THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN PHƯƠNG ÁN 15

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

KHOA CK-CN

BÀI BÁO CÁO
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Giáo viên hướng dẫn: Lê Quang Vinh

STT MSSV Họ và tên Lớp Đóng góp
100%
1 21118339 Hồ Hoàng Phúc DH21CK 100%
100%
2 21118347 Lê Nhật Quang DH21CK 100%

3 21118344 Huỳnh Nam Phương DH21CK

4 21118117 Nguyễn Minh Phương DH21CK

Ngày 9 tháng 12 năm 2023

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................................1
PHẦN I: TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN BỐ TỈ SỐ TRUYỀN .......................4

I. Chọn động cơ:.......................................................................................................4
1. Xác định hiệu suất hệ thống: ...........................................................................4

2. Tính cơng suất đẳng trị ( cơng suất tính tốn ): .............................................4
3. Chọn động cơ điện, bảng thông số động cơ điện: ..........................................5

II. Phân phối tỷ số truyền: ....................................................................................5
III. Lập bảng đặc tính:............................................................................................5

1. Tính tốn cơng suất trên các trục:...............................................................5
2. Tính tốn số vịng quay trên các trục:.........................................................6
3. Tính Moment xoắn trên các trục:................................................................6
PHẦN II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG....................................................8
1. Chọn loại đai:..........................................................................................................8
2. Đường kính bánh đai nhỏ:.....................................................................................8
3. Vận tốc đai: .............................................................................................................8
4. Đường kính bánh đai lớn:......................................................................................8
5. Tỷ số truyền: ...........................................................................................................9
6. Khoảng cách trục: ..................................................................................................9
7. Chiều dài đai:..........................................................................................................9
8. Số vòng chạy của đai trong 1s: ..............................................................................9
9. Tính lại khoảng cách trục a:..................................................................................9
10. Góc ơm đai 𝜶𝟏 trên bánh đai nhỏ: ...................................................................10
11. Số dây đai Z: .......................................................................................................10
12. Chiều rộng bánh đai: .........................................................................................11
13. Đường kính ngồi bánh đai nhỏ: ......................................................................11
14. Đường kính bánh đai lớn:..................................................................................11
15. Lực căng ban đầu: ..............................................................................................11

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

16. Lực tác dụng lên trục:........................................................................................11
17. Lực vòng có ích:..................................................................................................11

18. Hệ số ma sát: .......................................................................................................11
19. Tính ứng suất lớn nhất cho phép: .....................................................................12
20. Tính tuổi thọ đai: ................................................................................................12

Tính tốn chọn nối trục vòng đàn hồi: .........................................................12
2.1. Kiểm tra điều kiện sức bền dập của vòng đàn hồi: ....................................13
2.2. Kiểm tra điều kiện bền của chốt: .................................................................13
2.3. Lực vòng tác dụng lên trục đàn hồi: ............................................................14
2.4. Tải trọng phụ tác dụng lên trục đàn hồi: ....................................................14
PHẦN III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG ...............................................14
A. CHỌN VẬT LIỆU VÀ TÍNH ỨNG SUẤT CHO PHÉP:...........................14
1.Chọn vật liệu: .....................................................................................................14
2. Xác định ứng suất tiếp xúc: .............................................................................14
3. Số chu kỳ làm việc cơ sở: .................................................................................15
4. Số chu kỳ làm việc tương đương: ....................................................................15
5. Ứng suất tiếp xúc cho phép được xác định sơ bộ: .........................................16
6. Ứng suất uốn cho phép:....................................................................................16
B. TÍNH TỐN CẤP NHANH: BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG
NGHIÊNG: ...............................................................................................................17
1. Số liệu: ..........................................................................................................17
2. Hệ số chiều rộng vành răng và hệ số tập trung tải trọng: .......................18
3. Khoảng cách trục: .......................................................................................18
4. Thông số ăn khớp:.......................................................................................18
5. Xác định kích thước bộ truyền: .................................................................19
6. Chọn cấp chính xác cho bộ truyền: ...........................................................20
7. Lực tác dụng lên bộ truyền: .......................................................................21
8. Hệ số tải trọng động:...................................................................................21

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

9. Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc: ................................................................21
10. Kiểm nghiệm ứng suất uốn: .......................................................................23
11. Các thông số hình học của bộ truyền: .......................................................25
C. TÍNH TỐN CẤP CHẬM, BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG THẲNG: ........26
1. Số liệu: ..........................................................................................................26
2. Hệ số chiều rộng vành răng và hệ số tập trung tải trọng: .......................26
3. Khoảng cách trục: .......................................................................................27
4. Thông số ăn khớp:.......................................................................................27
5. Xác định kích thước bộ truyền: .................................................................28
6. Chọn cấp chính xác cho bộ truyền: ...........................................................29
7. Lực tác dụng lên bộ truyền: .......................................................................29
8. Hệ số tải trọng động:...................................................................................29
9. Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc: ................................................................29
10. Các thông số hình học của bộ truyền: .......................................................33
D.KIỂM NGHIỆM ĐIỀU KIỆN BÔI TRƠN NGÂM DẦU: ...............................35
PHẦN IV: THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN HỘP GIẢM TỐC ..................................35
A. CHỌN VÀ TÍNH CÁC THƠNG SỐ BAN ĐẦU CỦA TRỤC ........................35
1. Xác định sơ bộ đường kính trục theo công thức: .....................................35
2. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực: ...................36
1.Trục 1:.................................................................................................................38
2.Trục 2:.................................................................................................................42
3.Trục 3:.................................................................................................................45
C. KIỂM NGHIỆM TRỤC VỀ ĐỘ BỀN MỎI .....................................................47
1. Vật liệu trục:......................................................................................................47
2. Điều kiện kiểm tra trục vừa thiết kế về độ bền mỏi là: .................................48
3. Xác định hệ số an toàn ở các tiết diện nguy hiểm của trục: .........................48
4. Chọn lắp ghép: ..................................................................................................49
D. TÍNH KIỂM NGHIỆM ĐỘ BỀN CỦA THEN : ..............................................51

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

PHẦN V: TÍNH TỐN CHỌN Ổ ..............................................................................52
A. TRỤC 1:...............................................................................................................52
a) Phản lực tại các ổ:.............................................................................................53
b) Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ:..........................................................53
c) Khả năng tải tĩnh của ổ:...................................................................................54
B. TRỤC 2:................................................................................................................54
a) Phản lực tại các ổ:.............................................................................................54
b) Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ:..........................................................54
c) Khả năng tải tĩnh của ổ:...................................................................................55
C. TRỤC 3:................................................................................................................56
a)Phản lực tai các ổ :.............................................................................................56
b)Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ :..........................................................56
c) Khả năng tải tĩnh của ổ:...................................................................................57

PHẦN VI: THIẾT KẾ KẾT CẤU VỎ HỘP GIẢM TỐC .......................................58
1) Chiều dày: .............................................................................................................58
2) Gân tăng cứng: .....................................................................................................58
3) Đường kính: ..........................................................................................................58
4) Mặt bích nắp và thân:..........................................................................................59
5) Kích thước gối trục: .............................................................................................59
6) Mặt đế hộp: ...........................................................................................................59
7) Khe hở của các chi tiết:........................................................................................59
8) Số lượng bu lông nền z: .......................................................................................59

PHẦN CÁC CHI TIẾT PHỤ ......................................................................................60
1. Vòng chắn dầu: .....................................................................................................60
2. Chốt định vị: .........................................................................................................60
3. Nắp quan sát: ........................................................................................................60
4.Nút thông hơi: ........................................................................................................61

5. Nút tháo dầu: ........................................................................................................62

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

6. Que thăm dầu và dầu bôi trơn: ...........................................................................62
7. Bulơng vịng: .........................................................................................................63
8. Định vị ổ trên trục: ...............................................................................................64
9. Ống lót và nắp ổ:...................................................................................................64
10. Vú tra mỡ cho ổ lăn:...........................................................................................65
11. Lót kín bộ phận ổ: ..............................................................................................66
DUNG SAI LẮP GHÉP ...............................................................................................67
1. Dung sai và lắp ghép bánh răng: ........................................................................67
2. Dung sai lắp ghép ổ lăn:.......................................................................................67
3. Dung sai khi lắp vòng chắn đầu:.........................................................................67
4. Dung sai khi lắp vòng lò xo (bạc chắn ) trên trục tùy động: ............................67
5. Dung sai lắp ghép then lên trục: .........................................................................67
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................................71

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

LỜI NÓI ĐẦU

---***---

Thiết kế và phát triển những hệ thống truyền động là vấn đề cốt lõi
trong cơ khí. Mặt khác, một nền công nghiệp phát triển không thể thiếu một
nền cơ khí hiện đại. Vì vậy, việc thiết kế và cải tiến những hệ thống truyền
động là công việc rất quan trọng trong cơng cuộc hiện đại hố đất nước.
Hiểu biết, nắm vững và vận dụng tốt lý thuyết vào thiết kế các hệ thống
truyền động là những yêu cầu rất cần thiết đối với sinh viên, kỹ sư cơ khí.

Trong cuộc sống ta có thể bắt gặp hệ thống truyền động ở khắp nơi, có
thể nói nó đóng một vai trị quan trọng trong cuộc sống cũng như sản xuất.
Đối với các hệ thống truyền động thường gặp thì hộp giảm tốc là một bộ
phận khơng thể thiếu.

Đồ án thiết kế máy giúp ta tìm hiểu và thiết kế hộp giảm tốc, qua đó ta
có thể củng cố lại các kiến thức đã học trong các môn học như Nguyên lý
máy, Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật…, và giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan
về việc thiết kế cơ khí. Hộp giảm tốc là một trong những bộ phận điển hình
mà công việc thiết kế giúp chúng ta làm quen với các chi tiết cơ bản như
bánh răng, ổ lăn,… Thêm vào đó, trong q trình thực hiện các sinh viên có
thể bổ sung và hồn thiện kỹ năng vẽ AutoCad, điều rất cần thiết với một
sinh viên cơ khí.

Em chân thành cảm ơn thầy Lê Quang Vinh đã giúp đỡ chúng em trong
quá trình thực hiện đồ án, Với kiến thức cịn hạn hẹp, vì vậy thiếu sót là
điều khơng thể tránh khỏi, em rất mong nhận được ý kiến từ thầy.

1

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

ĐỀ TÀI 11: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG
TRỘN

PHƯƠNG ÁN 15

Hệ thống dẫn động thùng trộn gồm:
1- Động cơ điện 3 pha không đồng bộ.

2- Bộ truyền đai thang.
3- Hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp phân đôi cấp nhanh.
4- Nối trục đàn hồi.
5- Thùng trộn.

Số liệu thiết kế: phương án 15

2

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

• Cơng suất trên trục thùng trộn: P= 3,5 KW.
• Số vịng quay trên trục thùng trộn: n(v/p)= 75(v/p).
• Thời gian phục vụ: L= 5 (năm).
• Quay một chiều, làm việc 2 ca, tải va đập nhẹ ( 1 năm làm việc 310 ngày,

ngày 2 ca, 1 ca làm việc 8 giờ )
❖ Chế độ tải :

T1 = T T2 = 0,7T T3 = 0,8T t1 = 17s t2 = 28s t3 = 23s

3

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

PHẦN THUYẾT MINH TÍNH TỐN

---***---

PHẦN I: TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN BỐ TỈ SỐ TRUYỀN

I. Chọn động cơ:

1. Xác định hiệu suất hệ thống:

➢ Hiệu suất truyền động:

𝜂 = 𝜂𝑘𝑛 . 𝜂𝑏2𝑟 . 𝜂𝑑 . 4

𝜇𝑜𝑙

Trong đó:

𝜂𝑘𝑛 = 0,99 Hiệu suất khớp nối
Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ răng
𝜂𝑏𝑟1 = 0,98 nghiêng
Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ răng
𝜂𝑏𝑟2 = 0,98 thẳng
Hiệu suất bộ truyền đai
𝜂𝑑 = 0,96 Hiệu suất ổ lắn
𝜂𝑜𝑙 = 0,99

 𝜂 = 𝜂𝑘𝑛. 𝜂𝑏𝑟1. 𝜂𝑏𝑟2. 𝜂𝑑. 𝜇𝑜4𝑙= 0,887

2. Tính cơng suất đẳng trị ( cơng suất tính tốn ):
➢ Cơng suất tính tốn:

𝑛 𝑇𝑖 2 12.17+0,72.28+0,82.23

∑1( 𝑇 ) 𝑡𝑖

√
𝑃𝑡𝑑 = 𝑃𝑚𝑎𝑥 𝑛 = 3,5.√ = 2,861 (Kw)
∑1 𝑡𝑖 17+28+23

➢ Công suất trên trục động cơ:
𝑃𝑐𝑡 = 𝑃𝑡 = 2,861 = 3,26 (𝐾𝑤)
𝜂 0,877

➢ Tỷ số truyền chung của bộ truyền:

𝑢𝑐ℎ = 𝑢𝑑. 𝑢ℎ = 4.10 = 40

o Trong đó: 𝑢ℎ= 10 là tỉ số truyền của hộp giảm tốc 2 cấp phân đôi.
𝑢𝑑 = 4 là tỉ số truyền của bộ truyền đai thang.

4

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Kiểu động cơ Công suất Vận tốc quay cosφ % Tmax/Tdn Tk/Tdn
(KW) (vòng/phút)

4A100S2Y3 4 2880 0,89 86,5 2,2 2

✓ Dựa vào bảng 2.4 trang 21 sách “ Tính Tốn Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ

Khí Tập Một” của Trịnh Chất và Lê Văn Uyển.
➢ Số vòng quay sơ bộ của động cơ:

𝑛𝑠𝑏 = 𝑛𝑙𝑣. 𝑢𝑐ℎ = 75.40 = 3000 ( Vòng/phút )

3. Chọn động cơ điện, bảng thông số động cơ điện:

➢ Động cơ điện được chọn phải có cơng suất 𝑃𝑑𝑐 và số vòng quay đồng bộ
thảo mãn điều kiện:

• 𝑝𝑑𝑐 ≥ 𝑝𝑐𝑡 = 3,26 (Kw)
• 𝑛đ𝑏 ≈ 𝑛𝑠𝑏
✓ Dựa vào bảng P1.3 trang 236 sách “ Tính Tốn Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ

Khí Tập Một” của Trịnh Chất và Lê Văn Uyển ta chọn động cơ .

II. Phân phối tỷ số truyền:
➢ Chọn tỷ số truyền của hệ thống dẫn động:
𝑢𝑐ℎ = 𝑛𝑑𝑐 = 2880 = 38,4
𝑛𝑙𝑣 75
➢ Ta chọn 𝑢ℎ = 10 ( tỉ số truyền của hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp phân
đôi, 𝑢1= 3,58; 𝑢2 = 2,79 ( bảng 3.1 trang 43 )
 𝑢𝑑 = 𝑢𝑐ℎ 𝑢ℎ = 38,4 10 = 3,84 ( tỉ số truyền của bộ truyền đai thang )

III. Lập bảng đặc tính:
1. Tính tốn cơng suất trên các trục:
𝑃𝑐𝑡 = 3,5 (𝐾𝑤)

5

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

𝑃3 = 𝑃𝑐𝑡 = 3,5 = 3,571 (𝐾𝑤)

𝜂𝑜𝑙. 𝜂𝑘𝑛 0,99.0,99

𝑃2 = 𝑝3 = 3,571 = 3,681 (𝐾𝑤)
𝜂𝑜𝑙. 𝜂𝑏𝑟2 0,99.0,98

𝑃1 = 𝑝2 = 3,681 = 3,794 (𝐾𝑤)
𝜂𝑜𝑙. 𝜂𝑏𝑟1 0,99.0,98

𝑃𝑑𝑐 = 𝑝1 = 3,794 = 4 (𝐾𝑤)
𝜂𝑜𝑙𝜂𝑑 0,99.0,96

2. Tính tốn số vịng quay trên các trục:

𝑛1= 𝑢𝑑 = 3,84 = 𝑛𝑑𝑐 2880 750 (vòng / phút)
𝑛2= = = 𝑛1 750 209,497 (vòng / phút)

𝑢1 3,58

𝑛3= 𝑢2 = 2,79 = 𝑛2 209,497 75,089 (vịng / phút)
3. Tính Moment xoắn trên các trục:

𝑇1 = 9,55.106. 𝑃1 𝑛1 = 9,55.106. 3,794 750 = 48310,267 (Nmm)
𝑇2 = 9,55.106. 𝑃2 = 9,55.106. 3,681 = 167799,778 (Nmm)
𝑛2 209,497

𝑇3 = 9,55.106. 𝑃3 𝑛𝑑𝑐 = 9,55.106. 3,571 75,089 = 454168.387 (Nmm)
𝑇4 = 9,55.106. 𝑃4 = 9,55.106. 3,5 = 445138,436 (Nmm)
𝑛𝑙𝑣 75,089

𝑇𝑑𝑐 = 9,55.106. 𝑝𝑑𝑐 𝑛𝑑𝑐 = 9,55.106. 4 2880 = 13263,889 (Nmm)

▪ Bảng đặc tính kỹ thuật của hệ thống truyền động:

Trục Trục 1 Trục 2 Trục 3 Trục 4
động cơ 3,5

Công Suất (KW) 4 3,794 3,681 3,571 1

Tỉ số truyền u 3,84 3,58 2,79

6

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Số vòng quay n 750 209,497 75,089 75,089
2880

(vòng/phút)

Moment xoắn T
13263,889 48310,267 167799,778 454168.387 445138,436

(Nmm)

Hình vẽ minh họa các trục:

7

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

PHẦN II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG

Số liệu đầu vào:

• Cơng suất: 𝑃1 = 4 (𝐾𝑊)
• Số vịng quay: 𝑛𝑑𝑐 = 2880 (v/p)
• Tỷ số truyền: 𝑢𝑑 = 3,84

• Điều kiện làm việc: Quay một chiều, làm việc 2 ca, tải va đập nhẹ (1 năm làm

việc 310 ngày, ngày 2 ca, 1 ca làm việc 8 giờ)

1. Chọn loại đai:
Dựa vào 𝑃𝑑𝑐 = 4 (𝐾𝑊) và 𝑛𝑑𝑐 = 2880 (v/p) và hình 4.22 trang 153 sách “Cơ
sở thiết kế máy” của Nguyễn Hữu Lộc và các thông số kỹ thuật trên ta chọn đai

dạng A.
➢ Từ bảng 4.3 trang 128 sách “Cơ sở thiết kế máy” của Nguyễn Hữu Lộc ta có

các thơng số kỹ thuật cho đai loại A là:

• 𝑏𝑝 = 11 mm

• 𝑏0 = 13 mm
• h = 8 mm

• 𝑦0 = 2,8 mm
ã 1 = 100 ữ 200
ã l = 560 ữ 4000
ã A = 81 2

2. ng kính bánh đai nhỏ:

𝑑1 = 1,2𝑑𝑚𝑖𝑛 = 1,2.100 = 120 (𝑚𝑚)
➢ Theo tiêu chuẩn (trang 148 sách “Cơ sở thiết kế máy” của Nguyễn Hữu Lộc)

ta chọn 𝑑1 = 125 𝑚𝑚

3. Vận tốc đai:

𝜋𝑑1𝑛1 𝜋. 125.2880 𝑚
𝑣1 = = = 18,850 ( ⁄𝑠)
60000 60000

4. Đường kính bánh đai lớn:

𝑑2 = 𝑢𝑑1(1 − 𝜀) = 3,84.125. (1 − 0.01) = 475,2 (𝑚𝑚)

Với 𝜀 = 0,01 : hệ số trượt tương đối

➢ Theo tiêu chuẩn chọn 𝑑2 = 500 (𝑚𝑚)

8

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

5. Tỷ số truyền:
𝑢 = 𝑑2 = 500 = 4,04

𝑑1(1 − 𝜀) 125(1 − 0,01)

Sai lệch so với thông số kỹ thuật:
4,04 − 3,84

3,84 = 0,052 = 5,2%

6. Khoảng cách trục:
2(𝑑1 + 𝑑2) ≥ 𝑎 ≥ 0,55(𝑑1 + 𝑑2) + ℎ
⇒ 2(125 + 500) ≥ 𝑎 ≥ 0,55(125 + 500) + 8
⇒ 1250 ≥ 𝑎 ≥ 351,75
➢ Ta có: u = 4,04 ta chọn a = 0,95𝑑2 = 475 (𝑚𝑚) theo mục 4 phần 2 – Trình

tự thiết kế đai thang (trang 153 sách “Cơ sở thiết kế máy” của Nguyễn Hữu

Lộc)

7. Chiều dài đai:

𝐿 = 2𝑎 + 𝜋(𝑑1 + 𝑑2) + (𝑑2 − 𝑑1)2 = 2.475 + 𝜋(125 + 500) + (500 − 125)2
2 4𝑎 2 4.475
= 2005,761 (𝑚𝑚)

➢ Theo tiêu chuẩn chọn L = 2000 (mm)

8. Số vòng chạy của đai trong 1s:

𝑖 = 𝑣 = 18,850 = 9,43𝑠−1 < [𝑖] = 10𝑠−1
𝐿 2

Với L là chiều dài đai L = 2 (m)

✓ Điều kiện được thỏa

9. Tính lại khoảng cách trục a:

𝑘 + √𝑘2 − 8∆2
𝑎= 4

Với:

𝐾 = 𝐿 − 𝜋 𝑑1 + 𝑑2 = 2000 − 𝜋 125 + 500 = 1018,252
2 2
∆ = 𝑑2 − 𝑑1 = 187,5
2

9

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

1018,252 + √1018,2522 − 8. 187,52
⇒ 𝑎 = 4 = 472 (𝑚𝑚)
✓ Giá trị a vẫn thỏa mãn trong khoảng cho phép.

10. Góc ôm đai 𝜶𝟏 trên bánh đai nhỏ:
𝛼1 = 180𝑜 − 57𝑜 𝑑2 − 𝑑1 = 180𝑜 − 57𝑜 500 − 125 = 134,710 > 1200
𝑎 472
✓ Thỏa điều kiện không xảy ra hiện tượng trượt trơn.

11. Số dây đai Z:

➢ Tra biểu đồ hình 4.21 sách “Cơ sở thiết kế máy” của Nguyễn Hữu Lộc với
các thông số: 𝑑1 = 125 (𝑚𝑚);𝑣 = 18,850 𝑚⁄𝑠 và đai loại A, ta có:

[𝑃0] = 3,03 (𝑘𝑤)
𝐿0 = 1700 𝑚𝑚
𝑍 ≥ 𝑃1

[𝑃0]. 𝐶𝛼. 𝐶𝑢. 𝐶𝐿. 𝐶𝑧. 𝐶𝑟𝐶𝑣
Tính các hệ số sử dụng:

o Hệ số ảnh hưởng của vận tốc:
𝐶𝑣 = 1 − 0,05. (0,01. 𝑣2 − 1) = 1 − 0,05. (0,01. 18,8502 − 1) = 0,872
Hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ơm đai:
𝐶𝛼 = 1,24. (1 − 𝑒−𝛼1⁄110) = 1,24(1 − 𝑒−134,71⁄110) = 0,875

o Hệ số xét đến ảnh hưởng của tỷ số truyền u:

𝐶𝑢 = 1,14
o Hệ số xét đến ảnh hưởng của chiều dài L:

6 𝐿 6 2000
𝐶𝐿 = √ = √ = 1,027
𝐿0 1700

o Hệ số xét đến sự ảnh hưởng của sự phân bố không đồng đều tải trọng giữa

các dây đai:
Giả sử có 2 đai chọn 𝐶𝑧 = 0,95
o Hệ số xét đến ảnh hưởng của chế độ tải trọng:
𝐶𝑟 = 0,9

Ta có:

10

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

𝑍 ≥ 𝑃1 = 4 = 1,73
[𝑃0]. 𝐶𝛼. 𝐶𝑢. 𝐶𝐿. 𝐶𝑧. 𝐶𝑟𝐶𝑣 3,03.0,875.1,14.1,027.0,95.0,9.0,872

➢ Chọn: Z = 2 đai

12. Chiều rộng bánh đai:
𝐵 = (𝑧 − 1). 𝑡 + 2𝑒
➢ Theo bảng 4.21 trang 63 sách “Tính Tốn Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí

Tập Một” của Trịnh Chất và Lê Văn Uyển ta có:

𝑡 = 15 e = 10 ℎ0 = 3,3

Ta có: 𝐵 = (2 − 1). 15 + 2.10 = 35 (𝑚𝑚)

13. Đường kính ngồi bánh đai nhỏ:
𝑑𝑎1 = 𝑑1 + 2ℎ𝑜 = 125 + 2.3,3 = 131,6 (𝑚𝑚)

14. Đường kính bánh đai lớn:
𝑑𝑎2 = 𝑑2 + 2ℎ𝑜 = 500 + 2.3,3 = 506,6 (𝑚𝑚)

15. Lực căng ban đầu:
Đây là hệ dẫn động dây đai thang nên ta chọn: 𝜎𝑜 = 1,5 (𝑀𝑃𝑎)
Ta có: A = 81 𝑚𝑚2

⇒ 𝐹𝑜 = 𝐴1. 𝜎𝑜. 𝑧 = 81.1,5.2 = 243 (𝑁)

16. Lực tác dụng lên trục:

𝐹𝑟 = 2. 𝐹𝑜. sin (𝛼1) = 2.243. sin (134,71) = 448,53 (𝑁)
2 2

17. Lực vịng có ích:

𝐹𝑡 ≈ 1000𝑃1 = 1000.4 = 212,20 (𝑁)
𝑣1 18,850

18. Hệ số ma sát:
Ta có: 𝛼 = 134,710 = 2,35 (𝑟𝑎𝑑)

𝑓′ = 1 . ln (2. 𝐹𝑜 + 𝐹𝑡) = 1 . ln (2.243 + 212,20) = 0,40
𝛼 2. 𝐹𝑜 − 𝐹𝑡 2,35 2.243 − 212,20

o Hệ số ma sát nhỏ nhất để bộ truyền khơng bị trượt trơn:
Giả sử góc biên dạng bánh đai γ = 38o

11

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

⇒ 𝑓𝑚𝑖𝑛 = 𝑓′. sin 𝛾 = 0,40. sin(19𝑜) = 0,130
()
2

19. Tính ứng suất lớn nhất cho phép:

Ta có:

𝜎𝑣 = 𝜌. 𝑣12. 10−6 = 1200. 18,8502. 10−6 = 0,43 (𝑀𝑃𝑎)
Trong đó: 𝜌 là khối lượng riêng của đai: chọn 𝜌 = 1200 𝑘𝑔⁄𝑚3

𝜎𝑜 = 𝐹𝑜 = 243 = 1,5 (𝑀𝑃𝑎)
𝐴. 𝑧 81.2
𝜎𝑡 = 𝐹𝑡 = 212,20 = 1,310 (𝑀𝑃𝑎)
𝐴. 𝑧 81.2
𝜎𝑢1 = 2. 𝑦𝑜 . 𝐸 = 2.2,8 . 100 = 4,48 (𝑀𝑃𝑎)
𝑑1 125

Trong đó: E là module đàn hồi của đai: chọn 𝐸 = 100 𝑁⁄𝑚2

Vậy:
𝜎𝑚𝑎𝑥 = 𝜎1 + 𝜎𝑢1 + 𝜎𝑣 = 𝜎𝑜 + 0,5𝜎𝑡 + 𝜎𝑢1 + 𝜎𝑣
= 1,5 + 0,5.1,310 + 4,48 + 0,43 = 7,065 (𝑀𝑃𝑎)

20. Tính tuổi thọ đai:

▪ Ta có giới hạn mỏi của đai: 𝜎𝑟 = 9 (𝑀𝑃𝑎)
▪ Số mũ đường cong mỏi đối với đai thang: 𝑚 = 8
▪ Các thơng số đã tính: 𝜎𝑚𝑎𝑥 = 7,065 (𝑀𝑃𝑎) ; 𝑖 = 9,43 (𝑠−1)

( 𝜎 𝜎 𝑟 𝑚𝑎𝑥)𝑚. 107 ( 9 7,065)8. 107
𝐿ℎ = 2.3600. 𝑖 = 2.3600.9,43 = 1021,41 (𝑔𝑖ờ)
❖ Tính tốn chọn nối trục vịng đàn hồi:

Ta có moment xoắn 𝑇3 = 454168,387 (𝑁𝑚𝑚) = 454,168 (𝑁𝑚)

➢ Theo cơng thức (16-1) trang 58 sách “ Tính Tốn Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ

Khí Tập Hai” của Trịnh Chất và Lê Văn Uyển.

Ta có:
𝑇𝑡 = 𝑘. 𝑇 ≤ [𝑇]

k : hệ số chế độ làm việc
➢ Theo bảng (16-1) trang 58 sách “ Tính Tốn Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí

Tập Hai” của Trịnh Chất và Lê Văn Uyển.

12

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Ta có:
𝑘 = 1,2 ÷ 1,5 ⟹ 𝑐ℎọ𝑛 𝑘 = 1,2

➢ Theo bảng 16-10a trang 68 sách “ Tính Tốn Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí
Tập Hai” của Trịnh Chất và Lê Văn Uyển.

𝑇3 = 454,168 (𝑁𝑚), ta chọn kích thước khớp nối như sau
Bảng 1. Kích thước cơ bản của nối trục vòng đàn hồi

T, d D dm L l d1 D0 Z nmax B B1 l1 D3 l2
Nm

500 50 170 95 80 175 90 130 8 3600 5 70 30 28 32

Bảng 2. Kích thước cơ bản của vòng đàn hồi

T, Nm dc d1 D2 l l1 l2 l3 h

500 16 M11 23 70 38 18 32 1,7

2.1. Kiểm tra điều kiện sức bền dập của vòng đàn hồi:
➢ Theo cơng thức trang 69 sách “Tính Tốn Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí Tập

Hai” của Trịnh Chất và Lê Văn Uyển.
𝜎𝑑 = 2𝑘𝑇 𝑍𝐷0𝑑𝑐𝑙3 ≤ [𝜎𝑑]

Trong đó:
[𝜎𝑑]: ứng suất dập cho phép của vịng cao su, có thể lấy [𝜎𝑑] = (2 ÷ 4) (MPa)
=> 𝜎𝑑 = 2.𝑘.𝑇 2.1,2.454168,387 𝑍.𝐷𝑜.𝑑𝑐.𝑙3 8.130.16.32 = 2,05 (MPa) < [𝜎𝑑] = (2 ÷ 4) (MPa)
=> Thỏa điều kiện sức bền dập của vòng đàn hồi

2.2. Kiểm tra điều kiện bền của chốt:

Theo công thức trang 69 [TL2]

𝜎𝑢 = 3 𝑘𝑇𝑙0 ≤ [𝜎𝑢]

0,1𝑑𝑐 𝐷0𝑍

Trong đó:

[𝜎𝑢] : ứng suất cho phép của chốt, có thể lấy [𝜎𝑢] = (60 ÷ 80) (MPa)
l0 = l1 + l2 = 38 + 18 = 47
2 2

=> σu = 0,1.163 1,2.454168,387.47 .130.8 = 60,13 (MPa) < [𝜎𝑢] = (60 ÷ 80) (MPa)

=> Thỏa điều kiện bền của chốt

13

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

=> Chọn khớp nối đàn hồi có các thơng số như trên được chấp nhận

2.3. Lực vòng tác dụng lên trục đàn hồi:

Ft = 2𝑇 = 2.454168,387 = 6987,21 (N)
𝐷0 130

2.4. Tải trọng phụ tác dụng lên trục đàn hồi:

Fkn = Fr = (0,1 ÷ 0,3).Ft => Fr = 0,2.Ft = 0,2.6987,21 = 1397,44 (N)

PHẦN III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
A. CHỌN VẬT LIỆU VÀ TÍNH ỨNG SUẤT CHO PHÉP:

1.Chọn vật liệu:
Vì bộ truyền được bôi trơn tốt nên dạng hỏng chủ yếu là tróc rỗ bề mặt răng nên ta tính

theo ứng suất tiếp xúc.

Do khơng có u cầu gì đặc biệt và theo quan điểm thống nhất hóa trong thiết kế ta

chọn vật liệu 2 cấp bánh răng như sau:

- Bánh nhỏ: thép 45 tôi cải thiện, độ rắn 𝐻𝐵𝐼 = 241 ÷ 285 ; 𝜎𝑏𝐼 = 850 (𝑀𝑝𝑎) ;
𝜎𝑐ℎ𝐼 = 580 (𝑀𝑝𝑎)
- Bánh lớn: thép 45 tôi cải thiện, độ rắn 𝐻𝐵𝐼𝐼 = 192 ÷ 240 ; 𝜎𝑏𝐼𝐼 = 750 (𝑀𝑝𝑎) ;
𝜎𝑐ℎ𝐼𝐼 = 450 (𝑀𝑝𝑎)

2. Xác định ứng suất tiếp xúc:
Chọn độ rắn bánh nhỏ: 𝐻𝐵𝐼 = 250
Chọn độ rắn bánh lớn: 𝐻𝐵𝐼𝐼 = 230
Theo bảng 6.2 trang 94:

𝜎0𝐻𝑙𝑖𝑚 = 2𝐻𝐵 + 70
⇒ 𝜎0𝐻𝑙𝑖𝑚1 = 2.250 + 70 = 570 (𝑀𝑝𝑎)
⇒ 𝜎0𝐻𝑙𝑖𝑚2 = 2.230 + 70 = 530 (𝑀𝑝𝑎)

𝜎0𝐹𝑙𝑖𝑚 = 1,8𝐻𝐵

14