Đồ án chi tiết máy 20202 2§3. Dao phay định hình hớt lưng 1. Khái niệm, đặc điểm ▪ Dao phay răng hớt lưng là dao phay nếu cắt mặt sau của răng dao bằng mặt phẳng vuông góc với truc dao thì giao tuyến của mặt phẳng đó với mặt sau răng dao là đường cong h

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CƠ KHÍ
BỘ MƠN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY VÀ RÔ BỐT

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
CHI TIẾT MÁY

HỌC KÌ: 20202

MÃ ĐỀ:

Người hướng dẫn
Thơng tin sinh viên
Sinh viên thực hiện
Mã số sinh viên
Lớp chuyên ngành
Lớp tín chỉ

B3

ĐẦU ĐỀ: THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG
Nguyễn Hải Sơn
Sinh viên
Mai Xuân Đạt
20187364
ME-GU17B


Ngày kí duyệt đồ án: ……./……./20…..

Ngày bảo vệ đồ án: ……./……./20…..

Ký tên ............................

….… / 10

ĐÁNH GIÁ
CỦA THẦY HỎI THI

Ký tên ……………………….

Hà Nội, …../20……


TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

BỘ MÔN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY VÀ RÔBỐT

--------------------------------Đề số: B3

THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

CHÚ DẪN
1. Động cơ
2. Nối trục đàn hồi
3. Hộp giảm tốc
4. Bộ truyền đai thang
5. Tang dẫn của băng tải

Số liệu cho trước:

Bánh răng chủ động:

1. Lực kéo băng tải:

F = 1645 (N)

2. Vận tốc băng tải:

v = 0,87 (m/s)

3. Đường kính tang dẫn băng tải:

D = 160 (mm)

4. Thời hạn phục vụ:

Lh = 20000 (giờ)

5. Số ca làm việc:

soca = 1 (ca)

6. Góc nghiêng bố trí bộ truyền ngồi D = 45 (độ)
7. Đặc tính làm việc: va đập nhẹ
Khối lượng thiết kế:

01 bản thuyết minh (trong đó tính chi tiết cụm

trục 1)
01 bản vẽ lắp hộp giảm tốc - khổ A0

Sinh viên thiết kế: Mai Xuân Đạt - 20187364
Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Hải Sơn

Đồ án CTM - HK: 20202

<nghiêng phải>


LỜI NÓI ĐẦU
Đồ án chi tiết máy là một trong những đồ án quan trọng nhất của sinh viên
ngành cơ khí. Đồ án thể hiện những kiến thức cơ bản của sinh viên về vẽ kĩ thuật,
dung sai lắp ghép và cơ sở thiết kế máy đồng thời giúp sinh viên làm quen với cách
thực hiện đồ án một cách khoa học và tạo cơ sở cho các đồ án tiếp theo.
Được sự phân công của Tiến Sĩ Nguyễn Hải Sơn, em thực hiện thiết kế hệ
dẫn động xích tải với mục tiêu nhằm ôn lại và tổng hợp kiến thức đã học vào việc
thiết kế một hệ thống cơ khí hồn chỉnh. Tuy nhiên, vì trình độ và khả năng có hạn
nên chắc chắn có nhiều sai sót, rất mong nhận được những nhận xét quý báu của
thầy.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy trong bộ môn, đặc biệt là
thầy Nguyễn Hải Sơn
đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tình để em có thể hồn thành tốt nhiệm vụ
được giao. Em xin chân thành cảm ơn!

SV: Mai Xuân Đạt

4

Nội dung

PHẦN 1 – TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC
CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC
(CHỌN ĐỘNG CƠ, PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN)
Các dữ kiện ban đầu:
Lực kéo băng tải F=1645 (N)
Đường kính tang D=160 (mm)
Vận tốc băng tải v=0.87 (m/s)

1.1. Chọn động cơ
1.1.1. Xác định công suất yêu cầu trên động cơ
Công suất yêu cầu trên trục động cơ điện: = ( kW) (1.1)
Trong đó: - là cơng suất u cầu trên trục động cơ điện
- là công suất trên trục bộ phận máy cơng tác
- là hiệu suất chung của tồn hệ thống
1.1.1.1. Tính cơng suất trên trục máy cơng tác
5


(1.2)
Trong đó: -F là lực kéo băng tải (N)
-v là vận tốc di chuyển của băng tải (m/s)
1.1.1.2. Xác định hiệu suất chung của tồn hệ thống
Trong đó: 𝜂 𝜂là hiệu suất của chi tiết thứ i (cặp ổ lăn, khớp nối) hoặc bộ truyền thứ i
(bánh răng, trục vít, đai, xích) trong hệ thống; k là số chi tiết hay bộ truyền thứ i đó
(tra bảng 2.3/19[1])
≈
Ta có : = . =1. 0,99252.0,97.0,955 0,91

(1.4)
- . = 1 - hiệu suất khớp nối
-= 0,9925 - hiệu suất 1 cặp ổ lăn ( 2 cặp)
-= 0,97 - hiệu suất 1 cặp bánh răng
-= 0,955 - hiệu suất bộ truyền đai
1.1.1.3. Xác định công suất yêu cầu trên trục động cơ

Thay các giá trị tính được của

Plv

ηc
và

vào cơng thức (1.1):

1.1.2. Xác định tốc độ quay đồng bộ của động cơ điện
Tốc độ quay sơ bộ của động cơ cần có: . (1.5)
Trong đó

-là tốc độ quay sơ bộ mà động cơ cần có
-là tốc độ quay của trục máy cơng tác (trục bộ phận làm việc)
-là tỉ số truyền sơ bộ của hệ thống

Chú ý:(1.6)
1.1.2.1. Xác đinh tốc độ quay của trục cơng tác
Trong đó:

-v là vận tốc băng tải (m/s)
-D là đường kính tang (mm)

1.1.2.2. Xác đinh sơ bộ tỉ số truyền của hệ thống
=∏. (1.7)
Trong đólà tỉ số truyền sơ bộ của bộ truyền thứ i trong hệ thống (đai ; bánh răng)
6


Ta có :
=.
(1.8)
-Trong đó : là tỉ số truyền của bộ truyền ngoài (đai thang)
là tỉ số truyền sơ bộ của bộ truyền chuyển động bánh răng trụ hộp
giảm tốc cấp 1
Ta có: =2,5.4,5=11,25
1.1.2.3. Xác định tốc độ quay sơ bộ của động cơ cần
Thay các giá tri vào công thức (1.5):
.=103,85.11,25=1168,31 (vịng/phút)
Từ đó : ta chọn = 1000 (vịng /phút)
1.1.3. Chọn động cơ điện
-Tra bảng phụ lục trong tài liệu Điện cơ Hà Nội chọn động cơ thỏa mãn
-Trong đó -moemen quá tải xuất hiện khi làm việc
-Tra bảng phụ lục trong tài liệu HEM của Điện cơ Hà Nội, chọn động cơ thỏa mãn
các u cầu:
Ký hiệu
Cơng
Số vịng
Đường
Khối
động cơ
suất danh quay thực

kính trục lượng
nghĩa
(vg/ph)
(mm)
động cơ
(KW)
(kg)
3K112M6
2,2
940
2,2
2,0
28
40

1.2. Phân phối tỉ số truyền cho các bộ truyền trong hệ thống
-Tỉ số truyền thực tế của hệ thống :
= 9,05(1.9)
-Mà =.
-Trong đó - là tỉ số truyền ngoài của đai
- là tỉ số truyền của bánh răng trụ
-Chọn trước ,24
== 4,04.

1.3. Xác định thông số đầu vào thiết kế các bộ truyền cơ khí
và các trục
1.3.1. Cơng suất trên các trục
-Cơng suất trên trục công tác :
= 1,43 (kW)
-Công suất trên 2 trục ra của hộp giảm tốc (trục ra của hộp giảm tốc ):

== (kW)
(1.10 )
-Công suất trên trục 1 của hộp giảm tốc (trục vào của hộp giảm tốc ):
=1,49( kW )
(1.11)
7


-Công suất thực tế trên trục động cơ :
=1,58(kW)
(1.12)

1.3.2. Số vòng trên các trục động cơ
-Số vòng quay trên trục động cơ =940 (vòng /phút)
-Số vòng quay trên Trục 1 :
= 419,64(vòng/phút )
(1.13)
-Số vòng quay trên Trục 2 :
=vòng / phút)
(1.14)
-Số vịng quay trên trục cơng tác :
= 103,87 (vịng /phút )

1.3.3. Momen xoắn trên các trục
-Momen xoắn trên trục động cơ :
= (N.mm) (1.15)
-Momen xoắn trên Trục 1 :
== 33908,83 (N.mm)
-Momen xoắn trên Trục 2 :
==(N.mm)

(1.17)
-Momen xoắn trên trục công tác:
=(N.mm)

(1.16)

(1.18)

1.3.4. Lập bảng các thông số động học
Bảng thông số:

Tỉ số truyền
Số vịng quay
n(vg/ ph)
Cơng suất P(kW)
Momen xoắn
T(N.mm)

ĐỘNG CƠ

Trục I

940

419,64

1,58

1,49

Trục II

CÔNG TÁC

1,43

1,43

33908,83

PHẦN 2: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN
8


CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG
2.1 Đặc tính kỹ thuật yêu cầu của bộ truyền đai.
Bảng 2.1 Đặc tính kỹ thuật u cầu của bộ truyền đai
Thơng số
Đơn vị
Giá trị
Tỉ số truyền u
2,24
Số vịng quay trục dẫn
v/ph
940
Cơng suất trục dẫn
KW
1,58
Số dây đai tối đa
3

Góc ơm tối thiểu trên bánh dẫn
độ
120
Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngồi α
độ
45
Khoảng cách trục A
mm
500≤A≤300

2.2.Chọn loại đai và tiết diện đai.
Chọn đai thang thường.
Tra đồ thị với các thông số:P=1,58 KW và =940 v/ph ta chọn tiết diện đai: A hoặc
ƌ.
Dựa trên trên tính tốn bằng phần mềm Inventor ta chọn tiết diện đai ƌ
Tiết diện ƌ trong sẽ ứng với tiết diện B theo tiêu chuẩn DIN trong Inventor.

2.3. Thiết kế bộ truyền đai thang bằng Inventor.
9


Hình 2.1. Nhập tiết diện đai và thơng số các bánh đai

10


Hình 2.2. Kết quả kiểm nghiệm đai

11

2.4. Kết quả thiết kế

Hình 2.3 Thơng số bánh đai dẫn

12


Hình 2.4 Thơng số bánh đai bị dẫn

Hình 2.5. Mơ hình 3D bộ truyền đai.

Bảng 2.2 Bảng tổng hợp kết quả tính bộ truyền đai thang
Thơng số

Ký hiệu

Đơn vị

Giá trị

Tiết diện đai (Z,A,..)
Số đai
Chiều dài đai
Đường kính bánh đai dẫn
Đường kính bánh đai bị dẫn
Tỉ số truyền thực tế
Sai lệch so với yêu cầu Δu = 100.|(ut-u)|/u
Khoảng cách trục chính xác
Góc ơm trên bánh nhỏ

Lực tác dụng lên trục
Lực căng đai
Ghi chú:
Lực tác động lên trục: Resultant axle load
Lực căng đai ban đầu: Belt installation tension

Zđ
L
d1
d2

mm
mm
mm
%
mm
độ
N
N

B
1
1543
160
355
2,25
0,45%
353,486
147,98
357,721

183,839

a
Ft

CHƯƠNG 3:THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ

13


3.1 Đặc tính kỹ thuật yêu cầu cầu của bộ truyền
Bảng 3.1 Đặc tính kỹ thuật yêu cầu của bộ truyền bánh răng trụ
Thông số
Tiêu chuẩn thiết kế
Loại bánh răng (thẳng/nghiêng/chữ V)

Đơn vị
-

Giá trị
ISO 6336:1996
Nghiêng

Tỷ số truyền u
Số vòng quay trục dẫn
Công suất trục dẫn
Thời gian làm việc
Hệ số an toàn theo độ bền tiếp xúc

v/ph

KW
giờ
-

4,04
419,64
1,49
20000
1,10 – 1,15

Hệ số an toàn theo độ bền uốn
Yêu cầu khác

-

≥ 1,75

14


3.2 Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ bằng Inventor

Hình 3.1 Nhập thơng số thiết kế cửa sổ Design

Hình 3.2 Chọn cấp chính xác
15


Hình 3.3 Cửa sổ Calculation sau khi đã điều chỉnh thiết kế đạt yêu cầu đặt ra

16


3.3 Kết quả thiết kế

Hình 3.4 Kích thước bánh răng dẫn

17


Hình 3.5 Kích thước bánh răng bị dẫn

Hình 3.9 Mơ hình 3D bộ truyền bánh răng trụ ( răng chủ động nghiêng phải)
Bảng 3.2 Bảng tổng hợp kết quả tính bộ truyền bánh răng trụ
Thông số
Khoảng cách trục
Mô đun pháp
Hệ số an tồn theo độ bền tiếp xúc
Góc nghiêng
Tỉ số truyền (thực)
Sai lệch tỉ số truyền
Thông số các bánh răng
Số răng
Hệ số dịch chỉnh
Đường kính vịng lăn
Đường kính đỉnh răng
Đường kính đáy răng
Chiều rộng vành răng
Lực ăn khớp trên bánh chủ động
Lực vòng

Lực hướng tâm

Ký hiệu
Sh
β
u
Δu
z
x

b

18

Đơn vị
mm
mm
độ
%
mm
mm
mm
mm

Giá trị
150
3
1.109
8.1096
3,95

2.23
BR 1
BR 2
20
79
0
0
60,606 239,394
66,606 245,394
53,106 231,894
60
55

N
N

1118,909
411,363


Lực dọc trục
Lực pháp tuyến

Fn

N
N

159,436
1202,745

PHẦN 3 – THIẾT KẾ TRỤC VÀ Ổ LĂN
CHƯƠNG 4: LỰC TÁC DỤNG VÀ SƠ ĐỒ TÍNH CHUNG
I. Tính chọn khớp nối
1. Chọn khớp nối:
=
Ta sử dụng khớp nối vòng đàn hồi để nối trục

-Xác định sơ bộ đường kính trục:
- Với trục I: , trong đó:
TI – Mơ men xoắn danh nghĩa trên trục I: TI =33908,83 (N.mm)
[τ] - Ứng suất xoắn cho phép [τ] = 15 ÷ 28 (MPa) với trục vào hộp giảm tốc
ta chọn [τ] = 15 (MPa)
- Với trục II:
19


TII – Mô men xoắn danh nghĩa trên trục II: TII = (N.mm)
[τ] - Ứng suất xoắn cho phép [τ] = 15 ÷ 28 (MPa) với trục vào hộp giảm tốc
ta chọn [τ] = 28 (MPa) (mm)
Ta chọn: do khớp nối trục II với trục cơng tác
Đường kính trục cần nối: = =28,6 (mm)
Mơ men xoắn tính tốn:
k hệ số làm việc phụ thuộc loại máy.tra bảng ,lấy k=1,2
(N.mm)
suy ra: =1,2 . = 157772,22 (N.mm)
Dựa vào trị số của và đường kính của trục chỗ có nối trục có thể tra kích thước cơ
bản của nối trục vịng đàn hồi theo bảng 16-10a trang 68 – “ Tính tốn thiết kế hệ
dẫn động cơ khí tập 2 “ như sau :
T

250

d
D
32 140

dm
65

L
l
165 110

d1
56

D0
105

Z nmax
6 3800

B
5

B1 l1 D3 l2
42 30 28 32

Dựa vào trị số của và đường kính của trục chỗ có nối trục có thể tra kích thước cơ
bản của vòng đàn hồi theo bảng 16-10b trang 69 – “ Tính tốn thiết kế hệ dẫn động

cơ khí tập 2 “ như sau:
T
250

dc
14

d1
M10

D2
20

l
62

l1
34

l2
15

l3
28

h
1,5

II. Tính sợ bộ đường kính trục
- Chọn vật liệu chế tạo trục:

Chọn vật liệu chế tạo các trục 1 là thép CT5 thường hóa có ,
ứng suất xoắn cho phép
-Đường kính trục được xác định bằng mômen xoắn theo công thức(10.9-[1]) sau :
T
d ≥3
0,2[τ ]
T – mômen xoắn
[τ] - ứng suất xoắn cho phép với vật liệu trục là thép [τ] = 15...30MPa
-Trục I :=
Lấy MPa
20


-Trục II : =
Lấy Mpa

Theo bảng

10.2
[1]
189

chọn chiều rộng ổ lăn :

-Xác định sơ bộ các khoảng cách:

k1 = là khoảng cách từ mặt mút chi tiết quay đến thành trong của hộp. Ta chọn
k2= là khoảng từ mút ô đến thành trong của vỏ hộp. Ta chọn
k3= là khoảng cách từ mặt mút chi tiết đến nắp ổ. Ta chọn
n

h = chiều cao nắp ổ và đầu bulong. Ta chọn

21


-Trục II:
Chiều dài moay ơ bánh răng trụ răng nghiêng lớn:

Chiều dài moay ơ nửa khớp nối(nối trục đàn hồi):
=0,5.(40+19)+10+10= 50 mm
=0,5.(45+19)+5+25= 62 mm
= 2.50 = 100 mm

-Trục I:
Chiều dài moay ơ bánh đai bị dẫn:

Chiều dài moay ơ bánh răng trụ răng nghiêng nhỏ:
0,5 (35 + 17) + 5 + 25 =56 mm
Lấy

III. Lập sơ đồ đặt lực ( cả ngoại lực và phản lực)
1. Dữ kiện ban đầu
-Lực tác dụng lên trục: Fr = 357,721 (N)
-Momen xoắn T = 33908,83 Nmm
-Lực tác dụng lên bánh răng trụ răng nghiêng:
(N)
-Lực từ khớp nối tác dụng lên trục :
Ta có FK = (0,1÷ 0,3)Ft
Ta lấy FK =0,2.Ft

Với Ft= (N)
22


FK =0,2.Ft= 0,2. 500,86 (N)

2. Tính phản lực tại các gối đỡ
-Trục 2:

Hình 3 – Tính phản lực tại các gối đỡ của trục II
Sơ đồ lực và phản lực như hình 3. Các phương trình cân bằng lực như sau:
Để tính phản lực theo trục y (Ry0, Ry1) ta xét các lực trong mặt phẳng yz:
Trong đó : dw2 là đường kính vịng lăn bánh răng 2 = 239,39 mm
Giải ra được RY0 = -396,41 ; RY1 = -14,95. Vì RY0 < 0, RY1 < 0 nên chiều thực
sẽ ngược với chiều giả định.
Để tính phản lực theo trục x (Rx0, Rx1) ta xét các lực trong mặt phẳng xz:

Giải ra được RX0 = -198,84 ; RX1 = -1420,93. RX1 < 0, RY0 < 0 nên chiều thực sẽ
ngược với chiều giả định.

3. Lập sơ đồ đặt lực( cả ngoại lực và phản lực)

23


IV. Tính tốn, thiết kế trục, chọn ổ lăn và các chi tiết khác cho
cụm trục 1
1.

Tính phản lực:

Giả sử các phản lực có chiều như hình vẽ

-Dữ kiện ban đầu:
24


Fx = Fr .cos45= 357,721.sin45(N)
Fy = Fr .sin45= 357,721.cos45(N)
Ft1 = 1118,91 N
Fr1 = 411,36 N
Fa1 = 159,35 N
Đường kính bánh răng 1: dw1= 60,61 mm

-Hệ phương trình tính tốn các phản lực :

= (Tất cả các lực đều dương nên cùng chiều giả định)

25