Đồ án máy 6H82

LỜI NÓI ĐẦU
Trong thời đại tiên tiến và ngày càng hiện đại như ngày nay, sự phát triển
không ngừng của khoa học kỹ thuật, máy cắt kim loại đang được từng bước nghiên
cứu và nâng cao chất lượng. Và kết quả của sự nghiên cứu, cải tiến đó là sự ra đời
của hàng loạt các loại máy mới như máy CNC, NC… Với khả năng tự động hóa
cùng sự hoạt động linh hoạt, chính xác cao, các loại máy sử dụng công nghệ số này
đã giúp nâng cao năng suất, giảm bớt sức lao động và tiết kiệm tiền bạc đáng kể
cho quá trình sản xuất.
Mặc dù với sự đa năng như vậy nhưng chúng ta không thể không kể đến sự
quan trọng của các loại máy công cụ truyền thống bởi vì chúng đã được nghiên cứu
chế tạo từ rất lâu và là tiền đề, cơ sở để chế tạo ra các loại máy công cụ tiên tiến
như ngày nay. Vì thế dù có đổi mới và tiên tiến đến đâu thì việc nghiên cứu và nắm
rõ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các loại máy công cụ là việc vô cùng quan
trọng.
Đối với các kỹ sư cơ khí thì việc thiết kế chế tạo sẽ kiếm được được nhiều
tiền hơn so với việc chỉ biết gia công tạo ra sản phẩm, từ đó cơ hội làm giàu sẽ tốt
hơn. Với mục đích giúp sinh viên hiểu được tầm quan trọng của việc thiết kế và
sáng tạo, đồ án “Thiết kế máy cắt kim loại” sẽ giúp cho sinh viên chúng em làm
quen với việc tự tay thiết kế, chế tạo ra một bộ phận, một phần của một máy cắt
kim loại nào đó. Từ đó trang bị cho chúng em kỹ năng tư duy thiết kế quan trọng
để giúp ích cho sự phát triển nghiệp sau này.
Cụ thể trong đồ án “Thiết kế mát cắt kim loại” này, em sẽ thiết kế một hộp
tốc độ mới cho một máy phay ngang với máy tham khảo là máy phay ngang 6H82.
Trong quá trình tính toán, thiết kế sẽ có rất nhiều thiếu xót do trình độ hiểu
biết của em còn hạn chế về kiến thức chuyên ngành và kiến thức về đồ án cần thiết
kế. Vậy em kính mong sẽ được các thầy chỉ bảo và giúp đỡ em để em có thể hoàn
thành tốt nhất nhiệm của mình.
Em xin cảm ơn thầy rất nhiều đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.


CHƯƠNG I

XÁC ĐỊNH ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA MÁY
1.1.
1.1.1.

Phân tích máy tham khảo
Phân tích công dụng, đặc điểm, khả năng công nghệ của máy

Hình- Máy phay ngang vạn năng 6H82
Máy bao gồm các bộ phận chính sau: 1- Đế máy; 2- Thân máy; 3- Hộp thiết
bị điện; 4- Công tắc xoay; 5- Công tắc thay đổi tốc độ; 6- Núm xoay chọn tốc
độ; 7- Núm ấn để hãm trục chính; 8- Côn để lắp trục dao; 9- Vòi dẫn chất làm
nguội khi gia công; 10- Trục dao; 11- Xà ngang để lắp bạc đỡ trục dao; 12- Bạc
đỡ trục dao; 13- Vô lăng để ăn trục dao; 14- Bàn dao; 15- Tay quay để đảo
chiều dao ăn dọc; 16- Đế bàn dao; 17- Bàn trượt; 18- Sống trượt để di trượt bàn
dao; 19- Tay quay ăn dao ngang và đứng; 20- Vô lăng di chuyển giá dao bằng
tay; 21- Tay quay để kẹp gá dao; 22- Cam kết thúc ăn dao ngang; 23- Vấu kết
thúc ăn dao ngang; 24- Vấu kết thúc ăn dao đứng; 25- Cữ hành trình để kết thúc


ăn dao đứng; 26- Vấu hạn chế hành trình ăn dao đứng; 27- Núm xoay để chọn
trị số chạy dao; 28- Tay gạt thứ 2 để bắt đầu và kết thúc ăn dao dọc; 29- Nắp
đậy ly hợp để điều chỉnh thời gian; 30- Êcu điều chỉnh thời gian của ly hợp.
a. Công dụng
Máy phay 6H82(P623) là máy phay vạn năng nằm ngang dùng để phay các
mặt phẳng nằm ngang bằng dao phay trụ, phay các rãnh ngoài bằng dao phay
đĩa, phay mặt phẳng đứng bằng dao phay mặt đầu, phay các bánh răng trụ ăn
khớp ngoài có răng thẳng, rãnh nghiêng bằng dao phay đĩa môđun, phay các bề
mặt định hình bằng dao phay định hình.
b. Thông số kỹ thuật
Thông số kỹ thuật

Kích thước gia công
Khoảng cách từ mặt mút trục chính đến
bàn máy (mm)
Khoảng cách từ sống trượt thân máy tới
tâm bàn máy (mm)
Khoảng cách lớn nhất từ sống trượt
thẳngđứng tới thanh giằng (mm)
Khoảng cách từ trục chính tới mặt dưới
xà ngang (mm)
Khoảng cách lớn nhất từ mặt mút trục
tới ổ đỡ dao (mm)
Khoảng cách lớn nhất từ mặt sau của
bàn tới sống trượt thân máy (mm)
Lực kéo lớn nhất của cơ cấu chạy dao
+ Dọc
+ Ngang
+ Thẳng đứng
Đường kính lỗ trục (mm)
Độ côn trục chính (mm)
Đường kính trục gá dao (mm)
Số cấp tốc độ trục chính
Phạm vi điều chỉnh tốc độ (v/ph)
Công suất động cơ chính (kW)
Công suất động cơ chạy dao (kW)
Khối lượng máy (Kg)
Kích thước lớn nhất của máy

6H82(P623)
30350
220380

775
155
700
320
1500
1200
500
29
3
32,25
18
301500
7
1,7
2700


+ Dài
+ Rộng
Kích thước bề mặt làm việc của bàn
máy
+
+
Góc quay lớn nhất của bàn
Số rãnh chữ T
Dịch chuyển lớn nhất của bàn máy
(mm/phút)
+ Dọc
+ Ngang
+ Thẳngđứng

Dịch chuyển nhanh của bàn máy
(mm/ph)
+ Dọc
+ Ngang
+ Thẳngđứng
Số cấp bước trên bàn máy
Bước tiến trên bàn máy
+ Dọc
+ Ngang
c. Khả năng công nghệ

2440
2440
320
1250
3
700
260
320
2300
2300
770
18
23,51180
23,51180

Máy phay 6H82(P623) có thể xử lý theo chiều dọc và ngang máy phay, rãnh,
góc, khung hình, hộp số và như vậy khả năng công nghệ của máy có thể được
mở rộng với việc sử dụng đầu phân độ, bàn tròn xoay. Vận hành đơn giản hàng
đầu mang tính tổng quát và các phụ kiện khác. Trong bối cảnh của các máy sản

xuất quy mô lớn có thể sử dụng thành công các hoạt động có tính linh hoạt, đặc
điểm kỹ thuật và độ cứng cao của máy cho phép sử dụng đầy đủ của một máy
cắt nhanh và công cụ carbide. Máy công cụ tự động và có thể được cấu hình
cho nhiều chu kỳ, tự động, tăng năng suất và loại bỏ sự cần thiết của việc bảo trì
máy móc và công nhân có tay nghề cao tạo điều kiện để phục vụ tổ chức tự
động hóa.
1.1.2. Phân tích các xích động học trong máy (làm cơ sở để thiết kế máy mới)
Hộp tốc độ:


Hình – Sơ đồ động của máy 6H82
Số cấp tốc độ là = 18u
công bội = 1,26
Tốc độ trục chính = 30 v/ph.
Công suất động cơ hộp tốc độ N=7 kW
Tốc độ động cơ hộp tốc độ là n= 1440 (vg/ph).
Trục chính có số chuỗi vòng quay được sắp xếp theo thứ tự :
(3037,547,57595118150190
30037560075095011801500).
a. Phân tích hộp tốc độ:
Phương án không gian
Từ trục III qua cặp bánh răng 26/54 làm giảm tốc độ.
Từ trục IIIII qua khối bánh răng di trượt 3 bậc, được 3 tốc độ.
Từ trục IIIIV dùng khối bánh răng di trượt 2 bậc và bánh răng Z=18. Ở đây có
bánh răng dùng chung Z=39 truyền từ trục II lên trục III, từ trục IIIIV nhằm
giảm số lượng bánh răng làm cho kết cấu gọn nhẹ hơn.
Phương án không gian có thể tóm tắt như sau :


b. Xích động học nối từ trục động cơ đến trục chính qua hộp tốc độ.

1440 x 26/54 x

19 / 36
22 / 33

16 / 39






28 / 37
18 / 47

39 / 26

x

x

19 / 71
82 / 38



ntc

Vy phng ỏn khụng gian ca hp tc l 3x3x2- Cỏch b trớ ny lm cho

kt cu hp nh gn, s bỏnh rng trờn trc cui l ớt nht.
Trc chớnh cú 18 tc khỏc nhau t 301500 (vg/ph).
Xích chạy dao.
Chy dao ngang.
36 / 18
27 / 27

18 / 36






18 / 40
21 / 37

24 / 34






13 / 45x18 / 40x 40 / 40
40 / 40

36 / 18
27 / 27

18 / 36






18 / 40
21 / 37

24 / 34






13 / 45x18 / 40x 40 / 40
40 / 40




nđc (1420) x 26/44 x 24/64 x
x
x
28/35 x 18/33 x 33/37 x 37/33 x tv Sng

x

Chy dao ng.

nđc (1420) x 26/44 x 24/64 x
x
x
28/35 x 18/33 x 22/33 x 22/44 x tv Sđ

x

Chy dao dc.
36 / 18
27 / 27

18 / 36






18 / 40
21 / 37

24 / 34

13 / 45x18 / 40x 40 / 40
40 / 40




nđc (1420) x 26/44 x 24/64 x
x
x
x28/35 x 18/33 x 33/37 x 18/16 x 18/18 x tv Sd
Phng trỡnh chy dao nhanh.

nđc(1420) x 26/44 x 44/57 x 57/43 x 28/35 x 18/33 x 33/37 x 18/16 x
18/18xtv Sn
Xuất phát từ đồ thị vòng quay ta có phơng án không gian (3x3x2), với cấp tốc độ
vòng quay trục chính là:
Z = 1x3 x 3 x 3 x 2 = 18 (tốc độ)
Hộp có 4 nhóm truyền:


Nhãm 1: cã mét tØ sè truyÒn Pa = 1 ®Ó truyÒn tõ trôc I ®Õn trôc II
i0 = Z1 / Z1’ = 26/54
Nhãm 2: cã 3 tØ sè truyÒn Pb = 3 ®Ó truyÒn m« men xo¾n tõ trôc II ®Õn trôc III
i1 = Z2 / Z2’ = 19/36 ; i3 = Z3 / Z3’ = 22/33 ; i2 = Z2 / Z2’ = 16/39
Nhãm 3: cã 3 tØ sè truyÒn PC = 3 ®Ó truyÒn m« men xo¾n tõ trôc III ®Õn trôc IV
I5 = Z5 / Z5’ = 28/37 ; i6 = Z6 / Z6’ = 39/26 ; i4 = Z4 / Z4’ = 18/47
Nhãm 4: cã hai tØ sè truyÒn Pd = 2

I7 = Z7 / Z7’ = 19/71
;
i8 = Z8 / Z8’ = 82/38
Z = Pa x Pb x Pc x Pd = 1 x 3 x 3 x 2 = 18
Ph¹m vi ®iÒu chØnh tèc ®é Rn cña hép tèc ®é lµ:
Rn = nmax / nmin = 1500/30 = 50
Chọn n0 = 224 vg/ph
TrÞ sè vßng quay cña trôc chÝnh lµ: X¸c ®Þnh ®îc tõ ®å thÞ vßng quay.
n
1
2
3
4
5
6
7
8
9

TrÞ sè vßng quay
n0 x i7 x i4 x i1
n0 x i7 x i4 x i2
n0 x i7 x i4 x i3
n0 x i7 x i5 x i1
n0 x i7 x i5 x i2
n0 x i7 x i5 x i3
n0 x i7 x i6 x i1
n0 x i7x i6 x i2
n0 x i7 x i6 x i3

Phương án thứ tự của nhóm này là:
[ 0] [1] [ 3] [ 9]
1
x3 x3 x2

n
10
11
12
13
14
15
16
17
18

TrÞ sè vßng quay
n0 x i8 x i4 x i1
n0 x i8 x i4 x i2
n0 x i8 x i4 x i3
n0 x i8 x i5 x i1
n0 x i8 x i5 x i2
n0 x i8x i5 x i3
n0 x i8 x i6 x i1
n0 x i8x i6 x i2
n0 x i8 x i6 x i3


Hỡnh - th s vũng quay ca hp tc mỏy 6H82

Nhn xột :
Đồ thị vòng quay hộp tốc độ có hình rẻ quạt, lợng mở tăng dần, đờng giảm tốc
giảm dần, kết cấu tốc độ chặt chẽ, các trục trung gian có số vòng quay lớn nên mô
men xoắn nhỏ.
Số vòng quay trục chính nằm giữa nmaxữnmin, khi tăng hoặc giảm tốc sẽ gặp tỷ số
truyền hơi lớn. imin = 19/71 = 1/3,7. imax = 82/38 = 2,1 > 2 nhng không đáng kể đối
với loại máy có cấp chính xác 2.
1.2.

Xỏc nh c tớnh k thut ca mỏy cn thit k
Ta cú Z=18; = = 1,26; = 11,2 (vg/ph).
Cụng bi c tớnh theo cụng thc : =

= = 11,2= 569,53 (vg/ph).
Chn tr s vũng quay theo tiờu chun c =560 (vg/ph).


Do công bội φ và số vòng quay đã được tiêu chuẩn háo .Ta xác định 1số vòng
tiêu chuẩn theo bảng 1-2 (tr.15)tương ứng với số vòng quay tiêu chuẩn.
n
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Kết quả(vg/ph)
n
Kết quả(vg/ph)
11,2
10
90
14
11
112
18
12
140
22,4
13
180
28
14
224
35,5
15
280
45
16
355
56
17
450
71
18
560

Bảng – số vòng quay các cấp tốc độ theo tiêu chuẩn
1.2.2. Xác định công suất của động cơ
a, Vì công suất thực tế của động cơ chính chỉ vào khoảng công suất cắt chia cho
(75 - 85), nên ta chọn công suất của động cơ chính bằng công suất cắt chia cho 80.
Vậy công suất động cơ: = /80 = 6/0,8 = 7,5 kW
Ta tra bảng P1.1(Thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí tập 1- trang 238), ta chọn động
cơ kiểu 4A160S8Y3 có các thông số chính như sau:
Công suất: 7,5 kW; 2p=8; vg/ph.
Số vòng quay: 730 vg/ph; Hiệu suất: 0,86.
Cos= 0,75.
b, Xác định số nhóm truyền tối thiểu:
Ta có m là số nhóm truyền tối thiểu. Áp dụng công thức : =
→ m = lg(n®c / nmin) / lg4 = 1,6 . lg(n®c / nmin) = 1,6 . lg(730/11,2) = 2,90.
Vậy số nhóm truyền tối thiểu là 3.

CHƯƠNG II
THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC
2.1. Phương án không gian
Ta có Z = 18 = 9x2 = 2x9 = 3x3x2 = 3x2x3 = 2x3x3.
Bảng só sánh các phương án không gian


Phương án
Chỉ tiêu

3x3x2

3x2x3

2x3x3

Số trục
4
4
4
Số bánh răng
16
16
16
Số bánh răng trục chính
2
3
3
Cơ cấu đặc biệt
Trong các phương án trên, phương án tốt nhất là phương án đảm bảo cho hộp
truyền có kết cấu đơn giản, ít nhóm truyền, số cặp truyền trong mỗi nhóm là ít
nhất.
Trọng lượng các bánh răng lắp lên trục là nhỏ nhất khi kích thước của chúng
không lớn hơn nhau nhiều. Vậy nhóm cơ sở sẽ là nhóm có trọng lượng nhỏ nhất
trong điều kiện cùng số cặp truyền vì đặc tính của nhóm là X1=1, các tỷ số truyền
trong nhóm tăng theo cấp số nhân với công bội nhỏ. Do đó nên bố trí số cặp truyền
trong nhóm cơ sở là nhiều nhất, ta chọn phương án thỏa mãn yêu cầu sau:
Vậy: là thỏa mãn yêu cầu.
Trị số momen xoắn tỷ lệ nghịch với trị số tỷ số truyền của các cặp truyền. Bởi
vậy, phương án tốt nhất là phương án đảm bảo tỷ số truyền nhỏ nhất giới hạn tại
nhóm cuối cùng. Khi đó các trục trung gian làm việc với số vòng quay lớn hơn cho
nên momen xoắn nhỏ hơn. Muốn thỏa mãn yêu cầu này thì nhóm đầu tiên theo thứ
tự không gian phải là nhóm cơ sở có đặc tính X1=1 và đặc tính của nhóm gấp bội
có trị số tăng dần về nhóm cuối, nghĩa là:
Trục chính có mômen xoắn lớn nhất, vậy nên ta nên chọn phương án 3x3x2 là

phương án mà số bánh răng trên trục chính là nhỏ nhất. Như vậy giảm được số
bánh răng chạy không trên trục chính và trạng thái ứng suất xoắn trên trục chính sẽ
đơn giản hơn.
Số trục : m + 1 = 3 + 1 = 4 trục.
Số bánh răng = 2.( +) = 2.( ) = 16.
Phương án thứ tự :
Có 6 phương thứ tự là:
Ph¬ng ¸n 1:

3

x

3

x

2

[I]

[II]

[III]

(1)

(3)

(9)

Ph¬ng ¸n 2: 3

x

3

x

2

[I]

[III]

[II]

(1)

(6)

(3)

Ph¬ng ¸n 3: 3

x

3

x

2

[II]

[I]

[III]

( 3)

(1)

(9)

Ph¬ng ¸n 4: 3

x

3

x

2

[II]

[III]

[I]

(2)

(6)

(1)

Ph¬ng ¸n 5: 3

x

3

x

2

[III]

[I]

[II]

(6)

(1)

(3)

Ph¬ng ¸n 6: 3

x

3

x

2

[III]

[II]

[I]

(6)

(2)

(1)

Để chọn được phương án thứ tự ta so sánh đồ thị lưới kết cấu:
Qua các đồ thị lưới kết cấu ta thấy phương án 1 là phương án phát triển theo
hình“dẻ quạt” do đó các tỷ số truyền được phân phối đều ⇒ Tăng tốc và giảm tốc
trên các trục đều hơn, làm tăng sức bền cho trục.
⇒ Chọn phương án 1 để thiết kế:
3

Đồ thị lưới kết cấu

x

3

x

2

[I]

[II]

[III]

(1)

(3)

(9)


Ta chọn n0 = n15 = 315 (vòng/phút) để xây dựng đồ thị số vòng quay cho phương
án động học đã chọn ở trên.Với nhóm cơ sở, ta chọn tỷ số truyền i 3 = 1. Dựa vào
lưới kết cấu biết được lượng mở các tia trong nhóm này X 1 = 1. Vậy tia i2 phải
nghiêng xuống 1logϕ, tia i1 nghiêng xuống 2logϕ. Vậy tỷ số truyền các nhóm còn
lại trong nhóm cơ sở là:
Với nhóm khuếch đại thứ nhất: chọn i6 = 1. Dựa vào lưới kết cấu biết được lượng
mở các tia trong nhóm này X2 = 3. Vậy tia i5 phải nghiêng xuống 3logϕ, tia i4
nghiêng xuống 6logϕ. Vậy tỷ số truyền các nhóm còn lại trong nhóm khuếch đại

thứ nhất là:
Với nhóm khuếch đại thứ hai: chọn . Dựa vào lưới kết cấu biết được lượng mở các
tia trong nhóm này X3 = 9. Vậy tia i7 phải nghiêng xuống 6logϕ. Vậy tỷ số truyền
nhóm còn lại trong nhóm khuếch đại thứ hai là:
Trong phương án này tỷ số truyền nhỏ nhất là i 7 vì tia này nghiêng xuống nhiều
nhất, tỷ số truyền lớn nhất là i8 vì tia này có độ nghiêng lên trên nhiều nhất:
Các tỷ số truyền của phương án này đều nằm trong phạm vi cho phép:


Ta xây dựng được đồ thị số vòng quay:

2.2. Tính toán số răng trong các cặp truyền
Để tính toán các tỷ số truyền trong mỗi cặp bánh răng ăn khớp ta xuất phát
từ công thức sau:
Trong đó:
• – Là số báng răng chủ động
• – Là số báng răng bị động
• – Bội chung nhỏ nhất của các tổng
•
Để không có hiện tượng cắt chân răng thì ;tức là số răng của các bánh răng tính
được phải lớn hơn trị số thì
Từ các tỷ số truyền đã xác định được ở trên, ta xác định số răng của các cặp
truyền như sau:
1. Nhóm cơ sở.
- Ta có:


-

Tính tổng (:

-

Vậy bội số chung nhỏ nhất của các tổng này là K=18
Tia là tia tính toán vì nó có độ nghiêng lớn nhất. Do tia tính toán nghiêng
xuống dưới nên ta tính theo

-

Chọn có :

-

Số răng của các nhóm truyền được tính như sau:

-

Ta thấy số răng của các cặp bánh răng ăn khớp đều thỏa mãn điều kiện , do
đó ta chọn số răng cho nhóm truyền thứ nhất là

2. Nhóm khuếch đại thứ nhất.
- Ta có:

-

Tính tổng (:

-

Bội số chung nhỏ nhất của các tổng này là K= 30

Tia là tia tính toán vì nó có độ nghiêng lớn nhất. Do tia tính toán nghiêng
xuống dưới nên ta tính theo

-

Chọn , ta có tổng số răng trong nhóm truyền này là:

-

Số răng của các nhóm truyền được tính như sau:


-

Ta thấy số răng của các cặp bánh răng ăn khớp đều thỏa mãn điều kiện , do
đó ta chọn số răng cho nhóm truyền thứ nhất là

3. Nhóm khuếch đại thứ hai.
- Ta có:

-

Tính tổng (:

-

Bội số chung nhỏ nhất của các tổng này là K= 15
Tia là tia tính toán vì nó có độ nghiêng lớn nhất. Do tia tính toán nghiêng
xuống dưới nên ta tính theo

-

Chọn , ta có tổng số răng trong nhóm truyền này là:

-

Số răng của các nhóm truyền được tính như sau:

-

Ta thấy số răng của các cặp bánh răng ăn khớp đều thỏa mãn điều kiện , do
đó ta chọn số răng cho nhóm truyền thứ nhất là

2.3 Kiểm tra số bòng quay thực tế của máy
- Sau khi xác định được số răng ta tính lại số vòng quay thực tế của hộp tốc độ
ntt (n1 ÷ n18) trên cơ sở tỷ số truyền của các số răng đã xác định
- Ta tính lại số vòng quay thực tế n tt từ n1 ÷ n18 với sai số được tính theo công
thức:
Trong đó: – số vòng quay thực tế; – số vòng quay tiêu chuẩn
-

Theo mối quan hệ giữa số vòng quay n và công bội ϕ :
và đồ thị số vòng quay và tỉ số truyền ta có công thức trị số vòng quay theo
tỉ số truyền tính toán ở trên:
n

Trị số vòng quay

n

Trị số vòng quay

1

n0.i1.i4.i7

10

n0.i1.i4.i8


2

n0.i2.i4.i7

11

n0.i2.i4.i8

3

n0.i3.i4.i7

12

n0.i3.i4.i8

4

n0.i1.i5.i7

13

n0.i1.i5.i8

5

n0.i2.i5.i7

14

n0.i2.i5.i8

6

n0.i3.i5.i7

15

n0.i3.i5.i8

7

n0.i1.i6.i7

16

n0.i1.i6.i8

8

n0.i2.i6.i7

17

n0.i2.i6.i8

9

n0.i3.i6.i7

18

n0.i3.i6.i8

Bảng 2.1 – Số vòng quay được xác định từ đồ thị số vòng quay
Ta tính được số vòng quay của các cấp tốc độ:
n1
(v/ph)
11,1

n2
n3
n4
(v/ph) (v/ph) (v/ph)

n5
(v/ph)

n6

n7
n8
(v/ph) (v/ph) (v/ph)

n9
(v/ph)

13,98

27,98

35,26

55,97

70,53

n4
(v/ph)

n15
n16
n17
(v/ph) (v/ph) (v/ph)

n18
(v/ph)

282,2
4

564,5
8

17,62

22,2

n10
(v/ph)

n11
n12
n13
(v/ph) (v/ph) (v/ph)

88,75

111,9
7

141,1

177,7

224

44.8

355,6

448,1

Bảng 2.2 – Số vòng quay các cấp tốc độ (tính toán)
Ta tính được sai số so với số vòng quay tiêu chuẩn từ Bảng 2.2
∆n1
(%)

∆n2
(%)

∆n3
(%)

∆n4
(%)

∆n5
(%)

∆n6
(%)

∆n7
(%)

∆n8
(%)

∆n9

(%)

0,9

1,4

2,1

0,9

0,7

0,67

0,

0,4

0,6

∆n10
(%)

∆n11
(%)

∆n12
(%)

∆n13

(%)

∆n14
(%)

∆n15
(%)

∆n16
(%)

∆n17
(%)

∆n18
(%)

1,3

0,2

0,7

0,41

0

0,4

0,4

0,8

Bảng 2.3 – Sai số số vòng quay


Vậy số vòng quay thực tế thỏa mãn điều kiện thiết kế:

2.4. Sơ đồ động học của hộp tốc độ


CHƯƠNG III
TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC
3.1. Phân tích động học, tĩnh học cho hộp tốc độ
a)

Chế độ cắt thử.
⇒ Chế độ cắt thử mạnh:
Dao thép gió P18, đường kính dao D= 90 (mm), số răng z = 8.
Gia công vật liệu GX có HB= 180 ở chế độ:

⇒

n= 47,5 (vg/ph);

t= 12 (mm);

v=13,5 (mm);

N= 6,3 (Kw).

S=118 (mm/ph);

B=100 (mm);

Chế độ cắt nhanh:
Dao thép hợp kim T15K6, ®êng kÝnh dao D = 100 (mm), sè r¨ng Z = 4.
Gia c«ng thÐp 45 cã HB = 195 ë chÕ ®é :
n = 750 (vg/ph);
v = 235 (m/ph);
⇒

t = 3 (mm);
N = 8,5 (Kw).

S = 750 (mm/ph);

B = 50 (mm);

Thử ly hợp an toàn:

Dao thép gió: P18;

D= 110 (mm);

Z = 8.

Vật liệu gia công: Thép C45.
Chế độ cắt B= 100 (mm); n= 47,5 (vg/ph); S= 118 (mm/ph), Mx= 20000 (N/cm);
Khi chạy dao nhanh 870 (vg/ph) sự trượt là 20 (vg/ph).

3.2. Xỏc nh lc tỏc dng trong truyn dn.
a, Ti trng ngoi:Pc, Q , Qđai (Lực cắt, lực chạy dao và lực kéo đai).
M x Pc



.i0

Mx đc = i0Mx Pc + Mx msik(Mx đc =
).
Trong đó : i0 - tỉ số truyền tổng cộng của xích.


ik - T s truyn t cp ma sỏt ti trc mang ct truyn u tiờn ca hp.
- hiệu suất của xích.
Mx Pc - Mômen xoắn do lực cắt gây ra:



d
2

Mx Pc = Pz.
Pz - lực cắt tiếp tuyến,
d - đờng kính vật gia công.
d
2

Mx Q = Q.
Dới đây sẽ xác định Q và Pc để từ đó xác định các đại lợng nêu trên.


b, Xỏc nh lc ct Pc:
Máy thiết kế là máy vạn năng nên nó gồm các chế độ phay sau đây: Phay
thuận, nghịch, phay mặt đầu và phay răng, không xét đến phay đứng.

Po

v

Po





tích lực tác dụng lên cơ cấu: Xét hai sơ đồ phay dới đây:

S phay nghch
Tính các lực thành phần:

S phay nghch

Phân

Phay thuận:

P0 = C.B.z.Syz.

t
( )k
D

Pz = (0,5 ữ 0,6).P0

Ps = (0,8 ữ 0,9).P0


Pn = (0,3 ữ 0,4).P0

Px = 0,3.P0.tg
Phay nghịch:

P0 = C.B.z.Syz.

t
( )k
D

Pz = (0,5 ữ 0,6).P0

Ps = (1 ữ 1,2).P0

Pn = 0,2.P0

Px = 0,3.P0.tg
Trong đó:
P0 - lực cắt trung bình.
C, y, k - các hệ số phụ thụôc các máy.
z - số răng dao phay.
Sz - mm/răng.
D - đờng kính dao.
B - chiều rộng phay.
Vì phay nghịch và phay thuận có P 0, Pz cùng chung 1 công thức nhng phay nghịch
thì hệ sC lớn hơn (Bảng 2 Tr90) Chỉ tính với TH có lực lớn hơn là TH phay
nghịch .Tra bảng 2 tr90 (Thiết kế máy cắt kim loại) ta có:
C = 682 ;

y = 0,72 ;

k = 0,86.

Chọn D, B, t ở chế độ cắt nặng nhất:
Dao thép gió P18, đờng kính dao D = 90 mm , số răng z = 8.
t = 12 mm ; v = 47,5 vg/ph.
B = 100 mm.

S = 118 mm/ ph Sz =

S
n.z

=

118

47,5.8

= 0,32 (mm/răng).

Vậy thay số ta đợc : P0 = 682.100.8.0,320,72(12/90)0,86 42500(N)
Pz = (0,5 ữ 0,6).42500 = (21250 ữ 25500) (N)
Chọn Pz = 24000 (N).





Phay mặt đầu:

P0 = C.txSyz.

B
( )k
D

(P0 tơng ứng Pz ở trên)(Bảng 2 tr90-Thiết kế máy cắt kim loại)

C= 821.
Vẫn chọn D, B, t ở chế độ cắt nh trên:
Dao thép gió P18, đờng kính dao D = 90 mm, số răng z = 8.
t = 12 mm; v = 47,5 vg/ph.
B = 100 mm.

S = 118 mm / ph Sz =

S
n.z

=

118
47,5.8

= 0,32 (mm/răng).

Ta đợc: P0 = 821.120,95.0,320,72(100/90)1,1 4300 (N).
Phay răng: P0 = C.txsymk1vk2 (Bảng 2 tr90-Thiết kế máy cắt kim loại)
trong đó C = 120; x = 0,15; y = 0,7; k1 = 1,1; k2 = 0,1.
Chọn thử : t = 8mm, s = 20mm/ph, m = 8mm, v = 79 (vg/ph) (chế độ cắt nặng)
Ta đợc : P0 = 120.80,15.200,7.= 20300(N).
Nh vậy qua các TH gia công trên, nói chung lực cắt khi phay nghịch là lớn nhất.
Tính với chế độ cắt mạnh:
Dao thép gió P18, đờng kính dao D = 90 mm, số răng z = 8.
t = 12 mm; n = 47,5 vg/ph.
B = 100 mm, v = 13,5m/ph.
S = 118 mm/ ph.
Thay s ta c cỏc kt qu tớnh sau:



P0 = 42500 (N).
Px = 4600 (N).
Pz = 24000 (N).
Pn = 8500 (N).
Tính với chế độ cắt nhanh:

Dao hợp kim T15K6, đờng kính dao D = 100 mm, số răng z = 4.
t = 3 mm; v = 235 m/ph.
B = 50 mm, n = 750 vg/ph.


S = 750 mm/ph) Sz =

S
n.z

=

750
750.4

= 0,25(mm/răng).

Thay s ta c :
P0 = 682.50.4.0,250,72(3/100)0,86 = 2300(N).
Px = 250 (N).
Py = 500 (N).
Pz = 1200 (N).
Lực thành phần Pn không nêu rađây.
c. Tính lực chạy dao Q: Theo tài liệu "Thiết kế máy cắt kim loại" trang 92 với máy
phay dùng sống trợt đuôi én ta có:
Q = k.Px + f''.(Pz + 2Py + G), các hệ số k = 1,4; f'' = 0,2.
Chọn sơ bộ G = 25000 (N).
Với chế độ cắt mạnh ta đợc: Q = 1,4.4600 + 0,2.(24000 + 2.8500 + 25000)
Q = 19600 (N).
Với chế độ cắt nhanh ta đợc: Q = 1,4.270 + 0,2(1400 + 2.500 + 25000)

Q = 5900( N).
3.3. Tớnh toỏn cụng sut ng c.
1. Cụng sut ng c chớnh.
Nđc1 = Nc + N0 + Np
Trong đó:
Nc - công suất cắt.
N0 - công suất chạy không.
Np - công suất phụ liên quan đến hiệu suất và những nguyên nhân ngẫu nhiên.
Pz . v
24000.13,5
=
60.102.9,81 60.102.9,81

Tính Nc: Nc =
với chế độ cắt nặng nhất.


= 5,4 (Kw).

Pz . v
1200.235
=
= 4,7
60.102.9,81 60.102.9,81

Nc =
(Kw).
với chế độ cắt nhanh. Do đó ta lấy Nc = 5,4 (Kw).

Tính N0 :

N0 = Km

d tb
10 6

.(n + K1.ntc)


Trong đó:
* Km = 3 ữ 6, hệ số phụ thuộc chất lợng chế tạo chi tiết và chất lợng bôi
trơn, ở đây chọn Km = 5 - chi tiết yêu cầu không cao.
* dtb = 35 mm, đờng kính trung bình của các cổ trục.
* n- tổng tốc độ vòng tất cả các trục trung gian. ở đây ứng với chế độ cắt
thử nặng nhất : tốc độ cắt 47,5 (m/ph) tức là tơng đơng tốc độ n7 (= 50) của máy
thiết kế.
Vì n3 = n0x i3i4i7 nên ta có ngay tốc độ các trục (rút ra từ đồ thị lới) :
Trục 1- 315------- Trục 2- 200-------- Trục 3- 200 (vg/ph).
Do đó n = 315 + 200 + 200 = 715.
* K1 - 2, hệ số tổn thất tại trục chính dùng ổ trợt.
* ntc = 47,5.

Vậy ta đợc N0 = 5.

35
10 6

(753 + 2.47,5)= 0,14 (Kw).

Tính Np:
Np = Nc1.ik(1 - k)
hộp tốc độ có 5 bộ truyền bánh răng (tại mỗi tốc độ trục chính) nờn ta lấy hiệu
suất 1 bộ truyền là 0,96 ta có Np = Nđc1.4.(1 - 0,96) = 0,16.Nđc1.
Vậy ta có:


Nđc1 = Nc + N0+ Np = 5,4 + 0,14 + 0,16.Nđc1 Nđc1 = 5,54/0,84 = 6,60 (Kw).
Nh vậy ta chọn động cơ có công suất 7,5 (Kw), số vòng quay =730 (vg/ph).
Ta tra bng P1.1(Thit k h thng dn ng c khớ tp 1- trang 238), ta chn ng
c kiu 4A160S8Y3 cú cỏc thụng s chớnh nh sau:

Cụng sut: 7,5 kW; 2p=8; vg/ph.
S vũng quay: 730 vg/ph.

Hiu sut: 0,86.

Cos= 0,75.
3.4. Tớnh s b cỏc trc
Số vòng quay trên các trục (vg/ph):





Trục 1 : nmin = nmax.= 730.
Trục 2 : nmin = 351,48.

26

= 351,48
54

21
= 233,67
33

, nmax = 351,48.

27
= 351,48
27


•

18
= 58,42
72

Trôc 3 : nmin = 233,67.

, nmax = 351,48.

18
= 14,61
72

45
= 351,48

45

60
= 702,96
30

Trôc 4: nmin = 58,42.
, mmax = 351,48.
(Trôc chÝnh).
Tõ ®ã theo trang 202 tµi liÖu ThiÕt kÕ m¸y c¾t kim lo¹i ta cã c«ng thøc tÝnh sè vßng
•

4

quay t¬ng ®¬ng trªn c¸c trôc : n = nmin
•

Trục 1: n1 = 351,48 (vg/ph).
4

•



= 258,78 (vg/ph).
351,48
58,42

Trục 3: n3 = 58,42.

= 91,5 (vg/ph).
4



351,48
233,67

Trục 2: n2 = 233,67.
4

•

n max
n min

702,96
14,61

• Trục 4: n4 = 14,61.
M«men xo¾n trôc ®éng c¬ :

Mx0 = 9,55.106.
M«men xo¾n trªn c¸c trôc :

Trục 1: Mx1 = Mx0.

Trục 2: Mx2 = Mx0.

Trục 3: Mx3 = Mx0.

= 38,48 (vg/ph).
N
7
= 9,55.10 6 .
= 91575,34
n dc
730

n dc
730
= 91575,34.
n1
351,48
n dc
730
= 91575,34.
n2
258,78
n dc
730
= 91575,34.
n3
91,5

Trục 4: Mx4 = Mx0.

(N.mm).

= 190195,74 (N.mm).

= 258327,53 (N.mm).

= 730601,07 (N.mm).

n dc
730
= 91575,34.
n4
38,48

= 1737266,07 (N.mm).




Đờng kính sơ bộ các trục :

Theo công thc (10.9) trang 188 sách ''Tính toán thiết kế Hệ dẫn động cơ khí'' của
tác giả Trịnh Chất & Lê Văn Uyển, ta có :
3

d=

Mx
0,2.[ x ]

với [x]= 15...30 (MPa)- ứng suất xon cho phộp

Tính đợc:

3

91575,34
=
0,2.30

d0 =

24,80 25 (mm).
3

190195,74
=
0,2.30

31,64 32 (mm). Chn d1= 30 (mm).

d1 =
3

258327 ,53
=
0,2.30

d2 =

35,05 35 (mm).
3

730601,07

=
0,2.30

d3 =

49,57 50 (mm).
3

d4 =

1737266,07
=
0,2.30

60,16 60 (mm).

3.5. Tớnh toỏn ni trc n hi.
Chọn nối trục đàn hồi:
Nối trục đàn hồi lắp trên trục vào hộp tốc độ, nối trục động cơ vào hộp. Với động
cơ đã chọn 4A160S8Y3, tra bảng 1.6 tr 24 sách ''Tính toán thiết kế Hệ dẫn động cơ
khí'' của tác giả Trịnh Chất & Lê văn - Uyển, tập I, trang 242 ta đợc đờng kính trục
động cơ là 38 (mm). Từ đó cũng tài liệu trên (Tập II tr 68) ta chọn theo đờng kính
38 mm, mômen xoắn T(M) = 91,575 (N.mm) đợc khớp nối với các thông số:
Đờng kính max D = 125; chiều dài L = 145; đờng kính qua tâm chốt D0 = 90;
Đờng kính trong 38 (mm), mômen truyền max T = 125 (N.m). Số chốt z = 4.


Kiểm nghiệm nối trục:

Sức bền dập của vòng đàn hồi : d =

2kT
ZDo .d c .l s

[]d.