ĐỒ án CHI TIẾT máy ĐỘNG cơ và PHÂN PHỐI tỷ số TRUYỀN

ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN SỐ 18

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Bảng phân cơng nhiệm vụ nhóm 18:
Nhiệm vụ
Thành viên

Võ Văn Phước

Mai Huỳnh Bá Phúc

Lai Thanh Nhật

Thuyết minh

Bản vẽ

- Tìm hiểu, tính tốn Bánh
răng.
- Vẽ tay bản vẽ A0
- Tính tốn vỏ hộp.
- Tính tốn ổ lăn
- Tìm hiểu, tính tốn
Xích.
- Tính tốn Then
- Tính tốn độ nhớt

- Vẽ tay bản vẽ A0

- Tìm hiểu, tính tốn, thiết

kế Động cơ điện
- Vẽ tay bản vẽ A0
- Tính tốn Trục
- Tính tốn dung sai
- Tính tốn các chi tiết
phụ

Nhóm thành viên thực hiện

GVHD: TS LÊ THẾ TRUYỀN

download by :

1


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN SỐ 18

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

LỜI NÓI ĐẦU
Trong sự nghiệp đổi mới của đất nước, tầm quan trọng của nghành Cơ Khí
nói chung và Cơng Nghệ Chế Tạo Máy nói riêng, giữ vai trị then chốt trong
cơng cuộc Cơng Nghiệp Hóa Hiện Đại Hóa đất nước. Trong bối cảnh đất nước
đang gia nhập WTO thì điều này càng khẳng định.
Mơn học chi tiết máy đóng vai trị rất quan trọng trong chương trình đào tạo
kỹ sư và cán bộ kỹ thuật về nghiên cứu cấu tạo, ngun lý làm việc và phương
pháp tính tốn thiết kế các chi tiết, các thiết bị phục vụ cho các máy móc cơngnơng nghiệp và giao thơng vận tải…
Đồ án mơn học chi tiết máy có sự kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết và thực
nghiệm. Lý thuyết tính tốn các chi tiết máy được xây dựng trên cơ sở những

kiến thức về toán học, vật lý, cơ học lý thuyết, nguyên lý máy, sức bền vật liệu
vvv… được chứng minh và hồn thiện qua thí nghiệm và thực tiễn.
Đồ án môn học chi tiết máy là một trong các đồ án có tầm quan trọng nhất
đối với một sinh viên nghành Cơ Khí. Đồ án giúp cho sinh viên hiểu những kiến
thức cơ bản về cấu tạo, nguyên lý làm việc và phương pháp tính tốn thiết kế các
chi tiết có cơng dụng chung, nhằm bồi dưỡng cho sinh viên khả năng giải quyết
những vấn đề tính tốn và thiết kế các chi tiết máy, làm cơ sở để vận dụng vào
việc thiết kế máy sau này.
Đây là lần đầu nhóm em làm đồ án, nên sẽ khơng tránh khỏi những sai xót,
em mong nhận được sự góp ý và chỉ bảo thêm của thầy và các bạn.
Đồ án này được thực hiện trong 15 tuần, gồm 3 thành viên, khối lượng công
việc sẽ được phân đều cho các thành viên trong nhóm. Đồ án này sẽ khơng được
hồn thành nếu khơng có sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của thầy T.S Lê Thể
Truyền và sự giúp đỡ của các bạn trong lớp. Qua đây em cũng xin gửi lời cảm ơn
sâu sắc đến thầy T.S Lê Thể Truyền đã tận tình giúp đỡ nhóm em hồn thành đồ
án.

GVHD: TS LÊ THẾ TRUYỀN

download by :

2


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN SỐ 18

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………

TPHCM, Ngày……tháng…..năm 2016
Giảng viên hướng dẫn

GVHD: TS LÊ THẾ TRUYỀN

download by :

3


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN SỐ 18

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

MỤC LỤC
Trang
BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ……………………………………………………1
LỜI NÓI ĐẦU …………………………………………………………………………2
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN………………...……………………………………3
MỤC LỤC ………………………………………………………………………….. …4
CHƯƠNG I: TÌM HIỂU HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG BĂNG TẢI……...
……………………………………………………………………………….7
I.1 Động cơ điện …………………………………………………………………..7
I.2 Nối trục đàn hồi ………………………………………………………….........8
I.3 Hộp giảm tốc …………………………………………………………………..8
I.4 Bộ truyền xích……………………………………………………………….…9
I.5 Băng tải………………………………………………………………………...9
CHƯƠNG II: ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ
TRUYỀN…………………………………………………………………………...….10
II.1. Chọn động cơ điện.……………………………………….............................10

II.2. Phân phối tỷ số truyền cho hệ thống………………………………………..11
II.3. Tổng kết đặc tính của hệ…………………………………………………....12
Bảng thống kê……………….…………………………………………………...13
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH…………………………………...14
III.1. Chọn loại xích ống con lăn…………………..…………………………….14
III.2. Chọn số răng của đĩa xích………………………………………………....14
III.3. Tính số răng đĩa xích lớn (bị dẫn)..………………………………………..14
III.4. Xác định các hệ số điều kiện sử dụng xích, hệ số K.……………………...14
III.5. Tính cơng suất tính tốn Pt……………………………………….………..15
CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG………………………….18
A. Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng 2 cấp nhanh............................18
B. Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng 2 cấp chậm……………………..25
CHƯƠNG V: TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC…………………………………….31
V.1 Chọn vật liệu cho trục……………………………………………….………31
V.2 Tính tốn thiết kế trục và độ bền……………………………………….…....31

GVHD: TS LÊ THẾ TRUYỀN

download by :

4


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN SỐ 18

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

V.2.1 Tính đường kính sơ bộ của trục………………………………………...31
V.2.2 Tính gần đúng trục……………………………………………………...32
V.2.3 Phân tích lực tác dụng lên bộ truyền…………………………………...33

V.2.3.1 Bộ truyền cặp bánh răng cấp nhanh……………………………….33
V.2.3.2 Bộ truyền cặp bánh răng cấp chậm………………………………..34
V.2.4 Tính Momen lực………………………………………………………..35
V.2.5 Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi………………………………….43
CHƯƠNG VI :TÍNH TỐN THIẾT KẾ THEN……………………………………49
VI.1 Trục 1…………………….…………………………………………………49
VI.2 Trục 2……………………………………………………………………….50
VI.3 Trục 3……………………………………………………………………….51
Bảng tổng kết…………………………………………………………………….53
CHƯƠNG VII : THIẾT KẾ Ổ LĂN………………..……………………………….54
VII.1 Trục đầu vào (trục I)……………………………………………………….54
VII.2 Trục trung gian (trục II)……………………………………………………56
VII.3 Trục đầu ra (trục III)……………………………………………………….59
VII.4 Bôi trơn ổ lăn………………………………………………………………62
VII.5 Che chắn ổ lăn……………………………………………………………..62
VII.6 Cố định trục theo phương pháp dọc trục…………………………………..62
CHƯƠNG VIII : THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC…………………..……….…..63
VIII.1 Chọn bề mặt ghép nắp và thân………..…………………………………..63
VIII.2 Các kích thước cơ bản của vỏ hộp………………………………………..63
CHƯƠNG IX: CÁC CHI TIẾT PHỤ……………………………………………….66
IX.1.Vòng chắn dầu..............................................................................................66
IX.2. Chốt định vị……………………………………………………………….66
IX.3. Nắp quan sát................................................................................................67
IX.4. Nút thơng hơi..............................................................................................67
IX.5. Nút tháo dầu................................................................................................68
IX.6 Que thăm dầu...............................................................................................69
IX.7 Vịng phớt....................................................................................................69

GVHD: TS LÊ THẾ TRUYỀN

download by :

5


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN SỐ 18

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

CHƯƠNG X: DUNG SAI LẮP GHÉP……………………………………………..71
X.1 Dung sai lắp ghép bánh răng.........................................................................70
X.2 Dung sai lắp ghép ổ lăn.................................................................................70
X.3 Dung sai lắp ghép then..................................................................................72
X.4 Dung sai lắp ghép vòng chắn đầu..................................................................73
CHƯƠNG XI: BÔI TRƠN HỘP GIẢM TỐC……………………………………...74

TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………….75

GVHD: TS LÊ THẾ TRUYỀN

download by :

6


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN SỐ 18

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

CHƯƠNG I: TÌM HIỂU HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG BĂNG TẢI

- Sơ đồ hệ thống dẫn động băng tải:

- Hệ thống dẫn động thùng trộn gồm:
1- Động cơ điện 3 pha không đồng bộ
2- Nối trục đàn hồi
3- Hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp khai triển
4- Bộ truyền xích ống con lăn
5- Băng tải
- Nguyên lý hoạt động của sơ đồ: Khi động cơ quay truyền động qua khớp nối tới
hộp giảm tốc tác động qua cặp bánh răng cấp nhanh rồi qua cấp chậm đến bộ
truyền xích qua trục công tác làm quay trục công tác dẫn đến băng tải hoạt động.
I.1. Động cơ điện
Động cơ điện là thiết bị cung cấp momen cho hệ thống dẫn động hoạt động, chọn
động cơ điện để dẫn động máy móc hoặc thiết bị công nghệ là giai đoạn đầu tiên
trong quá trình tính toán thiết kế máy. Muốn chọn đúng động cơ cần hiểu rõ đặc
tính và phạm vi sử dụng của từng loại, đồng thời cần chú ý đến các yêu cầu lam
việc cụ thể của thiết bị được dẫn động.
Phân loại động cơ điện:
GVHD: TS LÊ THẾ TRUYỀN

download by :

7


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN SỐ 18

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

a. Động cơ điện một chiều

- Ưu điểm: dễ dàng thay đổi trị số momen và vận tốc góc trong phạm vi rộng.
Đảm bảo khởi động êm, hãm và đảo chiều dễ dàng, do đó được dùng rộng rãi
trong các thiết bị vận chuyển.
- Nhược điểm: giá thành đắt, khó tìm kiếm trên thị trường, phải tăng thêm vống
đầu tư để đặt các thiết bị chính lưu.
b. Động cơ điện xoay chiều
Bao gồm hai loại: một pha và ba pha
- Động cơ một pha: có công suất tương đối nhỏ nên thuận tiện cho các dụng cụ
gia đình.
- Động cơ ba pha đồng bộ:
+ Ưu điểm: hiệu suất và cosφ cao, hệ số quá tải lớn.
+ Nhược điểm: thiết bị tương đối phức tạp, giá thanh tương đối cao.
- Động cơ điện ba pha không đồng bộ:
+ Động cơ không đồng bộ roto dây quấn: cho phép thay đổi vận tốc trong
phạm vi nhỏ (khoảng 5%) , nhưng hệ số công suất thấp, giá thành cao, kích
thước và vận hành phức tạp.
+ Động cơ không đồng bộ roto ngắn mạch: kết cấu đơn giản, giá thành tương
đối rẻ, dễ bảo quản, làm việc tin cậy, có thể mắc trực tiếp vào lưới điện ba pha
không cân biến đổi dòng điện
Nhược điểm: Hiệu suất và hệ số công suất thấp, không điều chỉnh được vận
tớc.
Chọn loại động cơ: Nhờ có ưu điểm cơ bản,dễ dàng tìm kiếm trên thị
trường,động cơ điện ba pha không đồng bộ roto ngắn mạch được sử dụng rất phổ
biến trong các nghành công nghiệp,nên ta chọn loại động cơ này.
I.2 Nối trục đàn hồi
Khớp nối đàn hồi làm nhiệm vụ truyền chuyển động giữa 2 trục, nối các trục
ngắn thành trục dài, khớp nối cịn có tác dụng đóng mở các cơ cấu (ly hợp) ngăn
ngừa quá tải giảm tải trọng động, bù sai lệch các trục. Tỷ số truyền qua khớp nối
bằng 1.
I.3 Hộp giảm tốc

- Khái niệm: hộp giảm tốc là hệ thống truyền động ăn khớp trực tiếp gồm các bộ
truyền bánh răng cấp nhanh và cấp chậm được gắn trên các trục, trong hộp kín có
tỷ số truyền khơng đổi, dùng để giảm tốc và tăng mômen xoắn đến trục công tác.
GVHD: TS LÊ THẾ TRUYỀN

download by :

8


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN SỐ 18

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

- Đặc điểm của hộp giảm tốc 2 cấp đồng trục:
+ Ưu điểm: kích thước chiều dài nhỏ nên giảm trọng lượng, do đó kích thước nhỏ
gọn hơn so với các hộp giảm tốc khác.
+ Nhược điểm:
- Khả năng tải cấp nhanh chưa dùng hết vì tải trọng tác dụng vào cấp chậm
nhiều hơn so với cấp nhanh rất nhiều trong khi khoảng cách trục 2 cấp lại bằng
nhau.
- Hạn chế khả năng chọn phương án bố trí vì chỉ có một trục đầu vào và một
trục đầu ra.
- Khó bôi trơn bộ phận ổ trục ở giữa hộp.
- Kết cấu ổ phức tạp do có ổ đỡ bên trong hộp.
- Trục trung gian lớn do khoảng cách các ổ đỡ lớn, do đó muốn đảm bảo trục
đủ bền và cứng cần phải tăng đường kính trục.
- Kích thước chiều rộng lớn.
I.4 Bộ truyền xích ống con lăn
- Khái niệm: Tải trọng động được truyền từ trục dẫn động sang trục bị dẫn nhờ

vào sự ăn khớp giữa các mắt xích với răng của đĩa xích.
- Ưu điểm:
+ Khơng có hiện tượng trượt, hiệu suất cao hơn, có thể làm việc khi có q tải
đột ngột.
+ Khơng địi hỏi phải căng xích,lực tác dụng lên trục và ổ nhỏ hơn.
+ Kích thước bộ truyền nhỏ hơn bộ truyền đai,nếu truyền cùng cơng suất và số
vịng quay.
+ Bộ truyền xích truyền cơng suất nhờ vào sự ăn khớp giữa các xích và bánh
xích, do đó góc ơm khơng có vị trí quan trọng như bộ truyền đai.
- Nhược điểm:
+ Sự phân bố của các nhánh xích trên đĩa xích khơn theo đường trịn mà theo
hình đa giác, do vậy cần phải có bộ điều chỉnh xích.
+ Bố trí sau hộp giảm tốc nên vận tốc tối đa trên các trụ nhỏ v < 15m/s
I.5 Băng Tải
Bộ công tác của băng tải (5) dùng để vận chuyển vật liệu dạng rời, dạng kiện
theo một tuyến xác định.
GVHD: TS LÊ THẾ TRUYỀN

download by :

9


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN SỐ 18

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

CHƯƠNG II: ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỂN
II.1 Chọn động cơ điện:
a, Chọn hiệu suất của hệ thống:

ɳ=ɳ k × ɳ br 2 × ɳ x ×ɳ ol 4

Trong đó:
ɳ k =0,99 hiệu suất khớp nối với đàn hồi
ɳ br =0,97 hiệu suất bộ truyền bánh tải răng trụ

ɳ x =0,93 hiệu suất bộ truyền xích
ɳ ol =0,99 hiệu suất 1 cặp ổ lăn

Vậy: ɳ=ɳ k × ɳ br 2 × ɳ x ×ɳ ol4 =0,99 ×0,97 2 × 0,93× 0,994 =0,8321
b, Tính cơng suất tính tốn:
-

Cơng suất tính tốn:
Pt =Ptđ =P max × √ ¿ ¿ ¿

-

Cơng suất cần thiết:
Pct =

Pt 4,889
=
=5,87( kW )
ɳ 0,8321

c, Xác định số vòng quay sơ bộ:
-

Số vòng quay sơ bộ của trục cơng tác (băng tải)
v bt =

π × nbt × D
60000

Nên:
n bt =

-

v bt ×60000 0,75 ×60000
=
=35,828(vịng / phút)
π ×D
3,14 × 400

Chọn tỉ số truyền sơ bộ:
+ Tỉ số truyền hộp giảm tốc: uh =10
+ Tỉ số truyền của bộ xích: u x =4
+ Tỉ số truyền của hệ:

u sb =uh ×u x =10 ×4=40

Vậy số vòng quay sơ bộ của động cơ là:

n sb=nbt ×u sb =35,828 × 40=1433,12(vịng/ phút)

Vậy các thông số sơ bộ để chọn động cơ là:
Pct =5,87 kW

GVHD: TS LÊ THẾ TRUYỀN

download by :

10


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN SỐ 18

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
n sb =1433,12 vòng/ phút

d, Chọn động cơ: Dùng tài liệu [1] và tra bảng
Mã số: 4A132S4T3 có:
Pđc =7,5 kW

n đc=1455( vòng / phút)
ɳ=87.5 %

II.2 Phân phối tỉ số truyền:
-

Tỉ số truyền của hệ dẫn động là:
uch =

nđc 1455
=
=40,61
n bt 35,828

Trong đó:
-

+ n đc=1455( vịng / phút) số vịng quay của động cơ
+ n bt=35,828( vòng/ phút) số vòng quay trục công tác
Phân bố tỉ số truyền như sau:
+ Tỉ số truyền của bộ truyền xích là: u x =4
+ Tỉ số truyền của hộp giảm tốc là:
uh =

u ch 40,61
=
=10,15
ux
4

Gọi: un là tỉ số truyền bánh răng cấp nhanh
uc là tỉ số truyền bánh răng cấp chậm
uh =un × uc

Tra bảng tỉ số truyền cho các cấp bánh răng trong hộp giảm tốc hai
cấp bánh răng trụ tài liệu [1]:
+ un = 3,83
+ uc = 2,61
+ ux = 4

II.3 Tổng kết đặc tính của hệ:
-

Cơng suất trên các trục:
+ Trục cơng tác (T4):
P4 =Pct=

F × v 6800× 0,75
=
=5,1(kW )
1000
1000

+ Trục ra hộp giảm tốc (T3):
P3 =

P4
5,1
=
=5,54 (kW )
ɳ x ×ɳ ol 0,93 ×0,99

+ Trục vào hộp giảm tốc (T2):
GVHD: TS LÊ THẾ TRUYỀN

download by :

11


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN SỐ 18

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

P 2=

P3
5,54
=
=5,77 (kW )
ɳ br ×ɳ ol 0,97 ×0,99

+ Trục vào hộp giảm tốc (T1):
P1=

-

P2
5,77
=
=6,01( kW )
ɳ br ×ɳ ol 0,97 ×0,99

Tốc độ quay trên các trục:
+ Tốc độ quay trên trục I là:

n1 =nđc =1455(vòng/ phút )

+ Tốc độ quay trên trục II là:
n2 =

n 1 1455
=
=379,9( vòng/ phút)

u n 3,83

+ Tốc độ quay trên trục III là:
n3 =

n 2 379,9
=
=145,56(vòng / phút)
u c 2,61

+ Tốc độ quay trên trục IV là:
n 4=

-

n3 145,56
=
=36,39( vòng/ phút)
ux
4

Momen xoắn trên các trục:
+ Cơng thức tính momen trên các trục:
T=

9,55 ×106 × P
(N . mm)
n

Trong đó:

P: cơng suất (kW)
n: số vịng quay (vịng/phút)
+ Momen xoắn trên trục động cơ:
6

T đc =9,55 ×10 ×

Pđc
7,5
6
=9,55 × 10 ×
=49226,8 ( N . mm )
n đc
1455

+ Momen xoắn trên trục I là:
T 1=9,55 ×106 ×

P1
6,01
=9,55 ×106 ×
=39447,1( N . mm)
n1
1455

+ Momen xoắn trên trục II là:
T 2=9,55 ×106 ×

P2
5.77

=9,55 ×106 ×
=145047,4(N . mm)
n2
379,9

+ Momen xoắn trên trục III là:

GVHD: TS LÊ THẾ TRUYỀN

download by :

12


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN SỐ 18

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
6

T 3=9,55 ×10 ×

P3
5,54
6
=9,55 ×10 ×
=363472,1( N . mm)
n3
145,56

+ Momen xoắn trên trục IV là:

6

T 4=9,55× 10 ×

P4
5,1
6
=9,55 ×10 ×
=1338417,1(N . mm)
n4
36.39

Bảng thống kê:
Trục
Thơng số

Động cơ

Tỷ số truyền u

I
1

II
4,79

III
2,92

Cơng tác

3

Số vịng quay n
(vịng/phút)

1455

1455

379,9

145,56

36,39

Cơng suất P (kW)

7,5

6,01

5,77

5,54

5,1

Mơ men (N.mm)

49226,8

39447,1

145047,4

363472,1 1338417,1

GVHD: TS LÊ THẾ TRUYỀN

download by :

13


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN SỐ 18

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

CHƯƠNG III: BỘ TRUYỀN XÍCH
Tính tốn bộ truyền xích với các số liệu sau:
-

Cơng suất: P = 5,54 kW
Số vịng quay bánh dẫn: n3 = 145,56 vịng/phút
Hệ số truyền xích: ux = 4
Hệ thống quay một chiều, làm việc 2 ca, tải va đập nhẹ, bơi trơn nhỏ
giọt

III.1 Chọn loại xích ống con lăn
III.2 Chọn số răng của đĩa xích dẫn theo cơng thức:

z 1=29−2× ux =29−2 × 4=21(răng)

Chọn bánh răng nhỏ là 21 răng
III.3 Tính số răng của đĩa xích lớn (bị dẫn):
z 2=u x × z 1=4 × 21=84 (răng)

Chọn bánh răng lớn 84 răng
III.4 Xác định các hệ số điều kiện sử dụng xích, hệ số K theo cơng thức
(5.22) – Tài liệu [3]:
K= K r × K a × K o × K dc × K b × K lv =1,2 ×1 ×1 ×1 ×1× 1,12=1,344

Trong đó:
+ Kr là hệ số tải trọng động (tải có va đập thì K r =1,2÷ 1,5)
xích (Ka = 1)

+ Ka là hệ số xét đến ảnh hưởng của khoảng cách trục hay chiều dài
+ Ko là hệ số xét đến ảnh hưởng của cách bố trí bộ truyền (Ko = 1)

xích (Kdc = 1)

+ Kdc là hệ số xét đến ảnh hưởng của khả năng điều chỉnh lực căng
+ Kb là hệ số xét đến điều kiện bôi trơn (bôi trơn nhỏ giọt Kb = 1)
+ Klv là hệ số xét đến chế độ làm việc (làm việc 2 ca Klv = 1,12)
Hệ số vòng quay Kn:
K n=

n 01
200
=
=1,37

n3 145,56

GVHD: TS LÊ THẾ TRUYỀN

download by :

14


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN SỐ 18

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Hệ số xét đến ảnh hưởng số răng đĩa xích Kz:
K z=

z 01 25
= =1,19
z 1 21

Chọn xích 1 dãy: Kx = 1
III.5 Tính cơng suất tính tốn Pt:
Pt =

K × K z × K n × P 1,344 ×1,37 × 1,19× 5,54
=
=12,139( kW )
Kx
1

Theo bảng (5.4) – Tài liệu [3] tra theo cột n01 = 200 vòng/phút ta chọn bước xích
pc = 31,75 mm
III.6 Theo bảng (5.2) – Tài liệu [3] số vịng quay tới hạn tương ứng bước
xích pc = 31,75 mm là 630 vòng/phút nên điều kiện n = 145,56 vòng/phút <
nth = 630 vòng/phút thỏa điều kiện
III.7 Xác định vận tốc trung bình v (m/s) của xích theo cơng thức (5.10) –
Tài liệu [3]:
v=

π × d × n n× z × p c 145,56 ×21 ×31,75
=
=
=1,62(m/ s)
60000
60000
60000

Lực vịng có ích là:
F t=

1000 × P 1000× 5,54
=
=3419,75(N )
v
1,62

III.8 Tính tốn kiểm nghiệm bước xích pc theo cơng thức (5.26) – Tài liệu [3]
với [po] chọn theo bảng (5.3); [po] = 29 Mpa

√

pc ≥ 600 × 3

√

P×K
5,54 × 1,344
=600 × 3
=26,277(mm)
21×145,56
× 29× 1
z1 ×n 3 × [ p o ] × K x

Vậy điều kiện pc = 31,75 mm > 26,277 mm thỏa
III.9 Chọn khoảng cách trục sơ bộ a=( 30 ữ50 ) ì p c =40 ì31.75=1270 mm
S mắc xích X theo cơng thức (5.8) – Tài liệu [3]:
X=

L 2× a z 1 + z 2
=
+
+¿
pc
pc
2

Chọn X = 136 mắt xích
Chiều dài xích:
L= p c × X =31,75 ×136=4318(mm)

Tính chính xác khoảng cách truy theo cơng thức (5.9) – Tài liệu [3]:
GVHD: TS LÊ THẾ TRUYỀN

download by :

15


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN SỐ 18

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
a=0,25 × pc ׿

Chọn a = 1226 mm (giảm (0,002 ÷ 0,004)× a ¿
III.10 Số lần va đập trong 1s theo cơng thức (5.27) – Tài liệu [3]:
i=

z 1 × n3 21× 145,56
=
=1,5 ≤ [ i ] =16 (trabảng 5.6)
15 × X
15 ×136

Kiểm tra xích theo chế độ an tồn theo công thức 5.28 – Tài liệu [3]
s=

Q
88500
=
=23,92≥ [ s ] =( 7,8÷ 9,4)

F 1+ F v + F o 3419,75+ 6,156+274,2

Trong đó:
Tài liệu [1]

+ Q là tải trọng phá hủy cho phép của xích, tra theo bảng (5.2) –

+ s là hệ số an toàn cho phép, phụ thuộc vào số vịng quay và bước
xích chọn trong bảng (5.7) – Tài liệu [3]
+ Lực trên nhánh căng: F1 = Ft = 3419,75 N
Tài liệu [3]:

+ Lực căng do lực li tâm gây nên xác định theo công thức (5.16) –
F v =q m × v =3,8× 1,62=6,156(N )

qm là khối lượng của 1m xích (kg/m) tra bảng (5.2) – Tài liệu

[1]
Tài liệu [3]:

+ Lực căng ban đầu của xích Fo xác định theo cơng thức (5.17) –
F o=K f × a × qm × g=6 ×1,226 ×3,8 × 9,81=274,2( N )

a là chiều dài đoạn xích tự do gần bằng khoảng cách trục

(m)

g là gia tốc trọng trường (m/s2)
Kf là hệ số phụ thuộc vào độ võng của xích (Kf = 6 khi xích

nằm ngang)

III.11 Tính lực tác dụng lên trục theo công thức (5.19) – Tài liệu [3]:
F r=K m × F t =1,15 ×3419,75=3932,71( N )

Trong đó:
+ Km là hệ số trọng lượng xích (Km = 1.15 khi xích nằm ngang)

GVHD: TS LÊ THẾ TRUYỀN

download by :

16


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN SỐ 18

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

III.12 Đường kính đĩa xích:
d 1=

pc × z 1 31,75 ×21
=
=212,34 (mm)
π
3,14

d 2=

pc × z 2 31,75 ×84
=
=849,36(mm)
π
3.14

d a 1=d 1+0,7 × p c =212,34+ 0,7 ×31,75=234,565(mm)
d a 2=d 2+ 0,7× pc =849,36+ 0,7 ×31,75=871,585(mm)

CHƯƠNG IV: BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
A. Bộ truyền bánh răng trụ nghiêng hai cấp
Thông số đầu vào: công suất P1 = 6,01 (kW), moment xoắn T 1 = 39447,1
(N.mm), T 2=145047,4 ( N . mm ) , số vòng quay n1 = 1455 vg/ph, tỷ số truyền
uh = 10,15, un = 3,83;uc = 2,61
Hệ thống quay một chiều, làm việc 2 ca (1 năm làm việc 300 ngày,1 ca có
8 giờ)
IV.1 Chọn vật liệu:
Tra ở bảng 6.1/Trang 92 – Tài liệu [1]
GVHD: TS LÊ THẾ TRUYỀN

download by :

17


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN SỐ 18

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

IV.2 Bánh nhỏ:

Nhãn hiệu thép : Thép 45
Phương pháp nhiệt luyện : Tơi cải thiện
Độ cứng: HB1 = HB2+(30÷50) =270
σ 0 Hlim 1=2 HB 1+70=610 Mpa
σ 0 Flim1=1.8 HB 1=486 MPa

Giới hạn bền : σ b=850 MPa
Giới hạn chảy : σ ch=580 MPa
IV.3 Bánh lớn
Nhãn hiệu thép : Thép 45
Phương pháp nhiệt luyện : Tôi cải thiện
Độ cứng HB2 = 240
σ 0 Hlim2=2 HB 2+70=550 MPa
σ 0 Flim2=1.8 HB 2=432 MPa

Giới hạn bền : σ b=750 MPa
Giới hạn chảy : σ ch=450 MPa
IV.4 Tính cho bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng Z1 – Z1 (cấp nhanh)
IV.4.1 Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép [σH] và ứng suất uốn cho phép
[σF]:
- Ứng suất tiếp xúc cho phép : (6.33 trang 220-Tài liệu [3]):
+ Số chu kỳ làm việc cơ sở:
2.4

2.4

N HO 1=30 HB1 =30 ×240 =1.55 ×10
2.4

2.4

7

N HO 2=30 HB2 =30 ×270 =2.05 ×10

7

Lh=7 × 300× 2× 8=33600 ( Tổng số giờ làm việc )

+ Tải thay đổi theo bậc: N HE=60 c ∑
N HE 1=60 ×1 ×1455 ×

( )

Ti 3
nt
T max i i

[( ) ( ) ]
T
T

3

78 0.9 T
+
136
T

3

58
8
× 33600=10.6 ×10 ( chu kỳ )
136

GVHD: TS LÊ THẾ TRUYỀN

download by :

18


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN SỐ 18

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

[( ) ( ) ]
3

1
T
N HE 2=60 ×
× 379.9×
3.83
T

kỳ )

78

0.9 T
+
136
T

3

58
7
×33600=7.23 × 10
136

( chu

+ s H =1.1 ( Tra ở bảng 6.13/Trang 220 – Tài liệu [3])
+ Hệ số tuổi thọ: Vì NHE1 ≥ NHO1 , NHE2 ≥NHO2 cho nên khi tính tốn lấy giá trị NHO1
, NHO2 tính tốn và: KHL1 = KHL2 =1

[ σ H 1 ]=σ 0 Hlim1

0.9 K HL1
0.9 ×1
=610 ×
=499.1 MPa
sH
1.1

[ σ H 2 ]=σ 0 Hlim2

0.9 K HL2

0.9 ×1
=550 ×
=450 MPa
sH
1.1

[ σ H ]=
- Ứng suất uốn cho phép [ σ F ]:
NFE3 = 60 ×1 ×1455
NFE4 = 60 ×

√

2

2

499.1 +450
=475.2 MPa
2

[( ) ( ) ]
[( ) ( ) ]
T
T

6

78
0,9 T

+
136
T

1
T
× 379.9
3.83
T

6

6

58
x 33600 = 2.35 ×10 9 ( chu kỳ )
136

78
0,9T
+
136
T

6

58
x33600 = 1.6×10 8 ( chu kỳ )
136

N FO=5 ×106 đối với các loại thép.

+ Hệ số tuổi thọ [ K FL ]
và: KFL1 = KFL2 =1

Vì NFE ≥ NFO nên khi tính tốn lấy giá trị NFO tính tốn

+ Hệ số K FC =1 động cơ quay 1 chiều

[σ F1]=

σ 0 Flim1 K FC K FL1 486 × 1× 1
=
=277.7 MPa
sF
1.75

[ σ F2] =

σ 0 Flim 2 K FC K FL 2 432 ×1 ×1
=
=246.85 MPa
sF
1.75

Tính theo độ bền tiếp xúc:

[ σ H ]=

O

σ Hlim . K HL Z R Z V K xH
SH

Các thông số xác định theo trang 222 Tài liệu [3]:
Hệ số xét ảnh hưởng của độ nhám bề mặt: Z R = 0,9
Hệ số xét ảnh hưởng của vận tốc vịng: Z v =0.85 v 0.1 =0.85 ×3.930.1 =0.97
GVHD: TS LÊ THẾ TRUYỀN

download by :

19


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN SỐ 18

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Hệ số xét đến ảnh hưởng của điểu kiện bôi trơn: K l = 1
Hệ số xét ảnh hưởng của kích thước răng:

√

K xH 1= 1.05−

d1
10

4

√

= 1.05−

51.55
=1.02
4
10

√

K xH 2= 1.05−

[ σ H 1 ]=

[ σ H 2 ]=

d2
10

4

√

= 1.05−

198.45
=1.01
4
10

σ 0 Hlim1 K HL1 Z R Z V K xH 1 610 ×1× 0.9 ×0.97 × 1.02
=
=493.8 MPa
SH
1.1

σ 0 Hlim 2 . K HL2 Z R Z V K xH 2 550× 1× 0.9 ×0.97 ×1.01
=
=445.23 MPa
SH
1.1

IV.4.2 Chọn ứng suất tiếp xúc theo bánh bị dẫn [ σ H ] :

[ σ H ]=[ σ H 2 ]=445.23 MPa
IV.4.3 Chọn hệ số chiều rộng vành răng Ψ ba theo tiêu chuẩn :
- Tra bảng ( 6.15/Trang 228 – Tài liệu [3] )
Chọn Ψ ba =0.4 ( 0.25 ÷ 0.4 )
Ψ bd =

Ψ ba( un +1) 0,4 ×(3,83+1)
=
=0,966
2
2

Tính và chọn sơ bộ K H =K Hβ=1,0766 theo bảng 6.4/Trang 208 – Tài liệu [3].
IV.4.4 Tính khoảng cách trục a w
aw1 = 43(un +1)×

√
3

T 1. K

Hβ

ψ ba . ¿ ¿

¿

- Chọn aw1 =125 mm theo tiêu chuẩn ở (trang 229 – Tài liệu [3])
IV.4.5 Tính mơđun m :
m=( 0.01 ÷ 0.02 ) aw 1=(1.25÷ 2.5)

- Chọn m=2.5 mm theo tiêu chuẩn trang 195 – Tài liệu [3].
IV.4.6 Tính số răng z 1 ; z 2:
- Từ điều kiện 200 ≥ β ≥ 80
2 aw 1 × cos ( 80 )
2 aw 1 cos ( 200 )
≥
z
≥
Suy ra:
1
m ( u n+1 )
m ( un +1 )

GVHD: TS LÊ THẾ TRUYỀN

download by :

20


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN SỐ 18
¿≫

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
0

0

2 ×125 ×cos ⁡(8 )
2 ×125 × cos ⁡( 20 )
≥ z1 ≥
2.5 ×(3.83+1)
2.5 ×(3.83+ 1)

Suy ra: 20.5 ≥ z 1 ≥19.45
- Ta chọn z 1=20 r ă ng=≫ z 2=z 1 ×un =76.6=≫ z 2=77 r ă ng
- Góc nghiêng răng: β=arccos

( z 1+ z 2 ) m ( 20+77 ) × 2.5
2 a w1

=

2 ×125

=14.070

IV.4.7 Xác định lại tỉ số truyền :
u 'n =

z 2 77
= =3.85
z 1 20

IV.4.8 Xác định các kích thước bộ truyền :
- Đường kính vịng chia :
m z1

2.5 ×20
=51.55 mm
0
cos ⁡(14.07 )
m z2
2.5 ×77
=198.45 mm
Bánh bị dẫn : d 2= cos ⁡( β) =
0
cos ( 14.07 )

 Bánh dẫn : d 1= cos ⁡(β) =


- Đường kính vịng lăn.
 Bánh dẫn : d w 1=d1 =51.55 mm

 Bánh bị dẫn : d w 2=d 2=198.45 mm
- Đường kính vịng đỉnh :
 Bánh dẫn : d a 1=d 1+2 m=56.55 mm
 Bánh bị dẫn : d a 2=d 2+2 m=203.45 mm
- Đường kính vịng đáy :
 Bánh dẫn: d f 1=d 1−2.5 m=45.3 mm
 Bánh bị dẫn :d f 2=d 2−2.5 m=192.2 mm
- Đường kính vòng cơ sở :
 Bánh dẫn : d b 1=d w1 cos ( α w ) =48.44 mm
 Bành bị dẫn :d b 2=d w 2 cos ( α w ) =186.48 mm
-Chiều rộng vành răng :
 Bánh dẫn : b 1=b2 +5=55 mm
 Bánh bị dẫn : b w =b2 =Ψ ba aw 1=0.4 × 125=50 mm
- Góc biên dạng : Chọn α 2=a w =200
GVHD: TS LÊ THẾ TRUYỀN

download by :

21


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN SỐ 18

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

- Góc ăn khớp: Tgα tw =tgα t =

0

tg (20 )

tgα
=
cosβ cos ⁡(14.0 7 0)
¿ ≫ α tw =20.57

0

IV.4.9 Tính υ và chọn cấp chính xác :
υ 1=

π d 1 n1 π ×51.55 ×1455
=
=3.93 m/s
60000
60000

- Chọn cấp chính xác là “9” theo ( bảng 6.3/Trang 203 – Tài liệu [3])
IV.4.10 Xác định giá trị lực tác dụng lên bộ truyền :
Lực vịng: F t 1=

2T 1 2 ×39447.1
=
=1530.44 N =Ft 2
d w1
51.55

Lực dọc trục: F a 1=F a2 =F t 1 tan ( β )=1530.44 × tg ( 14.0 7 0 )=383.57 N
Lực hướng tâm: F r 1=F r 2=

F t 1 . tan ⁡(α ) 1530.44 × tan ⁡(20)

=
=574.26 N
0
cos ⁡( β )
cos ⁡(14.07 )

IV.4.11 Xác định σ H :
- Công thức ( 6.63/Trang 227– Tài liệu [3])
σ H=

-

√

Z M Z H Z ε 2 T 1 K H (u' n+ 1)
≤ [σ H ]
dw 1
bw u ' n

b w là chiều rộng vành răng
ε α là hệ số trùng khớp ngang có giá trị từ 1.2 ÷ 1.9
Z ε là hệ số xét đến ảnh hưởng của tổng chiều dài tiếp xúc :

Z ε=

[

ε α = 1.88−3.2×(

]

√

4−ε α
=0.87
3

1 1
+ )× cos ⁡( β) =1.68(trang 105- Tài liệu [1])
z1 Z 2

Z M - Hệ số xét đến cơ tính vật liệu

Vật liệu thép nên E1=E 2=2.1 ×105 MPa; μ1=μ 2=0.3;
khi đó Z M =275 MPa
Với E1 ; E2 – mơ đun đàn hồi của vật liệu chế tạo bánh răng dẫn và bị dẫn.
μ1 ; μ 2– hệ số Poisson cảu vật liệu chế tạo cặp bánh răng.
Z H – là hệ số xét đến hình dạng bề mặt tiếp xúc.

GVHD: TS LÊ THẾ TRUYỀN

download by :

22


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN SỐ 18
ZH=

Với α w =α=20 0

σ H=

√

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

√

2
2
=
=1.76
sin ⁡(2 α w )
sin ⁡(2 ×20)

√

2× 39447.1× 1.0766×(3.85+1)
275 ×1.76 ×0.87
×
=377.87 MPa
51.55
50× 3.85

σ H =377.87 MPa ≤ [ σ H ] =445.23 MPa

- bánh răng đủ bền tiếp xúc
IV.4.12 Chọn hệ số tải trọng động :
- K Fαtheo công thức 6.27/Trang 212 – Tài liệu [3]
K Fα =

4+(ε α −1)(n cx−5) 4+(1.68−1)×(9−5)
=
=1
4 εα
4 × 1.68

+ Với n cxlà cấp chính xác bộ truyền
- Chọn hệ số K HV =1.22115 ; K FV =1.17185theo ( bảng 6.5/Trang 210 – Tài liệu
[3])
IV.4.13 Tính các hệ số răng Y F 3 ;Y F 4:
- Công thức 6.80/Trang 233 – Tài liệu [3].
Y F 1=3.47+

13.2 27.9 x 1
−
+ 0.092 x 21=4.11
zv 1
zv 1

Y F 2=3.47+

13.2 27.9 x 2
2
−
+ 0.092 x 2=3.64
zv 2
zv 2

- Công thức (6.84 trang 237 - Tài liệu [3] )

z v 1=

z v 1=

z1
3

cos ( β )

z2
cos3 ( β )

=20.62

=79.38

- Bánh răng tiêu chuẩn x1 = x2 = 0.

GVHD: TS LÊ THẾ TRUYỀN

download by :

23


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN SỐ 18
+ Bánh dẫn:

[ σ F1]

YF1

+ Bánh bị dẫn: :

=

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

277.7
=67.57
4.11

[σ F2]
YF2

=

246.85
=67.8
3.64

- Ta kiểm tra độ bền uốn theo bánh dẫn có độ bền thấp hơn.
- Công thức 6.92/Trang 239 – Tài liệu [3].
σ F1=

Y F 1 F t 1 K F Y ε Y β 4.11× 1530.44 ×1.43 ×0.59 × 0.82
=
=34.81 MPa
bw m
50× 2.5

σ F 1 =15 MPa ≤ [ σ F 1 ] =277.7 MPa

 Dầm đảo bảo độ bền..
+ Công thức ε β (6.37 trang 105 - Tài liệu [1])

bw sin ⁡(β ) 50 ×sin ⁡(14.0 70 )
=
=1.55
mπ
2.5 π
εβ β
1.55 ×14.07
Y β=1−
=1−
=0.82
120
120

ε β=

Y ε=

1
1
=
=0.595
ε α 1.68
K F=K Fβ K FV K Fα =1.22115× 1.17185× 1=1.43

K Fβ = 1.2211544 (nội suy từ bảng 6.4 trang 208 – Tài liệu [3])
K Fv = 1.17185(nội suy từ bảng 6.6 trang 210 – Tài liệu [3])

B. Bộ truyền bánh răng trụ thẳng hai cấp
Thông số đầu vào: công suất P1 = 6.01 (kW), moment xoắn T 1 = 39447.1
(N.mm), T 2=145047.4 ( N . mm ) , số vòng quay n1 = 1455 vg/ph, tỷ số truyền uh=
10.15, un = 3.83;uc = 2.61
Hệ thống quay một chiều, làm việc 2 ca (1 năm làm việc 300 ngày,1 ca có 8 giờ)
IV.1 Chọn vật liệu
Tra ở bảng 6.1/Trang 92 – Tài liệu [1].
IV.2 Bánh nhỏ
Nhãn hiệu thép : Thép 45
Phương pháp nhiệt luyện : Tôi cải thiện
Độ cứng: HB3 = HB4+(30÷50) =270
σ 0 Hlim 3 =2 HB 3+70=610 Mpa

GVHD: TS LÊ THẾ TRUYỀN

download by :

24


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN SỐ 18

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

σ 0 Flim3=1.8 HB 3=486 MPa

Giới hạn bền : σ b=850 MPa

Giới hạn chảy : σ ch=580 MPa
IV.3 Bánh lớn
Nhãn hiệu thép : Thép 45
Phương pháp nhiệt luyện : Tôi cải thiện
Độ cứng HB4 = 240
σ 0 Hlim 4=2 HB 4 +70=550 MPa
σ 0 Flim4 =1.8 HB 4=432 MPa

Giới hạn bền : σ b=750 MPa
Giới hạn chảy : σ ch=450 MPa
IV.4 Tính cho bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng Z3 – Z4 (cấp chậm)
IV.4.1 Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép [σH] và ứng suất uốn cho phép
[σF]:
- Ứng suất tiếp xúc cho phép : (6.33 trang 220-Tài liệu [3]):
+ Số chu kỳ làm việc cơ sở:
2.4

2.4

7

2.4

2.4

7

N HO 3=30 HB 3 =30 × 240 =1.55 ×10

N HO 4=30 HB 4 =30 ×270 =2.05 ×10

+ Hệ số tuổi thọ: Vì NHE3 ≥ NHO3 , NHE4 ≥NHO4 cho nên khi tính tốn lấy giá trị NHO1
, NHO2 tính tốn và: KHL3 = KHL4 =1
+ Tải thay đổi theo bậc: N HE=60 c ∑

( )

Ti 3
nt
T max i i

Lh=7 × 300× 2× 8=33600 ( Tổng số giờ làm việc )

N HE 3=60 ×1 ×379.9 ×
N HE 4=60×

kỳ )

[( ) ( ) ]
[( ) ( ) ]
T
T

3

78 0.9 T
+
136
T

1
T
×145.56 ×
2.61
T

3

3

78
0.9T
+
136
T

58
× 33600=6.77 × 108 ( chu kỳ )
136
3

58
7
× 33600=9.94 × 10
136

( chu

+ s H =1.1 ( Tra ở bảng 6.13/Trang 220 – Tài liệu [3])

GVHD: TS LÊ THẾ TRUYỀN

download by :

25