1 NGÔ đức MINH

Page | 1

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.
Với những kiến thức đã được học, cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo
VŨ THẾ TRUYỀN trong tời 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 23, tháng 11, năm 2016
Sinh Viên

Ngô Đức Minh

1


Page | 2

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU

Chương I.Tính chọn động cơ và phân chia tỷ số truyền
1.1 Tính chọn động cơ
1.2 Phân chia tỷ số truyền
Chương 2.Tính toán thiết kế các bộ truyền
2.1 Thiết kế bộ truyền trong
2.1.1.Chọn loại đai.
2.1.2.Các thông số bộ truyền :
2.1.2.1.Đường kính bánh dẫn :
2.1.2.2 Khoảng cách trục :
2.1.2.3.chiều dài đai :
2.1.2. 4 Góc ôm của đai :
2.1.3Xác định tiết diện đai và chiều rộng bánh đai :
2.1.4.Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng trên trục :
2.2 Thiết kế bộ truyền bánh răng côn
2.2.1Chọn vật liệu:
2.2.2.Xác định ứng suất cho phép
2.2.2.1 Ứng suốt tiếp xúc cho phép
2.2.2.2 Ứng suất uốn cho phép
2.2.3.Truyền động bánh răng côn.
2.2.3.1 Các thông số:
2.2.3.2 Kiểm nghiệm:
*) Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:
*) Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp uốn:
*)Các thông số & kích thước bộ truyền bánh răng côn:
+)Các thông số khác:
3 Tính trục
3.1 Chọn vật liệu
3.2.Tính thiết kế trục
3.2.1 Lực tác dụng từ các bộ truyền bánh răng,trục vít
3.2.2 Lực tác dụng từ bộ truyền đai,khớp nối

3.3 Tính sơ bộ trục
3.3.1 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực
3.4 Tính phản lực và vẽ biểu đồ mô men
3.4.1 Trục I
3.4.2 Trục II
2.4 Tính ổ lăn
4.1 Tính ổ theo trục 1
4.1.1 Chọn loại ổ lăn

4.1.2 ChK \l "_Toc467783119" đồ mô

2


Page | 3

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

Ta có : . 0,99.0,97.0.95 = 0,89
• công suất cần thiết trên trục động cơ là :
(KW)
1.2.1 Tính số vòng quay của trục :
Số vòng quay của trục là :

Ta có :
*Tỷ số truyền của từng bộ tham gia

• Số vòng quay sơ bộ
= 79,6.20 =1592 (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
3


Page | 4

= 6,74 (k/w)
Ta chọn được động cơ Từ bảng (1.3) đó là 4A132S8Y3 có thông số kỹ thuật:
+ công suất định mức:
+ tốc độ quay :

(kw)

= 1455 (v/p)

+ số vòng quay đồng bộ : = 1500 (v/p)
1.2. PHÂN CHIA TỶ SỐ TRUYỀN :
= 18,27
Mà : chọn
: = 4,56
Với Là tỷ số truyền của cặp bánh răng côn
=
1.2.1 Công suất động cơ trên các trục :

• Công suất động cơ trên trục dẫn II
= 6 / 0,995.0,99 = 6,1(kw)
• Công suất động cơ trên trục dẫn I
= 6,1/0,995.0,97 = 6,4 (kw)
• Tốc độ quay trên các trục :
*Tốc độ quay trên trục I là :
*Tốc độ quay trên trục II là :

363,75 (v/p)
79,76 (v/p)

*Momen xoán trên các trục:
*Momen xoán động cơ theo công thức :
39381 (N/mm)
* Momen xoắn trên trục I là :
168027 (N/mm)

4


Page | 5

* momen xoắn trên trục II là :
730378 (N/mm)
Tra có bảng thông số sau :
Động cơ
Công suất P
7,5
(kw)
Tỷ số truyền i

Vận tốc vòng n
1455
(v/p)
Momen
39381
(N.mm)

I

II

6,1

6,4

4

4,56

5

363,75

79,76

168027

730378

Page | 6

CHƯƠNG II
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN

2.1 THIẾT KẾ 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)
= 275,78(mm)
Tra bảng ( 4.19) ta có : = 280 (m/s)
Thay vào ta có = = 21,32 (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 :
= 4 . 280 . (1-0,02) = 1097,6 (mm)
vậy chọn = 1200 (mm)
số vòng quay thực của trục bị dẫn :
6


Page | 7

= 1200 / (1-0,02).280 = 4,37
Kiểm nghiệm : = 6%
*Xác định tiết diện đai:
Với đường kính đai nhỏ = 280 (m/s) vận tốc đai 21,32(m/s)
Công suất yêu cầu (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 ()
2,1,2 Chọn sơ bộ khoảng cách trục :
Theo công thức :
l= 2a + 0,5()+ / (4a)
Mà a= = 1200 (mm)
Thay vào l =14700(mm)
Tra bảng (4.13) ta có l = 15000 (mm)
Từ đó ta có i = /l = 10,55 / 15 = 0,7 ( s) (thỏa mãn ) 10 (s)
- Khoảng cách truc a theo tiêu chuẩn l = 1500 (mm)
- Theo công thức (4.6) A = ( /4
7

138


Page | 8

= 15000 - 0,5.3,14(280 + 1200)
= 12676
Mà

= ( ) / 2 = 460 (mm)

Nên ta có
A = 1/8 .
A = 1120 (mm)
*kiểm tra điều kiện
0,55 () + h
935 1120 3200
- Khoảng cách nhỏ nhất mắc đai

= A – 0,015l = 895 (mm)
- Khoảng cách lớn nhất để tạo lực căng
= A + 0,03l = 1570 (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 )
là chiêu daì thực nghiệm : = 2240
Với =

,

Với l/ = 2 ,

= 0,82 bảng ( 4.15 )
= 1,15

Theo bảng ( 4.17 ) với = 4 ,
Theo bảng ( 4.19 )

= 1,1

= 7,38 với v = 18m/s
8

= 500 mm


Page | 9

=

0,73 ,

= 0,95

Thay vào công thức
Z = . / (. .. . ) = 1
Vậy z = 1 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 = 27 mm
Đường kính ngoài của bánh đai
Đường kính bánh dẫn
= +2. = 280 + 2. 4,2 = 584 mm
Đường kính bánh bị dẫn
= +2. = 1200 + 2. 4,2 = 12084 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 . = 19,62 ( N )
= 148,396 ( N )
*lực tác dụng lên trục

= 2 z = 2. 70,63 . 2 . sin ( 121,1/2) = 1234( N )

9


Page | 10

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
= 1200 mm

= 288,4(mm)

= 12084 (mm)

B = 27 (mm)
Z=1
L = 15000 (mm)
A = 1120 (mm)
= 133
= 1234 N

. Thiết kế bộ truyền trong

3

I. Bánh răng côn
Số liêu ta có :
= 7,5 (kw)
363,75 (v/p)

= 6,1 (kw)
= 79,76(v/p)

= 4,56
20000g
I.

TÍNH BỘ TRYỀN BÁNH RĂNG CÔN THẲNG

1 , Xác định chiều dài côn ngoài :

10

Page | 11

=

12,9

.= 12,9.1,331 =17,1

= 4,56

1

, 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 )
= 0,90
Ta có : = 1
Bánh răng nhỏ :
-

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

-

= 2 HB = 440 MPa
11


Page | 12

-

= 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 ) :
= 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
* = 440 . 1. 1 = 440 MPa
*

= 500 MPa
12

ta được :


Page | 13

ứng suất quá tải cho phép cho phép : theo ( 6.10 )
Ta có cộng thức thiết kế
.
i = 4,56

ta có

= 0.25

Tra bảng 6.21 ta có .trục lắp trên ổ bị hoặc ở đũa
= 1,14
Lên thay vào ta có :
.
= 212,66(mm)
1. các thông số ăn khớp
- số bánh răng nhỏ :
=2.212,66 / = 74,76(mm)
Do đó tra bảng 6.22 ta được
= 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)
2. 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)

13


Page | 14

= / ( 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. 25 = 100 thế lấy = 100
Vậy

=

= 100 / 25 = 4

• Góc côn chia
= arctg ( ) = arctg ( 25/100) = 15,
= - =– =
Theo bảng 6.20 với = 25 ta chọn hệ số chỉnh đều
=0 =0
Đường kính trung bình của bánh răng nhỏ
= = 25 . 3 = 75 (mm)
• Chiều dài côn ngoài
= 0,5.3 . = 154,6 (mm)
3. 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 :
14


Page | 15

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 )=
=1 + 5,849 . 53,165 . 65,45 / (2 . .1,14 .1 ) = 1
Vậy

K=

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

Thay các giá trị vừa tính vào :
Tra có bảng thông số sau :
=
= 274.1,76.0,77.
= 440,9Mpa
So sánh điều kiện bền

= 440,9
15


Page | 16

Chiều rộng của vành răng b = 53,165 = 53,165 . 0,76 =40,9
Vậy chọn b = 40 mm
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 . 65,45 / (2 . 1268027.1,31 .1 ) = 0,6
Do đó
=

=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. 1268027.0,2.0,598.3,39.1 / 0,85. 53,165.3.65,45 = 10,07 Mpa

= . / = 10,07 .3,68 / 3,39 =10,93 Mpa
Như vậy điều kiện bền uốn được đảm bảo
16


Page | 17

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 <
=

= 440 =538,8 MPa

=

=500 =612,3 MPa

= 572,7 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, 100

Góc nghiêng bánh răng

0

Hệ số dịch chỉnh
Đường kích chia ngoài
Góc côn chia
Chiều cao răng ngoài
Chiều cao đầu răng ngoài
Chiều cao chân răng ngoài
Đường kính đỉnh răng ngoài
Mô đun vòng ngoài
Tỷ số truyền

0;0
15,99 (mm)
1467
245
383
114
3,5 9(mm)
4

4 : TÍNH CÁC LỰC TÁC DỤNG LÊN TRỤC
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
17

Page | 18

Đường kính đầu vào của hộp giảm tốc là
Với = 6,4 (kW) , = 1455 ,

= 9,55

= 1268027 Nmm

Trương tự với = 4,56
=

685142 Nmm

Đường khính trục sơ bộ là :
= 35 mm
= 21

:

= 55mm

= 29

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
Vậy ;
tra bảng ( 10.3) ta có = 12 : = 8
Khoảng cách chiều dài trên các điểm đặt lực
Theo bảng 10.4 ta có
Trục I :
= ( 2,5 3 ) = 87 chọn = 90
18


Page | 19

= 0,5 ( + ) +

+

Với
Trong đó ; chiều cao nắp ổ và đầu bu lông
= 15 mm
là khoảng cách công.sôn
= = 30 mm
Thay vào :
= 70
==

+

= - 70 mm

+

+ + 0,5 ( + cos )
= 184 mm
_ trục 2

=

+

+ + +

= 49 +120 + 29 + 3. 12 + 2.8 = 250mm
= 0,5(

+

) + + = 94,5mm

5, tính toán cụ thể
A , Lực tác dụng lên bánh răng côn
= = 2. 1268027 / 65,45 = 38747,96
= . =38747,96. Tan20 . 0,68 = 9590 =
= . =38747,96. tan 20 . 0,33 = 4654,02

B, lực từ khớp nối tác dụng lên trục
19

Page | 20

= ( 0,2 – 0,3 )
= = 2. 1268027 /65,45 = 38,74
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
là góc nội bộ tâm ngoài
I . Tính lực

1 . Mô men uốn tải mặt cắt nguy hiểm
Mặt cắt 1-1
=0
= = 414 . 70 = 28980 N.mm
Mặt cắt 2-2
= = 916,23 . 90 = 82460 N.mm
= = 5264,04 . (184- 70 ) = 600100,56 N.mm
Mặt cắt 3-3
= = 632,246.65,45 /2 = 20690,25 N.mm
=0

20


Page | 21

Kiểm tra mặt cắt nguy hiểm : tra bảng 10.16
Tại tiết diện 1 -1

= = 28980N.mm
= = 1098525N.mm
Tại tiết diện 2 – 2
= = 605739,4 N.mm
= = 1254129 N.mm
Tại mặt lắp bánh răng côn :
= = 20690,25 N.mm
= = 1098338 N.mm
Mặt cắt nguy hiểm nhất ; 2 -2
Tra bảng 10.5 chọn đường kính tiêu chuẩn
d = 30 mm
2

, kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn
Ta có công thức :
=

:

=

Thép các bon :
= 0,436. = 0,436.400 = 174,4 Mpa
= 0,25 . = 0,25.400 = 100 Mpa
Ta có : , , , biên độ trung bình của các úng suất
Ta có công thức : = = = =
= 28980/ 0,1.27000 =10,73(Mpa)

21

Page | 22

= = = 172266/ 0,2.27000 = 31,90 MPa
Trục một làm việc một chiều :

=0

= = / 2 = 15,95 MPa
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
= = 174,4 / (1,76/0,88).10,73+ 0,1.0 = 1,8
= 100 / ( 1,54/ 0,77) . 15,95 + 0,05.15,95 = 3,05

=

S = 1,68
Ta chọn được đường kính trục làm ổ bi : = 30 mm
Bánh răng côn là : = 25mm
4, chọn then lắp ghép giữ khớp nối với bánh răng và trục :

Với d = 25 mm

ta chọ then lắp ghép :

Chiều dài then :

l

=

b = 6 : h = 6 : = 4,2 : = 5,5
0,8 . lm13 = 29,2

Kiểm nghiệm ;

= = 2. 1268027 /25.29,2 (6- 4,2 ) = 1930,0 MPa
22


Page | 23

= = 2.1268027/ 25. 29,2 . 6 = 579 Mpa

20690,25
Mx

82460

600100,56

My

28980
1098338

Mz

23


Page | 24

2, Trục hai :
I . Tính lực

1 . Mô men uốn tải mặt cắt nguy hiểm
Mặt cắt 1-1
= 573,1 . (250 – 94,5 ) =89117,05 N.mm
= = 2199,61.( 250 – 94,5 ) = 342039,3 N.mm
Moomen trung tâm ;
= = 4654,02.100/2 =232701 N.mm
Mặt cắt 2-2 tại chổ lắp bánh răng trụ
= = 1198 . 94,5 = 113211 N.mm
= = 3714 . 94,5 = 350973 N.mm
= = 4654,02. 66,67 / 2 = 155210,9
Moomen xoắn = 730378
2. Tính chính xác trục
Kiểm tra mặt cắt nguy hiểm : tra bảng 10.16
Tại tiết diện 1 -1
= = 35348,2 N.mm

= = 353458,25N.mm
24


Page | 25

Tại tiết diện 2 – 2
= = 3511598,3 N.mm
= = 3568110,46 N.mm
Mặt cắt nguy hiểm nhất ; 2 -2
Tra bảng 10.5 chọn đường kính tiêu chuẩn
d = 50 mm
3, kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn
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 : = = = =
= 161172,65/ 0,1.125000=25(Mpa)

= = = 730378/ 0,2.64000 = 79,3 MPa
Trục một làm việc một chiều :

=0

= = / 2 = 26,7 MPa
Tra bảng 10.12 và bảng 1.10 ta có :
= 1,46
= 1,54
25