1 nguyễn quang thống

Lời nói đầu
Hiện nay khoa học kỹ thuật đang phát triển như vũ bão, mang lại lợi ích cho con
người về tất cả lĩnh vực tinh thần vật chất. Để nâng cao đời sống nhân dân, để hòa
nhập vào sự phát triển chung của cả nước trong khu vực cũng như trên thế giới.
Đảng và nhà nước ta đã đề ra mục tiêu trong nững năm tới là công nghiệp hóa hiện
đại hóa.
Muốn thực hiện được điều đó một trong những sinh viên cần quan tâm phát triển
đó là nghành cơ khí đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra các thiết bị công
cuộc xây dựng đất nước cần đẩy mạnh đội ngũ cán bộ kỹ thuật cố trình độ chuyên
môn cao, đồng thời phải đáp ứng được yêu cầu của công nghệ tiên tiến, công nghệ
tự động hóa theo dây truyền trong sản xuất.
Môn học chi tiết máy là một trong những môn học không thể thiếu được với các
nghành kỹ thuật, vì thế làm đồ án môn học là công việc rất quan trọng và cần thiết
để chúng ta hiểu sâu , hiểu rộng những kiến thức đã được học ở cả lý thuyết lẫn
thực tiễn, tạo tiền đồ cho những môn học sau này.

Với những kiến thức đã được học, cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo VŨ
THẾ TRUYỀN trong thời gian qua em đã hoàn thành nhiệm vụ đồ án của môn
học này. Nhưng do đây là lần đầu tiên làm đồ án môn học nên không tránh khỏi
những thiếu sót. Rất mong được sự góp ý của thầy giáo để đồ án môn học được
hoàn thiện hơn. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của thầy giáo
trong thời gian qua.
Thái nguyên , ngày 19 tháng 11 năn 2016
Sinh viên

Nguyễn Quang Thống

1


MỤC LỤC

Lời nói đầu
Chương 1: Tính chọn động cơ và phân chia tỷ số truyền

1
3

1.1 Tính chọn động cơ

3

1.2 Phân chia tỷ số truyền

4

Chương II: Tính toán thiết kế các bộ truyền
2.1 Thiết kế bộ truyền ngoài

7
7

2.2 Thiết kế bộ truyền trong

11

2.3 Tính trục và ổ lăn

29

Kết luận và kiến nghị
Tài liệu tham khảo

61
62

2


CHƯƠNG I : TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN CHIA
TỶ SỐ TRUYỀN
1.1 TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ
1.1.1 Xác định công suất cần thiết của động cơ

Với =

= 0,79

Với là công suất trên trục công tác ( KW )
Với

là hệ số tại trong thay đổi

*Công suất cần thiết trên băng tải
(KW)
*Tra bảng 2.3 trị số hiệu suất của các loại bộ truyền và ổ

Ta có : . 0,99.0,96.0,95.0.95 = 0,81
• công suất cần thiết trên trục động cơ là :

(KW)
1.1.2 Tính số vòng quay của trục :

Số vòng quay của trục là :

3


Ta có :

*Tỷ số truyền của từng bộ tham gia

• Số vòng quay sơ bộ
= 27,29.54 = 1453 (v/p)

1.1.3 Chọn động cơ :
_ Động cơ làm việc ở chế độ dài với phụ tải không đổi lên động cơ phải có
= 5, 85 (k/w)
+ Số vòng quay đồng bộ : = 1500 (v/p)

Ta chọn được động cơ Từ bảng (1.3) đó là 4A132S4Y3 có thông số kỹ thuật:
+ Công suất định mức:
+ Tốc độ quay :

(kw)

= 1455 (v/p)

1.2. PHÂN CHIA TỶ SỐ TRUYỀN :
= 53,3
Mà : chọn
: = 17,7
Với Là tỷ số truyền của cặp bánh răng côn

4


Với là tỷ số truyền của bánh răng trụ răng thẳng

= = 5,6

= 17,7 / 5,6 = 3,1

Ta có = 5,6 và = 3,1

1.2 Công suất động cơ trên các trục ;
*Công suất động cơ trên trục dẫn III
= 6 / 0,995.0,99 = 6,09 (kw)
*Công suất động cơ trên trục dẫn II
= 6,09/0,995.0.98 = 6,24 (kw)
*Công suất động cơ trên trục dẫn I
= 6,24 /0,995.0,97 = 6,465(kw)

*Tốc độ quay trên các trục :
*Tốc độ quay trên trục I là :
*Tốc độ quay trên trục II là :
*Tốc độ quay trên trục III là :

484 (v/p)
86,42 (v/p)
27,88 (v/p)

* Momen xoán trên các trục:
*Momen xoán động cơ theo công thức :

40210 (N/mm)
* Momen xoắn trên trục I là :
5


126280 (N/mm)
* Momen xoắn trên trục II là :
685142 (N/mm)

* Momen xoắn trên trục III là :
2086065 (N/mm)

Tra có bảng thông số sau :

Công suất P
(kw)
Tỷ số truyền i
Vận tốc vòng n
(v/p)
Momen
(N.mm)

Động cơ

I

II

III

7,5

6,4

6,2

6,09

3

5,6

3,1

1425

484

86,42

27,88

40210

126280

685142

2086065

Chương 2
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN
6


2.1 THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN ĐAI
2.1 .1 Chọn dạng đai:

Các thông số của động cơ và tỷ số truyền của bộ truyền đai
= 1455 (v/p)
= 7,5 (k/w)

:

a , Xác định đường kính đai nhỏ:
• Từ công thức kiểm nghiệm vận tốc :
= < (20 đến 25)
= 281,5 (mm)
Tra bảng ( 4.19) ta có : = 280 (m/s)
Thay vào ta có = = 20,8 (m/s)

b, Xác định đường kính đai lớn :
Theo công thức ta có :

Với

là đường kính bánh đai lớn :
u là hệ số bọ truyền đai

Thay vào công thức ta có :

= 3 . 280 . (1-0,02) = 823,2 (mm)
vậy chọn = 800 (mm)
Số vòng quay thực của trục bị dẫn :
7


= 800 / (1-0,02).280 = 2,91
Kiểm nghiệm : = 2,8%
*Xác định tiết diện đai:
Với đường kính đai nhỏ = 280 (m/s) vận tốc đai 20,8 (m/s)
Công suất động cơ (KW)
Tra bảng ; ( 4. 13 ) ta có

Sơ đồ tiết diện đai

Ký hiệu
B

Khích thước tiết diện đai
17

H

10,5

14
4,2
F ()

138

2,1,2 Chọn sơ bộ khoảng cách trục :
Theo công thức :
l= 2a + 0,5()+ / (4a)
Mà a= = 800 (mm)
Thay vào l = 3380,1 (mm)
8


Tra bảng (4.13) ta có l = 3350 (mm)
Từ đó ta có i = /l = 20,8 / 3,350 = 6,3 ( s) (thỏa mãn ) 10 (s)
- Khoảng cách truc a theo tiêu chuẩn l = 3350 (mm)
- Theo công thức (4.6) A = ( /4
= 3350 - 0,5.3,14(280 + 800)
= 1654,4
Mà

= ( ) / 2 = 260 (mm)
Nên ta có
A = 1/8 .
A = 1308 (mm)
*kiểm tra điều kiện
0,55 () + h
540 1308

2160

- Khoảng cách nhỏ nhất mắc đai
= A – 0,015l = 1257,75 (mm)
- Khoảng cách lớn nhất để tạo lực căng

= A + 0,03l = 1408,5 (mm)
2.1.3 Kiểu nghiêng góc ôm

=

thảo mãn

2.1.4 Xác định số đai cần thiết
Theo bảng (4.7) : = 1,25
Tra bảng (4.19 )
9


là chiêu daì thực nghiệm : = 2240
Với =

,

= 0,82 bảng ( 4.15 )

Với l/ = 1,49 ,

= 1,15

Theo bảng ( 4.17 ) với = 3 ,
Theo bảng ( 4.19 )

= 1,1

= 7,38 với v = 20,8 m/s

=

0,86 ,

= 280 mm

= 0,95

Thay vào công thức
Z = . / (. .. . ) = 2
Vậy z = 2 đai
2.1.5 Định các kích thước chủ yếu của bánh đai
chiều rộng bánh đai
B = ( z – 1 ) .t + 2.e
= ( 2 – 1 ) 19 + 2.12,5 = 34 mm
Đường kính ngoài của bánh đai
Đường kính bánh dẫn
= +2. = 280 + 2. 4,2 = 288,4 mm
Đường kính bánh bị dẫn
= +2. = 800 + 2. 4,2 = 808,4 mm
2.1.6 Lực căng ban đầu và lực căng của trục

theo bảng (4.19) = 780 / ( z ) +
trong đó =
= 0,178 kg/m
= 0,178 . = 73,5 ( N )
= 215,46 ( N )
*lực tác dụng lên trục
10

= 2 z = 2. 215,46 . 2 . sin ( 150/2) = 1289( N )
Bảng thống số bộ truyền đai ;
Thông số

Giá trị

Đường kính đai
Đường kính ngoài của
bánh đai
Chiều rộng bánh đai
Số đai
Chiều dài đai
Khoảng cách trục
Góc ôm
Lực tác dung lên trục

Bánh đai nhỏ
= 280mm

Bánh đai lớn
= 800 mm

= 288,4 (mm)

= 808,4 (mm)

B = 34 (mm)
Z=2
L = 3380,1 (mm)

A = 1308 (mm)
= 150
= 1289,717 N

3 . Thiết kế bộ truyền trong
I. Bánh răng côn
Số liêu ta có :
= 6,4 (kw)
484 (v/p)

= 6,2 (kw)
= 86,42(v/p)

= 5,6

=3,1
20000g

3.1

TÍNH BỘ TRYỀN BÁNH RĂNG CÔN THẲNG

3.1.1 , Xác định chiều dài côn ngoài :

11


=

12,9

.= 12,9.1,331 =17,1

= 5,6

=3,1

3.1.2 Xác định ứng suất cho phép
Theo bảng ( 6.1 ) chọn
Bánh nhỏ : tôi chọn thép 50 thường hóa đạt độ rắn HB 179.. 228
Có = 640 MPa

:

= 350 Mpa

Bánh răng lớn : tôi thường hóa đạt tới độ rắn HB 228....255
Có = 700 MPa

:

= 530 Mpa

Theo công thức (6.6) đối với bánh răng trụ :
là ứng suất tiếp xúc cho phép : tra bảng (6.2)
* =
Mà : = 60. C . /.. /
= 60 . 1. 365,25 / 4,0 .12000 ( .0,4 + . 0,3 )
12

=

0,90

Ta có : = 1
Bánh răng nhỏ :
-

= 2BH + 70 = 2. 220 + 70 = 510 Mpa : = 1,1
-

= 2 HB = 440 MPa

= 2HB + 70 = 2. 250 + 70

= 570 Mpa

- = 2 HB = 500 MPa

Theo bảng 6.5
= 30.
= 30. =
= 30. =
Như vậy theo bảng (6.1 ) ta xác định được :
*

= 510 .1 / 1,1 = 463,6 MPa

*

= 750 1/ 1,1 = 681,8 MPa

Với cấp nhanh sự đụng răng thẳng , do đó sự dụng bảng ( 6.1 )
= ( + ) / 2 = 572,7 MPa
Với cấp chậm dùng răng thẳng và tính ra lớn hơn nên =
Do đó : = = 572,7 MPa
Theo bảng (6.7 ) :
13


= 60.c. .
= 60 . 1. 365,25 / 4,0 .12000 ( .0,4 + . 0,3 )
=
Do đó theo bảng ( 6.2 ) với bộ truyền quay 1 chiều = 1

ta được :

* = 440 . 1. 1 = 440 MPa
*

= 500 MPa

ứng suất quá tải cho phép cho phép : theo ( 6.10 )
Ta có cộng thức thiết kế
.
i = 5,6

ta có

= 0.25

= 0,67
Tra bảng 6.21 ta có .trục lắp trên ổ bị hoặc ở đũa
= 1,14
Lên thay vào ta có :
.
= 212,66(mm)
3.1.3 các thông số ăn khớp
- số bánh răng nhỏ :
=2.212,66 / = 74,76(mm)
Do đó tra bảng 6.22 ta được
14


= 17 :

với HB 350 , = 1,6 = 1,6 .17 = 27,5
Ta lấy = 28

Đường kính trung bình và modun trung bình :
= ( 1 – 0,5 ) = (1 -0,5 0,25 ) 74,76 = 65,451 (mm)
= / = 65,451 / 28 = 2,33 (mm)
3.1.4 Mo đun vòng ngoài
= / ( 1 – 0,5 ) = 2,33 / (1 – 0,5.0,25 ) = 2,66(mm)
Theo bảng (6.8) lấy giá trị = 3 (mm)
= / ( 1 – 0,5 ) = 3 / ( 1 – 0,5. 0,25 ) = 2,625 mm
= = 65,451 / 2,625 = 24,9
Lấy = 25 răng
Số răng bánh lớn :

= = 4. 28 = 100 thế lấy = 112
Vậy

=

= 100 / 28 = 3,5

• Góc côn chia
= arctg ( ) = arctg ( 28/100) = 15,
= - =– =
Theo bảng 6.20 với = 25 ta chọn hệ số chỉnh đều
= 0,33 = - 0,33
Đường kính trung bình của bánh răng nhỏ
= = 28 . 3 = 84 (mm)
15


• Chiều dài côn ngoài
= 0,5.3 . = 154,6 (mm)
3.1.5 Kiểm nghiêm răng về độ bền tiếp xúc
Theo (6.8)
=
Theo bảng 6.5
= 274
Theo bảng 6.12 = + = 0

,

= 1,76

Theo bảng 6.5
= = = 0,77
Trong đó :
1,88 – 3,2 (1/ + 1/ )
= 1,88 – 3,2 ( 1/25 + 1/100 ) = 1,72
Theo 6.61
=
Với bánh răng côn thẳng = 1 vận tốc vòng
Ta có CT : v = = 3,14. 65,451. 484 /60000 = 1,65 m/s
Tra bảng (6 .13)
Có cấp chính xác là 8
Tra bảng 6.15 và 6.16 ta có = 0,006 : = 61
=..=
0,006. 61 .1,7.
= 5,849 mm
Ta có b = = 212,66 . 0,25 = 53,165 mm
=1+b /(2 )=
16


=1 + 5,849 . 53,165 . 84 / (2 . .1,14 .1 ) = 1
Vậy

K=

= 1,14. 1. 1 = 1,4

Thay các giá trị vừa tính vào :
=
= 274.1,76.0,77.

= 440,9Mpa
So sánh điều kiện bền

= 440,9

Chiều rộng của vành răng b = 53,165 = 53,165 . 0,76 =40,9
Vậy chọn b = 40 mm
3.1.6 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
=

/ (0,85b

Với = 50/183,9 = 0,27 , tỉ số u / (2 - ) = 0,73
Tra bảng 6.21 tra có = 1,31
=..=
0,016. 61. 5,849
= 53,67
=1+b /(2 )
= 1 + 53,67. 53,165 . 84 / (2 . 126280.1,31 .1 ) = 0,6
Do đó
17


=

=1,31.1.0,6 = 0,78

Với răng thẳng = 1 : 1,67
Tra bảng 6.18 ta được
=

:

:

= 0,598

= 3,39

:

= 3,68

/ (0,85b

= 2. 126280.0,2.0,598.3,39.1 / 0,85. 53,165.3.84 = 10,07 Mpa
= . / = 10,07 .3,68 / 3,39 =10,93 Mpa
Như vậy điều kiện bền uốn được đảm bảo
3.1.7 Kiểm ghiệm răng về quá tải
Theo bảng 6.48 với = = 1,5
Để tránh hư hỏng hoặc gây giòn lớp bề mặt
=

/ = 440,9/ = 359,9 MPa <

= 572,7 Mpa

=

= 440 =538,8 MPa

=

=500 =612,3 MPa

Chiều dài côn ngoài
Chiều rộng vành răng
Chiều dài côn trung bình
Số bánh răng

b

294,5 (mm)
72 (mm)
172,8 (mm)
28, 112

Góc nghiêng bánh răng

0

Hệ số dịch chỉnh
Đường kích chia ngoài
Góc côn chia
Chiều cao răng ngoài

0,33 ; -0,33
15,99 (mm)
6,4
18

Chiều cao đầu răng ngoài
Chiều cao chân răng ngoài
Đường kính đỉnh răng ngoài
Mô đun vòng ngoài
Tỷ số truyền

4,4 ; 2,1
2,5 ; 4,6
67 ; 275
3,5 9(mm)
4

3.2 TÍNH BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG
3.2.1 Xác định thong số cơ bản của bánh răng trụ
a, Khoảng cách trục ;

= 217,107
Với ; = 3,3
= 0,4 vì

=.

= 0,4.217

m= 0,01. 217 = 2,17
ta chọn giá trị m trong bảng ( 6.8 )
m = 2,5
b .Số bánh răng nhỏ:

= =34 vậy ta chọn = 35
Tính số răng

= . =115,5

Vậy tra chọn = 141
Tỷ số truyền thực tế = / =
19


Tính lại

= m.()/ 2 =220

Vì lấy = 217 mà sự chênh lệch lên ta cần giảm khoảng cách
220 > 217 mm
C, Hệ số được tính sau :
Y = - 0,5 () = - 1,2
=1000.y /= 1000. (-1,2) / 176 =-6,8
Tổng hệ số dịch chỉnh
= y. = (- 1,2 )
Hệ số dịch chỉnh bánh I
= = (-1,2)
Hệ số dịch chuyển bánh 2
= =0
Góc ăn khớp
= = ( 35+ 141 ) 2,5 cos30 / 2. 217 = 0,87
Vậy

=

3.2.2 kiểm tra răng về độ bền tiếp xúc
Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc
=

. =

Mà kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc
= 2,1
20


Với là góc nghiêng của mặt răng trên hình trụ cơ sở
Khi đó tra băng 6.12
hệ số kể đến cơ tính của vật liệu tra bảng 6.5
hệ số kể đến sự trùng khớp của bánh răng
=

= 0,77

Tính theo công thức
= 1,76
Đường kính vong lăn của bánh nhỏ
= = 2 . 217 / (3,3 +1) = 100 mm
Theo công thức
= 3,14 . 100 . 91,34 / 60000 = 0,47m/s
Tra bảng 6.13 cấp chính xác và tra bảng 6.14
V < 2,5 m/s khi đó = 1,08
= . . = 0,06 . 61 . 0,47 . = 14,05
: hệ số ảnh hưởng ăn khớp tra bảng 6.15

= 0,006
hệ số ảnh hưởng các bươc răng
= 61
= 1 + / ( 2 ) = 1,2
21


= . = 0,4 . 217 = 86,8
Vậy

K=
=

<

= 1,2

=465,2 MPa

thỏa mãn điều kiên tiếp xúc
=

.

= 468,5 MPa

Thông số
Khoảng cách trục chia
Mô đun pháp
Chiều rộng vành răng

Tỷ số truyền
Góc nghiêng
Số răng trong bánh
Hệ số dịch chỉnh
Đường kính chia
Đỉnh răng và đáy răng

Ký hiệu
= 217
m = 2,5
= 86,8
= 3,3
=0
= 35; = 141
= -1,2 ; = 0
75,6 ; 315,5
85,64 ; 345,67

CHƯƠNG IV TÍNH THIẾT KẾ TRỤC VÀ CHỌN Ổ LĂN
4,1.Tính toán các trục
4.1.1. Tính sơ bộ về đường kính trục
Theo công thức 10.9 ta có :
Trong đó : là momen xoắn Nmm
là ứng suất xoắn cho phép
Chọn = 20 MPa
Đường kính đầu vào của hộp giảm tốc là
Với = 6,4 (kW) , = 1455 ,
Trương tự với = 5,6

= 9,55

;

= 126280 Nmm
= 3,1
22


=

685142 Nmm

= 2086065 Nmm
Đường khính trục sơ bộ là :
= 45 mm
= 21

:

= 55mm

:

= 95mm

= 29

= 39

4.2 .2 Khoảng cách giữa các gỗi đỡ và điểm đặt lực ;
Chiều dài may ơ bánh đai , may ơ bánh răng trụ

= 52 mm
Chiều dài may ơ bánh răng côn lớn
= 77 mm
Chiều dài may ơ bánh răng côn nhỏ :
= 49mm
Chiều dài may ơ khớp nối
= 120mm
Chiều dài bánh răng trụ lớn
= 66mm
Chiều dài bánh răng trụ nhỏ
= 96mm
Vậy ;

tra bảng ( 10.3) ta có

= 12 :

= 8 ; = 15
23


Khoảng cách chiều dài trên các điểm đặt lực
Theo bảng 10.4 ta có
Trục I :
= ( 2,5 3 ) = 87 chọn = 90
= 0,5 ( + ) +

+

Với

Trong đó ; chiều cao nắp ổ và đầu bu lông
= 15 mm
là khoảng cách công.sôn
= = 86,8 mm
Thay vào :
= 70
==

+

= - 70 mm

+

+ + 0,5 ( + cos )
= 184 mm
_ trục 2

=

+

+ + +

= 66 +77 + 29 + 3. 12 + 2.8 = 210,8mm
= 0,5(
=

+

) + + = 75,5mm

+ + 0,5 ( + cos ) = 131,5mm

24


Trục 3 ;
= = 201,8 mm
= 0,5 ( + ) +

+

= 114,5

= 0,5 ( + ) + 20 = 99,5
= + = 315

4.2.3, Tính toán cụ thể trục
A , Lực tác dụng lên bánh răng côn
= = 2. 126280 / 84 = 3006,66
= . =3006,66. Tan20 . 0,68 = 744,1 =
= . =3006,66. tan 20 . 0,33 = 245,5

B, lực từ khớp nối tác dụng lên trục
= ( 0,2 – 0,3 )
= = 2. 126280 / 84 = 3006,66
là đường kính vòng tròn qua tâm : tra bảng (15.10 )
= 673
D, lực tác dụng lên bộ truyền đai

= 1289,71 .sin 20 = 441
25