§å ¸n m«n häc thiÕt kÕ m¸y
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
1
§å ¸n m«n häc thiÕt kÕ m¸y
Chương I : Nghiên cứu tính năng kỹ thuật của máy chuẩn
Các máy tiện T620 - 1k62 - T616. Có các đặc tính kỹ thuật:
Đặc tính kỹ thuật Loại máy
T620 1A62 T616
Chiều cao tâm máy (mm)
Khoảng cách 2mũi tâm (mm)
Đường kính vật gia công D

23
12,542000
0,0744,16
0,03542,0
10
3530
5400
14192
0,5448
2442
9641
200
1500
400
21
11,541200
0,08241,59
0,02740,527
3430
5400
160
700
320
12
4441980
0,0641,07
0,0440,78
4,5
3000
8100

88
22
VI
54
27

45
45

45
45

1450(vg/ph).
260
145
II III
55
21
IV
tc

39
51

38
38

43
65
Từ phương trình trên ta thấy:

Bao gồm: tốc độ thấp từ n
1
4n
18
tốc độ cao từ n
19
4n
24
Về mặtđộ lớn ta thấy n
18
=n
19
.vậy trên thực tees chỉ có 23 tốc độ khác
nhau
Các tỷ số truyền 1,
4
1
,
16
1
tạo nên i
kđại
dùng cắt ren khuếch đại
b.Xích chạy dao cắt ren
máy tiện ren vít vạn năng T620 có khả năng cắt 4 loại ren :
Ren quốc tế (t
p
)
Ren mođuyn (m)
Ren anh (n)

2
ti
trc X lm quay khi bỏnh rng hỡnh thỏp xung trc XI qua C
3
ti trc
XII n trc XIV ti trc vớt me
+ Noúctụng b ng chuyn ng t trc X thụng qua C
2
m i t cp
bỏnh rng
36
28
ti trc XI v 28-25-36 bỏnh rng hỡnh thỏp XII qua bỏnh
rng 35 (khụng truyn qua trc XV) xung di 18-28-35-XIII tip tc
truyn qua XIV-XV ti vớt me
+ ct c nhiu ren khỏc nhau trong cựng mt loai ren trong hp
chy dao ca mỏy dựng khi bỏnh rng hỡnh thỏp 7 bc v 2 khi bỏng
rng di trt
- khi ct ren trỏi trc chớnh gi nguyờn chiu quay c cn i chiu chy
dao ngc li trong xớch cú c cu i chiu ni gia trc VIII v IX
ti bỏnh rng m 28
Lc cu trỳc ng hc hp chy dao
T cu trỳc ng hc xớch chy dao trờn ta cú phng trỡnh tng quỏt ct
ren nh sau:
1vũng trc chớnh x i
c nh
x i
thay th
x i
c s

IX
50
42
X
38
35
.
35
28
XI
25
28
.
n
z
36
XII
28
35
35
28

XIII.i
gb
.XV.t
v
=t
p
 khi cắt ren môđuyn: (Dùng cho truyền động)
- Lượng di động tính tóan 1vgtc ∏ mπ (mm)

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)
- Chạy dao nhanh : Máy có động cơ điện chạy dao nhanh N=1 kw, n
=1410 vg/ph trực tiếp làm quay nhanh trục trơn XVI
c. Một số cơ cấu đặc biệt :
+ Cơ cấu ly hợp siêu việt : Trong xích chạy dao nhanh và động cơ
chính đều truyền tới cơ cấu chấp hành là trục trơn bằng hai đường
truyèen khác nhau. Nên nếu không có ly hợp siêu việt truyền động sẽ
làm xoắn và gẫy trục. Cơ cấu ly hợp siêu việtđược dùng trong nhữnh
trường hợp khi máy chạy dao nhanh và khi đảo chiều quay cảu trục
chính
5
§å ¸n m«n häc thiÕt kÕ m¸y
+ Cơ cấu đai ốc mở đôi : vít me truyền động cho 2 má đai ốc mở đôi
tới hộp xe dao . Khi quay tay quay làm đĩa quay chốt gắn cứng với 2
má sẽ trượt theo rãnh ăn khớp với vít me
+ Cơ cấu an toàn trong hộp chạy dao nhằm đảm bảo khi làm việc quá
tải , được đặt trong xích chạy dao (tiện trơn)nó tự ngắt truyền động kh

trên đồ thị vòng quay :
n
o
= n
II
= 803 ≈ 800 =n
19
+ Xác định độ xiên của các nhóm truyền theo công thức i= ϕ
x
với ϕ=
1,26
Nhóm truyền thứ nhất có hai tỷ số truyền :
i
1
=
34
56
=1,26
x
⇒ x=1,26 ≈ 1
⇒Tia i
1
lệch sang phải 2 khoảng logϕ:
Lượng mở giữa hai tia
[ ]
x
: ϕ
x
= i
1

3
lệch sang trái 2 khoảng logϕ
X
4
= -4,16 ≈ -4 ⇒ Tia i
4
lệch sang trái 4 khoảng logϕ
X
5
=1 ⇒ Tia i
5
thẳng đứng
Lượng mở
[ ]
x
=
[ ]
2
ứng với nhóm truyền khuếch đại:
Nhóm truyền thứ 3 (từ trục III tới trục IV) có 2 tỷ số truyền
6
§å ¸n m«n häc thiÕt kÕ m¸y
i
6
=
88
22
i
7
=

X
9
=1 ⇒ Tia i
9
thẳng đứng
Nhóm truyền gián tiếp (từ trục V tới trục VI) có1 tỷ số truyền
i
10
=
54
27
X
10
= -4 ⇒ Tia i
10
lệch sang trái4 khoảng logϕ
Nhóm truyền trực tiếp (từ trục III tới trục VI) có1 tỷ số truyền
i
11
=
43
65
X
11
= 2 ⇒ Tia i
11
lệch sang phải 2 khoảng logϕ
c.Vẽ đồ thị vòng quay

7

12
=1,26
12
=16>8 không thoả mãn điều
kiện 8 ≥ ϕ
max
Nên phải tạo ra hiện tượng trùng tốc độ như sau :
Z
1 thu hẹp
=

2
[ ]
1
. 3
[ ]
2
2
[ ]
6
. 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

= 11,8 vg/ph
n
2
= 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)

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

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

1
.ϕ
20
n
1
.ϕ
21
n
1
.ϕ
22
11,8.
14,868
18,734
23,604
29,742
37,474
47,218
59,494
74,963
94,453
119,011
149,954
188,942
238,067
299,964
377,955
476,052
600,041
756,052

u>= 0,25 để thoả man điều kiện mòn đều
u<= 2 để thoả man điều kiện độnglực học và cấp chính xác
Do đó gọi i là số nhóm truyền tối thiểu .
Ta có
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
3x2x2x2 2x3x2x2 2x2x3x2 2x2x2x3
Dựa vào số nhóm truyền tối thiểu i=4 ta loại trừ các phương án không
gian và lấy
10
§å ¸n m«n häc thiÕt kÕ m¸y
phương án không gian là 2x3x2x2 Do trên trục thứ nhất bố trí ly hợp ma
sát đảo chiều nên cố gắng bố trí ít bánh răng kết hợp với yêu cầu số báh
răng trên các trục nhỏ dần
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

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 2x3x2x2)
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
11
§å ¸n m«n häc thiÕt kÕ m¸y
1.Tổng số bánh răng S
z
2. Tổg số trục S
tr
3. Chiều dài L
4. Số bánh răng M
max

án không gian 2x3x2x2 vì
- Tỷ số truyền giảm dần từ trục đầu tiên đến trục cuối. Nhưng phải bố trí
trên trục đầu tiên một bộ ly hợp ma sát nhiều đĩa và một bộ bánh răng đảo
chiều
-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
12
§å ¸n m«n häc thiÕt kÕ m¸y

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]

[6]
3
2x3x2x2
I IV II III
[1] [8] [2]
[4]
9
2x3x2x2
II III IV I
[2] [4] [12]
[1]
15
2x3x2x2
III IV I II
[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]

6
2x3x2x2
I IV III II
[1] [8] [4]
[2]
12
2x3x2x2
II IV I III
[2] [8] [1] [4]
18
2x3x2x2
III IV II I
[4] [8] [2] [1]
24
2x3x2x2
IV III II I
[12] [4] [2]
[1]
x
ma
x
12 16 12 16 12 16 12 16
ϕ
x
max
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

Do thu hẹp lượng mở nên số tốc độ thực tế bị giảm . Ta có số tốc độ thực
tế là
Z
1
=Z - lượng mở thu hẹp = 24- 6 = 18
PATT bây giờ là: 2[1]x 3[8]x 2[6]x 2[6]
Để bù lại số tốc độ trùng vì thu hẹp lượng mở ta thiết kế thên đường
truyền tốc độ cao (đường truyền tắt )
PAKG đường trruyền này là Z
2
= 2x3x1= 6 tốc độ
Vậy PAKG cuả hộp tốc độ là Z = Z
1
+ Z
2
= 24+6 =30
Do trùng 7 tốc độ (tốc độ cuối của đường truỳên tốc độ thấp trùng với tốc
độ của đường truỳên tốc độ cao )
Nên số tốc độ thực của máy là : Z = 30 - 7 = 23 tốc độ
Ta có lưới kết cấu của máy như sau :
I
2[1]
2[1]
II
3[2]
3[2]
III
2[6]
1[0]
IV

/
Π
i
1
U
mini
Trong đố i- chỉ số biểu thị nhóm truyền

Π
i
1
U
maxi
= U
max1
. U
max2
. . . U
maxi
14
§å ¸n m«n häc thiÕt kÕ m¸y

Π
i
1
U
mini
= U
min1
. U

= 119,1 vg/ph
Như vậy giới hạn n
o
biến thiên trong khoảng 119,1
≤
n
o

≤
3020,8
 Để trục và bánh răng đầu vào của hộp chịu M
x
kính thước nhỏ gọn .
Thường đặt n
o
ở các trị số n
o
lớn . Vì như vậy sẽ gần vơí n
đcơ
. Hơn nữa
n
o
tới n
min
của trục chính bao giờ cũng giảm nhiều hơn tăng
Giả sử ta chọn n
o
= n
19
= 750 vg/ph

i
i
i
i
i
i
i
i
i
i
i
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
§å ¸n m«n häc thiÕt kÕ m¸y
V- 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

x
+ Z
x
'
= ∑Z Z
x
Z
x
'
là các số nguyên ∑Z = E.K K là bội số
chung nhỏ nhất của f
x
+ g
x

Z
x
=
gf
xx
f
x
+
.EK
≥

min
Z
(=17)
Z’


K
g
gf
z
x
xx
.
)(
'
min
+
a> Đối với nhóm 1 . Có hai tỉ số truyền i
1
và i
2
Ta có : i
1
= ϕ
1
= 1,26
1
≈
4
5
có f
1
=5 g
1
=4 và f

1
. Khi đó bánh răng Z
min
nằm ở tia
thứ 2 là bánh răng bị động
Ta có : E
min
=
K
g
gf
z
.
)(
2
22
min
+
=
18.7
18.17
= 2,43
Theo máy sẵn có tổng số răng ở nhóm này là 90 nên với máy mới ta cũng
chọn tổng số răng là 90 tức là chọn E
min
=5 (vì có ly hợp ma sát)
Theo công thức Z
x
=
gf

1
= 90 - 50 = 40 răng
Z
2
=
22
2
gf
f
+
.EK =
90.
711
11
+
= 55 răng
Z
2
'
= ∑Z
2
- Z
2
= 90 - 55 = 35 răng
Kiểm tra tỷ số truyền: i
1
= Z
1
/ Z
1

có f
3
=22 g
3
=54 và f
3
+ g
3
= 22 + 54 = 76
i
4
=
ϕ
2
1
=
2
26,1
1
≈
46
30
có f
4
=30 g
4
=46 và f
4
+ g
4

)(
3
33min
min
==
+
≥
Kf
gfZ
E
Lấy E
min
=1 ta có ∑Z= E.K =1.76 = 76 răng
Z
3
=
33
3
gf
f
+
.EK =
76
5421
22
+
= 22 răng
Z
3
'

+
.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
'
=
54
22
= 0,407; i
4
= Z
4
/ Z
4
'