếu là đờng truyền dẫn
giảm tốc và mô men xoắn các trục đợc tính bằng công thức
N
Mx = i
n
Điều này có nghĩa là mô men xoắn tăng ở trục có tốc độ thấp. Thì ta phải
dùng bộ truyền có mô đun lớn hơn. Vì vậy khối lợng của các bộ truyền cuối
đờng dẫn phải tăng lên. Để giảm khối lợng của truyền dẫn thì số tỷ số
truyền cuối đờng dẫn phải nhỏ.

Dơng Văn Hậu
03M

-17-

Lớp THCN-


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
động hoá



Bộ môn: Máy và tự

Pa Pb Pm
Sau khi tham khảo máy chuẩn 16k20 và một số máy tiện có cùng chủng
loại ta thấy trên trục đầu tiên trong hộp tốc độ có bố trí ly hợp ma sát nhằm
đảm bảo độ bền của ly hợp và nhỏ gọn chịu mô men xoắn. Vì vậy để giảm

bớt kích thớc chiều trục tránh gây yếu trục đầu tiên ngời ta bố trí sao cho P a
< Pb tức là Pa = 2; Pb = 3
Nên sơ đồ kết cấu là:
Zn = 2 x 3 x 2 x 2
Nh lý luận trên ở hộp tốc độ này do Rn = 128 > [Rn] Mà [Rn] = 50 nên
phải dùng cấu trúc nhân phức tạp áp dụng công thức
Z = Z0(a + Z i )
Với Z0 Zn -

Và

Z1

2lg[Ri]
2lg8
= 24
=6
lg1,26
lg1,26

Z
24
1=
1 = 2,9
2 lg[Ri]
2 lg 8
Z
24
lg
1,26

Vậy Z0 = 6; Zi = 2
Z phải có dạng 6(a +2) a = 2 Zn = 2 x 3 (2 + 2)
Tham khảo máy chuẩn ở bộ truyền tốc độ thấp bố trí thêm 2 nhóm
truyền mỗi nhóm có duy nhất 1 bộ truyền để giảm tốc độ. Sở dĩ nh vậy là để
cho kết cấu không gian của máy hợp lý và dùng để khi cắt ren khuyết đại.
Ngời ta lợi dụng sự khác nhau giữa xích tốc độ thấp và xích tốc độ cao để
tạo ra nhóm khuyết đại (ikđ)
Zn = 2 x 3 x( 2 + 2. 1. 1)
- Với đờng truyền tốc độ cao Z1 = 2 x 3 x 2
- Với đờng truyền tốc độ thấp Z2 = 2 x 3 x 2 x 1 x 1

Dơng Văn Hậu
03M

-18-

Lớp THCN-


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
động hoá



Bộ môn: Máy và tự

III- Chọn phơng án động học của máy
Phơng án động học là phơng án về trật tự thay đổi các bộ truyền trong
các nhóm để nhận đợc dãy tốc độ đã cho với mỗi phơng án kết cấu đã chọn

sẽ có một phơng án động học vì thế cần chọn ra đợc phơng án động học tối
u nhất.
Với máy đợc thiết kế ta chọn phơng án động học nh sau:
Z1 = 2 x 3 x 2 Có m! = 3 ! = 6 phơng án thứ tự
Z2 = 2 x 3 x 2 x 1 x 1 Có m! = 3 ! = 6 phơng án thứ tự
* Phơng án thứ tự hợp lý nhất là phơng án mà xa < xb < xc < < xm Và
xi(p - 1)

[8 với xi = xa; xb; xc xm

p là số bộ truyền trong mỗi nhóm
- Với đờng truyền có tốc độ cao
Z1 = 2 x 3 x 2
I

II

III

Trật tự động học hợp lý là Z n = 21 x 32 x 2 6
Kiểm tra lại lợng mở của nhóm truyền để đảm bảo 1/4 [ i [ 2
+ Nhóm 1: x(p - 1) = 1,26 1(2 - 1) = 1,26 < 8
+ Nhóm 2: x(p - 1) = 1,26 2(3 - 1) = 1,264 < 8
+ Nhóm 3: x(p - 1) = 1,26 6(2 - 1) = 1,266 < 8
- Với đờng truyền có tốc độ thấp:
I

Z2 = 2 x 3 x 2 x 1 x 1
II

III

Trật tự động học hợp lý là Z n = 21 x 32 x 2 6 x 1 x 1
Kiểm tra lại lợng mở của nhóm truyền chậm giống ở nhóm truyền đờng
truyền nhanh nên thoả mãn.

Dơng Văn Hậu
03M

-19-

Lớp THCN-


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
động hoá



Bộ môn: Máy và tự

Vì ta tăng Zn lên 2 cấp tốc độ để khử tính nguyên tố của 11. Nếu ta vẫn
để Zn = 24 cấp tốc độ thì lãng phí mất 2 cấp tốc độ nên ta làm trùng đi 2
cấp tốc độ để Zn = 22. Trong thực tế với tốc độ cao thì yêu cầu về chất lợng
của máy đòi hỏi khắt khe. Nên ở đây ta làm trùng tốc độ ở đờng truyền tốc
độ cao muốn vậy ta giảm đặc tính ở nhóm cuối cùng ở đờng truyền này từ x
I

II

III

= 6 xuống x = 4 ta có Z1 = 21 x 32 x 2 4
Khi này sơ đồ kết cấu của đờng truyền nh hình vẽ trên vậy phơng án
động học của hộp tốc độ là:
Zn = 2 x 3 x(2 + 2 x 1 x 1)

Dơng Văn Hậu
03M

-20-

Lớp THCN-


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
động hoá
I

II

III

I

II

III

Bộ môn: Máy và tự

Z 1 = 21 x 3 2 x 2 4
Z 2 = 21 x 3 2 x 2 6 x 1 x 1

IV. Xác định tỷ số truyền bằng đồ thị vòng quay
Từ lới cấu trúc ta chỉ biết đợc
- Số tỷ số truyền trong mỗi nhóm
- Tổng số trục và số cấp tốc độ trên trục
- Lợng mở của từng nhóm truyền
- Thứ tự ăn khớp của các bánh răng trong nhóm truyền. Do vậy không
thể dùng nó để tính toán động học bánh răng đợc. Nên ta phải xô lệch lới
kết cấu đối xứng trớc để biểu diễn các tỷ số truyền cụ thể và tần số quay cụ
thể ta đợc đồ thị vòng quay
Các công việc cần thiết để tiến hành vẽ đồ thị vòng quay là
- Chọn n0 trên trục I (n0 = 800 v/ph)
Ta chọn n0 gần bằng tốc độ động cơ và n0 gần bằng nmax trùng với tần số
quay của trục chính để đảm bảo trục trung gian quay nhanh góp phần làm
giảm kích thớc của bộ truyền
nđc = 1460 v/ph; n0 = 800 v/ph
i

=

800
x 0,96 = 0,5
1460

Chọn các tỷ số truyền trong các nhóm truyền, tỷ số truyền của các bộ

truyền trong mỗi nhóm truyền ảnh hởng lớn đến kích thớc, chất lợng, độ
bền của máy. Vậy ta chọn thì phải dựa vào nguyên tắc sau
+ 1/4 [ i < 2 và i =E với E nguyên E > 0 i > 1
E<0i<1
+ Tăng tốc độ ít hơn giảm tốc độ

Dơng Văn Hậu
03M

-21-

Lớp THCN-


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
động hoá



Bộ môn: Máy và tự

+ Thay đổi tốc độ không nên quá đột ngột
+ Sao cho kết cấu của máy gọn nhẹ nhất
Ba yêu cầu đầu có nhiều phơng án để đảm bảo đợc. Còn yêu cầu cuối chỉ
có 1 phơng án thoả mãn đợc hoặc rất ít phơng án thoả mãn. Sau khi lựa
chọn và loại bỏ các phơng án khác ta có đồ thị vòng quay sau

Dựa vào đồ thị vòng quay ta có tỷ số truyền
i1 = 1 = 1,26 = 5/4
i2 = 2 = 1,262 = 1,587 =11/7

i3 = 0 = 1
i4 = -2 =
i5 =

1
4

1
1
7
=
=
2
1,26 1,587 11
=

Dơng Văn Hậu
03M

1
2
=
1,26 4 5

-22-

Lớp THCN-


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp

động hoá



Bộ môn: Máy và tự

i6 = 0 = 1
i7 =

1
6

=

i8 = 1/4
1
i9 = 3 =

1
1
=
6
1,26
4
1
1
=
3
1,26
2

i10 = 1 = 1,261 = 5/4
i11 = 1/2
V. Tính toán động học bánh răng :
Tính toán động học bánh răng tức là xác định số răng Z cuả các bánh
răng đảm bảo tỷ số truyền đã chọn vì N đc 10 (Kw) Do vậy chọn mn = 2 ữ
3(mm)
Trong 1 nhóm truyền để các bánh răng ăn khớp đợc thì các bánh răng đó
phải chế tạo cùng mô đun với nhau. Trong các nhóm truyền có lợng mở lớn
do tình hình chịu lực của bánh răng khác nhau nhiều giữa các bộ truyền nên
ta dùng nhiều giá trị mô đun. Trong 1 nhóm truyền đặc biệt với bánh răng
di trợt thì phải là bánh răng thẳng. Vậy ta áp dụng phơng pháp giải tích để
tính toán động học bánh răng.
1. Tính toán cho nhóm truyền I :
Do i1 = 1,26 =

5 a1
=
4 b1

i2 = 1,262 =

11 a 2
=
b2
7

Vì lợng mở của bộ truyền nhỏ nên ta dùng các bánh răng cùng mô đun
a1 + b1 = 9; a2 + b2 = 18 K = 9 x 2 = 18
Vì bánh răng bé nhất trong nhóm đóng vai trò bị động

Dơng Văn Hậu
03M

-23-

Lớp THCN-


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
động hoá

Emin =

a j + bj
bj x K

. Z min =

Bộ môn: Máy và tự



a 2 + b2
b2 x K

. Z min =

11 + 7
. 18 = 2,57

18 x 7

Emin = 3 Sz = K . E = 3 . 18 = 54
Vậy Z1 =

a1
a1 + b1

Z1 =

b1
a1 + b1
a

Z2 =

a

2
+b

2

2

. Sz =

5
. 54 = 30 (Răng)
5+4

. Sz =

4
. 54 = 24 (Răng)
5+4

11
.S =
. 54 = 33 (Răng)
z 11 + 7

b
11
2
Z =
.S =
. 54 = 21 (Răng)
2 a +b
z 11 + 7
2
2

2. Tính toán cho nhóm truyền II :
Ta có: i3 = 1; i4 =

2
7
; i5 =
5

11

i3 = 1 a3 + b3 = 2; i4 =
i5 =
Emin =

7
a4 + b4 = 18
11

a5
=2+5=7
b5
aj + bj
a j .k

.Z min =

K = 126

5+ 2
.18 = 0,5 < 1
2.126

Vậy ta lấy E =1 (vì bánh răng nhỏ đóng vai trò dẫn động)
II

S z = K x E = 126 x 1 = 126 > 120

Dơng Văn Hậu

03M

-24-

Lớp THCN-


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
động hoá



Bộ môn: Máy và tự

II

Để bộ truyền đợc hợp lý thì giảm Sz xuống, giải quyết vấn đề này ta
giảm K khi đó Zj có sai số với tỷ số truyền tơng ứng (khống chế 2%) và
khoảng cách trục A khác với ban đầu nên ta phải dịch chỉnh bánh răng.
K = 126 = 2. 9 . 7 giảm K = 9. 7 = 63
Emin =

7
II
. 18 = 1 S = K. E = 63
z
2 x 63

II
a3

1
. 18 = 1 . S z =
. 63 = 31
Z3 =
a 3 + b3
1+1

Z3 = Z3 = 31 (răng)
Z4 =

a4
a 4 + b4

Z 4 =
Z5 =

b4
a 4 + b4

a5
a 5 + b5

Z 5 =

b5
a 5 + b5

7
II
. 63 = 24 (răng)

. Sz =
7 + 11
11
II
. 63 = 38 (răng)
. Sz =
7 + 11
2
II
. 63 = 18 (răng)
. Sz =
2+5
5
II
. 63 = 45 (răng)
. Sz =
2+5

3. Tính cho nhóm truyền III :
Vì lợng mỡ của nhóm này qúa lớn nên lực truyền của các bộ truyền khác
nhau đáng kể. Để tiết kiệm vật liệu, kết cấu nhỏ gọn ta dùng nhiều loại mô
đun trong một nhóm.
Chọn m6 = 2,5 (mm); m7 = 3(mm)
Để 2 bộ truyền này làm việc đợc phải đảm bảo
A = Const 2A = (Z6 + Z 6 ) . m6
2A = (Z7 + Z 7 ) . m7

Dơng Văn Hậu
03M

-25-

Lớp THCN-