thiết kế hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh, tải thay đổi

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MÔN CƠ SỞ - THIẾT KẾ MÁY
----o0o----

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

CHI TIẾT MÁY
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ

GVHD: Nguyễn Văn Thanh Tiến
SVTH: Lử Quốc Hậu

MSSV: 16031701

Lữ Huỳnh Ngọc Thương

MSSV: 16040571

Lưu Quốc Thái

MSSV: 16039701

Đề số: 5
Phương án: 10
TP.HCM, ngày 18 tháng 11 năm 2018


GVHD: Nguyễn Văn Thanh Tiến

Đồ án môn học Nguyên lí - Chi tiết máy

LỜI NÓI ĐẦU
Thiết kế và phát triển những hệ thống truyền động là vấn đề cốt lõi trong cơ khí.
Mặt khác, một nền công nghiệp phát triển không thể thiếu một nền cơ khí hiện đại. Vì
vậy, việc thiết kế và cải tiến những hệ thống truyền động là công việc rất quan trọng trong
công cuộc hiện đại hoá đất nước. Hiểu biết, nắm vững và vận dụng tốt lý thuyết vào thiết
kế các hệ thống truyền động là những yêu cầu rất cần thiết đối với sinh viên, kỹ sư cơ
khí.
Trong cuộc sống ta có thể bắt gặp hệ thống truyền động ở khắp nơi, có thể nói nó
đóng một vai trò quan trọng trong cuộc sống cũng như sản xuất. Đối với các hệ thống
truyền động thường gặp thì hộp giảm tốc là một bộ phận không thể thiếu.
Đồ án thiết kế máy giúp ta tìm hiểu và thiết kế hộp giảm tốc, qua đó ta có thể củng
cố lại các kiến thức đã học trong các môn học như nguyên lý máy, chi tiết máy, vẽ kỹ
thuật…, và giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan về việc thiết kế cơ khí. Hộp giảm tốc là
một trong những bộ phận điển hình mà công việc thiết kế giúp chúng ta làm quen với các
chi tiết cơ bản như bánh răng, ổ lăn,… Thêm vào đó, trong quá trình thực hiện các sinh
viên có thể bổ sung và hoàn thiện kỹ năng vẽ AutoCad, điều rất cần thiết với một sinh
viên cơ khí.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô khoa cơ khí, đặc biệt là thầy giáo Nguyễn Văn
Thanh Tiến đã hướng dẫn tận tình và cho chúng em nhiều ý kiến quý báu cho việc hoàn
thành đồ án môn học này!
BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MÔN CƠ SỞ - THIẾT KẾ MÁY
----------

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY


GVHD: Nguyễn Văn Thanh Tiến

Đồ án môn học Nguyên lí - Chi tiết máy

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ
Lử Quốc Hậu
16031701
Sinh viên thực hiện: 1/...........................................................MSSV..................................
16039701
Lưu Quốc Thái
2/..........................................................MSSV..................................
Lử Huỳnh Ngọc Thương
16040571
3/..........................................................MSSV..................................
Lớp học phần:.....................................................................................................................
Nguyễn Văn Thanh Tiến
Giáo viên hướng dẫn:.........................................................Ký tên......................................

Đề 05: HIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN

 Hệ thống dẫn động gồm:
1. Động cơ điện

2. Bộ truyền đai

3. Hộp giảm tốc

4. Khớp nối

5. Thùng trộn

 Số liệu thiết kế:
3,8
 Công suất trên trục thùng trộn, P (kW): ………
54
 Số vòng quay trên trục thùng trộn, n (vg/ph): ………
5
 Thời gian phục vụ, L (năm): ………


GVHD: Nguyễn Văn Thanh Tiến

Đồ án môn học Nguyên lí - Chi tiết máy

 Hệ thống quay một chiều, làm việc 2 ca, tải va đập nhẹ.
 (1 năm làm việc 300 ngày, 1 ca làm việc 8 giờ)
70
T
 Chế độ tải: T1 = …
t1 = …
T2 =0,8T
…
t2 =30
…
Yêu cầu
1 bản thuyết minh, 1 bản vẽ lắp A0 tỷ lệ 1 : 1.
Nội dung thuyết minh

1. Tìm hiểu hệ thống truyền động.
2. Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền cho hệ thống truyền động.
3. Tính toán thiết kế các chi tiết máy:
 Tính toán thiết kế bộ truyền ngoài.
 Tính toán thiết kế các bộ truyền trong hộp giảm tốc.
 Tính toán thiết kế trục và then.
 Chọn ổ lăn và khớp nối.
 Thiết kế vỏ hộp giảm tốc.
4. Chọn dầu bôi trơn và bảng dung sai lắp ghép.
5. Tài liệu tham khảo.

 Bảng số liệu
Phương
án
10

P
(kW)
3,8

n
(vg/phút)
54

L
(năm)
5

T1
(Nmm)

T

T2
(Nmm)
0,8T1

t1
(giây)
70

t2
(giây)
30

PHIẾU NHẬN XÉT
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................


GVHD: Nguyễn Văn Thanh Tiến

Đồ án môn học Nguyên lí - Chi tiết máy

........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................

........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................

BẢNG CÁC KÍ HIỆU SỬ DỤNG
Kí hiệu

Đơn vị

Hệ số/ Đại lượng

n
Pt

%
vòng
kW

Hiệu suất
Số vòng quay
Công suất tương đương của trục máy công tác

GVHD: Nguyễn Văn Thanh Tiến
mm
mm

a
o

Cu
Cr

HB

d

Đồ án môn học Nguyên lí - Chi tiết máy

/ (rad)
N
N
mm
mm
MPa
MPa
Giờ
MPa
MPa
MPa
MPa

Tỉ số truyền chung của hệ dẫn động
Khoảng cách trục
Chiều dài đai
Số vòng chạy của đai trong 1s
Góc ôm trên bánh đai
Hệ số ảnh hưởng của vận tốc
Hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm đai
Hệ số xét đến ảnh hưởng của tỉ số truyền
Hệ số xét đến ảnh hưởng của chiều dài đai
Hệ số xét đến sự ảnh hưởng số dây đai
Hệ số xét đến ảnh hưởng của chế độ tải trọng
Lực căng ban đầu
Lực vòng
Đường kính ngoài của bánh đai
Chiều rộng bánh đai
Ứng suất do lực căng phụ gây nên
Ứng suất có ích
Tuổi thọ của đai
Độ rắn
Giới hạn bền
Giới hạn chảy
Ứng suất tiếp xúc cho phép
Ứng suất uốn cho phép

-

Hệ số chiều rộng vành răng

mm

Đường kính vòng chia

mm

Đường kính vòng lăn

mm

Đường kính vòng đỉnh

mm

Đường kính vòng đáy

o

Góc biên dạng

o

Góc ăn khớp

N

Lực hướng tâm

-

Hệ số xét đến cơ tính bền của vật liệu

-

Hệ số xét đến ảnh hưởng của tổng chiều dài tiếp
xúc

-

Hệ số xét đến hình dạng của bề mặt tiếp xúc


GVHD: Nguyễn Văn Thanh Tiến
m

Đồ án môn học Nguyên lí - Chi tiết máy

-

Môđun

o

Góc nghiêng răng



MPa

Ứng suất xoắn

dsb

mm

Đường kính sơ bộ của trục

bosb

mm

Chiều rộng sơ bộ ổ lăn

lm

mm

Chiều dài mayơ

Nmm

Mômen tương đương

-

Hệ số an toàn cho phép

MPa

Giới hạn mỏi uốn

MPa

Giới hạn mỏi xoắn

Nmm

Mômen cản uốn

Nmm

Mômen xoắn

MPa

Ứng suất dập cho phép

MPa

Ứng suất cắt cho phép

N

Tổng lực dọc trục

Kt

-

Hệ số kể đến ảnh hưởng của to

V

-

Hệ số kể đến vòng trong quay

Q

N

Tải trọng động quy ước

[s]

Wj

[

Thời gian làm việc của ổ
Co

kN

Khả năng tải tĩnh của ổ

∆

mm

Khe hở giữa các chi tiết

.........................................................................................................................................


GVHD: Nguyễn Văn Thanh Tiến

Đồ án môn học Nguyên lí - Chi tiết máy

.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................


GVHD: Nguyễn Văn Thanh Tiến

Đồ án môn học Nguyên lí - Chi tiết máy

.........................................................................................................................................
Phần 1: TÌM HIỂU TRUYỀN DẪN CƠ KHÍ TRONG MÁY
CHƯƠNG I: NHỮNG VẦN ĐỀ CƠ BẢN VỀ THIẾT KẾ MÁY VÀ HỆ THỐNG
DẪN ĐỘNG
NỘI DUNG THIẾT KÉ MÁY VÀ CHI TIẾT MÁY
Chi tiết máy được thiết kế ra phải thỏa mãn các yêu cầu kĩ thuật, làm việc ổn định
trong suốt thời gian phục vụ đã định với chi phí chế tạo và sử dụng thấp nhất. Đương

nhiên các chi tiết được thiết kế ra chỉ có thể thực hiện tốt chức năng của mình trên những
máy cụ thể phù hợp với công dụng của máy trong dây truyền công nghệ. Chỉ tiêu kinh tế
kĩ thuật của chi tiết là năng suất, độ tin cậy và tuổi thọ, kinh tế trong chế tạo và sử dụng,
thuận lợi và an toàn trong chăm sóc và bảo dưỡng, khối lượng giảm, khuôn khổ kích
thước nhỏ gọn, làm việc êm, hình thức đẹp v.v...
Xuất phát từ các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật trên đây, thiết kế máy bao gồm các nội
dung:
a. Xác định nguyên tắc hoạt động và chế độ làm việc của máy dự định thiết kế.


GVHD: Nguyễn Văn Thanh Tiến

Đồ án môn học Nguyên lí - Chi tiết máy

b. Lập sơ đồ chung toàn máy và các bộ phận máy thỏa mãn các yêu cầu cho trước.
Đề xuất một số phương án thực hiện, đánh giá và so sánh các phương án để tìm ra
phương án phù hợp nhất đáp ứng nhiều nhất các yêu cầu đã được đặt ra.
c. Xác định lực hoặc mômen tác dụng lên các bộ phận máy và đặc tính thay đổi của
tải trọng.
d. Chọn vật liệu thích hợp nhằm sử dụng một cách có lợi nhất tính chất đa dạng và
khác biệt của vật liệu để nâng cao hiệu quả và độ tin cậy làm việc của máy.
e. Thực hiện các tính toán động học, lực, độ bền và các tính toán khác nhằm xác định
kích thước của chi tiết máy, bộ phận máy và toàn bộ máy.
f. Thiết kế kết cấu các chi tiết máy, bộ phận máy và toàn máy thỏa mãn các chỉ tiêu
và khả năng làm việc đồng thời đáp ứng các yêu cầu công nghệ và lắp ghép.
g. Lập thuyết minh, các hướng dẫn về sử dụng và sửa chữa máy.
Hình dưới đây là một ví dụ: Thiết kế dẫn động đai. Ở đây đã cho trị số và đặc tính tải
trọng, vận tốc và các thông số cần thiết khác, do vậy người thiết kế không cần thiết phải
thực hiện các nội dung khá phức tạp a) và b) và như vậy nội dung thiết kế chỉ còn bao
gồm các bước: tính toán động học, chọn động cơ điện và phân phối tỉ số truyền, tính toán

thiết kế các chi tiết máy, bộ phận máy, thực hiện các bản vẽ chung, bản vẻ lắp hộp giảm
tốc và khung bệ, bản vẽ chế tạo và thuyết minh.


GVHD: Nguyễn Văn Thanh Tiến

Đồ án môn học Nguyên lí - Chi tiết máy

1 - Động cơ điện
2 - Bộ truyền đai
3 - Hộp giảm tốc
4 - Khớp nối
5 - Thùng trộn

Hình 1.1. Sơ đồ hệ thống dẫn động đai
Tất nhiên trong quá trình thiết kế, sau khi đã xác định được một số thông số như công
suất, tỉ số truyền và một số kích thước khác, người thiết kế có thể có những nhận xét và
đánh giá xem các số liệu thiết kế đã cho có phù hộp với loại hộp giảm tốc, sơ đồ hệ thống
và phương án dẫn động hay không.
Như vậy, tính toán thiết kế chi tiết máy và phần quan trọng của thiết kế máy và đồ án
môn học chi tiết máy. Công việc thiết kế kết cấu đầu tiên của sinh viên là thiết kế các hệ
thống dẫn động băng tải, xích tải, thùng trộn.v.v.... hoàn thành có chất lượng đồ án này,
sinh viên sẽ có điều kiện đề thực hiện tốt các thiết kế khác.
PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY VÀ CHI TIẾT MÁY
Thông qua việc chế thử, các nhược điểm về kết cấu, công nghệ của bản thiết kế, kể
cả các sai sót về tính toán, sự không phù hộp về kích thước, tính không công nghệ, các
khó khăn trong chăm sóc và bảo dưỡng máy v.v..., sẽ được phát hiện và sửa chữa.


GVHD: Nguyễn Văn Thanh Tiến

Đồ án môn học Nguyên lí - Chi tiết máy

Vì vậy, người thiết kể phải nắm vững từng kích thước, từng đường nét của bản vẽ,
từng yếu tố trên kết cấu cơ sở các tính toán chính xác và chú ý đầy đủ đến đặc điểm tính
toán chi tiết máy cũng như phương pháp thiết ké máy nói chung.
Đặc điểm tính toán thiết kế chi tiết máy
Trong thực tế tính toán chi tiết máy gặp rất nhiều khó khăn như: hình dáng chi tiết
máy khá phức tạp, các yếu tố lực không biết được chính xác, có nhiều yếu tố ảnh hưởng
đến khả năng làm việc của chi tiết máy. Ví vậy người thiết kế lưu ý những đặc điểm tính
toán chi tiết máy dưới đây để xử lí trong quá trình thiết bị.
Tính toán chính xác kích thước chi tiết máy thường tiến hành theo hai bước: tính
thiết kế và tính kiểm nghiệm. Từ các kết cấu và kích thước đã chọn, qua bước tính kiểm
nghiệm sẽ quyết định lần cuối giá trị các thông số và kích thước cơ bản của chi tiết máy.
Bên cạnh việc sử dụng các công thức chính xác để xác định những yếu tố quan trọng
nhất của chi tiết máy, rất nhiều kích thước của các yếu tố kết cấu khác được tính theo
công thức kinh nghiệm. Các công thức kinh nghiệm này thường trong một phạm vi rộng,
do đó khi sử dụng cần cân nhắc lựa chọn cho phù hợp với trường hợp cụ thể của đề tài
thiết kế.
Trong tính toán thiết kế, số ẩn thường nhiều hơn số phương trình, vì vậy cần dựa và
các quan hệ kết cấu để chọn trước một số thông số. Mặt khác nên kết hợp tính toán với
hình vẽ. Vì đôi khi một số kích thước chỉ có thể nhận từ hình vẽ, đồng thời từ hình vẽ
cũng có thể kiểm tra và phát hiện các sai sót trong tính toán.
Một nội dung thiết kế có thể có nhiều giải pháp thực hiện. Tính toán thiết kế chi tiết
máy nên chọn đồng thời các phương pháp để tính toán, so sánh, trên cơ sở đó xác định
phương án có lợi nhất đáp ứng các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật. Nhiệm vụ này đòi hỏi người
thiết kế biết vận dụng sáng tạo các vần đề lí thuyết kết hợp với các kinh nghiệm rút ra từ
thực tiễn sản xuất.
Các nguyên tắc và giải pháp trong thiết kế
Thực hiện đúng nhiệm vụ thiết kế, các số liệu kĩ thuật phải được tuân thủ triệt để.

GVHD: Nguyễn Văn Thanh Tiến

Đồ án môn học Nguyên lí - Chi tiết máy

Kết cấu cần có sự hài hòa về kích thước của các bộ phận máy, và chi tiết máy, về hệ
số an toàn, tuổi thọ và độ tin cậy làm việc.
Bố trí hợp lí các đơn vị lắp, đảm bảo kích thước khuôn khổ nhỏ gọn, tháo lắp thuận
tiện, điều chỉnh và chăm sóc bảo dưỡng đơn giản, thuận lợi.
Lựa chọn một cách có căn cứ vật liệu và phương pháp nhiệt luyện, đảm bảo giảm
được khối lượng sản phẩm, giảm chi phí của các vật liệu đắt tiền và giảm giá thành kết
cấu.
Chọn dạng công nghệ gia công chi tiết có xét tới quy mô sản suất, phương pháp chế
tạo phôi và gia công cơ.
Một quá trình công nghệ nào đó không những chỉ phụ thuộc vào kết cấu của sản
phẩm mà còn phụ thuộc vào quy mô sản suất
Kết cấu chi tiết máy phụ thuộc vào công nghệ chế tạo phôi và phương pháp gia công
cơ. Đối với phôi rèn hình dạng kết cấu cần đơn giản, đối với phôi đúc, yêu cầu cần có sự
chuyển tiếp đều đặng giữa các chiểu dày thành đúc, các góc lượn và sự đơn giản về
khuôn mẫu, đối với các chi tiết cần gia công cơ, số mặt gia công nên ít nhất, dạng bề mặt
cần thuận tiện cho việc gia công, chi tiết có chỗ cố định trên bàn máy,.....
Sử dụng rộng rãi tiêu chuẩn Nhà nước, tiêu chuẩn ngành, tiêu chuẩn tỉnh, thành phố
và tiêu chuẩn cơ sở trong thiết kế. Dùng bộ phận máy và chi tiết máy tiêu chuẩn cho phép
giảm nhẹ công việc thiết kế, giảm giá thành chế tạo, sửa chữa và bảo dưỡng. Ngoài việc
sử dụng rộng rãi các chi tiết tiêu chuẩn như ổ lăn, khớp nối, các chi tiết kẹp chặt, tay
quay, vô lăng v.v... trong tính toán thiết kế chi tiết máy nhất thiết phải sử dụng các thông
số tiêu chuẩn như: môdun bánh răng, chiều dài đai hình thang, bước xích v.v... bên cạnh
đó cũng nên kết hợp dùng các tiêu chuẩn khác như (GOST) của Liên Xô trước đây, (ST
SEV) tiêu chuẩn của Hội đồng tương trợ kinh tế cũ, (ISO) tiêu chuẩn của Tổ chức tiêu

chuẩn hóa Quốc tế.


GVHD: Nguyễn Văn Thanh Tiến

Đồ án môn học Nguyên lí - Chi tiết máy

Thực hiện sự thống nhất hóa trong thiết kế. Nhờ sự thống nhất hóa, tức khả năng sử
dụng với số lượng tối đa có thể các chi tiết máy và bộ phận máy có cùng quy cách kích
thước và các yếu tố cùng loại, vật liệu và phôi cùng loại để chế tạo các chi tiết đó, sẽ làm
giảm được thời hạn và giá thành thiết kế, chế tạo sản phẩm, đơn giản và hạ giá thành sử
dụng cũng như sửa chữa.
Như vậy cũng như tiêu chuẩn hóa, thống nhất có tác dụng nâng cao các chỉ tiêu kinh
tế - kĩ thuật của kết cấu. Người thiết kế cần thực hiện nguyên tắc thống nhất hóa trong tất
cả các giai đoạn thiết kế.
TÀI LIỆU THIẾT KẾ (THEO TCVN 3819-83)
Các hồ sơ liên quan đến quá trình tính toán thiết kế máy được gọi là tài liệu thiết kế,
bao gồm các bản vẽ và tài liệu bằng chữ, xác định thành phần và cấu tạo sản phẩm với
nội dung cần thiết để nghiên cứu hoặc chế tạo, kiểm tra, nghiệm thu, sử dụng và sửa chữa
sản phẩm.
Tài liệu thiết kế được chia thành các dạng sau đây:
-

Bản vẽ (bản vẽ chi tiết, bản lắp, bản chung, bản lắp đặt…).
Bảng kê.
Bản thuyết minh.
Điều kiện kĩ thuật.
Và các tài liệu khác liên quan đến sử dụng, sửa chữa, bảo dưỡng máy…

Bản vẽ

Yêu cầu cơ bản đối với các bản vẽ cho trong TCVN 3826-83.
Kích thước giấy vẽ theo TCVN 2-74: Đối với cỡ 44(A0) có kích thước là 1189 (mm)
x 841 (mm).
Bản vẽ lắp và bản vẽ chế tạo thường được vẽ với tỉ lệ 1 : 1. Với các bản vẽ chung
cũng như bản vẽ chế tạo các chi tiết có kích thước lớn (chẳng hạn vỏ hộp giảm tốc) có thể
sử dụng một trong số các tỉ lệ thu nhỏ theo chuẩn. Để thể hiện các yếu tố kết cấu nhỏ có
thể sử dụng một trong các tỉ lệ phóng to theo chuẩn .


GVHD: Nguyễn Văn Thanh Tiến

Đồ án môn học Nguyên lí - Chi tiết máy

Khung tên bản vẽ (theo TCVN 3821-83)
Khung tên được đặt phía dưới, góc bên phải bản vẽ . Theo TCVN 3821-83, ngoài
khung tên còn dùng khung phụ và tổng số ô trên hai khung này lên đến 29, để ghi 29 nội
dung khác nhau. Với thiết kế môn học, thiết kế tốt nghiệp và trong trường hợp cần ghi
đơn giản, gồm các phần sau:
1 – Tên gọi sản phẩm.
2 – Kí hiệu bản vẽ: dùng hệ thống các con số để kí hiệu.
3 – Kí hiệu vật liệu chi tiết ( chỉ ghi ô này trên bản vẽ chi tiết).
4 – Số thứ tự của tờ (đối với các tài liệu thiết kế chỉ có một tờ thì ô này để trống).
5 – Số lượng chung của các bản vẽ ( chỉ ghi ô này vào tờ thứ nhất của tài liệu thiết kế).
6 – Tên trường và lớp sinh viên.
7 – Tên sản phẩm theo đầu đề hoặc đề tài thiết kế.
Trong ô “khối lượng” ghi khối lượng sản phẩm tính bằng kg mà không ghi đơn vị đo
và khung tên này thống nhất cho tất cả loại bản vẽ.
Bảng kê (Theo TCVN 3824-83)
Bảng kê được ghi trên khổ giấy 11 (A4) cho từng đơn vị lắp, tổ hợp và bộ. Thông
thường bảng kê gồm: tài liệu, tổ hợp, đơn vị lắp, chi tiết, sản phẩm tiêu chuẩn, sản phẩm

khác, vật liệu và bộ tài liệu kèm theo. Đố với thiết kê môn học, ghi bảng kê gồm 3 nội
dung: đơn vị lắp, chi tiết và sản phẩm tiêu chuẩn.
Các tờ của bảng kê được đóng thành tập riêng hoặc ghép với thuyết minh.
Bản thuyết minh
Trên cơ sở các tài liệu ghi chép trong quá trình thiết kế và sau khi đã hoàn thành các
bản vẽ, người ta tiến hành thuyết minh. Nội dung thuyết minh bao gồm:
1 – Mục lục.


GVHD: Nguyễn Văn Thanh Tiến

Đồ án môn học Nguyên lí - Chi tiết máy

2 – Các số liệu kĩ thuật phục vụ cho đề tài thiết kế.
3 – Phân tích và trình bày cơ sở của sơ đồ cơ cấu đã được chọn.
4 – Tính toán động học và tính lực cơ cấu: công suất cần thiết, chọn động cơ, tính tỉ số
truyền chung và phân phối tỉ số truyền cho các cấp, tính công suất và moomen tác
động lên các trục.
5 – Tính toán thiết kế các chi tiết máy và bộ phận máy.
6 – Lập bảng ghi các chi tiết tiêu chuẩn, thống kê các mối ghép với kích thước danh
nghĩa và sai lệch giới hạn, trên cơ sở đó và đối chiếu với các yêu cầu về thống nhất hóa
trong thiết kế, giảm bớt chủng loại và quy cách các mối ghép vaf chi tiết tiêu chuẩn.
Nhìn chung thuyết minh cần trình bày đầy đủ và súc tích cơ sở của phương pháp
tính, cách chọn các thông số, kết quả bằng số và tài liệu tham khảo.
Thuyết minh được viết trên khổ giấy 11 (A4) hoặc trên giấy viết học sinh, được đóng
bằng bìa cứng, ngoài bìa ghi các nội dung như: tên trường, tên bài thuyết minh, tên sinh
viên, lớp, giáo viên hướng dẫn.

CHƯƠNG II: HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ BAO GỒM CÁC LOẠI
TRUYỀN DẪN

Truyền dẫn cơ khí
Truyền dẫn cơ khí là một bộ phận không thể thiếu trong máy gồm các loại bộ truyền
như bộ truyền đai, bộ truyền xích, bộ truyền bánh răng…
Bộ truyền đai
Nguyên lý hoạt động


GVHD: Nguyễn Văn Thanh Tiến

Đồ án môn học Nguyên lí - Chi tiết máy

Bộ truyền đai làm việc theo nguyên tắc ma sát. Bộ truyền đai bao gồm hai bánh đai:
bánh dẫn 1 và bánh bị dẫn 2 được lắp lên hai trục và dây đai 3 bao quanh các bánh đai.

Hình 2.1. Bộ truyền đai
Ưu - nhược điểm và phạm vi sử dụng
Bộ truyền đai là bộ truyền cơ khí được sử dụng sớm nhất và hiện nay vẫn được sử
dụng rộng rãi.
Ưu điểm:
- Có thể truyền động giữa các trục xa nhau.
- Cho các cơ cấu có sự dao động lớn sinh ra do tải trọng thay đổi nhờ vào tính Làm
việc êm và không ồn ào nhờ vào độ dẻo của đai, do đó có thể truyền chuyển động với
vận tốc lớn.
- Tránh chất đàn hồi của đai.
- Đề phòng sự quá tải của động cơ nhờ vào sự trược trơn của đai khi quá tải.
- Kết cấu và vận hành đơn giản (do không cần bôi trơn), giá thành hạ.
Nhược điểm:
- Kích thước bộ truyền lờn.
- Tỷ số truyền khi làm việc thay đổi tải trọng tác động lên trục và ổ lớn.
- Tuổi thọ thấp (từ 1000 – 1500 giờ).

GVHD: Nguyễn Văn Thanh Tiến

Đồ án môn học Nguyên lí - Chi tiết máy

Phạm vi sử dụng:
Bộ truyền đai này nay được sử dụng rộng rãi, dùng để kéo máy nén trên, trục cam,
bơm nước trên ô tô, trên hộp số CVT…
Bộ truyền xích
Nguyên lý hoạt động
Làm việc theo nguyên lý ăn khớp. Tải trọng được truyền đi nhờ vào ăn khớp của các
mắt xích với các răng đĩa xích. Truyền chuyển động và moment xoắn giữa 2 trục khá xa
nhau. Gồm 2 đĩa xích: đĩa xích dẫn, đĩa xích bị dẫn và dây xích. Ngoài ra bộ truyền còn
có thêm bộ phận căng xích, bộ phận bôi trơn và che chắn

Hình 2.2. Bộ truyền
Ưu - nhược điểm và phạm
xíchvi sử dụng
Ưu điểm:
-

Không có hiện tượng trượt.
Lực tác dụng lên trục và ổ bé do không cần căng xích.
Có thể truyền công suất và chuyển động cho nhiều trục đồng thời.
Kích thước bộ truyền nhỏ gọn (so với bộ truyền đai có cùng công suất và số vòng
quay).

Nhược điểm:
-

Do có va đập nên gây ồn vì vậy bộ truyền xích không phù hợp với vận tốc thấp.
Tỉ số truyền tức thời không ổn định.
Vận tốc tức thời của xích và bánh bị dẫn thay đổi.
Phải bôi trơn thường xuyên.


GVHD: Nguyễn Văn Thanh Tiến

Đồ án môn học Nguyên lí - Chi tiết máy

- Phải có bộ phận điều chỉnh xích.
- Chế tạo, lắp ráp, bảo dưỡng phức tạp.
Phạm vi sử dụng:
- Truyền chuyển động và công suất giữa các trục khá xa (<8m).
- Thường dùng cho vận tốc thấp và trung bình (v<15m/s và số vòng quay
-

n<500vòng/phút).
Thường lắp bộ truyền xích ở đầu ra của hộp giảm tốc.
Tỉ số truyền: u < 8.
Công suất truyền dẫn: P < 100kW.
Hiệu suất của bộ truyền: 0,95 – 0,97.

Bộ truyền bánh răng
Nguyên lý hoạt động
Bộ truyền bánh răng làm việc theo nguyên lý ăn khớp , thực hiện truyền chuyển động
và công suất nhờ vào sự ăn khớp của các răng trên bánh răng. Bộ truyền bánh răng có thể
truyền chuyển động quay giữa hai trục song song, giao nhau, chéo nhau hay biến đổi
chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến hoặc ngược lại.

Hình 2.3. Bộ truyền bánh răng


GVHD: Nguyễn Văn Thanh Tiến

Đồ án môn học Nguyên lí - Chi tiết máy

Ưu - nhược điểm và phạm vi sử dụng
Ưu điểm:
-

Kích thước nhỏ, khả năng tải lớn.
Tỉ số truyền không thay đổi do không có hiện tượng trượt trơn.
Hiệu suất cao có thể đạt 0,97 - 0,99.
Làm việc với vận tốc lớn, công suất đến trục ngàn kW.
Tuổi thọ cao, làm việc với độ tin cậy cao.

Nhược điểm:
- Chế tạo tương đối phức tạp.
- Đòi hỏi độ chính xác cao.
- Có nhiều tiếng ồn khi vận tốc lớn.
Phạm vi sử dụng:
Do có các ưu điểm trên nên bộ truyền bánh răng được sử dụng rộng rãi trong ngành
cơ khí, trong đó bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng được sử dụng rộng rãi nhất.
Truyền động điện
Động cơ điện một chiều
Động cơ điện một chiều cho phép thay đổi trị số của mômen và vận tốc góc trong
một phạm vi rộng, đảm bảo khởi động êm, hãm và đảo chiều dễ dàng do đó được dùng
rộng rãi trong các thiết bị vận chuyển bằng điện, thang máy, máy trục…

Nhược điểm là đắt, riêng loại động cơ điện một chiều lại khó kiếm và phải tăng thêm
vốn đầu tư để đặt các thiết bị chỉnh lưu.
Động cơ điện xoay chiều
Gồm hai loại : một pha và ba pha.
Động cơ một pha có công suất tương đối nhỏ, có thể lắp vào mạng điện chiếu sáng,
do vậy dùng thuận tiện cho dụng cụ gia đình, nhưng hiệu suất thấp.


GVHD: Nguyễn Văn Thanh Tiến

Đồ án môn học Nguyên lí - Chi tiết máy

Động cơ điện ba pha gồm: loại đồng bộ và không đồng bộ. Loại đồng bộ có vận tốc
góc không đổi, không phụ thuộc vào vị trí của tải trọng, có hiệu suất cao, hệ số quá tải
lớn nhưng thiết bị đương đối phức tạp, giá cao. Còn với loại không đồng bộ có dòng điện
mở máy nhỏ, kết cấu đơn giản, làm việc tin cậy nhưng vận hành phức tạp, kích thước lớn,
hệ số công suất thấp.
Truyền động có chi tiết trung gian
Truyền động khí nén
Ưu điểm:
- Do khả năng chịu nén (đàn hồi) lớn của không khí, cho nên có thể trích chứa dễ
dàng. Như vậy, có khả năng ứng dụng để thành lập một trạm trích chứa khí nén.
- Có khả năng truyền năng lượng xa, bởi vì độ nhớt động học của khí nén nhỏ và tổn
thất áp suất trên đường ống nhỏ.
- Đường dẫn khí nén thải ra không cần thiết.
- Chi phí thấp để thiết lập một hệ thống truyền động bằng khí nén, bởi vì phần lớn
trong các xí nghiệp hệ thống đường dẫn khí nén đã có sẵn.
- Hệ thống phòng ngừa áp suất giới hạn được bảo đảm.
Nhược điểm:
- Lực truyền tải thấp.

- Khi tải trọng trong hệ thống thay đổi thì vận tốc cũng thay đổi. Bởi vì khả
- Năng đàn hồi của khí nén lớn, cho nên không thể thực hiện được những chuyển
động thẳng hoặc quay đều.
- Dòng khí nén thoát ra ở đường dẫn gây ra tiếng ồn.
Truyền động thủy lực
Ưu điểm:
-

Truyền động được công suất lớn và lực lớn.
Kết cấu đơn giản.
Độ tin cậy cao và đòi hỏi ít về chăm sóc bảo dưỡng.
Hoạt động êm ái, ít tiếng ồn.

Nhược điểm:


GVHD: Nguyễn Văn Thanh Tiến

Đồ án môn học Nguyên lí - Chi tiết máy

- Tổn hao trên đường ống dẫn và các và rò rỉ bên trong các phần tử chấp hành làm
giảm hiệu suất và phạm vi sử dụng.
- Khó chế tạo do tính chính xác cao, giá thành cao.
- Khi mới khởi động có vận tốc làm việc không ổn định.

SƠ ĐỒ KÍ HIỆU, LƯỢC ĐỒ CỦA CÁC LOẠI BỘ TRUYỀN

Hình 2.4. Sơ đồ kí hiệu và lược đồ các bộ truyền

GVHD: Nguyễn Văn Thanh Tiến

Đồ án môn học Nguyên lí - Chi tiết máy

CÁC DẠNG HỘP SỐ
Bánh răng trụ một cấp

Hình 2.5. Hộp số bánh răng trụ một cấp
Ưu điểm:
- Tuổi thọ và hiệu suất cao, kết cấu đơn giản, có thể sử dụng trong một phạm vi rộng
của vận tốc và tải trọng.
Nhược điểm:
- Nếu tỉ số truyền lớn thì thì kích thước và khối lượng hộp giảm tốc một cấp cũng sẽ
lớn hơn.
Bánh răng côn một cấp

Hình 2.6. Hộp số bánh răng côn một cấp
Ưu điểm:


GVHD: Nguyễn Văn Thanh Tiến

Đồ án môn học Nguyên lí - Chi tiết máy

- Có thể truyền được chuyển động giữa các trục chéo nhau, vuông góc nhau.
Nhược điểm:
- Giá thành chế tạo đắt do cần có dao và máy chuyên dùng để chế tạo bánh răng côn.
- Lắp ghép khó khăn vì bộ truyền bánh răng côn rất nhạy với sự không trùng đỉnh của
các côn lăn do sai số chế tạo và lắp ghép.
- Khối lượng và kích thước lớn hơn hộp giảm tốc bánh răng trụ.

Bánh răng trụ hai cấp
Loại đồng trục

Ưu điểm:

Hình 2.7. Hộp số bánh răng trụ hai cấp đồng trục

- Nhờ có đường tâm của trục vào và trục ra trùng nhau nên giảm bớt được chiều dài
của hộp giảm tốc, cơ cấu gọn hơn.
Nhược điểm:
- Khả năng tải của cấp nhanh không dùng hết.
- Phải bố trí các ổ của các trục đồng tâm bên trong hộp giảm tốc dẫn đến khó bôi trơn
ổ.
- Khoảng cách giữa các gối đỡ của trục trung gian lớn.


GVHD: Nguyễn Văn Thanh Tiến

Đồ án môn học Nguyên lí - Chi tiết máy

Loại khai triển

Ưu điểm:

Hình 2.8. Hộp số bánh răng trụ hai cấp khai triển

- Hộp giảm tốc kiểu này đơn giản nên được sử dụng nhiều.
Nhược điểm:
- Các bánh răng bố trí không đối xứng với các ổ, do đó làm tăng sự phân bố không đều
tải trọng trên chiều dài răng nên cần chú ý đến độ cứng của trục.

Loại phân đôi

Hình 2.9. Hộp số bánh răng trụ
hai cấp phân đôi cấp nhanh
Ưu điểm:

Hình 2.10. Hộp số bánh răng trụ
hai cấp phân đôi cấp chậm