ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
SVTH: HUỲNH KHẮC PHÚC
1

PHẦN I
: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI
TỈ SỐ TRUYỀN

CHƯƠNGI:
CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN

- Để chọn động cơ cho bộ truyền trước hết ta phải tính công suất cần thiết
Ta có công thức: N
ct
=
η
N

Trong đó:
N
ct
:

Công suất cần thiết
N: Công suất trục của tải
η: hiệu suất chung
- Hiệu suất chung được tính theo công thức:
η = η
nt
x η
3

η
x
= 0,92
η
ổ
= 0,994
- Vậy hiệu suất chung là:
η = 1 x 0,98
3
x 0,92 x 0,994
4
=0,845
+ Công suất cần thiết:
N
ct
=
η
N
=
3, 3
0,845
= 3,9 (Kw)
-
Theo bảng 2P trang 322 sách TKCTM ta chọn động cơ che kín có quạt gió loại A02 (AOπ
2) kiểu A02-41-4 có công suất động cơ N
đc
= 4 Kw và số vòng quayN
đc=
1450 v/phút.
-

h
x i
x
Trong đó:
i
h
: tỉ số truyền của các bộ truyền bánh răng trong hộp
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
SVTH: HUỲNH KHẮC PHÚC
2

i
x
: tỉ số truyền của bộ truyền xích
- Theo bảng 2-2 trang 32 sách TKCTM ta chọn
i
x
= 3
i
h
= i
nh
x i
ch

I
h

⇒ I
nh
=
b
ch
i
i
=
9,66
2,84
= 3,41
+ Kiểm tra: i
c
= i
nh
x i
ch
x i
x
= 3 x 2.3,41 x 2,842 = 29,05
II.Tính tốc độ, công suất, và momen xoắn của các trục
* Trục I:
n
1
=n
đc
=1450 (v/p)
N
1
= N

3
=
2
425,2
149,7
2,84
ch
n
i
==
(v/p)
N
3
= N
2
x η
ổ
x η
br
2= 3,78 x 0.994 x 0,98
2
= 3,61 (KW)
* Trục IV: n
4
=
3
149,7

nh
=3,41 i
ch
=2,84 i
x
=3
n (v/p) 1450 1450 425,2 149.7 49,9
N (KW) 3,9 3,88 3,78 3,61 3,3
M
x
25686,2 25554,5 84898,9 230297,3 631563,1 Phần 2:
THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN
CHƯƠNG I: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH
I.Thiết kế bộ truyền xích
¾
Với công suất N
3
= 3,61( KW)
¾ Vận tốc quay trục động cơ n
1
= 1450 (v/p)
¾ Tỉ số truyền của xích i
x
= 3
¾ Số vòng quay trục dẫn đến trục xích n
2
= 425,2(v/p)

C
+Trong đó:
K
đ
=1 tải trọng êm
K
A
= 1 hệ số xét đến chiều dài xích
Chọn A= (30
÷50).t
K
O
= 1 hệ số xét đến khả năng điều chỉnh lực

K
đc
= 1 hệ số xét đến khả năng điều chỉnh trục.
K
b
= 1,5 hệ số xét đếnđiều kiện bôi trơn chọn bôi trơn định kì.
K
C
= 1,25 hệ số xét đến chế độ làm việc bộ truyền làm việc 2 ca.
Vậy K = 1 x 1 x 1 x 1 x 1.5 x 1.25 = 1,875
* Xác định công thức tính tốn bộ truyền xích theo công thức (6-7) trang 106
N
t
= K

. K

Z
Z
==

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
SVTH: HUỲNH KHẮC PHÚC
4

K
Z
=
01
3
400
2.35
169.7
n
n
==

Vậy N
t
= K

x K
Z
x K
n
x N
3

12 21
2
()
22
ZZ ZZ
A
t
tA
π
+−
++

=
2
25 80 2 1016 80 25 25.4
133,38
2 25.4 2 3,14 1016
+× −
⎛⎞
++ ×=
⎜⎟
×
⎝⎠
mắt
Chọn số mắc xích là: X = 134
Kiểm nghiệm số lần va đập trong một giây theo công thức (6-16)
u=
]u[
X
Zn

⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
π
−
−
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+
−+
+
−
2
12
2
2121
2

V. Tính đường kính vòng chia trên đĩa xích theo bảng (6-1)
đĩa dẫn: d
c1
=
1
0
180
Z
sin
t
=
0
19,05
146
180
sin
24
=
mm
đĩa bị dẫn: d
c2
=
0
19,05
437
180
sin
72
mm=


24 19,05 149.7
×× ×
=
××
N
VII. Tính chiều dài xích
L = X × t = 134 x 19,05 = 2552,7 mm CHƯƠNG II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG

I. Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng của cấp nhanh trong hộp giảm tốc theo số
liệu sau:

- Số vòng quay trong 1 phút của trục dẫn n
1
=1450 v/p, bộ truyền quay 1 chiều.
- Yêu cầu làm việc trong 5 năm.
- Mỗi năm 300 ngày làm việc
- Mỗi ngày 2 ca
- Tải trọng tĩnh
1. Chọn vật liệu làm bánh răng
.
a) Bánh răng nhỏ: Theo bảng (3-6) ta chọn thép 45 thường hố
Giả sử đường kính phôi dưới 100 mm
- Theo bảng (3-8)
- Giới hạn bền kéo
σ
bk
= 600 (N/mm

- Số chu kì làm việc tương đương của bánh lớn
N
2
=5 x 300 x2 x 6 x 60 x 425,2 = 459,216.10
3

- Số chu kì làm việc tương đương của bánh nhỏ
N
1
= i x N
2
= 3.41× 459,216.10
3
=1565,926.10
6
- Theo (3-9) ta có số chu kì cơ sở N
0
=10
7

- Vì N
1
và N
2
đều lớn hơn số chu kì cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc và đường mỏi uốn nên
khi tính ứng suất cho phép của bánh nhỏ và bánh lớn lấy K
’’
N
= K
’

N
= 2,6 × 190 = 494 (N/mm
2
)
- Ưùng suất tiếp xúc cho phép đối với bánh lớn
[
σ]
tx2
= 2,6 × HB × K
’’
N
= 2,6 × 160 = 416 (N/mm
2
)
b)
Ứng suất uốn cho phép:
Vì N > N
o
ta chọn K
’’
N
= K
’
N
=1
- Vì bánh răng quay một chiều nên ta có: [
σ]
u
=
σ

k
σ
=1,8 hệ số tập trung ứng suất chân răng
Thép 45:
σ
-1
= 0,43 × 600 = 258 (N/mm
2
)
Thép 35:
σ
-1
= 0,43 × 480 = 206,4 (N/mm
2
)
+ Đối với bánh nhỏ: [
σ]
u1
=
1,5 258
143,3
1, 5 1, 8
×
=
×
(N/mm
2
)
+ Đối với bánh lớn: [
σ]

×
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
×σ
×

- Trong đo ù: i = 3,41 tỉ số truyền
n = 425,2 (V/P) : số vòng quay trong một phút của bánh răng bị dẫn
N = 3.78 KW: công suất
A ≥ (3,41 + 1) ×
2
6
3
1, 05 10 1, 3 3, 78
416 3.41 0,4 425,2
⎛⎞
××
×
⎜⎟
××
⎝⎠
= 116,9 mm
- Vậy lấy A = 124 mm
6. Tính vận tốc vòng của bánh răng và cấp chính xác để chế tạo bánh răng

βsin
m,
n
52
với cấp chính xác 8 và vận tốc vòng V< 6 m/s tra bảng (3-13) ta chọn
K
đ
= 1.55: hệ số tải trọng động
⇒ K = 1 × 1,55 = 1,55
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
SVTH: HUỲNH KHẮC PHÚC
7

Khoảng cách A điều chỉnh:
A
A
=
sơ bộ
3
1.55
1.3

=132 mm

8. Xác định mođun, bánh răng và chiều rộng bánh răng
:
+ Mođun: m = (0.01 ÷ 0,02)A
= (0.01
÷ 0,02) ×132 = 1,32 ÷ 2.64 mm
Lấy m = 2 mm

9. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng:

-
theo bảng 3-16
σ
u
=
u
][
b.n.Z.Ym
N.K.,
σ≤
×
2
6
10119

Trong đó
m = 2 mm
y
1
= 0,451 hệ số dạng răng của bánh nhỏ
y
2
= 0,517 hệ số dạng răng của bánh lớn
n = 1450 V/p số vòng quay của bánh răng
-
ứng suất uốn tại chân răng bánh nhỏ
σ
u1

u2
10. Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền
Mođun m= 2 mm
Số răng Z
1
= 30, Z
2
=102
Góc ăn khớp
α = 20
0

Đường kính vòng chia
d1 = m.Z
1
= 2 × 30 = 60 mm
d2 = m.Z
2
= 2 × 102 =204 mm
-
Khoảng cách trục A
A =
204 60
132
2
mm
+
=

Chiều rộng bánh răng: b = 52 mm

1
=

2 2 25554,5
851,8
60
Mx
N
d
×
==

Lực hướng tâm:
P
r1
= P
1
× tgα =851,8 × 0,364 = 310 N

II. Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm (bộ truyềnư3 V)
1. Chọn vật liệu chế tạo bánh răng:
*Bánh nhỏ: theo bảng (3-6) trang 39 ta chọn thép 45 thường hố.
- Giả sử đường kính phôi (100
÷300) mm
- Giới hạn bền kéo
σ
bk
= 580 N/mm
2


2
= 5×300×2×6×60×149.7 = 161676.10
3

Số chu kì làm việc của bánh nhỏ
N
1
= N
2
×i
ch
=2,84×161676.10
3
= 459159,84.10
3

Theo bảng (Ư19) ta chọn số chu kì cơ sở N
0
= 10
7

- Vì N
1
và N
2
đều lớn hơn số chu kì cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc và đường cong mỏi uốn
nên khi tính ứng suất của bánh nhỏ và bánh lớn lấy K
N
’’
= K

×190×1=494 N/mm
2

- Ưùng suất tiếp xúc cho phép đối với bánh lớn:
[
σ]
tx
= 2,6×HB×K
N
’’

= 2,6
×160×1=416 N/mm
2

b) Ưùng suất ứng cho phép
- Ta có số chu kì cơ sở của đường cong mỏi uốn N
o
= 5.10
6

N
≥ N
o
ta chọn K
N
’’
= K
N
’

- Trong đó
σ
-1
và σ
0
giới hạn mỏi uốn trong chu kì trong chu kì vận động và trong chu kì đối
xứng
σ
-1
≈ (0,4 ÷0,45). σ
bk*

- Vì phôi là thép thường hố tôi cải thiện nên chọn hệ số n = 1,5
- K
N
=1,8 hệ số tập trung ứng suất chân răng
- Thép 45
σ
-1
= 0,43 × 580=249,4 N/mm
2

- Thép 35
σ
-1
=0,43 × 480 = 206,4 N/mm
2

+ Đối với bánh nhỏ


0,6
A
b
A
ψ
==

5. Tính khoảng cách trục A
.
- Theo bảng (3-10) bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng ta có công thức
3
2
6
10510
1
n
KN
i][
,
)i(A
'
A
tx
θψ
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜

⎝⎠

- Ta chọn A=125 mm
6. Tính vận tốc vòng và chọn cách chính xác chế tạo bánh răng.

11 1
2 2 3,14 125 425,2
1, 44 /
60 1000 60 1000( 1) 60 1000(2,84 1)
dAn An
vms
i
π
π
×
××
== = =
××+×+

Theo bảng (3-11) ta chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng là 9 .
7. Định chính xác hệ số tải trọng Kvà khoảng cách trục A.

- Hệ số tải trọng K được tính theo công thức
K = K
tt
× K
đ

- Vì tải trọng không thay đổi và độ rắn của bánh răng HB < 350 nên chọn
K

= (0.01 ÷ 0,02)A
= (0.01
÷ 0,02) ×125
= 1,25
÷ 2,5 mm
Lấy m
n
= 2 mm
Sơ bộ chọn góc nghiêng
β =
20
°
, cosβ = 0,94
Tổng số răng:Zt=Z
1
+Z
2
=
2125 cos
117
n
xx
m
β
=

+ Số răng bánh nhỏ:
Z
1
=

A
β
+
+
===
×

⇒ β = 23
0
+ Chiều rộng bánh răng :
b =
ϕ
A
×A = 0,6×125 = 75 mm
- Lấy b = 75 mm
-chiều rộng b thoả điều kiện:b>
812
σ
=
÷
=14,20
9. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng:

Theo bảng 3-16
σ
u
=
u
''
n

y
1
= 0,47 hệ số dạng răng của bánh nhỏ
y
2
= 0,517 hệ số dạng răng của bánh lớn
θ
”
= 1,5 hệ số phản ánh sự tăng khả năng tải khi tính theo sức bền uốn của bánh răng nghiêng

- Ưùng suất uốn tại chân răng bánh nhỏ
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
SVTH: HUỲNH KHẮC PHÚC
11

σ
u1
=
6
2
2
19,1 10 1,2 3,61
87,1 /
0,47 2 30 149,7 75 1,5
Nmm
×××
=
××× ××

σ

2
=85
- Góc ăn khớp α
n
= 20
0
- Góc

nghiêng β = 23

- Đường kính vòng chia

1
1
230
65
cos 0,92
n
mZ
x
dmm
β
===

2
2
285
185
cos 0,92
n

– 2,5.m
n
= 65 - 2,5×2 = 60 mm
D
i2
= d
2 –
2,5.m
n
= 185 – 2,5×2 = 180 mm
11. Tính lực tác dụng lên trục:

- Lực vòng:
P
1
=

2 2 84898,8
2612
65
Mx
N
d
×
==

- Lực hướng tâm:
2612 0,363
1030
cos 0,92

x
NmmC
τ
==

I.theo công thức (7-2) trang 114 ta có :
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
SVTH: HUỲNH KHẮC PHÚC
12

3
n
N
Cd ≥

Trong đó:
d:đuờng kính trục
n:số vòng quay 1 phút của trục
N: công suất
C:hệ số phụ thuộc ứng suất xoắn cho phép C=120
1. Đối với trục I

N= 3,88 kw
C= 120
n= 1450 v/ph
suy ra:

3
3,88
120 16,7

3, 61
120 34,7
149,7
dmm==

lấy d
3
= 35 mm
-để chuẩn bị cho bước tính gần đúng trong ba trị số d
1
,d
2
,d
3
ở trên ta có thể lấy trị số d
2

=25mm để chọn ổ bi cỡ trung bình tra bảng 14p ta có chiều rộng của B=17 mm
II. Tính gần đúng
-theo bảng 7-1 ta chọn bạng kích thước như sau
- khe hở giữa các bánh răng 10 mm
-
khe hở giữa các bánh răng và thành trong hộp là 10 mm
-
khoảng cách từ thành trong của hộp đến thành trong của ổ lăn là10 mm
-
chiều rộng của ổ lăn B=17 mm
-
khe hở giữa mặt bên bánh răng đến thành hộp lấy sơ bộ
•

pa5
p6
pa6
Pr6
Pr5
p5
Pr4
p4
RxThiết kế trục I
-Xác định phản lực ở 2 đầu gối đởi Avà B
momem xoắn M
x
=25554 N
lực vòng p
1
=851,8 N
lực hướng tâm p
r1
= 310 N
*Theo phương ngang
1
1
1
.( ) ( ) 0
425,9
2
851,8 425,9 425,9

RN
RpR N
Σ= +− +++=
⇒==
⇒=−=−=ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
SVTH: HUỲNH KHẮC PHÚC
16

Qy
Qx
Muy
Mux
Mx
Rax
Rbx
1
p
r1
p
155N
155N
15810N
425,9N
425,9N
43441,8N
25554N
+

d
β
σ
≥
−

theo công thức 7-4 ta có

2
22
0,75
46229,2 0,75(25554)
51253,2
td u x
MM M
Nmm
=+
=+
=

Vì trục làm đặc nên ta có
0
1
0
==β
d
d

-Vì vật liệu là thép 45 theo bảng 7-2 ta có
1


-Lực vòng p
3
=p
4
=
2612
1306
2
=
N

-Lực hướng tâm p
r3
= p
r4
=
1030
515
2
=
N

-Lực dọc trục p
a3
= p
a4
=
1107
553,5

SVTH: HUỲNH KHẮC PHÚC
18

*theo phương đứng
32 4
32
.()( )( )0
310
515 360
2
2 360
yr r r dy
dy
cy r r dy
Mc pap ab p abc R abcd
RN
RppR N
Σ= − ++ ++− +++=
⇒=− +=
⇒= −−=


17010N
34998,75N
26512,5N
34998,75N
1731,9N
425,9N
425,9N
1731,9N
81832,2N
105150,2N
81842,2N
42445N
42445N
+
+
+
+
-
-
-
-
X
M
M
UX
M
UY
Y
Q
X

()
3
22 2 2
0,1.[ ]
0,75 89002,3 0,75.(42445)
96294,3
td I I
II
ux
M
d
Mtd M M
Nmm
σ
−
−
≥
=+ = +
=

+Tra bảng 7-2 với vật liệu thép 45 ta có
2
2
3
[ ] 600
50 /
96294,3
26,8
0,1.50
b

==
-Vì trên trục có rẵnh then để đảm bảo bền ta chọn d
II-II
= 35 mm

3.thiết kế trục III

*Các lực tác dụng tác dụng lên bánh răng 4và 5
-Lực vòng p
5
=p
6
= 1306 N
-Lực hướng tâm p
r5
= p
r6
= 515N
-Lực dọc trục p
a5
= p
a6
=553,5 N
* Tính xích:
-số dãy: 2 ; bước xích :t=19,05 . ta suy ra c=12,7
-chiều rộng răng đĩa xích : b=0,9c – 0,15 =11,28 mm
- R
X
= 2x1984,9 = 3639,4N
- bề rộng vành B = c+b =12,7+11,28=23,98 mm . chọn B =24mm

+
+
-
-
823,9
1338,9
3639
14595,5
125568,8
168075,5
1306
1306
61708,5
129294
258588
-
308,9
35351,7
104812,55
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
SVTH: HUỲNH KHẮC PHÚC
22 *Tính sức bền trục
*Xác định phản lực
*Theo phương ngang
56
5
(2 ) ( ) 0


*Tính momem uoná tại các thiết diện nguy hiểm
-Tại thiết diện (I-I)

22 2 2
()
35351,75 61708,5 71117,4
UI I UY UX
MMM
−
=+= + =

-Tại thiết diện II-II

22 2 2
125568,8 61708,5
139912,3
uII II UY UX
M
MM Nmm
Nmm
−
=+= +
=

*Tính đường kính trục:
-Tại thiết diên I-I ta có
()
3
0,1.[ ]

Nmm
dmm
−
−
=+ =
==

Vì trục có rãnh then nên ta lấy
d
I-I
= 42 mm để đảm bảo bền
Tại thiết diện II-II

22
()
3
139912,3 0,75.(258588) 264057,3
264057,3
37,5
0,1.50
TD II II
II II
M
Nmm
dmm
−
−
=+ =
==


Vậy

a
1
.
.
k
ε
εβ
σ
=σ
σ
σ
−
σ

-Vì bộ truyền làm việc 1 chiều nên ứng suất tiếp thay đổi theo chu kỳ mạch động

max
0
x
am
M
τττ
ω
== =

Vậy

ma

2
b
mm/N600=σ2
1
mm/N270600.45,0 ==σ
−2
1
150600250 mm/N., ==τ
−ω
=σ
u
a
M

-Theo bảng (7-3b) trang 122 với đường kính trục 28 mm ta có: w
0
=4010 mm
3

W=1855 mm
3

τ
== =

-Chọn giới hạn mỏi ứng với chu kỳ mạch động

050
10
,
,
=ψ
=ψ
τ
σ-Hệ số tăng bền

1=β

+ Theo bảng (7-4)trang 123 ta chọn
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
SVTH: HUỲNH KHẮC PHÚC
24

0,88
0,77
σ
τ
ε
ε

τ
τ
ε
==

-Tập trung ứng suất do lắp căng , áp lực lên bề mặt lấy

2
30 mm/Np ≥

+ Tra bảng (7-10) ta có

2,6
k
σ
σ
ε
=10,6 1 1,96
kk
τσ
τσ
εε
⎛⎞
=+ − =
⎜⎟
⎝⎠


nn
nn
n
στ
στ
== =≥
++
=→

+ Vậty thỏa điều kiện

]n[n ≥

2. kiểm nghiệm sức bền trục II
+Tại thiết diện (I-I) và với d=30 mm
-Theo công thức (7-5) ta có

]n[
n.n
n.n
n
22
≥=
στ
τσ

-Vì trục quay nên ứng suất pháp tay đổi theo chu kỳ đối xứng

w
M

M
w
τττ
== =

Vậy

ma
1

.
k
τψ+τ
εβ
τ
=τ
τ
τ
τ
−
σ

-Vơi giới hạn mỏi uốn

b1
.45,0 σ=σ
−b


-Theo bảng (7-3b) trang 122 với đường kính trục 30 mm ta có
w=2320 mm
3

w
o
=4970 mm
3

M
u
=89002,3Nmm
M
x
=42445 Nmm
Vậy

2
89002,3
38,36 /
2320
u
a
M
Nmm
w
σ
== =



0,86
0,75
σ
τ
ε
ε
=
=

+ Theo bảng (7-8) hệ số tập trung ứng suất tại rãnh then
51
631
,k
,
k
=τ
=
σ

+ Các tỷ số

1, 63
1, 9
0,86
k
σ
σ
ε
==