Đồ án môn học thiết kế máy

Chơng I:
Tính toán thiết kế động học của máy
1.1. Tính toán thiết kế động học hộp tốc độ
1.1.1. Tính toán thông số thứ t và lập chuỗi số vòng quay:
Với ba thông số cho trớc:
Z = 18 , = 1.26 Và n
min
= 30 v/p
pvn /1500
max
=
Ta có :

927,171
26,1lg
30
1500
lg
1
lg
lg
min
max
1
min
max
=+=+==



5
= n
4
. = 75,61
n
6
= n
5
. = 95,27
n
7
= n
6
. = 120,05
n
8
= n
7
. = 151,26
n
9
= n
8
. = 190,58
n
10
= n
9
. = 240,14 v/p
n

17
= n
16
. = 1210,74
n
18
= n
17
. =1525,53
Vậy n
max
= n
18
= 1525.,53 v/p
1.1.2. Phơng án không gian, lập bảng so sánh phơng án KG, vẽ
sơ đồ động
a. Phơng án không gian có thể bố trí
Z=18 = 9 . 2 (1)
Z=18 = 6. 3 (2)
Z=18 = 3. 3. 2 (3)
Z=18 = 2. 3. 3 (4)
Z=18 = 3. 2. 3 (5)
Để chọn đợc PAKG ta đi tính số nhóm truyền tối thiểu:
Số nhóm truyền tối thiểu(i) đợc xác định từ U
min gh
=1/4
i
= n
min
/n


Vậy ta chỉ cần so sánh các phơng án KG còn lại.
Lập bảng so sánh phơng án KG
Phơng án
Yếu tố so sánh
3. 3. 2 2.3.3 3.2.3
+ Tổng số bánh răng
S
br
=2(P
1
+P
2
+.. .. .. +P
i
)
2(3+3+2) =16 2(2+3+3) =16 2(3+2+3) =16
+ Tổng số trục(không kể
trục chính) S = i+1
4 4 4
+Số bánh răng chịu M
xmax
2 3 3
+Chiều dài L 17b +16f 17b +16f 17b +16f
+ Cơ cấu đặc biệt
Ta thấy rằng trục cuối cùng thờng là trục chính hay trục kế tiếp với trục chính vì
trục này có thể thực hiện chuyển động quay với số vòng quay từ
n
min
ữ n

PATT I II III II I III III II I
Lợng mở (X) [1] [3] [9] [3] [1] [9] [6] [2] [1]

x
max

9
= 8
9
= 8
2x6
= 16
Kết quả Đạt Đạt Không đạt
PATT I III II II III I III I II
Lợng mở (X) [1] [6] [3] [2] [6] [1] [6] [1] [3]

x
max

2x6
= 16
2x6
= 16
2x6
= 16
Kết quả Không đạt Không đạt Không đạt

Theo điều kiện
(P-1)Xmax


PATT 3
2(9)
IV
III
3(3)
3(1)
II
I
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
PATT 4
II
IV
2(1)
III
3(6)
3(2)
I

xmax=

9 =8
Rõ ràng ta thấy PATT 1 có lới kết cấu phân bố theo hình rẽ quạt đều đặn và
chặt chẽ nhất

3
Đồ án môn học thiết kế máy

1.1.5 Vẽ đồ thị vòng quay và chọn tỉ số truyền các nhóm .
Lới kết cấu chỉ thể hiện đợc tính định tính để xác định đợc hộp tốc độ có phân
bố theo hình rẽ quạt chặt chẽ hay không ? Còn đồ thị vòng quay cho ta tính đợc

=1/
4
vì i
1
: i
2
:

i
3
=1::
2
ta có : i
2
=1/
3
i
3
=1/
2
với nhóm 2:
chọn i
4
=1/
4
vì i
4
: i
5
:

3
Từ đó ta vẽ đợc đồ thị vòng quay:

4
n
đc =1440

v/ph
i
o
i
1
i
4
i
8
i
5
i
7
i
6
i
3
i
2
n
o
I
II

3
= 19/ 36 = f
2
/ g
2
ta có f
2
+g
2
= 55
i
3
=1/
2
= 1/ 1.26
2
= 22/ 33 = f
3
/ g
3
ta có f
3
+g
3
= 55
bội số chung nhỏ nhất là K=55
với Z
min
=17 để tính E
min

.
11
1
=
55
16
.55 =16
Z

1
=

+
Z
gf
g
.
11
1
=
55
39
.55 = 39

i
1
=16/ 39
Z
2
=

2
= 19/ 36
Z
3
=

+
Z
gf
f
.
33
3
=
55
22
.55 = 22
Z

3
=

+
Z
gf
g
.
33
3
=

5
= 65
i
6
=
2
= 1.26
2
= 39/ 26 ta có f
6
+g
6
= 65
bội số chung nhỏ nhất là K= 65
với Z
min
=17để tính E
min
ta chọn cặp ăn khớp có lợng mở lớn nhất
Do giảm tốc cho nên ta tính :
E
min
= Z
min C
=
( )
kf
gfZ
.
)

+
Z
gf
g
.
44
4
=
65
47
.65 = 47

i
4
=18/47
Z
5
=

+
Z
gf
f
.
55
5
=
65
28
.65 = 28

gf
f
.
66
6
=
65
39
.65 = 39
Z

6
=

+
Z
gf
g
.
66
6
=
65
26
.65 = 26

i
6
= 39/26
nhóm 3

nhau là m
7
& m
8
cho nên điều kiện làm việc của nhóm này là :
2A= m
7
(Z
7
+ Z

7
) = m
8
(Z
8
+ Z

8
)
Với A là khoảng cách trục.
Từ đó ta có Z
7
/ Z
8
= m
8
/ m
7


= 19
Z

7
=

+
Z
gf
g
.
77
7
=
90
90.71
=71

i
7
=19/71
E
minB
=
( )
kg
gfZ
.
min
8

.
88
8
=
120
120.38
= 38

i
8
=82/ 38
1.1.7 Tính sai số vòng quay.
Theo máy chuẩn ta lấy i
0
=26/54 khi đó ta có bảng tính sai số vòng quay
Tính toán lại số vòng quay thực tế :
n
min
= n
1
= n
đc
. i
o
.i
1
. i
4
. i
7

.i
2
. i
4
. i
7
= n
đc
.
54
26
.
'
2
2
Z
Z
.
'
4
4
Z
Z
.
'
7
7
Z
Z
= 37.5

'
7
7
Z
Z
= 47.37

6
§å ¸n m«n häc thiÕt kÕ m¸y

n
4
= n
®c
. i
o
.i
1
. i
5
. i
7
= n
®c
.
54
26
.
'
1

.
54
26
.
'
2
2
Z
Z
.
'
5
5
Z
Z
.
'
7
7
Z
Z
= 74.1
n
6
= n
®c
. i
o
.i
3

= n
®c
. i
o
.i
1
. i
6
. i
7
= n
®c
.
54
26
.
'
1
1
Z
Z
.
'
6
6
Z
Z
.
'
7

6
Z
Z
.
'
7
7
Z
Z
= 146.89
n
9
= n
®c
. i
o
.i
3
. i
6
. i
7
= n
®c
.
54
26
.
'
3

.
54
26
.
'
1
1
Z
Z
.
'
4
4
Z
Z
.
'
8
8
Z
Z
= 235.07
n
11
= n
®c
. i
o
.i
2

= n
®c
. i
o
.i
3
. i
4
. i
8
= n
®c
.
54
26
.
'
3
3
Z
Z
.
'
4
4
Z
Z
.
'
8

5
Z
Z
.
'
8
8
Z
Z
= 464.5
n
14
= n
®c
. i
o
.i
2
. i
5
. i
8
= n
®c
.
54
26
.
'
2

.
54
26
.
'
3
3
Z
Z
.
'
5
5
Z
Z
.
'
8
8
Z
Z
= 754.81
n
16
= n
®c
. i
o
.i
1

= n
®c
. i
o
.i
2
. i
6
. i
8
= n
®c
.
54
26
.
'
2
2
Z
Z
.
'
6
6
Z
Z
.
'
8

6
Z
Z
.
'
8
8
Z
Z
= 1469.14

7
Đồ án môn học thiết kế máy

Bảng kết quả số vòng quay của hộp tốc độ:
n Phơng trình xích n = n
lt
n
t.toán
n%
n
1
= n
đc
. i
o
.i
1
. i
4

4
= n
đc
. i
o
.i
1
. i
5
. i
7
60,01 57.6 4.02
n
5
= n
đc
. i
o
.i
2
. i
5
. i
7
75,61 74.1 2
n
6
= n
đc
. i

6
. i
7
151,26 146.89 2.89
n
9
= n
đc
. i
o
.i
3
. i
6
. i
7
190,58 185.54 2.64
n
10
= n
đc
. i
o
.i
1
. i
4
. i
8
240,14 235.07 2.11

. i
o
.i
1
. i
5
. i
8
480,36 464.5 3.3
n
14
= n
đc
. i
o
.i
2
. i
5
. i
8
605,25 597.56 1.27
n
15
= n
đc
. i
o
.i
3

1210,74 1184.44 2.17
n
18
= n
đc
. i
o
.i
3
. i
6
. i
8
1525,53 1496.14 1.93
Ta có đồ thị sai số vòng quay.
Sai số n <5% nằm trong giới hạn cho phép
n
1
n
18

8
Đồ án môn học thiết kế máy

Sơ đồ động và đồ thị số vòng quay:

9
N =7 (KW)
n =1440
vòng /phút

i
6
2(9)
i
8
IV
III
3(3)
i
1
i
2
n
o
i
o
3(1)
I
n
đc =1440

v/ph
Đồ án môn học thiết kế máy

2.2 Tính toán thiết kế động học hộp chạy dao.
2.2.1 Tính thông số thứ t và lập chuỗi số lợng chạy dao.
Với : S
đứng min
= S
ngang min

.
S
3
= S
2
.

= S
1
.
2

...............................
S
18
= S
17
. = S
1
.
17
(*)
Từ công thức (*) ta xác định đợc chuỗi lợng chạy dao nh sau :
S
1
= S
min
= 30 mm/p
S
2

S
6
= S
5
. = S
1
.
5
= 95,27
S
7
= S
6
. = S
1
.
6
= 120,04
S
8
= S
7
. = S
1
.
7
= 151,25
S
9
= S

.
11
= 381,24
S
13
= S
12
. = S
1
.
12
= 480,36
S
14
= S
13
. = S
1
.
13
= 605,25
S
15
= S
14
. = S
1
.
14
= 762,62

max
= S
18
= 1525,5 mm/p
2.2.2 Chọn phơng án không gian, lập bảng so sánh phơng án
không gian .
a) Chọn phơng án không gian .
Z=18 = 9 . 2
Z=18 = 6. 3
Z=18 = 3.3. 2
Z=18 = 2.3.3
Z=18 = 3. 2.3
Để chọn đợc PAKG ta đi tính số nhóm truyền tối thiểu:
Số nhóm truyền tối thiểu(i) đợc xác định từ U
min gh
=1/5
i
= n
min
/n
đc
=>
dc
n
n
min
=
i
5
1

trục chính) S = i+1
4 4 4
+Số bánh răng chịu M
xmax
2 3 3
+Chiều dài L 17b +16f 17b +16f 17b +16f
+ Cơ cấu đặc biệt
Tơng tự nh với hộp tốc độ ta thấy rằng trục cuối cùng có thể thực hiện chuyển
động quay với số vòng quay từ n
min
ữ n
max
nên khi tính toán sức bền dựa vào vị trí
số n
min
ta có M
xmax
.
Do đó kích thớc trục lớn suy ra các bánh răng lắp trên trục có kích thớc lớn. Vì
vậy, ta tránh bố trí nhiều chi tiết trên trục cuối cùng, do đó 2 PAKG cuối có số
bánh răng chịu M
xmax
lớn hơn cho nên ta chọn phơng án (1) đó là phơng án 3x3x2.
2.2.3 Chọn phơng án thứ tự ứng với PAKG 3x3x2 .
Theo công thức chung ta có số phơng án thứ tự đợc xác đinhlà K!
Với K là số nhóm truyền, K=i = 3 => ta có 3! = 6 PATT.
Bảng lới kết cấu nhóm nh sau:
3 x 3 x 2 3 x 3 x 2 3 x 3 x 2
I II III II I III III II I
[1] [3] [9] [3] [1] [9] [6] [2] [1]

2x6
= 16
Kết quả Không đạt Không đạt Không đạt

Theo điều kiện
(P-1)Xmax


8 có 2 PATT đạt, đó là 2 PATT 1 và PATT 3 có l-
ợng mở tơng ứng là [1] [3] [9] và [3] [1] [9]
Qua bảng so sánh lới kết cấu nhóm ta chọn 4 phơng án điển hình để
vẽ lới kết cấu đặc trng.
Ta thấy trong hộp chạy dao máy phay phải đảm bảo đồng thời cả 2 xích truyền
động là chạy dao nhanh và chạy dao làm việc .
Nếu ta sử dụng cơ cấu truyền động bình thờng nh các hộp tốc độ khác thì phải
dùng 2 đờng truyền riêng biệt, tức là khi chuyển từ xích chạy dao nhanh sang xích
chạy dao làm việc ( chạy dao ngang, dọc, đứng ) thì ta phải tắt động cơ để thay đổi
cơ cấu truyền động hoặc nếu muốn chạy đồng thời thì cần phải có thêm một động
cơ nữa để chạy 2 xích độc lập.
Để hộp chạy dao nhỏ ngọn khi sử dụng 2 đờng truyền riêng biệt mà không cần tắt
hoặc thêm động cơ thì ngời ta thờng dùng cơ cấu phản hồi và hệ thống các ly hợp.
Do dùng cơ cấu phản hồi cho nên ngời ta không dùng phơng án thứ tự mà lới kết
cấu có hình rẽ quạt chặt chẽ nh đối với hộp tốc độ, vì nếu nh vậy thì tỷ số truyền
giữa các bánh răng sẽ quá bé hoặc quá lớn.
Chính vì vậy mà ta chọn PATT có lợng mở là [3] [1] [9]
Do có cơ cấu phản hồi nên lới kết cấu có sự biến hình dẫn đến phơng án thứ tự của
hộp chạy dao thay đổi với Z=3.3.2 đợc tách làm 2
Với Z
1
= 3. 3 nh thờng

III
IV
3(3)
3(1)2(9)
2.2.4 Vẽ đồ thị vòng quay và chọn tỉ số truyền các nhóm .
Do hộp chạy dao cần có tốc độ thấp để trực tiếp thực hiện các lợng chạy dao dọc,
chạy dao ngang và chạy dao đứng cho nên đồ thị chỉ mới có phản hồi nh lới kết
cấu ở trên vẫn cha thoả mãn mà cần phải giảm tốc nhiều hơn nữa. Muốn nh vậy ta
phải dùng phơng pháp tăng thêm số trục trung gian.
* Chọn động cơ :

xmax=

9 =8
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
PATT 2
2(3)
IV
III
3(1)
3(6)
II
I
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
PATT 1
II
IV
2(9)
III
3(3)

nhanh
= 2300 mm/p cho nên với động cơ chọn nh máy tơng tự
thì ta cũng thừa kế luôn xích chạy dao nhanh của máy tơng tự.
Lới đồ thị vòng quay(lợng chạy dao) của hộp chạy dao.
i
01
02
i
i
1
2
i
i
3
i
4
i
5
6
i
7
i
i
8
i
9
10
i
i
11

S
14
S
15
S
16
S
17
S
18
S
ck1
i
i
ck2
i
ck4
ck5
i
i
ck6
ck7
i
i
ck3
dc
nhanh
S
2.2.6 TÝnh sè r¨ng cña c¸c b¸nh r¨ng theo tõng nhãm .
Nhãm 1: i

40
24
707,0
1420
38,1017
Z
Z
i ====
Nhóm 2 : i
02
=
'
02
02
33
40
18
26,1
11
Z
Z
===

Nhóm 3:
i
1
= 1/
3
= 1/ 2 f
1

gfZ
.
min
1
11
+
=
6.1
3.17
=8,5 từ đó ta có E=9

Z
= E.K = 9.6 = 54.
Z
1
=

+
Z
gf
f
.
11
1
=
3
1
.54=18
Z


2
=
2
1
.54=27
Z

2
=

+
Z
gf
g
.
22
2
=
2
1
.54=27

i
2
=
27
27
Z
3
=

3
=
18
36
Nhóm 4 :
i
4
=1/
4
= 1/ 1.26
4
= 9/ 19 ta có f
4
+g
4
= 28
i
5
=1/
3
= 1/ 1.26
3
= 21/ 35 ta có f
5
+g
5
= 56
i
6
=1/

=E.K=1.56 = 56.
Z
4
=

+
Z
gf
f
.
44
4
=
28
9
.56=18 Z

4
=

+
Z
gf
g
.
44
4
=
28
19

g
.
55
5
=
56
35
.56=35

i
5
=
35
21
Z
6
=

+
Z
gf
f
.
66
6
=
7
3
.56 =24
Z

1
'
44
=+
Với m là môđun của các bánh răng:
Vậy ta có .






=
=+
ZZ
ZZ
7
'
7
'
77
5.2
56












=
=
43
13
'
8
8
Z
Z

Nhóm 6 :
'
9
9
0
9
40
40
1
Z
Z
i ====

,
Nhóm 7 :
'

12
37
33
26.1
11
Z
Z
i ====

,
Nhóm 10 :
'
13
13
5.0
13
16
18
12.1
Z
Z
i ====

,
Nhóm 11 :
'
14
14
0
14

7

( )







==+
===
mAm
ZZ
Z
Z
562
3
1
26.1
1
5
1
'
88
5'
8
8

2.2.7 TÝnh sai sè chuçi lîng ch¹y dao.

14
.t
x

= n
®c
.
'
01
01
Z
Z
.
'
02
02
Z
Z
'
1
1
Z
Z
.
'
4
4
Z
Z
.

12
12
Z
Z
.
'
13
13
Z
Z
.
'
14
14
Z
Z
.6= 28,9
S
2
= n
®c
. i
o1
.i
o2
.i
1
.i
5
.i

Z
Z
'
1
1
Z
Z
.
'
5
5
Z
Z
.
'
7
7
Z
Z
'
8
8
Z
Z
.
'
9
9
Z
Z

.6= 39,2
S
3
= n
®c
. i
o1
.i
o2
.i
1
.i
6
.i
7
.i
8
.i
9
.i
10
.i
11
.i
12
.i
13
.i
14
.t

7
Z
Z
'
8
8
Z
Z
.
'
9
9
Z
Z
.
'
10
10
Z
Z
.
'
11
11
Z
Z
.
'
12
12

8
.i
9
.i
10
.i
11
.i
12
.i
13
.i
14
.t
x

= n
®c
.
'
01
01
Z
Z
.
'
02
02
Z
Z

10
10
Z
Z
.
'
11
11
Z
Z
.
'
12
12
Z
Z
.
'
13
13
Z
Z
.
'
14
14
Z
Z
.6= 57,68
S

= n
®c
.
'
01
01
Z
Z
.
'
02
02
Z
Z
'
2
2
Z
Z
.
'
5
5
Z
Z
.
'
7
7
Z

.
'
13
13
Z
Z
.
'
14
14
Z
Z
.6= 73,07
S
6
= n
®c
. i
01
.i
02
.i
2
.i
6
.i
7
.i
8
.i

2
Z
Z
.
'
6
6
Z
Z
.
'
7
7
Z
Z
'
8
8
Z
Z
.
'
9
9
Z
Z
.
'
10
10

®c
. i
01
.i
02
.i
3
.i
4
.i
7
.i
8
.i
9
.i
10
.i
11
.i
12
.i
13
.i
14
.t
x

= n
®c

8
8
Z
Z
.
'
9
9
Z
Z
.
'
10
10
Z
Z
.
'
11
11
Z
Z
.
'
12
12
Z
Z
.
'

10
.i
11
.i
12
.i
13
.i
14
.t
x

= n
®c
.
'
01
01
Z
Z
.
'
02
02
Z
Z
'
3
3
Z

.
'
11
11
Z
Z
.
'
12
12
Z
Z
.
'
13
13
Z
Z
.
'
14
14
Z
Z
.6= 146,13
S
9
= n
®c
. i

01
01
Z
Z
.
'
02
02
Z
Z
'
3
3
Z
Z
.
'
6
6
Z
Z
.
'
7
7
Z
Z
'
8
8

Z
Z
.
'
14
14
Z
Z
.6= 200,49
S
10
= n
®c
. i
o1
.i
o2
.i
1
.i
4
. i
9
.i
10
.i
11
.i
12
.i

Z
.
'
9
9
Z
Z
.
'
10
10
Z
Z
.
'
11
11
Z
Z
.
'
12
12
Z
Z
.
'
13
13
Z

.i
14
.t
x

= n
®c
.
'
01
01
Z
Z
.
'
02
02
Z
Z
'
1
1
Z
Z
.
'
5
5
Z
Z

.
'
14
14
Z
Z
.6= 302,1
S
12
= n
®c
. i
o1
.i
o2
.i
1
.i
6
. i
9
.i
10
.i
11
.i
12
.i
13
.i

'
9
9
Z
Z
.
'
10
10
Z
Z
.
'
11
11
Z
Z
.
'
12
12
Z
Z
.
'
13
13
Z
Z
.