Thuyết minh thiết kế chi tiết máy ppsx

Thuyết minh thiết kế chi tiết máy
LỜI NÓI ĐẦU
Thiết kế chi tiết máy là một môn học có ý nghĩa rất quan trọng đối với
sinh viên, giúp cho sinh viên làm quen với công việc nghiên cứu, thiết kế các
môn học trong nghành cơ khí nói chung và nghành cơ khí chế tạo máy nói
riêng.
Rèn luyện cho sinh viên có ý thức nghiêm túc trong việc tính toán thiết kế,
phải biết vận dụng trình độ hiểu biết của bản thân kết hợp với sự hướng dẫn
của thầy giáo và các tài liệu tham khảo khác.
Để thiết kế chế tạo ra một chi tiết hay bộ phận máy hoàn thiện có hình
dáng, kích thước thoả mãn các yêu cầu về kinh tế kỹ thuật đã đặt ra, đó thực
sự là một công việc khó khăn cho sinh viên, mặt khác trình độ bản thân còn
có hạn. Vì vậy mặc dù thời gian làm thiết kế kéo dài trong suốt cả học kỳ
nhưng kết quả của việc tính toán thiết kế chắc chắn không thể tránh khỏi
những thiếu sót, rất mong được sự góp ý của thầy giáo hướng dẫn để nâng
cao trình độ hiểu biết của bản thân, nhằm phục vụ tốt hơn nữa việc nghiên
cứu thiết kế cũng như làm đề tài tốt nghiệp sau này.
Sinh viên thực hiện: Trần Xuân Lâm.
Trang 1 Lớp 42CT-2
Thuyết minh thiết kế chi tiết máy
ĐỀ SỐ 10: THIẾT KẾ TỜI LƯỚI KÉO TRỤC NGANG 3 TANG.
Số liệu: 1.Lực kéo định mức trên tang: P = 12KN.
2.Tốc độ kéo cáp định mức: V=0,9m/s.
3.Độ sâu đánh bắt: h= 40m.
4.Thời gian làm việc: 30 phút x 6 ca x 200 ngày x A năm, với A= 13.
5.Đặc tính làm việc: quay 1 chiều.
6.Tính chất của tải trọng:
• Hệ số tải trọng động: K
đ
=1.5.
• Hệ số quá tải hệ thống: K

qt
= 1.6.
7.Điều kiện làm việc: trên biển.
ChươngI: CHỌN ĐỘNG CƠ TRUYỀN ĐỘNG.
I. Xác định công suất động cơ:
1. Công suất làm việc:(N
lv
)
Coi hệ thống làm việc với chế độ tải không đổig
Ta có:
1000
V.P
N
lv
=
+ N
gc
Chọn N
gc
= 0.2KW.
KW1.113.0
1000
9.0.10.12
N
3
lv
=+=
2. Công suất yêu cầu từ động cơ:N
ycđc
t

lv
cyc
N
N
η
=
ñ
Hệ thống tạo thành từ các khâu thành phần nối tiếp nhau nên ta có:
∏
=
η=η
K
1i
it
Ta chọn hiệu suất các bộ truyền như sau:
 Bộ truyền động đai:
95.0=η
ñ
 Bộ truyền bánh răng nón:
96.0
n
=η
 Bộ truyền bánh răng trụ
97.0
tr
=η
 Một cặp ổ lăn :
99.0
ol
=η

 Cơ cấu gạt cáp :
96.0
gc
=η
 Tang thu cáp :
96.0
tc
=η
Theo sơ đồ phác thảo hộp giảm tốc ta có:
tcgc
8
ol
2
ndt
ηηηηη=η
96.0.96.0.)99.0.()96.0.(95.0
82
t
=η
74.0
t
=η
Trang 2 Lớp 42CT-2
Thuyết minh thiết kế chi tiết máy
N
ycđc
=
KW15
74.0
1.11

=
II. Xác định tốc độ động cơ:
1. Chọn cáp kéo: theo p
đ
P
đ
= n.K
đ
.P
n: hệ số bền dự trữ, chọn n = 3
P⇒
đ
= 3.1.5.12 = 54KN
Dựa vào bảng 2 ta chọn cáp có:
- P
đthực
= 54,55KN
-
][σ
b
=1800 N/m .m
2
- Trọng lượng 100m cáp: 35,86 Kg
- Diện tích tiết diện cáp: F
c
= 36,66mm
2
- Đường kính cáp: d
c
= 9.9

Kiểm tra cáp theo độ bền dự trữ:
03,3
12.5,1
55,54
P
P
n
max
dt
t
===
>[n] chọn = 3
2. Chiều dài cáp: L
- Chiều dài làm việc của cáp được chọn theo h.
Với h = 40m
=→
lv
L
7h = 7.40 =280m
-Chiều dài cần thiết của cáp:
L
ct
= 1,5.L
lv
= 1,5.280= 420m
3. Xác định vận tốc quay trục tang kéo cáp:
- Đường kính trống tang: D
o
= C.d
c

C: hệ số đường kính: chọn C = 20.
mm1989,9.20D
o
==⇒
- Bước quấn cáp trên tang:
t =1,06.d
c
+ 0,3 = 10,794 (mm).
- Chiều dài tang:
L
t
= 2.D
0
= 2.198 = 396 (mm).
- Số vòng cáp trên một lớp:
t
L
Z
t
=
6,36
794,10
396
Z ==
- Số lớp cáp chứa trên tang:
Z.d.92,2
L
C3,0C54,0n
c
ct

2
++−=
)pl(12
6,36.10.9,9.92,2
420
20.3,020.54,0n
3
2
ôù=++−=
- Đường kính ngoài của bó cáp chứa trên tang:
.d)1n2(DD
c0n
−+=
Trang 3 Lớp 42CT-2
Thuyết minh thiết kế chi tiết máy
).mm(7,4259,9)112.2(DD
0n
=−+=
- Tốc độ quay trục tang: (n
lv
)
)dD(
V.10.6
n
ctb
4
lv
+π
=
)mm(8,311

2
7,425198
2
DD
D
n0
tb
=
+
=
+
=
).phut/vong(4,53
)9,98,311.(14,3
9,0.10.6
n
4
lv
=
+
=
III. Chọn động cơ điện truyền động.
1. Chọn động cơ điện.
Với
)KW(15N
ycdc
, dựa vào bảng tra ta chọn động cơ:
Kiểu ĐC Công
suất(kw)
N

(v/p)
ϕ
cos
dm
m
M
M
dm
max
M
M
GD
2
(Kg.m
2
)
Trọng lượng
(Kg)
ĐK72-4 20 1460 0,88 1,3 2,3 1,5 280
Động cơ làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại.
Cường độ làm việc thực tế: CĐ%=
%.100.
T
T
ck
lv
CĐ%=
%5,12
60.4
30

=
)KW(7,13
15
5,12
.15
th%
.NN
ycdcdm
==≥
chuaån tieâu CÑ%
teá öïcCÑ
vậy ta chọn N
đm
= 20 (KW).
2. Kiểm tra động cơ điện:
 Kiểm tra thời gian khởi động:
t
kđ
=
)s(53]t[
MM
BA
k
m
÷=≤
−
+
ñ
ñ
A =

7,87
74,0.1460
10.9,0.12.75,9
32
=
6,87
25
1460.5,1
25
n.GD
B
2
===
1460
20.10.55,9.3,1
n
N.10.55,9
.M
6
6
mm
=β=
ñm
ñm
=170068,5 (Nmm)
M
đ
=
3,1
M

m
9,130821
3,1
5.170068
==
(N.mm)
t
kđ
=
46,4
10)9,1308215,170086(
6,877,87
3
=
−
+
−
(s)
Trang 4 Lớp 42CT-2
Thuyết minh thiết kế chi tiết máy
 Kiểm tra theo mô men mở máy:
M
m
> M
c
Với M
c
= M
t
+ M

đ
M
t
= P
max
.
65,2806
2
85,311.12.5,1
2
D
tb
==
(N.mm)
M
đ
=
t.5,37
n
].
.n
V.P.5,36
)GD.([
2
2
max
2
η
+δ
=+=

46.4.5,37
1460
].
74,0.1460
9,0.12.5,1.5,36
75,0.2,1[M
2
2
ñ
33249 (Nmm)
Vậy M
c
= 2806,65 + 33249 = 36055,7 ( N. mm)
Vậy M
m
>M
c
.
IV. Phân phối tỉ số truyền động:
Tỷ số truyền động của hệ thống:
I
ht
=
34,27
4,53
1460
n
==
lv
ñc

n
I
ht
= i
đai
.i
sc
.i
tc
= 3,04.3.3
Giá trị thông số động – động lực học các cấp của hệ thống truyền dẫn:
 Ta có tỉ số truyền giữa các trục:
N
1
= N
ycđc
= 15 KW.
N
2 =
1,1415.96,0.95,0N N.
1121
==ηη=η
− oâbñ

KW
4,131,14.96,0.99,0N N.N
2n2323
==ηη=η=
− oâb
KW

3,134,13.99,0N.N.N
33434
==η=η=
− oâb
KW
6,123,13.99,0.96,0N N.N
4n4545
==ηη=η=
− oâb
KW
 Tốc độ quay các trục:
n
1
= n
đc
= 1460 (v/ph)
480,2(v/p)
3,04
1460
i
n
n
21
1
2
===
−
160,1(v/p)
3
480,2

i
n
n
32
2
3
===
−
34
nn =
)p/v(4,53
3
1,160
i
n
n
54
4
5
===
−
- Mô men xoắn trên các trục:
98116
1460
15
.10.55,9
n
N
.10.55,9M
6

1
1
6
1x
===
(N.mm)
Trang 5 Lớp 42CT-2
b
b
y
0
h
c
Thuyết minh thiết kế chi tiết máy
( )
( )
( )
( )
mm.N2257680791835.99,0.96,0.3M iM
mm.N791835799834.99,0.1M iM
mm.N799834280525.96,0.99,0.3M iM
mm.N28052598116.99,0.95,0.04,3M iM
454545x
343434x
3x32323x
1x21212x
==η=
==η=
==η=
==η=

−−
−−
−−
−−
GIÁ TRỊ THÔNG SỐ ĐỘNG – ĐỘNG LỰC HỌC CÁC CẤP CỦA HỆ
THỐNG TRUYỀN DẪN:
Trục TrụcI TrụcII TrụcIII TrụcIV TrụcV
i 3,04 3 1 3
N (KW) 15 14,1 13,4 13,3 12,6
N (V/ph) 1460 480,2 160,1 160,1 53,4
M
x
(N.mm) 98116 280525 799834 791835 2257680
ChươngII :THIẾT KẾ TRUYỀN ĐỘNG ĐAI
I. Chọn loại đai:
Chọn tiết diện đai thang theo giá trị mô men trên trục dẫn.
Ta có: M
x1
= 98116 Nmm =98,116 (Nm)
Ta chọn được loại đai có các thông số :
Loại tiết
diện
Kích thước tiết diện (mm)
b b
c
h y
0
σ
17 14 10,05 4 138 800
÷

6300 125 50
÷
150
I. Xác định đường kính bánh đai:
- Chọn đường kính bánh đai nhỏ : D
1
(mm)
D
1
= 220 (mm)
Trang 6 Lớp 42CT-2
Thuyết minh thiết kế chi tiết máy
Kiểm nghiệm vận tốc đai:
maõn Thoaû→
÷<==
÷≤
π
=
s/m)3530(8,16
10.6
1460.220.14,3
V
s/m)3530(.
10.6
n.D.
V
4
4
11
- Đường kính bánh đai lớn:

D
2
= i.D
1
( 1-
ξ
)
=3,04. 220. ( 1- 0,02) = 655,4(mm)
Tra bảng chọn D
2
theo tiêu chuẩn: D
2
= 630(mm)
- Số vòng quay thực tế của bánh bị dẫn:
n’
2
=( 1 -
ξ
)
1
2
1
.n
D
D
n’
2
= (1- 0,02)
=1460.
630

220
499,6 (V/p)
Kiểm tra: 480,2 tương ứng với 100%
499,6 tương ứng với x%
x =
%104
2,480
100.6,499
=
2
n⇒
’
(tăng)
= 104 – 100 = 4%
)%53( ÷≤
(thoả mãn)
Vậy D
1
= 220(mm)
D
2
= 630(mm)
 Chọn sơ bộ khoảng cách trạc A
sb
:
Dựa vào bảng 19 ta chọn A
sb
= D
2
= 630(mm)

- Xác định chính xác chiều dài đai L khoảng cách trục A
+. Chiều dài đai sơ bộ:
L
sb
= 2A
sb
+
A4
)DD(
)DD(
2
2
12
21
−
++
π
L
sb
= 2. 630 +
630.4
)220630(
)630220(
2
14,3
2
−
++
L
sb

= 2661,2(mm)
Chọn giá trịL chính xác: theo bảng 20.
L = 2650(mm)
+. Kiểm tra số vòng chạy của đai:
.
L60
n.D.
L
V
u
11
π
==
1034,6
2650.60
1460.220.14,3
u <==
thoả mãn
)mm(624
8
)DD(8)DD(L2[)DD(L2
A
2
12
2
1212
=
−−+π−++π−
=
- Kiểm nghiệm góc âm trên bánh đai:

Trang 7 Lớp 42CT-2
Thuyết minh thiết kế chi tiết máy
1
α
= 180
0
-
A
DD
12
−
.57
0
1
α
= 180
0
-
624
220630 −
. 57
0
= 142,5
0
> 120
0
(thoã mãn)
-Xác định số đai cần thiết (Z)
Z
[ ]

α
σ
≥
C.C.G.F V
N.1000
V0P

Với: N = 15 KN
Diện tích tiết diện đai F = 138 (mm
2
)
Trị số ứng suất có ích cho phép:
[ ]
0
p
σ
= 174(N/mm
2
)
Hệ số xét đến ảnh hưởng của góc âm:
α
c
=0,89
Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc: C
v
= 0,90
C
t
= 1,0
Z

89,0.9,0.0,1.138.74,1.8,16
15.1000
≥
= 4,6
Vậy chọn Z = 5
-Xác định kích thước bánh đai:
+Chiều rộng bánh đai:
B = (Z - 1)t +25
Theo bảng 87 ta có: t = 20
S=12,5
B = (5 - 1).20 +2. 12,5 =105 (mm)
+Dường kính ngoài của bánh đai:
D
e1 =
D
1
+ 2y
0
= 220 + 2.4 = 228 (mm)
D
e2
= D
2
+2.y
0
= 630 + 2. 4 = 638 (mm)
-Lực tác dụng lên trục:
R = 3.
0
α

.F.Z.Sin
2
1
α
R= 3.1,2 .138 .3. sin
2
5,142
0
= 2352,2 (N)
(
0
σ
= 1,2 N/mm
2
)
ChươngIII: THIẾT KẾ TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG
I. Chọn vật liệu và phương pháp luyện:
- Bánh răng nhỏ: Chọn thép C50 , thường hoá có:
D
phôi
=100
÷
300 (mm)
b
σ
= 600 (N/mm
2
)
ch
σ

= 300 (N/mm
2
)
Độ cứng: HB
1
=225
-Bánh răng lớn: Chọn thép C45 ,thường hoá có:
Trang 8 Lớp 42CT-2
Thuyết minh thiết kế chi tiết máy
D
phôi
=500
÷
750 (mm)
b
σ
= 540 (N/mm
2
)
ch
σ
= 270 (N/mm
2
)
Độ cứng : HB
2
= 200
II. Xác định ứng suất cho phép :
- Ứng suất tiếp xúc cho phép :
[ ] [ ]

K
.0N
txtx
σ=σ
’
N.
Với :
[ ]
0N
tx
σ
= 2,6 HB.
Số chu kỳ cơ sở N
0
= 10
7
K’
N
: hệ số chu kỳ ứng suất tiếp xúc :
K’
N
=
6
t
0
N
N
ñ
.
N

tđ
: số chu kỳ ứng suất tương đương .
N
0
=10
7
:số chu kỳ cơ sở của đường cong tiép xúc .
N
tđ
=N = 60.u.n.t
u : số lần ăn khớp của bánh răng trong một vòng quay .
n : số vòng quay trong một phút của bánh răng :
n
1
: = 480,2 (v/phút) ; n
3
= 160,1 (v/phút)
n
2
= 160,1 (v/phút) ; n
4
= 53,4 (v/phút)
t : tổng số giờ làm việc của bánh răng :
t =
2
1
. 6 .200 .13 =7800 (giờ)
⇒
N
tđ1

= 60 . 3 . 480,2. 7800 =224733600 x 3 = 674200800
N
tđ1
> N
0
⇒
K’
N1
= 1.
N
tđ4
= 60.1.53,4.7800 = 24991200 > N
0
⇒
K’
N4
=1
N
tđ3
=3N
tđ2
= 224780400
N
tđ1
> N
0

⇒
K’
N1

= 1
N
tđ2
= 60. 1. 160,1. 7800 = 74926800 > N
0
⇒
K’
N2
=1
Vậy với bánh răng 1:
[ ]
1tx
σ
= 2,6 . HB
1
. K’
N1
Bánh răng 2:
[ ]
31tx −
σ
= 2,6 . 225 .1 = 585 (N/mm
2
)
[ ]
42tx −
σ
= 2,6 . 200 . 1 =520 (N/mm)
Ứng suất cho phép:
[ ]

σ
σ
=σ
K.n
"K.5,1
N.1
u
.
+.
1−
σ
: giới hạn mỏi uốn trong chu kỳ đối xứng:
1−
σ
= 0,42.
b
σ
.
+. n: hệ số dự trữ .
n = 1,5 .
Trang 9 Lớp 42CT-2
Thuyết minh thiết kế chi tiết máy
+
σ
K
: hệ số tập trung ứng suất ở chân răng:
σ
K
= 1,8 .
+ K”

N
: Hệ số chu kỳ ứng suất uốn:
K”
N
=
m
t
0
N
N
ñ
N
0
: số chu kỳ cơ sở của đường cong mỏi uốn:
N
0
= 5. 10
6
N
tđ
: số chu kỳ ứng suất tương đương.
m : Bậc đường cong mỏi uốn . m = 6.
⇒
K’’
N1
=
6
6
3224733600
10.5

x
= 0,44 ; K’’
N3
= 0,53.
K’’
N2
=
6
6
74926800
10.5
= 0,64 ; K’’
N4
= 0,76.
⇒
[ ]
8,1.5,1
44,0.600.42,0.5,1
1u
=σ
= 61,6 (N/mm
2
)
[ ]
6,74
8,1.5,1
64,0.540.42,0.5,1
2u
==σ
(N/mm

2
)
[ ]
==σ
8,1.5,1
53,0.600.42,0.5,1
3u
74,2 (N/mm
2
).
[ ]
8,1.5,1
76,0.540.42,0.5,1
4u
=σ
= 89,2 (N/mm
2
).
- Ứng suất tải cho phép :
+ Ứng suất tiếp xúc quá tải cho phép :
Vì bánh răng chế tạo từ thép có độ rắn HB < 350.
[ ]
txqt
σ⇒
= 2,5 .
[ ]
0N
tx
σ
[ ]

6,2.5,2
txqt
=σ
HB.
Vậy:
[ ]
5,2
31txqt
=σ
−
.2,6. 225 = 1462,5 (N/mm
2
)
[ ]
42txqt −
σ
= 2,5 .2,6 .200 = 1300 (N/mm
2
)
+ Ứng suất quá tải cho phép :
[ ]
[ ]
[ ]
)mm/N(200270 8,0
)mm/N(240300.8,0
.8,0
2
42uqt
2
21uqt

chuqt
==σ
==σ
σ=σ
−
−
- Chọn sơ bộ hệ số tải trọng : K
sb
K
sb
= 1,4.
-Chọn hệ số chiều rộng bánh răng :
Với bộ truyền bánh răng nón :
3,0
L
b
L
==ϕ
Trang 10 Lớp 42CT-2
Thuyết minh thiết kế chi tiết máy
- Xác dịnh chiều dài nón L:
Với bộ truyền bánh răng nón răng thẳng :
L
≥
[ ]
3
2.L
.sb
2
ótL

6
2
n.85,0
NK
.
i).5,01(
10.05,1
.1i
ϕ






σϕ−
+
Hộp sơ cấp:
L
23,184
1,160.3,0.85,0
1,14.4,1
585.3).3,0.5,01(
10.05,1
.13
3
2
6
2
≥







−
+≥
(mm)
- Hộp thứ cấp :
L
)mm(42,300
4,53.3,0.85,0
3,13.4,1
.
520).3,0.5,01(
10.05,1
13
3
2
6
2
≥






−

+≥
- Chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng :
V =
)1i.(10.6
n) 5,01.(L.2
10.6
n.d.
24
1
4
11tb
+
ϕ−π
=
π
- Với bộ truyền sơ cấp:
V
1
=
)13.(10.6
2,480).3,0.5,01.(44,212.14,3.2
34
+
−
V
1
= 0,91 (m/s) < 2
⇒
Bánh răng có cấp chính xác 9
- Xác định chính xác chiều dài nón L :

+ Hệ số tải trọng K : K= K
tt
. K
đ
.
K
tt
: hệ số tập trung tải trọng
K
tt
= 1
K
đ
= 1,1
K
⇒
=1,1
Sơ cấp: Vậy L
1
= L
sb
3
sb
K
K
L
1
= 184,23 .
)mm(07,170
4,1

1,1
3
=
L
2
= 300,42 .
)mm(22,277
4,1
1,1
3
=
- Xác định mô đun, số răng, chiều rộng …
+ Trị số mô đun :
Hộp sơ cấp : m
s
= (0,02
÷
0,03).L
m
s
=0,0204 . 196,03 = 4
Hộp thứ cấp :
m
s=
0,0216 .277,2 = 6
+ Số răng bánh dẫn :
Hộp sơ cấp :
Trang 11 Lớp 42CT-2
Thuyết minh thiết kế chi tiết máy
Z

1
=
27
13.4
07,170.2
1im
L2
32
s
=
+
=
+
8131.3Z.iZ
12
===⇒
Hộp thứ cấp :
Z
3
29
13.6
22,277.2
2
=
+
=
Z
4
= 29 .3 = 87.
+Chiều rộng bánh răng :

b =
L.
L
ϕ
Hộp sơ cấp : b = 0,3 .170,07 = 51 (mm)
Hộp thứ cấp: b = 0,3 .277,22 = 83,17 (mm)
-Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng :
+Hộp sơ cấp :
[ ]
u
2
tb
6
u
b.n.z.m.y.85,0
N.K.10.1,19
σ≤=σ
i
1
artg
1
=ϕ
: góc mặt nón lăn.
⇒
Z
tđ1
46,28
3
1
artgCos

27
i
1
artgCos
Z
1
=






=






⇒
hệ số dạng răng : y
1
= 0,4585.
+ Ta có chiếu dài côn trung bình:
L
tb
=L
1
– 0,5b = 170,07 - 0,5.51 = 144,57mm.

4,3
07,170
57,144
.4
L
L
.mm
tb
stb
===⇒
[ ]
)mm/N(2,748,70
51.2,480.27.5,3.4585,0.85,0
1,14.1,1.10.1,19
1u1u
2
6
1u
=σ<=σ
=σ⇒
Bánh răng 2:
516,0y
38,85
Cos
81
Cos
Z
Z
2
2

2t
=⇒
=
ϕ
=
ϕ
=
ñ
+ Chiều dài côn trung bình:
L
tb
= L
2
-0,5b = 170,07-0,5.51=144,57 (mm)
Trang 12 Lớp 42CT-2
Thuyết minh thiết kế chi tiết máy
51.1,160.93.4,3.516,0.85,0
4,13.1,1.10.1,19
4,3m
2
6
2u
tb
=σ
=⇒
[ ]
)mm/N(6,744,63
2
2u2u
=σ<=σ

Hộp thứ cấp:
Tương tự ta có:
Z
tđ1
=
5,30
3
1
artgCos
29
Cos
Z
3
=






=
ϕ
452,0y
3
=⇒
+L
tb
= L
2
-0,5b = 277,22 -0,5 .83,17

L
tb
= 235,635 (mm)
17,83.1,160.29.1,5.452,0.85,0
3,13.1,1.10.1,19
1,56.
22,277
635,235
m.
L
L
m
2
6
3u
s
tb
tb
=σ
===⇒

[ ]
)mm/N(96,894,72
2
3u3u
=σ<=σ
[ ]
2,8923,60
17,83.4,53.87.1,5.5145,0.85,0
6,12.1,1.10.1,19

4u4u
2
6
4u
=σ<=σ
=σ⇒
5145,0y
7,91
Cos
87
Cos
Z
Z
2
4
4t
=⇒
=
ϕ
=
ϕ
=
ñ
- Kiểm ngiệm bánh răng theo quá tải đột ngột:
Để bộ truyền có khả năng chịu quá tải trong thời gian ngắn càn kiểm tra bộ
truyền quá tải theo điều kiện:
≤σ=σ
txtxtxqt
K.
[ ]

txqt
σ
[ ]
uqtqtuuqt
K. σ≤σ=σ
+Giá trị ứng suất tiếp xúc được xác định :
( )
( )
b.n.85,0
N.K.1i
.
b5,0Li
10.05,1
2
2
3
6
tx
+
−
=σ
+
1tx
σ
(hộp sơ cấp)
( )
( )
51.1,160.85,0
1,14.1,1.13
.

51.5,007,1703
10.05,1
2
3
6
1tx
+
−
=σ
)mm/N(5,261
2
1tx
=σ
+Hộp thứ cấp:
Trang 13 Lớp 42CT-2
Thuyết minh thiết kế chi tiết máy
( )
( )
17,83.4,53.85,0
3,13.1,1.13
.
17,83.5,022,277.3
10.05,1
2
3
6
2tx
+
−
=σ

)mm/N(5,261
2
2tx
=σ
Hệ số quá tải của hệ thống:K
qt
K
qt
=
M
M
max
M
max
: mô men lớn nhất có thể cấp được của động cơ điện.
M
max
= 2,3M
đm
= 2,3.130821,9 = 300890 (N.m)
 Hộp sơ cấp:
07,1
280525
300890
K
1qt
==
 Hộp thứ cấp:
38,0
791835

300890
K
2qt
==
*. Với hộp sơ cấp:
[ ]
[ ]
2408,7507,1.8,70
5,146227007,1.5,261
uqtuqt
txqttxqt
=σ<==σ
=σ<==σ

*. Với hộp thứ cấp:
[ ]
( )
[ ]
( )
( )
maõn thoaõ→
=σ<==σ
=σ<==σ
2
uqtuqt
2
txqttxqt
mm/N2005,2738,0.4,72
mm/N13002,16138,0.5,261
• Định các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền:

+. Chiều dài nón:
( )
mm07,17081.27.4.5,0L
Z.Zm.5,0L
22
2
2
2
1s
==
=
+. Mô đun trên mặt mút lớn:
( )
( )
)mm(4
51.5,007,170
07,170
.4,3m
b.5,0L
L
.mm
s
tbs
=
−
=
−
=
+. Mô đun trung bình:
( )

4,3
Z
sin.b
m
L
b.5,0L
.mm
1
1
sstb
=
ϕ
−=
−
=
+. Góc mặt nón lăn:
0
1
2
1
1
4,18
3
1
i
1
Z
Z
tg =ϕ→===ϕ
Trang 14 Lớp 42CT-2

Thuyết minh thiết kế chi tiết máy
0
2
1
2
1
6,713i
Z
Z
tg =ϕ→===ϕ
+ Đường kính vòng lăn: d
1
= m
s
.z
1
d
1
= 4.27 =108 (mm) ; d
2
= 81.4 = 324 (mm)
+ Đường kính vòng lăn trung bình:
d
tb1
= d
1
(1 – 0,5.
L
b
)

d
tb1
= 108(1 - 0,5.
07,170
51
) = 91,86 (mm)
d
tb2
= d
2
(1 – 0,5 .
L
b
)
d
tb2
= 324 (1- 0,5.
07,170
51
) = 275,58 (mm).
+ Đườnh kính vòng đỉnh :
D
e1
= m
s
(z
1
+ 2. cos
1
ϕ

).
D
e1
= 4.(27 + 2.cos18,4
0
) = 115,6 (mm)
D
e2
= 4(81 + 2.cos71,6
0
) = 326,5 (mm)
+Góc chân răng
γ
(h” = 1,25m
s
).
L
m25,1
artg
s
21
=γ=γ=γ
==γ
07,170
4.25,1
artg
1,7
0
+ Góc đầu răng
∆

(h’ = m
s
)
0
s
21
4,1
07,170
4
artg
L
m
artg
==∆
=∆=∆=∆
+ Góc mặt nón chân răng:
000
22i
000
11i
9,697,16,71
7,167,14,18
=−=γ−ϕ=ϕ
=−=γ−ϕ=ϕ
+ Góc mặt nón đỉnh răng:
000
22e
000
1e
734,16,71

8,194,14,18
=+=∆+ϕ=ϕ
=+=∆+ϕ=ϕ
* Hộp thứ cấp:
+ Chiều dài nón : L= 0,5. m
s

2
2
2
1
zz +
L = 0,5 .6
)mm(12,2758729
22
=+
+Mô đun trên mặt mút lớn:m
s
= m
tb
.
( )
b.5,0L
L
−
Trang 15 Lớp 42CT-2
Thuyết minh thiết kế chi tiết máy
m
s
= 5,1.

( )
17,83.5,012,275
12,275
−
=6 (mm)
+ Mô đun trung bình:
m
tb
= m
s

( )
)mm(1,5
z
sin.b
m
L
b5,0L
1
1
s
=
ϕ
−=
−
+ Góc mặt nón lăn :
tg
0
2
0

1
2
1
1
6,71;4,18
3
1
i
1
z
z
=ϕ=ϕ→===ϕ
+ Đường kính vòng lăn : d
1
= m
s
.z
1
d
1
= 6.29 = 174(mm)
d
2
= 6.87 = 522(mm)
+ Đường kính vòng lăn trung bình:
d
tb1
= d
1
(1- 0,5

L
b
)
d
tb1
= 174 (1 – 0,5
12,275
17,83
) = 147,7 (mm)
d
tb2
= 522(1- 0,5.
12,275
17,83
) = 443,1(mm).
+ Đường kính vòng đỉnh : (h’ = m
s
)
D
e1
= m
s
(z
1
+2Cos
1
ϕ
)
D
e1

= 6.(29 + 2 Cos18,4
0
) = 185,4 (mm)
D
e2
= 6.(87 +2.Cos71,6
0
) = 525,8 (mm)
+ Góc chân răng (h” = 1,25 m
s
)
0
s
21
5,1
12,275
6.25,1
artg
L
25,1.m
artg
==γ
=γ=γ=γ
+Góc đầu răng:
( )
0
s
21
s
'

2,1
12,275
6
artg
L
m
artg
mh:
==∆
=∆=∆=∆
=∆
+Góc mặt nón chân răng :
0
22i
0
11i
1,70
9,16
=γ−ϕ=ϕ
=γ−ϕ=ϕ
+Góc mặt nón đỉnh răng :
0
22e
0
11e
8,72
6,19
=∆+ϕ=ϕ
=∆+ϕ=ϕ
 Tính lực tác dụng: Được xác định theo ba thành phần:

Trang 16 Lớp 42CT-2
Thuyết minh thiết kế chi tiết máy
+. Lực vòng P
1
, P
2
+. Lực hướng tâm: P
r1
, P
r2
+. Lực dọc trục: P
a1
, P
a2
*. Với hộp sơ cấp:
N5323
4,105
280525.2
d
M2
PP
1tb
1x
21
====
N5,6114,18sin.20tg.5323sin.tg.PPP
4,18cos.20tg.5323cos.tg.PPP
oo
11a2r
oo

12a1r
==ϕα==
=ϕα==
*. Với hộp thứ cấp:
.N8,12314,18sin.20tg.2,10722sin.tg.PPP
N37034,18cos.20tg.2,10722cos.tg.PPP
N2,10722
7,147
791835.2
d
M2
PP
oo
11a2r
oo
12a1r
tb
x
21
==ϕα==
==ϕα==
====
ChươngIV: THIẾT KẾ TRỤC
I. Chọn vật liệu trục:
Chọn vật liệu làm trục là thép C45 tôi có:

( )
( )
2
1

2
b
mm/N340
mm/N850
≥σ
≥σ
−
II. Tính sơ bộ trục:
 Trục II:
[ ]
3
x
x
sb
2,0
M
d
τ
=
[T
x
]=20N/mm
2
)mm(45)mm(24,41
20.2,0
280525
d
3
sb
≈=≥

 Trục III:
)mm(60)mm(48,58
20.2,0
799834
d
3
sb
≈=≥
 Trục IV:
)mm(60)mm(28,58
20.2,0
791835
d
3
sb
≈=≥
 Trục V:
)mm(85)mm(64,82
20.2,0
2257680
d
3
sb
≈=≥
Trang 17 Lớp 42CT-2
Thuyết minh thiết kế chi tiết máy
III. Tính gần đúng:
a. Chọn sơ bộ ổ:
Vì bộ truyền bánh răng nón có lực dọc trục, nên chọn kiểu ổ đũa côn đỡ chặn (cỡ
trung).

Trục Ký hiệu Đường kính Bề rộng ổ
II 7309 45 26
III 7312 60 31
IV 7312 60 31
V 7317 85 41
b. Phác thảo kết cấu hộp giảm tốc:
Quan hệ kích thước giữa các yếu tố của hộp giảm tốc
a=15mm; B=26; B
1
=31;
δ
=10mm; l
’
=3d = 3.45 = 135mm;
l
2
=10mm;l
3
=18mm; l
4
=15mm; l
5
=1,2.d = 54;
x
1
=1,6.d = 72.
c. Sơ đồ tính toán các trục:
• Trục II:
 Các phản lực tại B:
135

202.P
2
d
.P
135
202.PM
M
0M202.P135.RM
N7965
135
202.5323
135
202.P
R
0202.P135.RM
1r
1tb
1a
1r1u
By
1u1rByCy
1
Bx
1BxCx
+
=
+
=⇒
=−−=∑
===⇒

=−=∑
N2512
135
202.1838
2
105
.612
M
By
=
+
=
Biểu đồ tính toán:
 Các phản lực tại C:
N2642
135
67.5323
135
67.P
R
067.P135.RM
1
Cx
1CxBy
===⇒
=−=∑
.N674
135
3213067.1838
135

M67.P
R
0M67.P135.RM
1u1r
Cy
1u1rCyBy
=
−
=
−
=⇒
=+−=∑
 Mô men uốn theo phương Y:
+. Tại A:
M
Ay
= -M
u1
= -32130 (N.mm)
Trang 18 Lớp 42CT-2
B
R
By
M
Z
M
x
M
y
32130

P
r1
P
r1
M
u1
P
1
A
P
a1
P
a1
M
Z1
P
1
279458
356670
90990
R
Cy
R
Bx
R
Cx
C
Thuyết minh thiết kế chi tiết máy
( )
mm.N24414132130279458.75,0MM.75,0M

222
y
2
zt
=+=+=
ñ
.mm326,31
75,7
244141
5,77.1,0
M
d
3
3
A
≈===
tñ
+. Tại B:
M
By
=R
Cy
.135=674.135=90990 N.mm
 Mô men uốn theo phương X:
+. Tại B: M
Bx
=M
Cx
.135=2642.135=356670 N.mm
+. Tại C: M

Cx
=0
 Mô men xoắn:
mm.N279458
2
105
.5323
2
d
.PM
1tb
11Z
===
Vậy tiết diện nguy hiểm là tại B có:
mm.N440528M
279458.75,090990356670M.75,0MMM
2222
z
2
y
2
x
=
++=++=
tñ
tñ
[ ]
mm40
mm4,38
5,77.1,0

440528
.1,0
M
d
3
3
II
=
==
σ
=⇒
II
tñ
d Vaäy
• Tục III: Ta có tổng chiều dài tính toán:
Trang 19 Lớp 42CT-2
Thuyết minh thiết kế chi tiết máy
mm3262.
1tb
d
1
xa
2
l
2
1
B
l =









++++=
Ta có:
mm.N290404
2
316
.1838
2
2tb
d
.
2a
P
2u
M ===
mm.N841034
2
316
.5323
2
2tb
d
.
2
P

2z
M ===
 Các phản lực tại A:
N3984
326
244.5323
R
0244.P326.RM
Ax
2AxCx
−=−=⇒
=+=∑
N1349
326
290404244.612
R
0M244.P236.RM
Ay
2u2rAyCy
−=
−−
=⇒
=++=∑
Vậy R
Ax
, R
ay
ngược chiều với giả thiết ban đầu.
 Các phản lực tại C:
Trang 20 Lớp 42CT-2

P
r2
B
841034
M
Z
17982
M
x
M
y
R
Ax
M
u2
R
Ay
P
a2
P
2
A
326688
37576
R
Cy
M
Z2
R
Cx

C
180
R
By
B
82
M
Z
M
x
91168
M
y
P
r1
P
r1
P
1
M
u1
A
P
a1
P
a1
M
Z1
P
1

879204
793428
212400
R
Cy
R
Bx
R
Cx
C
Thuyt minh thit k chi tit mỏy
N133953233984PRR
0RPRF
2AxCx
Ax2Cxx
===
=+=
N737
326
82.5,611290404
326
82.PM
R
0M82.P326.RM
2r2u
Cy
2u2rCyAy
=

=

=
=+=
Vy R
Cx
cú chiu ngc vi gi thit ban u.
Mụ men un theo phng Y:
+. Bờn trỏi B:
M
By
= -R
Ay
.82 = -458.82 = -37556 N.mm
+. Bờn phi B: M
By
= R
Cy
.244 = 737.244 = 179828 N.mm
Mụ men un theo phng X:
+. M
Bx
= R
Ax
.82 = 3984 .82 = 326688 Nmm
Tit din nguy him ti B:
M
t
=
2
z

2
y
2
x
M75,0MM ++
222
t
841034.75,0379828326688M ++=
ủ
= 818271Nmm
d
III
3
t
1563,0
M
ủ

=
[ ]
mm5,51
73.1,0
818271
M
3
3
t
==
0,1.
ủ

Vy chn d
III
= 55(mm)
Tit din ti trc: Xột ti C:
Ta cú: M
t
=
2
z
2
y
2
x
M75,0MM
++
mm.N728357841034.75,000M
222
t
=++=
ủ
[ ]
mm50
mm4,46
73.1,0
728357
.1,0
M
d
33
t

=
==

=
oồt
ủ
oồt
d choùn Vaọy
Trc IV: Chiu di trc:
mm82
2
31
2
83
1015
2
B
2
b
lal
2AB
=+++=+++=
l
BC
= l = 3.d = 3.60 = 180 mm.
Biu tớnh toỏn:
Trang 21 Lp 42CT-2
Thuyết minh thiết kế chi tiết máy
Tacó:
mm.N91168

2
148
.1232
2
d
.PM
3tb
3a3u
===
mm.N793428
2
148
.10722
2
d
.PM
3tb
33Z
===
• Các phản lực tại B:
0262.P180.RM
1BxCx
=−=∑
.N15606
180
262.10722
180
262.P
R
1

Bx
===⇒
0M262.P180.RM
1u1rByCy
=+−=∑
N4883
180
91168262.3703
180
91168262.P
R
1r
By
=
−
=
−
=⇒
 Các phản lực tại C:
R
Cx
=R
Bx
– P
1
= 15606 – 10722=4884 N.
R
Cy
=R
By

- P
r1
= 4883 - 3703 =1180 N.
 Mô mên uốn theo phương x:
M
Bx
=P
1
.82=10722.82=879204 N.mm
 Mô men uốn theo phương y:
+. Tại A: M
Ay
=M
u1
=91168 N.mm
+. Tại B: M
By
=R
Cy
.180=1180.180=212400 N.mm.
 Mô men xoắn:
M
Z
=M
Z1
=793428 N.mm
Vậy tiết diện nguy hiểm là tại B.
Ta có:
[ ]
mm55

mm8,51
3
68.1,0
948175
3
.1,0
M
IV
d
mm.N948175
t
M
212400.75,0
2
303646
2
879204
2
z
M.75,0
2
y
M
2
x
MM
=
==
σ
≥⇒

=
++=++=
IV
d choïn ta Vaây
tñ
ñ
tñ
Tiết diện tại A:
Trang 22 Lớp 42CT-2
Thuyết minh thiết kế chi tiết máy

[ ]
mm7,46
68.1,0
690556
.1,0
M
d
mm.N690556793428.75,0911680M.75,0MMM
33
A
222
z
2
y
2
x
==
σ
=⇒

=++=++=
tñ
tñ
Vậy chọn d
A
=50 mm.
• Trục V: Chiều dài các đoạn trục:
mm150
2
83
85.6,11541
2
b
xaBl
11AB
=−++=+++=
mm448
2
148
1502.
2
d
ll
1tb
ABAC
=







+=






+=
mm298150448lll
ABACBC
=−=−=⇒
mm.N2374923
2
433
.10722
2
d
.PM
mm.N820215
2
443
.3703
2
d
.PM
2tb
22z
2tb

2a2u
===
===
 Các phản lực tạiA:
mm.N7132
448
298.10722
448
298.P
R
0298.P448.RM
2
Ax
2AxCx
===⇒
=−=∑
0M298.P448.RM
2u2rAyCy
=−−=∑
N2650
448
820215298.1232
448
M298.P
R
2u2r
Ay
=
+
=

+
=⇒
Trang 23 Lớp 42CT-2
Thuyết minh thiết kế chi tiết máy
A
B
C
P
2
P
a2
P
r2
M
u2
M
Z2
R
Ax
R
Ay
R
Cx
R
Cy
M
y
M
x
M

Z
397500
422564
1069800
2374923
150
298
2374923
 Các phản lực tại C:
R
CX
=P
2
– R
Ax
= 10722 – 7132=3590 N
R
Cy
= P
r2
– R
Ay
= 1232 – 2650 = -1480N
Vây R
Cy
có chiều ngược với giả thiết ban đầu.
 Mô men uốn theo phương x:
M
Bx
= R

Ax
150 = 7132.150 = 1069800 N.mm
 Mô men uốn theo phương y:
+. Trái tại B:
M
By
= -R
Ay
.150 = -2650.150 = -397500 N.mm
+. Phải tại B:
M
By
= R
Cy
.298 = 1418.298 = 422564 N.mm
 Mô men xoắn:
M
Z
= M
Z2
=2374923 N.mm
Tiết diện nguy hiểm là tại B.
Ta có:
Trang 24 Lớp 42CT-2
b
k
t
d
d+h
Thuyt minh thit k chi tit mỏy

[ ]
mm72
mm24,70
68.1,0
2356529
.1,0
M
d
mm.N2356529M
2374923.75,04225641069800M.75,0MMM
3
3
IV
t
2222
z
2
y
2
x
=
==


=
++=++=
IV
tủ
ủ
tủ

d choùn ta Vaõy
ng kớnh trc ti trc:
mm.N20567442374923.75,000M.75,0MMM
2222
z
2
y
2
x
=++=++=
tủ
[ ]
mm70V
mm12,67
68.1,0
2056744
.1,0
M
d
33
A
=
==

=
oồ
tủ
d choùn aọy
ChngV: TNH KIM NGHIM TRC
I. nh kt cu trc:

Trc II: cúd
A
=32 mm
S dng kiu then cú u trũn:
Cỏc thụng s ca then:
b = 10; h = 8; t = 4,5;
t=3,6; k =4,2; r = 0,3.
iu kin bn dp ca then:
[ ]
d
x
d
l.t.d
M2
=
mm3532.2,1.9,0d.2,1.9,0l.9,0l ====
mụ
[ ]
2
dd
mm/N1503,111
35.5,4.32
280525.2
=<==
iu kin bn ct:
[ ]
c
x
c
l.b.d

M2
=
[ ]
2
cc
mm/N1201,50
35.10.32
280525.2
===
Vy kớch thc ca then thoó món.
Trc III: Cú d = 55mm
Kớch thc then: b=16; h=10; t=5; t
1
=5,1; k=6,2; r=0,5.
iu kin bn dp ca then:
[ ]
d
x
d
l.t.d
M2
=
mm4,5955.2,1.9,0d.2,1.9,0l.9,0l ====
mụ
Trang 25 Lp 42CT-2