Đồ án Máy công cụ Nguyễn Đình Đức Lớp CTM8
K45


Lời nói đầu
Góp phần cho sự phát triển nền công nghiệp nói chung và sự tiến bộ của nền
cơ khí nói riêng, máy cắt kim loại không ngừng đợc nghiên cứu và nâng cao chất l-
ợng để khi sản xuất chúng đợc tối u trong quá trình cắt gọt để tạo ra đợc chất lợng
sản phẩm tốt phục vụ cho sản xuất .
Máy cắt kim loại đóng vai trò rất quan trọng trong các phân xởng cơ khí.
Ngày nay với sự phát triển không ngừng của khoa học kĩ thuật, máy công
cụ cũng đợc tự động điều khiển. Chính nhờ sự phát triển của tin học đã
hình thành khái niệm phần mêm gia công, đem lại năng suất lao động,
giảm giá thành sản phẩm giả phóng sức lao động cho con ngời.
Xu hớng phát triển trên thế giới hiện nay là năng cao độ chính xác gia công
và hoàn thiện máy tự động điều khiển.
Tuy vậy máy công cụ vạn năng vẫn là kiến thức cơ sở của sinh viên nghành
cơ khí, là cơ sở để nghiên cứu để phát triển các máy CNC , NC , nếu không nắm
vững kiến thức cơ bản này sinh viên sẽ không hoàn thành đợc nhiệm vụ của mình.
Phần đồ án thiết kế gồm 4 chơng .
Chơng I Khảo sát máy tơng tự.
Chơng II Thiết kế máy mới .
Chơng III Tính toán sức bền chi tiết máy
Chơng IV Cơ cấu điều khiển.
Trong quá trình tính toán và thiết kế không thể tránh đợc những sai sót do
cha hiểu hết đợc về máy. Vậy em mong đợc các thầy chỉ bảo để em hoàn thiện đợc
nhiệm vụ của mình một cách tốt nhất và giúp em làm tốt hơn trong việc thiết kế sau
này.
Em rất biết ơn sự hớng dẫn tận tính của thầy Tuấn, thầy Lực và các thầy
giáo bộ môn cơ sở thiết kế máy đã giúp em hoàn thiện đồ án môn học này.
Hà nội, ngày

Sinh viên
Nguyễn Mạnh Hà

1
Đồ án Máy công cụ Nguyễn Đình Đức Lớp CTM8
K45


Thiết kế máy phay
Ch ơng I
Khảo sát máy tơng tự

Ta phải khảo sát tất cả các máy công cụ của tất cả các nớc để từ đó ta có thể
rút ra đợc kinh nghiệm và đem so sánh giữa các máy và xác định máy tốt nhất để
khảo sát và thiết kế.
Trớc hết ta phải tham khảo một số máy cũ mà nhà máy cơ khí Hà Nội đã
chạy thử và nghiên cứu nó .
Ta có các chế độ thử máy của nhà máy cơ khí Hà Nội
A. Đối với máy phay P623
1. Thử cắt nhanh : dao P18 ; D = 90 ; Z = 8 chi tiết gang HRB = 180
Chế độ gia công : n=47,5 (v/p) ; B = 100(mm) ; t=12(mm)
V= 13,5(v/p) ; s = 118 (mm/p) ; N = 6,3 (KW)
2. Cắt nhanh: Dao T15k6 ; D = 100 (mm) ; Z = 4 ; chi tiết thép 45 HRB =
195
Chế độ gia công n = 750 ; B =- 50 ; t=3 ; v= 235
S= 750 ; N = 8,5 (kw) dao phay đầu
3. Thử ly hợp an toàn:
Dao D = 110 (mm) ; z = 8 thép gió , gia công thép 45 ; B = 100 ; t= 10 ; n
= 47,5 ; s = 118 ; Mx = 20000 (Ncm)
Chạy nhanh 870 (v/p) kiểm tra sự trợt n = 20 (v/p)

B. Tính năng kỹ thuật của một số máy t ơng tự:
Sau khi nghiên cứu các chế độ chạy và cắt thử của một số máy ta sẽ nghiên
cứu các thông số tính năng kĩ thuật của một số máy tơng tự , các máy đó là các
máy 6H82(P623) , 6H12 , 6M82
Tính năng kĩ
thuật
Máy 6H82 Máy 6H12 Máy 6M12 Máy thiết kế
Mặt làm việc của
bàn máy
320 x 1250
(mm)
400x1600 320x1250
Công suất động N = 7 (kw) 10 10 7
2
Đồ án Máy công cụ Nguyễn Đình Đức Lớp CTM8
K45


cơ chính
Công suất động
cơ chạy dao
N = 1,7 (kw) 1,7 1,7
Cấp tốc độ trục
chính
18 18 18 18
Lực cắt chiều trục P
max
= 14720
(N)
19650

Cấp tốc độ chạy
dao
18 18
n
min
ữ n
max
30 ữ 1500 (v /p) 30 ữ 1500 630 ữ 6150 26,5 ữ 1347,5
S
min
ữ S
max
Công bội
1,26 1,26 1,26
Trọng lợng 15000(N) 25000 (N)
Trong thực tế trớc khi thiết kế máy công cụ ta phải nghiên cứu và khảo sát để
tìm hiểu về tính năng kĩ thuật , phơng án không gian ,phơng án thứ tự của các máy
đó để từ đó rút ra đợc những đặc tính tốt của máy , lấy đó làm cơ sở cho việc thiết
kế máy mới cũng nh để thừa kế những gì máy cũ đã có để tịên cho việc thiết kế , và
nâng cao tính naeng của máy. Nhng do điều kiện hạn hẹp ta chỉ khảo sát đợc ba
loại máy : 6H82 ; 6H12 ; 6M82;
Nhng ta lấy máy 6H82 làm chuẩn để khảo sát.
Đồ thị vòng quay máy 6H82.
I

26/54
II
16/39
22/33
III

18/47 39/26

IV
19/71
82/38
V
30 37,5 47,5 60 75 95 118 160 190 235 300 375 475 600 750 950 1130 1500
3
Đồ án Máy công cụ Nguyễn Đình Đức Lớp CTM8
K45


(v/ph)
Từ đồ thị vòng quay kết hợp với sơ đồ động ta xác định đợc các phơng trình xích
động.
a) Xích động học nối từ trục động cơ đến trục chính qua hộp tốc độ.
n
đc
1440 x 26/54 x





19/16
33/22
36/19
x






26/39
47/18
37/28
x



38/32
71/17
n
tc
b) Xích chạy dao.
+ Chạy dao ngang.
n
đc
(1420) x 26/44 x 24/64 x





36/18
27/27
18/36
x






34/24
37/21
40/18
x






40/40
40/4040/1845/13 xx
x 28/35
x 18/33 x 33/37 x 37/33 x t
v
S
ng
+ Chạy dao đứng.

n
đc
(1420) x 26/44 x 24/64 x






36/18
27/27
18/36
x





34/24
37/21
40/18
x






40/40
40/4040/1845/13 xx
x 28/35 x
18/33 x 22/33 x 22/44 x t
v
S
đ
+ Chạy dao dọc.
n
đc
(1420) x 26/44 x 24/64 x






36/18
27/27
18/36
x





34/24
37/21
40/18
x






40/40
40/4040/1845/13 xx
x 28/35 x
18/33 x 33/37 x 18/16 x 18/18 x t
v
S

d
+ Phơng trình chạy dao nhanh.
n
đc
(1420) x 26/44 x 44/57 x 57/43 x 28/35 x 18/33 x 33/37 18/16 x 18/18 xt
v
S
n
4
Đồ án Máy công cụ Nguyễn Đình Đức Lớp CTM8
K45


C. Ph ơng án không gian , ph ơng án thứ tự.
1. Hộp tốc độ:
a) Bố cục máy:
Từ máy mẫu ta có nhận xét sau:
+ Hộp tốc độ đợc đặt dới hộp trục chính , nh vậy giảm đợc cụm dẫn
động giữa hộp tốc độ và hộp trục chính kích thớc của bộ truyền nhỏ gọn
và cứng vững.
+ Hộp tốc độ phải đạt hiệu suất cao , tiết kiệm nguyên liệu , có tính
công nghệ cao, làmviệc chính xác, sử dụng và bảo quản một các dễ dàng.
+ Hộp tốc độ có một cặp bánh răng dùng chung về kết cấu không có
gì đặc biệt nhng:
- Giảm chiều dài, tăng độ cứng vững cho trục và tiết kiệm nguyên liệu.
- Giảm đợc khoảng cách giữa 2 bánh răng truyền mô men xoắn của hai nhóm
lân cận
b) Phơng án không gian.
Xuất phát từ đồ thị vòng quay ta có phơng án không gian (3x3x2), với
cấp tốc độ vòng quay trục chính là:

Z = 1x3 x 3 x 3 x 2 = 18 (tốc độ)
Hộp có 4 nhóm truyền
Nhóm 1: có một tỉ số truyền P
a
= 1 để truyền từ trục I đến trục II
i
1
= Z
1
/ Z
1

= 26/54
Nhón 2: có 3 tỉ số truyền P
b
= 3 để truyền mô men xoắn từ trục II đến
trục III
i
2
= Z
2
/ Z
2

= 19/36 ; i
3
= Z
3
/ Z
3


= 22/33 ; i
4
= Z
4
/ Z
4

= 16/39
Nhóm 3: có 3 tỉ số truyền P
C
= 3 để truyền mô men xoắn từ trục III
đến trục IV
i
5
= Z
5
/ Z
5

= 28/37 ; i
6
= Z
6
/ Z
6

= 39/26 ; i
7
= Z

7
/ Z
7

= 18/47
Nhóm 4: có hai tỉ số truyền P
d
= 2
i
8
= Z
8
/ Z
8

= 19/71 ; i
9
= Z
9
/ Z
9

= 82/38
Z = P
a
x P
b
x P
c
x P

d
= 1 x 3 x 3 x 2 = 18
Phạm vi điều chỉnh tốc độ R
n
của hộp tốc độ là
R
n
= n
max
/ n
min
= 1500/30 = 50
Trị số vòng quay của trục chính là : xác định đợc từ đồ thị vòng quay.
n Trị số vòng quay n Trị số vòng quay
1 n
0
x i
1
x i
2
x i
5
x i
8
10 n
0
x i
1
x i
2

x i
5
x i
9
2 n
0
x i
1
x i
3
x i
5
x i
8
11 n
0
x i
1
x i
3
x i
5
x i
9
5
Đồ án Máy công cụ Nguyễn Đình Đức Lớp CTM8
K45


3 n

0
x i
1
x i
4
x i
5
x i
8
12 n
0
x i
1
x i
4
x i
5
x i
9
4 n
0
x i
1
x i
2
x i
6
x i
8
13 n

0
x i
1
x i
2
x i
6
x i
9
5 n
0
x i
1
x i
3
x i
6
x i
8
14 n
0
x i
1
x i
3
x i
6
x i
9
6 n

0
x i
1
x i
4
x i
6
x i
8
15 n
0
x i
1
x i
4
x i
6
x i
9
7 n
0
x i
1
x i
2
x i
7
x i
8
16 n

0
x i
1
x i
2
x i
7
x i
9
8 n
0
x i
1
x i
3
x i
7
x i
8
17 n
0
x i
1
x i
3
x i
7
x i
9
9 n

0
x i
1
x i
4
x i
7
x i
8
18 n
0
x i
1
x i
4
x i
7
x i
9
- 18 cấp độ này lần lợt đổi vị trí ăn khớp của các nhóm bánh răng .Cách thay
đổi thứ tự ăn khớp của các bánh răng theo thứ tự nhóm gọi là phơng án thay
đổi thứ tự
Từ đồ thị vòng quay ta xác định đợc đặc tính nhóm.
- Nhóm I : có tỉ số truyền cố định i = 17/34
- Nhóm II : có 3 tỉ số truyền
n
1
: n
2
: n

3
= 1:

:
3

i
1


: i
2
: i
3
= 1:

:
3
i
1


: i
2
: i
3
= n
1
: n
2

: n
3

Vậy công bội của nhóm truyền này là
1
nhóm II là nhóm cở sở
- Nhóm III : có 3 tỉ số truyền
n
4
: n
5
: n
6
= 1:
3

:
6

i
4


: i
5
: i
6
= 1:

3

:
6
i
4


: i
5
: i
6
= n
4
: n
5
: n
6

Vậy công bội của nhóm truyền này là
3
nhóm III là nhóm khuếch
đại thứ nhất, với lợng mở là 3
- Nhóm IV : có 2 tỉ số truyền
n
1
: n
10
= 1:
9

i

7


: i
8
= 1

:
9
i
7


: i
8
= n
1
: n
10

Vậy công bội của nhóm truyền này là
9
nhóm IV là nhóm khuếch
đại thứ 2, với lợng mở lớn nhất là9
Phơng án thứ tự của nhóm máy là:
1
[ ]
0
x 3
[ ]

1
x 3
[ ]
3
x 2
[ ]
9
Xuất phát từ công thức =
n
Z
R
1
tính cho hệ thống truyền động cấp
nhân không có cấp độ trùng. Đối với máy phay thì trên đồ thị vòng quay của
máy P623 thì không có cấp độ nào trùng nên ta có thể dùng đợc công thức
trên, nhng ngoài ra ta có thể dùng công thức sau = (số tốc độ trớc /số tốc độ
sau).
Ta thử vài trờng hợp sau:

1
= 37,5 / 37 = 1,01 ;
2
= 47,5 / 37,5 = 1,265 ;
3
= 60 / 47,5 = 1,263
nh vậy ta lấy = 1,26 (theo tiêu chuẩn)
6
Đồ án Máy công cụ Nguyễn Đình Đức Lớp CTM8
K45



+ Tính các giá trị x
1
; x
2
; x
3
; x
4
.
i
1
= Z
1
/Z
1

= 26/54 = 1,26
X1
x
1
= -3,126 lấy x
1
= -3
i
2
= Z
2
/Z
2


= 16/39 = 1,26
X
x
2
= -3,885 lấy x
2
= -4
Xác định tơng tự cho các giá trị khác x
3
, x
4
từ đó ta xác định đợc
một lợng mở lân cận x
i
từ các giá trị x
1
, x
2
,x
3

Ta tính đợc lợng mở bằng các hiệu x
2
- x
1
; x
3
x
2


Biết đợc khoảng cách giữa các tia trên lới vòng quay chính là
khoảng cách lg .
Sơ đồ lới kết cấu hộp trục chính
I n
0


II
n
II1
n
II2
n
II3
III
IV
V
n
1
n
2
n
3
n
4
n
5
n
6

n
7
n
8
n
9
n
10
n
11
n
12
n
13
n
14
n
15
n
16
n
17
n
18
(lg)

2. Hộp chạy dao
a) Bố cục hộp chạy dao.
Hộp chạy dao đặt ngang dới bàn máy để giảm khoảng không
kích thớc của máy không cồng kềnh , tiết kiệm kim loại , kiểu dáng

hài hoà
Cơ cấu đặc biệt:
Trong hộp chạy dao có dùng cơ cấu phản hồi
7
Đồ án Máy công cụ Nguyễn Đình Đức Lớp CTM8
K45


+ Tiết kiệm đợc số trục , giảm kích thớc hộp chạy dao
+ Tận dụng đợc khoảng trống không gian dới ly hợp ma sát mặc
dù vẫn phải chấp nhận có bánh răng bị cắt chân răng (Z<17) nhng nó
đảm bảo đợc khoảng cách trục.
Có một bánh răng dùng chung.
+ Giảm đợc số răng trên trục, giảm chiều dài trục, tiết kiệm vật
liệu.
+ Giảm đợc khoảng cách giữa truyền môm men xoắn nối tiếp
của hai nhóm truyền lân cận .
Đồ thị vòng quay của hộp chạy dao.
I II III IV V VI VII VIII IX X XI

1450
8
Đồ án Máy công cụ Nguyễn Đình Đức Lớp CTM8
K45



Từ đồ thị vòng quay ta xác định đợc phơng án không gian (3 x 3 x 2)
Vậy số cấp tốc độ vòng quay của lợng chạy dao là :
Z = 3 x 3 x 2 = 18

Hộp chạy dao có 8 nhóm truyền.
Nhóm I : i
1
= 18/32 ; i
2
= 27/27 ; i
3
= 36/18
Nhóm II : i
4
= 18 / 40 ; i
5
= 21 / 37 ; i
6
= 24 / 34
Nhóm IV : i
7
= 13 / 45 x 18 / 40 x 40 / 40 ; i
8
= 40 / 40
Ngoài ra còn có cơ cấu chạy dao nhanh không thông qua hộp chạy dao
Từ đồ thị vòng quay ta xác định đợc phơng án thứ tự của hộp chạy dao
1
[ ]
0
x 1
[ ]
0
x 3
[ ]

3
x 3
[ ]
1
x 2
[ ]
9
x 1
[ ]
0
x 1
[ ]
0
x 1
[ ]
0
x 1
[ ]
0
x 1
[ ]
0
* Từ phơng án thứ tự ta xác định đợc lới kết cấu:
n
0

I

II
3[1]

III
3[3]
IV
2[9]
9
Đồ án Máy công cụ Nguyễn Đình Đức Lớp CTM8
K45


n
1
n
2
n
3
n
4
n
5
n
6
n
7
n
8
n
9
n
10
n

11
n
12
n
13
n
14
n
15
n
16
n
17
n
18

Nhận xét
Từ quá trình khảo sát máy P623 ta rút ra đợc máy mới cần thiết kế sẽ
gần giống với máy cũ chỉ khác ở chuỗi lợng chạy dao.
Máy P623 có cơ cấu phản hồi làm giảm kích thớc của hộp tốc độ mà
vẫn đảm bảo đợc tỉ số truyền lớn nhất

2 nên ta chọn máy 6H82 (P623) làm
máy cơ sở để thiết kế.
Ch ơng II
THIếT Kế MáY MớI
A. Hộp tốc độ
1. Lập chuỗi vòng quay:
Với Z
n

= 18 ; n
min
= 26,5 (v/ph)
Ta có công bội đợc tính theo công thức:
118
min

=
n
n
Max

n
Max
=
17
. n
min
= 1,26
17
. 26,5 = 1347,55 (v/ph)
Chọn theo máy mẫu để phù hợp với tiêu chuẩn n
max
= 1500 (v/p)
Theo máy mẫu ta đã khảo sát thì đối với máy mới này ta sẽ thừa kế số
liệu về công suất động của động cơ chính : N
đc
= 7 (KW), số vòng làm việc
n = 1440 (v/ph)
n

n
i
= n
i-1
x
Kết quả n
n
i
= n
i-1
x
Kết quả
1 26,5 26,50 10 168,34 x 1,26 212,11
2 26,5 x 1,26 33,39 11 212,11 x 1,26 267,26
3 33,39 x 1,26 42,07 12 267,26 x 1,26 336,75
4 42,07 x 1,26 53,01 13 336,75 x 1,26 424,30
5 53,01 x 1,26 66,79 14 424,30 x 1,26 534,62
10
Đồ án Máy công cụ Nguyễn Đình Đức Lớp CTM8
K45


6 66,79 x 1,26 84,15 15 534,62 x 1,26 673,63
7 84,15 x 1,26 106,04 16 673,63 x 1,26 848,77
8 106,04 x 1,26 133,61 17 848,77 x 1,26 1069,45
9 133,61 x 1,26 168,34 18 1069,45 x 1,26 1347,51
2. Xác định số nhóm truyền tối thiểu:
m : số nhóm truyền tối thiểu
áp dụng công thức n
min

/ n
đc
= 1/4
m

m = lg(n
đc
/ n
min
) / lg4 = 1,6 . lg(n
đc
/ n
min
) = 1,6 . lg(1440/26,5) = 2,776
số nhóm truyền tối thiểu là 3
3. Phơng án không gian:
Để mang tính thừa kế ta chọn số cấp tốc độ Z = 18 và số nhóm truyền
là 3 số phơng án không gian nh sau:
Z = 3 x 3 x 2 = 2 x 3 x 3 = 3 x 2 x 3 =18
Trong 3 phơng án trên ta chọn phơng án 3 x 3 x 2 có số bánh răng trên
trục chính là nhỏ nhất
Xác định tổng số trục cần dùng.
S
tr
= m + 1 = 3 + 1 = 4
Số bánh răng:
S
br
= 2 x (p
1

+ p
2
+ p
3
) = 2 x (3 + 3 + 2) = 16
p
1
, p
2
, p
3
: số tỉ số truyền của nhóm 1 , 2 , 3
Số cấp tốc độ :
Z = 3 x 3 x 2 = 18 tốc độ
a) Phơng án 3 x 3 x 2 và 2 x 3 x 3 có sơ đồ nh hình vẽ:
* Sơ đồ phơng án 3 x 3 x 2:

11
nhóm A
nhóm B
Nhóm C
Nhóm D
Đồ án Máy công cụ Nguyễn Đình Đức Lớp CTM8
K45


L = 7B + 6f + 6B + 6f + 4B + 4f = 17B + 16f
L : Chiều dài sơ bộ của hộp tốc độ.
B : Chiều rộng bánh răng.
f : Khoảng hở để gạt miếng gạt , để thoát dao xọc răng , để bảo vệ

(yêu cầu khối bánh răng di trợt phải ra khớp hoàn toàn mới đợc phép
gạt)
f : Thờng lấy (2 ữ 3) ; (4 ữ 6) ; (8 ữ 12) tơng ứng với để bảo vệ , để
thoát dao xọc , dùng lắp miếng gạt (tr195 : sách Tính toán thiết kế
máy cắt kim loại)
*Sơ đồ phơng án 3 x 2 x 3

Phơng án trên có : L = 18B + 17f
b) Lập bảng so sánh giữa 3 phơng án.
12
Đồ án Máy công cụ Nguyễn Đình Đức Lớp CTM8
K45


Phơng án
Yếu tố so sánh
2 x 3 x 3 3 x 3 x 2 3 x 2 x 3
Tổng số bánh răng S
Z
16 16 16
Tổng số trục S
tr
4 4 4
Chiều dài L 18B + 17f 18B + 17f 18B + 17f
Số bánh răng chịu M
max
3 2 3
Vì vậy ta chọn phơng án không gian 3 x 3 x 2 để cho số bánh răng trên
trục chính là ít nhất . Trên trục chính bánh răng chịu mô men xoắn là lớn
nhất nên càng giảm đợc số bánh răng càng ít càng tốt.

4. Phơng án thứ tự:
Một phơng án không gian có m! phơng án thứ tự
Phơng án không gian Z = 3 x 3 x 2 = 3 x 2 x 3 = 2 x 3 x 3
có : m! = 1 x 2 x 3 = 6 phơng án thứ tự
Để xác định phơng án thứ tự thì theo phơng pháp khảo sát máy cũ ta có các
phơng án thứ tự nh sau :
- Phơng án 1 : 3
[ ]
1
x 3
[ ]
3
x 2
[ ]
9
- Phơng án2 : 3
[ ]
3
x 3
[ ]
1
x 2
[ ]
9
- Phơng án 3: 3
[ ]
2
x 3
[ ]
6

x 2
[ ]
1
- Phơng án 4 : 3
[ ]
6
x 3
[ ]
2
x 2
[ ]
1
- Phơng án 5 : 3
[ ]
1
x 3
[ ]
6
x 2
[ ]
3
- Phơng án 6 : 3
[ ]
6
x 3
[ ]
1
x 2
[ ]
3

+) Lợng mở.
Phơng án 1 , 2 lợng mở lớn nhất x
max
= 9 đảm bảo
max
(p-1)x


8
13
Đồ án Máy công cụ Nguyễn Đình Đức Lớp CTM8
K45


Từ 1 phơng án không gian ta so sánh các phơng án thứ tự. 6 phơng án
thứ tự khác nhau có những phơng án trùng nhau vì p
i
bằng nhau vì vậy ta
phải so sánh để tìm ra một phơng án hợp lí nhất.
Các bớc so sánh phơng án thứ tự nh sau:
a) Chọn lới kết cấu:
Dùng bảng để loại trừ những phơng án không đạt yêu cầu
Kí hiệu:
I : Là nhóm thay đổi thứ nhất
II : Là nhóm khuếch đại thứ nhất
III : Là nhóm khuếch đại thứ hai
Từ một phơng án không gian 3 x 3 x 2 ta có các phơng án thứ tự nh sau:
*Lập bảng so sánh:
14
Đồ án Máy công cụ Nguyễn Đình Đức Lớp CTM8

K45



Với điều kiện
x
< 8 theo bảng trên ta có hai giá trị
x
= 8
Nhận xét.
Các phơng án 1 và phơng án 2 ta có thể sử dụng đợc nhng ta sẽ sử dụng ph-
ơng án1 vì phơng án 1 có lợng mở và tỷ số truyền thay đổi từ từ ,đều đặn tức ph-
15
Đại lợng
P.A.K.G 3 3 2 3 3 2 3 3 2 3 3 2 3 3 2 3 3 2
P.A.T.T I II III II I III II III I III II I I III II II III I
Số đặc tính nhom
1 3 9 3 1 9 2 6 1 6 2 1 1 6 3 3 6 1
Lới kết cấu
Lợng mở cực đại
9 9 6 6 6 6

x
Kết quả
Không đạt
Không đạt
Không đạt
16
16
16

Đạt
Không đạt
Không đạt
16
8
8
PA4
PA5
PA6
PA1
PA2
PA3
Đồ án Máy công cụ Nguyễn Đình Đức Lớp CTM8
K45


ơng án có lới kết cấu hình rẻ quạt đều đặn hơn làm cho kích thớc của hộp
nhỏ gọn , bố trí các cơ cấu truyền động trong hộp tốc độ chặt chẽ nhất.
Phơng án 2 có tỷ số truyền tăng giảm lớn nênkích thớc của bộ truyền lớn
vì vậy ta không sử dụng phơng án 2.
Các phơng án 3 , 4 , 5 ,6 không sử dụng đợc do
x
max
>8
5. Lới vòng quay:
+ Hộp tốc độ : 1/4

i
v



2
+ Hộp chạy dao : 1/5

i
s


2,8
Để giảm tốc độ có thể lấy : i
v
= 1/4 ữ 1/5
Để tăng tốc độ có thể lấy : i
v
= 2/1 ữ 2,5 /1
*Sơ đồ lới kết kết cấu của hộp trục chímh.
I n
0


II
3
[ ]
1
III
3
[ ]
3
IV
2

[ ]
9
V n
1
n
2
n
3
n
4
n
5
n
6
n
7
n
8
n
9
n
10
n
11
n
12
n
13
n
14

n
15
n
16
n
17
n
18

(lg)
6. Tính số răng:
+ Số răng nhóm 1:
Xác định số răng của cặp bánh răng nối từ trục động cơ sang trục II
i
1
= 1/
3
= 1/2 = f
1
/ g
1

16
Đồ án Máy công cụ Nguyễn Đình Đức Lớp CTM8
K45


f
1
+ g

1
= 1 + 2 = 3
Bội số trung nhỏ nhất của (f
1
+ g
1
) là 3 k = 3
Vì là hộp giảm tốc nên bánh răng nhỏ là bánh chủ động Ta có :
( )
kf
gf
ZE
chung
ì
+
ì=
1
11
minmin
Z
min
: số răng tối thiểu dùng trong hộp tốc độ thờng lấy bằng 17 (răng)

17
31
)21(
17
min
=
ì

+
ì= E
. Chọn E
min
= 17
Tổng số răng Z = E
min
x k = 17 x 3 = 51

17
3
51
)(
11
1
1
==
+
ìì=
gf
f
kEZ
(răng)
341751
'
1
==Z
(răng)
+ Tính số răng nhóm 1 :
i

3
= 1/
4
= 1/1,26
4
= 1/ 2,52 = 2/5 = f
2
/ g
2
i
3
= 1/
3
= 1/1,26
3
= 1/ 2,001 = 1/2 = f
3
/ g
3
i
3
= 1/
2
= 1/1,26
2
= 1/1,5876 = f
4
/ g
4
= 8/13

Bội số trung nhỏ nhất của (f
x
+ g
x
) là k = 21
Hộp là hộp giảm tốc nên bánh răng nhỏ là bánh răng chủ động

83,2
212
)52(
17
)(
2
22
minmin
=
ì
+
ì=
ì
+
ì=
kf
gf
ZE
. Chọn E = 3
Tổng số răng Z = E x k = 3 x 21 = 63
Số răng của các bánh răng trong nhóm 1
45186318
)52(

2
63
)(
'
2
22
2
2
===
+
ì=
+
ìì= Z
gf
f
kEZ
42216321
)21(
1
63
)(
'
3
33
3
3
===
+
ì=
+

ìì= Z
gf
f
kEZ
39246324
)138(
8
63
)(
'
4
44
4
4
===
+
ì=
+
ìì= Z
gf
f
kEZ
17
§å ¸n M¸y c«ng cô NguyÔn §×nh §øc Líp CTM8 –
K45


+ Sè r¨ng nhãm 2:
i
5

= 1/ϕ
4
= 1/1,26
4
= 1/ 2,52 = 21/53= f
5
/ g
5
i
6
= 1/ϕ = 1/1,26 = 33/ 41 = f
6
/ g
6
i
7
= 1/ϕ
2
= 1/1,26
2
= 45/29 = f
7
/ g
7
Béi sè trung nhá nhÊt cña (f
x
+ g
x
) lµ k = 74
→

809,0
7421
)5321(
17
)(
5
55
minmin
=
×
+
×=
×
+
×=
kf
gf
ZE
. LÊy E = 1
VËy sè r¨ng nhá nhÊt cña nhãm III lµ:
∑ Z
5
= E x k = 1 x 74 = 74
53217421
)5321(
21
74
)(
'
5

55
5
5
=−=→=
+
×=
+
××= Z
gf
f
kEZ
42337433
)4133(
33
74
)(
'
6
66
6
6
=−=→=
+
×=
+
××= Z
gf
f
kEZ


29457445
)2945(
45
74
)(
'
7
77
7
7
=−=→=
+
×=
+
××= Z
gf
f
kEZ
Sè r¨ng nhãm III lµ :
I
8
= 1/ϕ
6
= 1/1,26
6
= 1/ 4,0034 = 1/4 = f
8
/ g
8
I

9
= ϕ
3
= 1,26
3
= 2/ 1 = f
9
/ g
9
Béi sè trung nhá nhÊt cña (f
x
+ g
x
) lµ k = 15
→
66,5
151
)41(
17
)(
8
88
minmin
=
×
+
×=
×
+
×=

kf
gf
ZE
→ E
min
= 6
VËy sè r¨ng nhá nhÊt cña nhãm III lµ:
∑ Z = E x k = 6 x 15 = 90

72189018
)41(
1
90
)(
'
8
88
8
8
=−=→=
+
×=
+
××= Z
gf
f
kEZ
18
Đồ án Máy công cụ Nguyễn Đình Đức Lớp CTM8
K45



30609060
)12(
2
90
)(
'
9
99
9
9
===
+
ì=
+
ìì= Z
gf
f
kEZ
Xác định đồ thị vòng quay của máy thiết kế.
Từ ta xác định đợc đồ thị vòng quay thông qua tỉ số truyền .
i
1
= 17/34 =
x
x= lg(17/34) / lg1,26 = -2,999 lấy bằng 3 i
1
<1 vậy từ
trục I kẻ nghiêng trái 3 ô xuống trục II

*Nhận xét.
Ta đã khảo sát máy cũ rất kĩ càng , vì vậy đối với máy cũ ta sẽ chọn điểm n
0
của
động cơ trên trục I của đồ thị vòng quay tại tốc độ Max 1500 (v/ph), thì ứng với
tỉ số truyền i
1
= 17/34 thì tốc độ thứ 2 đã trùng với một tốc độ của máy trên trục
II trục chứa nhóm sơ sở . Vậy ta chọn điểm n
0
giống với máy cũ đã chọn.
Đối với i
1 ,
i
2
, i
3
,xác định tơng tự
i
2
= 18/45 =
x
x= -4
i
3
= 21/43 =
x
x= -3
i
4

= 24/39 =
x
x= -2
i
5
= 21/53 =
x
x= -4
i
6
= 33/41 =
x
x= -1
i
7
= 60/30 =
x
x= 3
i
8
= 18/72 =
x
x= 6
i
9
= 45/29=
x
x= 2
* Đồ thị vòng quay(hộp tốc độ).
n

0

I
17/34
II
18/45 24/39
III
21/5 45/29
19
Đồ án Máy công cụ Nguyễn Đình Đức Lớp CTM8
K45


IV
18/72
60/30
V 30 37,5 47,5 60 75,5 90 118 150 190 235 300 375 475 600 750 950 1180 1500
Số vòng quay tính toán thực.
Xác định vùng vòng quay n
0
để 1/4

i
0


2
)/(28803602
4
1

0
00
0
phvn
n
n
n
n
i
dcdc
=
Để mang tính kế thừa ta chọn n
0
= 1500 (v/ph).
+Tra bảng (1.2) sách tính toán thiết kế máy cắt kim loại n
tc
n = ( n
tc
n
tt
) /n
tc
x 100
0
/
0

đk :
[ ]
n

=
+
-
10 ( - 1 )
0
/
0
=
+
-
2,6
0
/
0
Lập bảng tính toán thực.
Bảng số vòng quay tính toán thực.
n Công thức 1500 . i
i
. i
n
.i
m
.i
j
n
kếtquả
n
chuẩn
n
0

/
0
1 n
0
.i
1
.i
2
. i
5
.i
8
1500 . 17/34 . 18/45 . 21/53 . 18/72 29,71 30 0,9
2 n
0
.i
1
.i
3
. i
5
.i
8
1500 . 17/34 . 21/42 . 21/53 . 18/72 37,1 37,5 1,06
3 n
0
.i
1
.i
4

. i
5
.i
8
1500 . 17/34 . 24/39 . 21/53 . 18/72 46,71 47,5 1,66
4 n
0
.i
1
.i
2
. i
6
.i
8
1500 . 17/34 . 18/45 . 33/41 . 18/72 60,36 60 -0,6
5 n
0
.i
1
.i
3
. i
6
.i
8
1500 . 17/34 . 21/42 . 33/41 . 18/72 75,45 75 -0,6
6 n
0
.i

1
.i
4
. i
6
.i
8
1500 . 17/34 . 24/39 . 33/41 . 18/72 92,87 95 2,24
7 n
0
.i
1
.i
2
. i
7
.i
8
1500 . 17/34 . 18/45 . 45/29 . 18/72 116,37 118 1,37
8 n
0
.i
1
.i
3
. i
7
.i
8
1500 . 17/34 . 21/42 . 45/29 . 18/72 148,47 150 1,017

9 n
0
.i
1
.i
4
. i
7
.i
8
1500 . 17/34 . 24/39 . 45/29 . 18/72 180,04 190 0,5
10 n
0
.i
1
.i
2
. i
5
.i
9
1500 . 17/34 . 18/45 . 21/53 . 60/30 237,73 235 -1,16
11 n
0
.i
1
.i
3
. i
5

.i
9
1500 . 17/34 . 21/42 . 21/53 . 60/30 297,16 300 0,94
12 n
0
.i
1
.i
4
. i
5
.i
9
1500 . 17/34 . 24/39 . 21/53 . 60/30 368,74 375 1,66
20
Đồ án Máy công cụ Nguyễn Đình Đức Lớp CTM8
K45


13 n
0
.i
1
.i
2
. i
6
.i
9
1500 . 17/34 . 18/45 . 33/41 . 60/30 482,9 475 -1,6

14 n
0
.i
1
.i
3
. i
6
.i
9
1500 . 17/34 . 21/42 . 33/41 . 60/30 603,6 600 -0,61
15 n
0
.i
1
.i
4
. i
6
.i
9
1500 . 17/34 . 24/39 . 33/41 . 60/30 742,96 750 0,938
16 n
0
.i
1
.i
2
. i
7

.i
9
1500 . 17/34 . 18/45 . 45/29 . 60/30 931,0 950 1,99
17 n
0
.i
1
.i
3
. i
7
.i
9
1500 . 17/34 . 21/42 . 45/29 . 60/30 1163,7 1180 1,37
18 n
0
.i
1
.i
4
. i
7
.i
9
1500 . 17/34 . 24/39 . 45/29 . 60/30 1482,3 1500 1,17
* Đồ thị sai số tiêu chuẩn .
B. Hộp chạy dao
1. Lập chuỗi số vòng quay và số nhóm truyền tối
thiểu .
Theo đề bài ta có:

S
nhanh
= 3400 (mm/ph) ; S
dmin
= S
đmin
= S
ng min
= 20
(mm/ph)
n
đc
= 1440 (v/ph)
n
min
= S
min
/ t

= 20/6 = 3,333
n
min
/ n
đc
= 1/4
m
m = lg(n
đc
/n
min

)

/ lg4

= 4,377
Chọn m = 5

2. Phơng án không gian: 3 x 3 x 2 số trục S
tr
= 5 + 1 = 6
Số bánh răng S
br
= 2 x (p
1
+ p
2
+ p
3
+ p
4
) = 2 x (1 + 3 + 3 + 2) = 18
Chọn phơng án 3 x 3 x 2: vì trong thực tế ta có thể chọn phơng
án 2 x 3 x 3 và 3 x 2 x 3 nhng do đặc điểm của máy phay là : Trong
quá trình cắt dao có thể bị vớng vào vật cản hoặc là dao cắt với lực cắt
quá tải , dao không thể quay đợc. Vì vậy để an toàn trên trục chính
ngời ta lắp 1 ly hợp phòng quá tải và một ly hợp ma sát, nh vậy để tiết
kiệm khoảng không gian trong buồng máy ngời ta phải bố trí bánh
răng trong hộp chạy dao một cách hợp lý .Ta lắp ly hợp ma sát trên
trục IV, còn giữa trục III và IV ngời ta dùng cơ cấu phản hồi. Vì vậy ta
có sơ đồ bố trí nh hình vẽ của máy phay 6H82 phơng án (3 x 3 x 2)

hay chính là phơng án :
21
n
2,6
- 2,6
n(lgn)
Đồ án Máy công cụ Nguyễn Đình Đức Lớp CTM8
K45


(3 x 3 x 1) + (3 x 3 x 1 x 1 x 1)
3. Phơng án thứ tự:
Chọn phơng án thứ tự nh là phơng án thứ tự của máy mẫu :
1
[ ]
0
x 1
[ ]
0
x 3
[ ]
3
x 3
[ ]
1
x 2
[ ]
9

Không giống nh hộp trục chính , ở đây ta không dùng phơng án

hình rẻ quạt 3
[ ]
3
x 3
[ ]
3
x 2
[ ]
9
vì trong hộp chạy dao sẽ dùng cơ cấu
phản hồi nên ta phải dùng phơng án 3
[ ]
3
x 3
[ ]
1
x 2
[ ]
9
. Trong hộp
chạy dao sẽ dùng một môđun nên việc giảm thấp số vòng quay trung
gian sẽ không làm tăng kích thớc bộ truyền do đó việc dùng phơng án
thay đổi thứ tự này hoặc khác sẽ không ản hởng nhiều đến kích thớc
của hộp .
Vậy máy thiết kế có sơ đồ động giống máy mẫu (6H82)
4.Tính số răng nhóm truyền:

Nhóm I:
i
1

= 1/
3
= 1/1,26
3
= 1/2 = f
1
/ g
1

i
2
=
0
= 1,26
0
= 1 = f
2
/ g
2
i
3
=
3
= 1,26
3
= 2 = f
3
/ g
3
Bộị số chung nhỏ nhất của (f

x
+ g
x
) là k = 6
66,5
61
)11(
17
)(
2
22
minmin
=
ì
+
ì=
ì
+
ì=
kf
gf
ZE
. Chọn E = 6.
Z = E x k = 6 x 6 = 36

24123612
)21(
1
36
)(

'
1
11
1
1
===
+
ì=
+
ìì= Z
gf
f
kEZ

18183618
)11(
1
36
)(
'
2
22
2
2
===
+
ì=
+
ìì= Z
gf

f
kEZ

12243624
)12(
2
36
)(
'
3
33
3
3
===
+
ì=
+
ìì= Z
gf
f
kEZ
Nhóm II:
i
4
= 1/
3
= 1/1,26
3
= 24/49 = f
4

/ g
4

i
5
= 1/
2
= 1/1,26
2
= 28 / 45 = f
5
/ g
5
i
6
= 1/ = 1/1,26 = 32/41 = f
3
/ g
3
Bội số chung nhỏ nhất là k =73
22
Đồ án Máy công cụ Nguyễn Đình Đức Lớp CTM8
K45



71,0
7324
)4924(
17

)(
4
44
minmin
=
ì
+
ì=
ì
+
ì=
kf
gf
ZE
. Chọn E = 1.
Z = E x k = 1 x 73 = 73

49247324
)4924(
24
73
)(
'
4
44
4
4
===
+
ì=

+
ìì= Z
gf
f
kEZ

45287328
)4528(
28
73
)(
'
4
55
5
5
===
+
ì=
+
ìì= Z
gf
f
kEZ

41327332
)4132(
32
73
)(

'
6
66
6
6
===
+
ì=
+
ìì= Z
gf
f
kEZ
Nhóm III:
Tính tơng tự ta có :
i
7
= i/
3

; i
8
=
6
Số răng nhóm III là
50;25
'
77
== ZZ


15;60
'
88
== ZZ
Tính số răng của hai cặp bánh răng truyền từ động cơ vào trục I của nhóm I.
Vị trí thiết kế máy phay với các số liệu và tính năng tơng tự nh máy 6H82 mà
ta đã khảo sát ta thấy hai cặp bánh răng truyền dẫn từ trục động cơ đến trục
của nhóm I là tơng đối hiệu qủa, vì qua hai nhóm truyền đó số vòng quay của
động cơ đã trùng với một tốc độ trên trục III của nhóm I. Để mang tính kế thừa
ta chọn luôn hai cặp bánh răng đó làm hai cặp bánh răng truyền dẫn cho máy
thiết kế:
40
26
44;26
0
'
00
=== iZZ
68
23
68;23
01
'
0101
=== iZZ
Lập bảng chuỗi vòng quay(hộp chạy dao)
n i
0
= 1420 x26/44 x23/68 x28/35 x18 /33 x33/37x18/16


K. quả Chuẩn S.số
1 i
0
. i
1 .
. i
4
. i
7
124,2 x 12/24 x 24/49 x 25/50 15,2 15 -1,33
2 i
0
. i
1 .
. i
5
. i
7
124,2 x 12/24 x 28/45 x 25/50 19,31 19 -1,6
3 i
0
. i
1 .
. i
6
. i
7
124,2 x 12/24 x 32/41 x 25/50 24,1 23,5 -2,05
4 i
0

. i
2 .
. i
4
. i
7
124,2 x 18/18 x 24/49 x 25/50 30,41 30 -1,36
5 i
0
. i
2 .
. i
5
. i
7
124,2 x 18/18 x 28/45 x 25/50 38,03 37,5 -1,4
6 i
0
. i
2 .
. i
6
. i
7
124,2 x 18/18 x 32/41 x 25/50 48,46 47,5 -2,02
7 i
0
. i
3 .
. i

4
. i
7
124,2 x 24/12 x 24/49 x 25/50 60,8 60 -1,33
8 i
0
. i
3 .
. i
5
. i
7
124,2 x 24/12 x 28/45 x 25/50 77,27 75 -2,6
9 i
0
. i
3 .
. i
6
. i
7
124,2 x 24/12 x 32/41 x 25/50 96,93 95 -2,03
23
Đồ án Máy công cụ Nguyễn Đình Đức Lớp CTM8
K45


10 i
0
. i

1 .
. i
4
. i
8
124,2 x 12/24 x 24/49 x 60/15 118,67 118 -0,56
11 i
0
. i
1 .
. i
5
. i
8
124,2 x 12/24 x 28/45 x 60/15 153,55 150 -2,36
12 i
0
. i
1 .
. i
6
. i
8
124,2 x 12/24 x 32/41 x 60/15 193,8 190 -2,0
13 i
0
. i
2 .
. i
4

. i
8
124,2 x 18/18 x 24/49 x 60/15 240,32 235 -2,26
14 i
0
. i
2 .
. i
5
. i
8
124,2 x 18/18 x 28/45 x 60/15 308,3 300 -2,6
15 i
0
. i
2 .
. i
6
. i
8
124,2 x 18/18 x 32/40 x 60/15 387,6 375 -2,6
16 i
0
. i
3 .
. i
4
. i
8
124,2 x 24/12 x 24/49 x 60/15 486,8 475 -2,4

17 i
0
. i
3 .
. i
5
. i
8
124,2 x 24/12 x 28/45 x 60/15 617,7 600 -2,6
18 i
0
. i
3 .
. i
6
. i
8
124,2 x 24/12 x 32/41 x 60/15 765,49 750 -2,06
Ta đợc số răng của các bánh răng các tỉ số truyền.
Với sự khảo sát máy cũ ta có đợc = 1,26 cùng với chuỗi vòng quay ta
lập đợc đồ thị vòng quay của máy mới. Để tiện cho vẽ ta chọn số vòng quay
của đọng cơ n
0
tại thời điểm Max , tức là trên trục I n
0
nằm ở vị trí tốc độ lớn
nhất.
Từ số răng , bảng thông số các tốc độ vòng quay ta vẽ đợc đồ thị vòng
quay của máy chính xác
Hình vẽ đồ thị vòng quay.


24
Đồ án Máy công cụ Nguyễn Đình Đức Lớp CTM8
K45


Từ bảng thông số các vòng quay ta tính đợc sai số vòng quay.
[ ]
n
= (n
tc
- n
tt
)/n
tc
x 100
0
/
0
* Đồ thị.
Ch ơng III
Tính toán sức bền chi tiết máy

I. Hộp tốc độ:
Xuất phát từ chế độ cắt thử của nhà máy cơ khí Hà Nội nh ta đã nói phần
khảo sát máy cũ ta căn cứ vào đó đối với máy ta vừa thiết kế ta có các chế độ cắt
thử nh sau
+) Chế độ cắt thử mạnh
Dao thép gió P18 ; D = 90 ( mm) ; Z = 8 ;
Chi tiết vật liệu : gang HB = 180

Chế độ gia công n = 47,5 (v/p) ; t = 12 (mm) ; s = 118 (mm/p) ;
B = 100 (mm) ; v = 13,5 (m/p) ; N= 6,3 kW
+) Chế độ cắt nhanh :
Dao thép hợp kim T15K6 ; D = 100 mm ; Z = 4
Chi tiết vật liệu HB = 195
25