Thiết kế máy tiện ren vít vạn năng

Đồ án thiết kế máy công cụ-T06

Nhiệm vụ thiết kế
THIẾT KẾ MÁY TIỆN REN VÍT VẠN NĂNG
SỐ LIỆU THIẾT KẾ
1. Hộp tốc độ:
ϕ = 1, 26

Z=23

nmin= 14 (v/ph)

2. Hộp chạy dao dùng cơ cấu Norton, khuếch đại ren uKđmax = 32:
Ren hệ mét :

tp=

Ren Anh

n=

:

Ren mơ-đun :

m=

Ren Pitch:

Dp=

1,5 ÷ 16
48 ÷ 4

0, 75 ÷ 8

Sdọcmin = 2.Sngangmin = 0,08 (mm/vòng)
Động cơ chính: N=10Kw; n= 1440 (vịng/ph)
NỘI DUNG THUYẾT MINH
-

Phân tích máy tương tự

-

Tính tốn động học tồn máy

-

Tính cơng suất động cơ

-

Tính bền:
+ Trục chính
+Một cặp bánh răng

-

Tính hệ thống điều khiển

BẢN VẼ
Vẽ khai triển và vẽ cắt hệ thống điều khiển: HỘP TỐC ĐỘ 
Vẽ khai triển và vẽ cắt hệ thống điều khiển: HỘP CHẠY DAO 
Hà nội,ngày 10 tháng 2 năm 2014
Giáo viên hướng dẫn
Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396

Page 1


Đồ án thiết kế máy cơng cụ-T06

BÙI TUẤN ANH

LỜI NĨI ĐẦU
Một trong những nội dung đặc biệt quan trọng của cuộc cách mạng khoa học
kĩ thuật trên tồn cầu nói chung và với sự nghiệp cơng nghiệp hóa,hiện đại hóa đất
nước ta nói riêng hiên nay đó là việc cơ khí hóa và tự động hóa q trình sản xuất.
Nó nhằm tăng năng suất lao động và phát triển nên kinh tế quốc dân. Trong đó
cơng nghiệp chế tạo máy cơng cụ và thiết bị đóng vai trị then chốt. Để đáp ứng nhu
cầu này,đi đôi với công việc nghiên cứu, thiết kế nâng cấp máy công cụ là trang bị
đầy đủ những kiến thức sâu rộng về máy công cụ và trang thiết bị cơ khí cũng như
khả năng áp dụng lí luận khoa học thực tiễn sản suất cho đội ngũ cán bộ khoa hoc
kĩ thuật là không thể thiếu được. Với những kiến thức đã được trang bị,sự hướng
dẫn nhiệt tình của các thầy cơ giáo cũng như sự cố gắng của bản thân. Đến nay
nhiệm vụ đồ án máy công cụ được giao cơ bản em đã hồn thành. Trong tồn bộ
q trình tính tốn thiết kế máy mới “Máy tiện ren vít vạn năng” có thể có nhiều
hạn chế. Rất mong được sự chỉ bảo của thầy.
Phần tính tốn thiết kế máy mới gồm các nội dung sau:
Chương I : Phân tích máy tương tự

Chương II : Tính tốn động học tồn máy
Chương III: Tính cơng suất động cơ
Chương IV: Tính bền
Chương V : Tính hệ thống điều khiển
Qua đây em cũng xin cảm ơn các thầy cô trong bộ môn, đặc biệt là thầy Bùi Tuấn
Anh đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này

Sinh viên thực hiện

Đặng Duy Kiên

Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396

Page 2


Đồ án thiết kế máy công cụ-T06

CHƯƠNG I : PHÂN TÍCH MÁY TƯƠNG TỰ
1.1) KHẢO SÁT CÁC ĐẶC TÍNH KĨ THUẬT CỦA MỘT SỐ LOẠI
MÁY TIỆN THƯỜNG GẶP
Máy tiện là loại máy phổ thơng được dùng nhiều nhất, nó chiếm khoảng
40% đên 50% thiết bị trong nhà máy. Sở dĩ nó được trang bị nhiều như vậy vì khả
năng gia công của loại máy này khá đa dạng từ việc gia cơng các mặt trịn xoay
(mặt trụ, mặt định hình, mặt nón, mặt ren vít) đến khoan, kht, doa, tạo hình nhiều
cạnh, elip, cam, gia cơng cắt đứt)
Các loại máy tiện hiện trang bị trong các nhà máy ở nước ta hiện nay hầu
hết là các máy cũ của Liên Xô hay do chúng ta tự sản xuất dựa theo các kiểu máy
của Liên Xơ,có cải tiến để phù hợp với điều kiện sản xuất của nước ta.
Các loại máy tiện vạn năng chúng ta hay gặp trong các xưởng cơ khí và đặc

tính kĩ thuật của chúng:
Bảng 1.1): Tính năng kĩ thuật của các máy đã có
Đặc tính kĩ thuật
Chiều cao tâm máy (mm)
Khoảng cách hai mũi tâm (mm)
Đường kính vật gia cơng Dmax(mm)
Số cấp tốc độ
(z)
Số vịng quay:nminnmax (v/p)
Lượng chạy dao dọc (mm)
Lượng chạy dao ngang (mm)
Công suất trục chính (kw)
Lực chạy dao lớn nhất
Pxmax (N)
Pymax (N)

T620
200
1400
400
23
12,52000
0,074,16
0,0352,0
10

Các loại máy
1K62
200
1500

400
21
11,51200
0,0821,59
0,0270,527
7

T616
160
700
320
12
441980
0,061,07
0,040,78
4,5

3530
5400

3430
5400

3000
8100

Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396

Page 3

Đồ án thiết kế máy công cụ-T06
Khả năng cắt ren
Ren quốc tế (tp)
Ren Mô-đun (m)
Ren Anh (n)
Ren pitch (Dp)

1192
0,548
242
961

Kết Luận: Theo đề bài thiết kế thì ta thấy máy tiện ren vít vạn năng T620 có các
đặc tính tương tự. Do đó ta sử dụng máy T620 làm máy mẫu để khảo sát thiết kế
máy mới

1.2) PHÂN TÍCH MÁY TƯƠNG TỰ-MÁY TIỆN REN VÍT VẠN
NĂNG T620
1.2.1) Sơ đồ động học mỏy
Lyưhợ pưmaư
sát
II

đư ờngư
truyềnư
nghịch

V

đư ờngư
quayư
thuận

III
từưđộngư
cơ

VI

IV

đư ờngưtruyềnưtốcưđộưthấp

VII
đư ờngưtruyềnưtốcưđộưcao

Hỡnh 1.1) S ng học máy tiện T620

Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396

Page 4


Đồ án thiết kế máy cơng cụ-T06

Hình 1.2) Sơ đồ động của máy tiện T620
a) Xích tốc độ:
Xích nối từ động cơ điện cơng suất N=10kW số vịng quay n=1450 vg/ph, qua bộ
truyền đai vào hộp tốc độ làm quay trục chính VII

Lượng di động tính tốn ở hai đầu xích là:
→

nđc (vg/ph) của động cơ
ntc (vg/ph) của trục chính
Xích tốc độ có đường quay thuận. Mỗi đường truyền khi tới trục chính bị tách ra
làm 2 đường truyền:
+ Đường truyền trực tiếp tới trục chính cho ta tốc độ cao
+ Đường truyền tốc độ thấp đi từ trục IV-V-VI-VII
Phương trình xích động biểu thị khả năng biến đổi tốc độ của máy

Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396

Page 5


Đồ án thiết kế máy cơng cụ-T06

Hình 1.3) Phương trình xích động
Từ phương trình trên ta thấy:
+ Đường tốc độ cao vịng quay thuận có 6 cấp tốc độ
2x3x1=6
+ Đường tốc độ thấp vịng quay thuận có 24 cấp tốc độ
2 x 3 x 2 x 2 x 1 = 24
Thực tế đường truyền tốc độ thấp vòng quay thuận chỉ có 18 cấp tốc độ, vì giữa
trục IV và trục VI có khối bánh răng di trượt hai bậc có khả năng cho ta 4 tỉ số
truyền
22
88

IV

22
88

V
45
45

VI
45
45

1 1 1
1 4 16

Nhìn vào phương trình thực tế chỉ có 3 tỉ số truyền , ,
Như vậy đường truyền tốc độ thấp vòng quay thuận còn 18 tốc độ
2 x 3 x 3 x 1 = 18
Vậy đường truyền thuận có 18+6=24 cấp tốc độ bao gồm:
Tốc độ thấp từ n1 n18
Tốc độ cao từ n19n24

Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396

Page 6


Đồ án thiết kế máy công cụ-T06
Về mặt độ lớn ta thấy n18

1 1 1
1 4 16

số truyền ,

,

≈

n19 . Vậy trên thực tế chỉ có 23 tốc độ khác nhau. Các tỉ

tạo nên ikđại dùng để cắt ren khuếch đại

b) Xích chạy dao cắt ren:
Máy tiện ren vít vạn năng T620 có khả năng cắt 4 loại ren:
+ Ren quốc tế (tp)
+ Ren mô-đun (m)
+ Ren Anh (n)
+ Ren Pitch (Dp)
Khi cắt ren tiêu chuẩn xích truyền từ trục VII xuống trục VIII về trục IX qua cặp
bánh răng thay thế vào hộp dao và trục vit me.
Lượng di động tính tốn ở hai đầu xích là:
Một vịng trục chính-cho tiện được 1 bước ren tp (mm).
Để cắt được 4 loại ren máy có 4 khả năng điều khiển sau:
+ Cơ cấu bánh răng thay thế qua trục IX và trục X đảm nhận 2 khả năng (dùng
64
97

42
50

cặp bánh răng
và
).
+ Bộ bánh răng Nooctong chủ động chuyển động từ trục IX qua li hợp C 2 tới trục
X làm quay khối bánh răng hình tháp xuống trục XI qua C 3 tới trục XII đến trục
XIV tới trục vít me.
+ Nooctoong bị động chuyển động từ trục X thông qua C 2 mà đi từ cặp bánh răng
28
36

tới trục XI và 28-25-36 bánh răng hình tháp XII qua bánh răng 35 (không truyền
qua trục XV) xuống dưới 18-28-35-XIII tiếp tục truyền qua XIV-XV tới vít me.
+ Để cắt được nhiều ren khác nhau trong cùng một loại ren trong hộp chạy dao
của máy dùng khối bánh răng hình tháp 7 bậc và 2 khối bánh răng di trượt.
Khi cắt ren trái trục chính giữ nguyên chiều quay cũ cần đổi chiều chạy dao ngược
lại trong xích có cơ cấu đổi chiều nối giữa trục VIII và IX tới bánh răng đệm 28.
Lược đồ cấu trúc động học hộp chạy dao

iđcơ

i gbội
i tt Kiờn MSSV:20100396
Sinh viờn thc hin: ng Duy
i csë

Page 7


Đồ án thiết kế máy cơng cụ-T06

Hình 1.4) Lược đồ cấu trúc chạy dao
Từ cấu trúc động học xích chạy dao trên ta có phương trình tổng qt cắt ren như
sau:
1 vịng trục chính x icố định x ithay thế x icơ sở x igấp bội x tv = tp
• Khi cắt ren quốc tế ( dùng cho các mối ghép):
- Lượng di động tính tốn : 1 vịng trục chính
- Bánh răng thay thế
• Khi cắt ren Anh:

42
50

→

tp (mm)

,bánh răng nooctong chủ động

- Lượng di động tính tốn : 1 vịng trục chính
Trong đó n: số vịng quay trên 1 tấc Anh

→

25,4/n (mm)

42
50

- Bánh răng thay thế

,con đường 2 bánh nooctong chủ động
Phương trình cắc ren Anh
60
60

42
42

42
50

35 28
38 35

1vgtc (VII)
(VIII)
(IX)
(X) .
(XI)
(XIII).igb.XV.tv=tp
• Khi cắt ren mơ-đun : (dùng cho truyền động)
- Lượng di động tính tốn : 1 vịng trục chính

28 36
25 zn

.

(XII)

35 28
28 35

→ mπ

Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396

Page 8


Đồ án thiết kế máy công cụ-T06
64
97

- Bánh răng thay thế
,con đường 1 nooctong chủ động
Phương trình xích động
60
60

1vgtc (VII)
(VIII)
• Khi cắt ren Pitch:

42
42

(IX)

64

97

(X) C2

zn 25
36 28

.

- Lượng di động tính tốn : 1 vịng trục chính

(XI) C3 (XII).igb.(XV).12=tp

→

25,4.

π

/Dp

64
97

- Bánh răng thay thế
, con đường 1 nooctong chủ động
* Chạy dao dọc : Từ trục bánh vít 28( trục XVII) qua cặp bánh răng 14/60 (bánh
răng lồng khơng) đóng ly hợp bánh răng thanh răng t=10 (m=3) xe dao chạy dọc
hướng vào mâm cặp (chạy thuận),khi chạy dao lùi đường truyền từ trục XVIII
xuống ly hợp qua bánh răng đệm 38 tới bánh răng 14/60 tới cặp bánh răng thanh

răng 14/60 làm bánh xe chạy dao lùi
* Chạy dao ngang : Đường truyền giống như chạy dao dọc truyền theo nửa bên
phải hộp chạy dao tới vít me ngang t=5
* Chạy dao nhanh : Máy có động cơ điện chạy dao nhanh N = 1 kW, n= 1410 vg/ph
trực tiếp làm quay nhanh trục trơn XVI
Từ các yêu cầu đó ta có được một bảng sắp xếp ren như sau:
Bảng 1.2) Bảng xếp ren

1
1,25
1,5

14
16
18

Ren quốc tế
tp=mm
1,75
3,5
2
4
2,25
4,5
2,5
5
5,5
3
6
Ren Anh

n=25,4/tp
7
31/2
8
4
9
41/2

7
8
9
10
11
12

-

2
-

56
64
72

Ren modun
m=tp/π
0,5
1
1,25
1,5

Ren pitch
Dp=25,4π/tp
28
14
32
16
36
18

Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396

1,75
2
2,25
2,5
3

7
8
9
Page 9


Đồ án thiết kế máy công cụ-T06
19
20
22
24

9,5

10
11
12

5
6

3

80
88
96
-

40
44
48
-

20
22
24
-

10
11
12
-

c) Một số cơ cấu đặc biệt:

+ Cơ cấu ly hợp siêu việt : Trong xích chạy dao nhanh và động cơ chính đều truyền
tới cơ cấu chấp hành là trục trơn bằng hai đường truyền khác nhau. Nên nếu khơng
có ly hợp siêu việt truyền động sẽ làm xoắn và gẫy trục. Cơ cấu ly hợp siêu việt
được dùng trong những trường hợp khi máy chạy dao nhanh và khi đảo chiều quay
của trục chính
+ Cơ cấu đai ốc mở đội : vít me truyền động cho 2 má đai ốc mở đôi tới hộp xe
dao. Khi quay tay quay làm đĩa quay chốt gắn cứng với 2 má sẽ trượt theo rãnh ăn
khớp với vít me
+ Cơ cấu an tồn trong hộp chạy dao nhằm đảm bảo khi làm việc quá tải,được đặt
trong xích chạy dao ( tiện trơn) nó tự ngắt truyền động khi máy quá tải

1.2.2) Vẽ lưới vòng quay
a. Tính trị số ϕ
Ta có : nmin = 12,5 vịng/phút
nmax = 2000 vịng/phút
Z = 23

z −1

Tính cơng bội ϕ theo công thức ϕ =
23 - 1

n max
n min

2000
= 1,2595 ≈
12,5

Ta có ϕ =

1,26
Bởi vậy cơng bội ϕ của máy T620 có giá trị ϕ = 1,26.
b. Tính trị số vịng quay của trục đầu tiên của hộp tốc độ
145
260

+ Trên trục II : nII = nđcơ x iđt= 1450 x
= 808,65 (v/ph)
+ Trên trục VII:Căn cứ vào nmin tra bảng vịng quay tiêu chuẩn ta có 23 tốc độ

Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396

Page 10


Đồ án thiết kế máy công cụ-T06
12,5-16-20-25-31,5-40-50-63-80-100-125-160-200-250-310-400-500-630800-1000-1250-1600-2000
+ Xác định vị trí n0 đặt trên đồ thị vịng quay no = nII = 809 ≈ 800 =n19
+ Xác định độ xiên của các nhóm truyền theo cơng thức
• Nhóm truyền thứ nhất có 2 tỉ số truyền

i1 =

56
34

=1,26x ⇒ X1 =

⇒

[ x]

51
39
lg1,26

= 2,16 ≈ 2

lg

i2 =
=1,26x ⇒ X2 =
⇒ Tia i1 lệch sang phải 2 khoảng logϕ
⇒ Tia i2 lệch sang phải 1 khoảng logϕ

[ x]

với ϕ = 1,26

lg

51
39

Lượng mở giữa hai tia

56
34
lg1,26

i =ϕx

= 1,16 ≈ 1

: ϕx = i1/i2 = ϕ2/ϕ = ϕ = ϕx

=1
• Nhóm truyền thứ hai (từ trục II tới trục III) có 3 tỉ số truyền
29
47

21
55

38
38

i3 =
; i4 = ; i5 =
Tương tự cách làm nhóm truyền 1 ta có :
X3 = - 2,09 ≈ - 2 ⇒ Tia i3 lệch sang trái 2 khoảng logϕ
X4 = - 4,17 ≈ - 4 ⇒ Tia i4 lệch sang trái 4 khoảng logϕ
X5 = 1
⇒ Tia i5 thẳng đứng

[ x ] [ 2]

Lượng mở = ứng với nhóm truyền khuếch đại
• Nhóm truyền thứ ba (từ trục III tới trục IV) có 2 tỉ số truyền
i6 =

22
88

45
45

i7 =
X6 = -6
⇒ Tia i6 lệch sang trái 6 khoảng logϕ
X7 =1
⇒ Tia i7 thẳng đứng
• Nhóm truyền thứ tư (từ trục IV tới trục V) có 2 tỉ số truyền

Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396

Page 11


Đồ án thiết kế máy công cụ-T06

i8 =

22
88

45
45

i9 =

X8 = -6
⇒ Tia i8 lệch sang trái 6 khoảng logϕ
X9 =1
⇒ Tia i9 thẳng đứng
• Nhóm truyền gián tiếp (từ trục V tới trục VI) có 1 tỉ số truyền
27
54

i10 =
X10 = -4
⇒ Tia i10 lệch sang trái 4 khoảng logϕ
• Nhóm truyền trực tiếp (từ trục III tới trục VI) có 1 tỉ số truyền
65
43

i11=
⇒ Tia i11 lệch sang phải 2 khoảng logϕ

X11= 2
c. Vẽ đồ thị vịng quay

n®c­=­1450

i

I

®

n

0

i
i

1

II
i

i
i

III

i

4

3

i
i

2

5

IV

6

i

7

9

8

V
i

11

VI
i

10

VII
2000

12,5

Hình 1.5) Đồ thị vòng quay

Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396

Page 12

Đồ án thiết kế máy công cụ-T06

* Kết luận
Công thức động học của máy T620
Phương án khơng gian chạy vịng 2 x 3 x 2 x 2 x 1 = z1
Phương án không gian chạy tắt 2 x 3 x 1 = z2\
Số tốc độ đủ : z = z1 + z2 = 24 + 6 = 30
Phương án thứ tự của z1
2x3x2x2

[1] [ 2] [ 6] [12]

Trong đó nhóm truyền 2

[12]

≤

có ϕ12 = 1,2612 = 16 > 8 khơng thõa mãn điều kiện

ϕmax 8. Nên phải tạo ra hiện tượng trùng tốc độ như sau

[1] [ 2] [ 6] [ 6]

Z1 thu hẹp = 2 .3 .2 .2
Số tốc độ trùng zx = 12 - 6 = 6 được bù lại bằng đường truyền thứ hai có phương án
khơng gian 2x3
Phương án thứ tự

2x3x1

[1] [ 2] [ 0]

Do đó lưới kết cấu của máy sẽ là
I

I
2[1]

2[1]

II

II

3[2]

3[2]

III

III

2[6]
IV

1[0]

2[6]

V
n1

n2

n3

n4

n5

n6

n7

n8

n9

n10

n11

Đường truyền gián tiếp

n12

n13

n14

n15

n16

n17

n18

n19

n20

n21

n22

n23

n24

Đường truyền trực tiếp

Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396

Page 13


Đồ án thiết kế máy cơng cụ-T06
(Đường truyền chính)

(Đường truyền phụ)

Hình 1.6) Lưới kết cấu

Chương II : THIẾT KẾ TRUYỀN DẪN MÁY MỚI
2.1) THIẾT KẾ TRUYỀN DẪN HỘP TỐC ĐỘ
2.1.1) Chuỗi số vịng quay
Máy tiện ren vít vạn năng theo kiểu T620 với các thông số Z=23; nmin = 14 (v/ph);
ϕ = 1,26
a) Chuỗi số vòng quay tuân theo quy luật cấp số nhân
ϕ = z −1

Công bội
ϕ = z −1

nmax
nmin

nmax
= 1, 26
14

Ta có:
Suy ra nmax = 2261 (v/ph)
n1= nmin= 14 (v/ph)
Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396

Page 14

Đồ án thiết kế máy công cụ-T06
n2= n1. ϕ
n3= n2. ϕ= n1= ϕ2
…………
n23= n22. ϕ= n1. ϕ22
Cơng thức tính tốc độ cắt:
π .d .n
1000

V=
(m/ph)
Trong đó: d- Đường kính chi tiết gia cơng (mm)
n- Số vịng quay trục chính (v/ph)
b) Tính số hạng của chuỗi số
Rn =

nmax 2260
=
= 161, 43
nmin
14

Phạm vi điều chỉnh
Công bội ϕ= 1,26
Số cấp tốc độ Z= 23
Trị số vòng quay cơ sở thành lập từ trị số vòng quay đầu tiên n1= 14 v/ph và
nz= n1. ϕz-1
Lần lượt thay Z=

Tốc độ
n1
n2
n3
n4
n5
n6
n7
n8
n9
n10

1 ÷ 23

vào ta có bảng sau:

Cơng thức tính
nmin= n1
n1. ϕ
n1. ϕ2
n1. ϕ3
n1. ϕ4
n1. ϕ5
n1. ϕ6
n1. ϕ7
n1. ϕ8
n1. ϕ9

Bảng 2.1) Bảng chuỗi số vòng quay
n tiêu chuẩn

14
18
22,4
28
35,5
45
56
71
90
112

Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396

Page 15


Đồ án thiết kế máy công cụ-T06
n1. ϕ10
n1. ϕ11
n1. ϕ12
n1. ϕ13
n1. ϕ14
n1. ϕ15
n1. ϕ16
n1. ϕ17
n1. ϕ18
n1. ϕ19
n1. ϕ20
n1. ϕ21
n1. ϕ22

n11
n12
n13
n14
n15
n16
n17
n18
n19
n20
n21
n22
n23

141
180
224
280
355
450
560
710
900
1120
1410
1800
2240

c) Số nhóm truyền tối thiểu

nmin 1
=
nmax 4i

với i: số nhóm truyền tối thiểu
ndc
)
nmin
lg 4

lg(

=> i=
= 3,67
Vì số nhóm truyền là nguyên nên lấy i= 4
2.1.2) Phương án không gian
Các phương án khơng gian
24x1
12x2
3x4x2
6x2x2
2x3x2x2
Dựa vào số nhóm truyền tối thiểu i=4 ta loại trừ các phương án không gian và lấy
phương án khơng gian là : 2x3x2x2
Cách bố trí các bộ phân tổ hợp thành xích tốc độ bố trí theo phương án hộp tốc độ
và hộp trục chính vì máy có độ phức tạp lớn ( Z=23) cơng suất lớn N=10kW
• Dựa vào cơng thức Z=p1.p2.p3….pj
Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396

Page 16

Đồ án thiết kế máy cơng cụ-T06
Trong đó pj là tỷ số truyền trong một nhóm
Ta có Z= 24= 2x2x3x2= 2x2x2x3= 3x2x2x2= 2x3x2x2
Mỗi thừa số pj là 1 hoặc 2 khối bánh răng di trượt truyền động giữa 2 trục liên
tục
• Phương án khơng gian được lựa chọn hợp lý dựa trên các tiêu chuẩn:
1. Tổng số bánh răng trên một trục
Sz= 2(p1+p2+….+pj)
2. Tổng số trục của phương án là nhỏ nhất
S= i+1
i: số nhóm truyền động
3. Chiều dài sơ bộ của hộp tốc độ theo công thức
L = Σb + Σf
b: Chiều rộng bánh răng
f: khoảng hở giữa bánh răng và khe hở để lắp miếng gạt
4. Số bánh răng chịu momen xoắn ở trục cuối cùng là ít nhất
5. Các cơ cấu đặc biệt dùng trong hộp: ly hợp ma sát,phanh
Phương án
Yếu tố so sánh
1.Tổng số bánh răng
Sz
2. Tổng số trục Str
3. Chiều dài L
4. Số bánh răng Mmax
5. Cơ cấu đặc biệt

Bảng 2.2) Bảng so sánh phương án bố trí khơng gian
3x2x2x2

2x2x3x2
2x3x2x2
2x2x2x3
18

18

18

18

5
19b + 18f
2

5
19b + 18f
2

5
19b + 18f
2

5
19b + 18f
3

Ly hợp ma sát

Ly hợp ma sát

Ly hợp ma sát

Ly hợp ma sát

Kết luận: Với phương án và bảng so sánh trên ta thấy nên chọn phương án khơng
gian 2x3x2x2 vì
- Tỷ số truyền giảm dần từ trục đầu tiên đến trục cuối. Nhưng phải bố trí trên
trục đầu tiên một bộ ly hợp ma sát nhiều đĩa và một bộ bánh răng đảo chiều
- Số bánh răng phân bố trên các trục đều hơn PAKG 3x2x2x2 và 2x2x3x2
- Số bánh răng chịu momen xoắn lớn nhất Mmax trên trục chính là ít nhất
Do đó để đảm bảo tỷ số truyền giảm từ từ đồng đều ưu tiên việc bố trí kết cấu ta
chọn PAKG 2x3x2x2

Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396

Page 17


Đồ án thiết kế máy cơng cụ-T06
b
f

I

f

II

III

IV

V

Hình 2.1) Sơ đồ động học của máy
2.1.3) Phương án thứ tự (PATT)
- Số phương án thứ tự q=m! m: số nhóm truyền
Với m=4 ta có q= 4!= 24
Để chọn PATT hợp lý nhất ta lập bảng để so sánh tìm phương án tối ưu
Bảng 2.3) Bảng so sánh các phương án thứ tự
TT
1
2
3
4
5

Nhóm 1
2 x 3 x 2 x2
I II III IV
[1][2] [6][12]
2x3x2x2
I III II IV
[1][4] [2][12]
2x3x2x2
I IV II III
[1] [8] [2] [4]
2x3x2x2
I II IV III
[1][2][12][6]

2x3x2x2
I III IV II
[1][4][12][2]

TT
7
8
9
10
11

Nhóm 2
2 x3x2 x2
II I III IV
[3][1][6] [12]
2x3x2x2
II III I IV
[2] [4] [1] 12]
2x3x2x2
II III IV I
[2][4][12][1]
2x3x2x2
II I IV III
[3][1][12][6]
2x 3x2x2
II IV III I
[2][8][4][1]

TT
13

14
15
16
17

Nhóm 3
2x3x2x2
III I II IV
[6][1][3] [12]
2x3x2x2
III II I IV
[6] [2] [1] 12]
2x3x2x2
III IV I II
[4] [8] [1] [2]
2x3x2x2
III I IV II
[6][1][12][3]
2x3x2x2
III II IV I
[6][2][12][1]

Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396

TT
19
20
21
22
23

Nhóm 4
2x3x2x2
IV I II III
[12][1][3] [6]
2x3x2x2
IV II I III
[12][2] [1][6]
2x 3 x2x2
IV III I II
[12][4][1][2]
2x 3x2x2
IV I III II
[12][1][6][3]
2x 3x2x2
IV II III I
[12][2][6][1]

Page 18


Đồ án thiết kế máy công cụ-T06

6
xmax
ϕxmax

2x 3x2x2
I IV III II
[1][8][4][2]

12
16
16
40,32

12

2x3x2x2
II IV I III
[2][8][1][4]
12
16
16
40,32

18

2x3x2x2
III IV II I
[4][8][2][1]
12
16
16
40,32

24

2x3x2x2
IV III II I
[12][4][2][1]

12
16
16
40,32

Nhận xét: Qua bảng trên ta thấy các phương án đều có ϕxmax > 8 như vậy khơng
≤

thõa mãn điều kiện ϕxmax = ϕi(p-1) 8
Do đó để chọn được phương án đạt yêu cầu ta phải tăng thêm trục trung gian hoặc
tách ra làm hai được truyền
Như vậy PATT I II III IV có ϕxmax = 1,2612 là nhỏ hơn cả theo máy chuẩn đã chọn thì
phương án này là tốt hơn,có lượng mở đều đặn và tăng từ từ, kết cấu chặt chẽ, hộp
tương đối gọn, lưới kết cấu có hình rẻ quạt
Cụ thể:
PAKG
2x3x2x2
PATT
I II III IV
[x]
[1] [2] [6] [12]
≤

Để đảm bảo ϕxmax 8 ta phải thu hẹp lượng mở tối đa từ ϕxmax = 12 xuống ϕxmax = 6
Do thu hẹp lượng mở nên số tốc độ thực tế bị giảm. Ta có số tốc độ thực tế là
Z1 = Z - lượng mở thu hẹp = 24 – 6= 18
PATT bây giờ là 2[1] x 3[8] x 2[6] x 2[6]
Để bù lại số tốc độ trùng vì thu hẹp lượng mở ta thiết kế thêm đường truyền tốc độ
cao ( đường truyền tắt)
PAKG đường truyền này là Z2= 2x3x1=6 tốc độ

Vậy PAKG cuả hộp tốc độ là Z = Z1+Z2= 24+6 = 30
Do trùng 7 tốc độ ( Tốc độ cuối của đường truyền tốc độ thấp trùng với tốc độ của
đường truyền cao)
Nên số tốc độ thực tế của máy là Z = 30 – 7 = 23 tốc độ
Ta có lưới kết cấu của máy như sau:

Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396

Page 19


Đồ án thiết kế máy cơng cụ-T06

Hình 2.2)
Lưới kết
cấu của
máy

n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 n9 n10 n11n12n13 n14 n15 n16 n17 n18 n19 n20 n21 n22 n23 n24

2.1.4) Vẽ đồ thị vòng quay
Trị số vòng quay giới hạn n0 trên trục I được biến thiên trong khoảng
≤

≤

n0 min n0 n0 max
Tính theo các tỷ số truyền lớn nhất và tỷ số truyền nhỏ nhất kể từ trục chính đến
trục đầu tiên

Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396

Page 20


Đồ án thiết kế máy công cụ-T06
i

Π
n0min = nmax/

1

Uimax

i

Π
1

n0max = nmin/ Uimin
Trong đó i- chỉ số biểu thị nhóm truyền
i

Π
1

Uimax = U1max. U2max. . . Uimax

i

Π
1

Uimin = U1min. U2min. . . Uimin

Có thể lấy:
i

Π
1

Uimax = U1max. U2max. . . Uimax = 2

i

Π
1

Uimin = U1min. U2min. . . U1min = ¼

Vậy n0 max =14/(1/4)4 = 3584 v/ph
n0 min = 2261/24 = 141 v/ph

≤

≤

Như vậy giới hạn n0 biến thiên trong khoảng 141 n0 3584
Để trục và bánh răng đầu vào của hộp chịu Mx kích thước nhỏ gọn. Thường đặt n0 ở

các trị số n0 lớn. Vì vậy sẽ gần với nđc. Hơn nữa n0 tới nmin của trục chính bao giờ
cũng giảm nhiều hơn tăng
Giả sử ta chọn n0= n19 = 900 v/ph
ηđ

Khi đó iđtr = n0/nđcơ. = 900/1440.0,985 = 0,635
Ta vẽ được đồ thị vòng quay của máy như sau:
n0=900

Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396

Page 21


Đồ án thiết kế máy công cụ-T06

i1
i3

i2

i4
i5

i6

i7

i9
i8

i11

i10

II
III
IV
V
VI
VII
n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 n9 n10 n11 n12 n13 n14 n15 n16 n17 n18 n19 n20 n21 n22 n23
Hình 2.3) Đồ thị vòng quay

Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396

Page 22


Đồ án thiết kế máy cơng cụ-T06

2.1.5) Tính tốn số răng của các nhóm truyền trong hộp tốc độ
a) Tính nhóm truyền cố định từ trục động cơ đến trục thứ nhất
Ta có: no = nđc. io. ηđ= 900
⇒ io=

900
1440.0,985

= 0,635

b) Tính số răng của nhóm truyền thứ nhất
Bội số chung nhỏ nhất của (fx + gx ) = 18 .Vậy K = 18
Vì tia có tỷ số truyền nghiêng phải nhiều nhất do đó Emin
được tính theo bánh răng bị động
Với Zmin = 17.
Chọn Emin = 3

⇒

ΣZ = E.K =3.18 = 54 răng.

n0
i2
i1

Để tận dụng bánh răng làm vỏ ly hợp ma sát nên đường kính của bánh răng
khoảng 100 mm, theo các máy đẫ có thì mơdul bánh răng khoảng 2,5 nên bánh
răng chủ động chọn khoảng trên 50 răng do đó tăng tổng số răng của cặp
Chọn Emin = 5

⇒

ΣZ = E.K =5.18 = 90 răng.

Ta lấy E = 5
Vậy răng

Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396

Page 23


Đồ án thiết kế máy cơng cụ-T06

i5

c) Tính số răng của nhóm truyền thứ hai

i4
Bội số chung nhỏ nhất của (fx + gx ) = 108 .
Vậy K = 108
3
Ta nhận thấy bánh răng nhỏ nhất là Z3 trong đường truyền
Giảm tốc nên Emin được tính theo bánh răng chủ động

i

Ta lấy E = 1
Vậy răng

d) Tính số răng của nhóm truyền thứ ba
Bội số chung nhỏ nhất của (fx + gx ) = 10 .
Vậy K = 10
Ta nhận thấy bánh răng nhỏ nhất là Z6 trong
đường truyền giảm tốc nên Emin được tính
theo bánh răng chủ động

i7

i6

Ta lấy E = 11
Vậy răng

e) Tính số răng của nhóm truyền thứ tư

i9

Bội số chung nhỏ nhất của (fx + gx ) = 10 .
Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396

i8

Page 24


Đồ án thiết kế máy công cụ-T06
Vậy K = 10
Ta nhận thấy bánh răng nhỏ nhất là Z8 trong
đường truyền giảm tốc nên Emin được tính
theo bánh răng chủ động

Ta lấy E = 11
Vậy răng

f) Tính số răng của nhóm truyền thứ năm
Bội số chung nhỏ nhất của (fx + gx ) = 3 .Vậy K = 3
Ta nhận thấy bánh răng nhỏ nhất là Z10 trong đường truyền
Giảm tốc nên Emin được tính theo bánh răng chủ động

Ta lấy E = 27 ( để bánh răng Z’ 10 có đường kính chân răng lớn hơn trục
chính)
Vậy răng

i10

g) Tính số răng của nhóm truyền trực tiếp
Bội số chung nhỏ nhất của (fx + gx ) = 18 .Vậy K = 18
Ta nhận thấy bánh răng nhỏ nhất là Z’11 trong đường truyền
tăng tốc nên Emin được tính theo bánh răng bị động
Ta lấy E = 6
Vậy răng

Sinh viên thực hiện: Đặng Duy Kiên MSSV:20100396

itt

Page 25