Đồ Án Chi Tiết Máy hệ dẫn động băng tải

đồ án chi tiết máy

Trờng HCN VIT - HUNG
Khoa C KH

Lời nói đầu
Đồ án môn học Chi tiết máy là một môn học rất cần thiết cho sinh viên ngành cơ khí
nói chung để giải quyết một vấn đề tổng hợp về công nghệ cơ khí, chế tạo máy. Mục
đích là giúp sinh viên hệ thống lại nhng kiến thức đã học, nghiên cứu và làm quen với
công việc thiết kế chế tạo trong thực tế sản xuất cơ khí hiên nay.
Trong chơng trình đào tạo cho Sinh viên, nhà Trờng đã tạo điều kiện cho chúng em đợc tiếp xúc và làm quen với việc nghiên cứu : Thiết kế hệ dẫn động băng tải .
Do lần đầu tiên làm quen thiết kế với khối lợng kiến thức tổng hợp, còn có những
mảng cha nắm vững cho nên dù đã rất cố gắng, song bài làm của em không thể tránh
khỏi những sai sót. Em rất mong nhận đợc sự đóng góp ý kiến của Thầy cô, giúp em
có đợc những kiến thức thật bổ ích để sau này ra trờng có thể ứng dụng trong công
việc cụ thể của Sản xuất.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các Thầy cô trong bộ môn và đặc biệt là Thầy
Nguyễn Văn Sáng đã tận tình chỉ bảo giúp đỡ em hoàn thành nhiệm vụ của mình.

Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên:

Trơng Văn Hoàn
Sinh viên thực hiện : Trơng Văn Hoàn
Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Văn Sáng

Lớp: 33CK3

Page 1

đồ án chi tiết máy

Trờng HCN VIT - HUNG
Khoa C KH

Đề số: 03
Thiết kế hệ dẫn động băng tải

1. Động cơ
4.Nối trục

1
2
3
4
5
6

3. Hộp giảm tốc
5. Băng tải
Số Liệu cho trớc

Lực kéo băng tải
Vận tốc băng tải
Đờng kính băng tải
Thời gian phục vụ
Góc nghiêng của đai so với phơng ngang
Đặc tính làm việc: êm

2. Bộ truyền đai dẹt

F
V
D
Th


8200
0.8
320
16000
60

N
m/s
mm
Giờ
độ

Khối lợng thiết kế
1
2
3

01 Bản vẽ lắp hộp giảm tốc trên phần mềm Autocad
01 Bản vẽ chế tạo chi tiết: Bánh răng số 1
01 Bản thuyết minh

Sinh viên thực hiện : Trơng Văn Hoàn
Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Văn Sáng

Lớp: 33CK3

Page 2


đồ án chi tiết máy

Trờng HCN VIT - HUNG
Khoa C KH

Mục lục
Bản thuyết minh đồ án gồm những phần chính sau
- Phần I: Chọn động cơ điện và phân phối tỷ số truyền.
- Phần II: Tính toán bộ truyền đai (đai dẹt).
- Phần III: Tính toán bộ truyền động bánh răng.
- Phần IV: Tính toán trụcvà then.
- Phần V: Thiết kế gối đỡ trục.
- Phần VI: Cấu tạo vỏ hộp và các chi tiết máy khác.
- Phần VII: Bôi trơn hộp giảm tốc.

Sinh viên thực hiện : Trơng Văn Hoàn
Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Văn Sáng

Lớp: 33CK3

Page 3


đồ án chi tiết máy

Trờng HCN VIT - HUNG
Khoa C KH

Phần I
Chọn động cơ điện và phân phối tỷ số truyền
I- Chọn động cơ.

1. Xác định công suất cần thiết của động cơ.
-Gọi N: Công suất trên băng tải.(kw)
: Hiệu suất chung của hệ dẫn động.
Nct: Công suất cần thiết.(kw)
-Ta có:
N ct =

N


Theo công thức 2.11:
N=

F .v 8200.0,8
=
= 6,56( kw)
1000
1000

F=8200 (N)- Lực kéo băng tải.
V=0,8(m/s)- Vận tốc băng tải
Theo công thức 2.9 ta có :

= 1 . 2 m . 3 k . 4

m=2 :là số cặp bánh răng.
k=4 :là số cặp ổ lăn.
Tra bảng 2.3[1] ta có các hiệu suất :
1=0,94 Hiệu suất bộ truyền đai.
2=0,97- Hiệu suất bộ truyền bánh răng.
3=0,99 Hiệu suất của một cặp ổ lăn.
4=1 Hiệu suất khớp nối.
=0,94.0,972.0,994=0,85
Suy ra :
N ct =

6,56
= 7,72( kw)
0,85

2. Xác định tốc độ đồng bộ của động cơ

Sinh viên thực hiện : Trơng Văn Hoàn
Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Văn Sáng

Lớp: 33CK3

Page 4


đồ án chi tiết máy

Trờng HCN VIT - HUNG

Khoa C KH

- Chọn sơ bộ tỉ số truyền của toàn bộ hệ thống là: USB
Theo bảng 2.4[1] ta chọn:
+ Tỉ số truyền hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng trụ : u1=(8 ữ 40)
+ Tỉ số truyền của bộ truyền đai dẹt loại thờng : u2=( 2 ữ 4 )
Theo công thức 2.15 thì
=> Tỉ số truyền sơ bộ của hệ dẫn động là:
usb=u1.u2
hay usb=u1.u2=( 8.2 ữ 4.40)=( 16 ữ 160)
- Số vòng quay của trục máy công tác (theo công thức 2.16 )
nlv = 60000.

v
0,8
= 60000.
= 47,77( vg / ph )
.D
3,14.320

Trong đó:

v- Vận tóc băng tải ,m/s
D-Đờng kính tang, mm
nlv- số vòng quay của trục máy công tác.
- Số vòng quay sơ bộ của động cơ ( theo công thức 2.18)

n sb = nlv .u úb = ( 47,77 ì 16 ữ 47,77 ì 160 ) = ( 764,32 ữ 7643,2 )

- Theo bảng 2P ta chọn đợc kiểu động cơ A 02-52-2

+ Các thông số kỹ thuật của động cơ là:
Nđc=10(kw)
nđc= 2920(vg/ph)
=88%
Mmax/Mđm=2,2
Mmin/Mđm=0,8
Mm/Mđm=1,5
II- Phân phối tỉ số truyền
1. Xác định tỉ số truyền
- Tỉ số truyền động chung:

Trong đó:

i=

ndc
2920
=
= 61,1
nlv 47,77

i=iđ.ibt.ibn
iđ - là tỉ số truyền của bộ truyền đai
ibt- là tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng cấp nhanh
ibn- là tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng cấp chậm..

+ Chọn iđ=3
Sinh viên thực hiện : Trơng Văn Hoàn
Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Văn Sáng

Lớp: 33CK3

Page 5


đồ án chi tiết máy

Trờng HCN VIT - HUNG
Khoa C KH



ibt.ibn=20,37
- Tạo điều kiện bôi trơn các bộ truyền trong hộp giảm tốc bằng phơng pháp ngâm
dầu ta chọn ibn=( 1,2 ữ 1,5)ibt
Lấy ibt=4,074
ibn =

20,37
=5
4,074

2. Xác định công suất, mômen và số vòng quay trên các trục
- Công suất làm việc: N=6,56kw (Công suất trên băng tải)
- Công suất trên các trục:
Trục III:

N3 =

N

6,56
=
= 6,63( kw)
4 . 3 0,99

Trục II:

N2 =

N3
6,63
=
= 6,9( kw)
2 . 3 0,99.0,97

Trục I:

N1 =

N2
6,9
=
= 7,185( kw)
2 . 3 0,97.0,99

Trục động cơ: N dc =

N1
7,185
=

= 7,72( kw)
3 .1 0,99.0,94

- Số vòng quay trên các trục:
n dc 2920
=
= 973,3( vg / ph )
3
3
n1
973,3
Trục II : n 2 =
=
= 238,9( vg / ph )
4,074 4,074
Trục I: n1 =

Trục III: n3 =

n2 238,9
=
= 47,78( vg / ph )
5
5

- Mômen
Trục động cơ : Tdc =
Trục I:

9,55.10 6.N dc

7,72
= 9,55.10 6
= 25248,6( Nmm )
ndc
2920

T1 = 9,55.10 6.

N1
7,185
= 9,55.10 6
= 70450( Nmm )
n1
973,3

Trục II :

T2 = 9,55.10 6

N2
6,9
= 9,55.10 6
= 275826,7( Nmm )
n2
238,9

Trục III :

T3 = 9,55.10 6

N3
6,63
= 9,55.10 6
= 1325167,4( Nmm )
n3
47,78

Sinh viên thực hiện : Trơng Văn Hoàn
Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Văn Sáng

Lớp: 33CK3

Page 6


đồ án chi tiết máy

Trờng HCN VIT - HUNG
Khoa C KH

* Bảng thông số:

Trục ĐC

Tỉ số truyền U

I

iđ=3

II
ibt=4,076

III
ibn =5

Công suất P

7,72

7,18

6,9

6,63

Số vòng quay n

2920

973,3

238,9

47,78

Mômen xoắn T

25248,6

275826,7

1325167,4

70450

Phần II
Tính toán bộ truyền đai
1. Chọn loại đai vải cao su ,làm việc thích hợp ở chỗ ẩm ớt.
2. Định đờng kính bánh đai nhỏ
- áp dụng công thức (5-6)
D1 = (1100 ữ 1300) 3

N ct
7,72
= (1100 ữ 1300) 3
= (152,1 ữ 179,7 )
ndc
2920

Trong đó : Nct=7,72(kw) Công suất cần thiết
nđc=2920(vg/ph) Số vòng quay của động cơ
=> Chọn D1=160 mm
- Vận tốc vòng :
v=

.D1.n1 3,14.160.2920
=
= 24,45( m / s ) ( 25 ữ 30) m / s
60.1000

60.1000

Vận tốc vòng nằm trong phạm vi cho phép.
3. Tính đờng kính bánh đai lớn
Lấy = 0,01
Ta có n1=973,3(vg/ph)

Sinh viên thực hiện : Trơng Văn Hoàn
Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Văn Sáng

Lớp: 33CK3

Page 7


đồ án chi tiết máy

Trờng HCN VIT - HUNG
Khoa C KH

D2 = iD1 (1 ) =

ndc
2920
D1 (1 ) =
160(1 0,01) = 475,22mm
n1
973,3

Tra bảng (5-1) lấy D2= 500 mm

- Số vòng quay thực trong 1 phút của bánh bị dẫn là:
D
160

n1 = (1 ) 1 ndc = (1 0,01)
2920 = 925( vg / ph )
D2
500

- Sai số về số vòng quay so với yêu cầu

n1 n1

n =

n1

100% =

925 973,3
973,3

100% = 4,95%

nằm trong phạm vi cho phép ( 3 ữ 5)% do đó không cần chọn lại đờng kính D2.
4. Chiều dài tối thiểu của đai
- áp dụng công thức (5-9)
Lmin =

v

u max

=

24,45
= 8,15m = 8150mm
3

( umax=3 ữ 5)

Chọn Lmin=8200 mm
- Tính A theo công thức (5-2):
A=

2 L ( D2 + D1 ) +

[ 2 L ( D2 + D1 ) ] 2 8( D2 D1 ) 2
8

2.8200 3,14(160 + 500 ) +

=

[ 2.8200 3,14(160 + 500) ] 2 8( 500 160) 2
8

= 3577,9mm

- Kiểm nghiệm A2(D1+D2) hay 3577,9 2(160+500) (thoả mãn)
Chọn A= 3580 mm

Tính lại chiều dài đai [công thức (5-1)]
2

( D1 + D2 ) + ( D2 D1 ) = 2 ì 3600 + 3,14 (160 + 500) + ( 500 160) = 8240mm
2
4A
2
8 ì 3600
2

L = 2A +

5. Góc ôm 1
- Tính theo công thức(5-3)
D2 D1 o
500 160 0
57 = 180 0
57 = 174,62 0
A
3600
Điều kiện (5-11): 1 > 1500 đợc thoả mãn

1 = 180 o

6.Định tiết diện đai :
Sinh viên thực hiện : Trơng Văn Hoàn
Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Văn Sáng

Lớp: 33CK3

Page 8


đồ án chi tiết máy

Trờng HCN VIT - HUNG
Khoa C KH



1

- Chiều dài đai đợc chọn theo tỷ số D 40
1


D1 160
=
= 4mm
40 40

Theo bảng (5-3) chọn loại đai vải cao su loại B không có lớp lót, chiều dày = 3,75mm
Lấy ứng suất căng ban đầu 0 = 1,8( N / mm 2 ) theo trị số

D1 160
=
= 42,67(mm) tra bảng
3,75

(5-5) tìm đợc [ p ]0 = 2,28( N / mm )

Các hệ số :
ct=0,8
(bảng 5-6)
c=0,97
(bảng 5-7)
cv=0,79
(bảng 5-8)
cb=1
(bảng 5-9)
- Tính chiều rộng đai theo công thức (5-13):
2

b

1000.N ct
1000 ì 7,72
=
= 60,24(mm)
v. .[ p ]0 .ct .c .cv .cb 24,45.3,75.2,28.0,97.0,8.0,79

Theo bảng (5-4) chọn chiều rộng đai là b=70mm
7. Định chiều rộng B của bánh đai
- ứng với b = 70 mm tra bảng (5-10)
Ta chọn chiều rộng bánh đai: B = 85 (mm)
8.Tính lực căng ban đầu s0
- Theo công thức (5-16) :
S 0 = 0 . .b = 1,8.3,75.70 = 472,5( N )

- Lực tác dụng lên trục [theo công thức (5-17)]:
R = 3.S 0 . sin

1
174,62
= 3.472,5. sin
= 1416( N )
2
2

Sinh viên thực hiện : Trơng Văn Hoàn
Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Văn Sáng

Lớp: 33CK3

Page 9


đồ án chi tiết máy

Trờng HCN VIT - HUNG
Khoa C KH

Phần IIi
Tính toán bộ truyền động bánh răng
A. Tính toán bộ truyền cấp chậm (bánh răng trụ răng nghiêng)
1. Chọn vật liệu
- Bánh nhỏ : Thép 45 thờng hoá, b=580(N/mm2); ch=290(N/mm2).HB=190,
phôi rèn ( giả thiết đờng kính phôi dới 100mm)
- Bánh lớn : Thép 35 thờng hoá; b=480(N/mm2); ch=240(N/mm2). HB=160,
phôi rèn ( giả thiết đờng kính phôi 300 ữ 500 mm).
2. Định ứng suất cho phép:

- Số chu kỳ làm việc của bánh lớn:
N2=60.u.n.T=60.16000.47,77 = 45,86.106 > N0 = 107
Trong đó:
u : số lần ăn khớp của một răng khi bánh răng quay 1 vòng
T: Tổng số giờ làm việc.
n: số vòng quay trong 1 phút của bánh răng nghiêng.
- Số chu kỳ làm việc của bánh nhỏ:
N1 = iN2 = 5.45,86.106 = 229,3.106 > N0 = 107
Vì N1 và N2 đều lớn hơn số chu kỳ cơ sở của đờng cong mỏi tiếp xúc và đờng cong
mỏi uốn nên đối với bánh nhỏ và bánh lớn đều lấy : k=k=1.
- ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ:
[]tx1=2,6.190=494(N/mm2)
- ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn:
[]tx2=2,6.160=416(N/mm2).
Để định ứng suất uốn cho phép, lấy hệ số an toàn n=1,5 và hệ số tập trung ứng suất ở
chân răng K=1,8 ( vì phôi rèn, thép thờng hoá ), giới hạn mỏi của thép 45 là:
-1=0,43.580=249,4(N/mm2)
của thép 35 -1=0,43.480=206,4(N/mm2)
Vì bánh răng nghiêng quay 1 chiều nên
Sinh viên thực hiện : Trơng Văn Hoàn
Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Văn Sáng

Lớp: 33CK3

Page 10


đồ án chi tiết máy

Trờng HCN VIT - HUNG

Khoa C KH

ứng suất uốn cho phép của bánh nhỏ:
[ ]u1 =

(1,4 ữ 1,6) 1 .k = 1,5.249,4 = 138,5( N / mm 2 )
n.K

1,5.1,8

- ứng suất uốn cho phép của bánh lớn :
[ ]u 2 =

(1,4 ữ 1,6) 1 .k = 1,5.206,4 = 115( N / mm 2 )
n.K

1,5.1,8

2. Chọn sơ bộ hệ số tải trọng : K=1,3.
3. Chọn hệ số chiều rộng bánh răng: A=0,4
4. Tính khoảng cách trục A
- Theo công thức (3-10 ). Lấy =1,25 .
1,05.10 6
A (i 1)3
[ ]tx i

2


K

= (5 + 1)3
A .n 2

2

1,05.10 6
1,3.6,9

.
= 274,4(mm)
416.5 0,4.1,25.47,78

Trong đó :
A: khoảng cách trục , mm
i: tỉ số truyền .
n2: số vòng quay trong một phút của bánh bị dẫn ;
N: công suất của bộ truyền, KW
5. Tính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng nghiêng:
- Vận tốc vòng : theo công thức (3-17)
v=

2A.n1
2.3,14.274,4.238,9
=
= 1,14(m / s )
60.1000.( i 1)
60.1000.( 5 + 1)

Dựa vào bảng 3-11 chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng là: 9

6. Định chính xác hệ số tải trọng K:
- Vì tải trọng không đổi và độ rắn của bánh răng HB < 350 nên Ktt=1 . Giả sử
b>

2,5.mn
, cấp chính xác 9 và vận tốc vòng v < 3 (m/s) tra bảng 3-14 .
sin

- Tìm đợc Kđ=1,2
Do đó hệ số tải trọng [theo công thức (3-19)]:
K=Ktt.Kđ =1,2.1 =1,2
Vì K không chênh lệch nhiều so với dự đoán nên không tính lại khoảng cách trục A
và lấy A=280 (mm)
Sinh viên thực hiện : Trơng Văn Hoàn
Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Văn Sáng

Lớp: 33CK3

Page 11


đồ án chi tiết máy

Trờng HCN VIT - HUNG
Khoa C KH

7. Xác định môđun, số răng, góc nghiêng và chiều rộng bánh răng:
- Môđun pháp :
mn = (0,01 ữ 0,02).A
=(0,01 ữ 0,02).280 = ( 2,8 ữ 5,6)

Lấy mn=4(mm)
- Chọn sơ bộ góc nghiêng : =100; cos=0,985
+ Tổng số răng của 2 bánh:
Z t = Z1 + Z 2 =

2 A cos 2.280.0,985
=
= 137,9
mn
4

Lấy Zt=138 răng
Số răng bánh nhỏ:
Z1 =

Zt
138
=
= 23
i +1 5 +1

chọn Z1=23

Số răng bánh lớn:
Z 2 = iZ 1 = 5.23 = 115

8. Tính chính xác góc nghiêng
- Theo công thức (3-28):
cos =

Z t .mn ( 23 + 115).4
=
= 0,9857
2. A
2.280

Vậy =9042
9. Chiều rộng bánh răng :
b=A.A=0,4.280=112(mm)
Chiều rộng b thoả mãn :
b>

2,5.mn
2,5.4
=
= 59,3(mm)
sin
sin 9 0 42

10. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng:
- Tính số răng tơng đơng của bánh nhỏ:
Z td 1 =

Z1
23
=
= 24
3
(cos )
(0,9857) 3

- Số răng tơng đơng của bánh lớn:
Z td 2 =

Z2
115
=
= 120
3
(cos )
(0,9857) 3

11. Hệ số dạng răng
Sinh viên thực hiện : Trơng Văn Hoàn
Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Văn Sáng

Lớp: 33CK3

Page 12


Trờng HCN VIT - HUNG
Khoa C KH

đồ án chi tiết máy

- Bánh nhỏ y1=0,44;
- Bánh lớn y2=0,517. Lấy hệ số =1,5.
* Kiểm nghiệm ứng suất uốn tại chân răng bánh nhỏ
- Tính theo công thức (3-34).

u =

19,1.10 6.K .N
19,1.10 6.1,2.6,9
=
= 24,3( N / mm 2 ) < [ ]u1
2
2
y.mn .Z .n.b. 0,44.4 .1,5.112.23.238,9

- Tại chân răng bánh 2 [Theo công thức (3-40)] :
2 = 1.

y1
0,44
= 24,3
= 20,7( N / mm 2 ) < [ ]u 2
y2
0,517

12. Các thông số hình học của bộ truyền :
- Môđun pháp:
mn=4 mm
- Số răng Z1=23; Z2= 115.
- Góc ăn khớp :
=200.
- Góc nghiêng : =9042.
- Đờng kính vòng chia (vòng lăn):
mn .Z1
4.23

=
= 93( mm)
cos 0,9857
m .Z
4.115
d2 = n 2 =
= 467(mm)
cos 0,9857
d1 =

- Khoảng cách trục A=280 mm
- Chiều rộng bánh răng : b=112 mm
- Đờng kính vòng đỉnh răng:
De1=d1 + 2.mn= 93+ 2.4= 101 mm
De2=d2 + 2.mn= 467 + 2.4= 475 mm
- Đờng kính vòng chân răng:
Di1= d1 2,5.mn= 93 2,5.4= 83 mm
Di2= d2 2,5.mn= 467 2,5.4= 457 mm
13. Tính lực tác dụng lên trục
- Theo công thức (3-50)
+ Lực vòng:

Sinh viên thực hiện : Trơng Văn Hoàn
Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Văn Sáng

Lớp: 33CK3

Page 13

Trờng HCN VIT - HUNG
Khoa C KH

Ft =

Trong đó:

đồ án chi tiết máy

2.M x 2.275826,7
=
5925( N )
d
93

Mx Mômen xoắn trên trục II
d - Đờng kính vòng lăn .

+ Lực hớng tâm :
Ft .tg n 5925.tg 20 0
Fr =
=
2188( N )
cos
0,9857

+ Lực dọc trục :
Fa = Ft .tg = 5925.0,171 1013( N )

B. Tính toán bộ truyền bánh răng cấp nhanh (Bánh răng trụ răng thẳng)

1. Chọn vật liệu :
- Bánh nhỏ:
Thép 45 thờng hoá b=600 (N/mm2), ch=300 (N/mm2).
HB=190 ( phôi rèn , giả thiết đờng kính phôi dới 100mm )
- Bánh lớn:
Thép 35 thờng hoá b=480 (N/mm2) , ch=240 (N/mm2).
HB=160 ( giả thiết đờng kính phôi 300 ữ 500 mm)
2. Định ứng suất cho phép :
- Số chu kỳ làm việc của bánh lớn:
N2 = 60.u.n.T = 60.16000.238,9 = 229,34.106 > N0 = 107
Trong đó:
u : số lần ăn khớp của một răng khi bánh răng quay 1 vòng
T: Tổng số giờ làm việc.
n: số vòng quay trong 1 phút của bánh răng.
- Số chu kỳ làm việc của bánh nhỏ:
N1 = iN2 = 4,076.229,34.106 = 934,8.106 > N0 = 107
Vì N1 và N2 đều lớn hơn số chu kỳ cơ sở của đờng cong mỏi tiếp xúc và đờng cong
mỏi uốn nên đối với bánh nhỏ và bánh lớn đều lấy : k=k=1.
- ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ:
[]tx1=2,6.190=494(N/mm2)
- ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn:
[]tx2=2,6.160=416(N/mm2).

Sinh viên thực hiện : Trơng Văn Hoàn
Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Văn Sáng

Lớp: 33CK3

Page 14

đồ án chi tiết máy

Trờng HCN VIT - HUNG
Khoa C KH

Để định ứng suất uốn cho phép, lấy hệ số an toàn n=1,5 và hệ số tập trung ứng suất ở
chân răng K=1,8 ( vì phôi rèn, thép thờng hoá ), giới hạn mỏi của thép 45 là:
-1=0,43.600=258(N/mm2)
của thép 35 -1=0,43.480=206,4(N/mm2)
Vì bánh răng quay 1 chiều nên
- ứng suất uốn cho phép của bánh nhỏ:
[ ]u1 =

(1,4 ữ 1,6) 1 .k = 1,5.258 = 143( N / mm 2 )
n.K

1,5.1,8

- ứng suất uốn cho phép của bánh lớn :
[ ]u 2 =

(1,4 ữ 1,6) 1 .k
n.K

=

1,5.206,4
= 115( N / mm 2 )
1,5.1,8

3.Chọn sơ bộ hệ số tải trọng: K=1,3.
4.Chọn hệ số chiều rộng bánh răng A=0,3
5.Tính khoảng cách trục A
- Theo công thức (3-9).
1,05.10 6
3
A (i 1)
[ ]tx i

2

K

= (4,076 + 1)3

.
n
A 2

2

1,05.10 6 1,3.7,18

.
= 186,9(mm)
416
.
4
,

076

0,3.238,9

Trong đó :
A: khoảng cách trục , mm
i: tỉ số truyền .
n2: số vòng quay trong một phút của bánh bị dẫn ;
N: công suất của bộ truyền, KW
6.Tính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng:
- Vận tốc vòng : theo công thức (3-17)
v=

2A.n1
2.3,14.186,9.973,3
=
= 3,75(m / s )
60.1000.( i 1) 60.1000.( 4,076 + 1)

Dựa vào bảng 3-11 chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng là: 8
7.Định hệ số tải trọng K:
- Vì tải trọng không đổi và độ rắn của bánh răng HB < 350 nên Ktt=1 , vận tốc
vòng v < 6 (m/s) tra bảng 3-13 .Tìm đợc Kđ=1,55
Do đó hệ số tải trọng [theo công thức (3-19)]:
Sinh viên thực hiện : Trơng Văn Hoàn
Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Văn Sáng

Lớp: 33CK3

Page 15

đồ án chi tiết máy

Trờng HCN VIT - HUNG
Khoa C KH

K=Ktt.Kđ =1,55.1 =1,55
Vì K chênh lệch nhiều so với dự đoán nên tính lại khoảng cách trục A :
Theo công thức (3-21) ta có:
A = Asobo .3

K
1,55
= 186,9.3
= 198,2(mm) lấy A=200 mm
K sobo
1,3

8.Xác định môđun, số răng và chiều rộng bánh răng:
- Môđun :
m = (0,01 ữ 0,02).A
=(0,01 ữ 0,02).200 = ( 2 ữ 4) mm
Lấy m = 3 (mm)
- Số răng bánh nhỏ:
Z1 =

2. A
2.200
=

= 26,3
mn ( i + 1) 3( 4,076 + 1)

Lấy Z1=26 (răng)
- Số răng bánh lớn:
Z 2 = iZ 1 = 4,076.26 106 (răng)

- Chiều cao răng:

h = 2,25.m = 2,25.3 = 6,75 (mm)

9.Chiều rộng bánh răng :
b=A.A=0,3.200=60(mm)
10.Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng:
- Hệ số dạng răng của bánh nhỏ y1=0,46; bánh lớn y2=0,517.
- Kiểm nghiệm ứng suất uốn tại chân răng bánh nhỏ [tính theo công thức (3-33)]:
u =

19,1.10 6.K .N
2

y.mn .Z .n.b.

=

19,1.10 6.1,45.7,18
= 33,8( N / mm 2 ) < [ ]u1
2
0,46.3 .26.60.973,3

Tại chân răng bánh 2 [Theo công thức (3-40)] :
2 = 1.

y1
0,46
= 33,8
= 30,07( N / mm 2 ) < [ ]u 2
y2
0,517

11.Các thông số hình học của bộ truyền :
- Môđun :
m=3 mm
- Số răng : Z1=26; Z2= 106.
- Chiều cao răng:

h = 6,75 (mm)

- Góc ăn khớp:

=200.

Sinh viên thực hiện : Trơng Văn Hoàn
Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Văn Sáng

Lớp: 33CK3

Page 16

đồ án chi tiết máy

Trờng HCN VIT - HUNG
Khoa C KH

- Đờng kính vòng chia (vòng lăn):
d1 = m.Z1 = 26.3 = 78(mm)
d 2 = m.Z 2 = 3.106 = 318(mm)

- Khoảng cách trục A=200 mm
- Chiều rộng bánh răng : b=60 mm
- Đờng kính vòng đỉnh răng:
De1=d1 + 2.m= 78 + 2.3= 84 mm
De2=d2 + 2.m= 318 + 2.3= 324 mm
- Đờng kính vòng chân răng:
Di1= d1 2,5.m= 78 2,5.3= 70,5 mm
Di2= d2 2,5.m= 318 2,5.3= 310,5 mm
12.Tính lực tác dụng lên trục
Theo công thức (3-49) :
- Lực vòng:
Ft =

Trong đó:

2.M x 2.9,55.10 6.7,18
=
1806( N )
d
78.973,3

Mx Mômen xoắn trên trục I
d - Đờng kính vòng lăn .

- Lực hớng tâm :
Fr = Ft .tg = 1806.0,364 = 657,4( N )

Phần IV
Tính toán trục và then
1.Chọn vật liệu :
-Thép 45 thờng hoá hoặc tôi cải thiện bk=600 (N/mm2); ch=300(N/mm2). Độ
rắn : 170 ữ 220 HB ( Giả sử đờng kính phôi nhỏ hơn 100 mm)
2. Tính thiết kế trục:
a.Tính sơ bộ trục:
- Tính đờng kính sơ bộ của các trục theo công thức (10.9):
d 3

T
0,2.[ ]

Sinh viên thực hiện : Trơng Văn Hoàn
Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Văn Sáng

Lớp: 33CK3

Page 17


đồ án chi tiết máy

Trờng HCN VIT - HUNG

Khoa C KH

Trong đó:

T- Mômen xoắn cho phép (àpa)
[]- ứng suất xoắn cho phép (àpa)
[]=( 15 ữ 50) àpa
- Đờng kính trục I :
d1 3

70450
29(mm)
0,2.15

chọn d1=30 (mm)

- Đờng kính trục II :
d2 = 3

275826,7
45(mm)
0,2.15

chọn d2=45 (mm)

- Đờng kính trục III :
d3 = 3

1325167
76(mm) chọn d3=80 (mm)

0,2.15

b. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực :
- Chọn sơ bộ chiều rộng ổ lăn [theo bảng 10.2]
+ ổ lăn trục I : b0 = 19 (mm)
+ ổ lăn trục II : b0 = 25(mm)
+ ổ lăn trục III: b0 = 39 (mm)
=> Chọn :
k1=10 (mm) Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của
hộp hoặc khe hở giữa các chi tiết máy.
k2= 10 (mm) Khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp .
k3= 14 (mm)- Khoảng cách từ chi tiết quay đến nắp ổ.
h=16 (mm)- Chiều cao nắp ổ và đầu bulông.
Theo công thức (10.10) ta có chiều dài mayơ bánh đai, mayơ đĩa xích, mayơ bánh
răng trụ :
lm=( 1,2.1,5)d
Trục I:
lm12 = ( 1,2.1,5)d1=( 1,21,5)30 = (36 ữ 45)
Chọn lm12 = 40 (mm)
Trục II:
lm22 = ( 1,21,5)d2= (1,21,5)45 = ( 54 ữ 67,5)
Chọn lm22 = 60 (mm)
Trục III:
Lm23 = ( 1,21,5)d3=(1,21,5)80 = ( 96 ữ 120)
Sinh viên thực hiện : Trơng Văn Hoàn
Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Văn Sáng

Lớp: 33CK3

Page 18

Trờng HCN VIT - HUNG
Khoa C KH

đồ án chi tiết máy

Chọn lm23 = 105 (mm)
- Khoảng cách trên các trục: [ theo bảng 10.4 ]

-

-

L22 = 0,5(lm22+b0) +k1+k2
= 0,5(60+25)+10+10 =62,5 (mm)
L23 = l22+0,5(lm22+lm23)+k1
= 62,5+0,5(60+105)+10=155 (mm)
L21 = lm22+lm23+3k1+2k2+b0
= 60+105+3.10+2.10+19=234(mm)
Khoảng cách côngxôn của trục I (Phần trục bên ngoài hộp .
Tính theo công thức (10.14)
l12 = lc12 = 0,5(lm12+bo1)+k3+h
= 0,5(40+19)+10+16 = 55,5(mm)
Khoảng cách côngxôn trên trục III từ mayơ khớp nối đến gối đỡ.
Tính theo công thức (10-14).
l23 = lc33 = 0,5(lm34+bo3)+k3+h
= 0,5(105+39)+10+16 = 98(mm)

Sinh viên thực hiện : Trơng Văn Hoàn

Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Văn Sáng

Lớp: 33CK3

Page 19


Trêng ĐHCN VIỆT - HUNG
Khoa CƠ KHÍ

®å ¸n chi tiÕt m¸y

S¬ ®å m« pháng HÖ dÉn ®éng.

Sinh viªn thùc hiÖn : Tr¬ng V¨n Hoµn
Gi¸o viªn híng dÉn: NguyÔn V¨n S¸ng

Líp: 33CK3

Page 20


Trêng ĐHCN VIỆT - HUNG
Khoa CƠ KHÍ

®å ¸n chi tiÕt m¸y

S¬ ®å ph©n tÝch lùc t¸c dông lªn c¸c b¸nh r¨ng
3. TÝnh to¸n kiÓm nghiÖm trôc
A : TÝnh to¸n kiÓm nghiÖm trôc I

Víi gãc nghiªng ®êng nèi t©m bé truyÒn ngoµi so víi ph¬ng ngang là α=600 .Do Vậy:
- Ta cã : F®=1214(N)
F®x=F®.cosα=1214.cos600=607(N)
F®y=F®.sinα=1214.sin600=1051,3(N)
Sinh viªn thùc hiÖn : Tr¬ng V¨n Hoµn
Gi¸o viªn híng dÉn: NguyÔn V¨n S¸ng

Líp: 33CK3

Page 21


®å ¸n chi tiÕt m¸y

Trêng ĐHCN VIỆT - HUNG
Khoa CƠ KHÍ

- Lùc t¸c dông lªn bé truyÒn b¸nh r¨ng. TÝnh theo c«ng thøc(10.1):
Ft1 = Ft 2 =

2T1 2.70450
=
≈ 1806( N )
d w1
78

Fr1 = Fr 2 = Ft1 .

tgα

tg 20 0
0,364
= 1806.
= 1806.
= 666,87( N )
0
cos β
0,9857
cos 9 42′

Trong ®ã: T1- M«men xo¾n trôc I
dw1- §êng kÝnh vßng l¨n b¸nh 1
α=200 β=9042’

∑M

Ay

= − Fdy .55,5 − Fr1 .59,5 − R By .(59,5 + 174,5) = 0

⇒ R By = −

Fdy .55,5 + Fr1 .59,5
234

=−

1051,3.55,5 + 666,87.59,5
= −418,9( N )
234

⇒ RBy cã chiÒu ngîc l¹i

- Suy ra:

RAy=RBy – Fr1- F®y= 418,9- 666,87- 1051,3= -1299,3(N)
⇒ RAy cã chiÒu ngùoc l¹i .

∑M

Ax

= Ft1 .59,5 − R Bx .( 59,5 + 174,5) − Fdx .55,5 = 0

⇒ R Bx =

Ft1 .59,5 − Fdx .55,5 1806.59,5 − 607.55,5
=
= 315,25( N )
59,5 + 174,5
234

- Suy ra :
RAx=Ft1-RBx-F®x=1806- 315,25- 607=883,75 (N)
1. TÝnh m«men vµ ®êng kÝnh trôc t¹i nh÷ng tiÕt diÖn nguy hiÓm:
a.TiÕt diÖn n-n :
- TÝnh m«men:
Tæng m«men uèn tÝnh theo c«ng thøc (10.15):
2

M j = M yj + M xj

2

M n −n = M ux + M uy

Muy=F®y.55,5=1051,3.55,5= 58347,15 (Nmm)
Mux=F®x.55,5=607.55,5=33688,5 (Nmm)
⇒ M un − n = 33688,5 2 + 58347,15 2 = 67374,36( Nmm)

- TÝnh ®êng kÝnh trôc theo c«ng thøc(7-3):

Sinh viªn thùc hiÖn : Tr¬ng V¨n Hoµn
Gi¸o viªn híng dÉn: NguyÔn V¨n S¸ng

Líp: 33CK3

Page 22


đồ án chi tiết máy

Trờng HCN VIT - HUNG
Khoa C KH

d 3

M td
( mm)
0,1.[ ]

Với M td = M u 2 + 0,75.M x 2 ( Nmm)
= 67374,36 2 + 0,75.70450 2 = 90894( Nmm)

Trong đó : Mtd- Mômen tơng đơng.
Mu=67374,36(Nmm)
Mx=70450(Nmm)
[]- ứng suất cho phép , (N/mm2) và []=50(N/mm2) tra bảng 7-2 .
d 3

Suy ra

90894
= 26,3( mm)
0,1.50

b. Tiết diện m-m
- Tổng mômen uốn tính theo công thức (10.15):
2

M j = M yj + M xj

2

M un n = M ux + M uy

Muy=RBy.174,5=418,9.174,5= 73098 (Nmm)
Mux=RBx.174,5=315,25.174,5= 55011,1 (Nmm)
M um m = 55011,12 + 73098 2 = 91485,2( Nmm)

- Tính đờng kính trục theo công thức(7-3):
d 3

M td
( mm)
0,1.[ ]

Với M td = M u 2 + 0,75.M x 2 ( Nmm)
= 91485,2 2 + 0,75.70450 2 = 255792,5( Nmm)

Trong đó : Mtd- Mômen tơng đơng.
Mu=91485,2(Nmm)
Mx=70450(Nmm)
[]- ứng suất cho phép , (N/mm2) và []=50(N/mm2) tra bảng 7-2 .
- Suy ra

d 3

255792,5
= 37,12(mm)
0,1.50

+ Chọn đờng kính trục tại tiết diện n-n bằng 35 (mm)
+ Đờng kính trục tại tiết diện m-m bằng 40 (mm)
Sinh viên thực hiện : Trơng Văn Hoàn
Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Văn Sáng

Lớp: 33CK3

Page 23

đồ án chi tiết máy

Trờng HCN VIT - HUNG
Khoa C KH

2. Kiểm nghiệm trục :
- Kiểm nghiệm trục theo công thức( 7-5)
n=

n .n
2

n + n

2

[ n]

Vì trục quay nên ứng suất pháp (uốn) biến đổi theo chu kỳ đối xứng:
a = max = min =

Vậy :

n =

Mu
; m = 0
W

1
k
. a
.

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

Vậy :

n =

max M x
=
2
2W0
1

k
. a + . m


- Giới hạn mỏi uốn và xoắn:
-1=0,45b=0,45.600=270(N/mm2)
(Trục bằng thép 45 có b=600 (N/mm2))
-1=0,25.b=0,25.600=150(N/mm2)
a =

M u 91485,2
=
= 16,6( N / mm 2 )
W
5510

Trong đó : Mu- Mômen uốn tại tiết diện m-m
W=5510 mm3 (tra bảng 7-3b)
a =

Mx
70450
=m =
= 5,97( N / mm 2 )
2W0
11790

Trong đó : Mx- Mômen xoắn trên trục I
W0= 11790 (mm3) (tra bảng 7-3b)
- Chọn hệ số và theo vật liệu , đối với thép cácbon trung bình =0,1 và
=0,05.
- Hệ số tăng bền =1
Sinh viên thực hiện : Trơng Văn Hoàn
Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Văn Sáng

Lớp: 33CK3

Page 24

đồ án chi tiết máy

Trờng HCN VIT - HUNG
Khoa C KH

Chọn các hệ số k, k, , :
Theo bảng 7-4 chọn =0,83, =0,71
Theo bảng 7-8 tập trung ứng suất do rãnh then k=1,63, k=1,5.
Tỷ số:

k 1,63
=
= 1,96
0,83
k
1,5
=
= 2,1
0,71

- Tập trung ứng suất do lắp căng, với kiểu lắp ta chọn T3 áp suất sinh ra trên bề mặt
k
= 3,3


ghép 30(N/mm2) , tra bảng 7-10

k

k

= 1 + 0,6 1



k
= 1 + 0,6( 3,3 1) = 2,38


- Thay các trị số vào công thức tính n và n:
270
= 4,93
3,3.16,6
150
n =
= 9,974
2,38.5,97 + 0,05.16,6
n =

n=

4,93.9,974
4,93 2 + 9,974 2

= 4,42 > [n]

Sinh viên thực hiện : Trơng Văn Hoàn
Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Văn Sáng

Lớp: 33CK3

Page 25