Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ Khí GVHD:TS Nguyễn Hữu Lộc
LỜI NÓI ĐẦU
Trong nhiều thế kỷ qua, từ thời lạc hậu cho đến hiện đại sự vận chuyển, xếp
dỡ là một công việc không thể thiếu và quan trọng trong nhiều lónh vực sản xuất
nhằm giảm nhẹ sức lao động nặng nhọc, tăng năng suất lao động và an tòan. Qua
quá trình phát triển của khoa học kỹ thuật trên thế giới đã có nhiều thiết bò nâng
chuyển. Các thiết bò này được chia làm hai nhóm chính: máy trục chủ yếu phục vụ
vận chuyển các vật nặng thể khối; máy chuyển liên tục chủ yếu phục vụ các quá
trình vận chuyển vật liệu vụn rời liên tục theo một tuyến không gian xác đònh.
Các lãnh vực sản xuất hiện nay có nhu cầu ngày một tăng về các máy móc,
thiết bò nâng chuyển, nhu cầu đó cần được đáp ứng với những thiếât bò nâng gọn nhẹ
dễ sử dụng và đáp ứng được tính bền, tính kinh tế phù hợp với không gian làm việc
và điều kiện làm việc cho phép.
Trong quá trình thực hiện đồ án môn học Truyền Động Cơ Khí, Nhóm chúng
em được giao nhiệm vụ thiết kế một cơ cấu nâng Nhằm cũng cố lại những kiến thức
đã học như: Cơ Học Máy, Chi Tiết Máy, Nguyên Lý Máy Cũng như đáp ứng được
nhu cầu trên.
Chúng em xin chân thành cám ơn thầy NGUYỄN HỮU LỘC , các quý thầy,
quý cô trong các bộ môn đã tận tình, hướng dẫn, giúp đỡ chúng em trong quá trình
thực hiện đồ án.
Nhóm thực hiện đồ án.
PHẠM SƠN VƯƠNG
PHAN QUANG TÚ.
LÊ HOÀNG GIANG.
Đề tài :Thiết kế Tời đổi chiều trang - 1 -
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ Khí GVHD:TS Nguyễn Hữu Lộc
PHẦN I
NHIỆM VỤ, MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU,
ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT
* Nhiệm vụ: Thiết kế một máy nâng tải trọng nâng hai tấn.
* Mục đích thiết kế: Máy nâng được thiết kế có tải trọng nâng 2000kg ,

Phân tích
thiết kế
Nhóm X
Vạch kế
hoạch
Nhóm X
Phân công
nhiệm vụ
Vương X
Thamkhảo
tài liệu
Nhóm X
Nêu ý tưởng Nhóm X
Chọn
phươngán
Nhóm X
Báo cáo giữa
kỳ
Nhóm X
Tính toán Nhóm X X X
Bản vẽ lắp Tú X
Bản vẽ chi
tiết
Nhóm X
Viết thuyết
minh
Vương
Giang
X X X
PHẦN III

chiều dài răng
+Sơ đồ phân đôi:công suất được phân đôi ở cấp nhanh hoặc cấp chậm. Với kết
cấu này, cấp chậm chòu tãi lớn hơn, nên có thể chế tạo với vành răng khá lớn, nhờ
vò trí bánh răng đối xứng với các ổ có thể khắp phục được sự phân bố không đều tãi
trọng
Đề tài :Thiết kế Tời đổi chiều trang - 4 -
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ Khí GVHD:TS Nguyễn Hữu Lộc
+Sơ đồ đồng trục: loại này có đặc điểm là đường tâm của trục vào và trục ra
trùng nhau, nhờ đó có thể giảm bớt chiều dài của hộp giãm tốc và nhiều khi giúp
cho việc bố trí cơ câùu gọn hơn
Bộ truyền bánh răng nón được dùng để truyenà mô men và chuyễn động
giữa các trục giao nhau, nhưng chế tạo bánh răng khá phức tạp
Bộ tuyền bánh vít - trục vít dùng để truyền mô men xoắn và chuyễn động
giữa các trục chéo nhau, nhưng chế tạo ren trục vít khá phức tạp
Vậy ta chọn hộp giãm tốc bánh răng trụ hai cấp khai triễn , để
phù hợp với cơ cấu làm việc và giảm vật liệu chế tạo.
Tang: Gồm có hai loại, đó là: tang đơn và tang kép
+ Tang đơn: quấn được nhiều lớp cáp nhưng lúc làm việc tải trọng
sẽ bò lắc
+ Tang kép: quấn được một lớp cáp nhưng khi làm việc tãi trọng sẽ
không bò lắc, nâng hạ theo đường thẳng
Vậy ta chọn tang kép được chế tạo bằng gang xám GX 15-32
Cáp nâng: lựa chọn dựa trên hệ số an tòan cho phép, và tuổi thọ của dây cáp.
Do đó ta phải chọn cáp cho phù hợp với tải trọng nâng, chòu lực căng dây lớn.
Có hai lọai cáp có thể sử dụng: cáp bện xuôi và cáp bện chéo.
Dựa trên tính chất của hai loại cáp và cấu tạo của cơ cấu , ta chọn lọai cáp
bện xuôi vì có tính bền trong quá trình làm việc hơn là cáp bện chéo, đồng thời
trong cơ cấu nâng thì một đầu cáp được giữ cố đònh nên cáp không bò xoắn hay tở.
Khớp nối: Co ù nhiều loại, ở đây ta chọn khớp nối trục vòng đàn để nối giữa
truc vào của hộp giảm tốc và trục ra của động cơ, có ưu điễm hơn các loại khác là

+Nguyên tắc hoạt động:
Động cơ điện quay, truyền công suất qua khớp nối vòng đàn hồi đến hộp
giảm tốc, nhờ sự ăn khớp của các bánh răng trụ răng thẳng mà công suất được
truyền qua khớp nối xích con lăn làm tangï quay kéo theo hệ ròng rọc làm việc.
+Ưu điễm: Chế tạo bánh răng dễ dàng, dễ lắp ráp, sữa chữa, và bảo hành.
+Nhược điễm: chế tạo trục phải có độ cứng tốt, không đảm bão chòu sự phân
bố không đều của tãi trọng.

+ phương án II:
Đề tài :Thiết kế Tời đổi chiều trang - 6 -
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ Khí GVHD:TS Nguyễn Hữu Lộc
Sơ đồ động:
Chú thích:
3
6
5
4
1
2

1 Tang
2: Trục vít
3:Bánh vít
4:Khớp nối vòng đàn hồi
5:Phanh điện từ
6:Động cơ
7:Khớp nối xích con lăn
+Nguyên tắc hoạt động:
Động cơ điện quay, truyền công suất qua khớp nối vòng đàn hồi đến hộp
giảm tốc trục vít - bánh vít nhờ sự ăn khớp của bánh vít và trục vít truyền đến khớp

* Với ba phương án và sự phân tích vừa nêu trên, ta chọn phương án thứ
nhất là phù hợp với yêu cầu được đặt ra và phù hợp với điều kiện kinh tế
Vậy ta chọn phương án I.
Số liệu ban đầu:
Đề tài :Thiết kế Tời đổi chiều trang - 8 -
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ Khí GVHD:TS Nguyễn Hữu Lộc
Tải trọng: Q
O
=2000kg =20000 (N).
Bộ phận mang: Q
m
= 500kg = 5000(N.)
Chiều cao nâng: H = 12( m).
Vận tốc nâng: v
n
= 12.5 (m/phut)
Chế độ làm việc trung bình.

PHẦN IV
Đề tài :Thiết kế Tời đổi chiều trang - 9 -
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ Khí GVHD:TS Nguyễn Hữu Lộc
CHỌN TANG, KHỚP NỐI, ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ
PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
I .Chọn tang, khớp nối, động cơ điện:

1) Hiệu suất của palăng
η
p
=
max

)1(
)1(
−
−
=6313 (N).
⇒ η
p
= = 0,99
2) Cáp nâng:
Kích thước cáp được chọn dựa vào lực kéo đứt (S
đ
)
S
đ
= S
max
. K =6313*5.5 = 34721 (N)
Với : K =5 : hệ số an toàn bền.
Lực căng lớn nhất trong dây cáp: S
max
Ta chọn cáp K - P6x19 =114 (ΓOCT 2688 – 69) có giới hạn bền các sợi thép
là σ
b
= 1600 N/mmm
2
.
3) Tang:
Đề tài :Thiết kế Tời đổi chiều trang - 10 -
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ Khí GVHD:TS Nguyễn Hữu Lộc
+ Đường kính tang:

Với: L
1
: chiều dài thanh tang
L
2
: chiều dài phần chừa ra để quấn cáp
L2 L2
L1 L1
L'o L'o
L3
Hình biểu diễn
L
3
: Chiều dài phần phân cách giữa hai bên.
+ Chiều dài một nhánh cáp quấn lên tang
Đề tài :Thiết kế Tời đổi chiều trang - 11 -
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ Khí GVHD:TS Nguyễn Hữu Lộc
l = H.a = 12*2 =24 (m)
H = 12, chiều cao nâng danh nghóa
a =2, bội suất palăng
+ Số vòng cáp quấn lên một nhánh:
Z =
)(
c
d
t
D
l
+
π

tang
Vậy ⇒ L’ = 520+73.6 +26.4 +66 = 668 (mm)
+ Kiểm tra sức bền tang theo công thức:
σ
n
=
t
SK
.
max

δ
ϕ
≤ [σ
n
]
Với :
+ Bề dày tang δ =0.02 D
t
+ (6… 10) = 15(mm).
Đề tài :Thiết kế Tời đổi chiều trang - 12 -
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ Khí GVHD:TS Nguyễn Hữu Lộc
+ t = 8.8 : bước cáp
+ ϕ: hệ số giản ứng suất ϕ = 1.08 : đối với tang bằng gang.
+ K= 1: hệ số phụ thuộc số lớp cáp cuốn lên tang.
+ [σ
n
] = 565 N/mm
2
vơí vật liệu đúc tang là gang.

9550
+ M
max
=
960
7*9550*2.2
= 153 (Nm).
b)
Để an toàn khi nâng vật :
Thì : M
max’
= M
max
*K
1
*K
2
Với K
1
= 1.3 ( hệ số an toàn)
K
2
= 1.2 ( hệ số an toàn)
⇒ M
max
=153*1.3*1.2 =238 (Nm).
Vậy ta chọn khớp nối theo tiêu chuẩn. Với số liệu sau
Đề tài :Thiết kế Tời đổi chiều trang - 13 -
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ Khí GVHD:TS Nguyễn Hữu Lộc
Điều kiện bền dập của khớp vòng đàn hồi:

 {σ
u
} = 60 80 (MPA).
Với : + K
1
= 1.2
l
o
=
2
21
LL +
=
75
2
6664
=
+

với L
2
= 2 *L
6
= 66
L
1
= L
2
–B = 66-2 = 64
⇒ Vậy σ

B d
c
l
6
M D
3
L
8
GD
2
n
max
240 24 140 165 100 2 14 33 27 28 0.55 4000
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ Khí GVHD:TS Nguyễn Hữu Lộc
b) để an toàn khi nâng vật:
M
t
’= M
t
*K
1
*K
2
= 2539 (Nm).
Với + K
1
=1.3, K
1
, là hệ số an toàn
+ K

2 5
2
31 50.
8
1
2
160 8.9
c) Kiểm nghiệm theo hệ số an toàn
S =
Ft
Q
)5.1 2.1(
≥ {S}
Q: tải trọng phá hỏng
F
t
: lực vòng
+ Ft =
=
03
'
**2
Dn
Mk
t
)(5173
3.196
2539000*2.0*2
N=
+ D

= 5.2(KW)
+ Công suất tương đương:
N
td
=
)2.0(*)*3.0()2.0(*)5.0*()6.0(*
222
tNtNtN
lvlvlv
++
=
018.005.06.0 ++
lv
N
= 4.25 (KW)
+ Hiệu suất của bộ truyền :
+η = η
p
. η
t
. η
0l
4
.η
K
.ηη
mscn
.η
mscc
=0.776

+ Hệ số quá tải :
min
max
M
M
=2.2
II. Phân phối Tỷ số truyền chung:
a) Tỷ số truyền chung
Tỷ số truyền chung từ trục động cơ đến trục tang:
i
0
=
t
n
n
đc
= 960/30.8 = 31.1
Với: n
t
là

Số vòng quay của tang để đảm bảo vận tốc nâng cho trước
n
t
=
)(
.
c
d
t

+ n
II
= n
I
/ u
1
= 143.28 (vòng / phút).
+ n
III
= n
2
/u
2
= 30.88 (vòng / phút).
Từ đó ta có :
BẢNG PHÂN BỐ TỈ SỐ TRUYỀN
Đề tài :Thiết kế Tời đổi chiều trang - 17 -
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ Khí GVHD:TS Nguyễn Hữu Lộc
Trục
Thông số
I II III
Số vòng quay
(vòng/phút)
960 143.8 30.88
Tỉ số truyền 6.7 4.64
Công suất trên
trục(KW)
4.98 4.65 4.42
Mô men xoắn
T(Nmm)

= 2 HB + 70 ; S
z
= 1.1 : hệ số an toàn
δ
Flim
= 1.8HB ; S
F
= 1.75 :hệ số an toàn
Chọn độ rắn bánh răng nhỏ HB
1
= 245
Chọn độ rắn bánh răng lớn û HB
2
= 230
khi đó :
δ
H lim1
= 2HB
1
+70 =560 MPA
δ
Flim1
= 1.8HB
2
=441 MPA
δ
H lìm2
= 414 MPA
δ
Flim2

1.4 10
7
+ Thời gian làm việc tính bằng giờ
T
Σ
=21*365*A**K
n
*K
ng
Trong đó A = 10 năm
K
n
= 0.5 : hệ số tuổi thọ
K
ng
= 0.67 : hệ số sử dụng theo ngày
⇒ T
Σ
= 29346 (giờ)
+ Theo (6-7)-[1], ta có :
N
HE
=60*c*Σ(T
i
/T
max
)
3
*n
i

+ N
HE1
> N
HO1
⇒ ta chọn N
HE 1
=1
Tương tự ta có: + N
HE2
>N
HO2
⇒ K
HL2
= 1
Như vậy theo (6- 2)[1], ta xác đòng sơ bộ
{δ
H
} = δ
Hlim
.K
HL
/S
H
+{δ
H1
} = 560/1.1 = 509 (Mpa)
+ {δ
H2
} = 470/1.1 = 445 (MPa)
Vì đây là cặp bánh răng trụ răng thẳng nên ứng suất tiếp xúc cho







max
.n
i
. t
i
Trong đó: n
i
: Vận tốc làm việc của trục thứ i
t
i
: Thời gian làm việc trong một chu kỳ
T
i
: Mômen xoắn thứ i trong một chu kỳ
T
max
: Mômen lớn nhất trong một chu ky
m
F
= 6
⇒ N
FÉ1
= 60*1*29346*143.28(1
6

c) Ứng suất uốn khi quá tải

[ ]
maxH
δ
= 2,8 .
2ch
δ
= 2,8 . 450 = 1260 Mpa
Đề tài :Thiết kế Tời đổi chiều trang - 20 -
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ Khí GVHD:TS Nguyễn Hữu Lộc

[ ]
1maxF
δ
= 0,8 .
1ch
δ
= 0,8 . 580 = 464 Mpa

[ ]
2maxF
δ
= 0,8 .
2ch
δ
= 0,8 . 450 = 360 Mpa
III) xác đònh những thông số cơ bản của bộ truyền
1) Tính toán bộ tryền bánh răng cấp nhanh
a) Khoảng cách trục:

ψ
= 0,3 (răng thẳng không đối xứng), (bảng 6-6)-[1].
+ K
H
β
:hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng
bd
ψ
= 0,5.
ba
ψ
(u+1) = 1.223
với
bd
ψ
= 1.223 ⇒ tra bảng ( 6.7 )-[1], sơ đồ 5 ⇒ K
H
β

= 1,2
a
w
= 49.5*(6.7+1)3
2
3.0*7.6445
2.1*48645
= 201 (mm)

a
w
=
2
)(
21
ZZm +
=
)(5.196
2
)17114(*3
mm=
+
∗ Xác đònh hệ số dòch chỉnh :
y =
0(5.0
)21
=+− ZZ
m
a
w
Vậy đây là cặp bánh răng không dòch chỉnh ⇒ K
y
= 0, x
t
=0
+ Góc ăn khớp
Đề tài :Thiết kế Tời đổi chiều trang - 21 -
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ Khí GVHD:TS Nguyễn Hữu Lộc
cos

= Z
M
Z
H
Z
ε
1
2
1

)1( 2
w
w
H
dUb
uKT +

≤

[ ]
H
δ
Với :
Z
M
= 274 MPa
1/ 3
(bánh răng thẳng vật liệu thép_thép)
Z
M

] = 1.66
⇒ Z
ε
=
766.0
66.1
11
==
α
ε
Đường kính vòng lăn bánh răng :
d
w1
=
1
2
+u
a
w
=
)(51
167.6
5.196*2
mm=
+
Bề rộng răng:
b
w
=
ba

14.3
11
xnxd
w
= 2.56 ( m/s)
Với:
n
1
= 960
d
w1
= 51 ( mm )
Đề tài :Thiết kế Tời đổi chiều trang - 22 -
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ Khí GVHD:TS Nguyễn Hữu Lộc
Theo bảng (6_13_)dùng cấp chính xác 8
+ Tra bảng( 6.16)-[1]
⇒
g
o
= 56
+ Tra bảng (6.15)-[1] với HB
≤
350
⇒
H
δ
= 0.006

H
γ

09.1*2.1*48645*2
51*95.58*66.4
=

⇒
K = 1.2*1.09*1.11 =1.45
H
δ
=Z
M
xZ
H
xZ
ε
1
2
1
)1(2
w
w
H
xuxdb
uxKxT +
= 274.1,0.776
2
51*7.6*3.0*5.196
45.1*)17.6(*48645*2 +

= 386 (MPa)


(
=44.35 (mm)
Ta chọn chiều rộng của bánh răng là b
w
=45(mm)
d) Kiểm ngiệm răng về độ bền uốn
Để đảm bảo điều kiện uốn cho răng ứng suất sinh ra tại chân răng
không vượt quá một giới hạn cho phép

1F
δ
=
xmxdb
xYxYxYxKT
ww
FF
1
11
.2
βε
≤

[ ]
1F
δ

2F
δ
=
1

+ Z
V1
= Z
1
= 17 ; Z
V2
= Z
2
= 114 và hệ số dòch chỉnh x
Tra bảng (6.18)-[1]
⇒
Y
F1
= 4.22 và Y
F2
= 2.
Y
β
=1 bánh răng thẳng
Y
r
=1 bánh răng phay
Đề tài :Thiết kế Tời đổi chiều trang - 23 -
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ Khí GVHD:TS Nguyễn Hữu Lộc
+ K
F
= K
β
F
xK


αβ
γ
FF
wwF
FV
xKxKxT
xdxb
K
1
1
2
1+=⇒
=1+
27.1*41.1*48645*2
51*45*42.12
=1.164
Vậy
⇒
K
F
= 1.164*1.41*1.27 = 2.08

xmxdb
xYxYxYxKxT
ww
FF
F
1
11

⇒
<
[ ]
1F
δ
= 201.6 (Mpa) va ø δ
F 2
< {δ
F
}
2
= 189.1 (Mpa)
Trong đó : {δ
F
}
1
= {δ
F1
}*Y
r
*Y
s
* K
xF
= 201.6*1*1*1 = 201.6 (MPa)
{δ
F
}
2
= {δ

=2.2
Với:
+ δ
H1 max
= δ
H1
qt
K

= 441.4*
2.2
= 654.7 (MPa)
+ δ
F1 max
= δ
F
*K
qt
= 156.7 (MPa)
và δ
H1 max
<{δ
H
}
max
= 2.8.δ
ch 1
= 1260 (MPa)
δ
F1 max

2
=m.Z
2
= 342 mm
Đường kính đỉnh răng d
a 1
=d
1
+2.m= 57 mm ;
d
a 2
=d
2
+2.m= 348 mm
Đường kính đáy răng d
f 1
=d
1_
-2.5xm= 43.5 mm
d
f 2
=d
2
-2.5xm= 334.5 mm
2) Tính toán bộ truyền bánh răng chậm:
Dùng vật liệu giống vật liệu chế tạo bánh răng cấp chậm
a) Ứng suất tiếp xúc cho phép :
[
h
δ

=236.572 (Mpa )
c) Ứng suất cho phép khi quá tải :
[
H
δ
]
max
= 1260 (Mpa )
[
F
δ
]
max1
= 464 (Mpa )
[
F
δ
]
max 2
=360 (Mpa )
d) Xác đònh những thông số cơ bản của bộ truyền
Khoảng cách trục
a
w
= k
a
( u + 1) x
[ ]
3
2

k
H
β
= 1.07( tra bảng (6.7)-[1], sơ đồ b với
bd
ψ
= 1.092 )
Đề tài :Thiết kế Tời đổi chiều trang - 25 -