Thuyết minh đồ án chi tiết máy

đồ án môn học chi tiết máy - sinh viên th : vũ quốc hng. lớp 46km

Lời giới thiệu

Môn học chi tiết máy là môn học cơ sở ngành quan trọng

với các sinh viên học ngành cơ khí nói chung . việc học và làm
đồ án chi tiết máy giúp cho sinh viên có điều kiện đào sâu
học tập nghiên cứu môn học , cũng nh có thêm kiến thức thiết kế
thực tế .đồ án chi tiết máy là đồ án thứ hai sau đồ án
NGuyên lý máy , mang tính thực tế có thể áp dụng vào thực
tế sản xuất và là đồ án quan trọng giúp cho sinh viên thực hiện
các đồ án chuyên ngành sau này.đồ án có khối lợng thực hiện tơng đối lớn , đòi hỏi ngời thực hiện đầu t thời gian , công sức
mới có thể đảm bảo hoàn thành đúng tiến độ , có chất lợng .
đợc sự hớng dẫn , giúp đỡ tận tình của các thầy trong bộ môn
cơ sở cơ khí khoa cơ khí xây dựng và đặc biệt là
sự hớng dẫn của thầy nguyễn xuân chính , em đã hoàn
thành đồ án này đúng tiến độ với chất lợng khá tốt.
Em xin cám ơn sự giúp đỡ của các thầy . em mong nhận đợc ý
kiến nhận xét , góp ý của các thầy và các bạn để đồ án đợc hoàn
thiện hơn ./.

Sinh viên
Vũ quốc hng

PHầN I. XáC ĐịNH CÔNG SUấT CầN THIếT .
cHọN Động cơ điện . phân phối tỷ số truyền.
Phuơng án số : pa 04/06. : nct = 2,65 kW , n = 52,5 (v/p)
thời gian sử dụng : 4 năm , 3 ca /ngày , ksd = 0,85 .

I.

1)

Xác định công suất cần thiết:
Công suất cần thiết trên trục động cơ: Nct
Nct =

N ra


Trong đó: Nct: công suất cần thiết trên trục động cơ

Nra: công suất trên trục ra; Nra=2,65(KW)
: hiệu suất các bộ truyền.
Gồm các bộ truyền: bộ truyền đai: 1 = 0,95.
1


đồ án môn học chi tiết máy - sinh viên th : vũ quốc hng. lớp 46km

bánh răng trụ: 2 = 0,96 (Lấy với cấp chính xác 8)
ổ lăn:
3 = 0,995
Khớp nối: 4 = 1.

= bt = 1 . 2 . 3 . 4 = 0,95 . (0,96) . (0,995) . 1 = 0,86
2

Nct =

3

2

3

2,65
N ra
= 3,08 (kW)
=
0,86


Chọn động cơ điện: cần có Nđc > Nct
Loại động cơ: A02-41-4. có quạt gió, đợc che khín.
+ Công suất động cơ: Nđc = 4,0 (KW)
(>Nct )
+ Số vòng quay trong 1 phút: Nđc = 1450 (V/P)
+ Hiệu suất: = 86,0 %
II. Phân phối tỷ số truyền-xác định mômen trên
các trục:
t .
1) Phân phối tỷ số truyền:
2)

t =

2)

3)

4)
1)

N dc 1450
=
27,6
N ra 52,5

Trong đó : iđ : Tỷ số truyền của hệ thống .
nđc : Tốc độ quay của trục động cơ
nra : Tốc độ quay trục ra hộp giảm tốc
t = đ . GT
đ: tỷ số truyền bộ truyền đai.
chọn đ = 3,07; GT = 9
GT: tỷ số truyền hộp giảm tốc.
Hộp giảm tốc 2 cấp có: GT = 9 = n. c.
n= c = iGT = 9 = 3
Do là sơ đồ đồng trục: n= c = iGT
Xác định mômen trên các trục:
Mômen trên truc động cơ: Mđc
9,55.10 6.N dc 9,55.10 6.3,08
=
20286( Nmm)
Mđc =
ndc
1450

2)

Mômen xoắn trên trục 3. (trục ra hợp giảm tốc):

2,65
482048( Nmm)
Mra = 9,55 . 10 6 .
5,25

3)

Mra

Mômen xoắn trên truc 2 (trục cặp bánh răng cấp chậm):
Công suất trên trục 2: N2.
N2 =

N ra
2,65
=
2,79( KW )
2
3 .N 2 ( 0,995) 2 .0,96

Số vòng quay trên trục 2: n2
n2 = nra. c = 52,5 . 3 = 157,5 (v/p).

2

M2


đồ án môn học chi tiết máy - sinh viên th : vũ quốc hng. lớp 46km

Mômen xoắn trên trục 2:
M2 = 9,55.10 6 .
4)

2,79
169171( Nmm).
157,5

Mômen xoắn trên trục 1 (trục cặp bánh răng cấp nhanh):
Công suất trên trục 1: N1
N1 =

N2
2,79
=
2,92( KW )
3 . 2 0,995.0,96

Số vòng quay trên trục 1: n1
n1 = n2. n = 157,5 . 3 = 472,5
Mômen xoắn trên trục 1:
M1
M1 = 9,55.10 6
Bảng tóm tắt (bảng I-1):

Thông số


n(KW)
N(KW)

M(Nmm)

(v/p)

N1
2,92
9,55.10 6.
59018( Nmm).
n1
472,5

Trục

Trục động
cơ

I

II

d = 3,07
n = 3
1450
472,5
157,5
3,08
2,92
2,79
20286
59018 169171

Phần II: Thiết kế các bộ truyền
I.

M1

III
n = 3
52,5
2,65
482048

Thiết kế bộ truyền ngoài: Bộ truyền đai thang
1) Chọn loại đai:
Gỉa thiết vận tốc đai v > 5 m/s. Có thể dùng loại A và b
Tính toán theo cả hai loại đai sau đó chọn phơng án có lợi hơn:
+ Tiết diện đai.
A

+ Kích thớc tiết diện đai: a x h (mm)
81
138
2
+ Diện tích tiết diện F (mm ):
180
200
(Bảng 5-11. TKCTM)
2) Định đờng kính bánh đai nhỏ: D1 (mm)
(Lấy theo bảng 5.14-TKCTM)
Kiểm nghiệm vận tốc của đai:

3


đồ án môn học chi tiết máy - sinh viên th : vũ quốc hng. lớp 46km

v=

ndc .D1 3,14.1450.D1
=
0,075.D1 (m / s )
60.1000
60.1000

13,68

15,2

A



D2 =

541,5

601,7

Lấy D2 theo tiêu chuẩn (bảng 5.15-TKCTM

500

630

456,8

451,1

560

630

2346,3

2636,5

v < vmax=30 ữ 35 m/s
3) Tính đờng kính bánh đai lớn: D2 (mm)
n dc
1450
(1 0,02).D1 (mm)
.(1 ).D1 =
n1
472,5
Với chọn: = 0,02.

Số vòng quay thực của trục bị dẫn: n1
D1

D1

1=(1-0,02).ndc. D =(1-0,02).1450. D ,(v/p)
2
2
ữ
sai lệch ít so với yêu cầu (<3 5%)
4) Chọn sơ bộ khoảng cách trục A; (mm)
Chọn theo bảng 5.16-TKCTM: A D2; (mm)
5) Tính chiều dài L theo khoảng cách A sơ bộ:
Công thức:
L=2A+ ( D1 + D2 ) + ( D2 D1 ) ; (mm)
2

2

4A

Lấy L theo tiêu chuẩn, mm(Bảng 5.12-TKCTM)2360
2650
Kiểm nghiệm số vòng chạy n trong 1 giây:
5,8
5,7
n=v/L
Đều nhỏ hơn nmax =10
6) Xác định chính xác khoảng cách trục A theo chiều dài đã xác định lấy
theo tiêu chuẩn:
2
2
A= 2 L ( D1 + D2 ) + [ 2 L + ( D1 + D2 ) ] 8( D2 D1 ) 1169

8

1313

Khoảng cách A thoả mãn công thức:
2(D1+D2) A 0,55(D1+D2)+h
Khoảng cách nhỏ nhất cần thiết để mắc đai:
Amin= A- 0,015L ; mm
Khoảng cách lớn nhất cần thiết để tạo lực căng:

1133

1273

Amax= A+ 0,03L,mm

1240

1392

A



7) Tính góc ôm 1

4


đồ án môn học chi tiết máy - sinh viên th : vũ quốc hng. lớp 46km

1 =180 0

D2 D1
.57 0
A

161 0

161 0

120 0 thoả mãn
8) Xác định số đai cần thiết:
Chọn ứng suất ban đầu 0 =1,2N/mm 2 . Tra bảng 5.15-TKCTM có
[ p ] 0 N/mm 2
1,7
1.74
Các hệ số:
Ct : (tra bảng 5.6)
0,9
0,9
C: (tra bảng 5.18)
CV: (tra bảng 5.19)
Tính số đai:
Z

[

1000.N

]

v p 0 .C t .C .CV .F

=

1000.3,08
v[p ] 0 .C t .C .CV .F

Lấy số đai: Z
9) Định kích thớc chủ yếu của bánh đai:
Chiều rộng bánh đai: B=(Z-1)t+2s, mm
t,s tra bảng 10-3 (sách TKCTM)
đờng kính ngoài cùng của bánh đai:
+ Bánh dẫn : Dm 1 =D1+2C
+ Bánh bị dẫn: Dm 2 =D2+2C
C tra trong bảng 10.3- TKCTM
10) Lực căng ban đầu so và lực tác dụng lên trục R:
S0= 0.F , (N)
R=3S0.Z.Sin 1 , (N)
2

0,95
0,94

0,95
094

2,03

1,04

2

2

36

45

187
567

210
640

97,2

165,6

575

980

Kết luận: chọn phơng án bộ truyền đai loại A có khuôn khổ nhỏ gọn hơn
lực tác dụng lên trục nhỏ hơn phơng án đai loại b
II.
Bánh răng:
1.Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng cấp chậm.
1/Chọn vật liệu chế tạo bánh răng:

Bánh nhỏ: thép 45, thờng hoá cơ tính: b=580 N/mm 2 ; HB=190

ch=290 N/mm 2 ;
Phôi rèn (giả thiết đờng kính 100 ữ 300 mm)
+
(cơ tính tra theo bảng 3-8.TKCTM),

5


đồ án môn học chi tiết máy - sinh viên th : vũ quốc hng. lớp 46km

b=480 N/mm 2 ; HB=160
ch=240 N/mm 2 ;
(Có tính tra theo bảng 3.8-TKCTM),
2) Định ứng suất cho phép:
Số chu kỳ làm việc của bánh lớn:

N2= 60 unT
N2= 4.300.3.6.60.52,5= 67,9.10 6
Trong đó:
n: số vòng quay trong 1 phút của bánh răng.
u: số lần ăn khớp của một bánh răng khi răng quay 1 vòng.
Số chu kỳ làm việc của bánh nhỏ:

N1= c.N2= 3.67.9.10 6 = 203,73.10 6
Vì N1 và N2 đều lớn hơn số chu kỳ cơ sở N0=10 7 của đờng cong
mỏi tiếp xúc và đờng cong mỏi uốn nên đối với cả hai bánh đều
k N = k N = 1
lấy:

ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ:

[]tx1= []Notx. k N


Bánh lớn: thép 35, thờng hoá;

[ ] tx1 = 2,6.190 = 494( N / mm 2 )

[]Notx lấy theo bảng 3.9-TKCTM.
ứng suất tiếp xúc cho phép bánh lớn:

[]tx2=2,6.160 = 416 (N/mm 2 );
Ta lấy giá trị []tx2=416 (N/mm 2 ) để tính sức bền:
Định ứng suất uốn cho phép:
Lấy: Hệ số an toàn n=1,5;
Hệ số tập trung uốn suất ở chân răng k =1,8 (cho phôi rèn,
thờng hoá).
Các giá trị giới hạn mỏi của thép:
Thép 45: -1= 0,4.3.bk= 0,43.580 =249,4 (N/mm 2 )
+
Thép 35: -1= 0,4.3.bk= 0,43.480 =206,4 (N/mm 2 )
+
ứng suất uốn cho phép:

0 .k n

+

[]u1=

+

(1,4 ữ 1,6) 1 .k N

[]= n.k =
n.k

ứng suất uốn cho phép bánh nhỏ:

1,5. 1 .k N 1,5.249,4.1
=
= 138,5( N / mm 2 )
n.k
1,5.1,8

ứng suất uốn cho phép bánh lớn:
[]u2=

1,5. 1 .k N 1,5.206,4.1
=
115( N / mm 2 )
n.k
1,5.1,8

3) Chọn sơ bộ hệ thống tải trọng: k = ktt.kđ
k=1,3
6


đồ án môn học chi tiết máy - sinh viên th : vũ quốc hng. lớp 46km

4) Chọn hệ số chiều rộng bánh răng: A
A=

b
= 0,2
A

5) Tính khoảng cách trục:


1,05.10 6
3

A (3+1).
4.10.3

2

1,3.2,79
.
250,2(mm)
0,2.52,5

Lấy A =255(mm);
6) Tính vận tốc và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng:
Vận tốc vòng:

v=

2 .255.52,5
0,35(m / s )
60.1000.(3 + 1)

Chọn cấp chính xác 9 để chế tạo bánh răng: (theo bảng 3.11TKCTM)
7) Định chính xác hệ số tải trọng k:
Tải ít thay đổi, độ rắn các bánh răng <350HB: ktt=1.

Hệ số tải trọng động : kđ =1,1
k= ktt .kđ=1,1.1=1,1

Vì số k khác nhiều so với trị số chọn sơ bộ, tính lại khoảng cách
trục A:
A=ASb. 3

k st
1,1
= 2553
= 241(mm).
k sb
1,3

8) Xác định môdun, số răng, chiều rộng bánh răng:
Môdun:

m= (0,01 ữ 0,02) A = (0,01 ữ 0,02)241 = 2,41 ữ 4,82(mm)
Lấy m = 4(mm).
Số răng bánh nhỏ:

Z1=

2A
2.241
=
= 30,1
m(i + 1) 4(3 + 1)

Lấy Z1=30
Số răng bánh lớn: Z2= .Z1=30.3 = 90

Chiều rộng bánh răng: b = A.A= 0,2.241= 48,2 (mm).

Lấy chiều rộng bánh nhỏ: 55(mm)
+
Lấy chiều rộng bánh lớn: 48 (mm).
+
9) Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng:
19,1.10 6.k N
[ ] u
u=
y.m 2 .Z n .b

Hệ số dạng răng của bánh nhỏ: 1= 0,451.
Hệ số dạng răng của bánh lớn: 2= 0,511,(tra bảng 3.18-TKCTM)

7


đồ án môn học chi tiết máy - sinh viên th : vũ quốc hng. lớp 46km

ứng suất uốn tại chân răng bánh răng nhỏ:
19,1.10 6.1,1.2,79
2
= 0,451.4 2 48.157,5.30 36( N / mm )
u1

u 1 < []u 1 =138,5 (N/mm )
ứng suất uốn tại chân răng bánh răng lớn:
2



y

0,451

2
1
u 2 =u 1 . y = 36. 0,511 32( N / mm )
2

u 2 = []u 2 = 115 (N/mm 2 )
10)
Kiểm nghiệm sức bền của răng khi chịu quá tải đột ngột trong
thời gian ngắn:
ứng suất tiếp xúc cho phép quá tải: []txqt=2,5 []Notx

Bánh nhỏ: []txqt1= 2,5.494 = 1235 (N/mm 2 )

+
Bánh lớn: []txqt2= 2,5.416 = 1040 (N/mm 2 )
+
ứng suất uốn cho phép khi quá tải : []uqt 0,8ch

Bánh nhỏ: []uqt1 0,8.290 = 232 (N/mm 2 )
+
Bánh lớn: []uqt 0,8.240 = 192 (N/mm 2 )
+
Kiểm nghiệm sức bền tiếp xúc với bánh lớn có []txqt nhỏ hơn.
1,05.10 6
txqt=tx. kqt =
A1
txqt=

+

( iH ) 3 kN .
b.n 2

kqt [ ] txqt

1,05.10 6 ( 3H ) .1,1.2,79.2
.
= 573,4( N / mm 2 )
241.3
48.52,5
3

ứng suất tiếp xúc quá tải nhỏ hơn giá trị cho phép của bánh lớn

và bánh nhỏ.
Kiểm nghiệm sức bền uốn:
Bánh nhỏ: txqt1= u1 .kqt =36.2= 72(N/mm 2 ) < []uqt1= 232 (N/mm2)
Bánh lớn: txqt2= u 2 .kqt =32.2= 64(N/mm 2 ) < []uqt2= 192 (N/mm2)

11 ) Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền:
Môdun m=4mm
Số răng;
Z1=30; Z2=90.

Góc ăn khớp: 20; =20 0

Đờng kính vòng chia (vòng lăn):

d1= m.z1= 4.30 = 120 (mm).
d2= m.z2= 4.90 = 360 (mm).

8


đồ án môn học chi tiết máy - sinh viên th : vũ quốc hng. lớp 46km



Khoảng cách trục A =

d1 + d 2
= 240(mm)
2

Chiều rộng bánh răng b = 48 (mm)
Đờng kính vòng chân đỉnh: De1=d1+2m =120+2.4=128 (mm).

De2=d2+2m =360+2.4=368 (mm).
Đờng kính vòng chân răng: Di1=d1-2m-2C =120-2,5.4 =110 (mm).
Di2=d2+2m-2C = 360+ 2,5.4 =350 (mm).
11)Tính lực tác dụng lên trục:
Gồm lực vòng và lực hớng tâm:




2 N x 2.9,55.10 6.2,79
=
2819,5( N )
Lực vòng P: p=
d
15.1,5.120

Lực hớng tâm:
pr=p. tg=2819,5.tg20 0 1026,2 (N).
2 .Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng cấp nhanh:
Tơng tự nh bộ truyền cấp chậm:
1) Chọn vật liệu chế tạo bánh răng: (nh cấp chậm)
2) Định ứng suất cho phép:
a) Số chu kỳ làm việc của bánh lớn:
N2=203,73.10 6
b) Số chu kỳ làm việc của bánh nhỏ:
N1=i.N2=3.203,73.10 6 =611,19.10 6
Vì N1, N2 đều lớn hơn chu kỳ cơ sở N0=10 7 của đờng cong mới

tiếp xúc và đờng cong mỏi uốn nên với cả 2 bánh răng đều lấy


k N = k N = 1

Các giá trị ứng suất tiếp xúc, ứng suất uốn cho phép nh bánh
răng cấp châm.
3) Khoảng cách trục: Vì là sơ đồ đồng trục do vậy A=240 (mm).
4) Hệ số chiều rộng bánh răng: A= 0,2.
5) Tính vận tốc, chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng:
a) Vận tốc vòng:
c)

v=

2 . A.n
2.3,14.157,5
=
= 0.99(ms)
60.1000(iH ) 60.1000.( 4 + 1)

Chọn cấp chính xác 9 để chế tạo bánh răng
6) Môdun, số răng, chiều rộng, bánh răng:
(Nh cấp chậm) m=4;
Z1=30 ; Z2= 90 ; b = 48 (mm).
7) Kiểm nghiệm sức bền uốn của bánh răng:
19,1.10 6.kN
[ ] u
u=
y.m 2 .Z .n.b

a)

Hệ số y: nh cấp chậm: y1=0,451, y2=0,511
ứng suất uốn tại chân bánh răng nhỏ:
u1=
19,1.10 6.1,1.2,92
= 12,5( N / mm 2 ) < [ ] u1 = 138,5( N / mm 2 )
0,451.4 2.48.30.472,5

9


đồ án môn học chi tiết máy - sinh viên th : vũ quốc hng. lớp 46km

ứng suất uốn tại chân bánh răng lớn:
2

= u1

y1
0,451
= 12,5.
11( N / mm 2 ) < [ ] 2 = 115( N / mm 2 )
y2
0,511

u
8) Kiểm nghiệm sức bền của răng khi chịu quá tải đột ngột trong thời
gian ngắn:

a) ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải (nh cấp chậm)
Bánh nhỏ: []txqt1=1235 (N/mm 2 )

Bánh lớn: txqt2= 192 (N/mm 2 )

Kiểm nghiệm sức bền tx với bánh lớn có[]txqt1nhỏ hơn:
1,05.10 6 ( iH ) .k .N
[]txqt1=tx. kqt =
.
kqt [ ] txqt
Ai
b.n
3

txqt =

1,05.10 6
240.3

( 3H ) 3 .1,1.2,92 .2 340( N / mm 2 )
48.157,5

ứng suất txqt nhỏ hơn giá trị cho phép của bánh lớn và bánh
nhỏ
c) Kiểm nghiệm sức bền uốn:
Bánh nhỏ: uqt1=u 1 .kqt=12,5.2=25 (N/mm 2 ) < []txqt1

Bánh lớn: uqt2=u2 .kqt=11.2=22 (N/mm 2 ) < []txqt2=192

(N/mm 2 );

9) Các thông số hình học của bộ truyền: (nh cấp chậm)
a) Môđun: m = 4(mm).
b) Số răng: Z1=30; Z2=90.
0
c) Góc ăn khớp: =20 .
d) Đờng kính vòng chia (vòng lăn):
d1=120 (mm)
d2=360 (mm)
Chiều
rộng
bánh răng: 48 (mm).
e)
Đờng
kính
vòng
đỉnh: De1=128 (mm); De2=368 (mm);
f)
10) Tính lực tác dụng lên trục:
b)

a)
b)

III.

Lực vòng p: p=2

Mu
59018
= 2.

984( N )
d
120

Lực hớng tâm:
pr=p.tg=983,6.tg20 0 358 (N)

Thiết kế trục và then:
1.Chọn vật liệu làm trục:
Thép 45: Cơ tính b = 580 ( N/mm2) ; HB = 190

ch = 290 (N/mm2)
2.Tính sức bền trục:
a)Tính sơ bộ trục: Tính sơ bộ đờng kính trục:
Công thức:
10


đồ án môn học chi tiết máy - sinh viên th : vũ quốc hng. lớp 46km

d C3 N
n

C: hệ số phụ thuộc ứng suất xoắn cho phép đối với đầu trục vào và
trục truyền chung, có thể lấy C=120.
Trục I:
N = 2,92 (KW); n= 472,5 (v/p);

dI=120. 3

Trục II:

2,92
= 22(mm)
472,5

N = 2,79 (KW) ; n=157,5 (v/p);
dII=120. 3



Trục III:

N=2,65 (KW) ; n=52,5 (v/p);
dIII=120. 3





2,79
= 32(mm)
157,5
2,65
= 44( mm)
52,5

Ta lấy trị số dII=35 (mm) để chọn loại ở bi đỡ cỡ trung bình
để chuẩn bị cho tính gần đúng.

Tra bảng 14P-TKCTM; có B=21.
Tính
gần đúng trục:
b)
Chọn:

Khe hở giữa bánh răng và mặt bên của ổ lăn :15 mm
+
Khe hở giữa các ổ lăn:10 mm.
+
Khe hở giữa bánh răng và thành trong của hộp :10 mm.
+
Khoảng cách từ thành trong của hộp đến mặt bên của ổ
+
lăn l2=10 mm.
Chiều rộng bích: Tra bảng 10-10a-TKCTM.
+
Có d1=16 mm: đờng kính bu lông cạnh ổ đến nắp và thân
hộp.
l1= 40 mm.
Chiều cao bu lông ghép nắp ổ và chiều dày nắp lấy
+
bằng 16 mm
Khe hở mặt bên bánh đai và đầu bu lông lấy bằng 10 mm
+
Chiều rộng bánh đai: 36 mm.

Chiều rộng bánh răng : (cho cả hai cấp)

Bánh lớn: b= 48 mm.

Bánh nhỏ: b=55mm.
Chiều dài các đoạn trục cần thiết và khoảng cách giữa các gối đỡ:
a= 54,5; b = 140 ; l = 59,5.
Sơ đồ hộp giảm tốc đợc vẽ phai theo các kích thớc vừa chọn
Sơ đồ phân tích lực tác dụng lên các bánh răng cho nh hình:

11


®å ¸n m«n häc chi tiÕt m¸y - sinh viªn th : vò quèc hng. líp 46km

Trôc i
12


®å ¸n m«n häc chi tiÕt m¸y - sinh viªn th : vò quèc hng. líp 46km

C¸c lùc: R®=575 (N); P1=984 (N).
pr 1 =358 (N).
TÝnh ph¶n lùc ë c¸c gèi trôc:
ΣmAy = R®.59,5 - Pr 1 .54,5+RB y .(49,5+54,5) = 0

⇒ R Ay

Pr1 .54,5 − Rd .59,5

≈ −141,4 (N)
49,5 + 54,5
= Pr1 − R B y +R® = 1074,4 (N)

⇒ RBy =

ΣmAx = P1.54,5-RB X (54,5+49,5) = 0;
⇒ RBX =
⇒ R AX

Pr1 .54,5

≈ 515,7( N )
49,5 + 54,5
= Pr1 − RB X =984 – 515,7 = 468,3 (C)

M«men uèn ë c¸c tiÕt diÖn nguy hiÓm:
TiÕt diÖn n-n:
−
Mu ( n − n ) = R®. 59,5 = 34212,5 (Nmm)
−

ë tiÕt diÖn m-m:

2
2
Mu ( m − m ) = M uy + M ux

Víi M uy = RB y .49,5 = −6999,5( Nmm)
Víi M ux = RB x .49,5 = 25527,2( Nmm)
13


®å ¸n m«n häc chi tiÕt m¸y - sinh viªn th : vò quèc hng. líp 46km

2

2

⇒ M ux = M uy + M uu = 6999,3 2 + 25527,2 2 = 26469,4( Nmm)

§êng kÝnh trôc ë c¸c tiÕt diÖn nguy hiÓm: n-n vµ m-m;
d ≥3
−

M td
0,1[σ ]

TiÕt diÖn m- m:
Mtd= M u2 + 0,75.M n2 = 26469,4 2 + 59018 2.0,75 ≈ 57558,4
(Nmm)
2
[σ] = 63.(N/mm ); (tra b¶ng 7.2=TKCTM).
⇒ d m−m ≥ 3

−

57558,4
≈ 20,9(mm)
0,1.63

TiÕt diÖn n-n:
Mtd= M u2 + 0,75.M x2 = 34212,5 2 + 0,75.59018 2 ≈ 61505 (Nmm)
⇒ d n −n ≥ 3

61505
≈ 22(mm)
0,1.63

§êng kÝnh ë tiÕt diÖn n-n lÊy b»ng 25 mm. ë tiÕt diÖn m-m
lÊy b»ng 30 mm.

Trôc ii

14


®å ¸n m«n häc chi tiÕt m¸y - sinh viªn th : vò quèc hng. líp 46km

−

Ta cã: P2= 948 (N) ;

Pr 2 = 358 (N);

P3= 2819,5 (N) ; Pr 3 = 1026,2 (N);
TÝnh ph¶n lùc ë c¸c gèi ®ì:
ΣmCy =Pr 3 .54,5-Pr 2 (140+54,5) + RD y (54,5+54,5+140)= 0;
⇒ RDy =

Pr2 .(140 + 54,5) − Pr3 54,5

≈ 55( N )
54,5 + 54,5 + 140

y = Pr3 + R DY − Pr2 = 1026,2 + 55 − 358 = 723,2

RC
( N)
ΣmCx =P3.54,5-P 2 (140+54,5)-RD x (54,5+54,5+140)= 0;
P2 .(140 + 54,5) − P3 54,5
≈ 1385,8( N )
54,5 + 54,5 + 140
= P3 + P2 − R DX =2417,7 (N).

⇒ R Dx =
⇒ RC X

−

2
2
M«men uèn tæng céng: Mu ( m − m ) = M uy + M ux
ë tiÕt diÖn e-e:
M ux = RC X .54,5 = 131764,65( N )

M uy = RC y .54,5 = 723,2.54,5 = 39414,4( N )

Mn= M ux2 + 0,75.M xy2 = 131764,65 2 + 39414,4 2 = 137533,3 (N)
TiÕt diÖn i-i:
Víi M uy = RDY C .54,5 = 55.54,5 = 2997,5( Nmm)
Víi M uyc = RD y C

.54,5 = 1385,8.54,5 = 75526,1( Nmm)

Mu= M uy2 + M xu2 = 2997,5 2 + 75526,12 = 75585,6
(Nmm)

§êng kÝnh trôc:
ë tiÕt diÖn e-e: d e ≥ 3

M td
; [σ]=σ3 N/mm 2
0,1[σ ]

Mtd= M u2 + 0,75.M n2 = 200946,6( Nmm)
15


®å ¸n m«n häc chi tiÕt m¸y - sinh viªn th : vò quèc hng. líp 46km

⇒ d e −e ≥ 3

200946,6
200946,6
=3
≈ 31,7(mm)
0,1.[σ ]
0,1.63

ë tiÕt diÖn i-i:
Mtd= M u2 + 0,75.M n2 = 75585,6 2 + 0,75.1691712 = 164855,4
(Nmm)
⇒ d i −i ≥ 3

M td
164855,4
=3
≈ 29,7(mm)
0,1.[σ ]
0,1.63

LÊy ®êng kÝnh c¸c trôc: de-e=35 (mm)
di-i =32(mm)

Trôc iii

16


đồ án môn học chi tiết máy - sinh viên th : vũ quốc hng. lớp 46km



Ta có: P4=2819,5 N; Pr 4 =1020,2(N)
Tính phản lực gối trục:
mEx =Pr 4 .54,5-RF Y (49,5+54,5)= 0;
R FY =

Pr4 .54,5
49,5 + 54,5

=

1026,2.54,5

537,8( N )
104

R E X = Pr4 R Fy =1026,2-537,8=488,4 (N).

mEx =P4.54,5-RF x (49,5+54,5)=0;
P4 .54,5
2819,5.54,5
=
= 1477,7( N )
49,5 + 54,5
104
= P4 R Fx =2819,5-1477,5=1342 (N).

R Fx =
RE X

Mômen uốn ở tiết diện chịu tải tải lớn nhất:
Mu= M uy 2 + M ux 2
Mux=REx.54,5=73139 (Nmm)
M uy =REy.54,5= 26617,8 (Nmm)
2

2

M u = M uy + M uu = 73139 2 + 26617,8 2 = 77832( Nmm)

Mtd= M u2 + 0,75.M x2 = 77832 2 + 0,75.482048 2 424659,3

(Nmm)
Đờng kính trục tại tiết diện chịu tải lớn nhất
[]=50 (N/mm 2 ); (bảng 7-2- TKCTM).
3

M td
424659,3
=3
44(mm)
0,1.[ ]
0,1.50

dIII
Lấy dIII =50 (mm).
Đờng kính ngõng trục: 45mm. Đờng kính đầu ra: 40.
c) Tính chính xác trục:
Kiểm tra ở các tiết diện: (tiết diện i-i)
Tính chính xác trục theo công thức:

17


đồ án môn học chi tiết máy - sinh viên th : vũ quốc hng. lớp 46km

n=

n .n
n2 + n 2

[ n]

(*)

Vì trục quay ứng suất pháp (uốn) biến đổi theo chu kỳ đối xứng:
Mu
; m=0.
W
1
=
k
Vậy n
. a


a= max = min=

Bộ truyền làm việc một chiều nên ứng suất tiếp (xoắn) biến đổi
theo chu kỳ mạch động:
a =m =

max M X
1
=
n =
k
2
2W0
. a + . m
.

Giới hạn mới uốn và xoắn:
-1 = 0,45.b= 0,45.6000 = 270 (N/mm 2 )
Trục bằng thép 45 có : b=600 (N/mm 2 )
-1 = 0,25.b= 150 (N/mm 2 )
Mu
3
W
a =
; Mu= 75585,6 (Nmm); W=2730 (mm )

(bảng 3b-TKCTM).

M u 75585,6
=
= 27,7( N / mm 2 )
W
2730
Mx
a =m =
; W0= 5910 (mm 3 ); (bảng 7.3)
2.W0
a =

Mx=169171 (Nmm)

a =

M x 169171
=

14,3( N / mm 2 )
2W0 2.5910

Chọn hệ số và theo vật liệu, với thép cácbon trung bình
=0,1; =0,05. Hệ số tăng bền =1
Chọn các hệ số k , k , , :
Lấy: = 0,86; = 0,75 .
Tập trung ứng suất cho rãnh then: k =1,63; k = 1,5 . (Bảng 7.8)
Tỷ số:

k


=

1,63
k
1,9 ;

0,86

=

1,5
=2
0,75

Tập trung ứng suất do lấp căng, với kiểu lấp chọn T3 áp suất sinh ra
trên bề mặt ghép 30 N / mm 2 .
Ta có:

k
= 2,4 ; (tra bảng 7.10)


18


đồ án môn học chi tiết máy - sinh viên th : vũ quốc hng. lớp 46km

k

k
= 1 + 0,6 1 = 1 + 0,6(2,4 1) = 1,84




Thay vào(*):

1
270
=
4,1
k
n
2,4.27.7
. a

1

150
=
5,55
=
k
n
1,84.14,3 + 0,05.14,3
. a + . m

n .n
4,1.5,55
22,76
=
=
= 3,3 [ n]
n= 2
2
2
6,9
n + n 2
4,1 + 5,55


=



Hệ số an toàn cho phép thờng lấy 1,5 ữ 2,5.
d) Tính then:
Dùng then để cố định bánh răng theo phơng tiếp tuyến.

Đờng kính trục I: dI=25 (mm). Chọn then có: b=8 mm; h=7mm;
t=4,0; t1=3,1; k=3,5 (bảng 7.23.).
(đờng kính chân răng: di=110 (mm); đờng kính trục 25 không cần
làm liên trục). Chiều dai then: 0,8 lm (lm: chiều dài ).
Kiêm nghiệm sắc bền dập:
d =

Với:

2M x
[ ] d ( N / mm 2 )
d .l.k

MX= 59018 (Nmm); d=25 (mm);
k=3,5;
l=25 (mm)
2
[ ] d = 150( N / mm ) (Bảng 7.20, ứng suất mối ghép cố định, tải tĩnh,
vật liệu thép CT6).

[ ] d

=

2.59018
54( N / mm 2 ) < [ ] d
25.25.3,5

Kiểm nghiệm sức bền cắt:
c =

2.M x
[ ] c
dbl

[ ] = 120( N / mm 2 ). Tra bảng 7.21 TKCTM:
C =

2 M X 2.59018
=
23,6 < [ ] C = 120( N / mm 2 )
dbl
25.8.25

Đối với trục II: chọn 2 then cùng kích thớc (các bớc tính
toán nh trục I); kết quả sau khi tính toán và chọn: b=10; h=8;
t=4,5; t1=3,6; k = 4,2.
Chiều dài then chỗ lấp bánh dẫn : l3=32 (mm);
Chiều dài then chỗ lấp bị dẫn:l2=28 (mm);
Đối với trục III: chọn then B =16; h=10; t=5,0; t1=5,1; k=6,2
Chiều dài then:l4=40 (mm).
3. Thiết kế gối đỡ trục:
1) chọn ổ lăn:
19


đồ án môn học chi tiết máy - sinh viên th : vũ quốc hng. lớp 46km

Các trục không có lực lọc trục. Do vậy chọn ổ bi đỡ cho tất cả các
ổ lăn.

Sơ đồ chọn ổ cho cả 3 trục nh hình.

+ Trục I:
RA= R Ax2 + R Ay2 = 468,3 2 + 1074,4 2 1172( N )
RB= RBx2 + RBy2 = 515,7 2 + 141,4 2 = 534,7( N )
Tính cho gối đỡ A vì có lực RA lớn hơn:
+ Hệ số C: C = Q.(nh) 0,3
+ Tải trọng tơng đơng: Q=(kV.R+mt). knkt.
R: tải trọng hớng tâm.
m: hệ số chuyển tải trọng dọc trục vì tải trọng hớng tâm.
kt: hệ số tải trọng động; (bảng 8-3-TKCTM).
kn: hệ số nhiệt độ (bảng 8-4-TKCTM).
kv: hệ số xét đến vòng nào của ổ là vòng quay (bảng 8-4TKCTM).
Do A= 0; kt=1; kv=1; kn=1
Q = RA= 117,2 (daN).
n=472,5 (v/p)
C = Q.(nh) 0,3
n = 472,5 (v/p) ; h = 21600 (h)
C = 117,2. (472,5.21600) 0,3 = 14845,14
Tra bảng 14p: với d=25 chọn ổ bi kiểu: 305 (loại ổ trung)
có Cbảng=27000; đờng kính ngoài: D = 62; chiều rộng:
B=17; đờng kính bi: 11,51. Lấy ổ B cùng cỡ với ổ A.
Tơng tự ta tính cho trục II:
2
2
RC = RCX
+ RCY
= 2417,7 2 + 723,2 2 2523,5( N )
2
2

RD = RDX
+ R DY
= 1385,8 2 + 55 2 1386,9( N )
Ta tính cho ổ đỡ C có RC lớn hơn:
C = Q.(nh) 0,3
Q = RC = 252,35 (daN); n = 157,5 (v/p); h= 21000(h)
C = 252,35.(157,5.21600) 0,3 22989
Tra bảng 14P : d = 30 .Chọn ổ bi kiểu 306 (kiểu cỡ trung)
có D = 72; B = 19.
Trục III:
2
2
RE = REX
+ REY
= 1342 2 + 488,4 2 1428( N )
2
2
RF = RFX
+ R FY
= 1385,8 2 + 55 2 1386,9( N )
Ta tính cho ổ đỡ F có RF lớn hơn:

20


đồ án môn học chi tiết máy - sinh viên th : vũ quốc hng. lớp 46km

Q = RF=157,23 (daN); n = 52,5 (v/p); h = 21600 (h)
C = 157,23 (52,5.21600)0,3 10302
Tra bảng 14p; với d = 45 chọn kiểu ổ ký hiệu 300 (cỡ

trung); có: D = 100 ; B = 25; Cbảng = 57000
2) Chọn kiểu lắp ổ lăn:
- Để cố định ổ bi trên trục và trong vỏ hộp:
Dùng phơng pháp đệm lắp có độ đôi để cố định vòng trong ổ vào trục
- Cố định ổ trong vỏ hộp. Đặt vòng ngoài của ổ vào giữa mặt tì
của nắp ổ và vòng chắn:
*Chọn kiểu lắp:
-Vòng trong vào trục: T1ô
-Vòng ngoai vào vỏ hộp: T1ô
3)Cố định theo phơng dọc trục:
-Dùng nắp ổ để cố định trục theo phơng dọc
trục, điều chỉnh khe hở của cổ bằng các tấm
đệm kim loại giữa nắp ổ và thân hộp giảm tốc.
Nắp ổ lắp với hộp giảm tốc bằng vít.
4)Bôi trơn ổ lăn:
ổ đợc bôi trơn bằng mỡ, vì vận tốc bộ truyền bánh răng thấp
không thêt dùng phơng pháp bắn toé dầu trong hộp vào bôi
trơn bộ phận ổ. Dùng mỡ loại T với nhiệt độ làm việc từ 601000C và vận tốc dới 1500 v/p (bảng 8-28-TKCTM).
Lợng mỡ chứa 2/3 chỗ rỗng của bộ phân ổ. Để mỡ không
chảy ra ngoài và ngăn không cho dâu rơi vào ổ. Dùng vòng
chắn dâu (bạc).
5)Che kín ổ lăn:
Để che kín đầu trục ra, tránh sự xâm nhập của bụi bặm và
tạp chắt vào ổ cùng nh ngăn mỡ chảy ra ngoài, dùng loại
vòng phớt.
IV .Thiết kế cấu tạo vỏ hộp giảm tốc:
Chọn vỏ hộp đúc, mặt ghép giữa nắp và thân là mặt phẳng đi
qua đờng làm các trục.
Vỏ hộp đợc cấu tạo từ các phần tử có kích thớc :
+Chiều dày thân hộp:

= 0,025A + 3mm = 0,025.240 +3 = 9(mm)
+Chiều dày mặt thành nắp hộp:
1=0,02 .A+3=0,02.240 + 3 = 9 (mm)
+Chiều dày mặt bích dới của thân:
b = 1,5. = 1,5.9 = 14 (mm)
+Chiều dày mặt bích trên của nắp hộp:
b1 = 1,5 . 1= 1,5.9 =13 (mm)
+Chiều dày đế hộp không có phần lồi:
p = 2,35. = 22 (mm).
+Chiều dày gân ổ thân hộp:
m = (0,85 ữ 1) = 8 (mm)

21


đồ án môn học chi tiết máy - sinh viên th : vũ quốc hng. lớp 46km

+Chiều dày gân ở nắp hộp:
m1 = (0,85 ữ 1) 1 = 8 (mm)
+Đờng kính các bu lông nền:
dn= 0,036A+12 mm = 0,036.240+12 = 20 (mm)
+Đờng kính các bu lông khác:
ở cạnh ổ: d1=0,7dn: lấy d1=16 mm
Ghép nắp vào thân: d2=(0,5 ữ 0,6).dn = 10 (mm)
Ghép nắp ổ: d3=(0,4 ữ 0,5)dn=8 (mm)
Ghép nắp của thân: d4 = (0,3 ữ 0,4).dn= 6 (mm)
Đờng kính bu lông vòng chọn theo trọng lợng hộp giảm tốc.
Chọn bu lông M20 (bảng 10-11b)
Số lợng bu lông nền:
n=

L+B
; với L: chiều dài vỏ hộp
200 ữ 300

B: chiều rộng vỏ hộp
L=638 (mm); B= 260 (mm)
n=

L+B
638 + 260
=
= 4 ; lấy n=4.
200 ữ 300
250

V .Thiết kế chế tạo bánh răng :
Thiết kế chế tạo bánh răng lớn cấp nhanh

- bánh răng chế tạo bằng phơng pháp đúc , vật liệu thép 45 . Kiểm tra sức
bền đợc thực hiện ở bớc tính bánh răng , các kích thứơc cụ thể của bánh
răng nh đờng kính Mayơ , chiều dày đĩa , chiều dày vành răng , đơnbgf kính
lỗ thoát .v.v đợc thể hiện cụ thể trên bản vẽ chi tiết
VI .Bôi trơn hộp giảm tốc:
Bôi trơn truyền bộ truyền bánh răng:Chọn phơng pháp ngâm
các bánh răng trong hộp dầu. Do là hộp giảm tốc đồng trục
chọn độ nhốt của dầu bôi trơn ổ sẽ là 116 centistoc hoặc 16
độ Engle. Chọn loại dầu AK20.
Kết luận

đồ án hoàn thành đáp ứng cấc chỉ tiêu yêu cầu kỹ thuật đề ra : kích thớc
nhỏ gọn , kiểu dáng , tính công nghệ . các số liệu tính toán phù hợp với
thực tế kỹ thuật
, có khả năng ứng dụng vào thực tế sản xuất .

22


đồ án môn học chi tiết máy - sinh viên th : vũ quốc hng. lớp 46km

TàI liệu tham khảo

1. chi tiết máy nguyễn trọng hiệp
2. thiết kế chi tiết máy nguyễn trọng hiệp
3.

cơ sở thiết kế hệ dẫn động

4.dung sai và lắp ghép - ninh đức tốn

23


đồ án môn học chi tiết máy - sinh viên th : vũ quốc hng. lớp 46km

Mục lục
mục

Trang

1. Lời giới thiệu
2. phần I : xác định công suất cần thiết.
Chọn động cơ điện .phân phối tỷ số truyền
3. phần ii. Thiết kế các bộ truyền
1/ thiết kế bộ truyền ngoài- đai
2/bánh răng
3/trục và then
4/thiết kế chế tạo vỏ hộp giảm tốc
5/thiết kế chế tạo bánh răng
6/ bôi trơn hộp giảm tốc
4.kết luận
5.tài liệu tham khảo

24

1
2 đến 3
4 đến 24
4 đến 6
6 đến 11
11 đến23
23 đến 24
24
24
25
26