thiết kế mô hình máy xọc răng chép hình trên cơ sở máy xọc răng 514

Đồ án tốt nghiệp ngành CNKT Cơ Khí

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU
Trong ngành chế tạo máy, máy cắt kim loại luôn chiếm một vị trí đặc biệt quan
trọng, là công cụ để chế tạo ra các chi tiết máy khác. Chính vì điều đó, trong những
năm qua, ngành công nghiệp chế tạo máy công cụ luôn đóng vai trò then chốt và được
đặc biệt quan tâm. Ở nước ta hiện nay, hầu hết máy cắt kim loại hiện nay đều là máy
móc cũ được nhập khẩu từ các nước có nền công nghiệp phát triển như: Trung
Quốc,Nga, Nhật, Đức…, máy móc công nghệ cao đang dần được đầu tư và ứng dụng
nhưng tỷ lệ đó còn chiếm tỷ trọng rất nhỏ bởi vì điều kiện cơ sở vật chất ở nước ta
Đề tài máy xọc răng điều khiển bằng máy tính
Lớp: CNKT Cơ Khí 4 – K3
Trang 1

GVHD: Th.S Nguyễn Hồng Sơn


Đồ án tốt nghiệp ngành CNKT Cơ Khí

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

chưa đủ, chưa đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật tiên tiến. Trước thực tế đó, việc sửa
chữa,thiết kế cải tiến các máy cắt gọt truyền thống là một công việc cần thiết, phù hợp
với tình hình sản xuất thực tế hiện nay.
Trải qua 4 năm học tập tại trường, chúng em nhận thấy rằng mô hình máy cắt kim
loại phục vụ cho giảng dạy của trường ta chưa được sử dụng rộng rãi và có hiệu quả,
từ đó chúng em có ý tưởng thiết kế ra mô hình máy xọc răng chép hình trên cơ sở máy

xọc răng 514. Qua một thời gian nghiên cứu, được sự hướng dẫn nhiệt tình của Thầy
giáo Th.S Nguyễn Hồng Sơn đến nay chúng em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Qua đồ án này, chúng em đã củng cố lại được kiến thức đã học, bổ sung kinh nghiệm
thực tế bước đầu phục vụ cho công việc sau này. Có được thành quả này, chúng em
xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo Th.S Nguyễn Hồng Sơn – người trực
tiếp hướng dẫn, theo sát chúng em trong suốt quá trình thực hiện, giúp đỡ về kiến thức
cũng như tài liệu để chúng em hoàn thành đồ án, đồng thời em cũng gửi lời cảm ơn
chân thành tới các thầy trong trường cũng như các thầy cô trong bộ môn thực hành –
các thầy đã tạo điều kiện giúp chúng em nghiên cứu thực tế và hoàn thành máy xọc
răng mô hình.
Với kiến thức có hạn của bản thân, chắc chắn đồ án này còn rất nhiều thiếu sót và
hạn chế, chúng em rất mong nhận được các ý kiến quý báu của quý thầy cô cùng các
bạn sinh viên để đồ án này được hoàn thiện hơn nữa.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!

PHẦN I: TÌM HIỂU VỀ MÁY XỌC BAO HÌNH
X514
CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH MÁY X514
1. Đặc tính máy
Máy xọc răng làm máy gia công bánh răng theo phương pháp bao hình, dạng
rang được hình thành bằng cách nhắc lại chuyển động ăn khớp của cặp bánh
Đề tài máy xọc răng điều khiển bằng máy tính
Lớp: CNKT Cơ Khí 4 – K3
Trang 2

GVHD: Th.S Nguyễn Hồng Sơn


Đồ án tốt nghiệp ngành CNKT Cơ Khí

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

răng trụ. Một bánh răng có lưỡi cắt đóng vai trò dao xọc, bánh răng kia đóng
vai trò phôi. Trong quá trình thực hiện ăn khớp với nhau, dao xọc sẽ tạo nên
dạng răng trên bề mặt phôi. Máy xọc răng 514 là máy xọc răng nửa tự động,
dùng để gia công bánh răng trụ răng thẳng, răng xoắn ăn khớp ngoài và
trong.
A. Đặc tính kỹ thuật:
Đường kính bánh răng lớn nhất gia công được trên máy :
φ 20 ÷ 500 mm

-

Răng ngoài:

-

Răng trong: φ 500 mm

-

Chiều rộng răng lớn nhất gia công được: 105 mm

-

Mô đun của bánh răng thép cắt được trên máy: 2 ÷ 6 mm

-

Đường kính ngoài lớn nhất của phôi gá được: 550

-

Chiều dài hành trình lớn nhất : 125 mm

-

Hành trình kép của dao xọc: 125 ÷ 359 htk/ph

-

Đường kính vòng chia nhỏ nhất của bánh răng: 100 mm

-

Khoảng dịch lớn nhất của bàn trượt ngang: 500 mm

-

Công suất động cơ trục chính: N = 3

-

Số vòng quay lớn nhất của động cơ trục chính: 1430 vòng/phút

-

Kích thước khuôn khổ: 1800 x 1350 x 2200

-

Khối lượng máy:4200 KG
B, Nguyên lý hoạt động:
Máy gia công theo phương pháp bao hình. Khi cắt, chuyển động chính là

chuyển động tịnh tiến theo hành trình kép của dao xọc song song với trục phôi
và trục dao. Phôi gá trên bàn gá có chuyển động quay phân độ đồng thời với
chuyển động chạy dao vòng của dao xọc. Để cắt hết chiều sâu cắt, phôi có
chuyển động dịch chuyển hướng kính (chạy dao hướng kính). Để gia công hết
chu vi của bánh răng, chuyển động quay tròn(bao hình-phân độ) của phôi được
Đề tài máy xọc răng điều khiển bằng máy tính
Lớp: CNKT Cơ Khí 4 – K3
Trang 3

GVHD: Th.S Nguyễn Hồng Sơn


Đồ án tốt nghiệp ngành CNKT Cơ Khí

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

thực hiện qua 1, 2 hoặc 3 vòng quay tuỳ thuộc vào mô đun của bánh răng lớn
hay nhỏ. Như vậy dịch chuyển hướng kính của phôi cũng được thực hiện liên
tục qua 1, 2 hoặc 3 vòng quay của phôi. Sau vòng quay cuối cùng, máy tự động
dừng.
2. Phân tích động học
Để thực hiện được các chuyển động trong phương pháp gia công đã nói trên,
máy xọc răng có kết cấu động học như hình vẽ sau:

ĐC

Ðĩa biên

Q3

iv

T1
M1

i0

iv
is

Q2
Dao xọc
Phôi
ix

Các chuyển động tạo hình thực hiện trên máy xọc răng bao gồm:
Nhóm thứ nhất: Hình thành dạng răng thẳng, cần thực hiện chuyển động tạo
hình phức tạp (Q1 , Q2 )
Nhóm thứ 2: Hình thành dạng răng xoắn, cần bổ sung chuyển động tạo hình
phức tạp (Q3, T1 )

Đề tài máy xọc răng điều khiển bằng máy tính
Lớp: CNKT Cơ Khí 4 – K3
Trang 4

GVHD: Th.S Nguyễn Hồng Sơn

Đồ án tốt nghiệp ngành CNKT Cơ Khí

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Nhóm thứ 3: hình thành dạng răng theo chiều dài, cần chuyển động tạo hình đơn
giản (T1 )
Như vậy các xích chuyển động cơ bản của máy là:
-

Xích tốc độ: Chuyển động tịnh tiến khứ hồi T 1 nối từ động cơ qua iv đến
đĩa biên quay. Đĩa biên quay một vòng thì dao xọc lên xuống một hành
trình kép.

-

Xích bao hình: Chuyển động ăn khớp của dao và phôi. Dao xọc quay Q 1
vòng qua bánh vít trục vít, qua ix làm phôi quay Q2 vòng.

-

Xích chạy dao hướng kính: Nối từ đĩa biên qua M1 qua i o đến cam C1 đẩy
dao tiến vào S (mm).

2.1. Xích tốc độ

Ðĩa biên

Trục

chính

iv
ĐC

Được dẫn động nhờ động cơ điện (N=3KW, n=1430v/ph) qua bộ truyên
100
đai thang 280 , trục I, Ly hợp vấu G1 và G2 (hộp tốc độ) ; trục II, cơ cấu

bánh răng thanh răng ở đầu trục II với đĩa biên (có thể điều chỉnh hướng
kính chốt biên để điều chỉnh khoảng chạy) qua cần nối với thanh răng có
m=3,25), bánh răng z=26, trục III, bộ truyền bánh răng-thanh răng z=26 với
Đề tài máy xọc răng điều khiển bằng máy tính
Lớp: CNKT Cơ Khí 4 – K3
Trang 5

GVHD: Th.S Nguyễn Hồng Sơn


Đồ án tốt nghiệp ngành CNKT Cơ Khí

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

thanh răng được lắp trên trục dao để tạo chuyển động chính. Khi đĩa biên
(đầu trục II) quay đem thanh răng dịch chuyển đi lại, cơ cấu thanh răngbánh răng ở đầu trục III làm trục III quay lắc. Chuyển động quay lắc của
trục này qua cơ cấu bánh răng thanh răng ở đầu bên phải của trục III làm
trục chính máy chuyển động tịnh tiến đi lại.
Lượng di động tính toán của chuyển động chính là:
n vòng/phút của động cơ - n hành trình kép của dao xọc
Phương trình xích động học là:

1430.

100
22 29 38 49
.0,985 . (
, ,
280
88 81 72 61

)=n

Ta có n=125, 179, 265, 400 hành trình kép/phút

Số hành trình kép của dao được xác định từ công thức:

n=

1000v
2l

Với : v= tốc độ cắt của dao xọc
l= chiều dài hành trình của dao xọc (l=a+b+c)
a=bề rộng răng
b=khoảng chạy tới
c=khoảng chạy quá
2.2 Xích chạy dao vòng
Xích chạy dao vòng dùng để điều chỉnh lượng chạy dao vòng S c cho
mỗi hành trình kép của dao xọc. Chuyển động quay của dao xọc vừa tạo
ra chuyển động chạy dao vòng vừa là nguồn phát động cho chuyển động

phân độ. Chuyển động này được biểu diễn dưới dạng lượng chạy dao
Đề tài máy xọc răng điều khiển bằng máy tính
Lớp: CNKT Cơ Khí 4 – K3
Trang 6

GVHD: Th.S Nguyễn Hồng Sơn


Đồ án tốt nghiệp ngành CNKT Cơ Khí

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

vòng (Sa) được định nghĩa là lượng dịch chuyển của dao xọc dọc theo
đường tròn chia của bánh răng gia công sau mỗi hành trình của dao xọc
(trục chính máy)
Khi gia công thô thì lượng chạy dao vòng có thể lấy lớn (S c = 0,25 ÷
0,38 mm/htk) và khi gia công tinh thì lấy trị số nhỏ (S c = 0,1 ÷ 0,2
mm/htk)
Xích chạy dao vòng được nối liền từ chuyển động tịnh tiến khứ hồi của
dao xọc đến chuyển động quay vòng của dao theo sơ đồ: Trục chính dao
xọc → cơ cấu thanh răng bánh răng 3,25 x 26 → trục II → truyền động
28
3
xích 28 → trục IV → cơ cấu trục vít – bánh vít 23 → trục V → cơ cấu
28
A
đảo chiều bánh răng côn 42 → chạc chạy vòng B → Trục VII → cơ cấu
1
trục vít – bánh vít 100

Lượng di động tính toán: 1 hành trình kép của dao xọc - S c mm chạy dao
vòng
Phương trình xích động:

1.

28 3 28 A 1
. . . .
.π .m.zdao = Sc
28 23 42 B 100

ta rút ra được công thức điều chỉnh chạc chạy dao vòng:

A 366 S c
=
B m.z dao
ở đây, m và zdao là mô đun và số răng của dao xọc

Đề tài máy xọc răng điều khiển bằng máy tính
Lớp: CNKT Cơ Khí 4 – K3
Trang 7

GVHD: Th.S Nguyễn Hồng Sơn


Đồ án tốt nghiệp ngành CNKT Cơ Khí

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoảng lệch tâm của 2 bánh răng A và B không đổi do đó phải lựa chọn

A và B trong điều kiện tổng số răng của 2 bánh là A+B = 89, modul
2,25mm.
2.3. Xích bao hình
Được nối liền giữa chuyển động chạy dao vòng của dao xọc và phôi để
hình thành đường thân khai của răng với lượng di động tính toán 1 vòng

=
quay của dao xọc

zdao
z phôi

vòng quay của phôi

Phương trình xích động:

1.

z
100 30 30 a c 1
.
. .
= dao
1 30 30 b d 240
z

Xích được thực hiện theo sơ đồ: Trục chính dao xọc → cơ cấu bánh vít –

1
trục vít 100 → cặp bánh răng côn

a c
30
.
b
30 → chạc phân độ d

→ trục X

1
→ cơ cấu trục vít – bánh vít 240 → bàn máy mang phôi.
Ta có công thức điều chỉnh xích phân độ:

z
a c
. = 2,4 dao
b d
z

Đề tài máy xọc răng điều khiển bằng máy tính
Lớp: CNKT Cơ Khí 4 – K3
Trang 8

GVHD: Th.S Nguyễn Hồng Sơn


Đồ án tốt nghiệp ngành CNKT Cơ Khí

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

ac
Để đơn giản hoá cho việc tính toán bộ bánh răng thay thế b d , số răng
của bánh răng c được xác định bằng cách chia cho số răng của dao theo tỷ
số 1:1, 1:2. Tức là c=Zdao, c= 2 x Zdao.
Khi cắt bánh răng ăn khớp trong, lắp thêm một bánh răng trung gian vào
giữa hai bánh răng a và b.

Đề tài máy xọc răng điều khiển bằng máy tính
Lớp: CNKT Cơ Khí 4 – K3
Trang 9

GVHD: Th.S Nguyễn Hồng Sơn


Đồ án tốt nghiệp ngành CNKT Cơ Khí

Đề tài máy xọc răng điều khiển bằng máy tính
Lớp: CNKT Cơ Khí 4 – K3
Trang 10

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

GVHD: Th.S Nguyễn Hồng Sơn


Đồ án tốt nghiệp ngành CNKT Cơ Khí

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

2.4. Xích chạy dao hướng kính

Chạy dao hướng kính: lượng chạy dao hướng kính của dao chọn theo
vật liệu gia công, mô đun của răng và độ bóng mặt răng. Chu trình cắt được
thực hiện qua một, hai hoặc ba vòng quay của phôi sử dụng cam thay thế cho
chuyển động hướng kính.
Cam một đợt: có đoạn ab là biên dạng làm việc. Khi quay đoạn biên
dạng này làm tăng khoảng cách hướng kính của cần cam và làm cho dao
dịch chuyển

Các loại cam sử dụng cho máy xọc răng
hướng kính về phía phôi để cắt hết chiều sâu cắt. Biên dạng cam bc là đoạn
cung tròn, khi quay đến đoạn này thì không có dịch chuyển hướng kính của
dụng cụ. Phôi sẽ quay tròn để cắt toàn bộ chu vi để hoàn chỉnh bánh răng khi
cam quay tới đoạn biên dạng bc. Từ điểm d chu trình lặp lại
Cam hai đợt dùng để gia công với hai vòng quay đủ của phôi. Đoạn biên
dạng ab cho lát cắt thứ nhất, đoạn cd để ăn sâu lát thứ hai. Đoạn bc và đoạn
de để cắt toàn bộ chu vi sau khi dao dịch chuyển hướng kính đủ chiều sâu
cho mỗi lát cắt.
Cam ba đợt sử dụng để gia công với ba lát cắt. Các đoạn biên dạng cam
ab, cd và ef có tác dụng dịch chuyển hướng kính dụng cụ cho ba lát cắt.

Đề tài máy xọc răng điều khiển bằng máy tính
Lớp: CNKT Cơ Khí 4 – K3
Trang 11

GVHD: Th.S Nguyễn Hồng Sơn


Đồ án tốt nghiệp ngành CNKT Cơ Khí

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Cam K1 thực hiện dịch chuyển hướng kính cho dụng cụ cắt được dẫn động
100
từ động cơ N=3KW qua bộ truyền đai thang 280 , trục 1, hộp bước tiến,
28
trục II cặp bánh răng 28 , trục IV, bộ bánh răng thay thế cho chuyển động

chạy dao hướng kính

a1 c1
b1 d 1

24
, trục XIV, cặp bánh răng côn 48 , trục XV, bộ

1
2
truyền trục vít-bánh vít 40 , ly hợp C2, trục XVI, bộ trục vít bánh vít 40 ,

trục XVII. Cam K1 thực hiện chuyển động thẳng hướng kính của dụng cụ
qua con lăn R tới trục vít me chạy dao nhanh XVIII lắp với ụ trượt ngang
với bánh răng x=30. Chuyển động chạy dao hướng kính được tính theo đơn
vị mm.HTK của dao xọc Sr
Phương trình xích động cho chuyển động chạy dao hướng kính là:

S r = 1.

28 a1 c1 24 1 2
. . . . . .H
28 b1 d1 48 40 40

a1 c1 1600 S r
. =
b
d1
H
1
Do đó:
Ở đây H là lượng nâng của cam ác si mét K1 tính theo mm
2.5. Xích nhường dao
Ở đầu hành trình lùi dao về , để dao
không cà vào bề mặt gia công của gây
mòn dao và giảm chất lượng của bề mặt
gia công dao dịch xa ra khỏi phôi một
lượng. Đến cuối hành trình về,dao lại
Đề tài máy xọc răng điều khiển bằng máy tính
Lớp: CNKT Cơ Khí 4 – K3
Trang 12

GVHD: Th.S Nguyễn Hồng Sơn


Đồ án tốt nghiệp ngành CNKT Cơ Khí

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

dịch đúng vào vị trí chính xác để cắt gọt. Chuyển động này được gọi là
chuyển động nhường dao.
Ở đầu trục II có một đĩa lệch tâm E, khi quay đĩa này dịch bàn máy xa
dao thông qua hai con lăn. Đĩa lệch tâm 6 lắp trên trục 5 làm dịch chuyển đi

lại khung 4 (Hình bên). chuyển động lắc của khung 4 qua chốt 3 và hộp 2.
Hộp 2 lắp tay đòn 1 gắn cứng với trục 13. Đầu kia của trục 13 là đĩa lệch
tâm 12 và chốt lệch tâm 11. Chốt 11 được nối với bàn máy 9 thông qua tay
biên 10. ở hành trình về của dao xọc, đĩa lệch tâm 6 đẩy khung 4 dịch
chuyển xuống làm quay đĩa 12, chốt lệch tâm 11 sẽ làm bàn máy dịch
chuyển xa dao nhờ tay biên 10. Chốt dẫn hướng 7 và cữ chặn 8 có tác dụng
dẫn hướng và chống mòn cho các cơ cấu khi bàn máy chuyển động lắc.
2.6. Xích cơ cấu đếm và tự động
dừng máy khi cắt xong bánh răng
Trục vít 17 gắn trên ụ trượt
ngang lắp con lăn 13 luôn tiếp xúc
với biên dạng cam hướng kính 16
nhờ là xo. tại thời điểm đầu của
chu trình cắt gọt, con lăn nằm ở
phần biên dạng không làm việc
của cam. Khi cam quay, con lăn
ép sát và lăn dọc theobiên dạng
cam, Trục vít 17 cùng con lăn mang ụ trượt ngang dịch chuyển hướng kính.
Cam 16 được dẫn động nhờ trục 5 qua bộ truyền bánh răng thay thế 6, cặp
7
bánh răng côn 4, trục vít-bánh vít 22 , trục 23, trục vít 20 và bánh vít 3.

Chuyển động của ụ trượt ngang mang trục chính gá dao được điều khiển
nhờ cam 16. Cam 16 nhận truyền động bằng cách đẩy tay gạt 11 về bên phải
Đề tài máy xọc răng điều khiển bằng máy tính
Lớp: CNKT Cơ Khí 4 – K3
Trang 13

GVHD: Th.S Nguyễn Hồng Sơn

Đồ án tốt nghiệp ngành CNKT Cơ Khí

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

qua chốt hãm 10. Tay gạt 11 đaayr ly hợp C về bên phải làm đóng ly hợp
qua cần 21 làm gạt ngón gạt. Đồng thời, cần 18 đẩy tay gạt 2 lên và không
cho ăn khớp với bánh cóc 19. Tay đòn 12 mang chốt hãm 1 dịch chuyển
trên bề mặt cam 16. Khi đủ chiều sâu cắt, tay gạt 12 rơi vào phần bề mặt
không làm việc của cam, dưới tác dụng của lò xo 9, chốt hãm nhả tay đòn
11. Tay đòn 11 đẩy về bên trái dưới tác dụng của lò xo 8 nhả cóc 2 làm cóc
rơi xuống bánh cóc 19 do trọng lượng. Miếng 1 được dẫn động từ cam K2
trên trục X (sơ đồ động học).
Mỗi lần lắc của cóc, bánh cóc quay đi một răng và cam 16 qua bộ truyền
trục vít – bánh vít 20-3. Trong khi đó con lăn 13 dịch chuyển dọc theo cung
tròn trên cam 16 và không tiến hành dịch chuyển hướng kính.
Khi chu trình cắt gọt kết thúc, con lăn 13 đi vào biên dạng không làm việc
của cam. Trục vít 17 bị đẩy về bên trái dưới tác dụngcủa lò xo , cữ chặn 14
chạm cữ 15 làm dừng máy.
2.7. Xích chạy dao nhanh
Chuyển động quay bàn máy nhanh được sử dụng để rà gá phôi: từ động cơ
87
N=0,6KW, n=1410 vòng/phút qua bộ truyền đai thang 195 , bộ truyền trục
1
vít-bánh vít 240 . Trong trường hợp này phải ngắt truyền động từ bộ bánh
ac
răng thay thế b d

Số vòng quay nhanh của bàn máy là:
n n = 1440.

3.

80
1
.0,985 .
= 2,62(vòng / phút )
180
240

Phương pháp gia công trên máy xọc răng

Đề tài máy xọc răng điều khiển bằng máy tính
Lớp: CNKT Cơ Khí 4 – K3
Trang 14

GVHD: Th.S Nguyễn Hồng Sơn


Đồ án tốt nghiệp ngành CNKT Cơ Khí
3.1.

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Cắt bánh răng trụ răng thẳng:
Vị trí tương đối và các chuyển động tạo hình cần thiết để thực hiện việc

cắt bánh răng trụ răng thẳng, răng trong được trình bày trên hình vẽ:
Các chuyển động tạo hình bao gồm:
-

Dao xọc thực hiện cắt gọt tịnh tiến khứ hồi T 1 ( xuống là công tác,

lên là chạy không) là chuyển động tạo hình đơn giản
-

Dao xọc và phôi thực hiện chuyển động ăn khớp Q 1 và Q2 để cắt

dần từng lớp phoi của bánh răng. Hai chuyển động quay của dao xọc và phôi có
ràng buộc: Dao xọc quay được 1 răng hay 1/Z vòng thì phôi cũng quay được 1
răng hay 1/Zf vòng. Q1 và Q2 là chuyển động tạo hình phức tạp.
-

Dao xọc có chuyển động chạy dao hướng kính S để cắt hết chiều

cao của răng.
Trước tiên cho dao xọc di động ngang để lưỡi dao tiếp xúc với bề mặt
phôi. Sau đó dao xọc cùng phôi quay chậm chuyển động ăn khớp phù hợp
với tỉ số truyền của cặp bánh răng tưởng tượng. Trong khi đó dao xọc thực
hiện chuyển động tịnh tiến khứ hồi T 1. Chạy dao hướng kính được thực
hiện liên tục, cho đến lúc dao ăn hết chiều sâu của răng cắt. Sau đó chuyển
động chạy dao hướng kính ngừng lại và quá trình cắt răng sẽ tiếp tục, từ
khi ngừng chuyển động chạy dao hướng kính, phôi tiếp tục quay thêm 1
vòng nữa, quá trình cắt răng sẽ hoàn thành.
Đối với bánh răng cần cắt có modul và số răng nhỏ hoặc trung bình thì
đoạn ăn dao AB chiếm khoảng 1/3 vòng của phôi. Như vậy, muốn gia công
xong bánh răng, phôi phải quay ít nhất 1+1/3 vòng.
Đối với bánh răng có modul và số răng lớn thì số vòng quay cần thiết
của phôi để gia công xong nhiều nhất là 4 vòng. Trong trường hợp này, có
3 lần ăn dao trong suốt quá trình gia công.
-

Ăn dao phần lớn chiều sâu khi phôi quay vòng thứ nhất

Đề tài máy xọc răng điều khiển bằng máy tính
Lớp: CNKT Cơ Khí 4 – K3
Trang 15

GVHD: Th.S Nguyễn Hồng Sơn


Đồ án tốt nghiệp ngành CNKT Cơ Khí

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

-

Ăn dao bổ sung ở cuối vòng quay thứ hai của phôi

-

Ăn hết chiều sâu răng ở cuối vòng quay thứ 3 của phôi
Để đảm bảo chuyển động ăn khớp Q 1 và Q2 là chuyển động tạo hình
phức tạp, mối quan hệ chuyển động vòng của dao xọc và của phôi được thể

→
hiện như sau: 1 vòng dao xọc
Với

Zd
Zf

vòng quay của phôi.

Zd: số răng của dao xọc
Zf : số răng cần cắt của phôi

Cắt bánh răng trụ răng xoắn

3.2.

Khi cắt răng xoắn ( nghiêng) trên máy xọc răng thì phải dùng dao xọc
răng xoắn có góc nghiêng và modul pháp tuyến bằng góc nghiêng và
modul pháp tuyến của bánh răng cần cắt.
Khi cắt răng xoắn, ngoài chuyển động cắt tịnh tiến khứ hồi T 1, dao xọc
còn phải thực hiện một chuyển động vòng Q 3 phụ thêm. Chuyển động phụ
thêm này được thực hiện nhờ một sống trượt xoắn đặc biệt, tiếp xúc nhau
trên mặt nghiêng. Phần (1) của sống trượt xoắn được lắp chặt trên trục (3)
của dao xọc và cùng với dao thực hiện chuyển động thẳng tịnh tiến khứ
hồi. Phần (2) được cố định trên ống của bánh vít nối liền với xích chạy dao
vòng. Với các mặt nghiêng, trục chính dao xọc vừa di động thẳng vừa
xoay.
Khi độ nghiêng của răng xoắn khác nhau, cần phải dùng sống trượt
xoắn khác nhau, bước xoắn của sống trượt Ts có thể tính theo công thức sau
đây:

Đề tài máy xọc răng điều khiển bằng máy tính
Lớp: CNKT Cơ Khí 4 – K3
Trang 16

GVHD: Th.S Nguyễn Hồng Sơn

Đồ án tốt nghiệp ngành CNKT Cơ Khí

Ts = T .

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Zd
Zf

Ở đây:
T: bước xoắn của bánh răng cần cắt
3.3.

Cắt răng ăn khớp trong:
Đây là đặc trưng của máy xọc răng vì chỉ có máy xọc răng mới có thể

gia công bánh răng ăn khớp trong : răng thẳng hoặc răng xoắn. Khi cắt răng
ăn khớp trong, máy được điều chỉnh giống như khi cắt răng ăn khớp ngoài,
chỉ khác là chiều chuyển đông của phôi và dao cùng hướng. Việc thay đổi
chiều chuyển động được thực hiện ở cơ cấu đảo chiều của chạc phân độ.

Đề tài máy xọc răng điều khiển bằng máy tính
Lớp: CNKT Cơ Khí 4 – K3
Trang 17

GVHD: Th.S Nguyễn Hồng Sơn

Đồ án tốt nghiệp ngành CNKT Cơ Khí

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

PHẦN II: THIẾT KẾ HỘP TỐC ĐỘ MÁY X514
Chương I đã trình bày cấu tạo và các xích tạo hình cũng như các phương
pháp để gia công bánh răng sử dụng máy xọc răng bao hình X514. Để tìm hiểu
rõ ràng hơn về máy, ta sẽ đi khảo sát thiết kế của máy X514, trên cơ sở đó có
thể biết được cách thiết kế các bộ truyền cho các xích động. Để có được tính
tổng quát, ta sẽ khảo sát thiết kế hộp tốc độ của máy X514.
1. Tính toán hộp tốc độ
a)

Xây dựng lưới tốc độ:
* Xác định công bội φ
Số vòng quay lớn nhất trục bánh lệch tâm nmax = 359 (vòng/ phút)
Số vòng quay nhỏ nhất trục bánh lệch tâm nmax = 125 (vòng/ phút)
Số cấp tốc độ trục chính là : Z = 4 cấp

ϕ = Z −1 Rn
Rn =

nmax 359
=
= 2.82
nmin 125

Rn – Phạm vi điều chỉnh tốc độ.
Vậy

ϕ = Z −1 Rn = 3 2.82 = 1.41

. Lấy theo dãy tiêu chuẩn φ là 1.41

Có thể phân tích Z = 4 = p1.p2 = 2.2 = 4.1
Ta có các phương án cấu trúc cho hộp tốc độ như sau:
Đề tài máy xọc răng điều khiển bằng máy tính
Lớp: CNKT Cơ Khí 4 – K3
Trang 18

GVHD: Th.S Nguyễn Hồng Sơn


Đồ án tốt nghiệp ngành CNKT Cơ Khí

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Phương án 1: Z = 2[1].2[2]
Phương án 2: Z = 2[2].2[1]
Phương án 3: Z = 4[1]
Ta có lưới tốc độ cho các phương án như sau:
Phương án 1:

Phương án 2:

Phương án 3:

Đề tài máy xọc răng điều khiển bằng máy tính
Lớp: CNKT Cơ Khí 4 – K3
Trang 19

GVHD: Th.S Nguyễn Hồng Sơn


Đồ án tốt nghiệp ngành CNKT Cơ Khí

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Phương án 1 và 2 tổng số trục là 3, như vậy chọn phương án 3 chỉ cần 2
trục như vậy tiết kiệm được không gian và vật liệu cũng như hiệu suất truyền
tải.
b) Xây dựng đồ thị vòng quay:
Thực hiện phân chia tỉ số truyền cho các cặp truyền động:
Do chỉ có 1 nhóm truyền nên phân chia như sau:
1: i1:i2:i3:i4 = 1: φ1 : φ2 :φ3 :φ4
Lấy

i1 = 1/ φ4 = 1/4
i2 = 1/ φ3 = 5/14
i3 = 1/ φ2 = 1/2

i4 = 1/ φ = 5/7
Vậy ta có đồ thị vòng quay như sau:

Đề tài máy xọc răng điều khiển bằng máy tính
Lớp: CNKT Cơ Khí 4 – K3
Trang 20

GVHD: Th.S Nguyễn Hồng Sơn

Đồ án tốt nghiệp ngành CNKT Cơ Khí

Đề tài máy xọc răng điều khiển bằng máy tính
Lớp: CNKT Cơ Khí 4 – K3
Trang 21

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

GVHD: Th.S Nguyễn Hồng Sơn


Đồ án tốt nghiệp ngành CNKT Cơ Khí

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

2. Tính số răng cho các bánh răng trong hộp tốc độ
a) Bộ truyền từ động cơ đến trục 1 có tỉ số truyền: i 0 = 1/ φ3 = 5/14. Để đạt được
tỉ số truyền này ta có thể sử dụng bộ truyền đai hoặc xích, ở đây ta chọn đai
thang để đảm bảo máy làm việc êm.
- Xác định sơ bộ đường kính bánh đai nhỏ:
3
d1 = (5,2…6,4) T (T: momen xoắn trên trục bánh đai nhỏ, cũng là

momen của trục động cơ)
T = (950000*3)/1430 = 20034 (Nmm)
Vậy ta có d1 = (141…173) (Nmm), chọn đường kính bánh nhỏ theo tiêu chuẩn
là 140mm
Đường kính của bánh lớn là : d2 = u.d1(1- ε ) = 5.140(1-0.01)/14 = 388.8 lấy
theo tiêu chuẩn là 390. Tỉ số truyền bị sai lệch.

Ta thấy 5/14 = 100/280 và các bánh đai 100, 280 đều là các bánh đai tiêu chuẩn
do đó tỉ số truyền sẽ không bị sai lệch. Mặc dù kém bền nhưng ta sẽ khắc phục
bằng cách chọn vật liệu tốt để làm bánh đai.
b) Bộ truyền bánh răng: i1 = 1/ φ4 = 1/4 = 11/44 = a1/b1 ( điều kiện a1+b1 > 18)

∑ Z = n.( a

1

Mặt khác 18<

∑Z

+ b1 ) = n.55

< 127 nên ta có 55.n <127 => n < 2.3, do n là số nguyên

dương nên lấy n = 2


z1 = 1* ∑ /5 = 110/5 = 22 răng



z2 = 4* ∑ /5 = 88 răng

Z

Z

Modul của các bánh răng: m =2. Do đó khoảng cách trục của hộp tốc độ là

Đề tài máy xọc răng điều khiển bằng máy tính
Lớp: CNKT Cơ Khí 4 – K3
Trang 22

GVHD: Th.S Nguyễn Hồng Sơn


Đồ án tốt nghiệp ngành CNKT Cơ Khí

dw =

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

m.( Za1 + Zb1 ) 2.( 22 + 88 )
=
= 110mm
2
2

Do chỉ có 2 trục cố định nên số răng của các bộ truyền khác sẽ là nghiệm của
phương trình:

Za x + Zb y = 110

 Za x
 Zb = ii
 y
Với ii là các tỉ số truyền tương ứng với từng bộ truyền

Giải hệ phương trình trên ta được kết quả bánh răng của các bộ truyền như sau:
i2 = 1/ φ3 = 5/14 thì a2/b2 = 29/81
i3 = 1/ φ2 = 1/2 thì a3/b3 = 38/72
i4 = 1/ φ = 5/7 thì a4/b4 = 49/61
Như vậy hộp tốc độ sẽ có các bộ truyền:
- Bánh đai 100 / 280
- Các cặp bánh răng 22/88; 29/81; 38/72; 49/61

Đề tài máy xọc răng điều khiển bằng máy tính
Lớp: CNKT Cơ Khí 4 – K3
Trang 23

GVHD: Th.S Nguyễn Hồng Sơn


Đồ án tốt nghiệp ngành CNKT Cơ Khí

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

PHẦN II: THIẾT KẾ MÔ HÌNH THU NHỎ
3.1. Cơ sở thiết kế mô hình thu nhỏ
Việc thực hiện thiết kế mô hình dựa trên nguyên lý làm việc của máy X514
và có xây dựng lại kết cấu và phương pháp gia công. Với thiết kế trên máy mô
hình là điều khiển bằng máy tính nên tất cả các bộ truyền và các xích động trên
máy thực tế X514 đều được điều khiển bằng máy tính.

Đề tài máy xọc răng điều khiển bằng máy tính
Lớp: CNKT Cơ Khí 4 – K3
Trang 24

GVHD: Th.S Nguyễn Hồng Sơn


Đồ án tốt nghiệp ngành CNKT Cơ Khí

Ðộng
cơ
DC

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Máy
tính

Dây điều khiển

Dây kết nối
Cạc điều khiển

Dao
xọc
T1
M1

Chi
Tiết
T2

Ðộng
cơ

STEP 2

Ðộng
cơ
STEP 1

Hình 3.1.1: Sơ đồ động của máy xọc mô hình

Mô tả sơ đồ động: Với ưu điểm của việc điều khiển bằng máy tính mà từ thực
tế là máy xọc răng X514 để từ đó ta xây dựng được mô hình máy xọc răng mô
hình như hình vẽ - tất cả các tốc độ cần đạt đều được điều khiển bằng máy tính:
a.

Xích tốc độ:
- Việc dao chạy được 1 hành trình kép được điều khiển bởi máy tính
thông qua việc quay đảo chiều của động cơ DC. Tốc độ của động cơ DC

Đề tài máy xọc răng điều khiển bằng máy tính
Lớp: CNKT Cơ Khí 4 – K3
Trang 25

GVHD: Th.S Nguyễn Hồng Sơn