Trần Văn Phúc 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 nước 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 như 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 được. Với những kiến thức đã được
trang bị, sự hướng dẫn nhiệt tình của các thầy giáo cũng như sự cố gắng
cuả bản thân. Đến naynhiệm vụ đồ án máy công cụ được giao cơ bản em
đã 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 được sự chỉ bảo
của các thầy giáo và cộng sự.
Phần tính toán thiết kế máy mới gồm các nội dung sau:
Chương I : Nghiên cứu máy tương tự -chọn máy chuẩn
Chương II :Thiết kế máy mới
Chương III : Tính toán sức bền chi tiết máy
Chương IV :Thiết kế hệ thống điều khiển
Trần Văn Phúc Đồ án máy
công cụ

CHƯƠNG I
NGHIÊN CỨU TÍNH NĂNG KỸ THUẬT CỦA MỘT
SỐ MÁY CÙNG LOẠI CHỌN MÁY CHUẨN
I. CÁC MÁY TIỆN T620 - 1K62 - T616. CÓ CÁC ĐẶC TÍNH KỸ

)
Ren mođuyn (m)
Ren anh (n)
Ren pitch (D
p
)
200
1400
400
23
12,52000
0,074,16
0,0352,0
10
3530
5400
1192
0,548
242
961
200
1500
400
21
11,51200
0,0821,59
0,0270,527
3430
5400
160

Phương trình xích động biểu thị khả năng biến đổi tốc độ của máy

34
56

47
29

88
22
V
88
22
VI
54
27 1450(vg/ph).
260
145
II III
55
21
IV
45
45

45
45

45

45
45
Nhìn vào phương trình thực tế chỉ có 3 tỷ số truyền 1,
4
1
,
16
1
Như vậy đường truyền tốc độ thầp vòng quay thuận còn 18 tốc độ
2x3x3x1= 18
Vậy đường truyền thuận có 18+6=24 tốc độ
Bao gồm: tốc độ thấp từ n
1
n
18
tốc độ cao từ n
19
n
24
Về mặtđộ lớn ta thấy n
18
=n
19
.vậy trên thực tế chỉ có 23 tốc độ khác nhau
Các tỷ số truyền 1,
4
1
,

Trần Văn Phúc Đồ án máy
công cụ

+ Bộ bánh răng noóctông chủ động chuyển động từ trục IX qua C
2
tới
trục X làm quay khối bánh răng hình tháp xuống trục XI qua C
3
tới trục
XII đến trục XIV tới trục vít me
+ Noóctông bị động chuyển động từ trục X thông qua C
2
mà đi từ cặp
bánh răng
36
28
tới trục XI và 28-25-36 bánh răng hình tháp XII qua bánh
răng 35 (không truyền qua trục XV) xuống dưới 18-28-35-XIII tiếp tục
truyền qua XIV-XV tới vít me
+ Để cắt được nhiều ren khác nhau trong cùng một loai ren trong hộp
chạy dao của máy dùng khối bánh răng hình tháp 7 bậc và 2 khối báng
răng di trượt
- Khi cắt ren trái trục chính giữ nguyên chiều quay cũ cần đổi chiều chạy
dao ngược lại trong xích có cơ cấu đổi chiều nối giữa trục VIII và IX tới
bánh răng đệm 28
i
®c¬
tt
i
csë

• Khi cắt ren anh
- lượng di động tính toán : 1vòng trục chính  25,4/n (mm)
Trong đó n: số vòng quay trên 1 tất anh
bánh răng thay thế
50
42
, con đường 2bánh noóctông chủ động
Phương trình cắt ren anh
1vgtc (VII)
60
60
(VIII)
42
42
IX
50
42
X
38
35
.
35
28
XI
25
28
.
n
z
36

X C
2
36
n
z
.
28
25
XI C
3
XII.i
gb
.XV.12=t
p
• khi cắt ren pitch:
- Lượng di động tính tóan 1vgtc  25,4.π/D
p
(mm)
- Bánh răng thay thế
97
64
, con đường 1 noóctông chủ động
- Chạy dao dọc : Từ trục bánh vít 28 (trục XVII ) qua cặp bánh răng
14/60 (bánh răng 60 lồng không) đóng ly hợp bánh răng thanh răng
t=10 (m=3)xe dao chạy dọc hướng vào mâm cặp (chạy thuận)khi chạy
dao lùi đường truyền từ trục XVIII xuống ly hợp qua bánh răng đệm
38 tới bánh răng 14/60 tới cặp bánh răng thanh răng 14/60làm bánh
xe dao chạy lùi
- Chạy dao ngang : Đường truyền giống như chạy dao dộc truyền theo
nửa bên phải hộp chạy dao tới vít me ngang t=5 (mm)

min
=

1
max
−z
n
ϕ
=
26,1
2000
=12,38 vòng/phút
Lấy theo tiêu chuẩn n
min
=12,5 vòng/phút
b. Tính trị số vòng quay cuả trục đầu tiên của hộp tốc độ
+ Trên trục II : n
II
= n
đcơ
x i
đt
= 1450 x
260
145
=803 (vg/ph)
+ Trên trục VII : Căn cứ vào n
min
tra bảng vòng quay tiêu chuẩn ta có
23 tốc độ:

Lượng mở giữa hai tia
[ ]
x
: ϕ
x
= i
1
/i
2
=ϕ
2
/ϕ =ϕ = ϕ
x
⇒
[ ]
x
= 1
Nhóm truyền thứ 2 (từ trục II tới trục III) có 3 tỷ số truyền
i
3
=
41
29
i
4
=
55
21
i
5

88
22
i
7
=
45
45

X
6
= -6 ⇒ Tia i
6
lệch sang trái 6 khoảng logϕ
X
7
=1 ⇒ Tia i
7
thẳng đứng
Nhóm truyền thứ 4 (từ trục IV tới trục V) có 2 tỷ số truyền
i
8
=
88
22
i
9
=
45
45


X
11
= 2 ⇒ Tia i
11
lệch sang phải 2 khoảng logϕ
c.Vẽ đồ thị vòng quay
12,5 16 20 25 31,5 40 50 63 80 100 125160 200 250 310 400 500 630 800 1000 1250
1600 2000
Kết luận :
Công thức động học cuả máy T620
Trần Văn Phúc Đồ án máy
công cụ

PAKG chạy vòng 2x3x2x2x1= z
1
PAKG chạy tắt2x3x1= z
2
Số tốc độ đủ : z= z
1
+ z
2
= 24+6 =30
Phương án thứ tự của z
1
2
[ ]
1
. 3
[ ]
2

. 2
[ ]
6
Số tốc độ trùng z
x
= 12- 6 =6 được bù lại bằng đường truyền thứ hai có
phương án không gian PAKG: 2x3
PATT : 2
[ ]
1
. 3
[ ]
2
1
[ ]
0
Trần Văn Phúc Đồ án máy
công cụ

Trần Văn Phúc Đồ án máy
công cụ

Chương II
THIẾT KẾ MÁY MỚI
PHẦN A – THIẾT KẾ TRUYỀN DẪN HỘP TỐC ĐỘ
I-THIẾT LẬP CHUỖI SỐ VÒNG QUAY
z=23, n
max
= 2000 vòng/phút, ϕ=1,26
1- Chuỗi số vòng quay tuân theo quy luật cấp số nhân

= n
1
. ϕ
n
3
= n
2
. ϕ = n
1
. ϕ
2

n
23
= n
22
. ϕ = n
1
. ϕ
22
Công thức tính tộc độ cắt
V=
1000
dn
π
m/ph
Trong đó d- Đường kính chi tiết gia công (mm)
n- Số vòng quay trục chính (vg/ph)
2- Tính số hạng của chuỗi số
Phạm vi điều chỉnh R

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

1
.ϕ
5
n
1
.ϕ
6
n
1
.ϕ
7
n
1
.ϕ
8
n
1
.ϕ
9
n
1
.ϕ
10
n
1
.ϕ
11
n
1
.ϕ

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
12.5
16
20
25
31,5
40
50
63
80
100

1602,11
2018,65
1600
2000
II. SỐ NHÓM TRUYỀN TỐI THIỂU
n
min
/n
max
= 1/4
i
i-Số nhóm truyền tối thiểu
i=lg(n
đcơ
/n
min
)/lg4=3,4
Vì số nhóm truyền là nguyên nên lấy i = 4
Các phương án không gian 24x1
12x2
3x4x2
6x2x2
2x3x2x2
Dựa vào số nhóm truyền tối thiểu i=4 ta loại trừ các phương án không
gian và lấy phương án không gian là 2x3x2x2
Cách bố chí các bộ phận tổ hợp thành xích tỗc độ bố trí theo phương án
hộp tốc độ và hộp trục chính vì máy có độ phức tạp lớn (z=23) công suất
lớn N=10 kw
III. PHƯƠNG ÁN KHÔNG GIAN
1. Dựa vào công thức z= p

phương án không gian 2x2x2x3 có
S
z
=2(2+2+2+3) = 18
3- Tính tổng số trục của phương án không gian theo công thức
S
tr
= i +1 i- Số nhóm truyền động
S
tr
= 4+1 = 5 trục (pakg 2x2x2x3)
4- Tính chiều dài sơ bộ của hộp tốc độ theo công thức
L = Σb + Σf
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
2 3 2 2
6- Các cơ cấu đặc biệt dùng trong hộp : ly hợp ma sát ,phanh
7- Lập bảng so sánh phương án bố trí không gian
Phương án
Yếu tố so sánh
3x2x2x2 2x2x3x2 2x3x2x2 2x2x2x3
1.Tổng số bánh răng S
z
2. Tổng số trục S
tr
3. Chiều dài L
4. Số bánh răng M
max

Trần Văn Phúc Đồ án máy
công cụ

-Số bánh răng phân bố trên các trục đều hơn PAKG 3x2x2x2 và
2x2x3x2
-Số bánh răng chịu mô men xoắn lớn nhất M
max
trên trục chính là ít nhất.
Do đó để đảm bảo tỷ số truyền giảm từ từ đồng đều ,ưu tiên việc bố trí
kết cấu ta chọn PAKG 2x3x2x2
IV- phương án thứ tự (PATT)
- Số phương án thứ tự q = m! m - Số nhóm truyền
Với m = 4 ta có q = 4!= 24
Để chọn PATT hợp lý nhất ta lập bảng đẻ so sánh tìm phương án tối ưu
* Bảng so sánh các phương án thứ tự

TT Nhóm 1 TT Nhóm 2 TT Nhóm 3 TT Nhóm 4
1
2x3x2x2
I II III IV
[1] [2] [6] [12]
7
2x3x2x2
II I III IV
[3] [1] [6] [12]
13
2x3x2x2
III I II IV
[6] [1] [3] [12]
19

[4] [8] [1] [2]
21
2x3x2x2
IV III I II
[12] [4] [1] [2]
4
2x3x2x2
I II IV III
[1] [2] [12] [6]
10
2x3x2x2
II I IV III
[3] [1] [12] [6]
16
2x3x2x2
III I IV II
[6] [1] [12] [3]
22
2x3x2x2
IV I III II
[12] [1] [6] [3]
5
2x3x2x2
I III IV II
[1] [4] [12] [2]
11
2x3x2x2
II IV III I
[2] [8] [4] [1]
17

xmax
16 40,32 16 40,32 16 40,32 16 40,32
Nhận xét :qua bảng trên ta thấy các phương án đều có ϕ
xmax
>8 như vậy
không thoả mãn điều kiện ϕ
xmax
= ϕ
i(p-1)

≤
8
Do đó để chọn được phương án đạt yêu cầu ta phải tăng thêm trục trung
gian hoặc tách ra làm hai đường truyền .
Như vậy PATT I II III IV có ϕ
xmax
= 1,26
12
là nhỏ hơn cả theo máy chuẩn
đã chọn thì phương án này là tốt hơn , có lượng mở đều đặn và tăng từ
từ , kết cấu chặt chẽ, hộp tương đối gọn, lưới 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 ϕ
xmax

≤
8 ta phải thu hẹp lượng mở tối đa từ ϕ

2[1]
2[1]
II
3[2]
3[2]

III
2[6]
2[0]
IV
2[6]
Trần Văn Phúc Đồ án máy
công cụ

V
n
1
n
2
n
3
n
4
n
5
n
6
n
7
n

23
n
24
VI . VẼ ĐỒ THỊ VÒNG QUAY
Trị số vòng quay giới hạn n
o
trên trục I được biến thiên trong khoảng
n
o min
≤
n
o
≤
n
o max
Tính theo các tỷ số truyền lớn nhất và tỷ số truyền nhỏ nhất kể từ trục
chính đến trục đâù tiên
n
0min
= n
max
/
Π
i
1
U
maxi
; n
0max
= n

. . . U
mini
Có thể lấy

Π
i
1
U
maxi
= U
max1
. U
max2
. . . U
maxi
= 2

Π
i
1
U
mini
= U
min1
. U
min2
. . . U
mini
= 1/4
Vậy n

tới n
min
của trục chính bao giờ cũng giảm nhiều hơn tăng
Trần Văn Phúc Đồ án máy
công cụ

Giả sử ta chọn n
o
= n
19
= 800 vg/ph
Khi đó i
đtr
= n
o
/ n
đcơ
.η
đ
= 800/1440.0,985 = 0,564
Theo máy chuẩn ta có i
đtr
= 145/260 = 0,56
Ta vẽ được đồ thị vòng quay của máy như sau
n
II
= 800
1
i
i

VII. 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 : n
o
= n
đcơ
. i
o
. η
đ
= 800
⇒ i
o
=
95,0.1440
800
= 0,584
2- Tính số răng của nhóm truyền thứ nhất
Theo công thức Z
x
=
gf
xx
f
x
+
.EK Z
x
'

2
=
7
11
có f
1
=11 g
1
=7 và f
1
+ g
1
= 11+7 =18
Vậy bội số trung nhỏ nhất K = 18
E
min
nằm ở tia i
2
vì i
2
tăng nhiều hơn i
1
. Khi đó bánh răng Z
min
nằm ở tia
thứ 2 là bánh răng bị động
Ta có : E
min
=
K

.EK =
90.
45
5
+
= 50 răng
Z
1
'
= ∑Z - Z
1
= 90 - 50 = 40 răng
Z
2
=
gf
xx
f
x
+
.EK =
90.
711
11
+
= 55 răng
Z
2
'
= ∑Z

4
1
=
26,1
4
1
=
54
22
có f
3
=22 g
3
=54 và f
3
+ g
3
= 22 + 54 = 76
I
4
=
ϕ
2
1
=
26,1
2
1
=
46

. Khi đó bánh răng Z
min
nằm ở tia
thứ 2 là bánh răng chủ động
Ta có : E
min
=
Kf
gfZ
.
)(
3
33min
+
=
76.22
)5422.(17 +
< 1
Lấy E
min
=1 ta có ∑Z= EK =1.76 = 76 răng
Trần Văn Phúc Đồ án máy
công cụ

Z
3
=
gf
xx
f

'
= ∑Z - Z
4
= 76 - 30 = 46 răng
Z
5
=
gf
xx
f
x
+
.EK =
76.
11
1
+
= 38 răng
Z
5
'
= ∑Z - Z
5
= 76 - 38 = 38 răng
Kiểm tra tỷ số truyền : i
3
= Z
3
/ Z
3

và m
7
.Điều kiện làm việc là:
2A = m
6
(Z
i
+Z
i
'
) = ∑Z
6
.m
6
2A = m
7
(Z
j
+Z
j
'
) = ∑Z
7
.m
7
Trong đó A- Khoảng cách trục
∑Z
6
, ∑Z
7