đồ án máy công cụ

*********************

Lời nói đầu
*
*

*

Một trong những nội dung đặc biệt quan trọng của cuộc cách mạng khoa
học kỹ thuật trên toàn cầu nói chung và với sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại
hoá đất nớc ta nói riêng hiện nay đó là việt cơ khí hoá và tự động hoá quá trình
sản xuất. Nó nhằm tăng năng xuất lao động và phát triển nền kinh tế quốc dân.
Trong đó công nghiệp chế tạo máy công cụ và thiết bị đóng vai trò 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 nh khả năng áp dụng lý luận khoa học thực tiễn sản xuất cho đội ngũ
cán bộ khoa học kỹ thuật là không thể thiếu đợc. Với những kiến thức đà đợc
trang bị, sự hớng dẫn nhiệt tình của các thầy giáo cũng nh sự cố gắng cuả bản
thân. Đến naynhiệm vụ đồ án máy công cụ đợc giao cơ bản em đà hoàn thành.
Trong toàn bộ quá trình tính toán thiết kế máy mới " Máy tiện ren vít vạn năng
"có thể nhiều hạn chế. Rất mong đợc sự chỉ bảo của các thầy giáo và cộng sự.
Phần tính toán thiết kế máy mới gồm các nội dung sau:
Chơng I : Nghiên cứu máy tơng tự -chọn máy chuẩn
Chơng II :Thiết kế máy mới
Chơng III : Tính toán sức bền chi tiết máy
Chơng IV :Thiết kế hệ thống điều khiển

CTM8-K45 ĐHBK

1


đồ án máy công cụ

*********************

chơng 1:nghiên cứu máy mới.
Có rất nhiều loại máy tiện nh : máy tiện vạn năng,máy tiện
Tự động ,nửa tự động,máy tiện chuyên môn hoá và chuyen dùng,máy tiện
revonve .v.v...
Tuy nhiên chúng ta chỉ xem xet các đặc tính kỹ thuật của một số loại máy tơng
tự máy 1K62 .
Chỉ tiêu so sánh
Công suất động cơ (kw)
Chiều cao tâm máy (mm)
Khoảng cách lớn nhất giữa hai
mũi tâm (mm)
Số cấp tốc độ
Số vòng quay nhỏ nhất
Nmin ( vòng/phút )
Số vòng quay lớn nhất
Nmax ( vòng/phút )
Lợng chạy dao dọc nhỏ
nhất Sdmin (mm/vòng)

T620
10
200
1400


T616
4,5
160
750

1A62
7
200
1500

1A616
4,5
200
1000

23
12,5

12
44

21
11,5

21
11,2

2000


1980

1200

2240

0,070

0,060

0,082

0,080

Lợng chạy dao dọc lớn nhất 4,16
Sdmax (mm/vòng)

1,07

1,59

1,36

Lợng chạy dao ngang nhỏ nhất 0,035
Snmin (mm/vòng)

0,04

0,027


0,08

Lợng chạy dao ngang lớn nhất 2,08
Snmax (mm/vòng)

0,78

0,52

1,36

Các loại ren tiện đợc

Ren Quốc tế , ren Anh,
ren Môđun và ren Pít

I/ Các xích truyền động của máy tiện 1K62 :
1 .Xích tốc ®é quay cđa trơc chÝnh :
XÝch nµy nèi tõ ®éng cơ điện có công suất N = 10kw,số vòng quay n=1450
vòng/phút , qua bộ truyền đai thang vào hộp tốc ®é (cịng lµ hép trơc chÝnh ) lµm
quay trơc chÝnh VI .
Lợng di động tính toán ở hai đầu xích là :
nđ/c (vòng/phút) của động cơ ntc (vòng/phút) của trục chính.
Từ sơ đồ động ta vẽ đợc lợc đồ các con đờng truyền động qua các trục trung
gian tới trơc chÝnh nh sau:

CTM8-K45 §HBK

2



đồ án máy công cụ

*********************
li hợp ma
sát

đ ờng
truyền
nghịch

đ ờng
quay
thuận

từ động
cơ
đ êng trun
tèc ®é thÊp

® êng
trun tèc
®é cao

XÝch tèc ®é cã đờng truyền quay thuận và đờng truyền quay nghịch. Mỗi đờng truyền khi tới trục chính bị tách ra làm 2 đờng truyền
+ Đờng truyền ngắn tới trục chính cho ta tốc độ cao
nđc =1450(vg/ph). 145 (I) (C1- trái) 56 (II) 29 (III) 65 (VI) = ntc
-

260


34

47
21
55
38
38

51
39

43

+ Đờng truyền dài ®i tõ trôc III-IV-V-VI cho ta tèc ®é thÊp

n®c =1450(vg/ph). 145 (I) (C1- trái)
260
ntc

56
34

51
39

(II)

29
47


21
55
38
38

(III)

22
88

45
45

(IV)

22
88

(V) .

27
54

(VI)=

45
45

Từ phơng trình trên ta thấy:

-Đờng tốc độ cao vòng quay thuận có 6 cấp tốc độ : 2x3x1= 6
-Đờng tốc độ thấp vòng quay thuận cã 24 cÊp tèc ®é : 2x3x2x2x1= 24
Thùc tÕ ®êng truyền tốc độ thấp vòng quay thuận chỉ có 18 tốc độ ,vì giữa trục IV
và trục VI có khối bánh răng di trợt hai bậc có khả năng cho ta 4 tỷ số truyền
IV

22
88

22
88

V

45
45

Các tỷ số truyền 1,

VI

45
45
1
4

,

1
16


tạo nê Nhìn vào phơng trình thực tế chỉ có 3 tỷ

số trun 1, 1 , 1
4 16
Nh vËy ®êng trun tèc ®é thÊp vßng quay thuËn cßn 18 tèc ®é 2x3x3x1= 18
VËy ®êng trun thn cã 18+6=24 tèc ®é
Bao gåm: tèc ®é thÊp tõ n1n18
tèc ®é cao tõ n19n24
VỊ mỈt®é lín ta thÊy n18=n19.vËy trªn thùc tÕ chØ cã 23 tèc độ khác nhau
n ikđại dùng cắt ren khuếch đại
2 .Xích chạy dao cắt ren và tiện trơn:
a .Tiện ren
Máy tiện ren vít vạn năng ( T620 ) 1K62 có khả năng cắt 4 loại ren :
Ren Quốc tế (tp)
CTM8-K45 ĐHBK

3


đồ án máy công cụ

*********************

Ren Mođuyn (m)
Ren Anh (n)
Ren Pitch (Dp)
Khi cắt ren tiêu chuẩn xích truyền từ trục VI xuống trục VII (hoặc qua i kđ rồi mới
xuống trục VII ),về trục VIII qua cặp bánh răng thay thế vào hộp dao và trục vít
me

Lợng di động tính toán ở 2 đầu xích là :
Một vòng trục chính - cho tiện đợc một bớc ren tp (mm)
Để cắt đợc 4 loại ren máy có 4 khả năng điều khiển sau:
Báărng thay thế giữa trục VIII và trục IX có 2 khả năng điều chỉnh do 2 cặp utt:
+ Cặp 1 là 42 . 95 để tiện ren quốc tế và ren Anh
95
64
95

50
95
97

+ Cặp 2 là
.
để tiện ren modul và ren pitch
Cơ cấu noóc-tông giữa trục IX_X_XI có 2 đờng truyền:
+ Đờng truyền 1: (Cơ cấu noóc-tông chủ động) đờng trun tõ trơc IX qua ly hỵp
C2 tíi trơc XI quay khối bánh răng noóc-tông xuống trục X , qua ly hợp C4 tới
trục XII_XIII_XIV_XVI(vít me).
+ Đờng truyền 2: (Cơ cấu noóc-tông bị động) đờng truyền từ trục IX không (qua
ly hợp C2) qua cặp bánh răng 37/35 tới trục X qua cặp bánh răng 28/25 qua bánh
răng 36 tới khối bánh răng noóc-tông trên trục XI tiếp tục qua các cặp bánh răng
35 28
,
(không qua ly hợp C4) tới trục XII_XIII_XIV_XVI(vít me).
28 35
Để cắt đợc nhiều bớc ren khác nhau cùng loại ta dùng bánh răng noóc-tông 7
bậc với số răng từ 26 48 sẽ cắt đợc 7 bớc ren tơng ứng gọi là 7 bớc ren cơ sở
Ngoài ra còn có 2 khối bánh răng di trợt 2 bËc trun gi÷a 3 trơc

XII_XIII_XIV cã 4 tØ sè truyền khác nhau gọi là 4 tỉ số truyền gấp béi, ta sÏ cã
7X4 = 28 bíc ren cÇn cÊt cùng loại.
Để cắt ren trái , cần giữ nguyên chiều quay của trục chính nhng chiều chuyển
động chạy dao có bộ đảo chiều uđc. Bộ đảo chiều nối giữa trục VII và VIII với
bánh răng đệm Z = 28 có 3 tØ sè truyÒn nh sau: 2 tØ sè truyÒn quay thuận và 1 tỉ
số truyền nghịch uđc = 35 . 28 .
28 35
Sau khi đà ngiên cứu từng bộ phận ta có phơng trình tổng quát của xích cắt ren
tiêu chuẩn:
1 vòng trục chính . uđc. utt. ucs . ugb. ucđ. tx = tp
1
ucs

Trong đó ucđ là tỉ số truyền cố định trong xích
Ta có phơng trình cân bằng cho từng loại ren:
Cắt ren quốc tế (ren mét)
Sử dụng cặp bánh răng thay thế: utt = 42 . 95
95 50
Phơng trình cắt ren:
1 vòng tc. 60 . 42 . 42 . 95 (IX)(li hợp C2 đóng)(XI). Zn .
42
28
đóng,C3 mở).
35
18
15
45
48
60


.

95 50
35
(XIV)(C5
28

36

25
28

(X)(li hợp C4

đóng). 12 = tp (mm)

trong đó Zn là số răng bất kỳ trong khối bánh răng noóc-tông
Công thức điều chỉnh: tp = K1.Zn.ugb
K1: Là hệ số thu gọn của phơng trình
CTM8-K45 ĐHBK

4


đồ án máy công cụ

*********************

Cắt ren modul
Loại ren này dùng trong các mối ghép động . Đơn vị đo là m tính theo công

thức : m = tp/ .
Sử dụng cặp bánh răng thay thế : utt = 64 . 95
95 97
Phơng trình xích động:
1vòng tc. 60 . 42 . 64 . 95 (IX)(li hợp C2 đóng)(XI). Zn . 25 (XI)(li hợp C4
42
đóng,C3 mở). 28
35
18
15
45
48
60

95 97
. 35 (XIV)(C5
28

36

28

đóng). 12 = tp = .m

 m = K2.Zn.ugb = 0,7855.Zn.ugb  Zn.ugb

16
Cắt ren Anh:
Loại ren này có công thức tơng tự ren quốc tế ,không đo theo chiều dài bớc
ren mà tính theo k là số vòng ren trong 1 tấc Anh (25,4 mm)

25,4
k = tp
Sử dụng cặp bánh răng thay thế : utt = 42 . 95
95 50
Phơng trình cắt ren:
1 vòng tc. 60 . 42 . 42 . 95 (IX). 35 . 37 (X). 28 . 35
42
(li hỵp C4 më). 28
35
18
15
45
48
1
 k = K3.ugb.
Zn
60

95 50
37 35
35
.
(XIV)(C5 ®ãng).
28

36
(XI)(C3
35 28 Zn
12 = tp = 25,4
k


më). 35 . 28
28 35

 C¾t ren pitch:
Loại ren này có công dụng tơng tự ren modul hệ mét. Đơn vị đo lờng ren là
Dp. Dp là giá trị ngịch đảo của m đo theo đơn vị Anh.
Dp =
vì m =

tp



1' '
m

=

Dp =

25,4
m
25,4.
tp

hay tp =

25,4.
Dp


Sử dụng cặp bánh răng thay thế : utt = 64 . 95
95 97
Phơng trình cắt ren:
1 vòng tc. 60 . 42 . 64 . 95 (IX). 35 . 37 (X). 28 . 35
60

hợp C4 mở).
18
45

42 95 97
37 35
28
35
.
(XIV)(C5 đóng).
35
28
15
48

35

36
28 Zn

12 = tp =

(XI)(C3 më). 35 . 28 (li

28 35

25,4.
Dp

1

 Dp = K4.Zn. ugb
Cắt ren khuếch đại:
Thờng dùng khi gia công ren nhiều đầu mối , tiện rÃnh dầu trong bạc...
CTM8-K45 ĐHBK

5


đồ án máy công cụ

*********************

Xích cắt ren khuếch đại 4 loại ren tiêu chuẩn trên lên gấp 2,8,32 lần cùng
với bộ đảo chiều có u = 1/4 ta có ren khuếch đại lên 4,16 lần
Phơng trình xích động:
1 vòng tc. 60 . 42 .utt(C2,C3,C5 ®ãng).12 = tp
utt =

a
b

60 42
c

= tp
d

.
 Tiện ren chính xác:
Yều cầu đờng truyền ngắn nhất. Đờng truyền sẽ là : Từ trục chính
VI_VII_utt_(C2)_XIV_XVI(vít me)
Vì vậy muốn các bớc khác nhau của ren chính xác ta phải tính utt cho phù
hợp .
Tiện ren mặt đầu:
Để tạo đờng acsimet (trên mâm cặp 3 chấu). Dao cắt ren tiến ngang vào
tâm chi tiết. xích không nối qua trục vít me mà nối từ trục XIV qua cặp bánh
răng 28 không qua ly hợp siêu việt tới trục tiện trơn XV_XVII đi theo đờng tiện
56
trơn trong hộp xe dao tíi trơc vÝt me tx = 5 mm.
b .XÝch tiƯn tr¬n :
XÝch tiƯn tr¬n gièng nh xÝch tiƯn ren , nhng trục XIV xích không nối qua li hợp
đến trục vít me mà truyền xuống qua cặp bánh răng 28 không qua ly hợp siêu
56

27 20
,
20 28

việt tới trục tiện trơn XV qua các bộ truyền
đến trục vít vô tận 4 đầu
mối bánh vít 20 răng dùng để tiện trơn chạy dao dọc, ngả phải lên trục vít me
ngang ở phía trên để thực hiện chạy dao trơn ngang.
Tiện trơn chạy dao dọc:
Từ trục chính của bánh vít 20 qua cặp bánh răng 14 tới bộ truyền bánh

66
răng thanh răng m = 3
Phơng trình xích động:
1 vòng tc. 60 . 42 . 42 . 95 (IX)(li hợp C2 đóng)(XI). Zn . 25 (XI)(C3 më,C4
60

42
28
56

95 50

36

28

®ãng). ugb (XIV) (C5 më). 28 .(XVII). 27 . 20 . 4 . 40 . 14 ..m.Z = Sd mm
56
20
28 20 37 66
 TiƯn tr¬n chạy dao ngang:
Đờng truyền giống chạy dao dọc theo nửa bên phải xe dao tới vít me ngang
có tx = 5 mm.
Phơng trình xích động:
1 vòng tc. 60 . 42 . 42 . 95 (IX)(li hợp C2 đóng)(XI). Zn . 25 (XI)(C3 më,C4
60

42
28
56


95 50

®ãng). ugb (XIV) (C5 më).

28
56

36

.(XVII). 27 .
20

20
28

.

28

4 40 60 61
.
.
.
20 37 61 20

.5 = Sn mm

 XÝch chạy dao nhanh:
Xích nối từ động cơ chạy dao nhanh lắp trên thành thân máy dới ụ động

có công suất Nđc = 1 Kw và n = 1410 vòng/phút.
CTM8-K45 ĐHBK

6


đồ án máy công cụ

*********************

Động cơ này quay truyền qua bé trun ®ai cã tØ sè trun u® = 1 tới trục
tiện trơn XV.
Để tránh gÃy trục trơn do 2 động cơ cùng truyền tới (chuyển động làm việc
và chuyển động chạy nhanh của dao tiện),ngời ta lắp thêm cơ cấu hợp thành dạng
ly hợp siêu việt.
3. 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 đờng truyèen khác nhau. Nên
nếu không có ly hợp siêu việt truyền động sẽ làm xoắn và gẫy trục. Cơ cấu ly
hợp siêu việtđợc dùng trong những trờng hợp khi máy chạy dao nhanh và khi đảo
chiều quay của trục chính
+ Cơ cấu đai ốc mở đôi : 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 trợt theo rÃnh
ăn khớp với vít me
+ Cơ cấu an toàn trong hộp chạy dao nhằm đảm bảo khi làm việc quá tải , đợc đặt trong xích chạy dao (tiện trơn)nó tự ngắt truyền động kh máy quá tải .
II/ Phơng án không gian và phơng án thứ tự của máy :
Từ sơ đồ động của máy ta thấy rằng:Xích tốc độ đợc chia ra thành 2 đờng
truyền: đờng truyền tốc độ thấp và đờng truyền tốc độ cao .
Phơng án không gian của máy là:
Z1 = 2 x 3 x 2 x 2 = 24 tèc ®é

Z2 = 2 x 3 x 1 = 6 tèc ®é
 Sè tèc ®é ®đ lµ : Z = Z1 + Z2 = 24 + 6 = 30 tốc độ
Phơng án thứ tự của Z1 là: Z1đủ = 2[1] x 3[2] x 2[6] x 2[12] trong ®ã nhãm
trun 2[12] cã 12 = 1,2612 = 16 > 8 cho nên ta khắc phục bằng cách thu hĐp lỵng më nh sau: Z1thu hĐp = 2[1] x 3[2] x 2[6] x 2[6] và số tốc độ bị trùng do thu
hẹp lợng mở là :
Zt = 12 6 = 6 tốc độ trùng.
Để bù lại số tốc độ đà bị trùng ,ngời ta sử dụng thêm ®êng truyÒn thø 2 :
Z2 = 2[1] x 3[2]
Nh vËy, bằng cách tách thành 2 đờng truyền đồng thời thu hẹp lợng mở thì ngời ta đà giải quyết vấn đề về lợng mở lớn hơn 8 (Xmax > 8 )
Ta cã líi kÕt cÊu cđa 2 ®êng trun nh sau:
I

II

2[1]

2[1]

3[2]

3[2]

2[6]

1[0]

III

IV
2[6]

V
Từ sơ đồ động ta có thể biết đợc số răng và mô đun của từng bánh răng và nh
vậy ta có thể thiết lập lại đồ thị lới vòng quay thực tế của hộp tốc độ
CTM8-K45 ĐHBK

7


đồ án máy công cụ

*********************

III/ Đồ thị số vòng quay thực tế của máy 1K62 :
1 .Tính trị số :
Ta cã : nmin = 12,5 vßng/phót
nmax = 2000 vßng/phót
Z = 23
TÝnh c«ng béi  theo c«ng thøc  = z  1

n max
n min

  = Z  1 2000 = 1,26
12,5

Ta cã c¸c tØ sỉ trun nh sau :
TT
1
2
3

4
5
6
7
8
9
10
11

xi = lnii/lnf

Nối giữa 2 trục

Z1

Z2

ii = Z1/Z2

Độ lệch

I-II

51

39

1.308

1.163


0.268

I-II

56

34

1.647

2.164

0.499

II-III

21

55

0.382

-4.175

-0.963

II-III

29


47

0.617

-2.094

-0.483

II-III

38

38

1.000

0

0

III-IV

22

88

0.250

-6.012


-1.386

III-IV

45

45

1.000

0

0

IV-V

22

88

0.250

-6.012

-1.386

IV-V

45


45

1.000

0

0

III-V

27

54

0.500

-3.006

-0.693

V-VI

65

43

1.512

1.792


0.413

2 .Vẽ đồ thị vòng quay
i1
i3

i2

i4
i5

i6

i7

i9
i8
i11
i10
12,5 16 20 25 31,5 40 50

63 80 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000

3 .Kết luận :
Công thức động học cuả máy 1K62
PAKG chạy vòng 2x3x2x2x1= z1
PAKG chạy tắt2x3x1= z2
Số tốc độ đủ :
z= z1+ z2 = 24+6 =30

Phơng ¸n thø tù cña z1 = 2 1 . 3  2 2  6 . 2 12
Trong ®ã nhãm truyền 2 12 có 12=1,2612=16>8 không thoả mÃn điều kiện 8
 max
CTM8-K45 §HBK

8


đồ án máy công cụ

*********************

Nên phải tạo ra hiện tợng trïng tèc ®é nh sau :
Z1 thu hĐp = 2 1 . 3  2 2  6 . 2  6
Sè tèc ®é trïng zx = 12- 6 =6 đợc bù lại bằng đờng truyền thứ hai có phơng ¸n
kh«ng gian
PAKG: 2x3
PATT : 2 1 . 3  2 1 0
ở vận tốc khoảnh 630 vòng/phút thì hai tốc độ n 18 n19 cho nên máy chỉ có 23
tốc độ.
Các tốc độ thực tế không đúng nh đà thiết kế mà nhỏ hơn 1 lợng nào đó tuy
nhiên ta có thể chấp nhận đợc sai số đó.
IV/ Bàn xe dao:
Bàn xe dao sử dụng bộ truyền bánh răng-thanh răng cho việc chạy dao dọc,sử
dụng bộ truyền vít me-đai ốc cho việc chạy dao ngang. Để chạy dao nhanh thì có
thêm 1động cơ phụ 1KW , n = 1410 vòng/phút qua bộ truyền đai để vào trục trơn
dùng cơ cấu hợp thành là ly hợp siêu việt.

Chơng II


Thiết kế máy mới

A.TíNH hộp tốc độ
I/ thiết lập chuỗi số vßng quay
z=23 , nmin = 12,5 vßng/phót , nmax = 2000 vòng/phút
1 .Chuỗi số vòng quay tuân theo quy luật cấp số nhân
Công bội

= z 1

n max
n min

Ta có  = z-1 2000/12,5 = 1,259
CTM8-K45 §HBK

9


đồ án máy công cụ

*********************

Lấy theo tiêu chuẩn = 1,26
n1 = nmin = 12,5 vg/ph
n2 = n1. 
n3 = n2.  = n1. 2
...................
n23 = n22.  = n1. 22
Công thức tính tộc độ cắt

V= dn m/ph
1000
Trong đó d- Đờng kính chi tiết gia công (mm)
n- Số vòng quay trục chính
(vg/ph)
2 .Tính số hạng của chuỗi số
n

Phạm vi điều chØnh Rn = n

max
min

=

2000
12,5

=160

C«ng béi  = 1,26
Sè cÊp tèc độ z = 23
Trị số vòng quay cơ sở thành lập từ số vòng quay đầu tiên n1 = 12,5 vg/ph và
nz = n1. z-1
Lần lợt thay z = 123 vào ta có bảng sau:

Tốc độ

Công thức tính


CTM8-K45 ĐHBK

n tính

n tiªu chuÈn

10


đồ án máy công cụ

n1
n2
n3
n4
n5
n6
n7
n8
n9
n10
n11
n12
n13
n14
n15
n16
n17
n18
n19

n20
n21
n22
n23
n24

nmin = n1
n1.1
n1.2
n1.3
n1.4
n1.5
n1.6
n1.7
n1.8
n1.9
n1.10
n1.11
n1.12
n1.13
n1.14
n1.15
n1.16
n1.17
n1.18
n1.19
n1.20
n1.21
n1.22
n1.23


*********************

12.5
15,57
19,85
25,01
31,51
39,7
50,02
63,02
79,41
100,1
126,07
158,85
200,15
252,19
317,76
400,38
504,47
635,64
800,9
1009,14
1271,5
1602,11
2018,65
2543,50

12.5
16

20
25
31,5
40
50
63
80
100
125
160
200
250
315
400
500
630
800
1000
1250
1600
2000
2500

II/ Số nhóm truyền tối thiểu
nmin/nmax= 1/4i
i-Số nhóm truyền tối thiểu
i=ln(nđcơ/nmin)/ln4=3,4
Vì số nhóm truyền là nguyên nên lấy i = 4
III/ phơng án không gian
1.Các phơng án không gian:

Các phơng án không gian
24x1
12x2
3x4x2
6x2x2
2x3x2x2
Dựa vào số nhóm truyền tối thiểu i=4 ta loại trừ các phơng án không gian và
lấy phơng án không gian là 2x3x2x2
Cách bố chí các bộ phận tổ hợp thành xích tỗc độ bố trí theo phơng án hộp tốc
độ và hộp trục chính vì máy có độ phức tạp lớn (z=23) công suất lớn N=10 kw
Dựa vào công thức z= p1. p2. p3. ....pj
trong đó pj là tỷ số truyền trong mét nhãm
Ta cã z = 24 = 2x2x3x2 = 2x2x2x3 = 3x2x2x2 = 2x3x2x2
Mỗi thừa số pj là 1 hoặc 2 khối bánh răng di trợt truyền động giữa 2 trục liên
tục
2 .Tính tổng số bánh răng của hộp tốc độ theo công thức:
Sz=2(p1+p2 +p3+...pj)
- phơng án không gian 2x2x2x3 có
Sz=2(2+2+2+3) = 18
- phơng án không gian 3x2x2x2 có
CTM8-K45 §HBK

11


đồ án máy công cụ

*********************

Sz=2(2+2+2+3) = 18

- phơng án không gian 2x3x2x2 có
Sz=2(2+2+2+3) = 18
- phơng án không gian 2x2x3x2 có
Sz=2(2+2+2+3) = 18
3 .Tính tổng số trục của phơng án kh«ng gian theo c«ng thøc:
Str = i +1
i- Sè nhãm trun ®éng
Str = 4+1 = 5 trơc (pakg 2x2x3x2)
4 .TÝnh chiều dài sơ bộ của hộp tốc độ theo công thức:
L = b + f
b- chiều rộng bánh răng
f- khoảng hở giữa hai banh răng và khe hở để lắp mién gạt
5 .Số bánh răng chịu mô men xoắn ở trục cuối cùng:
PAKG : 3x2x2x2 2x2x2x3 2x2x3x2 2x3x2x2
Số bánh răng:
2
3
2
2
6 .Các cơ cấu đặc biệt dùng trong hộp :
Ly hợp ma sát ,phanh
7 .Lập bảng so sánh phơng án bố trí không gian
Phơng 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


3x2x2x2

2x2x3x2

2x3x2x2

2x2x2x3

18
5
19b + 18f
2

18
5
19b + 18f
2

18
5
19b + 18f
2

18
5
19b + 18f
3

ly hợp ma sát ly hợp ma sát ly hợp ma sát ly hợp ma sát


Kết luận : Với phơng án và bảng so sánh trên ta thấy nên chọn phơng án không
gian 2x3x2x2 vì
- Tỷ số truyền giảm dần từ trục đầu tiên đến trục cuối. Nhng 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 mô men xoắn lớn nhất Mmax trên trục chính là ít nhất.
Do ®ã ®Ĩ ®¶m b¶o tû sè trun gi¶m tõ tõ ®ång ®Ịu ,u tiªn viƯc bè trÝ kÕt cÊu
ta chän PAKG 2x3x2x2
IV/ Phơng án thứ tự (PATT)
- Số phơng án thø tù q = m! m - Sè nhãm trun
Víi m = 4 ta cã q = 4!= 24
§Ĩ chän PATT hợp lý nhất ta lập bảng đẻ so sánh tìm phơng án tối u
* Bảng so sánh các phơng ¸n thø tù
TT Nhãm 1
2x3x2x2
1
I II III IV
[1][2] [6] [12]
2x3x2x2
2
I III II IV
[1] [4][2] [12]
2x3x2x2
3
I IV II III
[1] [8] [2] [4]
2x3x2x2
4
I II IV III
[1] [2][12] [6]

CTM8-K45 §HBK

TT Nhãm 2
2x3x2x2
7
II I III IV
[3][1] [6] [12]
2x3x2x2
8
II III I IV
[2][4] [1] [12]
2x3x2x2
9
II III IV I
[2][4] [12] [1]
2x3x2x2
10 II I IV III
[3] [1][12] [6]

TT Nhãm 3
2x3x2x2
13 III I II IV
[6][1] [3] [12]
2x3x2x2
14 III II I IV
[6][2] [1] [12]
2x3x2x2
15 III IV I II
[4] [8] [1] [2]
2x3x2x2

16 III I IV II
[6] [1][12] [3]

TT Nhãm 4
2x3x2x2
19 IV I II III
[12][1] [3] [6]
2x3x2x2
20 IV II I III
[12][2] [1] [6]
2x3x2x2
21 IV III I II
[12][4] [1] [2]
2x3x2x2
22 IV I III II
[12] [1][6] [3]
12


đồ án máy công cụ

5
6

2x3x2x2
I III IV II
11
[1] [4][12] [2]
2x3x2x2
I IV III II

12
[1] [8] [4] [2]

*********************

2x3x2x2
II IV III I
[2] [8] [4] [1]
2x3x2x2
II IV I III
[2] [8] [1] [4]

17
18

2x3x2x2
III II IV I
23
[6][2] [12] [1]
2x3x2x2
III IV II I
24
[4] [8] [2] [1]

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


xmax

12

12

12

12

xmax

16

16

16

16

NhËn xÐt :qua bảng trên ta thấy các phơng án đều có xmax>8 nh vậy không thoả
mÃn điều kiện xmax = i(p-1) 8
Do đó để chọn đợc phơng án đạt yêu cầu ta phải tăng thêm trục trung gian hoặc
tách ra làm hai đờng truyền .
Nh vậy PATT I II III IV có xmax = 1,2612 là nhỏ hơn cả theo máy chuẩn đÃ
chọn thì phơng án này là tốt hơn , có lợng mở đều đặn và tăng từ từ , kết cấu chặt
chẽ, hộp tơng đối gọn, lới kết cấu cố hình rẻ quạt
Cụ thể : PAKG 2 x 3 x 2 x 2
PATT I II III IV

[x]
[1] [2] [6] [12]
Để đảm bảo xmax 8 ta phải thu hẹp lợng mở tối đa từ xmax = 12 xuống
xmax = 6
Do thu hẹp lợng mở nên số tốc độ thực tế bị giảm . Ta có số tốc độ thực tế là
Z1=Z - lợng 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 lợng mở ta thiết kế thên đờng truyền tốc độ
cao (đờng truyền tắt )
PAKG đờng trruyền này là Z2= 2x3x1= 6 tốc độ
Vậy PAKG cuả hộp tốc độ là Z = Z1 + Z2= 24+6 =30
Do trïng 7 tèc ®é (tốc độ cuối của đờng truỳên tốc độ thấp trùng với tốc độ của
đờng truỳên tốc độ cao )
Nên số tốc độ thực của máy là : Z = 30 - 7 = 23 tèc ®é
Ta cã líi kÕt cÊu cđa m¸y nh sau :
I

II

2[1]

2[1]

3[2]

3[2]

2[6]

1[0]


III

IV
2[6]
V
n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 n9 n10 n11n12n13 n14 n15 n16 n17 n18

n19 n20 n21 n22 n23 n24

V/ Vẽ đồ thị vòng quay
Trị số vòng quay giới hạn no trên trục I đợc biến thiên trong khoảng
no min no no max
CTM8-K45 §HBK

13


đồ án máy công cụ

*********************

Tính theo các tỷ số truyền lín nhÊt vµ tû sè trun nhá nhÊt kĨ tõ trục chính
đến trục đâù tiên
i

n0min = nmax/

i


U

maxi

; n0max = nmin/

1

U

mini

1

Trong ®è i- chØ sè biĨu thÞ nhãm trun
i

U

maxi

= Umax1. Umax2. . . Umaxi

1
i

U

mini


= Umin1. Umin2. . . Umini

1

Cã thÓ lÊy
i

U

maxi

U

mini

= Umax1. Umax2. . . Umaxi= 2

1
i

= Umin1. Umin2. . . Umini = 1/4

1

VËy nomax= 12,5/(1/4)4 = 3200 vg/ph
nomin= 2000/24 = 125 vg/ph
Nh vậy giới hạn no biến thiên trong khoảng 125 no 3200
Để trục và bánh răng đầu vào của hộp chịu M x kính thớc nhỏ gọn . Thờng đặt
no ở các trị số no lớn . Vì nh vậy sẽ gần vơí nđcơ. Hơn nữa no tới nmin của trục chính
bao giờ cũng giảm nhiều hơn tăng

Giả sử ta chọn no= n19= 800 vg/ph
Khi đó iđtr= no/ nđcơ.đ= 800/1440.0,985 = 0,564
Theo máy chuẩn ta có iđtr = 145/260 = 0,56
Ta vẽ đợc đồ thị vòng quay của máy nh sau
nII = 800
II
i1
i3

i2

III
i4

IV

i5
i6

i7

V

i9
i8
i11
i10

12,5


VI
VII
2000

VI/ Tính toán số răng của các nhóm truyền trong hộp
tốc độ
1 .Tính nhóm truyền cố định từ trục động cơ đến trục thứ nhất
Ta có : no = nđcơ. io. đ= 800
800
io= 1440.0,95 = 0,584
CTM8-K45 §HBK

14


đồ án máy công cụ

*********************

2 .Tính số răng của nhóm truyền thứ nhất
Theo công thức Zx=

f

x

fx
.EK
g


Zx'= Z - Zx

x

Trong đó : K lµ béi sè chung nhá nhÊt cđa mäi tổng fx + gx
Z Tổng số răng trong cặp
5
Ta có : i1= 1= 1,261=
cã f1=5 g1 =4 vµ f1 + g1 = 4+5 = 9
4
11
7

i2= 2= 1,262=
cã f1=11 g1 =7 vµ f1 + g1 = 11+7 =18
VËy béi sè trung nhá nhÊt K = 18
Emin n»m ë tia i2 v× i2 tăng nhiều hơn i1. Khi đó bánh răng Zmin nằm ở tia thứ 2 là
bánh răng bị động

z

Ta có : Emin=

min

(f g )
2

2


g .K

= 17.18 = 2,43
7.18

2

Chän Zmin =17
LÊy Emin=3 ta có Z= EK =3.18 = 54 răng
Z1=

f

fx
.EK = 5 .54 = 30 răng
54
g

x

x

Z1 = Z - Z1 = 54 - 30 = 24 răng
'

Z2 =

f

fx

.EK = 11 .54 = 33 răng
11 7
g

x

x

Z2 = Z2 - Z2 = 54 - 33 = 21 răng
Kiểm tra tỷ số truyền: i1 = Z1/ Z1' = 30 = 1,25
24
3 .TÝnh sè răng của nhóm truyền thứ hai
'

Ta có : i3=
i4=

1


1

2



1
1,26 4

=


4

=

1
1,26 2

=

21
51
7
11

=

i2 = Z2/ Z2' =

33
=
21

1,57

cã f3=21 g3 =51 vµ f3 + g3 = 21 + 51 = 72
cã f4=7 g4 = 11 vµ f4 + g4 = 7 + 11 = 18

i5=1 cã f5=1 g5 =1 vµ f5 + g5 = 1 + 1 = 2
VËy béi sè trung nhá nhÊt K = 72

Emin n»m ë tia i3 v× i3 giảm nhiều hơn i4. Khi đó bánh răng Zmin nằm ở tia thứ 2
là bánh răng chủ động
Ta có : Emin=

Z

min

(f
f

3
3

g

.K

3

)

= 17.(21  51) < 1
21.72

LÊy Emin=1 ta cã Z= EK =1.72 = 72 răng
Z3=

f


x

fx
.EK = 21 72 = 21 răng
21 51
g
x

Z3 = Z - Z3 = 72 - 21 = 51 răng
'

CTM8-K45 ĐHBK

15


đồ án máy công cụ

Z4=

f

x

*********************

fx
.EK
g


=

7
.72
7 11

= 28 răng

x

Z4'= Z - Z4 = 72 - 28 = 44 răng
Z5=

f

x

fx
.EK
g

=

1
.72
1 1

= 36 răng

x


Z5 = Z - Z5 = 72 - 36 = 36 răng
Kiểm tra tỷ số truyền : i3 = Z3/ Z3' =
'

21
=
51
36
=
36

i5 = Z5/ Z5' =
4 .Tính số răng cđa nhãm trun thø 3
i7=

1



0

1
1

=

0,41 i4 = Z4/ Z4' =

28

44

= 0,63

1

cã f7=1 g7 = 1 vµ f7 + g7 = 1 + 1 = 2

VËy béi sè trung nhá nhÊt K = 10
Emin nằm ở tia i36vì i6 giảm nhiều hơn i7. Khi đó bánh răng Zmin nằm ở tia i6 là
bánh răng chủ động
Ta có : Emin=

Z

min

(f
f

6
6

g

6

)

= 17.(1 4) < 17/2

1.10

.K

LÊy Emin=9 ta cã Z= EK =9.10 = 90 răng
Z6=

f

x

fx
.EK = 1 90 = 18 răng Ta có : i 6=
1 4
g
x

1



6

=

1
1,266

=


1
4

cã

f6=1 g6 = 4 vµ f6 + g6 = 1 + 4 = 5
Z6'= Z – Z6 = 90 - 18 = 72 răng
Z7=

f

x

fx
.EK
g

=

1
.90
1 1

= 45 răng

x

Z4'= Z - Z4 = 90 - 45 = 45 răng
Kiểm tra tû sè truyÒn : i6 = Z6/ Z6' = 18 = 0,25 i7 = Z7/ Z7' =
72

5 .TÝnh sè răng của nhóm truyền thứ 4
Ta có : i8=
i9=

1


1



=

6

0

1
1,26 4
1
1

=

=

1
4

45

45

=1

có f8=1 g8 = 4 vµ f8 + g8 = 1 + 4 = 5

cã f9=1 g9 = 1 vµ f9 + g9 = 1 + 1 = 2

VËy béi sè trung nhá nhÊt K = 10
Emin n»m ë tia i8v× i8 giảm nhiều hơn i9. Khi đó bánh răng Zmin nằm ở tia i8 là
bánh răng chủ động
Ta có : Emin=

Z

min

(f
f

8
8

g

.K

8

)


=

17.(1  4)
1.10

< 17/2

LÊy Emin=9 ta cã Z= EK =9.10 = 90 răng

CTM8-K45 ĐHBK

16


đồ án máy công cụ

Z8=

f

x

*********************

fx
.EK = 1 90 = 18 răng
1 4
g
x


Z8'= Z Z6 = 90 - 18 = 72 răng
Z9=

f

x

fx
.EK
g

1
.90
1 1

=

= 45 răng

x

Z9 = Z - Z4 = 90 - 45 = 45 răng
Kiểm tra tỷ số truyền : i8 = Z8/ Z8' = 18 = 0,25 i9 = Z9/ Z9' =
72
5_Tính số răng của nhóm truyền thứ 5
'

Ta cã : i10=


1



3

1
1,263

=

=

1
2

45
45

=1

cã f10=1 g10 = 4 vµ f10 + g10 = 1 + 2 = 3

i11=2 = 1,262 =59/37 cã f11=59 g11 = 37 vµ f11 + g11 = 59 + 37 = 96
VËy béi sè trung nhá nhất K = 96
Emin nằm ở tia i10vì i10 giảm nhiều hơn i11. Khi đó bánh răng Zmin nằm ở tia i10 là
bánh răng chủ động
Ta có : Emin=

Z


min

(f
f

10
10

g

10

)

= 17.(1  2) < 17/32
1.96

.K

LÊy Emin=1 ta cã Z= EK =1.96 = 96 răng
Z8=

f

x

fx
.EK = 1 96 = 32 răng
1 2

g
x

Z8 = Z – Z6 = 96 - 32 = 64 răng
'

Z11=

f

x

fx
.EK
g

=

59
.96
59 37

= 59 răng

x

Z = Z Z11 = 96 - 59 = 37 răng
Kiểm tra tỷ số truyền : i10 = Z10/ Z10' = 32 = 0,5 i11 = Z11/ Z11' =
64
Tõ c¸c sè liƯu tÝnh to¸n ë trên ta có bảng thống kê sau:

'
11

59
37

= 1,59

i

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10


11

z tính
z
z chuẩn
z

30
24

33
21

21
51

28
44

36
36

18
72

45
45

18
72


45
45

32
64

59
37

51
39

56
34

21
55

29
47

38
38

22
88

45
45


22
88

45
45

27
54

65
43

i
'
i

i
'
i

Kiểm nghiƯm sai sè vßng quay trơc chÝnh

z z
z1 z 2
1

2

Ta có phơng trình cân bằng xích động nt/c = nđ/cơ.đ.itđ ' . ' . . . .

Trong đó nđ/cơ = 1440 vg/ph
đ = 0,985
CTM8-K45 ĐHBK

17


đồ án máy công cụ

*********************

ta chọn iđt = 145 = 0,558
260
nII tính = nđ/cơ.đ.iđt = 1440. 0,985. 0,558 = 791 vg/ph
nlýthuyÕt = n19 = 800 vg/ph
TÝnh sai sè vßng quay theo công thức

n =

n

tinhtoan



n

n

thucte


.100%

tinhtoan

Trong đó nt/c - Số vòng quay tiêu chuẩn
ntính - Số vòng quay tính toán theo phơng trình xích độ
Sai số [n] = 10( - 1) = 10( 1,26 - 1)= 2,6%
TT Phơng trình xích ®éng
1
nII. 30 . 21 . 18 . 18 . 32

ntÝnh
12,7

Nt/c
12,5

n%
- 1,6

2

15,9

16

- 0,95

19,6


20

+ 1,2

24,7

25

+ 1,2

30,9

31,5

+ 1,9

38,8

40

+ 2,24

50,89

50

- 1,78

63,9


63

- 1,4

78,6

80

+1

98,8

100

+ 1,2

123,5

125

+1,9

155,3

160

+2,2

203,5


200

- 1,75

255,9

250

- 1,47

314,6

315

- 0,97

395,5

400

+ 1,12

494,4

500

+2

621,5


630

+ 2,2

3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18

24 51 72 72 64
33 21 18 18 32
nII.
.
.
.
.
21 51 72 72 64

nII. 30 . 28 . 18 . 18 . 32
24 44 72 72 64
nII. 33 . 28 . 18 . 18 . 32
21 44 72 72 64
30 36 18 18 32
nII.
.
.
.
.
24 36 72 72 64
nII. 33 . 36 . 18 . 18 . 32
21 36 72 72 64
30 21 45 18 32
nII.
.
.
.
.
24 51 45 72 64
nII. 33 . 21 . 45 . 18 . 32
21 51 45 72 64
nII. 30 . 28 . 45 . 18 . 32
24 44 45 72 64
33 28 45 18 32
nII.
.
.
.
.

21 44 45 72 64
nII. 30 . 36 . 45 . 18 . 32
24 36 45 72 64
33 36 45 18 32
nII
.
.
.
.
21 36 45 72 64
nII. 30 . 21 . 45 . 45 . 32
24 51 45 45 64
nII. 33 . 21 . 45 . 45 . 32
21 51 45 45 64
30 28 45 45 32
nII.
.
.
.
.
24 44 45 45 64
nII. 33 . 28 . 45 . 45 . 32
21 44 45 45 64
nII. 30 . 36 . 45 . 45 . 32
24 36 45 45 64

nII

33 36 45 45 32
.

.
.
.
21 36 45 45 64

CTM8-K45 §HBK

18


đồ án máy công cụ

19
20
21
22
23

nII. 33 . 21 . 59

21 51 37
NII. 30 . 28 . 59
24 44 37
nII . 33 . 28 . 59
21 44 37
nII. 30 . 36 . 59
24 36 37
nII. 33 . 36 . 59
21 36 37


*********************

816,1

800

- 1,89

1003

1000

+ 0,6

1261

1250

+ 0,82

1576,7

1600

+ 1,58

1982,1

2000


+ 1,8

Đồ thị sai số vòng quay

Sau khi kiÓm tra sai sè ta thÊy n n»m trong phạm vi cho phép,không cần phải
tính lại các tỷ số truyền
b.tính hộp chạy dao
1 .Yêu cầu kỹ thuật và đặc điểm hộp chạy dao
số cấp chạy dao phải đủ
quy luật phân bố lợng chạy dao theo cấp số cộng
phạm vi điều chỉnh của lợng chạy dao smax- smin
tính chất của lợng chạy dao liên tục
độ chính xác của lợng chạy dao yêu cầu chính xác cao
độ cứng vững của xích động nối liền trục chính và trục kéo
Đặc điểm :
- công suất truyền bé
tốc độ làm việc chậm
-

phạm vi ®iÒu chØnh tû sè truyÒn 1,5  is  2,8 Rs max=

i
i

s max

=

2,8
1,5


= 14

i min

2 .Sắp xếp bớc ren đợc cắt tạo thành các nhóm cơ sở và nhóm gấp bội
Sử dụng họp chạy dao dùng cơ cấu noóctôn để cắt đợc các loại ren : quốc tế,
môđuyn, anh, pitch.
+ Ren Quèc tÕ
CTM8-K45 §HBK

19


đồ án máy công cụ

*********************

Nhóm cơ sở : tp = 1-1,25-1,5-1,75-2-2,5-3-3,5-4-4,5-5-5,5-6-7-8-9-10-11-12
Nhóm Khuếch đại: tp = 14-16-18-20-22-24-28-32-36-40-44-48-56-64-72-8088-96-112 128-144-160-176-192
+ Ren Môđuyn
Nhóm cơ sở : m= 0,5-1-1,25-1,5-1,75-2-2,25-2,5-3
Nhóm khuếch đại: m= 3,25-3,5-4-4,5-5-5,5-6-6,5-7-8-9-10-11-12-13-14-1618 20 22-24-26-28-32-36-44-48
+ Ren Anh
n = 2-2,5-3-3 1 -3 1 -4-4 1 -5-6-6 2 -7-8-9-9,5-10-11-12-14-16-18-20-22-24
4
2
2
4
+ Ren Pitch

Nhãm c¬ së : Dp= 96-88-72-64-56-48-44-40-36-32-28-24-22-20-18-16-14-1211-10-9-8-7
Nhãm khuÕch đại: Dp= 6-5-4-3-2-1
Bảng xếp ren
Ren quốc tế
tp (mm)

Ren môđuyn
m=

t

p

(mm)


-

1,75

3,5

7

-

-

-


1,75

1

2

4

8

-

0,5

1

2

-

2,25

4,5

9

-

-


-

2,25

1,25

2,5

5

10

-

-

1,25

2,5

-

-

5,5

11

-


-

-

-

1,5

3

6

12

-

-

1,5

3

Ren anh
25,4
n=

t

CTM8-K45 §HBK


tp

Ren pitch
25,4.
Dp =

t

p

20