cơ sở thiết kế máy

Đồ án môn học Nguyễn Chí 01CDT
`
Lời nói đầu
Đối với nhiều nghành trong trường đại học kỹ thuật,sau khi học xong
phần lý thuyết về “cơ sở thiết kế máy” sinh viên bước vào phần thiết kế đồ án
môn học .Vì lần đầu tiên bắt tay vào một công việc mới mẻ:vận dụng lý thuyết
để giải quyết những vấn đề có liên quan trực tiếp trong thực tế sản xuất ,thiết
kế ra những bộ phận máy và chi tiết có hình dạng ,kích thước cụ thể trong một
chừng mực nhất đònh về các yêu cầu chủ yếu về kinh tế ,kỹ thuật và các yêu
cầu khác ,cho nên trong quá trình thiết kế còn nhiều bở ngở ,lúng túng.
Được sự hướng dẫn của thầy Bùi Trương Vó em đã hoàn thành phần
thiết kế và phần bản vẽ hoàn thành trong thời gian qui đònh .Tuy trong quá
trình vẽ và phần thuyết minh có nhiều phần không đúng với thực tế nên phải
tính lại nhiều lần để phù hợp với thực tế hơn.
Khi làm đồ án em đã cố gắng thể hiện hết những chi tiết trên bản vẽ và
số liệu thể hiện trong thuyết minh .Tuy nhiên lần đầu tiên thiết kế ,trình độ và
khả năng có hạn nên không tránh khỏi những thiếu sót.Rất mong sự chỉ bảo
thêm của thâỳ để em khắc phục trong lần thiết kế sau.
Xin chân thành cảm ơn thầy Bùi Trương Vó.
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Chí
GVHD: Bùi Trương Vó 1
Đồ án môn học Nguyễn Chí 01CDT
MỤC LỤC
Chương 1: Phân tích đặc điểm truyền
động dựa vào số liệu ban đầu. 3
1.1.Đặc tính máy chuẩn. 3
1.2.Phân tích động học. 3
1.3.Phân tích các cơ cấu dùng trong truyền động. 6
1.3.1.Động cơ chíng. 6
1.3.2.Bộ truyền bánh răng di trượt. 6

1.3.3.Bộ truyền động đai thang. 7
1.3.4.Ổ trục chính. 7
1.3.5.Trục truyền động trong hợp. 7
1.3.6.Cơ cấu then. 8
1.3.7.Cơ cấu cần gạt. 8
1.4.Thiết kế động học hợp. 8
Chương 2: Tính toán sức bền các chi tiết.

2.1.Tính các bộ truyền. 16
2.1.1.Lập bảng tính động học toàn máy. 16
2.1.2.Thiết kế bộ truyền đai thang. 17
2.1.3.Thiết kế bộ truyền bánh răng di trượt. 20
2.2.Tính toán và thiết kế trục. 24
2.3.Tính toán và lựa chọn ổ đỡ. 29
2.4.Tính then. 30
2.5.Bố trí không gian HTĐ 30
GVHD: Bùi Trương Vó 2
Đồ án môn học Nguyễn Chí 01CDT
THIÃÚT KÃÚ HÃÛ TRUƯN ÂÄÜNG MẠY TIÃÛN T6M16
Chỉång 1:
PHÁN TÊCH ÂÀÛC ÂIÃØM TRUƯN
ÂÄÜNG DỈÛA VO SÄÚ LIÃÛU BAN ÂÁƯU
1.1.Âàûc tênh mạy chøn :
Chn mạy tiãûn ren kiãøu T6M16 lm mạy chøn. Mạy T6M16
l mạy tiãûn ren vản nàng cåỵ trung do nh mạy cäng củ säú 1 Viãût
Nam sn xút.
Mạy tiãûn ny cọ thãø thỉûc hiãûn âỉåüc táút c cạc cäng viãûc
vãư tiãûn. Riãng tiãûn ren cọ thãø càõt âỉåüc cạc loải ren thüc hãû
mẹt hồûc hãû anh v hãû mä âun.
Cọ thãø dng mạy ny trong sn xút hng loảt, sn xút

âån chiãúc hay trong phán xỉåíng sỉía chỉỵa.
Nhỉỵng thäng säú cå bn ca mạy chøn :

Cäng sút âäüng cå N 4,5Kw
Âỉåìng kênh lain nháút ca
phäi
∅320 mm
Säú cáúp vng quay trủc
chênh
Z = 12
Säú vng quay trủc chênh n = 44 - 1980 v/ph
Ren càõt âỉåüc :qúc tã :
Mä âun :
Anh :
0,5 - 9 mm
0,5 - 9 Π
38 - 2/11”
Lỉåüng chảy dao : dc :
Ngang:
0,06 - 3,34 mm/v
0,04 - 2,47 mm/v
Khong cạch giỉỵa hai mi
tám
750 mm

1.2. Phán têch âäüng hc :
GVHD: Bùi Trương Vó 3
Hçnh 1.1 S å âäư täøng håüp thnh m ạy riãng
häüp täúc âäü
ÂC

HTC
HTÂ
x
x
Đồ án môn học Nguyễn Chí 01CDT
Mạy T6M16 cọ häüp täúc âäü v häüp trủc chênh råìi nhau nhỉ
váûy viãûc chãú tảo
âån gin, truưn âäüng ãm, trủc chênh êt rung âäüng... Vç thãú gia cäng
âảt âäü chênh xạc cao.
Xêch täúc âäü:



Âỉåìng truưn âäüng xêch täúc âäü täøng håüp biãøu thë mi kh
nàng thay âäøi âỉåüc biãøu diãùn nhỉ sau:
Dỉûa vo så âäư âäüng ta tháúy âỉåìng truưn tỉì âäüng cå âãún
trủc chênh qua häüp
täúc âäü v häüp trủc chênh (HTC) . Hai bäü trunư ny âỉåüc näúi våïi
nhau bàòng bäü truưn âai nhỉ hçnh H1.1
Cọ hai âỉåìng truưn xêch täúc âäü :
Trỉûc tiãúp : Âäüng cå (I) - (II) -(III) - (IV) - (V) - (VII) Trủc chênh
tảo nãn 6 cáúp täúc âäü cao
Giạn tiãúp : Âäüng cå (I) - (II) -(III) - (IV) - (VI) - (VII) Trủc chênh
tảo nãn 6 cáúp täúc âäü tháúp

GVHD: Bùi Trương Vó 4
Trục chính
N=1440(v/p)
36
35

II
I
64
42
68
34
51
51
III
68
34
42
60
IV V
VI
VII
Động cơ
N=4,5kw
Hình 1.2 đường truyền xích tốc độ của máy
Đồ án môn học Nguyễn Chí 01CDT

Theo u cáưu mạy cáưn thiãút kãú l 6 cáúp täúc âäü (Zv = 6) .
Âáy l säú cáúp täúc âäü tháúp cäng sút nh .
Âỉåìng truưn :
Tỉì âäng cå (I)
0
'
0
Z
Z

(II)
1
'
1
Z
Z
(III)
4
'
4
Z
Z
(IV) Bạnh âai
Tỉì âäng cå (I)
0
'
0
Z
Z
(II)
2
'
2
Z
Z
(III)
'
4
4
Z

Z
(IV) Bạnh âai
Tỉì âäng cå (I)
0
'
0
Z
Z
(II)
'
3
3
Z
Z
(III)
'
4
4
Z
Z
(IV) Bạnh âai
Tỉì âäng cå (I)
0
'
0
Z
Z
(II)
1
'

1
Z
Z
(III)
'
5
5
Z
Z
(IV) Bạnh âai
Tỉì âäng cå (I)
0
'
0
Z
Z
(II)
2
'
2
Z
Z
(III)
'
5
5
Z
Z
(IV) Bạnh âai
GVHD: Bùi Trương Vó 5

Hçnh 1.3 Så âäư âäüng häüp täúc
âäü
Z
4
Z
5
Z
’
4
Z
’
5
Z
0
Z
’
0
Z
1
Z
2
Z
3
Z
’
1
Đồ án môn học Nguyễn Chí 01CDT
Tỉì âäng cå (I)
0
'

0
Z
Z
(II)
3
'
3
Z
Z
(III)
'
5
5
Z
Z
(IV) Bạnh âai
u cáưu âáưu vo n = 1440 [Vng/phụt] Biãún âi täúc âäü
âáưu ra 6 cáúp giåï hản täc âäü
355 - 2000[ vng /phụt ] phamj vi âiãưu chè täúc âäü
634,5
355
2000
min
max
===
n
n
R
n

Cäng bäüi
ϕ
:
Ta cọ: R
n
=
ϕ
z -1
⇒
413,1634,5
5
1
===
−
z
n
R
ϕ
Theo tiãu chøn chn
ϕ
= 1,41.
1.3.Phán tich cạc cå cáúu dng trong truưn âäüng häüp:
1.3.1 Âäüng cå chênh :
Dỉûa vo cäng thỉïc thỉûc nghiãûm tênh toạn sạc âënh âỉåüc
âäüng cå âiãûn theo mạy chøn :
chn âäüng cå âiãûn khäng âäưng bäü 3 pha .
- säú vng quay : 1400 [vng / phụt ]
- cäng sút âäng cå âiãûn :4,5 [kw]
1.3.2 Trong så âäư häüp täúc âäü (HTÂ) dng cå cáúu củm
bạnh ràng di trỉåüt .

Âäüng cå truưn cäng st trãn trủc (I) qua càûp bạnh rang cäú
âënh
0
'
0
Z
Z
truưn cäng sút cho.
Trủc ( II) qua bäü truưn bạnh rang di trỉåüt ba báûc
'
1
Z
,
'
2
Z
,
'
3
Z

âãø lỉûa chn
3 cáúp täúc âäü truưn cäng sút cho trủc (III) trãn trủc (III) cng cọ
bạnh rang di trỉåüt 2 báûc
4
Z
,
5
Z
truưn cäng sút âãún trủc (IV) qua

bäü truưn âai truưn cäng sút âãún trủc chênh
Hộp tốc độ dùng bánh răng di trượt để thay đổi số vòng quay nên có
những ưu điểm sau :
+ Điều chỉnh vận tốc dễ dàng.
+ Có thể truyền được mô men xoắn và công suất lớn mà kích thước
tương đối nhỏ.
+ Hạn chế tiềng ồn, ít mòn, đỡ tốn năng lượng, nâng cao được hiệu suất
truyền động.
Nhưng có những nhược điểm sau:
+ Chỉ dùng được bánh răng thẳng, rất khó dùng bánh răng nghiêng và
không dùng bánh răng chữ V .
. + Kích thước theo chiều trục tương đối lớn.
GVHD: Bùi Trương Vó 6
Đồ án môn học Nguyễn Chí 01CDT
+Tênh toạn bäü truưn bạnh ràng âm bo tryưn âỉåüc cäng
sút cho phẹp.
+Tênh toạn kiãøm nghiãûm ỉïng sút ún cho phẹp , ỉïng sút
tiãúp sục cho phẹp chëu ti âäüt ngäüt.
1.3.3 Cå cáúu truưn âäüng âai thang :
- truưn âäüng tỉì häüp täúc âäü (HTÂ) âãún häüp trủc chênh ca
mạy T6M16.
- Loải âai cọ tiãút diãûn hçnh thang , màût lm viãûc l hai
màût bãn tiãp suc våïi cạc rnh hçnh thang tỉång ỉng trãn
bạnh âai .
- Bäü truưn âai cọ ỉu âiãøm truưn âäüng ãm , an ton khi quạ
ti , cäng sút truưn ti khäng låïn làõm . Thêch håüp våïi váûn
täúc låïn .
- Truưn âäüng âai âãø truưn âäüng giỉỵa cạc trủc tỉång âäúi sa
nhau v u cáu lm viãûc an ton khi quạ ti .
- Bäü truưn cọ kãút cáúu âån gin tuy nhiãn cọ sỉû trỉåüt giỉỵa

cạc bạnh âai v âai nãn cọ tè säú truưn khäng äøn âënh .
- Bäü truưn cọ t säú truưn khäng
a1
a2
1.3.4 ÄØ trủc chênh :
- äø chủc cọ nh hỉåíng ráút låïn âãún hçnh thnh âäü cỉng vỉỵng
ca hãû thäúng trủc mạy nọ âm bo âäü chênh sạc truøn
âäüng trãn taut c mi vng quay v ti trng trong mäüt thỉåìi
gian xạc âënh .
- phi âam bo âỉåüc tøi th cao .
- chủi âỉåüc âỉåüc cháún âäüng , dãù dng chãú tảo sỉí
dủng âån gin càn cỉï vo cạc úu täú :
+ âäü låïn tênh cháút tạc dung lãn äø .
+ Säú vng quay ca äø tøi th .
+ Âäü chênh sạc , âäü cỉïng vỉỵng chuøn âäüng ãm ca äø
trủc .
+ Càn cỉï vo hỉång v âäü låïn ca ti trng v hỉåïng v säú
vng quay trủc .
+ Lỉûc hỉåïng kênh nh lỉûc dc trủc nh .
chn äø bi âåỵ âm bo âỉåüc cạc u cáưu âãø dãù dng
thay thãú chãú tảo
GVHD: Bùi Trương Vó 7
Hình 1.4 Tiết diện đai
Đồ án môn học Nguyễn Chí 01CDT
1.3.5. Trủc trong truưn âäüng häüp :
Vai tr tr trủc :
Trong häüp sỉí dủng trủc báûc thàóng .
Trủc l chi tãút quan trng nháút trong häüp täúc âäü dng âãø
truưn nhỉng dang truøn âäüng , v mä men xồõn khạc nhau .
Yêu cầu đối với trục chính:

- Đảm bảo độ cứng vững: Đặc trưng của độ cứng vững chính là độâ võng
trục.Vì nó ảnh đến sự ăn khớp không đều của bánh răng, phân bố lực không
đều ở ổ trục và gây ra nhiều tiếng ồn.
- Độ chòu mòn cao: Các bề mặt ma sát phải đảm bảo độ chòu mài mòn đầy đủ
ở những phần trục có lắp ổ trượt, ở các ổ trục.
- Độ rung động thấp: Trục của máy cần chuyển động êm, không bò rung, độ
rung sẽ làm giảm tuổi tho của các cơ cấu bánh răng ổ bi..
- Tênh toạn phi âm bo sỉïc bãưn tải nhỉỵng tiãút diãûn thay âäøi
v trủc l nåi táûp trung ỉïng sút låïn nhỉ rnh then , chäù thay
âäøi tiãút diãûn . . .
1.3.6 Cå cáúu then :
Trong truưn âäüng häüp cå cáúu then âam bo truen mä men
xồõn giỉỵa trủc v bạnh ràng .Truưn âỉåüc mä men xồõn låïn .
Cå cáúu then dáùn hỉåïng dng trong truưn âäüng bạnh ràng di
trỉåüt then âỉåüc bàõt vo trủc nhåì vêt.
Then l cå cáúu dãù thạo làõp cọ cáúu tảo âån gin v chàõc chàõn
.
Nhỉåüc âiãøm :
phi lm rnh ràng tren trủc lm trủc úu (tạc
dủng giam tảp trung ỉïng sút. . .) phi âm bo chi tiãút
làõp rạp chênh xạc.
1.3.7 Cå cáúu cáưn gảt :
- Cå cáúu cáưn gảt thay âäúi täúc âäü nhåì cå cáúu bạnh ràng di
trỉåüt
- Khäúi BR A cọ ba tè säú truưn
1
i
,
2
i

,
3
i

- Khäúi BR B cọ ba tè säú truưn
4
i
,
5
i
- Hãû thäúng dng hai hãû thäúng tạch råìi A v B gäưm tay gảt (cå
cáúu âiãư khiãøn ) ; Cáưn gảt (cå cáúu trung gêan ) v ngm gảt (cå
cáúu cháúp hnh ).
- Ngoi ra cn mäüt säú cå cáúu khạc :
Cå cáúu phong lng , bảc chàûn , cå cáu bu läng âai äúc , vng
âiãûm . . . .
- Tênh toạn thiãút kãú âm bo may cọ bäú củc nh gn dãù
âiãưu khiãøn
- Âm bo trong quạ trçnh bäi trån v thay thãú cạc cå cáúu måïi trong
truưn âäüng khi bë hỉ hng.
GVHD: Bùi Trương Vó 8
Đồ án môn học Nguyễn Chí 01CDT
- Kãút cáu âån gin âm bo truưn âäüng ca häüp.
- Tênh toạn lỉa trn phỉång ạn täúi ỉu nháút âãø hçnh thnh
häüp .
1.4.Thuyết kế động học của Hộp tốc độ
Theo yêu cầu máy cần thiết kế là 6 cấp tốc độ(Z
v
=6). Đây là số cấp tốc
độ thấp, công suất nhỏ. Nên kết cấu của nó có thể nhỏ gọn cũng đủ đảm bảo

được độ cứng vững .
1.4.1.Công bội ϕ:
Ta có:
Trong đó: R
n
– Phạm vi điều chỉnh tốc độ.
Z – Số cấp tốc độ

1
−
=
z
n
R
ϕ
: z _ số cấp tốc độ không tính đến nhóm khuyếch đại, z=4
R
n
_ phạm vi điều chỉnh cấp tốc độ.
R
n
=
63,5
355
2000
=

Vậy : ϕ =
41.163,5
3

=
Chọn theo tiêu chuẩn ϕ=1,41
1.4.2 Chọn phương án không gian: (PAKG)
Hộp tốc độ dùng bánh răng di trượt để thay đổi số vòng quay nên có
những ưu điểm sau:
+ Điều chỉnh vận tốc dễ dàng.
+ Có thể truyền được mô men xoắn và công suất lớn mà kích thước
tương đối nhỏ.
+ Hạn chế tiềng ồn, ít mòn, đỡ tốn năng lượng, nâng cao được hiệu suất
truyền động.
Nhưng có những nhược điểm sau:
+ Chỉ dùng được bánh răng thẳng, rất khó dùng bánh
răng nghiêng và không dùng bánh răng chữ V.
+ Kích thước theo chiều trục tương đối lớn.
a.Tính số nhóm truyền tối thiểu:
Số nhóm truyền tối thiểu :

99,0
39,1
87,524,7
4ln
lnln
min0
=
−
=
−
=
nn
x

Trong đó n
0
: số vòng quây của trục động cơ truyền cho trục II
Chọn n
0
= 1400 (v/p).
Ta lấy x=2 .
b.Xác đònh phương án không gian (Z
v
=6):
Z
v
=6 nên ta có hai phương án không gian như sau:
GVHD: Bùi Trương Vó 9
1
−
=
Z
n
R
ϕ
Đồ án môn học Nguyễn Chí 01CDT
3 x 2 và 2 x 3
b.1. Đối với phương án thứ nhất là 3 x 2 thì:
Số bánh răng B = 2(3 x 2 ) =10.
Số trục S = x +1 = 3.
Số bánh răng chòu mômen xoắn cuối cùng là 2.
Số bánh răng di trượt trong nhóm là 3.
b.2.Đối với phương án không gian thứ hai:

Số bánh răng B = 2(3 x 2 ) =10.
Số trục S = x +1 = 3.
Số bánh răng chòu mômen xoắn cuối cùng là 3.
Số bánh răng di trượt trong nhóm là 3.
1.4.3. Phương án thứ tự và lưới đồ thò vòng quay .
1. Phương án thứ tự.
Cách xác đònh nhóm truyền và tỷ số truyền: để có số vòng quay của trục
ra (hay trục chính) phân bố theo qui luật chuỗi nhân, ta phải tìm ra qui luật
phân bố các tỷ số truyền trong các nhóm truyền trong hộp tốc độ.
Bảng so sánh phương án không gian và phương án thứ tự:
PAKG 3 x 2 2 x 3
PATT I II II I
X
i
[1] [3] [1] [2]
Lưới kết cấu nhóm
1 1 3 1 2 2
Lượng mở cực đại 3 4
GVHD: Bùi Trương Vó 10
Đồ án môn học Nguyễn Chí 01CDT

n
1
n
2
n
3
n
4
n

5
n
6

2.Lưới đồ thò vòng quay:
Ta thiết lập lưới đồ thò vòng quay:
Chọn các tỷ số truyền cho các nhóm:
Nhóm I:
2
11
2
1
==
ϕ
i
10
7
41,1
11
2
≈==
ϕ
i
1
3
=
i
Nhóm II:
2
11

2
4
==
ϕ
i
7
10
5
≈=
ϕ
i
Các tỷ số truyền đều thoã mãn điều kiện
2
4
1
≤≤
i
GVHD: Bùi Trương Vó 11
Hình 1.5 Đồ thò lưới kết cấu
i
1
i
2
i
3
i
4
i
5
i

0
Đồ án môn học Nguyễn Chí 01CDT
Ta chọn số vòng quay của trục II là n
0
=1400(v/p) tức là n
0
=n
5
của hộp
tốc độ.Từ đó ta tính được tỷ số truyền của cặp bánh răng giữa trục động cơ và
trục II :
Ta có:
36
35
1440
1400
0
==
i
Từ đây ta có đồ thi lưới vòng quay:
I
II
III
IV
1.4.4.Tính số răng của các bánh răng:
Trục động cơ đến trục II với tỷ số truyền i
o
:
Số răng của các cặp bánh răng :
Với f

j
, g
j
– là 2 thừa số nguyên, không có thừa số chung
k – Bội số chung nhỏ nhất của mọi tổng (f
j
+g
j
).
E – Số nguyên.
Ta lần lượt tính số răng của các bánh răng.
GVHD: Bùi Trương Vó 12
'
0
36
35
1440
1400
o
o
Z
Z
i
===








+
=
+
=
jj
j
j
jj
j
j
gf
g
kEZ
gf
f
kEZ
.
.
'
j
j
j
g
f
i
=
Hình 1.6 Đồ thò vòng quay
i
o

i
1
i
3
i
2
i
4
i
5
n
đc
1
n
2
n
3
n
4
n
5
n
6
n