Đề Tài Thiết Kế Máy Phay Ngang Vạn Năng Bàn Máy Số 0

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp.

 

Bộ môn Máy & Tự

động hoá
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KĨ THUẬT CÔNG NGHIỆP
Bộ môn: máy & tự động hoá


Thuyết minh
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài: THIẾT KẾ MÁY PHAY NGANG VẠN NĂNG
BÀN MÁY SỐ 0

Sinh viên thiết kế
: Nguyễn Cao Cường
Giáo viên hướng dẫn : PTS.TRẦN VỆ QUỐC
Khoá học
:1996 – 2001

Thái Nguyên 2001

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
Trường : ĐHKTCNTN
SVTK: Nguyễn

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA

Độc lập - Tự do - hạnh phúc

Cao Cường

Lớp - K32Mc.

Trang 1


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp.

 

Bộ môn Máy & Tự

động hoá
Khoa : Cơ khí
Bộ môn máy & Tự động hoá.

THUYẾT MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đề tài: THIẾT KẾ MÁY PHAY VẠN NĂNG NẰM NGANG BÀN
MÁY SỐ 0.

Sinh viên thiết kế
: Hoàng Thái
Giáo viên hướng dẫn: PTS.TRẦN VỆ QUỐC.
Ngày giao đề
: 27 – 12 – 2000.

Ngày hoàn thành
: 18 – 03 – 2001.

Thái Nguyên 2001
LỜI MỞ ĐẦU

SVTK: Nguyễn

Cao Cường

Lớp - K32Mc.

Trang 2


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp.

 

Bộ môn Máy & Tự

động hoá
Trình độ kỹ thuật của mỗi nước trước hết được xác định bằng sự phát
triển của ngành chế tạo máy, là một trong những ngành chủ đạo của công
nghiệp. Máy cắt kim loại chiếm một vị trí đặc biệt quan trọng trong ngành chế
tạo máy, nghĩa là chế tạo ra tư liệu sản xuất, chế tạo ra máy móc khác để phuc
vụ cho nền kinh tế quốc dân.
Chính vì vậy việc thiết kế, trang bị cho đất nước những máy cắt kim
loại cần thiết thoả mãn các chỉ tiêu kinh tế, kĩ thuật phù hợp với người sử
dụng nhằm thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế quốc dân.

Sau 5 năm học tập và nghiêm cứu ở trường em đã được giao đề tài tốt
nghiệp là thiết kế: Máy phay vạn năng nằm ngang bàn máy số 0. Đây là
một loại máy chuyên dùng loại nhỏ thường dùng trong các phân xưởng dụng
cụ.
Xuất phát từ việc xác định tính năng kĩ thuật hợp lý của máy đúng với
yêu cầu cấp bách trong sản xuất. Từ những tính năng kĩ thuật mà đề tài đã yêu
cầu em đã có những so sánh các phương án khác nhau để tổng hợp thành máy
và thiết kế ra sơ đồ động toàn máy, xác định các ngoại lực tác dụng nên máy
trong những điều kiện làm việc khác nhau để tính toán sức bền chi tiết máy,
chọn giải pháp kết cấu cho từng chi tiết máy bộ phận máy… v v.
Sau 3 tháng tích cực với sự lỗ lực của bản thân em đã vận dụng những
kiến thức đã dược trang bị ở trường cùng với những hiểu biết về máy cắt kim
loại của bản thân, đến nay đồ án của em đã được tính toán thiết kế xong.
Trong thời gian làm đồ án em đã nhận được sự giúp đỡ rất nhiều của
các thầy giáo trong bộ môn Máy cắt kim loại cùng các bạn đặc biệt là thầy
giáo trực tiếp hướng dẫn PTS.Trần Vệ Quốc. Đồ án của em mặc dù đã hoàn
thành nhưng đây là lần đầu tiên bắt tay vào một đề tài lớn, kiến thức còn hạn
hẹp tài liệu tham khảo còn hạn chế chắc chắn đề tài của em còn rất nhiều
thiếu sót. Em rất mong các thầy chỉ bảo và phê bình để em có kinh nghiệm
hơn trong công việc thiết kế máy sau khi ra trường.
Em xin chân thành cảm ơn.
Thái Nguyên, ngày 18/03/2001.
Sinh viên thực hiện
Hoàng Thái

SVTK: Nguyễn

Cao Cường

Lớp - K32Mc.

Trang 3


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp.

 

Bộ môn Máy & Tự

động hoá
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] - Thiết máy cắt kim loại - Mai trọng Nhân .
Trường đại học kĩ thuật công nghiệp - Thái Nguyên.
[2] - Tính toán thiết kế máy cắt kim loại - Phạm Đắp.
Trường đại học Bách khoa Hà Nội 1977
[3] - Giáo trình máy cắt kim loại - Tập I - Hoàng Duy Khản
Trường đạI học kĩ thuật Công nghiệp Thái Nguyên
[4] - Giáo trình máy cắt kim loại - Tập IV - Dương Công Định
Trường đạI học kĩ thuật Công nghiệp 1977
[5] -Thiết kế chi tiết máy - Nguyễn Trọng Hiệp
Trường đại học Bách khoa Hà Nội
[6] - Kỹ thuật Phay
[7] - Hướng dẫn vận hành máy 6T80Γ,6T80, 6T10 .

SVTK: Nguyễn

Cao Cường

Lớp - K32Mc.

Trang 4


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp.

Bộ môn Máy & Tự

 

động hoá

NỘI DUNG THUYẾT MINH
Nội dung

trang.

Phần I

TỔNG HỢP CẤU TRÚC ĐỘNG HỌC

Phần II

XÁC ĐỊNH ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA MÁY

Phần III

TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC

Phần IV

TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC

Phần V

TÍNH TOÁN CHI TIẾT MÁY

Phần VI

THIẾT KẾ CƠ CẤU ĐIŨU KHIỂN

Phần VII

BÔI TRƠN LÀM LẠNH

Phần VIII

TÍNH KINH TẾ

SVTK: Nguyễn

Cao Cường

Lớp - K32Mc.

Trang 5


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp.

 

Bộ môn Máy & Tự

động hoá

PHẦN I
TỔNG HỢP
CẤU TRÚC ĐỘNG HỌC

I- Phân tích chuyển động tạo hình bề mặt:
- Bề mặt chi tiết gia công có thể xem là tập hợp các vị trí liên tiếp của
đường tạo hình động gọi là đường sinh khi dịch chuyển theo một đường tạo
hình khác gọi là đường chuẩn .
SVTK: Nguyễn

Cao Cường

Lớp - K32Mc.

Trang 6


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp.

 

Bộ môn Máy & Tự

động hoá

Như vậy, việc tạo hình các bề mặt cơ bản thực chất là tạo đường sinh
và đường chuẩn (mà ta có thể gọi chung là đường sinh).
Với việc máy phay có trục dao nằm ngang các phưưng pháp tạo đường
sinh là phươnng pháp quỹ tích , phương pháp tiếp xúc … v v.
Ở đây ta phân tích hai phương pháp cơ bản của máy phay có trục nằm
ngang:
+ Phương pháp quỹ tích:

S
2
A

Ở phương pháp này đường sih công nghệ (1) được tạo thành là quỹ tích
chuyển động của mũi dao (2). Mũi dao (2) có hình dạng độc lập với dạng
đường sinh công nghệ, do vậy ở phương pháp này việc chế tạo dao đơn giản.
Ví dụ: Để gia công mặt A (hình vẽ) bằng dao phay mặt đầu quá trình
được thực hiện như sau:
Dao quay với vận tốc n (vòng/phút) để t hực hiện các chuyển động cắt
gọt, các mũi dao theo chuyển động tròn đã vạch ra quỹ đạo tròn để cắt hết
chiều dài chi tiết gia công ta phảI có chuyển động tương đối giữa phôi và dao.
Như vậy quỹ đạo của dao trượt trên phương tịnh tiến của phôi hay chi tiết gia
công.
+ Chuyển động quay của dao là chuyển động tạo đường sinh.
+ Chuyển động tịnh tiến của phôi là chuyển động tạo đường chuẩn
Ở phương pháp này để gia công mặt phẳng bằng dao phay mặt đầu đặt
năng suất cao.
+ Phương pháp chép hình.

SVTK: Nguyễn

Cao Cường

Lớp - K32Mc.

Trang 7


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp.

Bộ môn Máy & Tự

 

động hoá

Cơ sở của phương pháp này là lưỡi cắt của dụng cụ giống hình dáng tạo
biên dạng của lưỡi dao cắt phù hợp với biên dạng cần gia công chi tiết là
đường tạo hình. Còn đường chuẩn nhận được bằng sự dịch chuyển dọc đường
tâm của nó.
Phương pháp chép hình có lực cắt lớn, lưỡi cắt bị hạn chế. Tuy vậy
phương pháp này cho năng suất cao, các chuyển động đơn giản .
+ Phương pháp tiếp xúc.
Dao

2

1

Phôi

Ở phương pháp này đường sinh (1) là tiếp tuyến với một loạt đường
phụ hình học (2) được tạo thành do đIểm trên lưỡi cắt chuyển động.
Ví dụ: phương pháp gia công mặt phẳng bằng dao phay trụ răng
nghiêng. Dao quay với vận tốc n (vòng/phút ) để thực hiện chuyển động cắt
gọt, phôi chuyển động tịnh tiến so với dao để cắt hết chiều dài chi tiết gia
công .

SVTK: Nguyễn

Cao Cường

Lớp - K32Mc.

Trang 8


 

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp.

Bộ môn Máy & Tự

động hoá
Đây là một phương pháp gi8a công đặc trưng nhất của máy phay nằm
ngang, phương pháp này cho phép gia công với năng suất rất cao với cấu tạo
máy đơn giản.
II .Xác định chuyển động tạo hình:
Việc tạo hình bề mặt đòi hỏi khâu mang dao và phôi trong quá trình gia
công phải có những chuyển động thích hợp
Tronh quá trình gia công chuyển động quay tròn của dao là chuyển

động chính (Q1), chuyển động này đảm bảo tốc độ để bóc đi lượng dư của
phôi. Còn chuyển động của bàn máy mang phôi là chuyển chạy dao T (T1, T2,
T3) chuyển động này cho phép đưa lưỡi cắt của dụng cụ cắt đến phần mới của
phôI để cắt hết lượng dư trên bề mặt gia công.
Tóm lại để hình thành bề mặt chi tiết gia công cần thực hiện hai chuyển
động:
+ Chuyển động chính
: chuển động quay tròn của trục dao Q1
+ Chuyển động chạy dao : là chuyển dộng tịnh tiến của bàn máy T (T 1,
T2 , T3).
III . Thành lập cấu trúc động học máy:
Trong quá trình gia công các chuyển động chính và chuyển động chạy
dao chỉ có ảnh hưởng tới bề mặt gia công của chi tiết vì vậy không cần thành
lập một chuyển động chấp hành hoàn toàn xác định nên ta không liên kết về
chuyển động giữa các khâu chấp hànhvới nhau và với nguồn chuyển động.
Vì vậy ta tiến hành thiết lập hai chuyển động chấp hành riêng biệt với
hai nguồn chuyển động riêng biệt. Giữa chuyển động chấp hành và nguồn
chuyển động nối với nhau bằng cơ khí .
+ Chuyển động chính.
Q1

iv

1

4

M@

2

3

Phương trình liên kết :
nđc . iv .Cv = ntrục chính (vòng/phút)

SVTK: Nguyễn

Cao Cường

Lớp - K32Mc.

Trang 9


Bộ môn Máy & Tự

 

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp.

động hoá
ntc
Rút ra : iv = nd / c.Cv
Trong đó : Cv hệ số xích động :Cv = i12 . i34
Vận tốc phay : υ =

nt / c
.
nd / c.Cv

Chuyển động chạy dao:
t23

T3

Sđ

Sd

Sng

tx1

T1

tx2
T2
M2

4

6

is
7

8

9

10

+ Chuyển động tịnh tiến theo phương chạy dao dọc T1 .
M1 – 5 6 – is 7 8 – 9 10 – tx1 → S1 (mm)
+ Chuyển động tịnh tiến theo phương chạy dao ngang T1.
M1 – 5 6 – is – 7 8 – 9 – tx2 → S2 (mm)
+ Chuyển động tịnh tiến theo phương chạy thẳng đứng T3 .
M1 – 5 6 - is 7 8 – tx3 →S3 (mm)
Phương trình liên kết:
nđc . is = S (mm) ↔

1 nd / c
=
is
S

Is - là tỉ số truyền của hộp chạy dao.

SVTK: Nguyễn

Cao Cường

Lớp - K32Mc.

Trang 10


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp.

 

Bộ môn Máy & Tự

động hoá

PHẦN II
XÁC ĐỊNH
ĐẶC TRƯNG KỸ THUẬT

SVTK: Nguyễn

Cao Cường

Lớp - K32Mc.

Trang 11


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp.

Bộ môn Máy & Tự

 

động hoá

I . Đặc trưng công nghệ:
- Trên máy phay nằm ngang có thể gia công được các bề mặt định hình,
các bề mặt phẳng các loại rãnh ,lắp thêm đầu phân độ có thể gia công được cả

bánh răng thẳng, răng nghiêng … v v
Phôi đưa vào máy được gá trên bàn máy hoặc đồ gá khác: phôi có thể
là phôi khối, hộp , trục …v v. Có thể là phôi đúc hoặc là phôi rèn.
Dao thường sử dụng loại dao phay trụ, dao phay mặt đầu, dao phay đĩa
mô đun … v v.
Nguyên công đặc trưng : Phay phẳng bằng dao phay trụ .
Độ chính xác khi phay : khi phay thép có thể đặt được ∇5 ÷ ∇6
Là loại máy nhỏ thường sử dụng trong các phân xưởng dụng cụ, thích
ứng với sản xuất nhỏ và đơn chiếc .
II . Đặc trưng kích thước:
+ Diện tích bàn máy .
Với bàn máy số 0 theo tiêu chuẩn là Bb x Lb = 200 x 800 (mm)
Bb – Chiều rộng bàn máy .
Lb – Chiều dàI bàn máy.
+ Đường kính dao :
Dmax = (0,2÷ 0,3) Bb = 0,3 . 200 (mm)
Dmin = (0,1÷ 0,2) Bb = 0,1 . 200 (mm)
+ Chiều rộng phay :
Bmax = (0,75 ÷ 1) Dmax = 60 (mm)
Bmin = (0,75 ÷ 1) Dmin = 20 (mm)
+ Chiều sâu cắt :
tmax = 0,1 Dmax = 6 (mm)
tmin = 0,1 Dmin = 2 (mm)
III. Đặc trưng động học:
1. Xích tốc độ:
a) Tốc độ cắt:
SVTK: Nguyễn

Cao Cường

Lớp - K32Mc.

Trang 12


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp.

Bộ môn Máy & Tự

 

động hoá
Việc tính tốc độ cắt lớn nhất và bé nhất của máy bằng cách phối hợp
những điều kiện thuận lợi và khó khăn nhát với nhau dẫn đến tăng phạm vi
điều chỉnh của máy và từ đó làm cho kết cấu của máy phức tặp thêm. Vì vậy,
chọn các trị số cắt gọt giới hạn thì tốt nhất là nên căn cứ vào các tài liệu
thống kê về sử dụng tốt chế độ cắt trên các loại máy khác nhau .
Chọn theo bảng : 3[1] Ta có.
Vmax > 150 (m/ph)
Vmin = 10 (m/ph)
b) Số vòng quay giới hạn:
Với máy phay nằm ngang chuyển động quay là chuyển động chính . Ta
có:
1000.V

1000.150

1000.V

1000.10

max
=
= 2388,5 (v/ph)
nmax = π .D
3,14.60
min
min
=
= 53,07 (v/ph)
nmin = π .D
3,14.60
min

Theo máy tiêu chuẩn là 6T80Γ ta chọn.
nmax = 2240 (v/ph)
nmin = 50 (v/ph)
c) Chọn công bội ϕ cho chuỗi số vòng quay trục chính.
Theo số liệu và dựa vào máy 6T80Γ ta chọn .
Số cấp tốc độ Zn =12
Chuỗi số vòng quay trục chính là :
n = 50 , 71 , 100 , 140 , 200 , 280 , 400 , 560 , 800 , 1120 , 1600 , 2240 (v/ph)
Khi đó ta có thể chọn công bội theo công thức .
ϕn =

Zn −1

nmax 11 2240
=
= 1,4120

nmin
50

Chọn theo tiêu chuẩn ϕn = 1,41
2. Xích chạy dao:
Với máy đang thiết kế là máy cóp truyền dẫn chạy dao độc lâp bằng
một nguồn truyền động riêng biệt .
Theo các đặc tính kỹ thuật của máy 6T80Γ :
Sd = Sng = 20 ÷ 1000 (mm/phút)
Sđ = 1/2Sd = 10 ÷ 500 (mm/phút)
SVTK: Nguyễn

Cao Cường

Lớp - K32Mc.

Trang 13


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp.

Bộ môn Máy & Tự

 

động hoá
Phạm vi điều chỉnh :
S

1000

max
Rs = S = 20 = 50
min

Vậy ϕs =

Zs −1

Rs =

18 −1

50 =1,2587

Theo tiêu chuẩn ta chọn ϕs = 1,26
4. Đặc trưng động lực học của máy:
a) Chế độ cắt tính toán sơ bộ:
Khi sử dụng chế độ cắt gọt cực đại sẽ dẫn đến toàn bộ chi tiết máy làm
việc với chế độ cực đại dẫn đến tăng kích thước và trọng lượng của máy.
Thực tiễn chứng tỏ rằng người công nhân không bao giờ cho máy làm việc
hết tải trọng . Vì vậy, để hợp lý hơn ta sử dụng chế độ cắt gọt tính toán để tính
toán.
Số vòng quay tính toán n* .
n* Là tần số cuối cùng của 1/3 phạm vi đIều chỉnh Rn.
Chọn n* = 1600 (vòng/phút)
+ Đường kính dao cắt thử : D* = Dmax = 60 (mm)
+ Chiều rộng phay thử : B* = Bmax = 60 (mm)
+ Chiều sâu phay thử : t* = 0,1.Dmax = 6 (mm)
+ Lượng chạy dao khi phay thử :

Tra theo t* : S* = 0,04 (mm/răng)
Sổ răng dao khi cắt thử :
Tra theo D* = 8 (răng)
Tốc độ cắt tính toán :
V* =

π .D * .n * 3,14.60.160
=
= 30,14 (m/phút)
1000
1000

b) Tính lực cắt:
Tính lực cắt cho trường hợp phay nghịch bằng dao phay trụ : Theo
bảng 9[1] ta có :
Pz* = C . B . Z . Szy (t/d)k.
Trong đó:
SVTK: Nguyễn

Cao Cường

Lớp - K32Mc.

Trang 14


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp.

 

Bộ môn Máy & Tự

động hoá
Hệ số : C = 682 ; y = 0,72 ; k = 0,68 .
Số răng dao Z = 8 (răng)
Sz Lượng chạy dao : Sz = 0,4 (mm/răng)
B Chiều rộng phay : B = 60 (mm)
Vậy: Pz* = 682 . 60 . 0,040,72 (6/60) 0,86
Pz* = 4192,29 (N)
c) Công suất cắt:
Nz* =

Pz * .V *
(Kw)
6.104

Nz* =

492,29.30,14
= 2,10 (Kw)
6.10 4

d) chọn sơ bộ động cơ :
Vì ta dùng riêng động cơ cho từng xích truyền dẫn nên ta xác định công
suất động cơ cho từng xích một.
Động cơ xích tốc độ : Ncv =

NZ *
η

η- Hiệu suất truyền dẫn sơ bộ : η = 0,75
2,1

Suy ra : Ncv* = 0,75 = 2,8 (Kw)
Vậy ta chọn động cơ :A02(A0Λ2)32 – 4
N = 3 (kw)
n = 1430 (v/ph)
Động cơ xích chạy dao : Nes = (Ks- 1) Nev
Với máy phay : Ks = 1,15 ÷ 1,2 ⇒ Nes = (1,2 ÷ 1) .3 = 0,6 (Kw)
Vậy ta chọn động cơ : A02(A0Λ2)11 – 4
N = 0,6 (kw)
n = 1350 (v/ph)

SVTK: Nguyễn

Cao Cường

Lớp - K32Mc.

Trang 15


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp.

 

Bộ môn Máy & Tự

động hoá

PHẦN III
TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC

SVTK: Nguyễn

Cao Cường

Lớp - K32Mc.

Trang 16


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp.

 

Bộ môn Máy & Tự

động hoá

A . HỘP TỐC ĐỘ .
I . Chọn phương án bố trí truyền dẫn:
1 . Chọn kiểu truyền dẫn:
Khi chọn kiểu truyền dẫn căn cứ vào phạm vi đIều chỉnh , công suất
truyền , trị só trượt , thuận tiện đIều khiưển thay đổi tốc độ nhanh , tính cong
nghệ tốt.
Với máy đang thiết kế có chuyển động chính là chuyển động quay ,
động cơ của hộp tốc độ có công suất nhỏ (3Kw) . Vì vậy ta dùng đIều chỉnh
cơ khí gồm một động cơ xoay chiều và một hộp tốc độ bánh răng . Đọng cơ
được nối với hộp tốc độ bằng cơ cấu đai .

2 . Bố trí cơ cấu truyền động:
Ta chọn phương án bố trí truyền dẫn như sau .
Hộp tốc độ và hộp trục chính chung một vỏ hộp .
Ưu điểm : của bố trí này là gọn gàng cho toàn bộ cả truyền dẫn , giá
thành hạ dễ tập trung và bố trí cơ cấu đIều khiển .
Nhựoc điểm : Có thể truyền rung động tư hộp tốc độ sang hộp trục
chính , có thể truyền nhiệt từ hộ tốc độ sang hộp trục chính . Khó bố trí truyền
động đai cho trục chính.
3 . Bố trí kích thước hộp:
Với quan hệ hướng kính và hướng trục như máy đang thiết kế ta chọn
phương án bố trí theo quan hệ bình thường Quan hệ nay được dùng phổ biến
cho những máy nằm ngang cỡ bé .
4 . Lựa chọn bộ truyền cuối cùng:
Bộ truyênhiều cuối cùng có ảnh hưởng lớn đến chế độ lớn nhất và đIều
hoà chuyển động , đến độ bóng bề mặt gia công .
Với máy đang thiết kế giới hạn vòng quay từ 56 ÷ 2500 (vòng/phút) ta
có thể chọn bộ truyền cuối cùng là bánh răng trụ răng thẳng với tóc độ vòng
cho phép là 6 (m/s) .
SVTK: Nguyễn

Cao Cường

Lớp - K32Mc.

Trang 17


 

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp.

Bộ môn Máy & Tự

động hoá
Để đảm bảo trục chính quay êm tốc độ vòng của bánh răng không được
quá lớn , đường kính bánh răng lắp trên trục chính không được quá bé hơn
đường kính phôi .
Đường kính bánh răng cho phép lớn nhất là :
V

Dmax = π .n (mm)
min
Trong đó :
V là vận tốc vòng cho phép của bánh răng V = 6 (m/s)
6

⇒ Dmax = 3,14.41,7 = 0,0458 (m)
Vậy Dmax = 45,8 (m)
Vì đường kính này bé hơn đường kính phôI lớn nhất (D max = 60 mm)
nên ta có thể dùng hai bánh răng dẫn cho trục chính trên hai dãy tốc độ cao,
thấp khác nhau.
II . Chọn phương án kết cấu:
1 . Chọn dạng kết cấu:
Với phạm vi đIều chỉnh yêu cầu là :
n

2500

max
= 44,6

Rn = n ⇒ Rn =
56
min

Ri 2
= Rn*
Phạm vi đIều chỉnh tới hạn : Rn* =
ϕ

Với[Ri]2 = 8 và ϕ = 1,41
82
= 45,3
Ta có : Rn* =
1,41

Các đIều kiện trên thoả mãm công thức :
Rn

Ri 2
≥ ϕ = Rn*

Do vậy ta có kết cấu máy là dạng đơn giản
2 . Phương án kết cấu :
Phương án kết cấu được biểu diễn qua công thức :
m

Z = kΠ=1.Pk = P1 . P2 …Pm
Trong đó :
SVTK: Nguyễn

Cao Cường

Lớp - K32Mc.

Trang 18


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp.

 

Bộ môn Máy & Tự

động hoá
k Là trật tự kết cấu của nhóm dọc theo xích truyền dẫn .
Pm Là số bộ truyền trong nhóm thứ m .
m Là số bộ truyền .
Với 12 cấp tốc độ ta có các phương án truyền dẫn sau :
[1] Z1 = 3 x 2 x 2

[4] Z4 = 2 x 6

[2] Z2 = 2 x 3 x 2

[5] Z5 = 6 x 2

[7] Z7 = 3 x 4

[3] Z3 = 2 x 2 x 3
[6] Z6 = 4 x 3

Ở phương án [1] , [2] , [3] đều có tổng só bộ truyền nhỏ nhất kích
thước trục gọn đặc biệt là phương án [1] trọng lượng truyền dẫn bé (P 1 > P2 >
P3) vừa có thứ tự động học hợp lý , tỷ số truyền trong nhóm được giảm dần
đến trục chính .
Còn các phương án [4] , [5] , [6] , [7] đều thoả mãn chỉ tiêu là có số
nhóm truyền trong các phương án là nhỏ (P = 2) nhưng lạI tăng kích thước
hướng trục ,làm trục dàI và yếu , đặc biệt là các nhóm [4] , [6] , [7] thì đều có
số bánh răng lắp trên trục chính lớn nên không đảm bảo độ cứng vững cho
trục chính của máy khi hoạt động .
Đối với máy ta đang thiết kế là loạI máy nhỏ có tốc độ vòng quay trục
chính khá cao nên xích tốc ddộ ngắn , dẫn đến ta cần giảm số nhóm truyền ,
với đIều kiện như vậy ta có thể chọn phương án [5] là phương án hợp lý nhất :
Z5 = 12 = 6 x 2
Lập phương án này số nhóm truỳên bé , giảm được số lõ trên vỏ hộp và
ổ trên trục , có kích thước nhỏ gọn phù hợp với máy đang thiết kế . Mặt khác
ở phương pháp này có xích tốc độ ngắn , thứ tự động học hợp lý nên ở các tốc
độ quay lớn tổn thát hành trình chạy không và độ mòn của chi tiết giảm .
III . Chọn phương án động học:
Phương án động học là phương án thay về thứ tự thay đổi các bộ truyền
trong các nhóm để nhận được tốc độ đã cho . Với phương án kết cấu đã chọn
ta có:
Kđ = m !phương án động học .
Với m = 2 Ta có Kđ = 2 ! = 2phương án .
[1] : Z = 61I x 26II
[2] : Z = 62II x 21I .
Vì vậy ta chọn phương án tối ưu .
Như ta đã biết phương án tối ưu là phương án:
SVTK: Nguyễn

Cao Cường

Lớp - K32Mc.

Trang 19


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp.

 

Bộ môn Máy & Tự

động hoá
x1 < x2 < x3 < …< xn nếu P1 > P2 > P3 > …> Pn .
Mặt khác để giảm kích thước hướng kính của nhóm truyền động , lên
trên đồ thị vòng quay ta nên tận dụng các tia trong nhóm đói xứng để sao cho
imax .imin
=1 để bánh răng trong nhóm không chệch nhau quá lớn về kích thước và kích
thước nhóm truyền sẽ giảm .
Để hạn chế kích thước hướng kính theo kinh nghiệm các tỷ số truyền
cũng được giới hạn :
Imin ≥ 1/4 và imax ≤ 2
Phạm vi đIều chỉnh :
[Ri] =

i max
2
=
=8
i min 1 / 4

Ta xét các nhóm có phạm vi đIều chỉnh không được vượt quá phạm vi
đIều chỉnh cho phép :
Rm ≤ [RI]
Với : Rm = ϕXm (p - 1) = ϕXmax ≤ [RI]
Xmax = xm (Pm – 1)là lượng mở lớn nhất của hai tia biên nhóm thứ m .
Ta tiến hành so sánh hai phươngán [1] và [2] :
Phương án

61I

26II

5

6

62II

21I

Sơ đồ lưới
Cấu trúc

Xmax = x(P – 1)

10

1

Nhận xét :
Phương án [1] đạt yêu cầu : Z = 61I x 26II có : Xmax = 6
Phương án [2] khong đạt yêu cầu vì 1,4410 = 31 > [RI] = 8
Để thoả mãn cả hai yêu cầu yêu cầu ta xét thấy phương án thứ nhất là
thoả mãn :
SVTK: Nguyễn

Cao Cường

Lớp - K32Mc.

Trang 20


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp.

 

Bộ môn Máy & Tự

động hoá
Vậy ta có phương án động học : Z = 61I x 26II
Để tránh có khối quán tính lớn đặt vào trục động cơ và có thể giữ an
toàn cho các chi tiết máy khi bị quá tảI đột ngột . Từ động cơ đến hộp tốc độ
ta bố trí cơ cấu truyền đai .
Với phương án cấu trúc Z = 61I x 26II ta có lưới cấu trúc :
n12
n11

Sơ đồ lưới cấu trúc.

nn465
nn138210

IV. Xác định tỷ số truyền và đồ thị vòng quay :
n9 trong
Do lưới cấu trúc chỉ thể hiện được số nhóm truyền , số bộ truyền
mỗi nhóm , thứ tự tương đối về bố trí kết cấu nhóm dọc theo truyền (thứ tự lết
cấu), thứ tự về sự ăn khớp chuyển động trong nhóm (thứ tự độn học)
n7 , đặc
tính x và mối liên hệ giữa các tỷ số truyền trong nhóm phạm vi điêù chỉnh
củanhóm truyền và toàn bộ truyền dẫn , số cấp tốc độ của trục dẫn và trục bị
dẫn của nhóm truyền .
Vậy lưới cấu trúc chỉ thể hiện dược đặc tính tổng quát trong quá trình
lựa chọn và đánh giá phương án truyền dẫn , nhưvây để danghgia và xác định
các thông số của truyền dẫn ta phảI thành lập đồ thị vòng quay .
Để thành lập đồ thị vòng quay của hộp tốc độ ta tham khảo máy chuẩn
6T80Γđể xác định lượng mở của 2 tia biên trong các nhóm truyền .
I

+ Lượng mở 2 tia biên của nhóm thứ II:
II = 6(2 – 1)
III
IV
Xmax = x (P – 1)
Tỷ số truyền nhỏ nhất của nhóm truyền thứ II là i = 0,25 .
Vì trên đồ thị vòng quay các tỷ số truyền được biểu diễn dưới dạng :
i = ϕE
E là hệ số khoảng Lgϕ mà tia truyền dẫn cắt qua
Với : E = 0 thì i = 1 và tia truyền dẫn nằm ngang.

E < 0 thì i < 1 và tia truyền dẫn chếch xuống dưới .
E > 0 thì I > 1 và tia truyền dẫn hướng lên trên .
Vậy : i1II ≈ 0,25 = 1,41-4 = ϕ-4
SVTK: Nguyễn

Cao Cường

Lớp - K32Mc.

Trang 21


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp.

 

Bộ môn Máy & Tự

động hoá
i2II ≈ 1,98 = 1,412 = ϕ2
Ta thấy : + Tia biên thứ nhất chếch xuống dưới 4 khoảng lgϕ
+ Tia biên thứ 2 chếch lên trên 1 khoảng lgϕ .
+) Từ các giá trị trên ta nhận thấy các tỷ số truyền không vượt quá giới
hạn imax ≤ 2 và Imin ≥ 1/4 ứng với cá tia không cắt quá 6 khoảng lgϕ với ϕ =
1,41.
+) Điểm n0 trên trục I chọn sao cho xấp xỉ tần số quy của trục động cơ
và trùng với số vòng quay gần nhất trên trục chính .
Từ đồ thị vòng quay ở trang bên ta có các tỷ số truyền như sau :
φ1

n9

800

iđ = φ 2 = ndc =1430.0,98 = 0,75
i1I = ϕ-4 ≈ 1,41- 4 ≈ 1/4
i2I = ϕ- 3 ≈ 1,41- 3 ≈ 19/53 .
i3I = ϕ- 2 ≈ 1,41- 2 ≈ 1/2
i4I = ϕ- 1 ≈ 1,41- 1 ≈ 5/7
i5I = 1
i6I = ϕ ≈ 1,41≈ 7/5
i1II = ϕ- 4≈ 1,41- 4 ≈ 1/4
2
I i2II = ϕ2 ≈ 1,41II
≈2
i

III

I
5

IV
i

n12

II
2

n11

i6I

n10

n0

n9
n0

i

n8

I
4

i

n7

I
3

i

n6

I

2

i

SVTK: Nguyễn

n5

I
1

n4
n3

Cao Cường

Lớp - K32Mc.
n
i1II

2

n1

Trang 22


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp.

 

Bộ môn Máy & Tự

động hoá

P1 = 6 ; x 1 = 1

P 2 = 2 ; x2 = 6

V . Tính toán động học bánh răng :
1. Tính số răng của nhóm truỳên thứ nhất (mođun m = 2) :
Ta có :
i1I = a1/b1 = ϕ- 4 ≈ 1,41- 4 ≈ 1/4
i2I = a2/b2 = ϕ- 3 ≈ 1,41- 3 ≈ 19/53
i3I = a3/b3 = ϕ- 2≈ 1,41- 2 ≈ 1/2
i4I = a4/b4 = ϕ- 1 ≈1,41- 1 ≈ 5/7
i5I = a5/b5 = ϕ0 ≈ 1,410 ≈ 1
i6I = a6/b6 = ϕ1 ≈ 1,411 ≈ 7/5
a1 + b1 = 1 + 4 = 5
a2 + b2 = 19 + 53 = 72 = 32 . 23
a3 + b3 = 1 + 2 = 3
a4 + b4 = 5 + 7 =12 = 3 . 22
a5 + b5 = 1 + 1 = 2
a6 + b6 = 12 = 3 . 22
Vậy : BSCNN của các (aj + bj) là :
K = 5 .32 . 22 = 360
Tính Emin : Emin nằm ở tỷ số truyền i1I vì i1I giảm tốc nhiều hơn so với i6I
Tăng tốc :
Vì giảm tốc nên ta có :
SVTK: Nguyễn

Cao Cường

Lớp - K32Mc.

Trang 23


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp.

 

Bộ môn Máy & Tự

động hoá
aj + bj

Emin = aj.K Z min
Với Zmin = 18 (răng)
⇒ Emin =

1+ 4
18 = 0,25
1.360

Ta chọn E = 1
Để cơ cấu nhỏ gọn ta giới hạn ΣZ ≤ 120 (răng) . Vây tổng số răng Z =
360 (răng) quá lớn so với số răng cho phép trong hộp tốc độ .
Ta phải tiến hành giảm tổng số răng :
K lớn là do thừa số (a1 + b1) = 1 + 4 = 5 . Ta phải tiến hành biến đổi lại

thừa số này :
i1I 1/3,95 ≈ 21/81 (sai số ∆ i = 1,86%)
Các tỷ số truyền khác vẫn như cũ . Xác định lại chỉ số K : K = 120
aj + bj

5

Tính lại Emin : Emin = aj.K .Z min = 1.102 .18 < 1
Ta chọn Emin = 1 khi đó Sz = E.K = 102 .1 = 102
Áp dụng công thức tính bánh răng :
aj

bj

Zi = aj + bj .E.K và = aj + bj .E.K
Ta được:
1
5

chọn Z1 = 21 (răng)

4
5

chọn Z1’ = 81 (răng)

Z1 = .102 = 20,5
Z1’ = .102 = 81,6
Kiểm tra :
Z1/Z1’ = 21/81

sai số : ∆ i = 1,86%

Z2 =

19
.102 = 26,9
72

chọn Z2 = 27 (răng)

Z2’ =

53
.102 = 75,08
72

chọn Z2’ = 75 (răng)

Kiểm tra sai số cho phép :
Z2/Z2’ = 27/75 = 0,9

SVTK: Nguyễn

Cao Cường

vậy sai số : ∆ i = 0,9

Lớp - K32Mc.

Trang 24


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp.

 

Bộ môn Máy & Tự

động hoá
1
3

Z3 = .102 = 34
2
3

Z3’ = .102 = 68

chọn Z3’= 68 (răng)

Kiểm tra :
Z3/Z3’ = 34/68

sai số ∆ i = 5%

Z4 =

5
.103 = 42,5

12

chọn Z4 = 42 (răng)

Z4’ =

7
= .102 = 59,5
12

chọn Z4’ = 60 (răng)

Kiểm tra :
Z4/Z4’= 42/60
Z5 = Z5’ =

sai số ∆ i = 1,3 %

102
= 51 (răng)
2

Z6 =

7
.102 = 59,5 (răng)
12

chọn Z6 =60 (răng)

Z6’ =

5
.102 = 42,5 (răng)
12

chọn Z6’ = 42 (răng)

Kiểm tra :
Z6/Z6’ = 60/42
sai số ∆ i = 1,3%
Kiểm tra thấy các sai số tỷ số truyền đều nằm trong phạm vi cho phép.
Vậy nhóm truyền thứ nhất có 6 bộ truyền là :
21 27 34 42 51 62
; ; ; ; ; .
81 75 68 60 51 42

2 . Tính số răng của nhóm truyền thứ 2(cùng mođun m=2) .
Theo đồ thị vòng quay ta có :
1

1

i1II = ϕ − 4 ≈ 4

i2II = ϕ2 ≈ 2

Ta có :
a1 + b1 = 5
a2 + b2 = 3

Vậy BSCNN của (aj + bj) là K = 5.3 = 15
Tính Emin :
Emin nằm ở tỷ số truyền i1II vì i1II giảm nhiều hơn so với i2II tăng tốc
aj + bj

5

Vì giảm tốc nên ta có Emin = aj.K .Z min = 1.15 .Z min
SVTK: Nguyễn

Cao Cường

Lớp - K32Mc.

Trang 25