đồ án thiết kế hệ dận động cơ khí.

GVHD: TRẦN ĐÌNH HUY SV: PHAN MINH ĐỆ-LỚP 08DCT1
Lời nói đầu

̶ Nước ta hiện nay là một nước đang trong thời kỳ phát triển. Do đó,ngành cơ khí và chế tạo
máy móc đang được nhà nước ta chú ý phát triển.Và chúng ta có thể thấy hầu hết trong các
trường đại hoc,cao đẳng và các trung tâm dạy nghề đều có giảng dạy về ngành cơ khí.
̶ Thiết Kế Đồ Án Chi Tiết Máy là một môn học cơ bản của ngành cơ khí. Môn học này không
những giúp cho sinh viên có một cái nhìn cụ thể hơn thực tế hơn đối với các kiến thức đã
được học, mà nó còn là cơ sở rất quan trọng của các môn chuyên ngành sẽ được học sau
này.Để thực hiện đồ án trên yêu cầu sinh viên phải có sự hiểu biết và áp dụng tất cả kiến thức
những môn học liên quan đã được đào tạo như chi tiết máy,sức bền vật liệu,dung sai và đo
lường.
̶ Do đây là lần đầu tiên làm đồ án môn Thiết kế hệ dận động cơ khí, kinh nghiệm chưa có và
lượng kiến thức có hạn nên không thể tránh khỏi thiếu sót và sai lầm ,rất mong được sự nhận
xét và giúp đở quý báu của Thầy.
Tiếp theo là bản thuyết minh cua Em về đồ án thiết kế hệ dận động cơ khí.
Tp.Hồ Chí Minh,Ngày 7 Tháng 11 Năm 2010
Sinh viên : Phan Minh Đệ

1/9
GVHD: TRẦN ĐÌNH HUY SV: PHAN MINH ĐỆ-LỚP 08DCT1
CHƯƠNG 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
Ghi chú:
1. Động cơ điện
2. Bộ truyền đai
3. Hộp giảm tốc bánh răng côn
4. Khớp nối
5. Tang và Băng tải
 Chọn động cơ:
 Công suất cần thiết trên trục động cơ:
Trong đó:

: công suất cần thiết (kw)
công suất tính toán trên trục máy
hệ số truyền động
Với:
hiệu suất bộ truyền đai →0.96
: hiệu suất 3 cặp ổ lăn →
hiệu suất bánh răng côn → 0.97

Với :
F: lực kéo băng tải → 9100N
V: vận tốc băng tải→1,62m/s

 Vậy cần phải chọn loài động cơ có công suất lớn hơn 16,38 KW
Dựa vào bảng phụ lục P.13 /238[1] ta chọn loại động cơ có kí hiệu 4A200L8Y3 có công suất
 Phân phối tỷ số truyền:.
• Số vòng quay của Tang:
2/9
GVHD: TRẦN ĐÌNH HUY SV: PHAN MINH ĐỆ-LỚP 08DCT1
Trong đó:
D: Là đường kính Tang →210mm
• Tỉ số truyền chung:
U = U
đ
.U
br
Trong đó:
U
đ
: tỉ số truyền của bộ truyền đại.
U

br
: tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng côn
Chọn: U
đ
= 2
U
br
= 2,5
Số vòng quay trên trục 1
n
1
= = 365 vòng/ phút
Số vòng quay trên trục 2, 3
n
2
= n
3
= = 146 vòng/ phút
 Công suất trên từng trục
- Trục 1:
N
1
= P.
1
.
2
= 22.0,96.0,99 = 20,9 (kw)
- Trục 2:
N
2

= N
1
.
3
.
4
.
5
= 20,9.0,97.0,99.1 = 20,07 (kw)
- Trục 3:
N
3
= N
2
.
3
= 20,07.0,99 = 19,87 (kw)
 Mômen xoắn trên mỗi trục
- Trục động cơ:
M
đc
= 9,55.10
6
.P
đc
/n
đc

= 9,55.10
6

.22/730 = 287.808,2 (Nmm)
- Trục I:
M
I
= 9,55.10
6
.N
1
/n
1
= 9,55.10
6
.20,9/365 = 546835,6 (Nmm)
- Trục II:
3/9
GVHD: TRẦN ĐÌNH HUY SV: PHAN MINH ĐỆ-LỚP 08DCT1
M
II
= 9,55.10
6
.N
2
/n
2
= 9,55.10
6
.20,07/146 = 1.312.797,9 (Nmm)
- Trục III:
M
III

= 9,55.10
6
.N
3
/n
3
= 9,55.10
6
.19,87/146 = 1299715,7 (Nmm)
 Bảng Thống Kê
Trục động cơ Trục I Trục II Trục III
Công suất 22 20,9 20,07 19,87
Tỉ số truyền 5 2 2,5 1
Số vòng quay 730 365 146 146
Mômen xoắn 287808,2 546835,6 1312797,9 1299715,7
THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐẠI:
Thiết kế bộ truyền đại với các thông số
Công suất: P = 22 Kw
Số vòng quay n = 730 vòng/phút
 Đối với bộ truyền đại ta xét đến 2 phương án
- Phương án 1: Dùng đai dẹt
- Phương án 2: Dùng đai thang
o Đại loại A
o Đại loại B
- Phương án 1:
o Chọn đai vải cao su
Xác định các thông số của bộ truyền
o Theo 4.1/53/1
d
1

= (5,2….6,4).
1
= (5,2….6,4). = 343…422
Chọn d
1
theo tiêu chuẩn d
1
= 400 mm
4/9
GVHD: TRẦN ĐÌNH HUY SV: PHAN MINH ĐỆ-LỚP 08DCT1
Vận tốc V =
= = 15,3m<s<V
max
= 60m/s
Đường kính bánh đai lớn: d
2
= U
đ
.d
1
.(1-)
Với : hệ số trượt
d
2
= 2.400.(1-0,01) = 792 (mm)
Chọn theo tiêu chuẩn là 800mm
Tỉ số truyền thực tế:
U
t
= = = 2,02

U
= .100 = .100 = 1%
o Khoảng cách trục
Theo (4.3/53/1) thì a = (1,5…2).(d
1
+d
2
)
a = (1,5…2).(d
1
+d
2
) = (1,5…2).(400+800)
= 1800…2400
Lấy a = 2000mm
Chiều dài đai 4.4/54
L = 2.A + 0,5 (d
1
+d
2
)+(d
2
-d
1
)
2
/4A
= 2.2000+0,5.(400+800)+(800-400)
2
/4.2000 5904 mm

Cộng thêm 100 đến 400mm tùy theo cách nối đai
Số vòng chạy của đai
i = = = 2,6<i
max
=10
Góc ôm
1
1
= 180
0
- .57

1
180
0
- .57 168,6
0
>150
0
(Vải cao su)
Xác định tiết diện đai và chiều rộng bánh đai
Theo 4.9/54 thì F
t
=1000.P/V
F
t
= = 1438 (N)
Theo bảng (4.8/55) thì tỷ số ()
max
nên dùng là 1/40 (do là đai vải cao su)

Do đó, = D
1
/40 = 10. Vì thế, theo bảng (4.1/5) ta chọn đai B = 800 có lớp lót, có giá trị số tiêu chuẩn là
= 9mm (với số lớp là 6).
5/9
GVHD: TRẦN ĐÌNH HUY SV: PHAN MINH ĐỆ-LỚP 08DCT1
• Ứng suất có ích cho phép theo (4.10/57/
Ta có: =
0

Trong đó, với bộ truyền nằm ngang, điều chỉnh định kỳ lực căng chọn
0
= 2,4 Pa → K
1
= 3,05; K
2
= 13,5
Với = 1 – 0,003.(180
0
-169
0
)
= 0,967
C
v
= 1 – k
v
.(1,01.V
2
-1)

Với k
v
= 0,04  C
v
= 1 – 0,04.(0,01.(15,3)
2
-1) = 0,95
Theo bảng 4.12/57 chọn C
o
= 1
Vậy:
=
0

= 2,75.0,97.0,96.1 2,56 (MPa)
Theo công thức (4.8/54)
b = = = 59,3
Theo bảng 4.1, lấy theo tiêu chuẩn b = 63mm.
• Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục
Theo (4.12/58/)
F
0
=
o
.b. = 2,4.63.9 = 1360,8 (N)
Theo (4.13/58/
F
r
= 2.F
o

sin(
1
/2) = 2.1360.sin(168,6/2) = 2706 (N)
Phương án 2: (Đai loại A và B)
Chọn loại đai
Giả thuyết vận tốc của đai v > 5m/s, tra bảng (5.13/93/) có thể dung đai loại A hoặc B. Ta tính theo cả 2
phương án nào có lợi hơn.
Tra bảng (4.13/59/) ta có:
6/9
GVHD: TRẦN ĐÌNH HUY SV: PHAN MINH ĐỆ-LỚP 08DCT1
Tiết diện đai A B
7/9
GVHD: TRẦN ĐÌNH HUY SV: PHAN MINH ĐỆ-LỚP 08DCT1
Kích thước a*h (m) 13*8 17*10,5
Diện tích tiết diện A (mm
2
) 81 138
Đường kính bánh đai nhỏ d
1
Theo bảng (4.13/59/) lấy
d
1
(mm) 130 160
Kiểm nghiệm vận tốc của đai
V = .930.400 5 6
60.1000 = 0,038.d
1
(m/s)
V < V
max

= 25 m/s
Tính đường kính d
2
của bánh lớn
Theo công thức (4.2/53/)
d
2
= d
1
.u/(1-)
Trong đó:
U = 2: tỉ số truyền bộ truyền đai
c
: hệ số trượt
c
= 0,02
Vậy d
2
= 2.d
1
.(1-0,02) = 1,96 (mm)
d
2
(mm) 254,8 313,6
Tra bảng (4.26/67/)
Lấy d
2
theo tiêu chuẩn 280 315
Tỷ số truyền thực tế
U

t
= d
2
/(d
1
(1-)) 2,19 2
Vậy sai số cho phép về tỉ số truyền độ thỏa
u
=
2÷3%
Chọn sơ bộ khoảng cách trục
Chọn công thức (4.14/60/)
- Khoảng cách trục phải thỏa mãn điều kiện
0,55(d
1
+d
2
)+h ≤ A≤ 2(d
1
+d
2
)
Chọn A (mm) 450 560
Tính chiều dài đai L theo khoảng cách trục A sơ bộ
Theo công thức (4.4/54/)
L = 2A + (d
2
+ d
1
)+

2
L (mm) 1556,5 1877
L theo tiêu chuẩn 1600 2000
Theo công thức (4.15/60/)
Kiểm nghiệm số vòng chạy trong 1giây
l = V/L<u
max
= 10 3 3
Xác định chính xác khoảng cách trục theo chiều dài đai đã lấy theo tiêu chuẩn.
Theo công thức (5.2/83/)
A =
A (mm) 584 622
Khoảng cách A thỏa điều kiện
(4.14/60/)
Khoảng cách nhỏ nhất cần thiết để mắc đai
A
min
= A-0,015L (mm) 560 592
8/9
GVHD: TRẦN ĐÌNH HUY SV: PHAN MINH ĐỆ-LỚP 08DCT1
Khoảng cách lớn nhất cần thiết để tạo lực căng
A
max
= A + 0,03L 632 682
Tính gốc ôm
1
Theo công thức (5.3/83/)
1
= 180
0

- 57
0
165
0
165
0
Góc ôm
1
thỏa mãn điều kiện
1
≥120
0
Xác định hệ số đai cần thiết Z
Theo công thức (4.1/60/)
Z =
Trong đó
P
1
: công suất trên trục bánh đai chủ động kw
P
1
= 20,9 kw
P
0
: công suất cho phép
P
0
1,88 2,23
K
đ

: hệ số tải trong động 1 1
C
l
: hệ số xét đến ảnh hưởng chiều dài đai 1 1
C: hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm 0,9625 0,9625
Tra bảng (4.17/61/)
Cùng hệ số xét đến ảnh hưởng tỷ số truyền 1,13 1,13
C
z
1 1
Số đai Z 10 9
Định các kích thước chủ yếu của bánh đai 4.21/63 12,5 16
H 3,3 4,2
h
0
15 19
t 10 12,5
Theo công thức 4.17/63
Chiều rộng bánh đai B = (2- 155 196
Theo công thức 4.17/63
Bánh dẫn d
n1
= d
1
+2h
0
(mm) 136,6 168,4
Bánh bị dẫn d
n2
= d

2
+2h
0
(mm) 310 333
Đường kính trong của bánh đai
Bánh dẫn d
t1
= d
n1
-2e 116,6 143,4
Bánh bị dẫn d
t2
= d
n2
-2e 290 308
Tính lực căng ban đầu F
0
và lực tác dụng lên trục F
r
Theo công thức 4.13/63
Lực căng ban đầu mỗi đai
F
v
= q
m
.v
2
2,6 6,4
F
0

= 780.P
1
.k
đ
/(v.C.Z)+F
v
321,3 279,2
Theo 4.21/64/[1]
F
r
= 2F
0
Zsin 6371 4982,6
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CÔN
Công suất: P
1
= 20,9 Kw
9/9
GVHD: TRẦN ĐÌNH HUY SV: PHAN MINH ĐỆ-LỚP 08DCT1
Số vòng quay n
1
= 365 vòng/ phút
Tỉ số truyền U = 2,5
Thời hạn sử dụng: 21600 giờ
Tải trọng thay đổi không đáng kể
Một số ký hiệu:
b
: giới hạn bền
ch
: giới hạn chảy

δ
o
H
lim : ứng suất tiếp cho phép
δ
o
F
lim : ứng suất uốn cho phép
N
HO
: số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc
N
FO
: số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn
N
FE
, N
HE
: số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương
CHỌN VẬT LIỆU:
Do không có yêu cầu gì đặc biệt nên ta chọn:
Bánh nhỏ : 24L
Thép 40XH tôi cải thiện Hb 24l có
b1
= 8000 ,
ch1
= 580 MP
o

Bánh lớn như bánh nhỏ

Chu kì làm việc của bánh răng lớn:
N
2
= 60.c.n
2
.T = 60.1.146.25920 = 227059200
Trong đó:
c : số lần ăn khớp 1 răng khi bánh răng quay 1 vòng
n : số vòng quay
T: tổng thời gian làm việc tính bằng giờ
Chu kì làm việc của bánh răng nhỏ:
N
1
= U.N
2
= 2,5.227059200 = 567648000
10/9
GVHD: TRẦN ĐÌNH HUY SV: PHAN MINH ĐỆ-LỚP 08DCT1
Chu kì cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc: N
0
= 10
7
Ta thấy : N
1
>N
2
>N
0
do đó hệ số chu kì ứng suất tiếp xúc k
n

= 1
 Xác định hệ số ứng suất cho phép
Theo bảng 6.2/94[1] với thép 40 tôi cải thiện đạt tới độ rắn HB 24l
δ
o
H
lim = 2HB + 70 ; S
h
= 1,1
δ
o
F
lim = 1,8HB ; S
h
= 1,75
Chọn độ rắn bánh răng nhỏ HB
1
= 350
Chọn độ rắn bánh răng lớn HB
2
= 330
Khi đó:
δ
o
H
lim
1
: 2HB
1
+ 70 = 2.350 + 70 = 770 MPa

δ
o
F
lim
1
: 1,8HB
1
= 1,8.350 = 630 MPa
δ
o
H
lim
2
: 2HB
2
+ 70 = 2.330 + 70 = 730 MPa
δ
o
F
lim
2
: 1,8HB
2
= 1,8.230 = 594 MPa
Theo 6.5/93/[1] N
HO
= 30.H
HB
2,4
do đó:

N
HO1
= 30.350
2,4
= 38272299,91
N
HO2

= 30.330
2,4
= 33231864,66
Với N
HF2
= N
FE2
= N
2
= 227059200
Như vậy theo 6.1a/93/[1] sơ bộ xác định được:
[δ
o
H1
] = δ
o
H
lim
1
. K
HL
/SH = 770.1/1,1 = 700 MPa

[δ
o
H2
] = δ
o
H
lim
2
. K
HL
/SH = 594.1/1,1 = 540 MPa
Chọn xuất tải cho phép:
[δ
o
F1
]
max
= 0,8. δ
ch1
= 0,8.580 = 464 MPa
[δ
o
F2
]
max
= 0,8. δ
ch2
= 0,8.580 = 464 MPa
[δ
o

H1
]
max
= 2,8. [δ
o
H2
]
max
= 2,8.580 = 1624 MPa
Xác định sơ bộ chiều dài côn ngoài Re
11/9
GVHD: TRẦN ĐÌNH HUY SV: PHAN MINH ĐỆ-LỚP 08DCT1
Đường kính chia ngoài của bánh chủ động theo công thức 652a/112[1]
Re = K
R
. .
12/9