ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths. Trần Minh Chính
PHẦN A: THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC MÁY
CHƯƠNG I: TÌM HIỂU KHẢ NĂNG CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT LẬP SƠ ĐỒ
KẾT CẤU ĐỘNG HỌC CỦA MÁY
1.1 TÌM HIỂU KHẢ NĂNG CÔNG NGHỆ CỦA PHƯƠNG PHÁP TIỆN:
Máy tiện là máy cắt kim loại được sử dụng rộng rãi trong ngành cơ khí. Máy tiện
thường được phân thành máy tiện vạn năng và máy tiện chuyên dùng. Máy tiện vạn năng
được phân ra gồm máy tiện phổ thông và máy tiện ren. Còn máy tiện chuyên dùng thì tùy
theo công dụng của từng loại máy mà có tên gọi khác nhau. Ví dụ: máy tiện hớt lưng,
máy tiện trục khuỷu, máy tiện ren chính xác…
Máy tiện vạn năng được sử dụng để thực hiện nhiều công việc khác nhau. Để gia công
nhiều loại chi tiết khác nhau như: tiện trong, tiện ngoài, tiện côn, thực hiện gia công các
mặt tròn xoay, tiện cắt đứt khoan khoét lỗ, ta rô làm ren… Hiện nay máy tiện có thể gia
công được các chi tiết có đường kính từ 95 – 5000 mm, chiều dài từ 125 – 24000 mm.
Đối với máy tiện ren vít vạn năng được sử dụng rộng rãi như máy 1K62, 16K20,
T6M16,… Khi gia công ren thì máy có thể gia công được các bước ren như sau:
- Ren Quốc tế từ 1 đến 192 mm;
- Ren Anh _
p
t
n
4.25
=
;
- Ren Pitch (từ 96 đến 1mođun/ tấc Anh)_ Dp = (1- 96),
p
p
tm
D
π
×

==
4.254.25
;
- Ren mođun(từ 0.5 đến 4.8 mm)_
mt
p
×=
π
;
(Đối với máy 1K62)
Ngoài ra có thể gia công ren khuếch đại, ren măt đầu, ren chính xác… Còn khi tiện
trơn thì người ta có thể tiện mặt trụ, tiện mặt đầu, tiện rãnh, tiện cắt đứt… Vì vậy có
chuyển động tiện trơn chạy dao dọc và tiện trơn chạy dao ngang.
1.2 CHUYỂN ĐỘNG TẠO HÌNH VÀ SƠ ĐỒ KẾT CẤU ĐỘNG HỌC:
1.2.1 Các chuyển động tạo hình:
Trong máy tiện chuyển động chính là chuyển động quay tròn của phôi tức là trục
chính, đây là chuyển động tạo ra tốc độ cắt gọt còn chuyển động của dao theo phương
dọc và phương ngang đảm bảo cho dao ăn liên tục vào lớp kim loại, tạo ra năng suất
SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02
Trang
1
ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths. Trần Minh Chính
gia công và độ nhẵn bề mặt gia công. Chuyển động chính và chuyển động chạy dao
gọi là chuyển động cơ bản trong máy bên cạnh đó còn có những chuyển động khác
không trực tiếp cắt gọt nhưng cần phải có như tiến dao nhanh, lùi dao gọi là các
chuyển động phụ.
Sau đây là các chuyển động cụ thể về công nghệ tiện:
1.2.1.1 Tiện bằng dao phá thẳng:
- Chuyển động quay Q1 của phôi, với tốc độ cắt V;
- Chuyển động tịnh tiến T2 dọc trục phôi với lượng chạy dao S.

Hình 1.1
1.2.1.2 Tiện bằng dao phá đầu cong:
- Chuyển động quay Q1 của phôi, với tốc độ cắt V;
- Chuyển động tịnh tiến T2 dọc trục phôi với lượng chạy dao S.
SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02
Trang
2
S T
2
Q
1





n
S T
2
Q
1





n
ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths. Trần Minh Chính
Hình1.2
1.2.1.3 Tiện bằng dao vai:

- Chuyển động quay Q1 của phôi, với tốc độ cắt V;
- Chuyển động tịnh tiến T2 dọc trục phôi với lượng chạy dao S.
Hình 1.3
1.2.1.4 Tiện bằng dao xén mặt đầu:
- Chuyển động quay Q1 của phôi, với tốc độ cắt V;
- Chuyển động tịnh tiến T3 vuông góc với trục phôi với lượng chạy dao S.
Q
1
n
S

T
3
Hình 1.4
SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02
Trang
3
S
T2
Q
1











n
ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths. Trần Minh Chính
1.2.1.5 Tiện cắt đứt:
- Chuyển động quay Q1 của phôi, với tốc độ cắt V;
- Chuyển động tịnh tiến T2 vuông góc với trục phôi với lượng chạy dao S.

Hình 1.5
1.2.1.6 Tiện định hình:
- Chuyển động quay Q1 của phôi, với tốc độ cắt V;
- Chuyển động tịnh tiến T2 vuông góc với trục phôi với lượng chạy dao S.
Hình 1.6
1.2.1.7 Tiện định hình:
SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02
Trang
4
S T
2
Q
1
n
Q
1

n
S T
2
ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths. Trần Minh Chính
- Chuyển động quay Q1 của phôi, với tốc độ cắt V;
- Chuyển động tịnh tiến T2 vuông góc với trục phôi với lượng chạy dao S.

Hình1.7
Ngoài ra máy tiện ren vít vạn năng còn thực được các khả năng công nghệ sau:
SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02
Trang
5
Q
1

n
S T
2
ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths. Trần Minh Chính
Hình 1.8
SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02
Trang
6
S
S
S
S
S
S
S
S
A
A
ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths. Trần Minh Chính
Kết luận: từ trên ta thấy chuyển động tạo hình trên máy gồm mọi chuyển động tương
đối giữa phôi và dao trực tiếp tạo ra bề mặt gia công. Các chuyển động tạo hình đơn giản
khi các chuyển động độclập với nhau, chuyển động phức tạp khi các chuyển động phụ

thuộc nhau trong quá trình tạo hình.
Ngoài ra ta cần quan tâm đến một số phương pháp tạo hình bề mặt như phương pháp chép
hình, là phương pháp mà trong đó biên dạng lưỡi cắt giống bề mặt cần gia công. Phương
pháp bao hình là lưỡi cắt khi chuyển động sẽ tạo ra các bề mặt, đường hoặc điểm luôn
luôn tiếp xúc bề mặt gia công, tập hợp tất cả những điểm tiếp xúc này chính là đường sinh
bề mặt gia công và bề mặt tạo hình không phụ thuộc vào biên dạng lưỡi cắt và phương
pháp cắt theo vết dùng trong máy công cụ điều khiển số.
1.2.2 Phân tích các chuyển động -Thiết kế sơ đồ kết cấu động học:
Để mô tả chuyển động của các loại chuyển động từ nguồn động cơ đến cơ cấu
chấp hành khác ta sử dụng sơ đồ kết cấu động học.
Để tạo hình bề mặt các chi tiết máy khi gia công chúng bằng phương pháp cắt gọt,
máy phải tạo cho phôi và dao các chuyển động tương đối với nhau.
Đối với máy tiện khi tạo hình bề mặt cho một chi tiết máy thì máy cũng phải tạo
cho phôi chuyển động quay và cho dao chuyển động tịnh tiến. Tùy vào chi tiết mà quy
định phương chuyển động của dao, nếu là mặt trụ tròn thì dao chỉ chuyển động tịnh tiến
theo phương dọc trục. Còn đối với bề mặt tròn xoay thì chuyển động của dao là tổng hợp
của hai phương chuyển động theo hướng trục và hướng tâm. Trong đó mâm cặp và bàn
dao là hai cơ cấu chấp hành để thự hiện chuyển động của máy. Mâm cặp được gắn với
trục chính để điều chỉnh chuyển động của trục chính thì ta có hộp tốc độ, còn hộp chạy
dao để điều chỉnh bàn dao.
Để tạo ra chuyển động tương đối giữa dao và phôi thì giữa chúng với nhau hoặc
vói nguồn chuyển động phải có mối liên hệ về chuyển động nhất định. Tất cả các khâu
liên hệ theo một quy luật nhất định, tạo nên một xích truyền động gọi là xích động.
Máy tiện ren vít vạn năng gồm có hai xích động: xích tốc độ và xích chạy dao
- Xích tốc độ:
SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02
Trang
7
ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths. Trần Minh Chính
Xích tốc độ từ động cơ qua tỷ số truyền cố định qua hộp tốc độ truyền chuyển động quay

cho phôi.
- Xích chạy dao:
Xích chạy dao truyền từ phôi đến hộp tốc độ dến vít me, bàn dao. Xích này truyền chuyển
động tịnh tiến cho dao và phối hợp giữa chuyển động quay của phôi và chuyển động tịnh
tiến của dao.
Ta có các sơ đồ kết cấu động học của máy tiện ren vít vạn năng:
6
7
Så âäö 1
8
t
x
3
2
1
ÂC
i
s
5
i
v
4

Så âäö 2
3
2
1
i
v
i

s
6
5
ÂC
4
7
t
x
SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02
Trang
8
ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths. Trần Minh Chính
Så âäö 3
4
ÂC2
6
5
t
x
i
s
3
i
v
ÂC1
1
2
T
Q


Phương án 1: Không có mối lien hệ trực tiếp giữa số vòng quay trục chính và lượng chạy
dao nên khó điều chỉnh máy để gia công, cần tìm mối quan hệ của V,S cũng khó khăn.
Phương án 2: có mối quan hệ mật thiết giữa tốc độ quay trục chính và lượng chạy dao S
nên dễ điều chỉnh chế độ cắt khi gia công các chi tiết khác nhau
Phương án 3: sử dụng 2 động cơ nên gây tốn kém, việc bố trí nhiều động cơ làm máy
thêm cồng kềnh. Hơn nửa nó cũng không có mối quan hệ trực tiếp giữa tốc độ cắt và
lượng chạy dao
 Chọn phương án 2 là tối ưu hơn cả

Từ đó ta có phương trình xích động:
Xích tốc độ:
tcvđc
niiin
=×××
−−
4321
Xích cắt ren:
pxs
ttiiivòngtc
=××××
−−
7654
1
Với:
tcđc
nn ;
: là số vòng quay của động cơ và trục chính;
;;
43
−

in
đc
7654
;
−−
ii
: là tỷ số truyền cố định;
sv
ii ;
:là tỷ số truyền của hộp tốc độ và hộp chạy dao;
p
t
: là bước ren cần gia công;
Từ đó suy ra:
4321 −−
××
=
iin
n
i
đc
tc
v
;
7654 −−
××
=
iit
t
i

x
p
s
1.3 TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA MÁY:
SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02
Trang
9
ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths. Trần Minh Chính
1.3.1 Xác định vận tốc cắt Vc:
- Đường kính lớn nhất gia công được trên máy:
mmD 400
max
=
Ta có phạm vi điều chỉnh đường kính chi tiết gia công:
)84(
min
max
÷==
D
D
R
D
( TK máy cắt kim loại – Nguyễn Ngọc Cẩn)
- Chọn đường kính nhỏ nhất:
)(50
8
400
8
max
min

mm
D
D
===
- Chiều sâu cắt lớn nhất và nhỏ nhất:
)(1576.54007.0
3
3
maxmax
mmDCt
=×=×=
Với
7.0=C
trong trường hợp đối với thép.
maxmin
4
1
2
1
tt






÷=
Chọn
)(2894.11576.5
4

1
4
1
maxmin
mmtt =×==
- Lượng chạy dao lớn nhất và nhỏ nhất:
maxmax
7
1
3
1
tS






÷=
Chọn:








=×==
vòng

mm
tS 7.01576.5
7
1
7
1
maxmax
maxmin
5
1
10
1
SS






÷=
Chọn:








=×==

vòng
mm
SS 0077.0
10
1
10
1
maxmin
- Xác định vận tốc cắt lớn nhất và nhỏ nhất:
yxm
v
StT
C
V
minmin
max
max
××
=
yxm
v
StT
C
V
maxmax
min
min
××
=
Trong đó: T: là tuổi bền dao, đối với dao tiện

phútT )6030(
÷=
, chọn T=45 phút.
SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02
Trang
10
ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths. Trần Minh Chính
m, x, y,
v
C
là các số mũ tra bảng (5-17) STCNCTM.
Có:
485
max
=
v
C
,
28.0
=
m
,
12.0
=
x
,
25.0
=
y


7.22
min
=
v
C
,
11.0
=
m
,
1.0
=
x
,
6.0
=
y








=
××
=
××
=

ph
m
StT
C
V
yxm
v
315
07.02894.145
485
25.012.028.0
minmin
max
max








=
××
=
××
=
ph
m
StT

C
V
yxm
v
7.15
7.01576.545
7.22
6.01.011.0
maxmax
min
min
1.3.2 Xác định số vòng quay tới hạn:
Ta có:








=
ph
vg
D
V
n
π
1000
⇒









=
×
×
==
ph
vg
D
V
n 5.12
40014.3
7.151000
1000
max
min
min
π

⇒









=
×
×
==
ph
vg
D
V
n 37.2006
5014.3
3151000
1000
min
max
max
π
Sơ bộ ta thấy
)/(20546.12 phvgn
÷=
. Tuy nhiên để xác định được phạm vi diều
chỉnh tốc độ trục chính thích hợp nhất trong điều kiện sử dụng thục tế, ta có thể tham
khảo phạm vi điều chỉnh tốc độ của máy 1K62 có
)/(20005.12 phvgn ÷=
phạm vi này đã
bao hàm cả tốc độ ta đã tính toán ở trên và cũng không sai lệch bao nhiêu, nên ta có thể
chọn tốc độ cho máy thiết kế là:


)/(5.12
min
phvgn
=

)/(2000
max
phvgn
=
1.3.3 Phạm vi điều chỉnh số vòng quay:
Ta có:
160
5.12
2000
min
max
===
n
n
R
n
SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02
Trang
11
ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths. Trần Minh Chính
1.3.4 Xác định công bội:
Do chuỗi số vòng quay được phân bố theo quy luật cấp số nhân nên ta có
21
≤≤

ϕ
Theo bảng công bội ta có:
2;78.1;58.1;14.1;26.1;12.1;06.1=
ϕ
- Trị số
06.1=
ϕ
và 2 rất ít dùng. Nó chỉ có ý nghĩa phụ để tính toán các cơ cấu
truyền động của nhóm gấp bội, nhóm khuếch đại hoặc hộp tốc độ của những máy
lớn.
- Trị số
26.1;12.1=
ϕ
được dùng ở những máy cần điều chỉnh chính xác chế độ cắt
để gia công hàng khối hoặc hàng loạt lớn như ở máy tự động và bán tự động.
- Trị số
78.1;58.1
=
ϕ
được dùng ở những máy có thời gian gia công không lớn hơn
nhiều so với thời gian chạy không, và như thế cũng không đòi hỏi phải điều chỉnh
chính xác vận tốc cắt.
- Đối với máy tiện ren vít vạn năng ta cần phải lựa chọn trị số công bội
ϕ
và số
cấp tốc độ Z như thế nào để vừa có thể đảm bảo giảm tổn thất vận tốc vừa có thể
đảm bảo kết cấu máy không quá phức tạp cồng kềnh (Z càng lớn sụ phân bố các
cấp tốc độ càng dày, tổn thất vận tốc nhỏ, nhưng kết cấu máy sẽ lớn, phức tạp
hơn).
- Do vậy ở máy vạn năng và tuyệt đại bộ phận máy công cụ dùng thích hợp nhất là

26.1=
ϕ
vì nó thõa mãn điều kiện sử dụng cần thiết.
1.3.5 Xác định số cấp tốc độ:
Số cấp tốc độ:
95.22
26.1lg
160lg
1
lg
lg
==+=
ϕ
n
R
Z
Do Z là số nguyên và cần lấy bằng bội số của 2 và 3, vì truyền động trong hộp tốc độ
thường do những khối bánh răng có 2, 3 hoặc
224 ×=
bánh răng thực hiện, nên chọn
Z=24.
Tốc độ của hộp tốc độ lần lượt có các vòng quay cần thiết kế theo tiêu chuẩn như sau:
1
11
−
−
×=×=
z
zz
nnn

ϕϕ
SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02
Trang
12
ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths. Trần Minh Chính
Dựa vào bảng II-2 TK máy cắt kim loại ta chọn số vòng quay tiêu chuẩn:
5.12
1min
==
nn
;
16
2
=
n
;
20
3
=
n
;
25
4
=
n
;
5.31
5
=
n

;
40
6
=
n
;
50
7
=
n
;
63
8
=
n
;
80
9
=
n
;
100
10
=n
;
125
11
=n
;
160

12
=n
;
200
13
=
n
;
250
14
=n
;
315
15
=
n
;
400
16
=
n
;
500
17
=
n
;
630
18
=

n
;
800
19
=
n
;
1000
20
=
n
;
1250
21
=
n
;
1600
22
=
n
;
2000
23
=
n
.
Vậy ta phải thiết kế hộp tốc độ có đủ 23 cấp tốc độ trên.
1.3.6 Xác định bảng ren cho hộp chạy dao:
Máy tiện ren vít vạn năng dùng để tiện ren theo yêu cầu phải tiện được cả Ren hệ

quốc tế, hệ Anh, Ren mođun, Ren hệ Pid.
Dựa vào đường kính chi tiết có thể gia công từ d
max
÷
d
min
tra theo bảng bước ren
tiêu chuẩn, hoặc ta có thể lấy trị số bước ren của máy thiết kế tương đương là máy 1K62
ta có bước ren mà hộp chạy dao máy cần kế phải gia công được là:
- Ren Quốc tế: t = 1; 1.25; 1.5; 1.75; 2; 2.25; 2.5; 3; 3.5; 4; 4.5 ; 5; 5.5; 6; 7; 8; 9 ; 10;
11; 12 mm.
- Ren Anh: có số vòng ren trên 1 tấc Anh là :
n=
t
4.25
= 24; 20 ; 19; 18; 16 ; 14 ; 12; 11; 10; 9 ; 8 ;7 ; 6; 5; 4
2
1
; 4; 3
2
1
; 3
4
1
; 3; 2.
- Ren mođun : m =
π
t
= 0.5; 1; 1.25; 1.5; 1.75; 2; 2.25; 2.5; 3.
- Ren Pids D

p
=
t
π
4.25
= 96; 88 ; 80 ; 72; 64 ; 56; 48; 44; 40 ; 36 ; 32 ; 28; 24 ;
22 ; 20 ; 18; 16; 14 ; 12 ; 11 ;10 ; 9 ; 8 ; 7.
1.3.7 Xác định lực cắt và công suất động cơ điện:
1.3.7.1 Chọn chế độ cắt thử:
Theo máy tương đương T620 ta có các chế độ thử :
a.Thử có tải:
Ta chọn chế độ thử công suất với chi tiết có
φ
=115,
2000
=
L
, bằng thép 45,
HB=207, dao tiện thường P18, chế độ cắt: n = 40(v/ph), s = 1.4 (mm/v), t = 6(mm), thì
được Pzmax và Mxmax, quá tải 25% trong thời gian ngắn.
SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02
Trang
13
ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths. Trần Minh Chính
b.Thử với P
z
và M
x
bằng 2/3 giá trị cực đại:
Chi tiết

,115
=
φ

,350
=
L
bằng thép 45,
207
=
HB
;
Dao P18, chế độ cắt: n= 63(v/ph), s = 0.75
÷
1.56 (mm/v), t = 5(mm), chạy với mọi bánh
răng Norton, tiện mỗi lần dài l < 40. Kiểm tra li hợp ma sát và li hợp an toàn không bị
trượt.
c.Thử công suất N:
Chi tiết
70
=
φ
,
350
=
L
, bằng thép 45 có tì mũi nhọn;
Dao T15K6, chế độ cắt: n = 400(v/ph), s = 0.39 (mm/v), t = 5(mm).
d.Thử độ bóng:
Chế độ

70
=
φ
,
300
=
L
, bằng thép 45, dao P18,
30
=
V
,
12.0
=
S
,
2
=
t
, láng
không có vết nham nhở, khỏa mặt,
150
=
thô
l
, dao P18,
1.0
=
S
,

5
=
t
,
( )
pvV /119
=
e.Thử chạy không:
Thử với mọi tốc độ, thời gian 40 phút, với
20
max
>
n
phút và với mọi lượng chạy
dao S, nhiệt độ ở ổ trục chính < 80
o
C, các ổ khác < 50
o
C.
1.3.7.2 Xác định lực cắt và công suất động cơ dẫn động trục chính:
Lực tác dụng vào phôi trong quá trình cắt gọt là
c
P
→
zyxc
PPPP
→→→→
++=
Với: P
z

: lực

tiếp tuyến trùng với phương chuyển động cắt chính.
P
y
: lực hướng kính dọc theo trục dao.
P
x
: Lực chạy dao theo chiều trục của chi tiết.
Trong đó lực cắt P
z
: xác định tải trọng động của cơ cấu hộp tốc độ và tạo nên công
suất chủ yếu.
SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02
Trang
14
ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths. Trần Minh Chính
Hình1.10 Sơ đồ lực cắt
Với máy tiện gia công chi tiết được xác định dựa vào bảng (II-3) (TK Máy Cắt Kim
Loại – Nguyễn Ngọc Cẩn)





z
y
x
P
P

P
= C
×
t
x

×
s
y
Công suất cắt:
w
z
c
K
VP
N ×
×
=
61200
z
P
lực cắt (N).
V tốc độ cắt (m/ph).
a. Chế độ cắt thử có tải:
- Lực tiếp tuyến : P
z
= C
×
t
x


×
s
y
Với C = 2000, t = 6, s = 1.4 , x = 1 , y = 0.75
SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02
Trang
15
P
y
Pz
R
Px
c x y Đơn vị
P
x
650 1.2 0.65 P(N)
P
y
1250 0.9 0.75 S(mm/vòng)
P
z
2000 1.0 0.75 t (mm)
ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths. Trần Minh Chính
P
z
= 2000
×
6
1

×
1.4
0.75
= 15444.6 [N]
)/(44.14
1000
4011514.3
1000

phm
nd
V =
××
==
π
⇒

)(64.3
61200
44.146.15444
kwN
c
=
×
=
b.Thử với P
z
và M
x
bằng 2/3 giá trị cực đại:

- Lực tiếp tuyến : P
z
= C
×
t
x

×
s
y
Với C = 2000, t = 5, s = 1, x = 1, y = 0.75
P
z
= 2000
×
5
1
×
1
0.75
= 10000 [N]
)/(75.22
1000
6311514.3
1000

phm
nd
V =
××

==
π
⇒

)(72.3
61200
75.221000
kwN
c
=
×
=
c.Thử công suất N:
- Ta có lực hướng trục:
P
x
= C
×
t
x

×
s
y
Với: C = 650, t = 5 , s = 0.39 , x = 1.2 , y = 0.65
P
x
= 650
×
5

1,2
×
0.39
0.65
= 1559.2 [N]
- Lực hướng kính:
P
y
= C
×
t
x
×
s
y
Với : C = 1250 , t = 5 , s = 0.39 , x = 0.9 , y = 0.75
P
y
= 1250
0.9
×
0.39
0.75
= 3310.16[N]
- Lực tiếp tuyến : P
z
= C
×
t
x

×
s
y
Với C = 2000, t = 5, s = 0.39, x = 1, y = 0.75
P
z
= 2000
×
5
1
×
0.39
0.75
= 4935 [N]
⇒ Pc =
222
zyx
PPP ++
=
222
493533101559
++
= 5160 [N]
)/(2.94
1000
4007014.3
1000

phm
nd

V =
××
==
π
⇒

)(9.7
61200
2.941000
kwN
c
=
×
=
SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02
Trang
16
ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths. Trần Minh Chính
Từ 3 công suất trên ta lấy Ncmax = 7.9 kw thường Nc= (70
÷
80)% Nđc nên ta có:
⇒=⇒
η
c
đc
N
N
)(875.9
8.0
9.7

kwN
đc
==
1.3.7.3 Xác định lực cắt và công suất động cơ dẫn động hộp chạy dao:
Lực chạy dao tính theo công thức:
Q = k
×
P
x
+ f
×
(P
z
+ G) (II-38) – [1]
Với: - k: hệ số tăng lực ma sát do Px tạo nên mô mem lật: k =1.15
- G: trọng lượng phần dịch chuyển G = 200kg ≈ 2000 N
- f = 0.15
÷
0.18 chọn f = 0.16
Công suất chạy dao tính theo công thức:
)(
61200
kw
VQ
N
s
s
đs
η
×

×
=
Với: V
s
: vận tốc chạy dao (m/ph); V
s
= s.n
s
η
: Hiệu suất chung của cơ cấu chạy dao, thường rất thấp
2.015.0 ÷≤
s
η
, chọn
s
η
= 0.175.
Xét từng chế độ cắt thử:
a. Chế độ cắt thử có tải:
Q = 1.15
×
5070 + 0.16
×
(15444.6 +2000) = 8621.636 (N)
Với P
x
= 650
×
6
1.2

×
1.4
0.65
= 5070 [N]
)(045.0
175.061200
40104.1636.8621
3
kwN
đs
=
×
×××
=⇒
−
b. Thử với P
z
và M
x
bằng 2/3 giá trị cực đại:
Q = 1.153250 + 0.16
×
(1000 +2000) = 5657.5 (N)
Với P
x
= 650
×
5
1.2
×

1
0.65
= 3250 [N]
)(033.0
175.061200
63105.5657
3
kwN
đs
=
×
××
=⇒
−
c.Thử với chế độ thử công suất:
Q = 1.15
×
1559 + 0.16
×
(4935.1 +2000) = 2902.45 (N)
Với P
x
= 650
×
5
1.2
×
1
0.65
= 1559 [N]

)(042.0
175.061200
4001039.045.2902
3
kwN
đs
=
×
×××
=⇒
−
SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02
Trang
17
ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths. Trần Minh Chính
Từ 3 công suất trên ta chọn công suất : N
s
= 0.042 Kw
Công suất cần thiết để thiết kế của động cơ điện trên máy là :
N
đc
=N
đc
+N
đs
= 9.875+0.045 = 9.92 (kw)
Để đảm bảo công suất ta chọn động cơ điện trên máy có công suất lớn hơn công
suất tính toán một ít.
Theo tiêu chuẩn ta chọn động cơ có công suất N
đc

= 10 (kw).
Có n = 1450 (v/ph)
1.4 BẢNG CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CẦN THIẾT KẾ :
SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02
Trang
18
Số vòng quay trục chính n
min
÷
n
max
12.5
÷
2000 Vòng/phút
Phạm vi điều chỉnh số vòng quay R
n
160
Chiều sâu cắt t
min
÷
t
max
1.28
÷
5.158 mm/vòng
Lượng chạy dao s
min
÷
s
max

0.07
÷
0.7 m/phút
Công bội
ϕ
1.26
Số cấp tốc độ Z 23 cấp
Tốc độ cắt v
min
÷
v
max
15.7
÷
315 Kw
Công suất cắt N
c
9.875 Kw
Công suất chạy dao N
cd
0.045 Kw
Công suất tổng cộng N
đc
10 Kw
ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths. Trần Minh Chính
SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02
Trang
19
ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths. Trần Minh Chính
Chương II: THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC MÁY

2.1 THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC HỘP TỐC ĐỘ:
Ta thiết kế hộp tốc độ với các thông số đã tính toán sau:
- Số vòng quay giới hạn: 12.5
÷
2000
- Phạm vi điều chỉnh số vòng quay: R
n
=160
- Công bội :
26.1=
ϕ
- Số cấp tốc độ : Z=24
2.1.1Lập phương án không gian (PAKG) :
Với số cấp tốc độ: Z = 24 ta có:
Thiết kế các phương án thứ tự:
Z = P
a
.P
b
.P
c
.P
w

Số nhóm truyền tối thiểu:
2
4
1
≤≤ i


i
đc
gh
n
n
U
4
1
min
==⇒
Với
gh
U
là tỷ số truyền giới hạn, giả sử tất cả các nhóm truyền đều có tỷ số truyền
giới hạn là
4
1
=
gh
U
cho máy công cụ, ta chọn n
đc
=1450(v/p):
3.3
5.12
1450
6.1lg6.1
min
=×=×=⇒
n

n
i
đc
Vì i là số nguyên nên số nhóm truyền tối thiểu trong hộp tốc độ là i=4
Ta có cách bố trí các phương án không gian ứng với z = 24 như sau :
Z = 24 = 2 x 2 x 2 x 3 = 2 x 2 x 3 x 2 = 2 x 3 x 2 x 2 = 3 x 2 x 2 x 2 = 4 x 3 x 2
= 4 x 2 x 3 = 3 x 4 x 2 = 3 x 2 x 4 = 2 x 2 x 6 = 2 x 6 x 2=6 x 2 x 2
Vì số nhóm truyền tối thiểu là i = 4 nên ta chỉ chọn được các phương án sau để so sánh :
2 x 2 x 2 x 3 ; 2 x 2 x 3 x 2 ; 2 x 3 x 2 x 2; 3 x 2 x 2 x 2 .
Trong các phương án không gian trên ta phải chọn phương án không gian hợp lý. Một
phương án không gian tốt thì phải thỏa mãn các yêu cầu sau :
SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02
Trang
20
ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths. Trần Minh Chính
- Số bánh răng trong hộp là ít nhất:
)p ppp(2S
i321z
++++=
- Số trục của hộp là :
tr
S
= (i +1)
- Chiều dài sơ bộ của hộp là ngắn nhất:
∑ ∑
+=
fbL
Với: b - Chiều rộng bánh răng.
f - Khoảng hở giữa hai bánh răng.
TT Yếu tố so sánh 2x2x2x3 2x2x3x2 2x3x2x2 3x2x2x2

1 Số bánh răng di trượt max
trong một nhóm p
i
3 3 3 3
2 Tổng số bánh răng 18 18 18 18
3 Tổng số trục 5 5 5 5
4 Số bánh răng chịu M
xmax
3 2 2 2
5 Chiều dài bé nhất của hộp 18B +17f 18B +17f 18B +17f 18B +17f
6 Các cơ cấu đặc biệt
Giả sử chúng phân bố liền một khối.
Bảng 2.1 So sánh phương án không gian
Căn cứ vào bảng so sánh ta thấy phương án không gian 2 x 3 x 2 x 2 là tối ưu nhất do
những nguyên nhân sau:
+ Số lượng bánh răng chịu mô men xoắn ở các trục cuối (hoặc ở gần cuối) ít nhất vì
tốc độ giảm dần tới nmin nên có Mxmax nên yêu cầu kích thước trục lớn, kết cấu không
tối ưu khi có nhiều bánh răng trên trục này. Do đó ta loại phương án 2 x 2 x 2 x 3 và
2 x 2 x 3 x 2.
+ Trên trục đầu thường gắn thêm ly hợp ma sát hoặc cơ cấu điều khiển cho nên số
bánh răng của trục đầu thường nhỏ. Từ đó ta loại phương án 3 x 2 x 2 x 2. Do đó ta chọn
phương án không gian 2 x 3 x 2 x 2 là thích hợp nhất.
SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02
Trang
21
ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths. Trần Minh Chính
2.1.2 Phương án thứ tự (PATT):
Như ta đã biết với một phương án bố trí không gian đã cho, ta có thể có nhiều phương
án thay đổi thứ tự khác nhau. Mỗi phương án thứ tự được thể hiện một lưới kết cấu và từ
đó ta tìm một lưới kết cấu phù hợp nhất .

Với mục đích tìm ra được một phương án thay đổi sự ăn khớp của các bánh răng trong
nhóm truyền thích hợp nhất và tìm ra quy luật phân phối tỷ số truyền trong nhóm .
Với phương án không gian là: 2 x 3 x 2 x 2 thì số phương án thứ tự là: 4! = 24. Với 24
PATT ta phải chọn một phương án thích hợp. Ta lập bảng để so sánh:
SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02
Trang
22
ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths. Trần Minh Chính
BẢNG CÁC PHƯƠNG ÁN THỨ TỰ
Bảng 2.2 Các phương án thứ tự
SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02
Trang
23
PAKG 2x3x2x2 2x3x2x2 2x3x2x2 2x3x2x2
PATT I II III IV I III II IV I IV II III I IV III II
X
[ ]
1

[ ]
2

[ ]
6

[ ]
12
[ ]
1


[ ]
4

[ ]
2

[ ]
12
[ ]
1

[ ]
8

[ ]
2

[ ]
4
[ ]
1

[ ]
8

[ ]
4

[ ]
2

R
gh
1626.1
12)12(
=
−
1626.1
12)12(
=
−
3.4026.1
8)13(
=
−
3.4026.1
8)13(
=
−
PATT I II IV III I III IV II II I III IV II III I IV
X
[ ]
1

[ ]
2

[ ]
12

[ ]

6
[ ]
1

[ ]
4

[ ]
12

[ ]
2
[ ]
3

[ ]
1

[ ]
6

[ ]
12
[ ]
2

[ ]
4

[ ]

1

[ ]
12
R
gh
1626.1
12)12(
=
−
1626.1
12)12(
=
−
1626.1
12)12(
=
−
1626.1
12)12(
=
−
PATT II IV III I II IV I III II III IV I II I IV III
X
[ ]
2

[ ]
8


[ ]
4

[ ]
1
[ ]
2

[ ]
8

[ ]
1

[ ]
4
[ ]
2

[ ]
4

[ ]
12

[ ]
1
[ ]
3


[ ]
1

[ ]
12

[ ]
6
R
gh
3.4026.1
8)13(
=
−
3.4026.1
8)13(
=
−
1626.1
12)12(
=
−
1626.1
12)12(
=
−
PATT III I II IV III I IV II III II I IV III II IV I
X
[ ]
6


[ ]
1

[ ]
3

[ ]
12
[ ]
6

[ ]
1

[ ]
12

[ ]
3
[ ]
6

[ ]
2

[ ]
1

[ ]

12
[ ]
6

[ ]
2

[ ]
12

[ ]
1
R
gh
1626.1
12)12(
=
−
1626.1
12)12(
=
−
1626.1
12)12(
=
−
1626.1
12)12(
=
−

PATT III IV I II III IV II I IV I II III IV I III II
X
[ ]
4

[ ]
8

[ ]
1

[ ]
2
[ ]
4

[ ]
8

[ ]
2

[ ]
1
[ ]
12

[ ]
1


[ ]
3

[ ]
6
[ ]
12

[ ]
1

[ ]
6

[ ]
3
R
gh
3.4026.1
8)13(
=
−
3.4026.1
8)13(
=
−
1626.1
12)12(
=
−

1626.1
12)12(
=
−
PATT IV II I III IV II III I IV III I II IV III II I
X
[ ]
12

[ ]
2

[ ]
1

[ ]
6
[ ]
12

[ ]
2

[ ]
6

[ ]
1
[ ]
12


[ ]
4

[ ]
1

[ ]
2
[ ]
12

[ ]
4

[ ]
2

[ ]
1
ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths. Trần Minh Chính
- Từ bảng các phương án thứ tự ta thấy tất cả các phương án đều có phạm vi điều
chỉnh R
gh max
> 8 mà điều kiện để thỏa mãn đối với hộp tốc độ là R
gh max
8
≤
vì
2

4
1
≤≤ i
.
Một phương án thứ tự tốt là phương án có tỷ số truyền trong các nhóm truyền nằm trong
giới hạn cho phép, lượng mở biến đổi từ từ tăng dần từ trục đầu đến trục cuối tọa thành
lưới có hình rẽ quạt sẽ cho ta kết cấu máy nhỏ gọn hơn. Vì vậy ta phải tìm cách giảm
lượng mở xuống sao cho thỏa mãn R
gh max
8≤
.
- Trong các phương án thứ tự ở bảng, ta nhận thấy phương án I-II-III-IV là phương án
có lượng mở tăng từ từ và tăng một cách đều nhất. Do vậy ta chọn phương án thứ tự này.
- Để thỏa mãn điều kiện R
gh max
8≤

thì ta phải cho nhóm cuối cùng thu hẹp lượng mở,
tức là giảm đặc tính nhóm cuối từ 12 xuống 6. Lúc đó ta làm trùng 6 cấp tốc độ. Để đảm
bảo 24 cấp tốc độ trục chính ta phải tạo ra một đường truyền phụ để bù lại 6 cấp tốc độ bị
mất. Đây chính là đường truyền nhanh .
Do đó ta có hai đường truyền :
Đường truyền chậm : PAKG : 2x3x2x2
PATT : I II III IV
X : 1 2 6 6
Đường truyền nhanh : PAKG : 2x3x1
PATT : I II III
X : 1 2 6
- Khi đó phương án thứ tự được thực hiện theo : I-II-III-IV-V, ta có công thức kết cấu
sau: Z = 2[1]x3[2]x2[6]x2[6]x1[0].

- Số cấp vận tốc trùng là Z
x
=12 - 6 = 6, và ở trục chính trùng thêm một cấp nữa. Do
đó số cấp vận tốc sau khi trùng tốc độ:
Z= 2x3(1+2x2x1-1) -1= 23.
SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02
Trang
24
ĐỒ ÁN MÁY CÔNG CỤ GVHD: Ths. Trần Minh Chính
2.1.3Lưới kết cấu:
Lưới kết cấu là loại sơ đồ biểu thị mối quan hệ về kết cấu của các nhóm truyền động
trong nhóm tốc độ, từ đó ta có thể thấy được số nhóm truyền động và mối quan hệ giữa
các nhóm truyền động.
Đặc tính lưới kết cấu :
- Các đường nằm ngang biểu diễn các trục của hộp tốc độ .
- Khoảng cách giữa hai đường thẳng đứng kề nhau là lg
ϕ
.
- Các đoạn thẳng nối các điểm giao nhau trên hai đường nằm ngang khác nhau
biểu diễn tỷ số truyền.
- Lưới kết cấu được vẽ đối xứng.

log
ϕ
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

n
19
n
20
n
21
n
22
n
23
n
24
2[1]
3[2]
2[6]
2[6]
Hình 2-1: Lưới kết cấu của PATT : I II III IV
SVTH: Lê Anh Khoa Lớp: 10C1A Nhóm : 02
Trang
25