BÁO cáo đồ án cơ sở THIẾT kế máy THIẾT kế TRẠM dẫn ĐỘNG BĂNG tải

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CƠNG NGHỆ
BỘ MƠN KỸ THUẬT CƠ KHÍ
------------

BÁO CÁO ĐỒ ÁN
CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY

THIẾT KẾ TRẠM DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
ThS. Mai Vĩnh Phúc

NHÓM SV THỰC HIỆN:
Dương Tuấn Khải; MSSV: B1803260
Nguyễn Quốc Đạt; MSSV: B1803235
Ngành: Kỹ thuật Cơ Khí – Khóa: 44

Tháng 05/2021

TIEU LUAN MOI download :


Lời cảm ơn

LỜI CẢM ƠN
Đồ án cơ sở thiết kế máy là nội dung khơng thể thiếu với chương trình đào tạo
kỹ sư cơ khí nhằm cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ sở về kết cấu máy và
các quá trình cơ bản khi thiết kế máy. Trong q trình học mơn cơ sở thiết kế máy
chúng em đã được làm quen với những kiến thức cơ bản về kết cấu máy, các bộ phận

của máy và các tính năng cơ bản của các chi tiết máy thường gặp. Đồ án cơ sở thiết kế
máy giúp chúng em hệ thống lại các kiến thức đã học và tìm hiểu sâu hơn về nó.
Thơng qua việc hồn thiện đồ án, chúng em có thể áp dụng được các kiến thức từ các
mơn học như truyền động cơ khí, sức bền vật liệu, hình họa và vẽ kỹ thuật cơ khí,
dung sai và kỹ thuật đo,…
Hộp giảm tốc là cơ cấu truyền động nhờ sự ăn khớp trực tiếp giữa các bánh
răng. Hộp giảm tốc dùng để giảm vận tốc góc và tăng momen xoắn, hộp giảm tốc là bộ
phận trung gian giữa động cơ và máy công tác.
Do lần đầu làm đồ án và tìm hiểu với lượng kiến thức tổng hợp nên cịn những
phần chưa hồn tồn nắm vững. Trong quá trình làm đồ án chúng em đã tham khảo
nhiều tài liệu cũng như giáo trình có liên quan, song sai sót là điều khó tránh khỏi.
Chúng em rất mong nhận được sự hướng dẫn thêm của các thầy để chúng em có thể
nắm vững cũng như củng cố lại kiến thức đã được học.
Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy trong bộ môn, đặc biệt thầy Mai
Vĩnh Phúc đã nhiệt tình hướng dẫn chúng em trong q trình hồn thành đồ án.
Cần Thơ, ngày 18 tháng 05 năm
2021
Sinh viên thực hiện

Sinh viên thực hiện

(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên)

Dương Tuấn Khải

Nguyễn Quốc Đạt

SVTH: Dương Tuấn Khải

Nguyễn Quốc Đạt

–2–


TIEU LUAN MOI download :


Lời cảm ơn

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................................
MỤC LỤC
..........................................................................................................................
DANH MỤC HÌNH
............................................................................................................
DANH MỤC BẢNG
............................................................................................................
CHƯƠNG I
.......................................................................................................................
TÍNH TỐN PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN VÀ LỰA CHỌN ĐỘNG CƠ ...............
1.1. Đặc điểm của hộp giảm tốc................................................................................ 1
1.2. Chọn công suất cần thiết của động cơ................................................................ 2
1.3. Chọn số vòng quay sơ bộ.................................................................................... 3
1.4. Chọn động cơ điện.............................................................................................. 3
1.5. Phân phối tỷ số truyền........................................................................................ 3
1.6. Tính công suất trên các trục............................................................................... 4
1.7. Tốc độ quay trên các trục................................................................................... 4
1.8. Momen xoắn trên các trục.................................................................................. 4

1.9. Kết quả tính tốn................................................................................................ 5
CHƯƠNG II ......................................................................................................................
THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGỒI
..................................................................................
2.1. Thiết kế bộ truyền đai......................................................................................... 6
CHƯƠNG III..................................................................................................................
THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG
...............................................................................
3.1. Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng cấp nhanh...............................11
3.2. Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng cấp chậm.................................... 20
3.3. Tổng hợp lại các thông số của bộ truyền bánh răng......................................... 29
CHƯƠNG IV...................................................................................................................
THIẾT KẾ TRỤC, Ổ, KHỚP NỐI................................................................................
4.1. Tính tốn thiết kế trục....................................................................................... 31
4.2. Chọn ổ lăn........................................................................................................ 51
4.3. Tính tốn nối trục............................................................................................. 56
CHƯƠNG V ....................................................................................................................
THIẾT KẾ VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT PHỤ, DUNG SAI LẮP GHÉP .....................
5.1. Thiết kế vỏ hộp.................................................................................................. 59
5.2. Các chi tiết phụ................................................................................................. 60
5.3. Bảng tổng kết bulông........................................................................................ 65
5.4. Bôi trơn hộp giảm tốc....................................................................................... 66
5.5. Dung sai và lắp ghép........................................................................................ 67


SVTH: Dương Tuấn Khải
Nguyễn Quốc Đạt

–3–

TIEU LUAN MOI download :


Lời cảm ơn

CHƯƠNG VI...................................................................................................................
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
........................................................................................
6.1. Kết luận............................................................................................................ 70
6.2. Kiến nghị.......................................................................................................... 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO
....................................................................................................

SVTH: Dương Tuấn Khải
Nguyễn Quốc Đạt

–4–


TIEU LUAN MOI download :


Đồ án cơ sở thiết kế máy

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Sơ đồ hộp giảm tốc hai cấp khai triển............................................................ 1
Hình 2.1: Chọn đai theo số vòng quay bánh nhỏ và cơng suất cần truyền.....................6
Hình 4.1: Phác thảo hộp giảm tốc................................................................................ 33
Hình 4.2: Phân tích lực................................................................................................ 34
Hình 4.3: Biểu đồ nội lực và kết cấu sơ bộ trục I........................................................ 35

Hình 4.4: Biểu đồ nội lực và kết cấu sơ bộ trục II....................................................... 38
Hinh 4.5: Biểu đồ nội lực và kết cấu sơ bộ trục III...................................................... 41
Hinh 4.6: Sơ đồ chọn ổ trục I...................................................................................... 50
Hinh 4.7: Sơ đồ chọn ổ trục II..................................................................................... 52
Hinh 4.8: Sơ đồ chọn ổ trục III.................................................................................... 54
Hình 4.9: Nối trục vòng đàn hồi.................................................................................. 55
Hinh 5.1: Chốt định vị................................................................................................. 59
Hình 5.2: Nắp ổ lăn..................................................................................................... 60
Hinh 5.3: Cửa thăm và nút thông hơi.......................................................................... 60
Hinh 5.4: Nút tháo dầu................................................................................................ 61
Hinh 5.5: Que thăm dầu............................................................................................... 62
Hinh 5.6: Vịng móc và vít nâng.................................................................................. 62
Hinh 5.7: Vịng phớt.................................................................................................... 63
Hình 5.8: Vịng chắn dầu............................................................................................. 63

SVTH: Dương Tuấn Khải
Nguyễn Quốc Đạt

–5–

TIEU LUAN MOI download :


Đồ án cơ sở thiết kế máy

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Các thông số cơ bản của động cơ điện.......................................................... 3
Bảng 1.2: Tổng hợp lại các thông số.............................................................................. 5
Bảng 2.1: Bảng các thông số đai loại B......................................................................... 7
Bảng 2.2: Bảng tổng hợp thông số đai B..................................................................... 10

Bảng 3.1: Thông số vật liệu của bánh răng dựa trên phôi dập.....................................11
Bảng 3.2: Các thơng số hình học bộ truyền cấp nhanh................................................ 19
Bảng 3.3: Vật liệu bánh răng cấp chậm....................................................................... 20
Bảng 3.4: Các thông số hình học bộ truyền cấp chậm................................................. 28
Bảng 3.5: Tổng hợp lại các thông số của bộ truyền bánh răng.................................... 29
Bảng 4.1: Các thông số của hộp giảm tốc.................................................................... 31
Bảng 4.2: Tổng hợp các thơng số tính ở các tiết diện.................................................. 43
Bảng 4.3: Kết quả tính tốn......................................................................................... 48
Bảng 4.4: Tổng hộp lại các thông số ổ lăn................................................................... 54
Bảng 4.5: Thông số nối trục đàn hồi (mm).................................................................. 55
Bảng 5.1: Thông số vỏ hộp giảm tốc đúc.................................................................... 57
Bảng 5.2: Kích thước gối trục dính với thân hộp......................................................... 58
Bảng 5.3: Kích thước chốt định vị............................................................................... 59
Bảng 5.4: Kích thước nắp ổ (mm)............................................................................... 60
Bảng 5.5: Kích thước cửa thăm (mm)......................................................................... 60
Bảng 5.6: Kích thước nút thơng hơi (mm)................................................................... 61
Bảng 5.7: Kích thước nút tháo dầu (mm).................................................................... 61
Bảng 5.8: Tổng hợp Bulông-đai ốc.............................................................................. 64
Bảng 5.9: Tổng hợp dung sai....................................................................................... 66

SVTH: Dương Tuấn Khải
Nguyễn Quốc Đạt

–6–

TIEU LUAN MOI download :


Đồ án cơ sở thiết kế máy

SVTH: Dương Tuấn Khải
Nguyễn Quốc Đạt

–7–

TIEU LUAN MOI download :


Chương I: Tính tốn phân phối tỷ số truyền và lựa chọn động cơ

CHƯƠNG I
TÍNH TỐN PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN VÀ LỰA CHỌN
ĐỘNG CƠ
1.1. Đặc điểm của hộp giảm tốc
Trong các hệ thống dẫn động cơ khí thường sử dụng các bộ truyền bánh răng
hoặc trục vít dưới dạng một tổ hợp biệt lập, đó được gọi là hộp giảm tốc, hộp giảm tốc
là cơ cấu truyền động bằng ăn khớp trực tiếp, có tỷ số truyền khơng đổi và được dùng
để giảm vận tốc góc và tăng momen xoắn, tùy theo tỉ số truyền chung của hộp giảm
tốc, người ta phân ra hộp giảm tốc một cấp và hộp giảm tốc nhiều cấp, tùy theo loại
truyền động trong hộp giảm tốc phân ra hộp giảm tốc bánh răng trụ, hộp giảm tốc bánh
răng côn hoặc côn - trụ...
Với đầu đề ta biết được đó là hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp khai triển, đây
là hộp giảm tốc đơn giản nhất nhưng có nhược điểm là các bánh răng bố trí khơng đối
xứng với các ổ, do đó làm tăng sự phân bố khơng đều tải trọng trên chiều dài răng. Vì
vậy trục phải thiết kế đủ cứng, vì kết cấu đơn giản nên loại sơ đồ này được sử dụng
phổ biến trong cơng nghiệp.

Hình 1.1: Sơ đồ hộp giảm tốc hai cấp khai triển

SVTH: Dương Tuấn Khải

Nguyễn Quốc Đạt

Trang – 1

TIEU LUAN MOI download :


Chương I: Tính tốn phân phối tỷ số truyền và lựa chọn động cơ
1.2. Chọn công suất cần thiết của động cơ
Theo cơng thức 2.16 [2] ta có:
= 32,6145 (vịng/phút)
= 1787500 (Nmm) = 1787,5 (Nm)
Moment đẳng trị trên băng tải
Theo đồ thị đặc tính tải trọng ta có:
M1

= 0,8Mmax

M2

= Mmax

M3

= 0,9Mmax

Theo cơng thức 2-3 [1] ta có:

Mđt = 1724,9607 (Nm)
Cơng suất đẳng trị trên băng tải tính theo cơng thức 2-4 [1] :

=

= 5,891 (kW)

Công suất cần thiết của động cơ:

Trong đó:
Với

,

,

,

tra bảng 2-1 [1] ta được:

= 0,95

Hiệu suất bộ truyền đai thang.

br

= 0,96

Hiệu suất của một cặp bánh răng trụ được che kín.

ol

= 0,995

Hiệu suất của một cặp ổ lăn.

nt

= 1 Hiệu suất của nối trục.

đ

= 0,8581
Ta suy ra công suất cần thiết của động cơ:
SVTH: Dương Tuấn Khải
Nguyễn Quốc Đạt

Trang – 2

TIEU LUAN MOI download :


Chương I: Tính tốn phân phối tỷ số truyền và lựa chọn động cơ
Suy ra:

= 6,8652 (kW)

1.3. Chọn số vòng quay sơ bộ
Theo cơng thức 2.18 [1] ta có:

Suy ra:
Tra bảng 2.4 [2] ta có:
=4

= 11

tỷ số truyền đai thang
tỷ số truyền hộp giảm tốc 2 cấp
Suy ra:

= 32,6145.4.11 = 1435,038 (vòng/phút)

1.4. Chọn động cơ điện
Ta cần chọn động cơ làm việc ở chế độ dài hạn và động cơ phải có cơng suất
lớn hơn cơng suất cần thiết: Nđm ≥ Nct = 6,8652 (kW).
Theo bảng P1.2 [2] trang 234 ta chọn động cơ có số hiệu Dk.62 - 4 có các thơng
số như sau:
Bảng 1.1: Các thơng số cơ bản của động cơ điện

Kiểu động
cơ

Dk.62 - 4

1.5. Phân phối tỷ số truyền
Dựa vào số vòng quay của động cơ điện đã chọn, ta tính tỉ số truyền như sau,
theo trang 30 [1] ta có:

=

=

Mà

=
=

= 44,7654
=

Trong đó ta tra bảng 2.4 [2] được:
SVTH: Dương Tuấn Khải
Nguyễn Quốc Đạt

Trang – 3

TIEU LUAN MOI download :


Chương I: Tính tốn phân phối tỷ số truyền và lựa chọn động
cơ iđ = 4

=

= 11,1913

Với:
-

in: tỷ số truyền cấp nhanh; ic là tỷ số truyền cấp chậm.

-

ih = in . ic: tỷ số truyền của các bộ truyền bên trong hộp giảm tốc.

Trong hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp khai triển (đề 1.0.3), để các bánh răng
bị dẫn của cấp nhanh và cấp chậm đều được÷ngâm trong dầu gần như nhau, nên chọn
in > ic. Có thể chọn theo hệ thức sau i n = (1,2 1,3)ic theo công thức 2.16 [6]. Theo bảng
3.1 [4] trị số truyền tiêu chuẩn của bánh răng trụ theo dãy 1 có thể chọn i c = 3,15 và
theo dãy 2 có thể chọn in = 3,55.
1.6. Tính cơng suất trên các trục
Công suất cần thiết trên trục của động cơ trang 48 [2]:
Trục động cơ: Nđc = Nct = 6,9339 (kW)
Trục 1:

= 6,9339.0,995.0,95 = 6,5543 (kW)

Trục 2:

= 6,5543.0,995.0,96 = 6,2607 (kW)

Trục 3:

= 6,2607.0,995.0,96 = 5,9802 (kW)

Trục tang:

= 5,9802.1.0,995 = 5,9503 (kW)

1.7. Tốc độ quay trên các trục
Tốc độ quay trên trục tính theo các cơng thức trang 49 [2]:
Trục động cơ:

Trục 1:

Trục 2:

Trục 3:
Trục tang:

=

SVTH: Dương Tuấn Khải
Nguyễn Quốc Đạt

= 32,6145 (vòng/phút)
Trang – 4

TIEU LUAN MOI download :


Chương I: Tính tốn phân phối tỷ số truyền và lựa chọn động
cơ 1.8. Momen xoắn trên các trục
Momen xoắn trên trục được tính theo các cơng thức trang 49 [2]
Momen xoắn trên trục động cơ:
= 9,55.106 .

= 9,55.106 .

= 45355,3048 (Nmm)

Momen xoắn trên trục I:
= 9,55.106.

= 9,55.106.

= 171489,2192 (Nmm)

Momen xoắn trên trục II:

= 9,55.106.

= 9,55.106.

= 581516,1223 (Nmm)

Momen xoắn trên trục III:

= 9,55.106 .

= 9,55.106

.

= 1751089,546 (Nmm)

Momen xoắn trên trục tang:

= 9,55.106.

= 9,55.106.

= 1742334,391 (Nmm)

1.9. Kết quả tính tốn
Bảng 1.2: Tổng hợp lại các thông số

Trục
Thông số

Công suất

Tỉ số tru
Số vòng

(vòng/p

Moment xoắn

SVTH: Dương Tuấn Khải
Nguyễn Quốc Đạt

Trang – 5

TIEU LUAN MOI download :


Chương II: Thiết kế bộ truyền ngoài

CHƯƠNG II
THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI
2.1. Thiết kế bộ truyền đai
Ta chọn đai thang vì nó tăng khả năng tải của bộ truyền đai nhờ vào tăng hệ số
ma sát giữa đai và bánh đai, dựa vào điều kiện số vòng quay của bánh đai nhỏ (động

cơ điện) và công suất cần truyền ta chọn được loại đai phù hợp là đai thang thường
loại B.

Hình 2.1: Chọn đai theo số vịng quay bánh nhỏ và công suất cần truyền

Sau khi chọn được loại đai dựa theo số vịng quay bánh nhỏ và cơng suất cần
truyền thì tính các thơng số phù hợp với loại đai đã chọn.

SVTH: Dương Tuấn Khải
Nguyễn Quốc Đạt

Trang – 6

TIEU LUAN MOI download :


Chương II: Thiết kế bộ truyền ngoài
Bảng 2.1: Bảng các thơng số đai loại B

STT
1

138
(
mm2)

Diện tích tiết diện: A (mm2)

2

Đường kính bánh đai nhỏ
Theo tiêu chuẩn bảng 5.13 vài bảng 5.14 [4]

d1 = 200 (mm)

Kiểm nghiệm vận tốc của đai
Theo cơng thức 5.39 [4]
3

v < vmax
v=
thỏa điều kiện
Tính đường kính bánh bị dẫn
Theo công thức 5.25 [4]

4

d2 = 800 (mm)

quy tròn theo tiêu chuẩn bảng 4.21 [2]
Kiểm nghiệm số vòng quay trục bị dẫn
Theo công thức 5.27 [4]

5
= (1- 0,02).

SVTH: Dương Tuấn Khải
Nguyễn Quốc Đạt

n2 thỏa

Trang – 7


TIEU LUAN MOI download :


Chương II: Thiết kế bộ truyền ngoài
STT
Sơ bộ khoảng cách trục
6

Theo bảng 5.14 [4] với iđai = 4 ta có

560,5

a = 0,95.d2 = 0,95.800 = 760 mm
Điều kiện: 0,55(d1+d2) + h

760 2000

thỏa

2(d1+d2).

Chiều dài đai L
Theo công thức 5.1 [4]

L = 3550 (mm)

7
=
=
3419,7437 (mm)
Quy tròn theo tiêu chuẩn bảng 5.11 [4]

Kiểm nghiệm số vịng chạy của
đai Theo cơng thức 5.41 [4]

i=

8

imax = 10 (vịng/s)

i< imax
thỏa

i=

= 4,3068 (vịng/s)

Xác định chính xác khoảng cách trục
9

a Theo cơng thức 5.2 [4]

989

(

mm)
= 989,53 (mm)

10

145°

Tính góc ôm
Theo công thức 5.3 [4]
=

SVTH: Dương Tuấn Khải
Nguyễn Quốc Đạt

Trang – 8

TIEU LUAN MOI download :


Chương II: Thiết kế bộ truyền ngồi
STT
Theo cơng thức 5.42 [4]:

=

(Thỏa)

Cơng suất trên bánh dẫn N (kW)
Diện tích tiết diện đai A (mm2)

Vận tốc đai v (m/s)

138
(
2
mm )
15,2891 (m/s)

Công suất có ích cho phép [P0]
Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận
tốc Theo cơng thức 5.44 [4] tìm

11.
Xác
định
số đai
cần
thiết

6,9339 (kW)

5,5

=
Hệ số xét đến ảnh hưởng của chế độ tải trọng Cr
Hệ số xét đến ảnh hưởng của sự phân bố không đều tải
trọng giữa các dây đai Cz (kiểm nghiệm có thỏa hay khơng)
Hệ số xét đến ảnh hưởng của chiều dài L

0,9331

=
Hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm
đai Theo công thức 5.45 [4]

0,9938

=
Hệ số xét đến ảnh hưởng của tỷ số truyền
Ci Thế vào công thức 5.43 [4]

0,7
0,95

0,9081
1,14

z 1,8667
chọn z = 2

z
12. Chiều rộng bánh đai
Các
kích
thước
chủ
yếu
của

t = 20

S = 12,5
B = 65 (mm)
ho = 5
dn1 = 210 (mm)
dn2 = 810 (mm)

bánh
đai

Fo = 222 (N)

13
SVTH: Dương Tuấn Khải

Trang – 9


Nguyễn Quốc Đạt

TIEU LUAN MOI download :


Chương II: Thiết kế bộ truyền ngồi
STT

Thơng số đai
Lực tác dụng lên trục
Theo công thức 5.48 [4]
≈

14

F 3F0.z.sin

Bảng 2.2: Bảng tổng hợp thông số đai B

Các thông số cơ bản của bộ truyền
Đường kính bánh dẫn d1
Đường kính bánh bị dẫn d2
Đường kính ngồi dn1
Đường kính ngồi dn2
Chiều dài đai L
Khoảng cách trục a
Góc ơm α1
Số đai z
Chiều rộng bánh đai B
Lực căng ban đầu Fo
Lực tác dụng lên trục F

SVTH: Dương Tuấn Khải
Nguyễn Quốc Đạt

Trang – 10


TIEU LUAN MOI download :


Chương III: Thiết kế bộ truyền trong

CHƯƠNG III
THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG
3.1. Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng cấp nhanh
3.1.1. Chọn vật liệu bánh răng và cách nhiệt luyện
Vì đây là bộ truyền chịu tải trọng trung bình nên chọn độ rắn bề mặt của răng
HB < 350, để có thể chạy mịn tốt ta lấy độ rắn của bánh răng nhỏ lớn hơn độ rắn của
bánh răng lớn 20÷50HB. Chọn loại phơi là phơi dập để dễ gia cơng.
HB1 = HB2 + (20÷50)HB
Ta dùng bảng 3-6 và 3-8 tài liệu [1] để chọn vật liệu bánh răng nhỏ và lớn

Bánh răng
Bánh nhỏ
Bánh Lớn
3.1.2. Định ứng suất mỏi tiếp xúc và ứng xuất mỏi uốn cho phép
3.1.2.1. Ứng suất tiếp xúc cho phép
Ta có cơng thức 3-1[1]:
=

. k’N

Trong đó:
-

: là ứng suất mỏi tiếp xúc cho phép khi bánh răng làm việc lâu dài theo

bảng 3-9 [1].
-

k’N: hệ số chu kỳ ứng suất tiếp xúc, tính theo công thức 3-2 [1].

k’N =
Với:
- No: số chu kỳ cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc bảng 3-9 [1].
SVTH: Dương Tuấn Khải
Nguyễn Quốc Đạt

Trang – 11


TIEU LUAN MOI download :