ĐỀ 4: PHƯƠNG án 1 đồ án CHI TIẾT MÁY

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ CƠ KHÍ
----------

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
ĐỀ TÀI:
ĐỀ 04 (PHƯƠNG ÁN 1):
THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN

GVHD

:

NHÓM SV:

LỚ P:

PGS.TS NGUYỄN DANH SƠN
1. ĐÀO PHÙNG TẤT THÀNH TÚ

14074631

2. NÔNG QUỐC TUẤN

14088501

DHOT10E

download by :

ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN 1

ĐỜ ÁN CHI TIẾT MÁY

TP.HỒ CHÍ MINH, Tháng 5 năm 2016

Bảng phân cơng nhiệm vụ nhóm 16:
Nhiệm vụ
Thành viên

Đào Phùng Tất Thành Tú

Nông Quốc Tuấn

Thuyết minh

Bản vẽ

- Chọn động cơ, phân
phối tỷ số truyền.
- Tính tốn thiết kế bộ
truyền xích ống con lăn.
- Tính tốn thiết kế trục.
- Tính tốn thiết kế then.
- Cấu tạo hộp giảm tốc.
- Các chi tiết phụ.
- Tìm hiểu hệ thống
truyền động.
- Tính tốn thiết kế bộ
truyền bánh răng cấp

nhanh.
- Tính tốn thiết kế bộ
truyền bánh răng cấp
chậm.
- Tính tốn và chọn ổ
trục.
- Tính tốn nối trục đàn
hồi.
- Chọn dung sai lắp ghép.

- Vẽ máy bản vẽ lắp A0
- Vẽ chi tiết trục

- Vẽ tay bản vẽ A0
- Vẽ chi tiết bánh răng

Nhóm thành viên thực hiện

GVHD: NGUYỄ N DANH SƠN

2

download by :


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN 1

ĐỜ ÁN CHI TIẾT MÁY

LỜI NĨI 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, nguyên 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 thông vận tải…
Đồ án môn 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 hoàn thiện qua thí nghiệm và thực tiễn
Đồ án mơn 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 them của quý thầy cô và các bạn.
Đồ án này được thực hiện trong 15 tuần, gồm 2 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 PGSTS Nguyễn
Danh Sơn và sự giúp đỡ của các bạn trong lớp. Qua đây em cũng xin gửi lời cảm
ơn sâu xét đến thầy Nguyễn Danh Sơn đã tận tình giúp đỡ nhóm em hồn thành
đồ án.

GVHD: NGŨ N DANH SƠN

3

download by :


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN 1

GVHD: NGUYỄ N DANH SƠN

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

4

download by :


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN 1

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
…………………………………………………….............................................................
...............................

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

GVHD: NGUYỄ N DANH SƠN

5

download by :


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN 1

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

MỤC LỤC
Trang
LỜI NÓI ĐẦU …………………………………………………………………………3
MỤC LỤC ………………………………………………………………………….. …5
CHƯƠNG I: TÌM HIỂU HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG MÁY TRỘN CĨ
THÙNG………………………………………………………………………………….8
I.1 Đợng cơ điện …………………………………………………………………..8
I.2 Nối trục đàn hồi ………………………………………………………….........9
I.3 Hộp giảm tốc …………………………………………………………………..9
I.4 Bộ truyền xích………………………………………………………………...10
I.5 Thùng trộn…………………………………………………………………….10
CHƯƠNG II: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN…………..11
II.1. Công suất cần thiết……………………………………….............................11
II.2. Phân phối tỷ số truyền cho hệ thống………………………………………..11
II.3. Công suất trên các trục……………………………………………………...12
II.4. Tốc độ quay trên các trục…………………………………………………...13
II.5. Momen xoắn trên các trục…………………………………………………..13
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH…………………………………...15
III.1. Xác định thơng số và chọn loại xích……………………………………….15
III. 2. Tính kiểm nghiệm xích về độ bền………………………………………....16
III.3. Đường kính đĩa xích………………………………………………………..17
III.4. Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích………………………………...18
III.5. Xác định lực tác dụng lên trục……………………………………………..19
CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG………………………….20
IV.1. Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng cấp nhanh...........................20
IV.1.1. Chọn vật liệu……………………………………………………….20
IV.1.2. Xác định ứng suất cho phép với bộ truyền cấp nhanh……………..21
IV.1.3. Xác định khoảng cách trục sơ bộ aw (sơ bộ)……………………….23
IV.1.4. Tính vận tốc vịng của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh

răng…………………………………………………………………….......24
IV.1.5. Xác định các thông số ăn khớp của bánh răng…………………….24
IV.1.6. Kiểm răng về độ bền tiếp xúc……………………………………...25

GVHD: NGUYỄ N DANH SƠN

6

download by :


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN 1

ĐỜ ÁN CHI TIẾT MÁY

IV.2 Tính Toán Bộ Truyền Bánh Răng Trụ Răng Nghiêng Cấp Chậm………….30
IV.2.1.Chọn vật liệu………………………………………………………..30
IV.2.2.Xác định ứng suất cho phép với bộ truyền cấp nhanh……………...30
IV.2.3. Xác định khoảng cách trục sơ bộ aw (sơ bộ)……………………….32
IV.2.4. Tính vận tốc vịng của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh
răng………………………………………………………………………...32
IV.2.5. Xác định các thông số ăn khớp của bánh răng…………………….32
IV.2.6. Kiểm răng về độ bền tiếp xúc……………………………………...33
IV.2.7. Kiểm nghiệm độ bền uốn của răng………………………………...35
CHƯƠNG V: TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC…………………………………….38
V.1. Chọn vật liệu cho trục………………………………………………………38
V.2. Tính tốn thiết kế trục và độ bền…………………………………………....38
V.2.1 Tính đường kính sơ bộ của trục………………………………………...38
V.2.2 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực………………..39
V.2.3 Phân tích lực tác dụng lên bộ truyền…………………………………...40

V.2.3.1 Bộ truyền cặp bánh răng cấp nhanh……………………………….40
V.2.3.2 Bộ truyền cặp bánh răng cấp chậm………………………………..41
V.2.4 Xác định lực tác dụng lên trục ,đường kính các đoạn trục……………..42
V.2.5 Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi………………………………….49
CHƯƠNG VI :TÍNH TỐN THIẾT KẾ THEN……………………………………55
VI.1 Điều kiện bền dập của then…………………………………………………55
VI.2 Kiểm nghiệm bền cắt……………………………………………………….55
CHƯƠNG VII : THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC……………………………………….59
VII.1 Trục đầu vào (trục I)……………………………………………………….59
VII.2 Trục trung gian (trục II)……………………………………………………61
VII.3 Trục đầu ra (trục III)……………………………………………………….64
VII.4 Bôi trơn ổ lăn………………………………………………………………67
VII.5 Che chắn ổ lăn……………………………………………………………..67
VII.6 Cố định trục theo phương pháp dọc trục…………………………………..68
CHƯƠNG VIII : CẤU TẠO VỎ HỘP GIẢM TỐC………………………………..69
CHƯƠNG IX: NỐI TRỤC…………………………………………………………..71
CHƯƠNG X: DUNG SAI LẮP GHÉP………………………………………………73
CHƯƠNG XI: BÔI TRƠN HỘP GIẢM TỐC………………………………………76
CHƯƠNG XII: CÁC CHI TIẾT PHỤ………………………………………………77

GVHD: NGUYỄ N DANH SƠN

7

download by :


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN 1

ĐỜ ÁN CHI TIẾT MÁY

XII.1.Vịng chắn dầu.............................................................................................77
XII.2. Chốt định vị……………………………………………………………….77
XII.3. Nắp quan sát................................................................................................78
XII.4. Nút thông hơi..............................................................................................79
XII.5. Nút tháo dầu................................................................................................79
XII.6 Que thăm dầu................................................................................................79
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………….80

GVHD: NGUYỄ N DANH SƠN

8

download by :


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN 1

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

CHƯƠNG I: TÌM HIỂU HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG MÁY
TRỘN CĨ THÙNG
- Sơ đồ hệ thống dẫn động thùng trộn:

- 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 răng nghiêng hai cấp đồng trục
4- Bộ truyền xích ống con lăn
5- Thùng trộn

- 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 thùng trộn 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.
GVHD: NGUYỄ N DANH SƠN

9

download by :


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN 1

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Phân loại động cơ điện:
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
tốc.
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 rang cấp nhanh và cấp chậm được gắn trên các trục, trong hộp kín có
tỷ số truyền khơng đổi,dùng để giảm tôc và tăng mômen xoắn đến trục công tác.
GVHD: NGUYỄ N DANH SƠN

10

download by :


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN 1

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 quá 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 công 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 Thùng trộn
Thùng trộn là thiết bị dùng để trộn các hỗn hợp như bê tông,hỗn hợp vữa…vvv
được nối với hộp giảm tốc qua các khớp nối đàn hối và các bộ truyền.

GVHD: NGUYỄ N DANH SƠN

11

download by :


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN 1

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

CHƯƠNG II: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
II.1. Công suất cần thiết
- Hiệu suất truyền động tra bảng 2.3/19, tài liệu [1] ta có:
3

3

ɳ=ɳ kn .ɳ br 1 . ɳ br 2 . ɳ x . ɳ ol =0,99.0,98 .0,98 .0,95. 0,99 =0,8764

Trong đó: + ɳkn hiệu suất nối trục đàn hồi
+ ɳbr1 hiệu suất bộ truyền bánh răng nghiêng bánh 1
+ ɳbr2 hiệu suất bộ truyền bánh răng nghiêng bánh 2
+ ɳx hiệu suất bộ truyền xích ống con lăn
+ ɳol hiệu suất ổ lăn
- Cơng suất tính toán:

Pt =Ptđ =P

√

n

∑
1

( )

2

Ti
.ti
T

n

∑ ti

=8

1

√

2

2

1 .37+ ( 0,8 ) 15
=7,573(kW )
37+15

- Công suất cần thiết của động cơ:
Pct =

Pt 7,573
=
=8,64(kW )
ɳ 0,8764

II.2. Phân phối tỷ số truyền cho hệ thống
- Số vịng quay trên trục cơng tác: nct = 52 v/ph
- Chọn tỷ số truyền sơ bộ cho hệ thống bảng 2.4/21 tài liệu [1]:
u sb =uh .u x =14.2=28

Trong đó: + uh=14 tỷ số truyền của hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp
(8÷40)
+ ux=2 tỷ số truyền của bộ truyền xích (2÷5)
-Số vịng quay sơ bộ:
n sb =nlv . u sb =52.28=1456 v / ph

- Động cơ điện phải thỏa mãn điều kiện:
Pđc ≥ Pct =8,64 (kW )
n đc=nsb =1456 v / ph

GVHD: NGUYỄ N DANH SƠN

12

download by :


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN 1

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Theo bảng P1.3 /236-237, tài liệu [1] ta chọn động cơ như sau:
4A132M4Y3 có:
Pđc =11(kW )
n đc=1458

v
ph

ɳ=87,54 %

- Tỷ số truyền thực:
uch =

nđc 1458

=
=23,038
nlv
52

Trong đó: + nđc = 1458 số vịng quay động cơ đã chọn
+ nlv = 52 số vòng quay làm việc
- Tỷ số truyền của hộp giảm tốc:
uh =

Trong đó:

ut 28,038
=
=14,019
ux
2

+ ux = 2 tỷ số truyền của xích

Gọi un = uc.1,4 tỷ số truyền bánh rang cấp nhanh
uc tỷ số truyền của bánh rang cấp chậm
uh = un.uc
Bảng 3.1 trang 43 tài liệu [1] chọn:
+ un = 4,79
+ uc = 2,92
+ ux = 2
II.3. Công suất trên các trục
- Công suất động cơ trên trục I
P1=Pđc ɳ kn=11.0,99=10,89(kW )

- Công suất động cơ trên trục II
P2=P1 ɳ br .ɳ ol =10,89.0,99.0,98=10,57(kW )

- Công suất động cơ trên trục III
P3=P2 . ɳ br .ɳ ol =10,57.0,99.0,98=10,26(kW )

- Công suất động cơ trên trục công tác (trục IV)
GVHD: NGUYỄ N DANH SƠN

13

download by :


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN 1

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Pct =P4 =P3 ɳ x =10,26.0,95=9,747( kW )

II.4. Tốc độ quay trên các trục
- Tốc độ quay trên trục động cơ là: n1 =nđc =1458 v / ph
n
un

1
- Tốc độ quay trên trục (trục II ) là: n2 = =

1458

=304,38 v / ph
4,79

n
uc

2
- Tốc độ quay trên trục (trục III ) là: n3 = =

304,38
=104,24 v / ph
2,92

- Tốc độ quay trên trục công tác (trục IV ) là:
n 4=

n3 104,24
=
=52,12 v / ph
ux
2

II.5. Momen xoắn trên các trục
- Cơng thức tính momen trên các trục:
T=

6

9,55.10 . P
n

Trong đó: P cơng suất (kW)
n: số vòng quay (vòng/phút)
- Momen xoắn trên trục động cơ là:
T đc =9,55.10 6 .

P đc
11
=9,55. 106 .
=72051 N . mm
nđc
1458

- Momen xoắn trên trục I là:
6

T 1=9,55. 10 .

P1
6 10,89
=9,55.10 .
=71330,2 N . mm
n1
1458

- Momen xoắn trên trục II là:
6

T 2=9,55. 10 .

P2
6 10,57
=9,55.10 .
=331636,4 N . mm
n2
304,38

- Momen xoắn trên trục III là:
6

T 3=9,55. 10 .

P3
6 10,26
=9,55.10 .
=939975,1 N .mm
n3
104,24

- Momen xoắn trên trục công tác (trục IV) là:
6

T ct =9,55. 10 .

GVHD: NGUYỄ N DANH SƠN

P4
6 9,747
=9,55. 10 .
=1785952,6 N . mm

n4
52,12

14

download by :


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN 1

ĐỜ ÁN CHI TIẾT MÁY

Bảng 1:
Trục
Thơng số

Động cơ

I

II

Tỷ số truyền u

4,79

III
2,92

Cơng tác

3

Số vịng quay n
(vịng/phút)

1458

1458

304,38

104,24

52,12

Cơng suất P (kW)

11

10,89

10,57

10,26

9,747

Mô men (N.mm)

72051

71330,2

331636,4

GVHD: NGUYỄ N DANH SƠN

939975,1 1785952,6

15

download by :


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN 1

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH
III.1. Xác định thơng số và chọn loại xích
Bảng 5.4 /80 Tài liệu [1] tỷ số truyền ux = 2
- Chọn + Z1 = 27 ( răng ) số răng đĩa xích bánh nhỏ tra bảng 5.4/20 Tài
liệu [1]
+ Z2 = u.Z1 = 2.27 = 54( răng) số răng đĩa xích bánh lớn
- Cơng suất tính toán:
Pt =P3 .k . k 2 . k n=10,26.1,56 .0,926 .1,919=28,44( kW )

Tra bảng 5.6/82 Tài liệu [1] :
k =k 0 . k đc .k c . k đ . k a . k bt =1.1 .1 .1,2.1 .1,3=1,56

Trong đó:
+ k0 = 1 đường tâm của đĩa xích với mặt phẳng nằm
ngang <400
+ kđc = 1 điểu chỉnh bằng 1 trong các đĩa xích
+ kđ = 1,2 tải trọng va đập nhẹ
+ ka = 1 (chọn a=40 mm)
+ k c = 1 làm việc 1 ca
+ kbt = 1,3 môi trường làm việc có bui đất loại 2 (vừa
đạt yêu cầu
+ k2 hệ số răng k 2=

Z 01 25
= =0,926
Z 1 27

+ kn hệ số vòng quay k n=

n01
200
=
=1,919
n3 104,24

Dựa vào bảng 5.5/81 Tài liệu [1] ta có: n01 = 200 v/ph
Pc =28,44 < [ P ] =34,8(kW )

=> Chọn bộ truyền xích 1 dãy có bước xích: Pc = 38,1 mm < Pmax
GVHD: NGUYỄ N DANH SƠN

16

download by :


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN 1

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

- Khoảng cách trục: a=40. Pc =40.34,8=1524 mm
- Theo công thức 5.12/85 Tài liệu [1], số mắt xích:
2

( Z 2−Z 1 ) . Pc
2. a
X=
+0,5 ( Z 1+ Z 2 ) +
2
Pc
4π a

X=

( 54−27 )2 .34,8
2.1524
+ 0,5 (27 +54 ) +
=120,96
2
34,8
4 π 1524

- Lấy số mắt xích chẵn X = 120 tính lại khoảng cách trục theo công thức
5.13/85 Tài liệu [1]:

a=0,25. P c . [ X −0,5. ( Z 2 +Z 1 ) ] +

√[

X−0,5 ( Z 1+ Z 2 ) ]−2
2

√

[

( Z2 −Z 1 )
π

]

2

[

]

2

( 54−27 )
a=0,25. 34,8 . [ 120−0,5. ( 54 +27 ) ] + [ 120−0,5 ( 27+ 54 ) ]−2
=1506 mm

π
2

Để xích khơng chiu lực căng quá lớn giảm a một lượng:
∆ a=0,003 a=0,003.1506=5 mm

Do đó a = 1506-5 = 1501 mm
- Số lần va đập của xích theo bảng 5.14/85 Tài liệu [1]:
i=

v/ph

Z 1 . n3 27.104,24
=
=1,56 ≤ [ i ] =20 bảng 5.9/85 Tài liệu [1]
15 X
15.120

n3 số vịng quay của đĩa xích dẫn bằng số vịng quay trục III =104,24

III. 2. Tính kiểm nghiệm xích về độ bền
Theo 5.15/85 Tài liệu [1] ta có:

S=

Q
≥[S]
( k đ . F t + F 0+ F v )

Trong đó:

+ kđ = 1,2 (tải trọng va đập nhẹ,tải trọng mở máy =150% tải
trọng làm việc)
+ Ft lực vòng : F t=
GVHD: NGUYỄ N DANH SƠN

1000 P 1000. P3 1000.10,26
=
=
=5731,8 N
v
v
1,79

17

download by :


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN 1

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

+ Fv = q.v2 = 5,5.1,792 = 17,62 (N) _lực căng do lực li tâm

sinh ra

+ F0 lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động xinh ra :
F 0=9,81. k f q . a=9,81.4 .5,5.1501=323,95( N )

Mà : + a = 1501 mm_ khoảng cách trục.

+ kf = 4 (khi bộ truyền xích nằm ngang 1 góc 400)_hệ
số phụ thuộc dộ võng f của xích và vị trí bộ truyền.
+ q khối lượng 1 mắt xích
Theo bảng 5.2/78 Tài liệu [1], (các thơng số của xích con lăn) chọn xích
con lăn 1 dãy
- Với P = 38,1 => tải trọng pha hỏng Q = 127 kN và khối lượng 1 mắt xích
q = 5,5 (kg)
Ta có: v=
=> S=

Z 1 . n1 . P 27.38,1 .104,24
=
=1,79 m/s
60000
60000
3

Q
127. 10
=
17,59
( k đ . F t + F 0+ F v ) 1,2.5731,8+323,95+17,62

Theo bảng 5.10/86 Tài liệu [1], với n1 = 200 v/ph,[ S ] =8,5
=> Kết luận bộ truyền đảm bảo đủ bền.
III.3. Đường kính đĩa xích
Cơng thức xác định đường kính đĩa xích:
- Đường kính vịng chia:

d=

Pc

( πZ )

sin ⁡

+ Đường kính bánh nhỏ:

d 1=

Pc

=

( Zπ ) ( )

sin ⁡

1

+ Đường kính bánh lớn:

d 2=

38,1
=328,19 mm
π
sin
27

Pc

=

38,1
=655,26 mm
π
sin
54

( ) ( )

sin ⁡

π
Z2

- Đường kính đỉnh xích:

[

d a 1= p 0,5+ cotg

( Zπ )]=38,1 [0,5+ cotg ( 27π )]=345,02mm

GVHD: NGUYỄ N DANH SƠN

1

18

download by :


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN 1

[

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

d a 2= p 0,5+ cotg

[

( )]

( )]

π
π
=38,1 0,5+cotg
=673,2 mm
Z2
54

- Đương kính đáy xích:
d f 1=d 1−2 r=328,19−2.11,22=305,75 mm
d f 2=d 2−2 r =655,26−2.11,22=632,82mm

- Bán kính đáy:r =0,5025 d 1+ 0,05=0,5025.22,23+0,05=11,22 mm
Với d1=22,23 tra bảng 5.2/78 Tài liệu [1]
III.4. Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích

√

Theo cơng thức 5.18/87 Tài liệu [1] ta có :σ H =0,47 k r
- Đĩa xích 1:

√

σ H 1=0,47 k r

( F t K đ + F vđ 1 ) . E
A . kd

√

=0,47 0,396

( F t K đ + F vđ ) . E
A . kd

( 5731,8.1,2+7,495 ) .2,1. 105
=565,89 Mpa
395.1

Trong đó: +k r=0,396 hệ số kể đến ảnh hưởng của số răng đĩa
xích,phụ thuộc Z
+ F t=5731,8 N

+ K đ =1,2hệ số tải trọng động
+k vđ 1=13.10−7 .n 1 P3 m=13.10−7 .104,24 .38,13 .1=7,495 N
+ E=
liệu [1]

2 E1 E2
=2,1.105 Mpa
E 1+ E 2

+ A=395 mm2(1 dãy) diện tích bản lề tra bảng 5.12/87 Tài
+k d=1 hệ số phân bố không đều tải trọng cho các dãy

=>σ H 1=565,89 Mpa ≤ [ σ H 1 ] do đó ta dùng thép 45 tơi cải thiên độ cứng
HB210 có [ σ H 1 ] =600 Mpa
- Đĩa xích 2:

√

σ H 2=0,47 k r

( F t K đ + F vđ 2 ) . E
A . kd

GVHD: NGUYỄ N DANH SƠN

√

=0,47 0,396

(5731,8.1,2+3,75 ) .2,1 .105

=565,73 Mpa
395.1

19

download by :


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN 1

ĐỜ ÁN CHI TIẾT MÁY

Trong đó: +k r=0,396 hệ số kể đến ảnh hưởng của số răng đĩa
xích,phụ thuộc Z
+ F t=5731,8 N
+ K đ =1,2hệ số tải trọng động
+k vđ =13. 10−7 . n2 P3 m=13. 10−7 .52,12. 38,13 .1=3,75 N
+ E=
liệu [1]

2 E1 E2
5
=2,1.10 Mpa
E 1+ E 2

+ A=395 mm2(1 dãy) diện tích bản lề tra bảng 5.12/87 Tài
+k d=1 hệ số phân bố không đều tải trọng cho các dãy

=> σ H 2=565,73 Mpa ≤ [ σ H 2 ] do đó ta dùng thép 45 tơi cải thiên độ
cứng HB210 có [ σ H 2 ]=600 Mpa

III.5. Xác định lực tác dụng lên trục
Theo công thức 5.20/88 Tài liệu [1]: F r=k x F t =1,15.5731,8=6591,57 N
Trong đó: kx = 1,15 hệ số kể đến trọng lượng xích khi bộ truyền 1 góc < 400

GVHD: NGUYỄ N DANH SƠN

20

download by :


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN 1

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

CHƯƠNG IV:THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
Thông số kĩ thuật:
- Thời gian phục vụ: L = 8 năm.
- Quay 1 chiều, tải va đập nhẹ, 300 ngày/ năm, 1 ca/ngày, 8 tiếng/ ca.
- Cặp bánh răng cấp nhanh (bánh răng trụ răng nghiêng) :
- Tỷ số truyền : u1 = 4,79
- Số vòng quay trục dẫn: n1 = 1458 (vòng/phút)
- Momen xoắn T trên trục dẫn: T1 = 71330,2 Nmm
- Cặp bánh răng cấp chậm (bánh răng trụ răng nghiêng) :
- Tỷ số truyền: u2 = 2,92
- Số vòng quay trục dẫn: n2 = 304,38 (vòng/phút).
- Momen xoắn T trên trục dẫn: T2 = 331636,4 Nmm
IV.1. Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng cấp nhanh
IV.1.1. Chọn vật liệu:
Do bộ truyền có tải trọng trung bình, khơng có u cầu gì đặc biệt. Theo

bảng 6.1 Tài liệu [1] ta chọn vật liệu cặp bánh răng như sau:
- Bánh chủ động: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB241…285
+ Giới hạn bền kéo :
σb1 = 850Mpa
+ Giới hạn bền chảy : σch1 = 580Mpa
+ Độ rắn :
HB1 = 245HB (giả thiết đường kính phơi
dưới 60mm)
- Bánh bị động: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB192…240
+ Giới hạn bền kéo :
σb2 = 750Mpa
+ Giới hạn bền chảy : σch2 = 450Mpa
+ Độ rắn :
HB2 = 230HB (giả thiết đường kính phơi
dưới 100mm)

GVHD: NGŨ N DANH SƠN

21

download by :


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN 1

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

IV.1.2. Xác định ứng suất cho phép với bộ truyền cấp nhanh
- Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương:
N HE=60 c ∑

Trong đó:

(giờ)

[( ) ]
Ti 3
nt
T max i i

ni là tổng số giờ làm việc của bánh răng ở chế độ i
Ti là moomen xoắn
Tmax là momen xoắn lớn nhất
c số lần ăn khớp trong 1 vòng quay
LH tuổi thọ làm việc tính bằng giờ : LH =8.300.8=19200

N HE 1=60.304,38 ∑

[

]

37
3 15
7
+ ( 0,8 ) .
.19200=30,1.10 (chu kỳ )
52
52

N HE 1 30,1.107
=
=6,28. 107 (chu kỳ)
NHE2 =
U1
4,79

- Giới hạn bền mỏi tiếp xúc với số chu kỳ cơ sở của bánh răng :
2,4

2,4

7

N HO 1=HB 1 =30. 245 =1,63. 10 ( c h u k ỳ)
2,4

2,4

7

N HO 2=HB 1 =30. 230 =1,40.10 ( chu kỳ)

GVHD: NGUYỄ N DANH SƠN

22

download by :

ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN 1

ĐỜ ÁN CHI TIẾT MÁY

Vì NHE1 ≥ NHO1 , NHE2 ≥ NHO2 cho nên khi tính tốn ta lấy giá trị NHO1,
NHO2 để tính tốn KHL1 = KHL2 = KFL1 = 1
- Ứng suất uốn cho phép :
Vì bộ truyền làm việc với chế độ thay đổi nhiều bậc nên :
N FE=60 c ∑

[( ) ]
Ti 6
nt
T max i i

Số chu kỳ tương đương của bánh lớn :
N FE 1=60.304,38 ∑

NFE2

[

]

37
6 15
7
+ ( 0,8 ) .
.19200=27,60.10 ( chu kỳ )
52

52

N FE 1 27,60.107
7
=
=5,76. 10 (chu kỳ)
=
u1
4,79

Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn:
NFE0 =5.106 (Chu kỳ )
Vì NHFE1 ≥ NFE1 , NHFE2 ≥ NFE2 nên ta chọn KFL1 = KFL2 = 1
Giới hạn mỏi uốn :
0

σ Flim=1,8 HB

σ 0 Flim 1=1,8 HB 1=1,8.245=441(Mpa)
σ 0 Flim 2=1,8 HB 2=1,8.230=414( Mpa )

Giới hạn mỏi tiếp xúc:
0

σ Hlim=2 HB 1+70
0

σ Hlim 1=2 HB 1+70=2.245+70=560( Mpa)
0

σ Hlim 2=2 HB 2+70=2.230+70=530 ( Mpa)

- Ứng suất uốn cho phép:
Với KFC = 1 (động cơ quay 1 chiều) SF = 1,75 tra bảng 6.2 tài liệu [1]
0

σ Flim . K FC . K HL
[ σ F ]=
SF

[ σ F1] =
[σ F2]=

GVHD: NGUYỄ N DANH SƠN

441.1.1
=252 Mpa ¿
1,75

414.1.1
=236,57 ¿a)
1,75

23

download by :


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN 1

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

- Ứng suất tiếp xúc cho phép:
Với SH =1,1,KFL =1 tra bảng 6.2 tài liệu

[ σ H ]=
[ σ H 1 ]=
[ σ H 2 ]=

√

σ 0 Hlim . K HL
SH

560.1
=509,9 (Mpa)
1,1

530.1
=481,82(Mpa)
1,1

2

2

√

2
2

=>[ σ H ]= [ σ H 1 ] + [ σ H 2 ] = 509,9 + 482,82 =496,05 (Mpa)

2

2

Bánh răng trụ răng trụ răng nghiêng:

[ σ H 2 ] ≤ [ σ H ] ≤ 1,25 [ σ H 2 ]
481,82 < 496,05 < 1,25.481,82 (thỏa điều kiện)
- Ứng suất quá tải cho phép:

[ σ H ]max=2,8 σ ch 2=2,8.450 = 1260 (Mpa)
[ σ F 1 ]max =0,8 σ ch 1= 0,8.580 = 464 (Mpa)
[ σ H ]max= 0,8 σ ch 2= 0,8.450 = 360 (Mpa)
IV.1.3. Xác định khoảng cách trục sơ bộ aw (sơ bộ)
Do bánh răng nằm đối xứng ở các ổ trục nên ta có : Ψba = 0,3÷0,5 chọn Ψba
= 0,4 theo tiêu chuẩn.
Ta có :Ψ bd =

Ψ ba ( u1 +1 )
2

=

0,4. ( 4,79+1 )
=1,158
2

Với Ψ bd =1,158 tra bảng 6.7/98 Tài liệu [1] ta có :

KHß = 1,1 ,KFß = 1,22

- Khoảng cách bộ truyền bánh răng xác định theo công thức 6.15a Tài liệu
[1]

√

a w =K a ( u1 +1 ) 3

Trong đó :

T 1 K Hß
2

Ψ ba [ σ H ] . u1

+ ka = 43 hệ số phụ thuộc vào cặp bánh răng và loại răng
+ T1 = 71330,2 N.mm
+ KHß = 1,1 hệ số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng
vành răng
GVHD: NGUYỄ N DANH SƠN

24

download by :


ĐỀ 4: PHƯƠNG ÁN 1

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

√

a w =43 ( 4,79+1 ) 3

71330,2.1,1
2

0,4 [ 496,05 ] .4,79

=136,92mm

==> Với khoảng cách vừa tính được ta chọn khoảng cách trục theo tiêu
chuẩn aw=160 mm theo dãy 1 tiêu chuẩn SEV229-75
IV.1.4. Tính vận tốc vịng của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh
răng
- Vận tốc của bánh răng trụ răng nghiêng ăn khớp ngồi được tính theo
cơng thức 6.40 Tài liệu [1]
V=

π . d w1. n 1 π .55,27 .1458
=
=4,22 m/s
60000
60000

Trong đó :
+n1 số vịng quay trong 1 phút của bánh dẫn, n1 = 1458 v/ph
+dw1 đường kính vịng lăn, d w 1=

2 aw
2.160
=
=55,27 mm
u1 +1 4,79+1

Với v = 4,22 m/s tra bảng 6.13 Tài liệu [1] chọn cấp chính xác 8 với vận tốc
giới hạn vgh = 10 m/s.
IV.1.5. Xác định các thông số ăn khớp của bánh răng
Modul răng m = (0,01÷0,02)aw = 1,6÷3,2 (mm) theo bảng trị số tiêu chuẩn
6.8 Tài liệu [1] chon m = 2,5 (mm)
- Chọn sơ bộ góc nghiêng răng :ß = 100
- Tổng số răng : Zt =Z 1+ Z 2=

2 aw .cos ⁡(100 ) 2.160. cos ⁡(100 )
=
=126(răng)
m
2,5
0

2 a w . cos ⁡(10 ) 2.160 . cos ⁡(100)
=
=21,77 (răng) chọn
- Số răng bánh dẫn : Z1 =
m(u1+ 1)
2,5(4,79+1)

Z1=22 (răng)

- Số răng bánh bị dẫn :

Z2 = Zt-Z1 = 126-22 = 104 (răng)

- Tỷ số truyền thực tế sau khi chọn răng :
ut =

Z 2 104
=
=4,73
Z 1 22

Sai số 1,3% thỏa mãn với điều kiện.
- Tính chính xác góc nghiêng ß
GVHD: NGŨ N DANH SƠN

25

download by :