NÔNG TRƯỜNG NHƠN

LỜI NÓI ĐẦU
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 tháng năm 2016
Sinh viên

Nông Trường Nhơn

MỤC LỤC
1


Chương 1
TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN CHIA TỶ SỐ TRUYỀN
1.1 Tính chọn động cơ
*công xuất yêu cầu của động cơ
=
Ta có : = = =4,5
Từ bảng 2.3 ta có
=0,99,=0,96,=0,99, ,=0,96
+ ƞ=....

=0,99.0,96..0,96=0,88
→ ===5,11 (kw)
*xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ
Ta có + =60000.=60000.=35,8vòng/phút
+=.
Từ bảng 2.4 ta có
=5 ,=4
→=5.4=20
→=.=35,8.20= 716vòng /phút
Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ =750 vòng /phút
2


*theo bảngp1.3,phụ lục chọn
=5,5(kw) ,716 vòng /phút , =1,8
Kết luận: Động cơ 4A132M8Y3 có kích thước phù hợp với yêu cầu thiết kế
1.2. Tính toán động học hệ dẫn động cơ khí
1.xác định tỷ số truyền của hệ dẫn động
===20
2.phân tỉ số truyền của hệ dẫn động cho các bộ truyền
Chọn =4⇒===5
Ta có =5
= ==4
Phân phối tỷ số truyền như sau
=20=5, =4
3.xác định công xuất momen và số vòng quay trên các trục
*công xuất trên các trục
+=== 4,5 (kw)
+===4,73(KW)
+===4,82(Kw)

*số vòng quay
= 716 ( vòng/phút)
+===179 vòng/phút
===35,8vòng/ phút
*momen
+=9,55..=9,55..=73358,938(N.mm)
+=9,55..=9,55..=321445,530(N.mm)
+=9,55..=9,55..=1579423,07(N.mm)
3


Lập bảng thống kê :

Trục

Động cơ

1

2

Thông số
Công suất P,kw

5,5

4,82

Tỉ số truyền

4

4,73
5

Số vòng quay n,vg/p

716

179

35,8

Mômen xoắn T,Nmm

73358,938

321445,530

1579423,07

Chương 2
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN
2.1 Tính toán bộ truyền ngoài
Điều kiện làm việc :
P1 = Pđc=5,5(kw)
n1 = nđc = 716vg/ph)
u = uđ = 4
Tdc =73358,938 (Nmm)
2.1.1Chọn loại đai

Điều kiện làm việc : va chạm nhẹ
Chọn đai cao su vì : gồm nhiều lớp vải bông và cao su sunfat hóa được xếp từng lớp
từng cuộn tường vòng kín hoặc cuộn xoắn ốc nhờ các đặc tính bền dẻo ít ảnh hưởng
bởi độ ẩm và sự thay đổi nhiệt độ.
2.1.2 Các thông số bộ truyền
1.Đường kính bánh dẫn :
=(5,2÷6,4).=5,2÷6,4.=(217,68÷267,9)
Theo tiêu chuẩn ta chọn : d1 = 250 (mm)
4


+) Đường kính bánh đai bị dẫn :
=U..(1-Ԑ)
Trong đó Ԑ là hệ số trượt Ԑ=0,01÷0,02
chọn Ԑ= 0,01
→

−

d2 = 4.250.(1 0,01) = 990 (mm)

Theo tiêu chuẩn ta chọn : d2 = 1000 (mm)
→

tỉ số truyền thực tế

===4,05
→

Sai lệch tỉ số truyền

===0,0125=1%
→

<4%

=> thỏa mãn
2.Khoảng cách trục :
a≥ (1,5…2).((mm
Chọn a = 2000 (mm)
3.chiều dài đai :
Ɩ=2a++=2.2000++
= 6033,81 (mm)
4.Vận tốc đai:
===9,367(m/s)
Số vòng chạy của đai :
i===1,55(<=3÷5()thỏa mãn
5.Góc ôm của đai :
=180-57.=180-57.=
⇒<=
5


⇒thỏa mãn
2.1.3.Xác định tiết diện đai và chiều rộng bánh đai :
A=b.δ=
Trong đó:
b,δ:chiều rộng và chiều dày đai,mm
Ft:lực vòng,N
Kđ:hệ số tải trọng động

[σF]:ứng suất có ích cho phép
Lực vòng được xác định từ công suất P1:
=1000.=1000.587,16(N)
+) Đối với đai vải cao su :
(=
⇒===6,25
Theo bảng 4.1 ta chọn loại đai

ΒΚΗΠ − 65

không có lớp lót

trị số tiêu chuẩn (số lớp = 5)
+)Ứng suất có ích cho phép :
[]=[...
Chọn (bộ truyền đặt thẳng đứng hoặc gần như thẳng đứng )
Theo bảng 4.9:trị số của hệ số k1,k2
=2,3

=9

⇒[=-.=2,3-9.=2(MPa)
Theo bảng 4.10 trị số của hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm Cα : =0,94
Theo bảng 4.11 trị số của hệ kể đến ảnh hưởng của vận tốc Cv :=1
Theo bảng 4.12 trị số của hệ số kể đến ảnh hưởng của vị bộ truyền C0 :=0,9
⇒[]=2.0,94.1.0,9=1,62 (MPa)
+)Hệ số tải trọng động :
6

Theo bảng 4.7 : kđ = 1,35 (dẫn động bằng động cơ nhóm 1và làm việc 2 ca
Chiều rộng đai:
b = =1,042 (mm)
theo tiêu chuẩn chọn : b = 112 (mm)
2.1.4.Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng trên trục :
=.b.�= 1,6.112.6,25=1164,8(N)
== 2370,7(N)

2.2 Thiết kế bộ truyền trong
Theo bảng 6.1 chọn :
Bánh nhỏ : thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB241…285 có =850MPa, =580MPa
Bánh nhỏ : thép 45 tôi cải thiện độ rắn HB192…240 có =750MPa,=450MPa
2.2.1 Ứng suất cho phép :
Theo bảng 6.2 với thép 45 , tôi cải thiện đạt độ rắn HB 180…350,
= 2HB +70 ;=1,1 ; =1,8HB ;=1,75
Chọn độ bánh răng nhỏ =245; độ rắn bánh lớn =230 khi đó :
=2+70 =2.245 +70=560MPa
= 1,8.245 = 441 MPa
=2+70 =2.230+70 =530 MPa
=1,8.230 =414MPa
Theo (6.5) = , do đó :
=30. = 1,6. ;=30.=1,39.
Theo (6.7) số chu kì thay đổi ứng suất tương đương:
=60cƩ.
=60c..Ʃ
=60.1.716/5.20000= 17,184.>
Do đó : =1
7

⇒> do đó =1
Như vậy theo (6.1a) sơ bộ được xác định :
[] =./
=560.1/1,1=509 MPa
=530.1/1,1=481,8 MPa
Theo (6.12)
[]=( +)/2 = (509+481,8)/2 =495,4MPa<1,25
Theo(6.7 ):= 60. 1. 716 / 5 .20000
= 17,184.> =4. do đó :
=1 , tương tự =1
Theo 6.2 bộ truyền quay 1 chiều =1 ta được :
[= 441.1.1/1,75 = 252 MPa
[ = 414.1.1/1,75 = 236 MPa
Ứng suất quá tải cho phép :
= 2,8= 2,8.450 = 1260 MPa
= 0,8= 0,8.580 = 464 MPa
= 0,8= 0,8.450 = 360 MPa
2.2.2 Tính bộ truyền chậm
a, Xác định sơ bộ khoảng cách trục:
= 49,5 (5+1) = 294,13 mm
Lấy = 294 mm
b, Xác định các thong số ăn khớp :
m = (0,01 …., 0,02) = 2,94 ... 5,88
Chọn môđun tiêu chuẩn của bánh răng cấp chậm m = 5
= 2/[m(u+1)] = 2.294/[5.(5+1)]=19,6
Lấy = 19 , = . = 5.19 = 95
8


Do đó = m(+)/2 = 5.114 /2 = 285

Lấy = 290 mm , do đó cần dịch chỉnh để tăng khoảng cách trục từ 285 lên 290 mm
Tính hệ số dịch tâm (6.22)
y = /m – 0,5( + ) = 290/5 -0,5(114)=1
Theo (6.23) = 1000y/ = 1000.1 /(114) =8,77
Theo bảng 6.10 tra được = 0,51
Do đó theo (6.24) hệ số giảm đinh răng ;
= /1000 = 0,51.(114)/1000 = 0,058
Theo (6.25) tổng hệ số dịch chỉnh
= y + =1+0,058 = 1,058
Theo (6.26) hệ số dịch chỉnh bánh 1 :
= 0,5.[ - ( -)y/]
= 0,5.[1,058 -( 95-19)/114]= 0,195
Và hệ số dịch chỉnh bánh 2 :
= - = 1,058 – 0,195 = 0,863
Theo 6.27 góc ăn khớp :
cos = mcos�/(2) = 114.5cos()/(2.290)=0,923
Do đó =
c, Kiểm nghiệm bánh răng về độ bền tiếp xúc :
Theo bảng 6.5
= 274 , theo 6.34 :
= = =1,677
Với bánh răng thẳng dùng (6.36a) để tính :
= = = 0,87
Trong đó : = 1,88 – 3,2 (+) = 1,677
Đường kính lăn bánh nhỏ :
9


=2./( + 1) = 2.290 / (95/19 + 1) = 96,66 mm
Theo (6.40) : v = π /60000

V = 3,14 . 96,66.. = 0,72 m/s
Theo bảng 6.13 chọn cấp chính xác 9, do đó:
theo bảng 6.16

= 82 (vì môđum = 5 )

Theo 6.42 : = .v
= 0,006.82.0,72. = 2,69
Do đó = 1 + ../(2..)
= 1 + 2,69.114.96,66/(2.321445.1,06.1) = 1,43
= .. = 1,06.1,43.1 = 1,51
Thay các giá trị vừa tính được vào (6.33) :
= 274.1,677.0,87
= 418,07 MPa
V = 0,72 (m/s) = 0,82 với cấp chính xác động học là 9 , chọn cấp chính xác về mức
tiếp xúc là 9 , gia công đạt độ nhám = 10 ….40 μm , do đó = 0,9 ; với < 700mm
= 1 do đó theo (6.1 ) và (6,1a) :
[ = [... = 481,8.1.0,9.1 = 433,6 MPa
Như vậy : < [ , nhưng chênh lệch này nhỏ do đó có thể giảm được chiều rộng răng :
= 114() = 114.( = 105,98
Lấy = 106 mm
d, Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn . Theo (6.43) :
= 2...../(..m)
Theo bảng 6.7 = 1,14 theo bảng 6.14 với v < 2,5 m/s
Và cấp chính xác 9 = 1,13 : theo (6.47)
= ..v. = 0,016.82.0,72. =7,13
= 1 +../(2...)
= 1 +7,13.106.96,66/(2. 321445.1,14.1,13) = 1,88
10

Do đó = .. = 1,14.1,13.1,88 = 2,42
+ Với = 1,677

= 1/ = 1/1,677 = 0,596

+ Với = = 1
+ Số răng tương đương :
= / = 19/ = 19
= / = 95/
Theo bảng 6.18 ta được : = 3,89

= 3,47

Với m = 5 mm = 1,08 – 0,0695ln(5) = 0,968 ; = 1
= 1 (< 400mm)
Theo 6.2 và 6.2a :
= ... = 252.1.0,968.1 = 243,936 MPa
Tương tự tính được = 228,448
Thay các giá trị trên vào công thức trên ta được :
= 2. 321445. 2,42. 0,596 .1. 3,89/(114. 96,66.5) = 65,5 MPa < = 243,936 MPa
=./
= 65,5. 3,47/3,89 = 58,42 < = 228,448 MPa
e, Kiểm nghệm bánh răng quá tải
Theo 6.48 với = /T = 2,2
= . = 433,6. = 642,24MPa
< = 1260 MPa
Theo 6.49 :
=.
= 65,5.2,2 = 144,1 MPa <= 464 MPa

=.
= 58,42.2,2 = 128,5 MPa <=360 MPa
g, Các thông số bộ truyền :
11


Khoảng cách trục

= 290 mm

Môđun

m = 5 mm

Chiều rộng vành răng

= 114 mm

Tỉ số truyền

=5

Góc nghiêng của răng

�=

Số răng của bánh răng

= 19

= 95

Hệ số dịch chỉnh

= 0,195 = 0,864

Đường kính chia

= 95 mm

Đường kính đỉnh răng

= 475 mm

= 106,37 mm

Đường kính chân răng = 84,45mm
Đường kính trung bình : = 95,41mm

= 493,06mm
= 471,14mm
= 482mm

2.3 Tính trục và ổ lăn
2.3.1 Tính trục
1.Chọn vật liệu
Chọn vật liệu : Vì ta cần thiết kế trục trong hộp giảm tốc, chịt tải trọng trung bình nên
ta dùng thép 45 cơ tính của loại thép này là có =600mpa ,ứng xuất xoắn cho phép
=12……20 mpa
1Theo công thức 10.9 ta có : =

Trong đó : là momen xoắn Nmm
là ứng suất xoắn cho phép
= 321445,530 mm
= 1579423,07mm
Đường khính trục sơ bộ là :
= 45mm

= 70 mm

= 25 = 35
2. khoảng cách giữa các gỗi đỡ và điểm đặt lực
Chiều dài may ơ bánh răng trụ
12


=(1,4…..2,5).63……..112,5mm
Chọn=70 (mm)
= (1,2…..1,5). = 54……67,5mm
Chọn :=60 (mm)
= (1,2…..1,5). = 84…….105mm
Chọn : = 90 (mm)
Vậy tra bảng ( 10.3) ta có

= 10 = 8 = 15 = 20

Trục 1
= 0,5( + ) + +
=0,5.(70 + 25) + 15 + 20
= 82,5 (mm)
.Theo bảng 10.4 ta có :

= - = - 82,5 (mm) , chọn = 83(mm)
= 0,5( +) + +
= 0,5(60 + 25) + 10 +8
=60,5 (mm), chọn = 61 (mm)
= 2. = 2.61 = 122 (mm)
Trục 2
= = 122 (mm)
= 0,5( + ) + +
= 0,5(90 + 35) + 15 +20
13


=97,5 (mm), chọn = 98 (mm)
= + = 98 +122 = 220 (mm)
= = 61(mm)
3 Tính toán cụ thể
a,Lực tác dụng lên bánh răng trụ thẳng :
= = = = 6651,05 (N)
= = = = 2772,37(N)
Ta có : = 2370,7 (N)
Góc nghiêng nối tâm bộ truyền ngoài =
.cos �= 2370,7.cos = 810,72 (N)
.sin � = 2370,7.sin = 2227,72
= = .tan �=6651,05.tan = 2420,78 (N)
b.Lực từ khớp nối tác dụng lên trục :
= ( 0,2…..0,3).
=
Trong đó là đường kính vòng tròn qua tâm các chốt tra bang 15.10
= (0,2 ÷ 0,3). = = 1978,12(N)
2.3.1.1 Trục I

1 Tính lực

14


2 Mô men uốn tải mặt cắt nguy hiểm
Mặt cắt 1-1
=0
= = 2370. 83 = 196710N.mm
Mặt cắt 2-2
= =.122=215020,12 N.mm
= =. (83-122) = 259390,95N.mm
Kiểm tra mặt cắt nguy hiểm : tra bảng 10.16
Tại tiết diện 1 -1
= = 196710 N.mm
= = 196710,61N.mm
Tại tiết diện 2 – 2
= = 336923,31 N.mm
= = 437050,04N.mm
Mặt cắt nguy hiểm nhất ; 2 -2
Tra bảng 10.5 chọn đường kính tiêu chuẩn
d = 40 mm
3 Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn
15


Ta có công thức :
=

:

=

Thép các bon :
= 0,436. = 0,436.600 = 261,6 Mpa
= 0,25 . = 0,25.600 = 150 Mpa
Ta có : , , , biên độ trung bình của các úng suất
Ta có công thức : = = = =
= 196710/ 0,1.64000 =30,7 (Mpa)

= = = 321445,530/ 0,2.64000 = 25,11 MPa
Trục một làm việc một chiều :

=0

= = / 2 = 12,55MPa
Tra bảng 10.12 và bảng 1.10 ta có :
= 1,76
= 1,54
= 0,88

;

= 0,77

Tra bảng 10.16 ta có kiểu lắm : k6
Thay vào công thức ta có :
trị số bền mõi của thép = 0,1 ; = 0,05
= = 261,6 / (1,76/0,88).30,7+ 0,1.0 = 4,26
=

= 150 / ( 1,54/ 0,77) . 12,55 + 0,05.0 =5,97
S = 1,8
16


Ta chọn được đường kính lắp ổ bi : = 35 mm
Đường kính lắp trục d = 40mm
4, Chọn then lắp ghép giữ khớp nối với bánh răng và trục :
Với d = 40 mm

ta chọ then lắp ghép :

Chiều dài then :

l

=

b = 6 : h = 6 : = 4,2 : = 5,5
0,8 . lm13 = 48,8

Kiểm nghiệm ;
= = 2. 321445,530 /40.48,8 (6- 4,2 ) = 182,9 MPa
= = 2. 321445,530 / 40. 48,8 . 6 =54,8Mpa

5.Ta có biểu đồmen

17

196710,61

Mx

215020,12
196710

My
321445,530

Mz

2.3.1.2 Trục II
1, Tính toán cụ thể
18

259390,95


a,Lực tác dụng lên bánh răng trụ thẳng :
= = = = 32679 (N)
= = = = 13623(N)
Ta có : = 2370,7 (N)
Góc nghiêng nối tâm bộ truyền ngoài =
.cos �= 2370,7.cos = 810,72 (N)
.sin � = 2370,7.sin = 2227,72
= = .tan �=32679.tan = 11894 (N)
b.Lực từ khớp nối tác dụng lên trục :
= ( 0,2…..0,3).
=

Trong đó là đường kính vòng tròn qua tâm các chốt tra bang 15.10
= (0,2 ÷ 0,3). = = 9719,5(N)

2 . Mô men uốn tải mặt cắt nguy hiểm
Mặt cắt 1-1
= 2635 . (122 – 61 ) =160735N.mm
19


= =2459.(122 – 61) = 149999N.mm
Moomen trung tâm ;
= = 2420,78 .96,66/2 =116996 N.mm
Mặt cắt 2-2 tại chổ lắp bánh răng trụ
= =1963. 61 = 119743 N.mm
= = 674. 61= 41114N.mm
= =11894. 96,66 / 2 = 574837,02
Moomen xoắn = 1579423,07
3. Tính chính xác trục
Kiểm tra mặt cắt nguy hiểm : tra bảng 10.16
Tại tiết diện 1 -1
= = 219853N.mm
= =1385376 N.mm
Tại tiết diện 2 – 2
= = 126604N.mm
= = 305816N.mm
Mặt cắt nguy hiểm nhất ; 2 -2
Tra bảng 10.5 chọn đường kính tiêu chuẩn
d = 40 mm
4, kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn
20

Ta có công thức :
=

:

=

Thép các bon :
= 0,436. = 0,436.600 = 261,6 Mpa
= 0,25 . = 0,25.600 = 150 Mpa
Ta có : , , , biên độ trung bình của các úng suất
Ta có công thức : = = = =
= 219853 / 0,1.64000=34(Mpa)

= = = 685142/ 0,2.64000 = 123,39 MPa
Trục một làm việc một chiều :

=0

= = / 2 = 61,695MPa
Tra bảng 10.12 và bảng 1.10 ta có :
= 1,46
= 1,54
= 0,89

;

= 0,76

Tra bảng 10.16 ta có kiểu lắm : k6
Thay vào công thức ta có :
trị số bền mõi của thép = 0,1 ; = 0,05
=

= = 261,6 / (1,76/0,89).34+ 0,1.0 = 3,88
= 150 / ( 1,54/ 0,76) . 61,695 + 0,05.0 = 1,19
S = 4
21


Ta chọn đường kính lắp trục là : d = 60mm
Ta chọn được đường kính trục làm ổ bi : = 55 mm
= = 11894 . 96,66 / 2 = 57464,37
Moomen xoắn = 1579423,07

5 Ta có biểu đồ momen

22


119743
Mx

149999

160735 41114

My

1579423,07
Mz

Ø60H7
k6

2.3.2 Tính ổ lăn

23


2.3.2.1 Trục I
1, chọn loại ổ trượt : Tổng lực dọc tác dụng lên trục = Khá nhỏ so với trục hướng tâm , nhưng do tải trong quá lớn và yêu cầu
nâng cao độ cứng , chọn ổ đửa côn và bố trí các ổ như hình 11.1a
2, Chọn sơ bộ ổ cỡ trung kí hiệu 7308có C = 61kN

,

= 46kN và

Góc tiếp xúc là = 10,50
3. Tính kiểm nghiệm khả năng chịu tại động của ổ :
theo bảng 11.4 với ổ đũa đỡ - chặn e = 1,8 ;

tga = 1,5.tg(10,50 ) =

0,2780
Theo (11.7 )

lực dọc trụng do hướng tâm sinh ra trên ổ :

= = 1788,3 N
= = 2633,8 N
= 0,83e. = 2145,96 N
= 0,83e. = 3279,08 N
- Theo bảng 11.5 với sơ đồ bố trí ổ đũa đã chọn trên h .11.1a
= - = 3279,08 -106,7= 3172>
Do đó :

= = 3172,38N

= - = 3172,38– 106,7 = 3065,3<
24


Vậy

:

= = 3065,3N

- Xác định X và Y :

/ ( V.) = 1,7 < e

:

/ ( V.) = 1,6 < e

Do đó tra bảng 11.4 X =

1

Y=

0

Theo công thức (11.3 ) trải trrong quy ước trên ổ 1 và 0
=

( X.V.

+

Y. ) . = 3017,75

=

( X.V.

+

Y. ) . = 4444,53

Theo (11.1 ) khả năng tải trọng động của ổ
=
Trong đó :

L = 60. 179 ./

= 214,8 (triệu vòng)

Như vậy ổ đảm bao khả năng chịu tải động , có các thông số ( bảng p2.11, ) phụ lục
d = 40mm , D = 90mm , T = 25,25 mm , C = 40mm , = 61 mm
4. kiểm nghiểm khả năng chịu tải tĩnh :
Theo bảng 11.6 với ổ đũa côn

= 0,5 ,

= 0,22 . cotga = 0,324

0,22.cotg(10,50 ) ; theo công thứ 11.19 khả năng tải tĩnh
= . + . = 2310,05
Như vậy ;

=

= 1788,3

25