ĐỒ ÁN MAY TIEN REN VIT VAN NANG BAO GỒM THUYẾT MINH VÀ BẢN VẼ

.
Bộ giáo dục & đào tạo

cộng hoà xã hội chủ nghĩa việt nam

Trờng : ĐHKTCNTN
Khoa :cơ khí
Bộ môn máy & Tự động hoá .

Độc lập Tự do hạnh phúc.

Thuyết minh

đồ án Môn học

đề tàI : thiết kế máy tiện ren vít vạn năng

Đỗ Khánh Linh
Hoàng Vị.
17/02/2003.
17/0/2003.

Sinh viên thiết kế

: Lã

Giáo viên hớng dẫn : TS .
Ngày giao đề
Ngày hoàn thành

:

:

1


.

Lời mở đầu
Trình độ kỹ thuật của mỗi nớc trớc hết đợc xác định
bằng sự phát triển của ngành chế tạo máy ,là một trong những
ngành chủ đạo của công nghiệp . máy cắt kin loại chiếm một
vị trí đặc biệt quan trọng trong ngành chế tạo máy ,nghĩa là
chế tạo ra t 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 nớc những
máy cắt kim loại cần thiết thoả mãn các chỉ tiêu kinh tế ,kĩ
thuật phù hợp với ngời sử dụng nhằm thúc đẩy sự phát triển
mạnh mẽ của nền kinh tế quốc dân .
Sau khi đợc trang bị môn học máy công cụ I và các môn
khác có liên quan đến nay em đợc giao đề tài thiết kế : Máy
phay vạn năng nằm ngang bàn máy số 0 .Đây là một loại
máy chuyên dùng loại nhỏ thờng dùng trong các phân xởng 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 phơng 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 2 tháng tích cực với sự lỗ lực của bản thân em đã
vận dụng những kiến thức đã dợc trang bị ở trờng cùng với
những hiểu biết về máy cắt kim loại của bản thân ,đến nay
đồ án của em đã đợc tính toán thiết kế xong .
Trong thời gian làm đồ án em đã nhận đợc 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 hớng dẫn TS . Trần Vệ
Quốc . Đồ án của em mặc dù đã hoàn thành nhng đây là lần
đầu tiên bắt tay vào một đề tài lớn , kiến thức còn hạn hẹp
2


.
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 này.
Em xin chân trọng

cảm ơn.

Tài liệu tham khảo
[1] - Thiết máy cắt kim loại Mai trọng Nhân .
Trờng đại học kĩ thuật công nghiệp - Thái
Nguyên .
[2] - Tính toán thiết kế máy cắt kim loại Phạm
Đắp .
Trờng đại học Bách khoa Hà Nội 1977
[3] - Giáo trình máy cắt kim loại Tập I Hoàng Duy

Khản
Trờng đại học kĩ thuật Công nghiệp Thái
Nguyên
[4] - Giáo trình máy cắt kim loại - Tập IV Dơng
Công Định
Trờng đạI học kĩ thuật Công nghiệp 1977
[5] -Thiết kế chi tiết máy Nguyễn Trọng Hiệp
Trờng đại học Bách khoa Hà Nội
[6] - Kỹ thuật Phay
[7] - Hớng dẫn vận hành máy 6T80 ,6T80, 6T10 .

nội dung thuyết minh
Nội
trang.

dung
3


.

4
7
10
29
38
55

Phần

I

tổng

Phần II
Phần

cấu

trúc

động

học

Xác định đặc tính kỹ thuật của máy
III

Phần

IV

Phần

V

Phần

hợp

VI

Tính
tính

toán

toán

tính
bôI

toán

động

học

động

lực

học

chi

tiết

máy

trơn

làm

lạnh

Phần I

Tổng hợp
cấu trúc động học
mặt:

I Phân tích chuyển động tạo hình bề

-Bề mặt chi tiết gia công có thể xem là tập hợp các vị trí
liên tiếp của đờng tạo hình động gọi là đờng sinh khi dịch
chuyển theo một đờng tạo hình khác gọi là đờng chuẩn .
Nh vậy , việc tạo hình các bề mặt cơ bản thực chất là
tạo đờng sinh và đờng chuẩn (mà ta có thể gọi chung là đờng
sinh).
Với việc máy phay có trục dao nằm ngang các phơng pháp
tạo đờng sinh là phơng pháp quỹ tích , phơng pháp tiếp xúc
v v.
ở đây ta phân tích phơng pháp tạo hình cơ bản là :
+ Phơng pháp tiếp xúc .
Dao
4


.

2

1
phôi

ở phơng pháp này đờng sinh (1) là tiếp tuyến với một loạt đờng phụ hình học (2) đợc tạo thành do điểm trên lỡi cắt
chuyển động .
Ví dụ : phơng 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 .
Đây là một phơng pháp gia công đặc trng nhất của máy
phay nằm ngang , phơng 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 lợng d của phôi . Còn chuyển động của bàn
máy mang phôi là chuyển chạy dao T(T 1, T2 , T3) chuyển động
này cho phép đa lỡi cắt của dụng cụ cắt đến phần mới của
phôi để cắt hết lợng d 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 động tịnh tiến của
bàn máy T (T1 , T2 , T3)

III . Thành lập cấu trúc động học máy:

Trong quá trình gia công các chuyển động chính và
chuyển độnh chạy dao chỉ có ảnh hởng tới bề mặt gia công
5


.
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.

v

Công dụng : Tạo ra cấp tốc độ hợp lí của dụng cụ
cắt để bóc đi lớp phoi khỏi phôi với vận tốc căt Vc :
+ Khâu đầu là động cơ chuyền chuyển động qua các
khâu cố định và thay đổi đến khâu cuối là dụng cụ cắt.
Lợng di động tính toán :

nđc . iv .Cv = ntrục chính (vòng/phút)
Đờng truyền :
n(v/p)đc1. i12.ivi34=n(v/p)trục chính.
Trong đó : Cv hệ số xích động :Cv = i12 . i34
Vận tốc phay : =

nt / c
.
nd / c.Cv

tx

Vm ngang

M 11

is

Chuyển
M 2 động chạy dao :
3
1
2
tz

4

M 11
M 22

Vm dọc

M 33

6
Vm
đứn
g


.

Công dụng : Xích tốc độ có công dụng tạo ra các cấp tốc
độ hợp lí của bàn máy để đảm bảo duy trì việc bóc phoi ra
khỏi phôi. Để phôi hợp với chuyển động quay chính thì bàn
máy phải chuyển động theo 3 phơng : dọc, ngang, đứng . Đó
là chuyển động tịnh tiến và đợc thực hiện qua cơ cấu vít
me đai ốc .
Khâu đầu là động cơ điện M2 qua các khâu có tỉ số
truyền cố định và thay đổi đén khâu cuối là bàn dao
(tịnh tiến theo ba phơng)
Lợng di động tính toán :
nđc2.is = s (mm) ,
is : là tỉ số truyền của hôp chạy dao. is=

s
ndc

+ Chuyển động tịnh tiến theo phơng chạy dao dọc T1 .
M12 12 is 34 M 22ty S1 (mm)

+ Chuyển động tịnh tiến theo phơng chạy dao ngang T1.
M12 12 is 34 M 11tx S2 (mm)
+ Chuyển động tịnh tiến theo phơng chạy thẳng đứng T3 .
M12 12 is 34 M 33 tz S3 (mm)

7


.

Phần II

Xác định
đặc trng kỹ thuật
I . Đặc trng công nghệ:

_Trên máy phay nằm ngang có thể gia công đợc các bề
mặt định hình , các bề mặt phẳng các loại rãnh ,lắp thêm
đầu phân độ có thể gia công đợc cả bánh răng thẳng ,răng
nghiêng ... v v
Phôi đa vào máy đợc 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 thờng sử dụng loại dao phay trụ , dao phay mặt
đầu ,dao phay đĩa mô đun ... v v.
Nguyên công đặc trng : Phay phẳng bằng dao phay trụ .
Độ chính xác khi phay : khi phay thép có thể đặt đợc 5
ữ 6
Là loại máy nhỏ thờng sử dụng trong các phân xởng dụng
cụ , thích ứng với sản xuất nhỏ và đơn chiếc .

II . Đặc trng kích thớc:

+ 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.
+ Đờng kính dao :
Dmax = (0,2ữ 0,3) Bb = 0,3 . 200 (mm)
Dmin = (0,1ữ 0,2) Bb = 0,1 . 200 (mm)
+ Chiều rộng phay :
Bmax = (0,75 ữ 1) Dmax = 60 (mm)
Bmin = (0,75 ữ 1) Dmin = 20 (mm)
+ Chiều sâu cắt :
tmax = 0,1 Dmax = 6 (mm)
tmin = 0,1 Dmin = 2 (mm)

III .Đặc trng động học:

1 .xích tốc độ:
a . Tốc độ cắt:
Việc tính tốc độ cắt lớn nhất và bé nhất của máy bằng
cách phối hợp những điều kiện thuận lợi và khó khăn nhất với
nhau dẫn đến tăng phạm vi điều chỉnh của máy và từ đó
làm cho kết cấu của máy phức tạp thêm .Vì vậy , chọn các trị
số cắt gọt giới hạn thì tốt nhất là nên căn cứ vào các tài liệu
8

.
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:
nmax =

nmin =

1000.Vmax 1000.150
=
= 2388,5 (v/ph)
.D min
3,14.60

1000.Vmin 1000.10
=
= 53,07 (v/ph)
.D min
3,14.60

Theo máy tiêu chuẩn là 6T80 ta chọn.
nmax = 2240 (v/ph)
nmin = 50 (v/ph)

c .Chọn công bội cho chuỗi số vòng quay trục
chính.
Theo số liệu và dựa vào máy 6T80 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 .
n =

Zn 1

n max 11 2240
=
= 1,4120
n min
50

Chọn theo tiêu chuẩn n = 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 6T80 :
Sd = Sng = 20 ữ 1000 (mm/phút)
Sđ = 1/2Sd = 10 ữ 500 (mm/phút)
Phạm vi điều chỉnh :
Rs =

S max 1000
=

= 50
S min
20

Vậy s = Zs1 Rs = 181 50 =1,2587
Theo tiêu chuẩn ta chọn s = 1,26
9


.
3 . Đặc trng 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
thớc và trọng lợng của máy . Thực tiễn chứng tỏ rằng ngời 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)
+ Đờng 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)
+ Lợng 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 =

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

b . Tính lực cắt :
Tính lực cắt cho trờng hợp phay nghịch bằng dao phay
trụ : Theo bảng 9[1] ta có :
Pz* = C . B . Z . Szy (t/d)k.
Trong đó
Hệ số : C = 682 ; y = 0,72 ; k = 0,68 .
Số răng dao Z = 8 (răng)
Sz Lợng 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 :

Pz * .V *
(Kw)
6.10 4
492,29.30,14
= 2,10 (Kw)
Nz* =
6.10 4

Nz* =

d. chọn sơ bộ động cơ :

10


.
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 *


- Hiệu suất truyền dẫn sơ bộ : = 0,75
Suy ra : Ncv* =

2,1
= 2,8 (Kw)
0,75

Vậy ta chọn động cơ :A02(A02)32 4
N = 3 (kw)
n = 1430 (v/ph)
Động cơ xích chạy dao : Nes = (Ks- 1) Nev
Với máy phay : Ks = 1,15 ữ 1,2 Nes = (1,2 ữ 1) .3 = 0,6 (Kw)
Vậy ta chọn động cơ : A02(A02)11 4

N = 0,6 (kw)
n = 1350 (v/ph)

Phần III

Tính toán động học
A . hộp tốc độ .

I . Chọn phơng 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 số trợt , thuận tiện điều khiển thay
đổi tốc độ nhanh , tính công 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 . Động cơ đợc nối với hộp
tốc độ bằng cơ cấu đai .
2 . Bố trí cơ cấu truyền động:
Ta chọn phơng án bố trí truyền dẫn nh 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 t 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 thớc hộp:

11


.
Với quan hệ hớng kính và hớng trục nh máy đang thiết kế
ta chọn phơng án bố trí theo quan hệ bình thờng Quan hệ
nay đợc dùng phổ biến cho những máy nằm ngang cỡ bé .
4 . Lựa chọn bộ truyền cuối cùng:
Bộ truyênhiều cuối cùng có ảnh hởng 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 ữ 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) .
Để đảm bảo trục chính quay êm tốc độ vòng của bánh
răng không đợc quá lớn , đờng kính bánh răng lắp trên trục
chính không đợc quá bé hơn đờng kính phôi .
Đờng kính bánh răng cho phép lớn nhất là :
Dmax =

V
(mm)
.n min

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

6
= 0,0458 (m)

3,14.41,7

Vậy Dmax = 45,8 (m)
Vì đờng kính này bé hơn đờng kính phôI lớn nhất (Dmax
= 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 phơng án kết cấu:
1 . Chọn dạng kết cấu:
Với phạm vi đIều chỉnh yêu cầu là :
Rn =

n max
2500
= 44,6
Rn =
n min
56
2

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

Với[Ri]2 = 8 và = 1,41

82
= 45,3
Ta có : Rn* =
1,41

12


.
Các đIều kiện trên thoả mãm công thức :
Rn



Ri 2
= Rn *


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

Z = .Pk = P1 . P2 ...Pm
k =1

Trong đó :
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 phơng án truyền dẫn sau :
[1] Z1 = 3 x 2 x 2
[4] Z4 = 2 x 6

[7]
Z7 = 3 x 4
[2] Z2 = 2 x 3 x 2
[5] Z5 = 6 x 2
[3] Z3 = 2 x 2 x 3
[6] Z6 = 4 x 3

ở phơng án [1] , [2] , [3] đều có tổng só bộ truyền
nhỏ nhất kích thớc trục gọn đặc biệt là phơng án [1]
trọng lợng truyền dẫn bé (P1 > P2 > P3) vừa có thứ tự động
học hợp lý , tỷ số truyền trong nhóm đợc giảm dần đến
trục chính .
Còn các phơng án [4] , [5] , [6] , [7] đều thoả mãn
chỉ tiêu là có số nhóm truyền trong các phơng án là nhỏ
(P = 2) nhng lại tăng kích thớc hớng 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 độ ngắn , dẫn
đến ta cần giảm số nhóm truyền , với điều kiện nh vậy ta có
thể chọn phơng án [5] là phơng án hợp lý nhất :
Z5 = 12 = 6 x 2
ở phơng án này số nhóm truỳên bé , giảm đợc số lỗ trên
vỏ hộp và ổ trên trục , có kích thớc nhỏ gọn phù hợp với máy
đang thiết kế . Mặt khác ở phơng 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 .
13

.

III . Chọn phơng án động học:

Phơng án động học là phơng án thay về thứ tự thay đổi
các bộ truyền trong các nhóm để nhận đợc tốc độ đã cho . Với
phơng án kết cấu đã chọn ta có:
Kđ = m! phơng án động học .
Với m = 2 Ta có Kđ = 2! = 2phơng án .
[1] : Z = 61I x 26II
[2] : Z = 62II x 21I .
Vì vậy ta chọn phơng án tối u .
Nh ta đã biết phơng án tối u là phơng án:
x1 < x2 < x3 < ...< xn nếu P1 > P2 > P3 > ...> Pn .
Mặt khác để giảm kích thớc hớng 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
thớc và kích thớc nhóm truyền sễ giảm .
Để hạn chế kích thớc hớng kính theo kinh nghiệm các tỷ
số truyền cũng đợc 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 đợc vợt
quá phạm vi đIều chỉnh cho phép :
Rm [RI]
Với : Rm = Xm (p - 1) = Xmax [RI]
Xmax = xm (Pm 1)là lợng mở lớn nhất của hai tia biên nhóm
thứ m .
Ta tiến hành so sánh hai phơngán [1] và [2] :

Phơng án

61I
26II

62II
21I

Sơ đồ lới
14


.

trúc

Cấu

Xmax = x(P 1)
5

6
10
1
Nhận xét :
Phơng án [1] đạt yêu cầu : Z = 61I x 26II có : Xmax = 6
Phơng án [2] không đạt yêu cầu vì 1,4410 = 31 > [RI] = 8
Để thoả mãn cả hai yêu cầu yêu cầu ta xét thấy phơng án
thứ nhất là thoả mãn :
Vậy ta có phơng 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 phơng án cấu trúc Z = 61I x 26II ta có lới cấu trúc :

n11
n10
n9
n7

n12

I

II

III

IV

15

n8


.

n6
n
nn435
n2
Sơ đồ lới cấu trúc.

:

n1

IV. Xác định tỷ số truyền và đồ thị vòng quay

Do lới cấu trúc chỉ thể hiện đợc số nhóm truyền , số bộ
truyền trong mỗi nhóm , thứ tự tơng đối về bố trí kết cấu
nhóm dọc theo truyền (thứ tự kết cấu), thứ tự về sự ăn khớp
chuyển động trong nhóm (thứ tự động học) , đặc tính x và
mối liên hệ giữa các tỷ số truyền trong nhóm phạm vi điêù
chỉnh của nhóm truyền và toàn bộ truyền dẫn , số cấp tốc độ
của trục dẫn và trục bị dẫn của nhóm truyền .
Vậy lới cấu trúc chỉ thể hiện dợc đặc tính tổng quát
trong quá trình lựa chọn và đánh giá phơng án truyền dẫn ,
nh vây để đanh giá 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 6T80để xác định lợng mở của 2 tia biên

trong các nhóm truyền .
+ Lợng mở 2 tia biên của nhóm thứ II:
Xmax = x (P 1) = 6(2 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 đợc biểu diễn
dới dạng :
i = E
E là hệ số khoảng lg 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 dới
.
E > 0 thì I > 1 và tia truyền dẫn hớng lên trên .

Vậy : i1II 0,25 = 1,41-4 = -4
i2II 1,98 = 1,412 = 2
Ta thấy : + Tia biên thứ nhất chếch xuống dới 4 khoảng lg
+ Tia biên thứ 2 chếch lên trên 1 khoảng lg .
16


.
+) Từ các giá trị trên ta nhận thấy các tỷ số truyền
không vợt quá giới hạn imax 2 và Imin 1/4 ứng với cá tia không
cắt quá 6 khoảng lg với = 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
nh sau :
iđ =

1 n 9
800
=
=
= 0,75
2 ndc 1430.0,98

i1I = -4 1,41- 4 1/4
i2I = - 3 1,41- 3 19/53 .
i3I = - 2 1,41- 2 1/2
i4I = - 1 1,41- 1 5/7
i5I = 1
i6I = 1,41 7/5
I
II
i1II = - 4 1,41- 4 1/4
I
i2II = 2 1,412i5 2

III

IV
i

II
2

n12
n11

i6 I

n10

n0

n9
n8

i4 I
i

n7

I
3

i

n6

I
2

i1

n5

I

n4
n3
i1II

n2
n

17


.

n0

P1 = 6 ; x1 = 1

P 2 = 2 ; x2 = 6

V . TÝnh to¸n ®éng häc b¸nh r¨ng :
1 . TÝnh sè r¨ng cña nhãm truúªn thø nhÊt (mo®un m = 2) :
Ta cã :
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

18

.

2

3 .2
22

3

a1 + b 1 = 1 + 4 = 5

a 2 + b2 = 19 + 53 = 72 =

a3 + b 3 = 1 + 2 = 3

a 4 + b4 = 5 + 7 =12 = 3 .
a6 + b6 = 12 = 3 . 22

a5 + b 5 = 1 + 1 = 2
Vậy : BSCNN của các (aj + bj) là :

K = 5 .32 . 22 = 360
: Emin nằm ở tỷ số truyền i1I vì i1I giảm tốc nhiều hơn so với

Tính Emin
i6I
Tăng tốc :
Vì giảm tốc nên ta có :

Emin =
Với Zmin

aj + bj

Z min
a j .K
= 18 (răng)

1+ 4
18 = 0,25
1.360
Ta chọn E = 1
Để cơ cấu nhỏ gọn ta giới hạn Z 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 :
Emin =

i1I 1/3,95 21/81 (sai số i = 1,86%)
Các tỷ số truyền khác vẫn nh cũ . Xác định lại chỉ số K : K =
120

Ta chọn Emin

aj + bj

5

.18 < 1
a j .K
1.102
= 1 khi đó Sz = E.K = 102 .1 = 102

Tính lại Emin : Emin =

.Z min =

áp dụng công thức tính bánh răng :
Zi =

aj

aj + bj
Ta đợc:

.E.K và =

bj
aj + bj

.E.K

19


.
Z1 =

1
.102 = 20,5 (răng), chọn Z1 = 21 (răng)
5

4
.102 = 81,6 (răng), chọn Z1 = 81 (răng)
5
Kiểm tra :
Z1 =

Z1/Z1 = 21/81, sai số : i = 1,86%
Z2 =

19
.102 = 26,9 (răng), chọn Z2 = 27 (răng)
72

53
.102 = 75,08 (răng), chọn Z2 = 75 (răng)
72
Kiểm tra sai số cho phép :
Z2/Z2 = 27/75 = 0,9, vậy sai số : i = 0,9
Z2 =

Z3 =

1
.102 = 34 (răng)
3

2
.102 = 68 (răng), chọn Z3= 68 (răng)
3
Kiểm tra :
Z3/Z3 = 34/68, sai số i = 5%
5
.103 = 42,5 (răng), chọn Z4 = 42 (răng)
Z4 =
12
7
= .102 = 59,5 (răng), chọn Z4 = 60 (răng)
Z4 =
12
Kiểm tra :
Z4/Z4= 42/60 , sai số i = 1,3 %
Z3 =

Z5 = Z5 =

102
= 51 (răng)
2

7
.102 = 59,5 (răng), chọn Z6 =60 (răng)
12
5
.102 = 42,5 (răng) , chọn Z6 = 42 (răng)
Z6 =
12

Kiểm tra :
Z6 =

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.
20


.
Vậy nhóm truyền thứ nhất có 6 bộ truyền là :
21 27 34 42 51 60
; ; ; ; ; .
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 :
i1II =

1
1
, i2II = 2 2
4

4

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
Vì giảm tốc nên ta có Emin =

aj + bj

.Z min =

5
.Z min
1.15

a j .K
Emin = 6 Chọn E = 6 Vậy Sz = E.K = 90
Theo công thức ta có :
1
4
Z7 = .90 = 18 (răng),
Z7 = .90 = 72 (răng)
5
5
2
1
Z8 = .90 = 60 (răng),
Z8 = .90 = 30 (răng)
3
3
Vậy nhóm thứ II có 2 bộ truỳên :
18 60

; :
72 30
IV .Tính toán và kiểm tra sai số vòng quay trục
chính :
Trong quá trình tính số răng của các bánh răng do
aj
phân tích ij
, mặt khác khi tính toán Z j và Zj cũng có
bj
sai số vòng quay trục chính có sai lệch so với số vòng quay
tiêu chuẩn . Vì vậy phải kiểm tra lại sai số vòng quay trục
chính :
Trớc hết ta tính số vòng quay thực tế ntt của trục chính
bằng cách viết phơng trình động học :
nj = nđc . ivj .đ
nj Là trị số tốc độ thứ j
nđc Là tốc độ của động cơ (vòng/phút)
21


.
ivj Là tỷ số truyền của hộp tốc độ từ trục động cơ đến
trục cuối .
đ Là hệ số trợt của đai .
Sai số vòng quay :
n tt n tc
tt =
n tc .100%
Trong đó :
ntt là số vòng quay thực tế của trục chính .

ntc là số tiêu chuẩn lấy theo bảng .
Với sai số tt phải nằm trong phạm vi cho phép .
tt [ n]
n = 10( - 1).100% = 10(1,41 - 1).100% =

4,1%

Ta có bảng :
TT
N1
N2
N3
N4
N5
N6
N7
N8
N9
N10

Phơng trình xích động học

100 21 18
ì ì
175 81 72
100 27 18
ì ì
1430 ì
175 75 72
100 34 18

ì ì
1430 ì
175 68 72
100 42 18
ì ì
1430 ì
175 60 72
100 51 18
ì ì
1430 ì
175 51 72
100 60 18
ì ì
1430 ì
175 42 72
100 21 60
ì ì
1430 ì
175 81 30
100 27 60
ì ì
1430 ì
175 75 30
100 34 60
ì ì
1430 ì
175 68 30
100 34 60
ì ì
1430 ì

175 68 30
1430 ì

n

ntt
48,9

ntc
50

-0,7

68,9

71

-2,9

96,7

100

-4,02

134

140

-4,0

192

200

-0,9

273,5

280

-2,23

397

400

-0,7

551,7

800

-1,5

766

860

-4.05

1100

1120

-4,0

22


.

N11
n12

100 51 60
ì ì
175 51 30
100 60 60
ì ì
1430 ì
175 42 30
1430 ì

1500

1600

-4,06

2188

2240

-2,3

B . hộp chạy dao:

I . Chọn phơng án truyền dẫn .
Khác với truyền dẫn trong chuyển động chính , trong
chuyển động chạy dao có công suất bé , vận tốc bé giảm
tốc nhiều và êm .
Trong hộp chạy dao của máy phay nằm ngang truyền
dẫn từ động cơ của xích chạy dao qua cơ cấu điều chỉnh
chạy dao is dến cơ cấu chấp hành thực hiện chạy dao
thẳng , do vậy cần sử dụng ở khâu cuối cùng cơ cấu vít me
đai ốc để biến chuyển động quay thành chuyển động
tịnh tiến ngang dọc - đứng của bàn máy .
Bề mặt gia công là bề mặt trơn do vậy tuy yêu cầu tỷ
số truyền của hộp chạy dao không cao nhng cần có phạm vi
điều chỉnh và số cấp tốc độ mở rộng . Tuy vậy với loại máy
phay ngang bàn máy số 0 là loại máy nhỏ không gian gia
công hẹp vì vậy ta cần bố trí hộp chạy dao nhỏ , gọn .
Tham khảo máy 6T80 ta dùng cơ cấu phản hồi để
tăng phạm vi điều chỉnh mà không ảnh hởng đến không
gian gia công cũng nh kết cấu của máy . Kết hợp với việc sử
dụng các li hợp ma sát điện từ và các li hợp siêu việt để kết
cấu máy bớt phức tạp .
Nhợc điểm của phơng pháp này là phải dùng nhiều bạc
dài li hợp chế tạo đắt tiền và hiệu suất truyền dẫn thấp .

Vì vậy yêu cầu độ chính xác không cao nắm nên ta
có thể chọn cơ cấu điều chỉnh là khối bánh răng di trợt để
tăng độ cứng vững , tuy nhiên hệ thống điều khiển phức
tạp hơn .
II . Chọn phơng án kết cấu .
Nh vậy đặc trng động học của máy đã tính toán ta có
chuỗi số vòng quay của lợng chạy dao là (20 ữ 1000
mm/phút) .
Phạm vi điều chỉnh Rs = 50
23


.
Công bội = 1,26
Theo chuỗi tiêu chuẩn ta có :
Sm = 20 , 25 , 31.5 , 40 , 50 , 63 , 80 , 100 , 125 , 160 ,
200 , 250 , 325 , 400 , 500 , 630 , 800 , 1000 .
Vậy với chuỗi vòng quay của cơ cấu chấp hành là :
Si
ni =
t vm
Trong đó :
tvm là bớc của trục vít me
n = 3,35 ; 4,2 ; 5,3 ; 6,7 ; 8,4 ; 10,6 ; 16,7 ; 20,8 ; 26,7 ;
33,3 ; 41,7 ; 54,2 ; 66,7 ; 83,3 ;
Với số cấp tốc độ Z = 18
Số tỷ số truyền đợc không chế :

1
và imax < 2,8

5
Ta xét điiêù kiện ;
imin >

29III

[Ri ] 2
= Rn*
R=

2,8
= 14 ; = 1,26
Với Rn* =
1,5
14 2
= 155,6
Ta có : Rn* =
1,26
n max
Rn =
= 50
n min
Ta thấy : Rn < Rn*
ở đây cố thể chọn phơng án kết cấu : Zs = 31I x 33II x

Đối với máy đang thiết kế là loại máy nhỏ yêu cầu hộp
chạy dao nhỏ gọn , số trục truyền dẫn ít , có độ tin cậy và
tính công nghệ cao .
Mặt khác vì phạm vi điều chỉnh rộng , để nâng cao
hiệu suất truyền dẫn ta tách hộp chay dao thành 2 xích

truyền dẫn : Dãy tốc độ cao bằng con đờng trực tiếp ,dãy
tốc độ thấp bằng con đờng phản hồi để giảm số nhóm
truyền nhằm giảm tổng số trục và giảm kích thớc hớng kính
của hộp .
Vậy ta có hộp chạy dao với cấu trúc nhân phức tạp gồm
2 xích động học :
24


.
Víi xÝch tèc ®é cao :
Zs1 = 3 x 3I x 1
Víi xÝch tèc ®é chËm :
Zs2 = 3 x 3 x 1 x 1 x 1
VËy c«ng thøc cÊu tróc lµ :
Zs = 3 x 3 (1 + 1 x 1 x 1)
Tõ ®ã ta x©y dùng ®îc líi cÊu tróc nh h×nh vÏ :

25