Thuyết minh đồ án tốt nghiệp

Máy và Tự Động Hoá
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp

Bộ Môn :

÷∇
9
Chủ yếu tiện trơn, ren (Quốc tế,
Mođul, Anh, Pít). Cắt được các loại ren một đầu mối, ren trái, phải, ren tiêu chuẩn,
không tiêu chuẩn.
I- Tạo hình bề mặt:

Q
1
T
2

Máy tiện ren vít vạn năng chủ yếu gia công các mặt trụ tròn xoay, mặt ren

2
1Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Bộ Môn : Máy và Tự Động Hoá
Trường ĐH KTCN Thái Nguyên -11/2002- Trang 2
Các bề mặt này được tạo thành nhờ 2 chuyển động:

1- Chuyển động tạo hình :

Là chuyển động cần thiết để tạo ra đường sinh công nghệ và dịch chuyển nó theo
đường chuẩn. Số lượng chuyển động tạo hình là:
N
Φ
= N
Φs
+N
Φc
- 1/2N
ΦT.

Với N
Φs
là số thành phần tạo nên đường sinh, ở đây là chuyển động tịnh tiến của dao.
m
q1
t2
t3
1
2
34
5
6
7
8
9
tvm2
m, z

. i
v
.i
34
.k = n
TC

- Xích tạo hình : 1
vòng TC
. i
45
. i
s
.i
67
.T
mdoc
= t
p

- Xích chạy dao ngang: 1
vòng TC
.i
45
. i
s
. i
67
. i
89

= 75 kg/mm
2
.
Dao cụ trên máy rất đa dạng như: dao tiện ren, tiện trơn, xén mặt đầu, cắt đứt,
mũi khoan, tarô Vật liệu dao có thể la thép gió hợp kim cứng
B-
Đặc trưng kích thuớc.
- Đường kính lớn nhất của phôi gia công được trên máy
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Bộ Môn : Máy và Tự Động Hoá
Trường ĐH KTCN Thái Nguyên -11/2002- Trang 4
D
max
=2*H = 400 mm
- Chiều cao tâm máy H = D
max
/ 2 = 200 mm
- Khoảng cách giữa 2 mũi tâm L = (3,5 - 7)H = 5H = 5*200 = 1000 mm
-Đường kính phôi lớn nhất gia công hiệu quả trên máy
D
1 max
= 1,3. H = 260 mm
- Đường kính phôi luồn qua trục chính
d
1max
= (0,15 ÷ 0,2 ) .D
1 max
= 47 mm
- Đường kính phôi gia công lớn nhất
D
1min

1600.26.14,3
1000
max.min.
pm
nD
V
Max
==
Π
=)/(10
1000
5,12.47.14,3
1000
min.max.
min pm
nD
V ==
Π
=

Z là số cấp tốc độ Z=22
Chọn γ theo tiêu chuẩn γ = 1,26
Từ γ = 1,26 Ta có chuỗi số vòng quay
mmt 5,4240.7,0

= 40 vòng/phút
n
7
= 50 vòng/phút
n
8
= 63 vòng/phút
n
9
= 80 vòng/phút
n
10
=100 vòng/phút
n
11
=125 vòng/phút
n
12
=160 vòng/phút
n
13
=200 vòng/phút
n
14
=250 vòng/phút
n
15
=315 vòng/phút
n
16

max
=1/4,4 .t
max
=1/1.4 . 4,4 = 1(mm/vòng)
- Lượng chạy dao bé nhất S
max
.( 1/5÷1/10) = S
min
⇔ o,15 (mm / vòng).
Dựa theo mày tiêu chuẩn nên lấy S
d
và S
n
theo T620
Máy gia công được 4 loại ren:
- Ren Quốc tế: t
p
= (0,5÷112) mm
- Ren môđul: m = ( 0,5÷112) mm
-Ren Anh: n = (56÷0,25)vòng/ 1’’
- Ren Pít: Dp = 56÷0,25
D-
Đặc trưng động lực học
- Chiều sâu cắt lớn nhất t
max
= 4 mm
lượng chạy dao tính toán S* = 0,4 t
max
÷ 0,3 mm = 1,5 ÷ 0,3 mm
Tốc độ cắt tính toán

Theo bảng[ II-1 Tài liệu[I]] ta có :
Cpx = 650 ; Cpy = 1250 ; Cpz = 2000 ; x
px
= 1,12 ; x
py
= 0,9 ; x
pz
= 1
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Bộ Môn : Máy và Tự Động Hoá
Trường ĐH KTCN Thái Nguyên -11/2002- Trang 12
y
px
= 0,65 ; y
py
= 0,75 ; y
pz
=0,75
Lấy chiều sâu cắt theo chế độ thử máy t = 6 (mm) ; S = 1,4 (mm/vòng).
Py = 1250 . 6
0,9
. 1,4
0,75
= 928 kg
Px = 650 .6
1,2
. 1,4
0,65
= 455,3 kg
Py = 2000 . 6
1,0

t hộp tốc độ bánh răng. Kiểu truyền dẫn này đảm bảo truyền dẫn chính xác,
chắc chắn, cứng vững, thay đổi tốc độ đơn giản,điều khiển thuận tiện xong có nhược
điểm là phải dừng máy mới thay đổi tốc độ được.
Yêu cầu của hộp tốc độ là: nhỏ, gọn, làm việc êm, chính xác, điều khiển an toàn,
tính công nghệ cao, đảm bả
o tốc độ trục chính,số cấp tốc độ Z và phạm vi điều chỉnh
chính xác.
Hộp tốc độ phải kín, khi gia công các chi tiết khác nhau tốc độ và lực cắt phải
phù hợp ( Pc . Vc = const) có nghĩa là Nc = const. khi thay đổi n
TC
; vỏ hộp ,trục
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Bộ Môn : Máy và Tự Động Hoá
Trường ĐH KTCN Thái Nguyên -11/2002- Trang 13
chính,các trục, ở phải cứng vững. Bố trí các chi tiết truyền tải sang trục chính phải hợp
lý. chọn phương án bố trí hộp tốc độ và hộp trục chính có chung ưu điểm là: ít chi tiết
vỏ hộp,
kết cấu nhỏ gọn , tập chung tay gạt điều khiển - hạ giá thành. Nhưng có nhược điểm là
: Rung động hộp sẽ truyền sang trục chính, trục chính bị nung nóng do ma sát ở h
ộp tốc
độ , khó làm việc êm ở tốc độ cao, khó dùng truyền động đai cho trục chính.
lựa chọn bộ truyền cuối cùng của trục chính .
Bộ truyền cuối cùng của trục chính ảnh hưởng mạnh tới độ chính xác gia công và
điều hoà chuyển động, ảnh hưởngđến độ bóng bề mặt gia công . chọn bộ truyền bánh
răng để trục chính quay êm cần đảm bảo tốc độ vòng quay c
ủa bánh răng không được
quá lớn, đường kính bánh răng lắp trên trục chính không được quá bé so với đường
kính phôi lớn nhất.
II. CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU.
1- Chọn kết cấu
.

k
- P
k
là tỷ số truyền trong nhóm thứ k.
- K là trật tự kết cấu của nhóm theo xích.
- m là số nhóm truyền trong máy.
Do Z = 22 cấp tốc độ ta chọn Z= 24 sau đó phân ra:
Z = 2.3.2.2= 2.2.3.2=2.2.2.3
Ta chọn phương án sau
Do đó Z =P
m
hay m= lgZ/lgP
Mà Sp = m.p
Do đó chọn p = 2 hoặc p = 3.
Số lượng nhóm truyền tối thiểu trong phương án m = m
min
Dựa vào chuỗi số vòng quay n
min
= n
1
và n
đ/c
để đảm bảo sao cho tỷ số truyền
trong mỗi nhóm i > 1/4lúc đó tỷ số truyền giới hạn của hộp là:
Trong đó :
-i
mingh
là tỷ số truyền nhỏ nhất của hộp tốc độ
- x là số lượng nhóm truyền tối thiểu là m = 4
từ đó nên so sánh 4 phương án đầu ( 4 phương án tối ưu )

1
> p
2
> p
3
.> > P
m

khi x
1
< x
2
< x
3
.< < x
m
.
Ưu điểm số vòng quay bé nhất như nhau. Trục trung gian có số vòng quay bé
nên giảm yêu cầu về độ chính xác, giảm tải trọng, giảm rung động , giảm mòn và tổn
thất ma sát. Phạm vi điều chỉnh của nhóm khuyếch đại sau cũng không vượt quá phạm
vi cho phép: R
m
= ϕ
im

pm-1
≤ { Ri} = 8
Do đó lượng mở lớn nhất của 2 tia biên :

lg { Ri }

trung gian và tách ra hai đường truyền. để thu hẹp lượng mở ta tách hai đường truyền ta
vẽ 1 lưới kết cấu.
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Bộ Môn : Máy và Tự Động Hoá
Trường ĐH KTCN Thái Nguyên -11/2002- Trang 15
Sơ Đồ Lưới Cấu Trúc

ĐƯỜNG TRUYỀN CHẬM ĐƯỜNG TRUYỀN NHANH
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Bộ Môn : Máy và Tự Động Hoá
Trường ĐH KTCN Thái Nguyên -11/2002- Trang 16
Do Zn = 22 nên ta làm trùng tốc độ ở đường truyền nhanh . Tức là giảm đăc tính
của nhóm từ X6 xuống X4. Vậy Z1 = 2
1

x
1 2 6 12 3 1 6 12 4 8 2 1

Lưới
Kết
cấu
nhóm Lượng mở cực
đại xmax
12 12 16
ϕ
xmax
ϕ
12
= 1,26
12
=16
16
ϕ
12
= 1,26
16
= 44,32
Kết quả Kđ Kđ Kđ

PAKC 2 3 2 2 2 3 2 2 2 3 2 2
PATT II I IV III IV III II I III II IV I
Đặc tính nhóm x 3 1 12 6 6 2 1 12 6 2 12 1

Lưới
Kết
cấu nhóm Lượng mở cực
đại xmax
12 12 12
ϕ
xmax
ϕ
12
= 16
ϕ
12
= 16 ϕ
12
= 16
Kết quả Kđ Kđ Kđ

BẢNG4

Kđ Kđ BẢNG5

PAKC 2 3 2 2 3 2 2 2 3 2 2
PATT IV I II III III II III IV IV I III II
Đặc tính nhóm x 12 1 3 6 12 2 1 6 12 1 6 3

Lưới
kết
cấu nhóm Lượng mở cực
đại xmax
12 12 12
ϕ
xmax
ϕ
12
= 16
16 16
Kết quả Kđ Kđ Kđ BẢNG 6
PAKC 2 3 2 2 2 3 2 2 3 2 2
PATT
IV


Lưới
kết
cấu
nhóm Lượng mở cực
đại xmax
12 16 12
ϕ
xmax
ϕ
12
= 16
ϕ
16
= 44,32
16
Kết quả Kđ Kđ Kđ
BẢNG8 PAKC 2 3 2 2 2 3 2 2 2 3 2 2
PATT I II IV III I IV II III II III I IV
Đặc tính nhóm x 1 2 12 6 1 8 2 4 2 4 1 12
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Bộ Môn : Máy và Tự Động Hoá

= Z
1
+ Z
2
= 24 + 6 = 30.
Phương án thứ tự của Z
1
: Z
1

đủ
= 21 . 3
2
. 2
6
. 1.1
có ϕ
12
= 1,26
12
= 16 > 81
Ta tạo ra hiện tượng trùng tốc độ như sau : Z
1 thu
, Z
1 thu hẹp
= 2
1
. 3
2
. 2

nhỏ gọn nhưng không sát với thực tế. Hộp tốc độ thường giảm tốc độ nên chọn i ≈ 1 ,
nhưng xích truyền động dài, kích thước thước hộp sẽ lớn nên nguyên tắc này chỉ được
áp dụng cho những nhóm tỷ số truyề
n ở các trục trung gian đầu tiên. Theo nguyên tắc
này số vòng quay n
o
nên đặt ở giữa số vòng quay n
max
và n
min
của trục chính ( trục cuối
cùng )
Khi giảm tốc độ qua nhiều trục trung gian trong điều kiện cho phép nên chọn i
giảm hay tăng từ từ, chọn i sao cho tốc độ các trục trung gian càng lớn càng tốt .
Mô men xoắn Mx tỷ lệ nghịch với số vòng quay khi n càng cao thì Mx càng nhỏ
do đó kích thước trục bánh răng nhỏ. Phối hợp cả 2 nguyên tắc trên nên số vòng quay
chọn sao cho tỷ số truyền i = 1,06
E
( E là các số nguyên, dương)
Nhưng i phải nằm trong giới hạn cho phép :
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Bộ Môn : Máy và Tự Động Hoá
Trường ĐH KTCN Thái Nguyên -11/2002- Trang 21
2 ≥ i ≥ 1/4.
Từ đây suy ra giới hạn lượng mở của i trong hộp
i
max
2
ϕ
x max
= = =8

19
= ϕ
- 18.
Ta có :
i
1
=ϕ
1
= 1,26 i
2
=ϕ
2
=1,588
i
3
=ϕ
-4 i
4
=ϕ
-2

i
5
=ϕ
0
= 1 i
6

ĐỒ THỊ VÒNG QUAY n
0
1600v
/p
1250
1000
800
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Bộ Môn : Máy và Tự Động Hoá
Trường ĐH KTCN Thái Nguyên -11/2002- Trang 22

n
, Z
n
’.
Vì máy thiết kế mới chưa biết khoảng cách trục A nên ta lý luận như sau:Ta có:
Với ∑Z là tổng số răng của các cặp bánh răng ăn khớp giữa trục I và II
∑Z=Z
x
+Z
x
’.
Các tỷ số truyền trên đồ thị vòng quay ta phân tích thành
630
500
400
315
250
200
160
125

100
80
63
50
40
30
,
5
25

và g
x
là 2 số nguyên không có thừa số chung nên ∑Z phải chia
đúng cho f
x
+g
x
nghĩa là: ∑Z = E
1
(f
1
+g
1
) = E
2
(f
2
+g
2
) = E
x
(f
x
+g
x
) = E
n
(f
n
+g

min
= 17 răng).
E
min
được xác định suy ra từ bất đẳng thức : (4)
EK ≥ Z
min
⇔ E
min chủ đ
=
Với bánh răng nhỏ nhất là bánh chủ động và:
EK ≥ Z
min
=> E
min bị
=
Với bánh nhỏ nhất là bánh bị động.
Trị số E
min
tính ra thường là số lẻ muốn xác định Z
min
ta chọn công thức E
min
, ta
thấy rằng Z
min
sẽ nằm ở một trong hai tia ngoài cùng của nhóm truyền tia nào nghiêng
nhiều nhất. Tia nghiêng phải dùng công thức E
min bị
. Tia nghiêng trái dùng công thức

j
’)= ∑Z
2
.m
2
(5)
Ở đây A là khoảng cách trục, ∑Z
1
và ∑Z
1
là tổng số răng của cặp bánh răng có
môđul m
1
và m
2
; ∑Z
1
=Ke
1
; ∑Z
2
=Ke
2

Trong đó e
1;
e
2
; K là các số nguyên
3- Tính số răng của nhóm truyền thứ nhất.

=1,58 => f
2
=28.
g
2
=17 <=> f
2
+g
2
= 45 = 3
2
.5
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Bộ Môn : Máy và Tự Động Hoá
Trường ĐH KTCN Thái Nguyên -11/2002- Trang 24
Bội số chung nhỏ nhất của (f
x
+g
x
) là 3
2
.2.5 ⇔ K=2.3
2
.5.
Ta tính được E
min
là E
min
nằm ở tỷ số truyền i
1
, i

3
=55
⇔f
3
+g
3
=76=2.2.19
f
4
=29; g
4
=47
⇔ f
3
+g
3
=76=2.2.19
f
5
=1; g
5
=1 ⇔ f
5
+g
5
=2
K= 2.2.19 =76.
Chọn E
min
=1

sẽ lớn hơn do đó sẽ ảnh
hưởng truyền lực lớn hơn, để giảm truyền lực này và tiết kiệm vật liệu máy đỡ cồng
kềnh ta chọn 2 cặp này từ công thức:
∑Z
6
=Ke
7
; ∑Z
7
=Ke
6
; Ta có ∑Z
7
=5K; ∑Z
6
=6K phân tích i
6
Ta lấy trong
các trị số đó.
Ta chọn sao cho ∑Z=(110÷120) răng ta được Z
6
=15; Z
6
’=60; ∑Z
6
=75.
∑Z
7
=Ke
6

10
=2
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Bộ Môn : Máy và Tự Động Hoá
Trường ĐH KTCN Thái Nguyên -11/2002- Trang 25
⇔ f
10
+g
10
=3
Tia nghiêng trái giảm tốc nên E
min chủ động
=17
Để tăng ∑Z
10
để đảm bảo truyền được mô men xoắn lớn và đảm bảo bánh răng
Z
10
’ lắp được trên trục chính ta chọn Z
10
=30 ⇔ Z
10
’=2. Z
10
=60
i
11
=ϕ
2
=1,58 Có f
11

Trong đó n
tc
là số vòng quay tiêu chuẩn
Δn và [Δn] là sai số vòng quay thực tế và cho phép. Bảng so sánh

TT[n
]
Phương trình xích động
n
tt
(v/p) n
tc
(v/p) d
n

%
Đồ thị
sai số
n1
1460*0,98*
60
30
*
72
18
*
60

268
148

15,8 16 1,25

n3
1460*0,98*
60
30
*
72
18
*
60
15
*
47
29
*
39
51
*
268
148

19,7 20 2

n4
1460*0,98*
60

38
38
*
39
51
*
268
148

31,9 31,5 -0,16

n6
1460*0,98*
60
30
*
72
18
*
60
15
*
38
38
*
34
56
*
268
148

72
18
*
45
45
*
55
21
*
34
56
*
268
148

61,4 63 1,5

n9
1460*0,98*
60
30
*
72
18
*
45
45
*
47
29


99,26 100 1

n11
1460*0,98*
60
30
*
72
18
*
45
45
*
39
51
*
268
148

127,7 125 -0,18

n12
1460*0,98*
60
30
*
72
18
*

n14
1460*0,98*
60
30
*
55
21
*
34
56
*
268
148

245,7 250 0,8

n15
1460*0,98*
60
30
*
47
29
*
39
51
*
268
148


148

511 500 0,8

n18
1460*0,98*
60
30
*
38
38
*
34
56
*
268
148

643,5 630 -2

n19
1460*0,98*
48
60
*
47
29
*
39
51

39
51
*
268
148

1277,4 1250 -0,8

n22
1460*0,98*
48
60
*
38
38
*
34
56
*
268
148

1608,7 1600 -0,6

II -
Các bước thiết kế hộp chạy dao để tiện ren.
Hộp dao máy tiện có 2 công dụng tiện và tiện trơn nhưng ta chỉ chú ý tới tiện
ren, sau khi thiết kế xong ta tính lại các bước tiện trơn ta thấy chúng trùng nhau, sát
nhau hoặc có chỗ cách quãng, vấn đề này không quan trọng lắm vì thực tế các bước
tiện trơn nói chung khá dày đặc nên điểm cách quãng hầu như ít gây ra tổn thất về
năng suất của máy khi gia công.
Các bước thiết kế:
- Sắp xếp bước ren đươc cắ
t thành nhóm cơ sở và nhóm gấp bội.
- Thiết kế nhóm cơ sở
- Thiết kế nhóm gấp bội
- Kiểm tra lại các bước ren đã thiết kế xem có đúng không
Theo yêu cầu thiết kế ta phải thiết kế các bộ truyền hộp chạy dao để cắt được
các bước ren sau:
Ren quốc tế: t=(0.5 ÷ 112) mm
Ren Anh: xác định bằng số vòng ren trên 1 tấc Anh: n= 0.5÷112
Ren môđul : xác định theo công thức m=0.5÷112
Ren Pít: Xác đị
nh theo công thức Dp = 56÷0.25
III -
Sắp xếp bước ren.
Đầu tiên sắp xếp các bước ren được cắt thành những nhóm cơ sở và những
khuyếch đại với tỷ số truyền nhóm khuyếch đại 1, 2, 4, 8 hoặc
1
1
,
2

2
:Z
3
: :Z
q
và cắt ren quốc tế và môđul thì: t
1
:t
2
: :t
q
= Z
1
:Z
2
: :Z
q
nên ren quốc tế
và ren môđul có bước ngắn được xếp lên trên.
Khi sắp xếp lên trên bước ren chú ý cả 4 bảng ren đều do 1 cơ cấu di trượt duy
nhất tạo ra. Để tránh cho qua trình tính toán phức tạp, các con số xếp trong cột dọc giữa
các bảng ren phải thống nhất hóa về mặt tiêu chuẩn và sắp xếp.
Dựa vào nguyên tắc sắp xếp ta có bảng sau:
Bảng Ren quốc tế (t
p
=mm)


I
cs
I
g
b
I
g
b
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Bộ Môn : Máy và Tự Động Hoá
Trường ĐH KTCN Thái Nguyên -11/2002- Trang 29
4/5 56 28 14 3,5 1,75
5/5 48 24 12 3 1,5 0,75
6/5 40 20 10 2,5 1,25
7/5 32 16 8 2 1 0,5 Bảng Ren Pit (Dp=
p
t
π
4,25
)

Bước ren tiêu chuẩn Bước ren khuyếch đại
I
cs
I
g
b
I

1
2
;
1
4
(1)
Nếu chọn cột 3,5;4;4,5;5;5,5;6 làm nhóm cơ sở thì tỷ số truyền nhóm gấp bội là
2
1
;
1
1
;
1
2
;
1
4
(2) ở đây ta chọn cột theo đường hợp.
Chọn cột 4 làm nhóm cơ sở tức là 7:8:9:10:11:12 làm nhóm cơ sở thì tỷ số
truyền nhóm gấp bội là
8
1
;
4
1
;
2
1
; 1.