Đồ Án Thiết Kế Máy Phay Ngang

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (870.27 KB, 63 trang )

Đồ án máy công cụ

LỜI NÓI ĐẦU
Để xây dựng đất nước Việt Nam trở thành một quốc gia giàu mạnh, văn minh
và công bằng , cần phải giải quyết một nhiệm vụ rất quan trọng là thúc đẩy nền kinh tế
phát triển. Giải quyết nhiệm vụ này đòi hỏi nền sản xuất công nghiệp phải phát triển
với nhịp độ cao, mà trong đó phần lớn sản phẩm công nghiệp được tạo ra thông qua
các máy công cụ và dụng cụ công nghiệp. Chất lượng của các loại máy công cụ ảnh
hưởng rất nhiều đến chất lượng sản phẩm, năng suất, tính đa dạng và trình độ kỹ thuật
của ngành cơ khí nói riêng và của ngành công nghiệp nói chung. Vì vậy vai trò của
máy công cụ là hết sức quan trọng đối với một nền kinh tế đang phát triển như ở nước
ta. Nó được dùng để sản xuất ra các chi tiết máy khác, nghĩa là chế tạo ra tư liệu sản
xuất nhằm thúc đẩy cơ khí hóa và tự động hóa nền kinh tế quốc dân.
Với vai trò quan trọng như vậy thì việc nắm bắt phương thức sử dụng cũng như
khả năng tính toán thiết kế, chế tạo và tối ưu hóa các máy cắt kim loại là một yêu cầu
cấp thiết đối với người làm công tác kỹ thuật trong ngành cơ khí. Có như vậy chúng ta
mới đạt được các yêu cầu kỹ thuật, năng suất trong quá trình chế tạo các sản phẩm cơ
khí nói riêng và các sản phẩm công nghiệp nói chung.
Vì lý do trên việc hoàn thành đồ án môn học “ Thiết kế máy cắt kim loại ” là
hết sức quan trọng đối với mỗi sinh viên chuyên nghành cơ khí. Qua đó nó sẽ giúp
cho sinh viên nắm bắt được những bước tính toán thiết kế các máy cắt kim loại cơ
bản, đồng thời phục vụ cho việc tiếp cận thực tế một cách dễ dàng khi ra công tác,
ngoài ra nó còn tạo điều kiện cho việc nghiên cứu cải tiến và hiện đại hóa máy cắt kim
loại.
Để hoàn thành đồ án môn học này, ngoài sự cố gắng tìm hiểu, học hỏi và làm
việc nghiêm túc của em còn có sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Th.S Bùi Trương
Vỹ trong bộ môn máy công cụ- trường đại học Bách khoa đà nẵng . Qua đây em xin
cảm ơn thầy và sự đóng góp ý kiến của các bạn đã giúp em hoàn thành đồ án môn học
này.
Mặc dù em đã có sự cố gắng rất nhiều trong việc tham khảo học hỏi để thực
hiện đồ án này nhưng do thời gian có hạn và tài liệu tham khảo còn hạn chế do vậy

khó tránh khỏi những thiếu sót . Em mong muốn có được sự chỉ bảo của các thầy cô
để em có thể thực hiện tốt hơn trong các lĩnh vực có liên quan sau này.
Em xin chân thành cảm ơn.
Đà Nẵng, ngày 25 tháng 12 năm 2012
Sinh viên thực hiện

Trần Hữu Quyền
Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT

Trang 1

Đồ án máy công cụ

A. PHÂN TÍCH MÁY CHUẨN
I. Các thông số, tính năng kỹ thuật của máy phay tương đương.
Tính năng kỹ thuật
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
0
1
1

1
2
1
3
1
4
1
5
1
6
1
7
1
8
1
9
2
0
2
1

Khoảng cách từ đường trục (mặt mút ) trục chính
tới bàn máy (mm)
Khoảng cách từ song trượt thân máy tới tâm bàn
máy (mm)
Khoảng cách lớn nhất từ sống trượt thẳng đứng
thân máy tới thanh giằng (mm)
Khoảng cách đường tâm trục chính tới mặt dưới
của xà ngang (mm)
Khoảng cách lớn nhất từ mặt mút trục chính tới ổ

đỡ trục dao (mm)
Khoảng cách lớn nhất từ mặt sau của bàn tới sống
trượt thân máy (mm)
Bước tiến bàn máy thẳng đứng
Đường kính lỗ trục chính (mm)
Độ côn trục chính ( ГOCT 836-62)
Đường kính trục gá dao (mm)
Số cấp tốc độ trục chính
Phạm vi tốc độ trục chính(vg/ph)
Công suất động cơ chính (kW)
Công suất động cơ chạy dao(kW)
Khối lượng máy (kg)
Kích thước phủ bì của máy(mm)

dài
rộng
cao

Góc quay lớn nhất của bàn máy
Số rãnh chữ T
Chiều rộng rãnh chữ T (mm)
Khoảng cách giữa 2 đường rãnh chữ T (mm)
Khoảng dịch chuyển lớn nhất của bàn máy (mm)
dọc
ngang
đứng
Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT

Trang 2

6H81

Kiểu máy
6H82

6H83

30-340

30-350

30-380

170-370

220-480

260-580

510

775

950

157

155

190

470

700

850

240

320

380

12-380
17
N0 2
22;27;32;4
0

8-390
29
N0 3

8-390
29
N0 3

32; 50

40; 50

16

18

18

65 ÷ 1800

30 ÷ 1500

30 ÷ 1500

4,5

1,7

2,8

1,7

1,7

2,8

2000

2700

4200

2100
1940
1600

2440
2440
2350

3040
3040
1760

± 450

± 450

± 450

3

3

3

14

18

18

50

70

90

600
200
350

700
260
320

900
320
x350

Đồ án máy công cụ

2
1

Dịch chuyển nhanh của bàn máy (mm) dọc
ngang
đứng

2

2

Số cấp bước tiến của bàn máy

2900
2300
1150

2300
2300
770

2300
2300
770

35-980
25-765

23,5-1180
23,5-1180

23,5-1180
8-390

Nhận xét :
Từ bảng thống kê này ta thấy máy 6H82 có những ưu điểm hơn máy 6H81,
6H83 : kích thước nhỏ gọn hơn máy 6H83, nhưng có cùng số cấp tốc độ với máy này,
đường kính trục gá dao và số cấp tốc độ lớn hơn máy 6H81, khoảng cách dịch chuyển
của bàn máy lớn hơn máy 6H81, những ưu điểm đó phù hợp để gia công với những

chi tiết nhỏ và trung bình, phù hợp với điều kiện gia công ở Việt Nam.
Vậy ta chọn máy phay ngang 6H82 làm máy chuẩn để thiết kế.
Máy chuẩn 6H82 là máy cải tiến từ máy phay ngang 682 do Liên Xô (cũ ) sản
xuất. Ở Việt Nam nhà máy cơ khí công cụ số I Hà Nội sản xuất ra máy P623 với
những tính năng kỹ thuật như máy 6H82.
II. Phân tích động học máy chuẩn:
Sơ đồ động học máy phay ngang 6H82 :

Xích tốc độ

Xích chạy dao

II. 1 – Xích tốc độ
- Xích truyền động chính :
Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT

Trang 3

Đồ án máy công cụ

Động cơ (I)
* Kết cấu hộp tốc độ : số cấp tốc độ : 18
Lựa chọn phương án :
PAKG
3x3x2
PATT
I – II – III
X
1 3 9

Xích truyền động gồm 5 trục và một hệ bánh răng lắp cố định bằng then và di trượt
bằng then hoa, cơ cấu biến đổi tốc độ lắp bên trái.
Số vòng quay trục chính : ni = n0.i
- Hộp tốc độ có 3 nhóm truyền :
+ Nhóm A : truyền động từ trục II sang trục III, có 3 tỉ số truyền :

=
+ Nhóm B : truyền động từ trục III sang trục IV, có 3 tỉ số truyền :

=
+ Nhóm C : truyền động từ trục IV sang trục V, có 2 tỉ số truyền :
= > Ta có số cấp vòng quay trục chính : 18 cấp.
+ Ta có 18 cấp tốc độ trục chính (tính toán và chọn tốc độ trục chính theo bảng 1-3
[I] :
n1

n2

n3

n4

n5

n6

n7

n8

n9

n10

n11

n12

n13

n14

n15

n16

n17

n18

30

37,5

47,5

60

75

95

118

150

190

235

300

375

475

600

750

950

1180

1500

- Ta thấy trong chuỗi số vòng quay có tỉ số giữa 2 số vòng quay bất kỳ kề nhau nk và
nk+1 là một số không đổi, chuỗi số vòng quay cấp số nhân với công bội φ, được chọn
theo bảng 1-2[I] với nguyên tắc gấp 10 :
Ta có :

* Sơ đồ lưới kết cấu :

PAKG
PATT
X

I

3x3x2
I – II – III
1 3 9
26/54

II

19/36
16/39

III

28/37
18/47

IV

22/33

39/26

82/38
19/71

V

Lưới đồ thị vòng quay hộp tốc độ
Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT

Trang 4

Đồ án máy công cụ

Nhận xét :
Từ biểu đồ lưới đồ thị vòng quay hộp tốc độ ta thấy lượng mở của các nhóm truyền
động theo thứ tự từ trên xuống có giá trị thay đổi từ từ, nên đây là phương án hợp lý
nhất cho hộp tốc độ có 18 cấp tốc độ
II.2 Xích chạy dao
* Chạy dao dọc, ngang, đứng : Nđc → S ( dọc, ngang, đứng )

Động cơ nđc (I)

)

* Chạy dao nhanh : 3 trục
Động cơ nđc

* Kết cấu hộp chạy dao : số cấp tốc độ : 18
+ Hộp chạy dao có 8 nhóm truyền.
Nhóm I :

i1 = 18/36
;
i2 = 27/27 ;
i3 = 36/18
Nhóm II :
i4 = 18 / 40 ;
i5 = 21 / 37 ;
i6 = 24 / 34
Nhóm IV : i7 = 13 / 45 x 18 / 40 x 40 / 40
;
i8 = 40 / 40
Lựa chọn phương án bộ truyền :
PAKG
3x3x 2
PATT
II – I – III
X
3 1 9
* Từ phương trình xích động học ta xác định được lượng chạy dao (tính toán và chọn
tốc độ theo bảng 1-3 [I] :

n1

n2

n3

n4

n5

n6

n7

n8

n9

n10

n11

n12

n13

n14

n15

n16

n17

n18

23,6

30

37,5

47,5

60

75

95

118

150

190

235

300

375

475

600

750

950

1180

* Nhận xét : Ta thấy trong chuỗi số vòng quay có tỉ số giữa 2 số vòng quay bất kỳ kề
nhau nk và nk+1 là một số không đổi, chuỗi số vòng quay cấp số nhân với công bội φ,
được chọn theo bảng 1-2[I] với nguyên tắc gấp 10 :
ϕ = Z −1

S MAX
1180
= 17
= 1,26
S MIN
23,6

Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT

Trang 5

Đồ án máy công cụ

* Lưới kết cấu :
PAKG
3x3x 2
PATT
II – I – III
X
3 1 9
* Lưới đồ thị vòng quay : trên cơ sở lưới kết cấu và các tỉ số truyền đã biết trong sơ đồ

động ta vẽ được lưới đồ thị vòng quay của hộp chạy dao máy 6H82 :

4

5

6

8

10

16
25
40
60
100 165
250
400 600
1000
12.5 20
33.5 50
80
125
200
335 500 800
1250

Lưới đồ thị vòng quay

B. THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC TOÀN MÁY
I. THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC HỘP TỐC ĐỘ .
I.1. Tổng hợp truyền động chính :
* Các số liệu cho trước :
+ Số cấp tốc độ : Z = 18
+ Tốc độ vòng quay : 30 ÷ 1500 vòng/phút
+ Phạm vi điều chỉnh tốc độ :
Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT

Trang 6

Đồ án máy công cụ

+ Công bội
Từ công bội φ = 1,26 và chuỗi số vòng quay được phân bố theo cấp số nhân ta xác
định được chuỗi số vòng quay của máy thiết kế là : n1 ÷ n18
n1 = nmin = 30 ( vòng/ phút )
n2 = n1× φ = 30×1,26 = 37,5 ( vòng/ phút )
n3 = n1× φ2 = 30×1,262 = 47,5 ( vòng/ phút )
n4 = n1× φ3 = 30×1,263 = 60 ( vòng/ phút )
n5 = n1× φ4 = 30×1,264 = 75 ( vòng/ phút )
n6= n1× φ5 = 30×1,265 = 95 ( vòng/ phút )
n7 = n1× φ6 = 30×1,266 = 118 ( vòng/ phút )
n8 = n1× φ7 = 30×1,267 = 150 ( vòng/ phút )
n9 = n1× φ8 = 30×1,268 = 190 ( vòng/ phút )
n10 = n1× φ9 = 30×1,269 = 235 ( vòng/ phút )
n11 = n1× φ10 = 30×1,2610 = 300 ( vòng/ phút )
n12 = n1× φ11 = 30×1,2611= 375 ( vòng/ phút )
n13 = n1× φ12 = 30×1,2612 = 475 ( vòng/ phút )

n14 = n1× φ13 = 30×1,2613 = 600 ( vòng/ phút )
n15 = n1× φ14 = 30×1,2614 = 750 ( vòng/ phút )
n16 = n1× φ15 = 30×1,2615 = 950 ( vòng/ phút )
n17 = n1× φ16 = 30×1,2616 = 1180 ( vòng/ phút )
n18 = n1× φ17 = 30×1,2617 = 1500 ( vòng/ phút )
I.2. Thiết kế động học và xác định tỉ số truyền :
Dựa vào chuỗi số vòng quay và phạm vi sử dụng như trên, ta sử dụng cơ cấu
bánh răng di trượt để thay đổi tốc độ giữa các trục, nhằm đạt được số cấp tốc độ là 18,
với kết cấu nhỏ, gọn.
Để xác định tỉ số truyền trong các nhóm truyền động của hộp tốc độ sử dụng cơ
cấu bánh răng di trượt, ta sử dụng phương pháp đồ thị. Để xác định tỉ số truyền bằng
phương pháp đồ thị ta dùng 2 loại sơ đồ là lưới kết cấu và lưới đồ thị vòng quay.
I.2.1, Phương án không gian (PAKG)
Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT

Trang 7

Đồ án máy công cụ

a, Tính số nhóm truyền tối thiểu :

Chọn n0 gần với nmax, vì chọn như thế kích thước trục nhỏ gọn và các cơ cấu truyền
động của hộp chịu Mx bé, cho nên kích thước hộp nhỏ gọn.
Chọn n0 = n17 = 1180 (v/phút)

Với x là số nhóm truyền tối thiểu, chọn x = 3.
b, Chọn phương án không gian :
Với cấp tốc độ Z = 18, ta có nhiều phương án không gian, tuy nhiên qua những
phân tích trên ta chọn các PAKG như sau :

Z = 18 = 3 × 3 × 2 = 2 × 3 × 3 = 3 × 2 × 3
Để chọn PAKG hợp lý ta có thể dựa vào một số tiêu chuẩn sau :
+ Phương án đơn giản, có thể dễ dàng thực hiện.
+ Số trục ít nhất
+ Bánh răng chịu momen xoắn Mxmax trên trục ra ít nhất
+ Chiều dài sơ bộ nhỏ nhất
+ Kết cấu trục ra đơn giản
+ Đạt được độ chính xác các xích thực hiện truyền động tạo hình phức tạp và
truyền động chính xác
* Dựa vào các tiêu chuẩn trên ta có các chỉ tiêu để so sánh :
* Tổng số trục của PAKG :
theo công thức : Str = ( x + 1)
Với x = 3, ta có Str = 3 + 1 = 4
* Tổng số bánh răng của hộp :
theo công thức :
Với PAKG Z = 18 = 3 × 3 × 2, ta có :
Sz = 2 ×( 3 + 3 + 2 ) = 16.
Với PAKG Z = 18 = 2 × 3 × 3, ta có :
Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT

Trang 8

Đồ án máy công cụ

Sz = 2 ×( 2 + 3 + 3 ) = 16.
Với PAKG Z = 18 = 3 × 2 × 3, ta có :
Sz = 2 ×( 3 + 2 + 3 ) = 16.
* Tính chiều dài sơ bộ của hộp tốc độ :
Theo công thức : L

Trong đó :

= ∑b + ∑f

.

b – chiều rộng bánh răng.
f – khe hở an toàn.

=> L = 16b + 17f
* Số lượng bánh răng ở trục cuối cùng :
PAKG 3 x 3 x 2 : 2 bánh răng
PAKG 3 x 2 x 3 : 3 bánh răng
PAKF 2 x 3 x 3 : 3 bánh răng
Các bánh răng trên trục chính chịu momen xoắn lớn nên thường có kích thước
lớn, vì vậy cần tránh bố trí nhiều chi tiết trên trục chính.
* Từ các số liệu trên ta lập bảng so sánh PAKG :

Yếu tố so sánh

Phương án
3x3x2

3x2x3

2x3x3

Tổng số bánh răng

16

16

16

Tổng số trục

4

4

4

Chiều dài sơ bộ

16b + 17f

16b + 17f

16b + 17f`

Số bánh răng chịu
Mxmax trên trục ra

2

3

3

Trên cơ sở so sánh trên ta chọn PAKG 3 x 3 x 2 - vì phương án này có số bánh răng
ở trục ra là ít nhất.
I.2.2, Phương án thứ tự (PATT).
Với một PAKG có nhiều PATT, số PATT được tính theo công thức : q = w!

Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT

Trang 9

Đồ án máy công cụ

Với số nhóm truyền w = 3 và PAKG 3 x 3 x 2, ta có q = 3! = 6 phương án thay đổi
thứ tự. Với 6 PATT được thể hiện bằng 6 lưới kết cấu, từ đó ta đánh giá để chọn
PATT hợp lý nhất.
Các phương án thay đổi thứ tự ( PATT ) :
phương án
1
2
3
4
5
PAKG
3x3x2
3x3x2
3x3x2
3x3x2
3x3x2
PATT
I – II – III I – III – II II – I – III II –III – I III – II – I

x
1-3-9
1 - 6 -3
3-1-9
2-6-1
6-2-1
Phạm vi điều chỉnh tỷ số truyền của một nhóm truyền động là:

Ri =

imax i p
= = ϕ ( p −1) xi
i min i1

6
3x3x2
III – I - II
6-1-3

; p – số tỷ số truyền trong nhóm truyền động

Trên thực tế, các tỷ số truyền trong máy công cụ được giới hạn như sau:

1
≤i≤2
4

Tức phạm vi điều chỉnh tỷ số truyền trong một nhóm truyền động là:

Ri =

2
1

×

4
1

= 8

Như vậy phạm vi điều chỉnh giới hạn là:
Rgh = φXmax ≤ 8 ; Xmax – lượng mở cực đại
* Ta lập bản vẽ lượng mở trong từng PATT để so sánh:

PAKG
PATT
X

I – II – III
1-3-9

3x3x2
I – III – II
1 - 6 -3

II – I – III
3-1-9

Xmax

φxmax

9
1,269 > 8

12
1,2612 > 8

9
1,269 > 8

PATT

II –III – I

III – II – I

III – I - II

Lượng mở

Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT

Trang 10

Đồ án máy công cụ

X

2-6-1

6-2-1

6-1-3

12
1,2612 > 8

12
1,2612 > 8

12
1,2612 > 8

Lượng mở

Xmax
φxmax

Với điều kiện φXmax ≤ 8, ta loại bỏ phương án thứ tự I – III – II, II –III – I, III – II –
I, III – I - II. chấp nhận 2 PATT là : I – II – III, II – I – III.
Lưới kết cấu các PATT tương ứng :
PAKG 3 x 3 x 2

PAKG 3 x 3 x 2

PATT III - II - I

PATT

III - I - II

X

X

6 -1-3

6 -2-1

I

I

II

II

III

III

IV

IV

PAKG 3 x 3 x 2

PAKG 3 x 3 x 2

PATT II - I - III

PATT

I - II - III

X

X

1 -3-9

3 -1-9

I

I

II

II

III

III

IV

IV

PAKG 3 x 3 x 2

PAKG 3 x 3 x 2

PATT I - III - II
I

X

1 -6-3

II
III
Trần
Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT
IV

PATT
I

X

II
III 11
Trang
IV

II - III - II
2 -6-1

Đồ án máy công cụ

Trong các phương án này ta chọn PATT ( I II III ) vì phương án này có lượng
mở đều và tăng dần.
I.2.3, Xây dựng lưới kết cấu và lưới đồ thị vòng quay .
a, Lưới kết cấu :
Từ PATT đã chọn trên ta vẽ được lưới kết cấu
I

III

i2
i1

i3
III

i5

i4

i6
IV

i7

i8

V
n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 n9 n10 n11 n12 n13 n14 n15 n16 n17 n18
Lưới kết cấu hộp tốc độ
Quy ước:
- mỗi đường thẳng nằm ngang biểu diễn 1 trục của hộp tốc độ, các điểm trên
đường thẳng nằm ngang biểu diễn các cấp tốc độ của trục đó
- các đoạn thẳng nối các điểm tương ứng trên các trục tượng trưng cho các tỷ
số truyền của các trục đó
- khoảng cách giữa 2 đường thẳng đứng kề nhau là lgφ
b, Lưới đồ thi vòng quay.
Trên cơ sở lưới lưới kết cấu đã chọn ta vẽ lưới đồ thị vòng quay để thể hiện
mối quan hệ giữa số vòng quay với trị số thực của tỉ số truyền.
Chọn n0 = n15 = 750 (vòng/phút)
+ Đối với nhóm cơ sở : i1 : i2 : i3 = 1 : φ : φ2
Chọn i3 = => ;
+ Đối với nhóm khuếch đại thứ nhất : i4 : i5 : i6 = 1 : φ3 : φ6
Chọn i6 = φ2 => ;
+ Đối với nhóm khuếch đại thứ nhất : i7 : i8 = 1 : φ9
Chọn i8 = φ3 =>
=> Ta có lưới đồ thị vòng quay :
Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT

Trang 12

Đồ án máy công cụ

I

II

i2

i1
i3

III

i5
i6

i4

IV
i8

i7

V
n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 n9 n10 n11 n12 n13 n14 n15 n16 n17 n18
Lưới đồ thị vòng quay hộp tốc độ
I.2.4, Xác định số răng của các bánh răng.
a, Nhóm cơ sở :
- có 3 tỉ số truyền i1, i2, i3 với φ = 1,26
i1 =

f1
1
1
31
=

≈
=
⇒ f1 + g1 = 108
g1
ϕ 4 1,26 4 77

3

= 22 . 3

i2 =

1
1
1 f
=
≈ = 2 ⇒ f2 + g2 = 3
3
3
2 g2
ϕ 1,26

i3 =

f3
1
1
1
7
=

≈
=
=
⇒ f 3 + g 3 = 18
ϕ 2 1,26 2 1,59 11 g 3

= 2 . 32
Từ các thừa số trên ta có bội chung nhỏ nhất của tổng ( fi + gi ) là :
3

2

K = 2 .3 = 108
Trong nhóm truyền động này có i1 = imin, i3 = imax, Tỉ số truyền i1 là tia nghiêng trái có
độ nghiêng lớn nhất, nên bánh răng có số răng nhỏ nhất là bánh chủ động. Do đó ta
dùng công thức Eminc để xác định Emin
E MINC =

Z MIN . ( f1 + g1 ) 17.( 31 + 77) 17
=
=
k. f1
108.31
31

Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT

< 1. Chon E = 1 → Z = E.K = 1.108 =108
Trang 13

Đồ án máy công cụ

Ta có số răng của bánh chủ động và bánh bị động tương ứng :
Z 1 = E .K .

f1
108.31
=
= 31
g1 + f 1 77 + 31
f2
108.1
=
= 36
g2 + f2 1+ 2

Z 2 = E.K .
Z 3 = E .K .

Z 1' = E.K .

;
Z 2' = E.K .

g2
2.108
=
= 72
g2 + f2 1+ 2

Z 3' = E.K .

g3
108.11
=
= 66
g 3 + f 3 7 + 11

;

f3
108.7
=
= 42
g 3 + f 3 7 + 11

g1
108.77
=
= 77
g1 + f1 77 + 31

;

.

b, Nhóm khuếch đại thứ nhất :
Nhóm khuếch đại thứ nhất có 3 tỷ số truyền i4, i5, i6
1

1
1
31 f 4
i4 = 4 =
=
=
=
4
3
2,52 77 g 4
ϕ
1,26
⇒ f4 + g4 = 31 + 77 = 108 = 22 . 3
i5 =

1
1
4
=
=
1
1,26 5
ϕ

i6 = ϕ 2 = 1,59

⇒ f 5 + g5 = 4 + 5 = 9

11
7

= ⇒ f6 + g6 = 11 + 7 = 18
Từ các thừa số trên ta có bội chung nhỏ nhất của tổng ( fi + gi ) là :
3

K = 22.3 = 108
Trong nhóm truyền động này có i4 = imin, i6 = imax, Tỉ số truyền i4 là tia nghiêng trái có
độ nghiêng lớn nhất, nên bánh răng có số răng nhỏ nhất là bánh chủ động. Do đó ta
dùng công thức Eminc để xác định Emin
E MINC =

Z MIN . ( f 4 + g 4 ) 17.( 31 + 77) 17
=
=
k. f 4
108.31
31

< 1. Chọn E =1 → Z = E.K =1.108 =108

Ta có số răng của bánh chủ động và bánh bị động tương ứng :
Z 4 = E.K .

Z 5 = E .K .
Z 6 = E .K .

f4
108.31
=
= 31

g 4 + f 4 77 + 31
f5
108.4
=
= 48
g5 + f5 4 + 5

f6
108.11
=
= 66
g 6 + f 6 11 + 7

Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT

Z 4 ' = E .K .

g4
108.77
=
= 77
g 4 + f 4 77 + 31

Z 5 ' = E .K .

g5
108.5
=
= 60
g5 + f5 4 + 5

;

;

Z 6 ' = E .K .

;

g6
108.7
=
= 42
g 6 + f 6 11 + 7

Trang 14

Đồ án máy công cụ

c, Nhóm khuếch đại thứ hai.
Nhóm khuếch đại thứ hai có 2 tỷ số truyền i7, i8
i7 =

1 1 f7
= =
⇒ f7 + g7 = 1 + 4 = 5
ϕ 6 4 g7

i8 = ϕ 3 = 2 =

f8
⇒ f8 + g8 = 1 + 2 = 3
g8

Từ các thừa số trên ta có bội chung nhỏ nhất của tổng ( fi + gi ) là :
K =5 .3= 15
Trong nhóm truyền động này có i7 = imin, i8 = imax, như trên ta dùng công thức Eminc để
xác định Emin
E MINC =

Z MIN . ( f 7 + g 7 ) 17.(1 + 4)
=
= 5,6
f 7 .k
1.15

Chọn E = 6 → Z = K.E =15.6 = 90

Ta có số răng của bánh chủ động và bánh bị động tương ứng :
f7
g7
1
4
Z 7 = E.K .
= 90. = 18
Z 7' = E.K .
= 90. = 72
f7 + g7
5

f 7+ g 7
5
;
Z 8 = E .K .

f8
2
= 90. = 60
f8 + g8
3

Z 8' = E.K .

;

g8
1
= 90. = 30
f8 + g8
3

I.2.5, Kiểm tra sai số tỉ số truyền và sai số vòng quay.
a, Kiểm tra sai số tỉ số truyền
Kiểm tra các tỉ số truyền theo điều kiện sai số cho phép ∆i ≤ [∆i]
∆i =

ilt − itt
.100%
ilt

Với ∆i được tính theo công thức :
Trong đó: ilt - tỷ số truyền tính theo lý thuyết
itt - tỷ số truyền thực tế
[∆i] - sai số cho phép
[∆i] = ± 10.(φ – 1)% = ± 10.(1,26 – 1)% = ± 2,6 %
Bảng tính sai số tỉ số truyền :

Zx
Z x'

Z1
Z1'

Z2
Z 2'

Z3
Z 3'

Z4
Z 4'

Z5
Z 5'

Z6
Z 6'

Zx
Z x'

Z8
Z 8'

31
77

36
72

42
66

31
77

48
60

66
42

18
72

60
30

Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT

Trang 15

Đồ án máy công cụ

ilt

1
2,52

1
2

1
1,59

1
2,52

1
1,26

1,59

1
4

2

itt

1
2,49

1
2

1
1,57

1
2,49

1
1,25

1,57

1
4

2

∆i%

-1,2

0

-1,3

-1,2

-0,8

1,26

0

0

b, Kiểm tra sai số vòng quay.
Sau khi xác định số răng các bánh răng, ta tính số vòng quay thực tế của hộp tốc
độ theo bảng sau :
Số vòng quay thực tế của hộp tốc độ:
Với n0 = 750 vòng/ phút :
Số vòng quay

Công thức tính

V/ph

n1

n0. i1. i4. i7.

30,39

n2

n0. i2. i4. i7.

37,74

n3

n0. i3. i4. i7.

48,04

n4

n0. i1. i5. i7.

60,39

n5

n0. i2. i5. i7.

75

n6

n0. i3. i5. i7.

95,45

n7

n0. i1. i6. i7.

118,62

n8

n0. i2. i6. i7.

147,32

n9

n0. i3. i6. i7.

187,5

n10

n0. i1. i4. i8.

243,12

n11

n0. i2. i4. i8.

301,95

n12

n0. i3. i4. i8.

384,30

n13

n0. i1. i5. i8.

483,12

n14

n0. i2. i5. i8.

600

n15

n0. i3. i5. i8.

763,64

n16

n0. i1. i6. i8.

948,98

n17

n0. i2. i6. i8.

1178,58

n18

n0. i3. i6. i8.

1500

Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT

Trang 16

Đồ án máy công cụ

∆n = ±

Sai số vòng quay được tính theo công thức:
Trong đó: ntc - số vòng quay tiêu chuẩn

ntc − ntt
.100% ≤ [ ∆ n ]
ntt

ntt - số vòng quay thực tế
[∆n] - sai số vòng quay cho phép
[∆n] = ± 10.(φ – 1)% = ± 10.(1,26 – 1)% = ± 2,6 %
Bảng tính sai số vòng quay:

n

ntc

ntt

∆n%

n1

30

30,39

-1,3

n2

37,5

37,74

-0,64

n3

47,5

48,04

-1,1

n4

60

60,39

-0,65

n5

75

75

0

n6

95

95,45

-0,47

n7

118

118,62

-0,5

n8

150

147,32

1,8

n9

190

187,5

1,3

n10

235

243,13

-1,3

n11

300

301,95

-0,65

n12

375

384,30

-2,5

n13

475

483,12

-1,7

n14

600

600

0

n15

750

763,64

-1,8

n16

950

948,98

0,11

n17

1180

1178,58

0,12

n18

1500

1500

0

Ta thấy sai số vòng quay hoàn toàn nằm trong giới hạn sai số cho phép. Vậy số
răng các bánh răng đã tính toán là hợp lý
Đồ thị sai số vòng quay :
n
2.6
2
1
-1
-2
-2.6
Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT

n

Trang 17

Đồ án máy công cụ

Sơ đồ động hộp tốc độ :
72
30

V

77

60

42

72

66

IV

77
48

18
60

III
54

31

II
42

ÐC1

36 31

I

26

II. THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC HỘP CHẠY DAO.
II.1. Tổng hợp truyền động chính :
Đối với máy phay ngang vạn năng ta thường dùng cơ cấu bánh răng di trượt
trong hộp chạy dao để thay đổi tốc độ chạy dao, vì cơ cấu này dễ điều chỉnh, thiết kế
đơn giản, độ cứng vững cao. Trên cơ sở đó ta thiết kế hộp chạy dao dựa vào máy
chuẩn 6H8 sử dụng cơ cấu bánh răng di trượt.
Điều kiện thiết kế hộp chạy dao :
- Số cấp chạy dao: zs = 18
- Lượng chạy dao: Sd = Sn = 23,5 ÷ 1180 ( mm/phút )
Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT

Trang 18

Đồ án máy công cụ

- Bước vít me của bàn máy: tx = 6 mm
Ris =

- Phạm vi điều chỉnh lượng chạy dao :

i SMAX 2,8
=
= 14
1
i SMIN
5

- Đảm bảo công suất để thắng lực cắt dọc trục Px, truyền động êm. Ngoài chuyển động

chạy dao chậm, cần có thêm xích chạy dao nhanh để giảm bớt thời gian chạy không
sau mỗi chu kỳ làm việc
- Để tính toán tương tự như khi thiết kế hộp tốc độ các lượng chạy dao Smin và Smax
được chuyển thành số vòng quay của các cơ câu chấp hành nsmin và nsmax , cơ cấu chấp
hành ở đây là vít me - đai ốc nên :
n Si =

Ta áp dụng công thức :
→

n SMIN = n S1 =

n SMAX = n S 18 =

Si
tx

23,5
= 3,92
6

(v/ph)

1180
= 196,7
6

(v/ph)

II.2. Thiết kế động học và xác định tỉ số truyền :

II.2.1, Phương án không gian (PAKG)
Zs = 18 = 3 x 3 x 2 = 3 x 2 x 3 = 2 x 3 x 3.
Phân tích tương tự như hộp tốc độ ta chọn PAKG 3 x 3 x 2.
II.2.2, Phương án thứ tự ( PATT)
Tương tự như hộp tốc độ ta có 6 PATT :
phương án
1
PAKG
3x3x2
PATT
I – II – III
x
1-3-9

2
3x3x2
I – III – II
1 - 6 -3

3
3x3x2
II – I – III
3-1-9
I

4
3x3x2
II –III – I
2-6-1

5
3x3x2
III – II – I
6-2-1

ILưới kết cấu các PATT tương ứng :
II PAKG 3 x 3 x 2
PATT II - I - III
x
3-1-9

II

PAKG 3 x 3 x 2
PATT I - II - III
1-3-9
III x

III
IV

IV

Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT

Trang 19

V

6

3x3x2
III – I - II
6-1-3

Đồ án máy công cụ

V

I

PAKG 3 x 3 x 2
PATT I - III - II
x
1-6-3

I

II

II

III

III

IV

IV

V

V

PAKG 3 x 3 x 2
PATT III - II - I
x
6-2-1

PAKG 3 x 3 x 2
PATT III - I - II
x
6-1-3

I

I

II

II

III

III

IV

IV

Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT
V

PAKG 3 x 3 x 2
PATT II - III - I
x
2-6-1

Trang 20
V

Đồ án máy công cụ

Ở hộp chạy dao có nhiều cơ cấu phức tạp, nhiều trục nên cần không gian tương đối
nhiều để lắp ghép các chi tiết. Để giảm kích thước chiều cao của hộp ta dùng cơ cấu
phản hồi vì cơ cấu này có ưu điểm : giảm số trục, giảm số bánh răng trong hộp.
Ta dùng cơ cấu phản hồi và đặt các bánh răng lồng không trên trục II và III để
giảm số trục.
Ta không dùng phương án rẽ quạt vì trong hộp chạy dao dùng bánh răng di
trượt thường tất cả các bánh răng đều có mođun như nhau.
Vì vậy ta chọn PATT ( II I III )
II.2.3, Xây dựng lưới kết cấu và lưới đồ thị vòng quay .
a, Lưới kết cấu :
Từ PATT đã chọn trên ta vẽ được lưới kết cấu :

I

II

III
i3

i1
i2

IV

i7

n

1

n

2

n

3

n

4

n

5

n

6

n

7

n

n

8

9

n

10

n

11

n

b, Lưới đồ thị vòng quay. Lưới kết cấu hộp chạy dao
Từ lưới kết cấu ta có :
ϕ3 ϕ6
+ Đối với nhóm cơ sở : i1: i2: i3= 1: : .

Chọn i2 = 1 ⇒ i1=

1
ϕ3

và i3 =

ϕ3

ϕ ϕ2
+ Đối với nhóm khuếch đại thứ nhất : i4: i5: i6 = 1: :
Chọn i6 =

1
ϕ

⇒ i5 =

1
ϕ2

1
ϕ3

và i4=
8

+ Đối với nhóm khuếch đại thứ 2 : i7: i = 1:
Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT

ϕ9

Trang 21

12

n

13

n

14

i6

i4

i8

n

15

n

16

n

17

n

i5
V
18

Đồ án máy công cụ

Chọn i7 =

1
ϕ6

8

⇒ i =

ϕ3

.

Ta có lưới đồ thị vòng quay
i01

II

i02
i1
i2
i7

i8

I

i3 i5
i4
i6

III

in1

IV

V

i9
VI

i10

VII

i11
VIII

i12
i13

IX

X

i14
ns1 ns2 ns3 ns4 ns5 ns6 ns7 ns8 ns9 ns10ns11ns12ns13ns14ns15ns16ns17ns18
Lưới đồ thị vòng quay hộp chạy dao

II.2.4, Xác định số răng của các bánh răng.
Ta sử dụng phương pháp tính khi chưa biết khoảng cách trục.
a, Nhóm cơ sở :
- có 3 tỉ số truyền i1, i2, i3 với φ = 1,26
i1 =

1
1
1 f
=
≈ = 1 ⇒ f1 + g1 = 3
3
3
2 g1
ϕ
1,26

i2 = ϕ 0 = 1,26 0 = 1 =

f2
⇒ f2 + g2 = 2
g2

Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT

Trang 22

XI

Đồ án máy công cụ
i3 = ϕ 3 = 1,26 3 ≈

2 f3
=
⇒ f3 + g3 = 3
1 g3

Từ các thừa số trên ta có bội chung nhỏ nhất của tổng ( fi + gi ) là :
K = 3.2 = 6
Trong nhóm truyền động này có i1 = imin, i3 = imax, Tỉ số truyền i1 là tia nghiêng trái có
độ nghiêng lớn nhất, nên bánh răng có số răng nhỏ nhất là bánh chủ động. Do đó ta
dùng công thức Eminc để xác định Emin
EMINC =

Z MIN . ( f1 + g1 ) 17.(1 + 2)
=
= 8,5

k . f1
108.1

. Chon E = 15 → Z = E.K = 6.15 = 90

Ta có số răng của bánh chủ động và bánh bị động tương ứng :
Z 1 = E .K .

f1
1.90
=
= 30
g1 + f1
3

Z ,1 = E.K .

;

g1
2.90
=
= 60
g1 + f1
3

Z 2 = E .K .

f2
90.1

=
= 45
g2 + f2
2

⇒ Z 2' = 45

Z 3 = E.K .

f3
2.90
=
= 60
g3 + f3
3

⇒ Z 3' = 30

b, Nhóm khuếch đại thứ nhất :
Nhóm khuếch đại thứ nhất có 3 tỷ số truyền i4, i5, i6
i4 =

1
1
1 f
=
≈ = 4 ⇒ f4 + g4 = 3
3
3
2 g4

ϕ
1,26

.

i5 =

f
1
1
1
7
=
=
= = 5 ⇒ f 5 + g 5 = 18
2
2
1,58 11 g 5
ϕ
1,26

i6 =

1
1
4 f
=
≈ = 6 ⇒ f6 + g6 = 9
ϕ 1,26 5 g 6

Từ các thừa số trên ta có bội chung nhỏ nhất của tổng ( fi + gi ) là :
K = 18
E MINC =

Z MIN .( f 4 + g 4 ) 17.3
=
= 2,8
k. f 4
18

. Chọn E = 5 → Z = E.K =5.18 = 90

Ta có số răng của bánh chủ động và bánh bị động tương ứng :

Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT

Trang 23

Đồ án máy công cụ
Z 4 = E .K .

f4
1.90
=
= 30
g4 + f4
3

Z , 4 = E .K .

;

g4
2.90
=
= 60
g4 + f4
3

Z 5 = E .K .

f5
90.7
=
= 35
g5 + f5
18

⇒ Z 5, = 55

Z 6 = E.K .

f6
4.90
=
= 40
g6 + f6
9

⇒ Z 6' = 50

c, Nhóm khuếch đại thứ hai.
Nhóm khuếch đại thứ hai có 2 tỷ số truyền i7, i8
i7 =

1
1
1 f
=
≈ = 7 ⇒ f7 + g7 = 5
6
6
4 g7
ϕ
1,26

i8 = ϕ 3 = 1,26 3 = 2 =

f8
⇒ f8 + g8 = 3
g8

Từ các thừa số trên ta có bội chung nhỏ nhất của tổng ( fi + gi ) là :
K =5.3= 15
Trong nhóm truyền động này có i7 = imin, i8 = imax, i7 nghiêng trái nhiều i8 hơn nên bánh
răng có số răng nhỏ nhất nằm ở i7 , như trên ta dùng công thức Eminc để xác định Emin
E MINC =

Z MIN . ( f 7 + g 7 ) 17.(1 + 4)

=
= 5,6
f 7 .k
1.15

Chọn E = 6 → Z = K.E =15.6 = 90

Ta có số răng của bánh chủ động và bánh bị động tương ứng :
Z 7 = E.K .

Z 8 = E .K .

f7
1
= 90. = 18
f7 + g7
5
f8
2
= 90. = 60
f8 + g8
3

Z 7 ' = E.K .

g7
4
= 90. = 72
f 7+ g 7
5

Z 8' = E.K .

g8
1
= 90. = 30
f8 + g8
3

;

;

II.2.5, Kiểm tra sai số tỉ số truyền và sai số vòng quay.
a, Kiểm tra sai số tỉ số truyền
Kiểm tra các tỉ số truyền theo điều kiện sai số cho phép ∆i ≤ [∆i]
∆i =

ilt − itt
.100%
ilt

Với ∆i được tính theo công thức :
Trong đó: ilt - tỷ số truyền tính theo lý thuyết
itt - tỷ số truyền thực tế
[∆i] - sai số cho phép
[∆i] = ± 10.(φ – 1)% = ± 10.(1,26 – 1)% = ± 2,6 %
Bảng tính sai số tỉ số truyền :
Trần Hữu Quyền _ Lớp 12C1LT

Trang 24

Đồ án máy công cụ

Z1
Z1'

Z2
Z 2'

Z3
Z 3'

Z4
Z 4'

Z5
Z 5'

Z6
Z 6'

Z7
Z 7'

Z8
Z 8'

Zx

Z x'

30
60

45
45

60
30

30
60

35
55

40
50

18
72

60
30

ilt

1
2

1
1

2
1

1
2

1
1,58

1
1,26

1
4

2

itt

1
2

1
1

2

1

1
2

7
11

4
5

1
4

2

0

-0,55

-0,8

0

0

0
0
0
∆i%

b, Kiểm tra sai số lượng chạy dao :

Từ Sd = Sng = 23,5 ÷ 1180 (mm/phút) , và φ = 1,26 ta tính được lượng chạy dao tiêu
chuẩn, sau đó từ lượng chạy dao tiêu chuẩn ta tính được số vòng quay tiêu chuẩn theo
nS =

công thức :

Sn
tx

Lượng chạy dao
tiêu chuẩn

với tx = 6 (mm)
Công thức tính

S1

mm/ph

Số vòng quay tiêu chuẩn
(vg/ph)

23,5

ns1

4