Thuyết minh đồ án tốt nghiệp.    Bộ môn Máy & Tự
động hoá

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KĨ THUẬT CÔNG NGHIỆP
Bộ môn: máy & tự động hoá


Thuyết minh
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài: THIẾT KẾ MÁY PHAY NGANG VẠN NĂNG
BÀN MÁY SỐ 0
Sinh viên thiết kế : Nguyễn Cao Cường
Giáo viên hướng dẫn : PTS.TRẦN VỆ QUỐC
Khoá học :1996 – 2001
Thái Nguyên 2001
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA
Trường : ĐHKTCNTN Độc lập - Tự do - hạnh phúc
Khoa : Cơ khí
SVTK: Nguyễn Cao Cường Lớp - K32Mc.
Trang 1
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp.    Bộ môn Máy & Tự
động hoá
Bộ môn máy & Tự động hoá.
THUYẾT MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài: THIẾT KẾ MÁY PHAY VẠN NĂNG NẰM NGANG BÀN
MÁY SỐ 0.

Sinh viên thiết kế : Hoàng Thái

Trong thời gian làm đồ án em đã nhận được sự giúp đỡ rất nhiều của
các thầy giáo trong bộ môn Máy cắt kim loại cùng các bạn đặc biệt là thầy
giáo trực tiếp hướng dẫn PTS.Trần Vệ Quốc. Đồ án của em mặc dù đã hoàn
thành nhưng đây là lần đầu tiên bắt tay vào một đề tài lớn, kiến thức còn hạn
hẹp tài liệu tham khảo còn hạn chế chắc chắn đề tài của em còn rất nhiều
thiếu sót. Em rất mong các thầy chỉ bảo và phê bình để em có kinh nghiệm
hơn trong công việc thiết kế máy sau khi ra trường.
Em xin chân thành cảm ơn.
Thái Nguyên, ngày 18/03/2001.
Sinh viên thực hiện
Hoàng Thái
SVTK: Nguyễn Cao Cường Lớp - K32Mc.
Trang 3
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp.    Bộ môn Máy & Tự
động hoá
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] - Thiết máy cắt kim loại - Mai trọng Nhân .
Trường đại học kĩ thuật công nghiệp - Thái Nguyên.
[2] - Tính toán thiết kế máy cắt kim loại - Phạm Đắp.
Trường đại học Bách khoa Hà Nội 1977
[3] - Giáo trình máy cắt kim loại - Tập I - Hoàng Duy Khản
Trường đạI học kĩ thuật Công nghiệp Thái Nguyên
[4] - Giáo trình máy cắt kim loại - Tập IV - Dương Công Định
Trường đạI học kĩ thuật Công nghiệp 1977
[5] -Thiết kế chi tiết máy - Nguyễn Trọng Hiệp
Trường đại học Bách khoa Hà Nội
[6] - Kỹ thuật Phay
[7] - Hướng dẫn vận hành máy 6T80Γ,6T80, 6T10 .
SVTK: Nguyễn Cao Cường Lớp - K32Mc.
Trang 4

Với việc máy phay có trục dao nằm ngang các phưưng pháp tạo đường
sinh là phươnng pháp quỹ tích , phương pháp tiếp xúc … v v.
Ở đây ta phân tích hai phương pháp cơ bản của máy phay có trục nằm
ngang:
+ Phương pháp quỹ tích:

Ở phương pháp này đường sih công nghệ (1) được tạo thành là quỹ tích
chuyển động của mũi dao (2). Mũi dao (2) có hình dạng độc lập với dạng
đường sinh công nghệ, do vậy ở phương pháp này việc chế tạo dao đơn giản.
Ví dụ: Để gia công mặt A (hình vẽ) bằng dao phay mặt đầu quá trình
được thực hiện như sau:
Dao quay với vận tốc n (vòng/phút) để t hực hiện các chuyển động cắt
gọt, các mũi dao theo chuyển động tròn đã vạch ra quỹ đạo tròn để cắt hết
chiều dài chi tiết gia công ta phảI có chuyển động tương đối giữa phôi và dao.
Như vậy quỹ đạo của dao trượt trên phương tịnh tiến của phôi hay chi tiết gia
công.
+ Chuyển động quay của dao là chuyển động tạo đường sinh.
+ Chuyển động tịnh tiến của phôi là chuyển động tạo đường chuẩn
Ở phương pháp này để gia công mặt phẳng bằng dao phay mặt đầu đặt
năng suất cao.
SVTK: Nguyễn Cao Cường Lớp - K32Mc.
Trang 7
S
2
A
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp.    Bộ môn Máy & Tự
động hoá
+ Phương pháp chép hình.
Cơ sở của phương pháp này là lưỡi cắt của dụng cụ giống hình dáng tạo
biên dạng của lưỡi dao cắt phù hợp với biên dạng cần gia công chi tiết là

1
, T
2
,
T
3
) chuyển động này cho phép đưa lưỡi cắt của dụng cụ cắt đến phần mới của
phôI để cắt hết lượng dư trên bề mặt gia công.
Tóm lại để hình thành bề mặt chi tiết gia công cần thực hiện hai chuyển
động:
+ Chuyển động chính : chuển động quay tròn của trục dao Q
1
+ Chuyển động chạy dao : là chuyển dộng tịnh tiến của bàn máy T (T
1
,
T
2
, T
3
).
III . Thành lập cấu trúc động học máy:
Trong quá trình gia công các chuyển động chính và chuyển động chạy
dao chỉ có ảnh hưởng tới bề mặt gia công của chi tiết vì vậy không cần thành
lập một chuyển động chấp hành hoàn toàn xác định nên ta không liên kết về
chuyển động giữa các khâu chấp hànhvới nhau và với nguồn chuyển động.
Vì vậy ta tiến hành thiết lập hai chuyển động chấp hành riêng biệt với
hai nguồn chuyển động riêng biệt. Giữa chuyển động chấp hành và nguồn
chuyển động nối với nhau bằng cơ khí .
+ Chuyển động chính.
Phương trình liên kết :

v
hệ số xích động :C
v
= i
12
. i
34

Vận tốc phay : υ =
Cvcnd
cnt
./
/
.
Chuyển động chạy dao:
+ Chuyển động tịnh tiến theo phương chạy dao dọc T
1
.
M
1
– 5 6 – i
s
7 8 – 9 10 – t
x1
→ S
1
(mm)
+ Chuyển động tịnh tiến theo phương chạy dao ngang T
1
.

/1
=
I
s
- là tỉ số truyền của hộp chạy dao.
SVTK: Nguyễn Cao Cường Lớp - K32Mc.
Trang 10
M
2
S
đ
S
ng
S
d
4
6
i
s
7 8 9 10
T
3
t
23
t
x2
T
2
t
x1

b
x L
b
= 200 x 800 (mm)
B
b
– Chiều rộng bàn máy .
L
b
– Chiều dàI bàn máy.
+ Đường kính dao :
D
max
= (0,2÷ 0,3) B
b
= 0,3 . 200 (mm)
D
min
= (0,1÷ 0,2) B
b
= 0,1 . 200 (mm)
+ Chiều rộng phay :
B
max
= (0,75 ÷ 1) D
max
= 60 (mm)
B
min
= (0,75 ÷ 1) D

min
= 10 (m/ph)
b) Số vòng quay giới hạn:
Với máy phay nằm ngang chuyển động quay là chuyển động chính . Ta
có:
n
max
=
5,2388
60.14,3
150.1000
.
.1000
min
max
==
D
V
π
(v/ph)
n
min
=
07,53
60.14,3
10.1000
.
.1000
min
min

min
max
==
−
Zn
n
n
Chọn theo tiêu chuẩn ϕ
n
= 1,41
2. Xích chạy dao:
Với máy đang thiết kế là máy cóp truyền dẫn chạy dao độc lâp bằng
một nguồn truyền động riêng biệt .
Theo các đặc tính kỹ thuật của máy 6T80Γ :
S
d
= S
ng
= 20 ÷ 1000 (mm/phút)
S
đ
= 1/2S
d
= 10 ÷ 500 (mm/phút)
SVTK: Nguyễn Cao Cường Lớp - K32Mc.
Trang 13
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp.    Bộ môn Máy & Tự
động hoá
Phạm vi điều chỉnh :
R

hết tải trọng . Vì vậy, để hợp lý hơn ta sử dụng chế độ cắt gọt tính toán để tính
toán.
Số vòng quay tính toán n* .
n* Là tần số cuối cùng của 1/3 phạm vi đIều chỉnh R
n
.
Chọn n* = 1600 (vòng/phút)
+ Đường kính dao cắt thử : D* = D
max
= 60 (mm)
+ Chiều rộng phay thử : B* = B
max
= 60 (mm)
+ Chiều sâu phay thử : t* = 0,1.D
max
= 6 (mm)
+ Lượng chạy dao khi phay thử :
Tra theo t* : S* = 0,04 (mm/răng)
Sổ răng dao khi cắt thử :
Tra theo D* = 8 (răng)
Tốc độ cắt tính toán :
V
*
=
14,30
1000
160.60.14,3
1000
*.*.
==

0,86

P
z
* = 4192,29 (N)
c) Công suất cắt:
N
z
* =
4
10.6
*.* VPz
(Kw)
N
z
* =
10,2
10.6
14,30.29,492
4
=
(Kw)
d) chọn sơ bộ động cơ :
Vì ta dùng riêng động cơ cho từng xích truyền dẫn nên ta xác định công
suất động cơ cho từng xích một.
Động cơ xích tốc độ : N
cv
=
η
*

Trang 15
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp.    Bộ môn Máy & Tự
động hoá
PHẦN III
TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC
SVTK: Nguyễn Cao Cường Lớp - K32Mc.
Trang 16
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp.    Bộ môn Máy & Tự
động hoá
A . HỘP TỐC ĐỘ .
I . Chọn phương án bố trí truyền dẫn:
1 . Chọn kiểu truyền dẫn:
Khi chọn kiểu truyền dẫn căn cứ vào phạm vi đIều chỉnh , công suất
truyền , trị só trượt , thuận tiện đIều khiưển thay đổi tốc độ nhanh , tính cong
nghệ tốt.
Với máy đang thiết kế có chuyển động chính là chuyển động quay ,
động cơ của hộp tốc độ có công suất nhỏ (3Kw) . Vì vậy ta dùng đIều chỉnh
cơ khí gồm một động cơ xoay chiều và một hộp tốc độ bánh răng . Đọng cơ
được nối với hộp tốc độ bằng cơ cấu đai .
2 . Bố trí cơ cấu truyền động:
Ta chọn phương án bố trí truyền dẫn như sau .
Hộp tốc độ và hộp trục chính chung một vỏ hộp .
Ưu điểm : của bố trí này là gọn gàng cho toàn bộ cả truyền dẫn , giá
thành hạ dễ tập trung và bố trí cơ cấu đIều khiển .
Nhựoc điểm : Có thể truyền rung động tư hộp tốc độ sang hộp trục
chính , có thể truyền nhiệt từ hộ tốc độ sang hộp trục chính . Khó bố trí truyền
động đai cho trục chính.
3 . Bố trí kích thước hộp:
Với quan hệ hướng kính và hướng trục như máy đang thiết kế ta chọn
phương án bố trí theo quan hệ bình thường Quan hệ nay được dùng phổ biến

6
=
(m)
Vậy D
max
= 45,8 (m)
Vì đường kính này bé hơn đường kính phôI lớn nhất (D
max
= 60 mm)
nên ta có thể dùng hai bánh răng dẫn cho trục chính trên hai dãy tốc độ cao,
thấp khác nhau.
II . Chọn phương án kết cấu:
1 . Chọn dạng kết cấu:
Với phạm vi đIều chỉnh yêu cầu là :
R
n
=
min
max
n
n
⇒ R
n

6,44
56
2500
==
Phạm vi đIều chỉnh tới hạn : R
n

n
*
Do vậy ta có kết cấu máy là dạng đơn giản
2 . Phương án kết cấu :
Phương án kết cấu được biểu diễn qua công thức :
SVTK: Nguyễn Cao Cường Lớp - K32Mc.
Trang 18
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp.    Bộ môn Máy & Tự
động hoá
Z =
Pk
m
k
.
1
=
Π
= P
1
. P
2
…P
m
Trong đó :
k Là trật tự kết cấu của nhóm dọc theo xích truyền dẫn .
P
m
Là số bộ truyền trong nhóm thứ m .
m Là số bộ truyền .
Với 12 cấp tốc độ ta có các phương án truyền dẫn sau :

số bánh răng lắp trên trục chính lớn nên không đảm bảo độ cứng vững cho
trục chính của máy khi hoạt động .
Đối với máy ta đang thiết kế là loạI máy nhỏ có tốc độ vòng quay trục
chính khá cao nên xích tốc ddộ ngắn , dẫn đến ta cần giảm số nhóm truyền ,
với đIều kiện như vậy ta có thể chọn phương án [5] là phương án hợp lý nhất :
Z
5
= 12 = 6 x 2
Lập phương án này số nhóm truỳên bé , giảm được số lõ trên vỏ hộp và
ổ trên trục , có kích thước nhỏ gọn phù hợp với máy đang thiết kế . Mặt khác
ở phương pháp này có xích tốc độ ngắn , thứ tự động học hợp lý nên ở các tốc
độ quay lớn tổn thát hành trình chạy không và độ mòn của chi tiết giảm .
III . Chọn phương án động học:
Phương án động học là phương án thay về thứ tự thay đổi các bộ truyền
trong các nhóm để nhận được tốc độ đã cho . Với phương án kết cấu đã chọn
ta có:
K
đ
= m !phương án động học .
Với m = 2 Ta có K
đ
= 2 ! = 2phương án .
SVTK: Nguyễn Cao Cường Lớp - K32Mc.
Trang 19
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp.    Bộ môn Máy & Tự
động hoá
[1] : Z = 6
1
I
x 2

i
max
.i
min
=1 để bánh răng trong nhóm không chệch nhau quá lớn về kích thước và kích
thước nhóm truyền sẽ giảm .
Để hạn chế kích thước hướng kính theo kinh nghiệm các tỷ số truyền
cũng được giới hạn :
I
min
≥ 1/4 và i
max
≤ 2
Phạm vi đIều chỉnh :
[R
i
] =
8
4/1
2
min
max
==
i
i
Ta xét các nhóm có phạm vi đIều chỉnh không được vượt quá phạm vi
đIều chỉnh cho phép :
R
m
≤ [R

I

Sơ đồ lưới
Cấu trúc

X
max
= x(P – 1) 5 6 10 1
Nhận xét :
Phương án [1] đạt yêu cầu : Z = 6
1
I
x 2
6
II
có : X
max
= 6
SVTK: Nguyễn Cao Cường Lớp - K32Mc.
Trang 20
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp.    Bộ môn Máy & Tự
động hoá
Phương án [2] khong đạt yêu cầu vì 1,44
10
= 31 > [R
I
] = 8
Để thoả mãn cả hai yêu cầu yêu cầu ta xét thấy phương án thứ nhất là
thoả mãn :
Vậy ta có phương án động học : Z = 6

lựa chọn và đánh giá phương án truyền dẫn , nhưvây để danghgia và xác định
các thông số của truyền dẫn ta phảI thành lập đồ thị vòng quay .
Để thành lập đồ thị vòng quay của hộp tốc độ ta tham khảo máy chuẩn
6T80Γđể xác định lượng mở của 2 tia biên trong các nhóm truyền .
+ Lượng mở 2 tia biên của nhóm thứ II:
X
max
= x (P – 1) = 6(2 – 1)
Tỷ số truyền nhỏ nhất của nhóm truyền thứ II là i = 0,25 .
Vì trên đồ thị vòng quay các tỷ số truyền được biểu diễn dưới dạng :
i = ϕ
E
E là hệ số khoảng Lgϕ mà tia truyền dẫn cắt qua
Với : E = 0 thì i = 1 và tia truyền dẫn nằm ngang.
SVTK: Nguyễn Cao Cường Lớp - K32Mc.
Trang 21
n
8
n
6
n
5
n
1
n
4
n
2
n
3

hạn i
max
≤ 2 và I
min
≥ 1/4 ứng với cá tia không cắt quá 6 khoảng lgϕ với ϕ =
1,41.
+) Điểm n
0
trên trục I chọn sao cho xấp xỉ tần số quy của trục động cơ
và trùng với số vòng quay gần nhất trên trục chính .
Từ đồ thị vòng quay ở trang bên ta có các tỷ số truyền như sau :
i
đ
=
75,0
98,0.1430
8009
2
1
===
ndc
n
φ
φ
i
1
I
= ϕ
-4
≈ 1,41

i
6
I
= ϕ ≈ 1,41≈ 7/5
i
1
II
= ϕ
- 4
≈ 1,41
- 4
≈ 1/4
i
2
II
= ϕ
2
≈ 1,41
2
≈ 2
SVTK: Nguyễn Cao Cường Lớp - K32Mc.
Trang 22
n
0
I II III IV
n
3
n
5
n

II
i
1
I
i
2
I
i
3
I
i
4
I
n
0
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp.    Bộ môn Máy & Tự
động hoá
P
1
= 6 ; x
1
= 1 P
2
= 2 ; x
2
= 6
V . Tính toán động học bánh răng :
1. Tính số răng của nhóm truỳên thứ nhất (mođun m = 2) :
Ta có :
i

= ϕ
- 2
≈ 1,41
- 2
≈ 1/2
i
4
I
= a
4
/b
4
= ϕ
- 1
≈ 1,41
- 1
≈ 5/7
i
5
I
= a
5
/b
5
= ϕ
0
≈ 1,41
0
≈ 1
i

4
= 5 + 7 =12 = 3 . 2
2
a
5
+ b
5
= 1 + 1 = 2 a
6
+ b
6
= 12 = 3 . 2
2
Vậy : BSCNN của các (a
j
+ b
j
) là :
K = 5 .3
2
. 2
2
= 360
SVTK: Nguyễn Cao Cường Lớp - K32Mc.
Trang 23
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp.    Bộ môn Máy & Tự
động hoá
Tính E
min
: E

=
+
Ta chọn E = 1
Để cơ cấu nhỏ gọn ta giới hạn ΣZ ≤ 120 (răng) . Vây tổng số răng Z =
360 (răng) quá lớn so với số răng cho phép trong hộp tốc độ .
Ta phải tiến hành giảm tổng số răng :
K lớn là do thừa số (a
1
+ b
1
) = 1 + 4 = 5 . Ta phải tiến hành biến đổi lại
thừa số này :
i
1
I
1/3,95 ≈ 21/81 (sai số
∆
i = 1,86%)
Các tỷ số truyền khác vẫn như cũ . Xác định lại chỉ số K : K = 120
Tính lại E
min
: E
min
=
118.
102.1
5
min.
.
<=

1
=
chọn Z
1
= 21 (răng)
Z
1
’
=
6,81102.
5
4
=
chọn Z
1
’
= 81 (răng)
Kiểm tra :
Z
1
/Z
1
’
= 21/81 sai số :
∆
i
= 1,86%
Z
2
=

∆
i
= 0,9
Z
3
=
34102.
3
1
=
Z
3
’
=
68102.
3
2
=
chọn Z
3
’
= 68 (răng)
Kiểm tra :
Z
3
/Z
3
’
= 34/68 sai số
∆

= 42/60 sai số
∆
i
= 1,3 %
Z
5
= Z
5
’ =
51
2
102
=
(răng)
Z
6
=
5,59102.
12
7
=
(răng) chọn Z
6
=60 (răng)
Z
6
’
=
5,42102.
12

75
27
;
81
21
.
2 . Tính số răng của nhóm truyền thứ 2(cùng mođun m=2) .
Theo đồ thị vòng quay ta có :
i
1
II
=
4
11
4
≈
−
ϕ
i
2
II
= ϕ
2
≈ 2
Ta có :
a
1
+ b
1
= 5 a

=
min.
15.1
5
min.
.
ZZ
Kaj
bjaj
=
+
SVTK: Nguyễn Cao Cường Lớp - K32Mc.
Trang 25