Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong nền sản xuất công nghiệp, máy công cụ và dụng cụ cắt đóng vai trò nền tảng quyết định đến chất lượng sản phẩm, năng suất gia công và trình độ kỹ thuật của ngành cơ khí chế tạo. Đối với các dòng máy cắt gọt kim loại truyền thống, đặc biệt là máy phay vạn năng, hệ thống truyền dẫn động học đóng vai trò quyết định trong việc cung cấp các dải tốc độ cắt và lượng chạy dao thích ứng với đa dạng vật liệu phôi và phương pháp gia công. Yêu cầu tính toán, thiết kế mới và tối ưu hóa hệ thống dẫn động nhằm giảm kích thước không gian, nâng cao độ cứng vững và đảm bảo độ chính xác vận tốc quay là nhiệm vụ trọng tâm trong kỹ thuật máy công cụ.
Đồ án môn học "Thiết kế máy công cụ" (Đề số: 166, học kỳ 20222 tại Trường Cơ khí – Đại học Bách khoa Hà Nội do sinh viên Lê Nguyễn Quốc Hoàng thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Lê Đức Bảo) tập trung giải quyết bài toán thiết kế động học và kết cấu cho máy phay vạn năng mới dựa trên cơ sở khảo sát máy chuẩn 6H82. Các nhiệm vụ nghiên cứu và thiết kế được xác lập cụ thể như sau:
- Khảo sát và phân tích máy tham khảo (6H82): Phân tích chuỗi số vòng quay, phương trình xích tốc độ, xích chạy dao, đồ thị sai số, các cơ cấu đặc biệt (cơ cấu hiệu chỉnh khe hở vít me, cơ cấu đĩa lỗ chọn trước tốc độ, các cụm ly hợp an toàn, ly hợp vấu, ly hợp ma sát) và chỉ ra các nhược điểm sai số cần khắc phục.
- Thiết kế động học truyền dẫn máy mới: Xác lập chuỗi tốc độ trục chính ($Z_{TC} = 18$ cấp, $n = 25 \div 1250$ vg/ph, công bội $\phi = 1,26$) và chuỗi lượng chạy dao ($Z_{cd} = 18$ cấp, $S = 18 \div 2300$ mm/ph); phân tích lựa chọn phương án không gian (PAKG), phương án thứ tự (PATT), xây dựng lưới kết cấu, đồ thị vòng quay và tính toán số răng các bánh răng theo phương pháp Bội số chung nhỏ nhất (BSCNN).
- Tính toán động lực học và độ bền: Tính toán công suất, xác định sơ bộ đường kính trục hộp tốc độ, hộp chạy dao, kiểm nghiệm bền bánh răng, trục trung gian và cụm ly hợp bi an toàn.
- Thiết kế kết cấu và hệ thống bôi trơn: Tính toán hành trình gạt bánh răng di trượt, xác định số lỗ trên đĩa của cơ cấu chọn trước tốc độ và thiết kế hệ thống bôi trơn cưỡng bức cho các bộ truyền.
- Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống truyền dẫn động học chính (hộp tốc độ) và hệ thống truyền dẫn chạy dao (hộp chạy dao dọc, ngang, đứng) cùng các cơ cấu điều khiển, cơ cấu hiệu chỉnh khe hở trên máy phay vạn năng.
- Phạm vi nghiên cứu: Thiết kế kỹ thuật hệ dẫn động cơ khí cho máy phay công suất động cơ chính $N_c = 7$ kW ($n = 1440$ vg/ph) và động cơ chạy dao $N_{cd} = 1,7$ kW ($n = 1420$ vg/ph); đối sánh số liệu động học với dòng máy chuẩn 6H82, 6P82 và 6P81.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp thiết kế
- Khung lý thuyết động học máy công cụ:
- Lý thuyết phân bố chuỗi số vòng quay và lượng chạy dao theo cấp số nhân tiêu chuẩn với công bội $\phi = 1,26$ (chuẩn $\text{E} = 4$), xác định phạm vi điều chỉnh $R_n = \phi^{Z-1} = 1,26^{17} \approx 50,85$.
- Lý thuyết đồ thị vòng quay, lưới kết cấu dạng rẽ quạt đối xứng nhằm tối ưu hóa sự phân bố tỷ số truyền giữa các trục truyền động, hạn chế tỷ số truyền tăng tốc quá lớn và giảm thiểu kích thước kết cấu.
- Điều kiện giới hạn tỷ số truyền cho các nhóm bánh răng ăn khớp: $1/4 \le i \le 2$, tương ứng điều kiện lượng mở giới hạn giữa hai tia ngoài cùng $\phi^{X_{max}} = \phi^{X(p-1)} \le 8$.
- Nguyên lý truyền dẫn phản hồi trong hộp chạy dao nhằm mở rộng dải biến tốc mà không làm tăng thêm số trục trung gian.
- Phương pháp tính toán và thiết kế:
- Phương pháp phân tích – tổng hợp động học: Phân tích động học ngược trên máy tham khảo 6H82 để xác định phương trình truyền động, xác lập các nhóm truyền và nhận diện sai số vận tốc thực tế so với tiêu chuẩn.
- Phương pháp tối ưu hóa phương án không gian: Đánh giá số nhóm truyền tối thiểu ($x \ge 3$) và so sánh các phương án phân tích số cấp tốc độ $Z = 18$ ($3 \times 3 \times 2$, $2 \times 3 \times 3$, $3 \times 2 \times 3$) dựa trên tiêu chí giảm tải mômen xoắn cực đại ($M_{xmax}$) trên trục chính và tối thiểu hóa chiều dài hộp.
- Phương pháp Bội số chung nhỏ nhất (BSCNN): Xác định số răng của các cặp bánh răng ăn khớp trong từng nhóm truyền khi chưa biết khoảng cách trục $A$, đảm bảo số răng nhỏ nhất $Z_{min} = 17$ (tránh hiện tượng cắt chân răng khi gia công không dịch dao).
- Phương pháp đánh giá sai số vận tốc: Tính toán sai số tương đối $\Delta n = \frac{n_{tc} - n_{tt}}{n_{tc}} \times 100%$ và đối chiếu với giới hạn dung sai cho phép theo tiêu chuẩn ngành máy công cụ là $[-2,6%; +2,6%]$.
Nội dung chính theo từng chương
Chương I: Khảo sát máy tham khảo (6H82)
Tác giả tiến hành khảo sát toàn diện tính năng kỹ thuật và động học của máy phay vạn năng 6H82 thông qua việc so sánh với các dòng máy cùng cỡ như 6P82 và 6P81:
| Tính năng kỹ thuật |
Máy 6P82 |
Máy 6P81 |
Máy 6H82 |
Máy thiết kế |
| Kích thước bàn máy (mm) |
$320 \times 1250$ |
$250 \times 1000$ |
$320 \times 1250$ |
$320 \times 1250$ |
| Công suất động cơ chính (kW) |
7,5 |
5,5 |
7,0 |
7,0 |
| Số cấp tốc độ trục chính ($Z_{TC}$) |
18 |
16 |
18 |
18 |
| Phạm vi tốc độ trục chính (vg/ph) |
$31,5 \div 1250$ |
$50 \div 1600$ |
$30 \div 1500$ |
$25 \div 1250$ |
| Công suất động cơ chạy dao (kW) |
0,6 |
1,5 |
1,7 |
1,7 |
| Số cấp tốc độ hộp chạy dao ($Z_{cd}$) |
18 |
16 |
18 |
18 |
| Công bội $\phi$ |
1,41 |
1,26 |
1,26 |
1,26 |
| Phạm vi lượng chạy dao (mm/ph) |
$25 \div 1250$ |
$25 \div 800$ |
$23,5 \div 1800$ |
$18 \div 2300$ |
Khảo sát xích tốc độ máy 6H82 xác định PAKG $= 3 \times 3 \times 2$, PATT $=\text{I - II - III}$ với đặc tính nhóm $[1][3][9]$. Phân tích đồ thị sai số vòng quay của 6H82 cho thấy có 4 cấp tốc độ vượt quá giới hạn dung sai cho phép $[-2,6%; +2,6%]$ gồm: $n_1 = 30$ vg/ph ($\Delta n = 2,83%$), $n_4 = 60$ vg/ph ($\Delta n = 4,00%$), $n_7 = 118$ vg/ph ($\Delta n = 3,24%$) và $n_{16} = 950$ vg/ph ($\Delta n = 3,08%$).
Khảo sát xích chạy dao xác định cấu trúc truyền dẫn dùng cơ cấu phản hồi trung gian qua các trục $\text{V} \rightarrow \text{IV} \rightarrow \text{VII}$ (các cặp bánh răng $13/45$ và $18/40$), tạo ra đặc tính PATT là $\text{II} \times \text{I} - \text{III}$ với lượng mở $[3][1][9]$. Xích chạy dao nhanh đạt vận tốc $S_{nhanh} = 2300$ mm/ph nhờ đường truyền phân nhánh trực tiếp từ trục II qua cụm ly hợp ma sát $M_4$. Hộp chạy dao của 6H82 cũng tồn tại 3 cấp tốc độ vượt giới hạn sai số là $n_{12}$ ($2,76%$), $n_{15}$ ($2,74%$) và $n_{18}$ ($2,76%$).
Chương I cũng phân tích chi tiết nguyên lý làm việc của các cụm kết cấu đặc biệt trên máy 6H82:
- Cơ cấu hiệu chỉnh khe hở trục vít me: Giải quyết hiện tượng rung động, giật cục khi phay thuận bằng kết cấu vít me kết hợp đai ốc chính, đai ốc phụ, trục vít rỗng xẻ rãnh dọc và bạc côn điều chỉnh khe hở ren.
- Cơ cấu chọn trước tốc độ quay kiểu đĩa lỗ: Sử dụng hệ thống núm vặn xoay đĩa lỗ kết hợp các chốt điều khiển và càng gạt để định vị các khối bánh răng di trượt, giúp rút ngắn thời gian phụ khi đổi tốc độ.
- Cụm ly hợp bảo vệ và điều khiển: Ly hợp vấu ($M_3$) đóng ngắt dòng truyền công tác và chạy dao nhanh; ly hợp ma sát ($M_4$) truyền mômen êm dịu trên trục VI; ly hợp bi an toàn ($M_2$) tự động ngắt dòng lực khi quá tải mômen xoắn.
Chương II: Thiết kế truyền dẫn máy mới
Tác giả tiến hành thiết kế hệ thống truyền động mới nhằm khắc phục các nhược điểm sai số của máy 6H82:
-
Thiết kế hộp tốc độ:
- Xác lập chuỗi 18 cấp tốc độ tiêu chuẩn từ $n_1 = 25$ vg/ph đến $n_{18} = 1250$ vg/ph ($R_n = 50,85$).
- Số nhóm truyền tối thiểu được tính toán: $x = \frac{\lg(n_{min}/n_{đc})}{\lg(1/4)} = \frac{\lg(25/1440)}{\lg(0,25)} \approx 2,92 \Rightarrow x = 3$.
- So sánh các phương án không gian: Phương án $3 \times 3 \times 2$ được lựa chọn vì chỉ có 2 bánh răng bố trí trên trục chính (trục IV), giúp giảm thiểu tải trọng mômen xoắn cực đại $M_{xmax}$, giảm rung động và nâng cao độ cứng vững gia công so với các phương án $2 \times 3 \times 3$ và $3 \times 2 \times 3$ (đều có 3 bánh răng trên trục chính).
- Phương án thứ tự được chọn là PATT $=\text{I - II - III}$ với lượng mở $[1][3][9]$, thỏa mãn điều kiện mở $\phi^{X_{max}} = \phi^9 \le 8$.
- Tốc độ tính toán đầu vào chọn $n_0 = n_{15} = 630$ vg/ph, tỷ số truyền từ động cơ vào trục I là $i_0 = 630/1440 \approx 7/16$.
- Xác định số răng các nhóm bánh răng theo phương pháp BSCNN với $Z_{min} = 17$:
- Nhóm I ($3$ tỷ số truyền): $i_1 = 18/45$, $i_2 = 21/42$, $i_3 = 24/39$.
- Nhóm II ($3$ tỷ số truyền): $i_4 = 18/45$, $i_5 = 28/35$, $i_6 = 39/24$.
- Nhóm III ($2$ tỷ số truyền): $i_7 = 18/72$, $i_8 = 60/30$.
- Kiểm tra sai số vòng quay: Toàn bộ 18 cấp tốc độ thực tế của máy mới đều nằm trong khoảng dung sai $[-2,40%; +1,83%]$, khắc phục triệt để hiện tượng vượt sai số của máy tham khảo 6H82.
-
Thiết kế hộp chạy dao:
- Xác lập 18 cấp lượng chạy dao với $S_{dmin} = S_{ngmin} = 18$ mm/ph, $S_{đmin} = 6$ mm/ph, $S_{nhanh} = 2300$ mm/ph.
- Ứng dụng cấu trúc PAKG $3 \times 3 \times 2$ kết hợp đường phản hồi, chia thành hai phần $Z_1 = 3 \times 3$ và $Z_2 = 2$ với đặc tính nhóm $[3][1][9]$, giúp tối ưu không gian lắp đặt ly hợp an toàn, ly hợp vấu và cơ cấu đảo chiều.
Chương III: Tính toán công suất, sức bền cho một số cơ cấu chính
Nội dung chương tập trung tính toán kiểm nghiệm các thông số hình học và cơ học chủ yếu:
- Tính toán công suất truyền dẫn và phân phối mômen xoắn trên các trục từ trục I đến trục chính.
- Xác định sơ bộ đường kính các trục truyền trong hộp tốc độ và hộp chạy dao dựa trên mômen xoắn và ứng suất xoắn cho phép $[\tau]$.
- Tính toán kích thước hình học, môđun pháp tuyến và kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc, độ bền uốn của các cặp bánh răng chịu tải nặng nhất.
- Tính toán sức bền trục trung gian dưới tác dụng đồng thời của mômen xoắn và mômen uốn do lực ăn khớp bánh răng gây ra.
- Tính toán sức bền và lực ép lò xo của cụm ly hợp bi an toàn ($M_2$) nhằm đảm bảo ngắt truyền động chính xác khi mômen vượt ngưỡng cho phép.
Chương IV: Tính toán và thiết kế kết cấu của hệ thống
- Thiết kế kết cấu hệ thống điều khiển tay gạt và cơ cấu liên động gạt bánh răng di trượt.
- Tính toán chính xác hành trình gạt dịch chuyển dọc trục của các khối bánh răng 2 bậc và 3 bậc trên bản vẽ kết cấu.
- Xác định tọa độ và phân bố số lỗ trên từng vòng tròn đồng tâm của đĩa lỗ trong cơ cấu chọn trước tốc độ quay và lượng chạy dao, đảm bảo chuyển dịch các chốt ăn khớp chính xác tới từng vị trí tỷ số truyền tương ứng.
Chương V: Thiết kế hệ thống bôi trơn
- Xác định các vị trí ma sát cần bôi trơn liên tục trong máy: các ổ trục (ổ bi, ổ trượt), các cặp bánh răng ăn khớp trong hộp tốc độ, hộp chạy dao và bộ truyền vít me – đai ốc.
- Lựa chọn phương pháp bôi trơn kết hợp: bôi trơn cưỡng bức bằng bơm dầu cho các cụm bánh răng, ổ trục trên cao và bôi trơn ngâm dầu (vung tóe) cho các bộ truyền nằm ở phần đáy hộp.
- Xác định nguyên lý hoạt động của hệ thống tuần hoàn dầu, yêu cầu lọc sạch bôi trơn và tính toán lưu lượng bơm dầu cần thiết cùng thể tích thùng dầu bôi trơn nhằm đảm bảo khả năng giải nhiệt trong suốt quá trình vận hành liên tục.
Thiết kế và triển khai động học hệ thống
Hệ thống truyền dẫn động học của máy mới được thiết kế hoàn chỉnh với các thông số phân bố tỷ số truyền, số răng bánh răng và sai số vòng quay được kiểm chứng cụ thể:
Bảng thông số bánh răng các nhóm truyền hộp tốc độ máy mới
| Nhóm truyền |
Tỷ số truyền danh nghĩa |
Ký hiệu |
Tỷ số truyền bánh răng ($Z_{chủ}/Z_{bị}$) |
Giá trị thực tế |
| Nhóm I |
$1/\phi^4$ |
$i_1$ |
$18/45$ |
0,4000 |
|
$1/\phi^3$ |
$i_2$ |
$21/42$ |
0,5000 |
|
$1/\phi^2$ |
$i_3$ |
$24/39$ |
0,6154 |
| Nhóm II |
$1/\phi^4$ |
$i_4$ |
$18/45$ |
0,4000 |
|
$1/\phi$ |
$i_5$ |
$28/35$ |
0,8000 |
|
$\phi^2$ |
$i_6$ |
$39/24$ |
1,6250 |
| Nhóm III |
$1/\phi^6$ |
$i_7$ |
$18/72$ |
0,2500 |
|
$\phi^3$ |
$i_8$ |
$60/30$ |
2,0000 |
Bảng kiểm nghiệm sai số 18 cấp tốc độ vòng quay máy thiết kế mới
| Cấp tốc độ |
$n_{tc}$ (vg/ph) |
$n_{tt}$ (vg/ph) |
Sai số $\Delta n$ (%) |
Đánh giá dung sai ($[-2,6%; +2,6%]$) |
| $n_1$ |
25,0 |
25,20 |
$+0,80$ |
Đạt |
| $n_2$ |
31,5 |
31,50 |
$0,00$ |
Đạt |
| $n_3$ |
40,0 |
39,77 |
$+0,58$ |
Đạt |
| $n_4$ |
50,0 |
50,40 |
$-0,80$ |
Đạt |
| $n_5$ |
63,0 |
63,00 |
$0,00$ |
Đạt |
| $n_6$ |
80,0 |
78,54 |
$+1,83$ |
Đạt |
| $n_7$ |
100,0 |
102,40 |
$-2,40$ |
Đạt |
| $n_8$ |
125,0 |
127,96 |
$-2,30$ |
Đạt |
| $n_9$ |
160,0 |
157,50 |
$+1,56$ |
Đạt |
| $n_{10}$ |
200,0 |
201,60 |
$-0,80$ |
Đạt |
| $n_{11}$ |
250,0 |
252,00 |
$-0,80$ |
Đạt |
| $n_{12}$ |
315,0 |
310,15 |
$+1,53$ |
Đạt |
| $n_{13}$ |
400,0 |
403,20 |
$-0,80$ |
Đạt |
| $n_{14}$ |
500,0 |
504,00 |
$-0,80$ |
Đạt |
| $n_{15}$ |
630,0 |
620,30 |
$+1,53$ |
Đạt |
| $n_{16}$ |
800,0 |
819,00 |
$-2,37$ |
Đạt |
| $n_{17}$ |
1000,0 |
1023,75 |
$-2,37$ |
Đạt |
| $n_{18}$ |
1250,0 |
1260,00 |
$-0,80$ |
Đạt |
Kết quả và đóng góp
- Kết quả tính toán kỹ thuật:
- Hoàn thành thiết kế động học hệ thống truyền dẫn chính gồm 18 cấp tốc độ ($25 \div 1250$ vg/ph) và hệ thống chạy dao gồm 18 cấp ($18 \div 2300$ mm/ph) dẫn động bởi 2 động cơ điện độc lập ($N_c = 7$ kW và $N_{cd} = 1,7$ kW).
- Tối ưu hóa thành công chuỗi số răng bánh răng ăn khớp, đưa toàn bộ sai số vận tốc của 18 cấp tốc độ về giới hạn tiêu chuẩn cho phép (dao động từ $-2,40%$ đến $+1,83%$), triệt tiêu các điểm vượt sai số từng xuất hiện trên máy tham khảo 6H82 (vốn có các cấp sai số lên đến $3,08% \div 4,00%$).
- Xác lập cấu trúc hộp tốc độ tối ưu theo PAKG $3 \times 3 \times 2$ với chỉ 2 bánh răng đặt trên trục chính, giảm tải trọng uốn và mômen xoắn cực đại tác dụng lên trục công tác.
- Thiết kế thành công hộp chạy dao tích hợp mạch phản hồi trung gian $\text{V} \rightarrow \text{IV} \rightarrow \text{VII}$, giúp loại bỏ 1 trục trung gian, tiết kiệm không gian lắp đặt và vật liệu chế tạo.
- Đóng góp kỹ thuật của đồ án:
- Cung cấp quy trình tính toán hệ thống dẫn động máy công cụ bài bản từ khâu phân tích máy chuẩn, lập phương án không gian/thứ tự, vẽ lưới kết cấu, đồ thị vòng quay đến phương pháp BSCNN xác định số răng thực tế.
- Làm sáng tỏ nguyên lý cấu tạo và cơ chế làm việc của các cụm chi tiết đặc thù trong máy phay vạn năng như cụm khử khe hở vít me phay thuận/phay nghịch, cơ cấu chọn trước tốc độ đĩa lỗ và cụm ly hợp an toàn nhiều chức năng.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế của đồ án:
- Các bước tính toán sức bền trục và bánh răng trong khuôn khổ đồ án môn học chủ yếu dựa trên các công thức bán thực nghiệm và kiểm tra tĩnh/mỏi ở chế độ tải danh định, chưa mô phỏng động lực học dao động uốn – xoắn phi tuyến khi máy cắt gọt dưới tải trọng thay đổi đột ngột.
- Các thông số về cơ cấu đĩa lỗ và hành trình tay gạt được tính toán theo kích thước hình học lý thuyết, chưa tiến hành chế tạo mẫu thử nghiệm vật lý để đánh giá độ mòn thực tế của chốt và đĩa sau thời gian dài vận hành.
- Hướng mở rộng:
- Ứng dụng các công cụ mô phỏng phần tử hữu hạn (FEA) để phân tích độ cứng vững tĩnh, dao động riêng và biến dạng nhiệt của trục chính cũng như vỏ hộp tốc độ.
- Nghiên cứu hiện đại hóa hệ dẫn động bằng cách tích hợp biến tần điều khiển vô cấp tốc độ động cơ kết hợp với các hộp số phụ cơ khí để tinh giản hơn nữa kết cấu truyền động.
Giá trị tham khảo
- Đối tượng sử dụng: Sinh viên các ngành Kỹ thuật Cơ khí, Cơ điện tử, Chế tạo máy thực hiện đồ án môn học Thiết kế máy công cụ, Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành máy cắt kim loại hoặc các kỹ sư thiết kế máy công cụ truyền thống.
- Phần nội dung có giá trị tham khảo nổi bật:
- Quy trình và bảng tính toán số răng bánh răng chi tiết theo phương pháp Bội số chung nhỏ nhất (BSCNN) tại Chương II.
- Phương pháp phân tích và xử lý sai số vòng quay của hộp tốc độ đảm bảo điều kiện dung sai công nghiệp.
- Bản vẽ nguyên lý và thuyết minh chi tiết về cơ cấu hiệu chỉnh khe hở trục vít me khi phay thuận và cơ cấu chọn trước tốc độ kiểu đĩa lỗ tại Chương I và Chương IV.
Câu hỏi thường gặp
1. Tại sao đồ án chọn phương án không gian (PAKG) $3 \times 3 \times 2$ cho hộp tốc độ thay vì các phương án $2 \times 3 \times 3$ hay $3 \times 2 \times 3$?
Cả ba phương án đều cho ra 18 cấp tốc độ, cùng tổng số bánh răng ($S_z = 16$), cùng số trục ($S = 4$) và chiều dài sơ bộ ($L = 18b + 19f$). Tuy nhiên, phương án $3 \times 3 \times 2$ chỉ bố trí 2 bánh răng trên trục cuối cùng (trục chính), trong khi hai phương án còn lại bố trí 3 bánh răng. Vì trục chính chịu mômen xoắn cực đại $M_{xmax}$ tại tốc độ thấp nhất $n_{min}$, việc giảm bớt số bánh răng trên trục chính giúp giảm đáng kể tải trọng và kích thước trục, nâng cao độ cứng vững và độ chính xác gia công của máy.
2. Nhược điểm chính về mặt động học của máy tham khảo 6H82 được đồ án chỉ ra là gì?
Máy 6H82 có sai số tốc độ vòng quay thực tế ở một số cấp vượt quá phạm vi dung sai cho phép $[-2,6%; +2,6%]$. Cụ thể, hộp tốc độ có 4 cấp vượt chuẩn ($n_1 = 2,83%$, $n_4 = 4,00%$, $n_7 = 3,24%$, $n_{16} = 3,08%$) và hộp chạy dao có 3 cấp vượt chuẩn ($n_{12} = 2,76%$, $n_{15} = 2,74%$, $n_{18} = 2,76%$).
3. Tác dụng của cơ cấu phản hồi trung gian trong hộp chạy dao là gì?
Cơ cấu phản hồi truyền động ngược từ trục $\text{V} \rightarrow \text{IV} \rightarrow \text{VII}$ thông qua hai cặp bánh răng ($13/45$ và $18/40$) giúp mở rộng phạm vi điều chỉnh tốc độ chạy dao mà không cần bổ sung thêm một trục truyền riêng biệt, từ đó thu gọn kích thước không gian hộp chạy dao và tiết kiệm kim loại chế tạo.
4. Số răng nhỏ nhất của bánh răng ($Z_{min}$) trong hộp tốc độ được chọn bằng bao nhiêu và vì sao?
Số răng nhỏ nhất được chọn là $Z_{min} = 17$ răng. Đây là số răng tối thiểu theo tiêu chuẩn hình học bánh răng thân khai nhằm tránh hiện tượng cắt chân răng khi gia công bánh răng bằng phương pháp bao hình không dịch chỉnh.
5. Cơ cấu hiệu chỉnh khe hở vít me giải quyết vấn đề gì khi phay thuận?
Khi phay thuận, chiều tiến của dao và phôi cùng chiều, lực cắt có xu hướng kéo phôi và bàn máy về phía trước, làm mất tiếp xúc giữa mặt ren vít me và đai ốc, tạo khe hở khiến bàn máy bị giật cục và rung động. Cơ cấu sử dụng trục vít rỗng xẻ rãnh dọc cùng đai ốc phụ và bạc côn để ép khít ren trục vít rỗng vào mặt ren vít me, triệt tiêu hoàn toàn khe hở dọc trục và giữ chuyển động êm.
Kết luận
Đồ án môn học "Thiết kế máy công cụ" của sinh viên Lê Nguyễn Quốc Hoàng đã giải quyết trọn vẹn bài toán tính toán thiết kế động học và kết cấu cho hệ thống truyền dẫn máy phay vạn năng mới dựa trên cơ sở phân tích máy chuẩn 6H82. Hệ thống truyền dẫn mới với 18 cấp tốc độ trục chính ($25 \div 1250$ vg/ph) và 18 cấp lượng chạy dao ($18 \div 2300$ mm/ph) được tối ưu hóa chuẩn xác, đưa toàn bộ sai số vận tốc về phạm vi cho phép $[-2,40%; +1,83%]$. Đồ án cung cấp hệ thống số liệu tính toán chi tiết, phân tích rõ nét các cơ cấu kỹ thuật đặc thù và là tài liệu tham khảo kỹ thuật cơ khí có độ tin cậy cao.
