VŨ NGỌC PI, NGUYỄN VĂN DỰ HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
Thái Nguyên, 2/2009
V Ngc Pi, Nguyn Vn D Hng dn ỏn chi tit mỏy

Các phần chính trong Thuyết minh
đồ án chi tiết máy

Nhận xét của giáo viên hớng dẫn
Lời nói đầu
Ti liệu tham khảo

V Ngc Pi, Nguyn Vn D Hng dn ỏn chi tit mỏy
1.1.2. Tính gần đúng
1.1.3. Tính chính xác
1.2. Tính trục theo độ bền tĩnh (tính quá tải)
1.3. Tính độ cứng cho trục
2. Tính chọn ổ lăn
1.1. Chọn phơng án bố trí ổ
1.2. Tính ổ theo khả năng tải động
1.3. Tính ổ theo khả năng tải tĩnh
3. Tính chọn khớp nối
4. Tính chọn then
4.1. Tính chọn then cho trục I
4.2. Tính chọn then cho trục II
4.3. Tính chọn then cho trục III

Phần Iv: cấu tạo vỏ hộp, các chi tiết phụ v chọn chế độ
lắp trong hộp
1. Thiết kế các kích thớc của vỏ hộp
2. Thiết kế các chi tiết phụ (chốt định vị, que thăm dầu, bu lông vòng vv)
3. Chọn các chế độ lắp trong hộp

Ti liệu tham khảo
1. Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Tính toán hệ dẫn động cơ khí, tập I,II, NXB Giáo
dục, 1999
2. Nguyễn Văn Lẫm, Nguyễn Trọng Hiệp, Thiết kế đồ án chi tiết máy, NXB
Giáo dục, 1993
3. Nguyễn Bá Dơng, Nguyễn Văn Lẫm, Hong Văn Ngọc, Lê Đắc Phong, Tập
bản vẽ chi tiết máy, NXB Đại học v trung học chuyên nghiệp, 1978.
nhiệt độ của động cơ khi lm việc không lớn hơn trị số cho phép. Để đảm bảo điều
kiện đó cần thoả mãn yêu cầu sau:
(kW) (1.1)
dc
dt
dc
dm
PP
Trong đó: - công suất định mức của động cơ;
dc
dm
P
- công suất đẳng trị trên trục động cơ, đợc xác định nh sau:
dc
dt
P
+) Trờng hợp tải không đổi:
(1.2)
dc
lv
dc
dt
PP
+) Trờng hợp tải thay đổi:

ck
i
ct
lv
ct

- công suất lm việc danh nghĩa trên trục động cơ:
dc
lv
P

/
dc ct
lv lv
PP


=
(kW) (1.4)
Trong đó:
- công suất phụ tải ở chế độ thứ i trên trục công tác.
ct
i
P

i
t
,
c
k
t
- thời gian lm việc ở chế độ thứ i v thời gian cả chu kỳ;



- hiệu suất chung của ton hệ thống; Khi xác định cần chú ý nh sau:


i
(1.6)
Công suất lm việc danh nghĩa trên trục công tác đợc xác định theo công thức
sau:
(kW) (1.7)
3
/10
ct
lv t
PFv=
Với, F
t
l lực vòng trên trục công tác (N); v l vận tốc vòng của băng tải (xích tải)
(m/s).

Bảng 1.1 Trị số hiệu suất của các loại bộ truyền v các ổ [1]
Hiệu suất của bộ truyền hoặc ổ
Tên gọi
đợc che kín để hở
Bộ truyền bánh răng trụ
Bộ truyền bánh răng côn
Bộ truyền trục vít
- tự hãm
-không tự hãm với Z
1
= 1
Z
1
= 2
Chú thích: Trị số hiệu suất của các bộ truyền bánh răng cho trong bảng ứng với
cấp chính xác 8 v 9. Khi dùng bộ truyền kín với cấp chính xác 6 v 7 thì tăng
trị số trong bảng lên 1 1,5 %.

4
V Ngc Pi, Nguyn Vn D Hng dn ỏn chi tit mỏy

1.3. Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ
Số vòng quay đồng bộ của động cơ (còn gọi l tốc độ từ trờng quay) đợc xác định
theo công thức:

p
f
n
db
60
=
(1.8)
Trong đó: f - tần số của dòng điện xoay chiều (Hz) (f = 50 Hz);
p - số đôi cực từ; p = 1; 2; 3; 4; 5; 6.
Trên thực tế, số vòng quay đồng bộ có các giá trị l 3000, 1500, 1000, 750, 600 v
500 v/ph. Số vòng quay đồng bộ cng thấp thì kích thớc khuôn khổ v giá thnh của
động cơ cng tăng (vì số đôi cực từ lớn). Tuy nhiên dùng động cơ có số vòng cao lại
yêu cầu giảm tốc nhiều hơn, tức tỉ số truyền của ton hệ thống tăng, dẫn tới kích
thớc v giá thnh của các bộ truyền tăng lên. Do vậy, trong các hệ dẫn động cơ khí
nói chung, nếu không có yêu cầu gì đặc biệt, hầu nh các động cơ có số vòng quay
đồng bộ l 1500 hoặc 1000 v/ph (tơng ứng số vòng quay có kể đến sự trợt 3% l
1450 v 970 v/ph).

Chọn sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ n
đb
= 1500 v/ph (kể đến sự trợt
n
đb
= 1450 v/ph); Khi ny tỉ số truyền sơ bộ của hệ thống u
sb
đợc xác định:

ctct
db
sb
nn
n
u
1450
==
(1.11)
Sau khi có giá trị u
sb
ta so sánh nó với các giá trị nên dùng v giá trị giới hạn của hệ
thống (bảng 1.2):
- Nếu u
sb
nằm trong khoảng u nên dùng thì n
đb
=1500 v/ph;
- Nếu u
sb
> u nên dùng v nằm trong khoảng u giới hạn thì n

Hộp giảm tốc trục vít - bánh răng
1,5 - 4
1,5 - 5
1,5 - 6
1,3 - 4

1,5 - 8
8 - 40
31,5 - 180
1 - 5
8 - 31,5
8 - 60
300 - 800
20 - 315
20 - 315
1 - 6
1 - 6
1 - 12,5
1 - 8

1 - 11
4 - 60
25 - 326
1 - 8
6,3 - 40
6,5 - 80
42,25 - 3600
14,6 - 480
14,6 - 480


với T
k

v T
dn
v mô men khởi động v mô men danh nghĩa của động cơ (tra bảng động cơ).
- công suất cản ban đầu trên trục động cơ (kW):
dc
bd
P

dc
lvbd
dc
bd
PKP =

6
V Ngc Pi, Nguyn Vn D Hng dn ỏn chi tit mỏy
Nếu động cơ đã chọn không thoã mãn điều kiện (1.12) thì cần chọn lại động cơ
có công suất định mức lớn hơn rồi kiểm nghiệm lại.
b. Kiểm tra điều kiện quá tải cho động cơ:
Với sơ đồ tải thay đổi, để tránh cho động cơ bị quá tải cần kiểm tra quá tải cho
động cơ theo điều kiện sau:
(1.13)
dc
qt
dc
PP
max

P
Nếu điều kiện (1.13) không thoả mãn, cần chọn lại động cơ điện rồi kiểm tra
lại.

2. Phân phối tỉ số truyền
Tỉ số truyền (TST) chung của ton hệ thống u


xác định theo:

ct
dc
n
n
u =

(1.14)
Trong đó: n
đc
- số vòng quay của động cơ đã chọn (v/ph);
n
ct
- số vòng quay của trục công tác (v/ph).
Với hệ dẫn động gồm các bộ truyền mắc nối tiếp có:
u

= u
1
. u
2

= uu
ng
75,07,0
(1.16)
Hay ta có:

7
V Ngc Pi, Nguyn Vn D Hng dn ỏn chi tit mỏy

ng
h
u
u
u

=
(1.17)
Nếu bộ truyền ngoi l bộ truyền đai, để giảm sai số do việc quy chuẩn đờng
kính các bánh đai, nên quy chuẩn giá trị tính đợc theo dãy TST tiêu chuẩn nh sau:
1,00; 1,12; 1,25; 1,4; 1,6; 1,8; 2,00; 2,24; 2,50; 2,80; 3,15; 3,55; 4,00; 4,50;
5,00.
+) Với hệ dẫn động gồm HGT 2 cấp bánh răng nói với 1 bộ truyền ngoi hộp thì:
u
ng
= ( 0,15
ữ
0,1 ) u
h
Hay


a. Với hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp khai triển
- Tỉ số truyền của hộp có thể phân theo chỉ tiêu tiết diện ngang của hộp nhỏ
nhất (cũng chính l để bôi trơn HGT hợp lý nhất). Khi ny TST của bộ truyền cấp
chậm đợc xác định theo công thức sau [2]:

2
3
2
1
0,96
ba
h
ba
u


=

u
,3
(1.20)
Trong đó:

ba1
;


ba2
- hệ số chiều rộng bánh răng cấp nhanh v cấp chậm.
Trong thực tế, thờng

2
1
825,0
h
uu
(1.22)

8
V Ngc Pi, Nguyn Vn D Hng dn ỏn chi tit mỏy
b. Với hộp giảm tốc bánh răng đồng trục
- Với HGT bánh răng đồng trục có thể tính TST bộ truyền cấp nhanh u
1
theo công
thức [3]:

()
0,47
0,43
1
1
2
1,34 7,9 0.4 0,033 2,5
ba
h
ba
uu


Trong đó: K
be
- hệ số chiều rộng vnh răng bánh răng côn; K
be
= 0,25
ữ
0,3;


ba2
- hệ số chiều rộng bánh răng trụ;
ba2
=0,3ữ0,4.
Khi K
be
= 0,3 v

ba2
= 0,4 (các giá trị tối u) ta có [4]:

3
2
32,1
h
uu
(1.25)

d. Với hộp giảm tốc bánh răng cấp nhanh tách đôi
Với HGT cấp nhanh tách đôi, để nhận đợc kích thớc tiết diện ngang của hộp
nhỏ nhất (cũng chính l để bôi trơn HGT hợp lý nhất), TST của bộ truyền bánh răng

nhỏ nhất (cũng chính l để bôi trơn HGT hợp lý nhất), TST của bộ truyền bánh răng
cấp chậm xác định theo công thức [6]:

22
3
2
1
1.2776
Cba
h
ba
K
uu




(1.27)
Với .
2
11,3
C
K =ữ
f. Với hộp giảm tốc bánh răng - trục vít:
- Với HGT bánh răng - trục vít, để bánh răng lớn không nhúng sâu quá trong
dầu cũng nh để có thể bố trí gọn HGT, tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng u
1
có thể
tra theo đồ thị hình 3.25 [1], hoặc có thể tính theo công thức sau (dùng khi u
h

pp
TTu
(1.29)
+) Khi mô men xoắn trên trục ra T
r
= 10
6
ữ 8.10
6
Nmm thì:

181,0032,089,197,0
1
+
+
pp
TTu
(1.30)
Trong đó:
5
10
r
p
T
T =

T
r
- mô men xoắn trên trục ra (Nmm).


Với sơ đồ tải thay đổi, chọn công suất danh nghĩa l công suất lớn nhất.
- Công suất danh nghĩa trên trục động cơ tính theo công thức (1.4):

ct
dc
lv
dc lv
P
PP


==

- Công suất danh nghĩa trên các trục I, II v III xác định theo các công thức sau:

dc
I
dc I o
PP


ữ
=II I I II o
PP


ữ

II
= n
I
/u
I-II
; n
III
= n
II
/u
II-III3.3 Tính mô men xoắn trên các trục
Mô men xoắn trên trục thứ k đợc xác định theo công thức sau:

k
k
k
n
P
T
6
10.55,9
=

3.4. Lập bảng kết quả
Các kết quả tính ở trên l số liệu đầu vo cho các phần tính toán sau, do vậy
cần lập bảng thống kê theo mấu sau:
Bảng kết quả tính toán:

lớn nhất phải lớn hơn một trị số cho phép (thờng bằng 8 đến 10 mm).

X2max
X2min
X4min
X4max
Xmax
Xmin
A4min
A4max
A2min
A2max

Hình 2.1

Gọi x l khoảng cách từ các mức dầu đến tâm trục. Chiều sâu ngâm dầu tối
thiểu của bánh răng đợc lấy nh sau:
-Với bánh răng trụ (hình 2.1): l
min
=(0,75ữ2).h v l
min
10mm. Trong đó, h l
chiều cao răng. Khi ny ta có:

minmin
2
l
d
X
a


b
X2max
X2min
X4min
X4max


Hình 2.2

Khi v

1,5m/s: Với bộ truyền bánh răng cấp nhanh: l
max
=1/6 bán kính bánh răng. Với
bộ truyền cấp chậm: l
max
=1/4 bán kính bánh răng. Khi ny ta có:

maxmax
2
l
d
X
a
=

Chọn mức dầu chung cho cả hộp:
X
min

n
=n
c
thuc
thuc
u
d

Ti liệu tham khảo
[1] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Tính toán hệ dẫn động cơ khí, tập I, NXB Giáo dục,
1999.
[2] Vu Ngoc Pi, A method for optimal calculation of total transmission ratio of two
step helical gearboxes, Proceedings of The National conference on Engineering
Mechnics, Volume 1, Hanoi, October 12-13, 2001, pp. 133-136.

13
Vũ Ngọc Pi, Nguyễn Văn Dự Hướng dẫn đồ án chi tiết máy

[3] Vu Ngoc Pi, Nguyen Dang Binh, Vu Quy Dac, Phan Quang The, Effective
method for Optimal splitting of Total transmission ratio of Coaxial helical gearboxes
,
School on Computational Sciences and Engineering: Theory and Application, March
3-5, 2005, Ho Chi Minh City, pp. 96-99.
[4] Vu Ngoc Pi, A new and effective method for optimal calculation of total
transmission ratio of two step bevel - helical gearboxes,
International colloquium in
mechanics of solids, fluids, structures and interactions, Nha Trang, Vietnam (2000),
pp. 716- 719.
[5] Vu Ngoc Pi, Optimal Calculation of Partial Transmission Ratios of Helical
Gearboxes with First-Step Double Gear-Sets, Int. Workshop on Advanced Computing