Đồ án môn học : Thiết kế máy cắt kim loại máy phay vạn năng 6P80G

MỤC LỤC

1


LỜI NÓI ĐẦU
Máy cắt kim loại chiếm một vị trí đặc biệt trong nghành chế tạo máy để
sản xuất ra các chi tiết của các máy khác, nghĩa là chế tạo ra tư liệu sản xuất
(chế tạo ra các máy móc khác nhau để cơ khí hóa và tự động hóa nền kinh tế
quốc dân).
Hiện nay nhu cầu về sản xuất công nghiệp và đời sống ngày càng
tăng. Vì vậy yêu cầu phải thiết kế chế tạo các máy cắt kim loại vạn năng,
chuyên dùng tự trang tự chế có năng suất cao, bảo đảm độ chính xác, độ ổn
định và độ tin cậy. Nguyên lý làm việc của máy hiện đại. Kết cấu máy đơn
giản tới mức có thể, có tính kinh tế cao phù hợp với điều kiện chế tạo, sử
dụng của từng cơ sở (công nghiệp trung ương, địa phương và nông nghiệp).
Mặt khác do yêu cầu sử dụng hết tính năng kỹ thuật của các loại máy
công cụ hiện có trong nước ta, mỗi cán bộ kỹ thuật phải nắm được kiến thức
thiết kế phổ thông về các loại máy này tạo điều kiện cải tiến và hiện đại hóa
máy. Đồ án môn học thiết kế máy cắt kim loại giúp cho học viên nắm được
các kiến thức cơ sở trong thiết kế máy, tạo điều kiện vận dụng thực tế sau này
đồng thời giúp học viên tích lũy được các kiến thức cơ bản trong nghành chế
tạo máy.
Nhờ sự nỗ lực của bản thân cùng với sự giúp đỡ nhiệt tình của các
thầy trong bộ môn Chế tạo máy đồ án môn học đã hoàn thành đúng tiến độ.
Song do thời gian hạn chế và khả năng còn có hạn nên đồ án được hoàn thành
với chất lượng chưa cao, em mong được sự giúp đỡ chỉ bảo của các thầy giúp
em hoàn thành đồ án tốt hơn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo ……… cùng với các thầy trong
bộ môn Chế tạo máy đã tận tình chỉ bảo em trong quá trình hoàn thành đồ án.
Hà nội , ngày 29 thàn 05 năm 2020

Sinh viên thực hiện

2


CHƯƠNG I. XÁC ĐỊNH ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA MÁY
I.1. Phân tích máy tham khảo 6P80G

Hình 1-1. Máy phay ngang 6P80G
I.1.1 Công dụng
Trên máy phay có thể gia công được các mặt phẳng ngang bằng dao
phay trụ , phay các rãnh bằng dao phay đĩa, phay bánh răng trụ ăn khớp ngoài
có răng thẳng , răng nghiêng bằng dao phay đĩa modun , bánh răng côn răng
thẳng , then hoa , phay các bề mặt định hình bằng dao phay định hình , phay
các mặt phẳng thẳng đứng bằng dao phay mặt đầu , cắt đứt ,....
Có thể khoan khoét doa khi lắp dụng cụ tương ứng , nếu trang bị thêm
đồ gá thích hợp có thể tiện lỗ chính xác và cắt răng theo phương pháp lăn
răng.
I.1.2 Đặc điểm
Chuyển động chính là chuyển động quay do trục chính mang dao thực
hiện. Chuyển động chạy dao là chuyển động tịnh tiến (theo 3 phương X, Y, Z)

3


do bàn máy mang phôi thực hiện. Nếu phôi gá trên bàn quay (máy phay đứng)
thì có thể thực hiện chuyển động chạy dao quay quanh tâm bàn quay.
Đặc điểm chuyển động chính và chuyển động chay dao:
+ Phay
chuyển

thuận:
động

chính cùng chiều
chuyển động chạy

dao

(Hình 1-2a).

+ Phay
ngược:
chuyển
động
chính
ngược
chiều
chuyển
động chạy dao
(Hình 1-2b).

b)
Hìnha 1-2. Sơ đồ phay thuận
) nghịch

Khi phay thuận, chiều dày cắt của mỗi răng dao thay đổi từ amax đến
amin nên răng dao bị va đập khi vào cắt, dao dễ bị vỡ; khi phay nghịch, chiều
dày cắt tăng từ amin đến amax nên tránh được va đập; nhưng lại bị trượt khi vào
cắt nên dao chóng mòn.

Khi phay thuận, lực Pđ có chiều ép phôi xuống bàn máy (H.5.1a) tăng
độ cứng vững, giảm rung động khi phay, do đó làm tăng độ nhám bề mặt gia
công. Khi phay nghịch, lực Pđ có chiều nâng phôi lên khỏi bàn máy (H.5.1b),
giảm độ cứng vững, tăng rung động khi phay, kết quả làm giảm độ nhám bề
mặt gia công.
Khi phay thuận, lực Png tác dụng lên phôi cùng chiều với chiều chuyển
động chạy dao (H.5.1a), không khắc phục được khe hở giữa vít me và đai ốc
dẫn động bàn máy, do đó chuyển động của bàn máy bị giật cục dẫn đến rung
động, làm giảm độ nhám bề mặt gia công.
Khi phay nghịch, lực Png ngược chiều với chiều chuyển động chạy dao
(H.5.1b), luôn ap sát vít me với đai ốc dẫn động bàn máy, do đó chuyển động
của bàn máy êm, ảnh hưởng tốt đến độ nhám bề mặt gia công.

4


Khi phay tinh (đặc biệt là gia công trên máy có độ cứng vững cao, có thể
khử rơ giữa vítme và đai ốc bàn máy) nên phay thuận. Khi phay thô nên phay
nghịch.
Dao phay có dạng tròn xoay, nhiều răng. Răng dao có thể bố trí trên
mặt trụ; trên mặt đầu; hoặc đồng thời cả mặt trụ và mặt đầu của dao thân dao
lớn. Răng dao cắt không liên tục, thời gian tiếp xúc giữa răng dao và phôi
nhỏ; mặt khác, thân dao lớn thoát nhiệt tốt, nên giảm nhiệt ở vùng cắt. Song,
do tốc độ phay khá cao, có nhiều răng cùng cắt... nên nhiệt cắt tương đối cao.
Răng dao làm việc theo chu kỳ, bị va đập (khi phay thuận) do đó dễ bị
sứt mẻ hoặc bị trượt (khi phay nghịch) làm dao chóng mòn; khi phay nghịch
chiều dày lớp cứng nguội lớn. Diện tích mặt cắt ngang lớp cắt luôn thay đổi
nên lực phay không ổn định, gây rung động khi cắt. Khi phay, có nhiều răng
dao cùng cắt nên năng suất phay cao.
Quá trình phay cũng kèm theo các hiện tượng vật lý, nhưng ít có lẹo

dao.
I.1.3 Khả năng công nghệ
Phay thô: cấp chính xác IT13 ÷ IT10, độ nhám bề mặt cấp 3 ÷ 4.
Phay bán tinh: cấp chính xác IT11÷ IT9, độ nhám bề mặt cấp 5 ÷ 7.
Phay tinh: cấp chính xác IT8 ÷ IT7, độ nhám bề mặt cấp 7 ÷ 8

5


I.1.4 Phân tích xích động học trong máy

Hình 1-3 . Sơ đồ động học máy phay ngang 6P80G
Chuyển động chính: Là chuyển động của trục VII mang dao phay.
Chuyển động bắt đầu từ nguồn động cơ điện có công suất N=2,8 kW với tốc
độ quay n=1420 vòng/ phút truyền tới trục I của hộp tốc độ. Phương trình
xích động tổng quát để tính trị số tốc độ quay của trục chính viết dưới dạng:

45: 45

TruyÒn th¼ng (M1)
52:38 26 210
n = 1420. 38:52 .
. .
. 31 24
29:61 22 210
. (M1)
30:60
83 71

(vòng/phút)

Chuyển động chạy dao: Là chuyển động tịnh tiến của bàn máy mang
chi tiết gia công theo phương dọc, phương ngang hoặc phương thẳng đứng.
Chuyển động bắt nguồn từ động cơ điện có công suất N=0,6 kW thông qua
các trục đến các vít me đai ốc XVII (S d), XVIII (Sng), XXI (Sđ). Phương trình
xích động tổng quát để tính các trị số lượng chạy dao được viết dưới dạng
sau:

6


 48 18 28
 52.18. 28.6 = Sdoc(mm/ ph)
37:53

24:66 1(M2) ®ãng
21 32
60
34  48 38
S = 1420. . . 30:60.
. 18 30
. (M3) ®ãng.  . .6 = Sng(mm/ ph)
72 64
40 52 54
45:45 . (M2) më 60
45:45
72 60
 25 24
 50. 36.6 = Std(mm/ ph)


Chuyển động phụ: Là các chuyển động chạy nhanh của bàn máy mang
phôi theo phương dọc, phương ngang, phương thẳng đứng được thực hiện
theo xích chạy dao nhanh.

Snhanh = 1420.

21 32 34 48 18 28
. . . . . .6 = 2400(mm/ ph)
72 26 40 52 18 28

I.2. Xác định đặc tính kỹ thuật của máy cần thiết kế
1

Yêu cầu
+ Đảm bảo số cấp chạy dao Zs theo yêu cầu thiết kế

1
≤ i s ≤ 2,8
5
+ Đảm bảo phạm vi giới hạn tỷ số truyền
, cũng
như

phạm

Rsmax =

vi

điều

chỉnh

lượng

chạy

dao

tsmax 2,8
=
= 14
i smin 0,2

+ Đảm bảo độ chính xác của chuyển động chạy dao
+ Đảm bảo đủ công suất để thắng thành phần lực cắt dọc trục ,
truyền động êm và khả năng dảo chiều . Cần có xích chạy dao
nhanh để giảm thời gian phụ trong quá trình điều chỉnh
+ Đảm bảo các yêu cầu công nghệ của hộp chạy dao .Đa số hộp
chạy dao không có mặt chuẩn để xác định vị trí tương hỗ
giữa dao và chi tiết gia công .Do đó sai số về mặt chế tạo và
lắp ráp không phản ánh trực tiếp đến độ chính xác gia công .
Độ chính xác hộp chạy dao chỉ ảnh hưởng đến tuổi thọ của nó
và ảnh hưởng đến độ bóng bề mặt gia công khi vận tốc
chuyển động chạy dao không đều

7

I.2.1 Các thông số của máy cần thiết kế
Máy mới được thiết kế dựa trên máy chuẩn 6P80G Với các số liệu thiết
kế như sau:
+
+
+
+
+
+

Số cấp chạy dao Zs = 12
Công bội của chuỗi số vòng quay ϕ=(1,12)3
Lượng chạy dao dọc nhỏ nhất : Sd_min= 16 (mm/ph)
Lượng chạy dao: Sdọc=2Sngang=2Sđứng
Chạy dao nhanh: Snhanh= 2400(mm/ph)
Công suất cắt lớn nhất NS-max= 2 kW

8


CHƯƠNG II. THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC
II.1. Tính số vòng quay của cơ cấu đẩy
− Chọn trước cơ cấu đẩy : cơ cấu vít me - đai ốc
− Ta có :

ni =
Trong đó:

Si
pv .kv

ni là số vòng quay của vít me
Si là lượng chạy dao
pv là bước của vít me. Chọn trước pv=6 (mm/vg)
kv là số đầu mối của vít me. Chọn trước kv=1

Vậy ta có :

nsi ( min ) = 16/1.6 = 2.66( vg/ph )

− Chọn trước tỷ số truyền cố định từ trục cuối cùng của hộp chạy dao tới
các xích chạy dao ( dựa vào cơ cấu xích động của máy cơ sở ):

icd =

34
40

− Để đảm bảo lượng chạy dao Sd= 2Sng= 2Sđ như yêu cầu của đề bài ta
chọn tỷ số truyền cố định cho các xích chạy dao như sau:
+ Xích chạy dao dọc:

id 1 =

48
52 ;

id 2 =

18

18 ;

id 3 =

+ Xích chạy dao ngang:

ing1 =

48
52 ;

ing 2 =

30
60 ;

itd 2 =

18
26 ;

+ Xích chạy dao thẳng đứng:

itd 1 =

24
36 ;

− Số vòng quay trục cuối cùng hộp chạy dao :

9

28
28 ;


ni ( min) =

nsi ( min)

= 2,66.

id

52 18 28
. . ≈ 2,8 vg/ ph
48 18 28

Căn cứ Bảng 1-2 (Tài liệu1) chọn nmin= 2,8(vg/ph)
Công bội của chuỗi số vòng quay ϕ=(1,123).
n1 = nmin = 2,8 vg/ph
n2 = n1. ϕ
n3 = n2. ϕ = n1. ϕ2
...................
n12 = n11. ϕ = n1. ϕ11
Căn cứ số liệu ban đầu tra Bảng 1-2 T15-16 ( Tài liệu 1) xác định giá
tri số vòng quay đầu ra của hộp chạy dao:
n1

n2

n3

n4

n5

n6

2,8

4

5,6

8

11,2 16

n7

n8

n9

n10

n11

n12

22,4 31,5 45

63

90

125

Số vòng quay tuân theo quy luật cấp số nhân, theo chuỗi số vòng quay
tiêu chuẩn ta có số vòng quay của vít me :
ns1

ns2

ns3

ns4

ns5

ns6

ns7

ns8

ns9

ns10

ns11

ns12

2,6
6

3,7
6

5,3
0

7,4
8

10,5
4

14,8
6

20,9
5

29,5
5

41,6

6

58,7
4

82,8
2

116,7
8

II.2. Chọng phương án thứ tự không gia và phương án động học
II.2.1 Phương án thứ tự không gian
Ta có : Z=12=3x2x2=2x3x2=2x2x3=4x3
Trong đó phương án Z=12=4x3 loại ngay vì không đạt số nhóm truyền
tối thiểu bằng 3.
Phương án
Yếu tố so sánh
Tổng số bánh răng
Tổng số trục
Số bánh răng chịu Mx_max

3x2x2
14
4
2

10

2x3x2

2x2x3

14
4
2

14
4
3


Ta thấy rằng, trục cuối cùng thường là trục chính hay trục kế tiếp với
trục chính vì trục này có thể thực hiện chuyển động quay với số vòng quay từ
nmin÷nmax nên khi tính toán sức bền, dựa vào trị số ra có Mxmax. Do đó kích
thước trục lớn nên các bánh răng lắp trên trục có kích thước lớn. Vậy phương
án 2x2x3 loại.
Để máy làm việc ổn định và tin cậy thì phương án không gian sao cho
số chi tiết lắp trên trục cuối hoặc gần với trục cuối của hộp chạy dao là nhỏ
nhất. Đồng thời trọng lượng của các cặp bánh răng lắp trên trục là nhỏ nhất
khi kích thước của chúng không lớn hơn nhau nhiều vây nhóm cơ sở là
nhóm có trong lượng nhỏ nhất trong điều kiện cùng số cặp truyền do đó nên
bố trí cặp truyền trong nhóm cơ sở là nhiều nhất . Xuất phát từ yêu cầu này ta
chọn phương án thứ tự 3x2x2.
II.2.2 Phương án động học
Các phương án động học chọn sao cho : lượng mở giới hạn giữa hai tia
ngoài cùng củ nhóm truyền φmax phải nhỏ hơn 8, tức là:

ϕ X max = ϕ X.(P −1) < 8
Trong đó : X : là lượng mở giữa 2 tia lân cận.

P : là số cặp truyền có trong nhóm truyền.
Đối với phương án thứ tự Z=3x2x2 ta có 6 phương các phương án
động học sau:
Phương án 1:

3[I] x 2[II] x 2[III]
(1)

(3)

(6)

ϕ X max = ϕ X.(P −1) = 1, 416.(2−1) = 7,8 < 8
Phương án 2:

3[I] x 2[III] x 2[II]
(1)

(6)

(3)

ϕ X max = ϕ X.(P −1) = 1, 416.(2−1) = 7,8 < 8
Phương án 3:

3[II] x 2[I] x 2[III]
(2)

(1)

(6)
11


ϕ X max = ϕ X.(P −1) = 1, 416.(2−1) = 7,8 < 8
Phương án 4:

3[III] x 2[I] x 2[II]
(4)

(1)

(2)

ϕ X max = ϕ X.(P −1) = 1, 414.(3−1) = 15, 6 > 8
Phương án 5:

3[III] x 2[II] x 2[I]
(4)

(2)

(1)

ϕ X max = ϕ X.(P −1) = 1, 414.(3−1) = 15, 6 > 8
Phương án 6:

3[II] x 2[III] x 2[I]
(2)

(4)

(1)

ϕ X max = ϕ X.(P −1) = 1, 414.(2−1) = 3,9 < 8
Ta loại phương án 4 và 5 vì lượng mở giữa hai tia ngoài cùng lớn hơn 8
dẫn đến tỉ số truyền không nằm trong phạm vi cho phép 0,2≤ i ≤2,8.
Trị số mô men xoắn tỉ lệ nghịch với tỉ số truyền của các cặp truyền, vì
thế phương án tốt nhất là phương án đảm bảo tỉ số truyền nhỏ nhất trong từng
nhóm có trị số nhỏ dần và đạt trị số nhỏ nhất giới hạn tại nhóm truyền cuối
cùng. Xuất phát từ yêu cầu này thì nhóm đầu tiên phải là nhóm cơ sở có đặc
tính X=1 và đặc tính của các nhóm gấp bội tăng dần về cuối. Do đó phương
án 1 là phương án tối ưu nhất, đảm bảo lưới kết cấu có hình dải quạt đều nhất.
Vì lưới kết cấu dạng này cho ta kết cấu hộp nhỏ gọn, bố trí các cơ cấu của hộp
là chặt chẽ nhất, ngoài ra lượng mở tỷ số truyền bé trông miền tốc độ cao,
đảm bảo điều kiện làm việc tốt nhất của bánh răng
II.3. Lưới kết cấu và đồ thị số vòng quay
Với phương án 1 đã chọn ta có lưới kết cấu như sau:

12


Hình 2.1. Lưới kết cấu
Ta sử dụng cơ cấu phản hồi (nhằm thực hiện một số cấp vận tốc thấp
,giảm số bánh răng , kích thước bánh răng thu gọn làm kích thước hộp chạy
dao được tối ưu ) từ trục XII về trục XI nên đồ thị số vòng quay có biến hình:
Đồ thị số vòng quay cho bán răng 34 trên trục XIII :

13

Hình 2.2. Đồ thị số vòng quay
II.4. Xác định tỉ số truyền và tính 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:

fx

Z
=
.E.K
x

f
+
g

x
x

 Z ′ = g x .E.K
 x f x + g x
Trong đó:

Zx: Là số bánh răng chủ động
Z’x: Là số bánh răng bị động
K: Bội chung nhỏ nhất của các tổng
fx, gx: Các con số nguyên dương không chứa thừa số chung

∑ Z = E .K

14


Để tránh hiện tượng cắt chân răng và không phải dịch chỉnh thì Z ≥17
và ∑Z ≤120 tức là số răng của các bánh răng tính được phải lớn hơn trị số Zmin
thì E≥ Emin.
Từ đồ thị số vòng quay trên hình 2.2 ta xác định được các tỉ số truyền
trong bộ truyền chung của hộp chạy dao:

i1 =

1
1
1
=
≈
2
2
ϕ 1, 41 2

i5 = 1

i2 =

1
1
5
=
≈

ϕ 1, 41 7

i6 =

1
1
1
=
≈
ϕ 2 1, 412 2

i7 =

1
1
1
=
≈
4
4
ϕ 1, 41 4

i3 = 1
i4 =

1
1
19
=
≈

ϕ 3 1, 413 53

− Xét nhóm truyền ở trục X đến trục XI:

i1 =

1
1
1 f1
=
=
= → ( f1 + g1 ) = 1 + 2 = 3
ϕ 2 1, 412 2 g1

i2 =

1
1
5 f
=
= = 2 → ( f 2 + g 2 ) = 5 + 7 = 12
ϕ 1, 41 7 g 2

1 f
i3 = 1 = = 3 → ( f3 + g3 ) = 1 + 1 = 2
1 g3
⇒ Bội số chung nhỏ nhất: K=12
Ta chọn tia tính toán là tia i1 vì tia này có độ dốc lớn nhất.

Emin =

zmin .( f1 + g1 ) 17.(1 + 2)
=
= 4, 25
f1.K
1.12

Lấy E=5, ta có tổng số răng trong nhóm truyền này là

∑ Z = K .E = 12.5 = 60
Số răng của từng bánh răng trong nhóm truyền:

15


z1 =

f1
1
.∑ Z =
.60 = 20
f1 + g1
1+ 2

z1′ = ∑ Z − z1 = 60 − 20 = 40
z2 =

f2
5
.∑ Z =

.60 = 25
f2 + g2
5+ 7

z2′ = ∑ Z − z2 = 60 − 25 = 35
z3 = z3′ =

∑ Z = 30
2

− Xét nhóm truyền từ trục XI đến trục XII:

i4 =

1
1
19 f 4
=
=
= → ( f 4 + g 4 ) = 19 + 53 = 72
ϕ 3 1, 413 53 g 4

1 f
i5 = 1 = = 5 → ( f5 + g5 ) = 1 + 1 = 2
1 g5
⇒ Bội số chung nhỏ nhất: K=72
Ta chọn tia tính toán là tia i4 vì tia này có độ dốc lớn nhất.

Emin =

zmin .( f 4 + g 4 ) 17.(19 + 53)
=
= 0,89
f 4 .K
19.72

Lấy E=1, ta có tổng số răng trong nhóm truyền này là:

∑ Z = K .E = 72.1 = 72
Số răng của từng bánh răng trong nhóm truyền:

z4 =

f4
19
.∑ Z =
.72 = 19
f4 + g4
19 + 53

z4′ = ∑ Z − z4 = 72 − 19 = 53

16


z5 = z5′ =

∑ Z = 72 = 36
2

2

− Xét nhóm truyền phản hồi từ trục XII về trục XI:

i6 =

1
1
1 f6
=
=
= → ( f6 + g6 ) = 1 + 2 = 3
ϕ 2 1, 412 2 g 6

i7 =

1
1
1 f7
=
=
= → ( f7 + g7 ) = 1 + 4 = 5
ϕ 4 1, 414 4 g 7

⇒ Bội số chung nhỏ nhất: K=15
Chọn tia tính toán là i7 vì tia này có độ dốc lớn nhất.

Emin =

zmin .( f 7 + g 7 ) 17.(1 + 4)

=
= 5,6
f 7 .K
1.15

Lấy E=6, ta có tổng số răng trong nhóm truyền này là:

∑ Z = K .E = 15.6 = 90
Số răng của từng bánh răng trong nhóm truyền:

z6 =

f6
1
.∑ Z =
.90 = 30
f6 + g6
1+ 2

z6′ = ∑ Z − z6 = 90 − 30 = 60

z7 =

f7
1
.∑ Z =
.90 = 18
f7 + g7
1+ 4

z7′ = ∑ Z − z7 = 90 − 18 = 72
Dựa vào sơ đồ máy tham khảo 6P80G ta thấy, cụm bánh răng z’ 7 và z6
lắp lồng không trên trục XI ăn khớp với bánh răng z7 trên trục XII có tác dụng
phản hồi lại chuyển động từ trục XII với tổng số răng của bộ truyền là 90. Do
đó ta phải chọn lại số răng của cặp truyền z 4 và z’4, z5 và z’5 sao cho tổng số
răng của mỗi cặp truyền bằng 90 (để đảm bảo điều kiện khoảng cách trục XI
và XII không đổi). Từ đó ta có:
17


 z5 + z5′ = 90
 z5 = 45

⇔
 z5
 z5′ = 45
 z′ = 1
 5
 z4 + z4′ = 90
 z4 = 23,75

1
19 ⇔ 
 z4
 z ′ = 1, 413 = 53  z4′ = 66, 25
 4

 z4 = 24

z′ = 66

Chọn  4

24 19
−
itt − i
66
53 = 1, 43% < 10(ϕ − 1)% = 4,1%
∆=
.100% =
19
i
53
Với sai số:
Trục đầu ra của hộp chạy dao là trục XIII, tham khảo máy 6P80G ta lấy
tỉ số truyền từ trục XII sang trục XIII i8=1.
− Tính tỉ số truyền cố định từ động cơ đến trục X của hộp chạy dao:
Đối với hộp chạy dao máy phay có hiệu suất η = 60% - 75%. Do đó ta
tính sơ bộ công suất động cơ như sau:

Ndc = = = 2.9 (kw)

Chọn động cơ có tốc độ quay n=945 (vg/ph). Gọi tỉ số truyền giữa trục
VIII và trục IX là i01, tỉ số truyền giữa trục IX và X là i 02. Như vậy tỉ số truyền
cố định từ trục động cơ đến trục X là:

a c
i0 = i01.i02 = .
b d
Với Smin=16 (vg/ph), dựa vào sơ đồ động của máy tham khảo và đồ thị
số vòng quay trên hình 2.2 ta viết được xích chạy dao ứng với trị số lượng

chạy dao Smin.

a c 20 24 18 30 60 34 48
Smin = ndc . . . . . . . . . .6.1
b d 40 66 72 60 60 40 52
Chọn trước tỉ số truyền

i02 =

c 1 32
= =
d 2 64 thay vào công thức ta được:

18


i01 =
=

i01 =

a Smin 2 40 66 72 60 60 40 52
=
. . . . . . . .
b 6.ndc 1 20 24 18 30 60 34 48

16 2 40 66 72 60 60 40 52 23
. . . . . . . . ≈
6.945 1 20 24 18 30 60 34 48 73

a 23
=
b 73

Vậy
i01 có tổng số răng bằng 96, chọn i02=32:64
− Với xích chạy dao nhanh:
Dựa vào sơ đồ động của máy, ta có phương trình xích chạy dao nhanh:

S nhanh = ndc .
⇔ Zx =

23 32 34 48 18 28
. . . . . .Pv .K v
73 Z x 40 52 18 28

945 23
34 48 18 28
. .32. . . . .6.1 = 19
2400 73
40 52 18 28

Kiểm tra:

Snhanh = 945.
∆=
Với sai số:

23 32 64 34 48 18 28
. . . . . . .6.1 = 2360.7

73 64 19 40 52 18 28

S nhanh − Stt
2400 − 2360, 7
.100% =
.100 = 1.63%
Snhanh
2400

Trị số lượng chạy dao nhanh tính theo phương trình xích động trên có
sai số so với giá trị yêu cầu không nhiều (sai số là 1.63%) có thể chấp nhận
được .
Theo kết quả tính toán ở trên, ta có bảng thống kê số răng của bộ truyền
chung như sau:

Tỉ số
truyền
Z:Z’

i0=i01.i02
i01

i02

23:7
3

32:6
4

i1

i2

i3

i4

i5

i6

i7

20:4
0

25:3
5

30:3
0

24:6
6

45:4
5

30:6

0

18:7
2

19


∑Z

96

96

60

60

60

90

90

90

90

II.5. Tính sai số vòng quay của cơ cấu đẩy
Với tỉ số truyền giữa các trục đã xác định ở phần trên, ta tính được sai

số của cơ cấu đẩy theo bảng sau:
Ta tính số vòng quay thực tế n tt từ n1÷n12với sai số được tính theo công
thức

n −n
n
tt

∆n =
Trong đó:

tc

tt

.100%

ntt : số vòng quay thực tế ( )
ntc: số vòng quay tiêu chuẩn ( )

Sai số cho phép: [ ∆ n] = ± 10(ϕ − 1)% =± 10(1,41 - 1) =± 4,1%

n

Phương trình xích động

ntc
(vg/ph)

ntt

(vg/ph)

Δn %

n1

nđc.i0.i1.i4.i7.i6.i8.icđ.id

2,66

2,65

-0,38

n2

nđc.i0.i2.i4.i7.i6.i8.icđ.id

3,76

3,79

0,79

n3

nđc.i0.i3.i4.i7.i6.i8.icđ.id

5,30

5,31

0,19

n4

nđc.i0.i1.i5.i7.i6.i8.icđ.id

7,48

7,30

-2,47

n5

nđc.i0.i2.i5.i7.i6.i8.icđ.id

10,54

10,42

-1,15

n6

nđc.i0.i3.i5.i7.i6.i8.icđ.id

14,86

14,60

-1,78

n7

nđc.i0.i1.i4.i8.icđ.id

20,95

21,23

1,32

n8

nđc.i0.i2.i4.i8.icđ.id

29,55

30,34

2,6

n9

nđc.i0.i3.i4.i8.icđ.id

41,66

42,47

1,91

n10 nđc.i0.i1.i5.i8.icđ.id
n11 nđc.i0.i2.i5.i8.icđ.id

58,74
82,82

58,40
83,43

-0,58
0,73

20


n12 nđc.i0.i3.i5.i8.icđ.id

116,78

116,8

0,02

Như vậy sai số của hộp chạy dao cần thiết kế đảm bảo trong phạm vi
cho phép ≤ 4,1%
Ta có sơ đồ động hộp truyền chung của hộp chạy dao cần thiết kế:

Hình 2.3. Sơ đồ động phần truyền chung của hộp chạy dao

21


Hình 2.4. Đồ thị lượng chạy dao cho xích chạy dao dọc

22


CHƯƠNG III. TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC
III.1. Tính chọn động cơ
Từ công suất chạy dao lớn nhất Nsmax=1,5kw, ta tính chọn động cơ cho
hộp chạy dao theo công thức:

N dc =

N s max
η

Với η là hiệu suất của hệ thống.
Ta chọn:

Hiệu suất của một cặp ổ lăn ηol=0,99
Hiệu suất của một cặp truyền bánh răng ηbr=0,97
Hiệu suất của khớp nối ηkn=0,99

Như vậy, hiệu suất của hệ thống:

η = η ol .η br .η kn = η ol10 .η br 9 .η kn = 0,9910.0,979.0,99 = 0,68
Thay vào công thức ta tính được công suất động cơ:

N dc =

N s max
2
=
= 2,94
η
0,68

Tra bảng 1.3 (Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí, ta chọn được
động cơ điện 3 pha có các thông số cơ bản sau:

Kiểu động cơ

Công suất (kW)

4A112MA6Y3

3

Tốc độ quay

Đường kính trục

(vg/ph)

(mm)

945

24

III.2. Xác định xích truyền động tính toán
Ta có công thức tính mô men xoắn trên trục của cơ cấu đẩy:

23


Mx =

P.S
[N .m]
2π .i

Với: P là lực đẩy của hộp chạy dao tính bằng N,
S là lượng chạy dao tính bằng mm/vòng,
i là tỉ số truyền của xích động học từ trục chính đến khâu biến
đổi chuyển động quay tròn thành tịnh tiến.
Qua công thức trên ta thấy mô men xoắn trên trục của cơ cấu đẩy tỷ lệ
thuận với lượng chạy dao. Điều đó có nghĩa là xích động học tính toán của
hộp chạy dao là xích đảm bảo lượng chạy dao lớn nhất trong điều kiện làm
việc nặng nhất.
Như vậy ta có xích động học tính toán:

ndc .i0 .i3 .i5 .i8 .icd .id 1.id 2 .id3 = nmax
Trong đó nmax là số vòng quay của vít me tạo Smax.
III.3. Xác định số vòng quay và mô men xoắn trên từng trục

Công suất trên các trục được tính theo công thức:

Niđc= N .η
Với: Nđc là công suất của động cơ
η là hiệu suất của bộ truyền
Mô men xoắn trên các trục được tính theo công thức:

Ti = 9,55.106

Ni
( N .mm)
ni

24


Với: Ni là công suất trên trục
ni là tốc độ quay của trục
Xét trục VIII:

NVIIIđc= Nkn .ηol .η = 3.0,99.0,99 = 2,94 (kw)

nVIII = ndc = 945 (vg / ph)
TVIII = 9,55.106

2,94
= 29711 ( N .mm)
945

Xét trục IX:

N IX = NVIII .η br .η ol = 2,94.0,972,.0,99 = 2,82 ( kw)
nIX = nVIII .i01 = 945.
TIX = 9,55.106

23
= 297,74 (vg / ph)
73

2,82
= 90451 ( N .mm)
297,74

Xét trục X:

N X = N IX .η br .η ol = 2,82.0,97.0,99 = 2,72 ( kw)
nX = nIX .i02 = 297,74.

TX = 9,55.106

32
= 148.87 (vg / ph)
64

2,72
= 170487( N .mm)
148,87

Xét trục XI:

N XI = N X .η br .η ol = 2,72.0,97.0,99 = 2,6 ( kw)

nXI = nX .i3 = 148,87.

25

30
= 148,87(vg / ph)
30