LỜI NÓI ĐẦU

Môn học chi tiết máy đóng vai trò rất quan trọng trong chương trình đào
tạo kỹ sư và cán bộ kỹ thuật về nghiên cứu đào tạo,nguyên lý làm việc và phương
pháp tính toán thiết kế các chi tiết, các thiết bị phục vụ cho các máy móc ngành
công – nông nghiệp và giao thông vận tải.
Đồ án môn học chi tiết máy có sự kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết với thực
nghiệm. Lý thuyết tính toán các chi tiết máy được xây dựng trên cơ sở những kiến
thức về toán học, vật lý, cơ học lý thuyết, nguyên lý máy, sức bền vật liệu, .v.v.,
dược chứng minh và hoàn thiện qua thí nghiệm và thực tiễn sản xuất.
Đồ án môn học chi tiết máy là một trong các đồ án có tàm quan trọng nhất
đối với một sinh viên khoa cơ khí. Đồ án giúp cho sinh viên hiểu những kiến thức
cơ bản về cấu tạo, nguyên lý làm việc và phương pháp tính toán thiết kế các chi
tiết có công dụng chung, nhằm bồi dưỡng cho sinh viên khả năng giải quyết
những vấn đề tính toán và thiết kế các chi tiết máy, làm cơ sở để vận dụng vào
việc thiết kế máy sau này.
Em xin chân thành cảm ơn nhà trường và quý thầy, cô đã tạo điều kiện và
giúp đỡ em hoàn thành công việc được giao.
Thanh Hóa 07/….
CHƯƠNG I
CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG
CƠ KHÍ
I. chọn động cơ điện
 Chọn động cơ điện xoay chiều 1 pha không đồng bộ. vì: kết cấu đơn
giản, dễ bảo quản, làm việc với độ tin cậy cao có thể mắc trực tiếp với
lưới điện 3 pha mà không cần biến thế.
 tính công suất cần thiết để động cơ làm việc:

η
p
p

brold

2
=
.
η
đ
= 0,96 . 0,99
2
. 0,97 . 1 = 0.91 (1)
Tính : P
lv
8,4
1000
8,0.6000
1000
.
===
VF
kw (2)
Trong đó : F = 6000 (N) Lực éo băng tải :
V = 0,8 (m/s) Vận tốc băng tải :
Từ (1) và (2) ta có :
Vậy công suất cần thiết:
27,5
91,0
8,4
==
p
yc

220.14,3
8.0.60000
.14,3
.60000
===
D
V
(vg/ph)
Vận tốc băng tải V = 0,8 (m/s)
Đường kính tang D = 220 (mm)

Vậy ta có số vòng quay sơ bộ của động cơ:

⇒

15625,22.45,69. ===
unn
tlvsb
(v/p)
Trong đó : + n
sb
: Là số vòng quay của động cơ
+ n
lv
: Là số vòng quay của trục máy công tác
+ U
t
: Là tỉ số truyền cua toàn bộ hệ thống
Như vậy động cơ được chọn phải có công suất
dc

pVn
WP
sb
yc
/1562
27,5
Từ đó ta chọn động cơ 4A112MY3
P
đc
= 5,5 kw
N
đc
= 1425 v/p
Thông sô của động cơ:
n
sb
=1425 v/p Tk/Tdn=2,0
p=5,5 kw Tmax/Tdn=2,2 cosφ = 0,8
II. tính toán động học hệ dẫn động cơ khí
+ Xác định tỉ số truyền của hệ dẫn động:
U
t
= U
h
. U
đ
=
51,20
45,69
1425

1.99,0
8,4
==
×
=
knol
LV
trucII
P
ηη
kw
- n
2
= n
lv
= 69,45 (vg/ph)
_
=
T
2
9.55 .
=
n
p
2
2
6
.10
9.55 . 10
45,69

(v/ph)
=
T
1
9.55 .
=
n
p
1
1
6
.10
9.55 . 10
356
05.5
.
6
= 135470,5 Nmm
- công suất trên trục động cơ
P
423,5
96,0.97.0
05.5
1
==
×
=
đbr
đc
P

u
4 `
13,5=
h
u
số vòng quay n,
v/ph
1425 356 69,45
Mômen xoắn
T,Nmm
36343,6 135470,
5
666918,
64

CHƯƠNG II
THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI
 Chọn loại đai thang thường:
1) Đai thang thường , tỉ số truyền rộng tính toán b
t
do theo lớp trung hoài va
chieu cao h cua tiết diện hình thang
h
b
t
=1,4
2) Tiết diên đai ;
1/ Từ công suất P
đc
= 5,423(kw) và số vòng quay của động cơ n

= 2,8
_ Diện tích tiết diện : A = 81 mm
2
_ Đường kính bánh đai nhỏ : d
1
= 100 – 200 (mm)
_ Chiều dài giới hạn l = 560 - 4000 (mm)
3) Xác định các thông số của bộ truyền :
- Ta chọn đường kính bánh đai nhỏ d
1
= 160 (mm)
- Với U
đ
= 4
_ Đường kính bánh đai lớn :
+
646
)01.01(
4.160
)1(
.
1
2
=
−
=
−
=
ε
đ


4
)98.,34(
)(
'
−
=
−
=
∆
đ
đ
u
u
uu
.100% = 2% < 4%. bảo đảm yêu cầu
4) Khoảng cách trục và chều dài đai ;
+) Khoảng cáh trục a : Dựa vào bản 4.14 TTTKHDĐCK
Với U
đ
= 4 , lấy
2
d
a
suy ra a = 0,95 d
2
= 0,95 . 630 = 598 (mm)
+ suy ra : Trị số a dược tính cần thoải mản điều kiện sau :
0,55.(d
1


= 2529,3 (mm)
Theo bảng 4.13 chọn chiều dài đai tiêu chuẩn l = 2500 mm =2,5 m
+Kiểm nghiệm về tuổi thọ của đai là :
i =
=≤==
I
s
l
v
max
/76,4
5.2
9,11
10m/s thỏa mản
- Góc ôm
1
α
trên bánh đai nhỏ được tính theo công thức (4.7).

°=
°−
−=
°−
−= 135
598
57)160630(
180
57)(
180

=
1
p
5,27 kw :Là công suất trên trục bánh đai chủ động ;
- theo bảng (4.7),
=
d
k
1.25
- với
=
1
α
135 tra bảng (4.15) vậy:
=
α
c
0.88 :
- với
==
2500
2500
o
l
l
1 tra bảng (4.16),
=
l
c
1


6,1663,321602
011
=×+=+= hdd
a
mm

3,6363,326302
022
=×+=+= hdd
a
mm
7/ Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục:
- theo công thức: (4.19),
v
d
F
zvc
kp
F +=
α
1
0
780
Theo bảng (4.22),
87,149,11105.0
22
=×== vqF
mv
N ; Định kỳ điêu chỉnh lực





==
α
Chương III
TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG
1/ Do không có yêu cầu gì đặc biệt và theo quan điểm thống nhất hoá
trong thiết kế, ở đây ta chon vật liệu cho 1 cấp bánh răng như sau:
Theo bảng ( 6.1 ), chọn:
- Bánh nhỏ: Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB241…285. có
1b
σ
= 850Mpa,
1ch
σ
= 580 Mpa.
Bánh lớn: Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB=192 240 có
2b
σ
= 750Mpa,
2ch
σ
= 450 Mpa.
2/ Phân tỉ số truyền: u
h
= 5,13
3/ Xác định ứng suất cho phép:
Theo bảng (6.2) với thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB180-350

F
σ
=1.8HB = 1,8.250 = 450Mpa

2lim
0
H
σ
=2HB+ 70 = 2 . 230+ 70 = 530Mpa

2lim
0
F
σ
= 1.8HB =1,8. 230 =414Mpa
_ K
HL
,K
FL
: Hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng của thời hạn phục vụ
Và chế độ tải trọng của bộ truyền .
_ Xác định theo công thức 6.3 và 6.4

H
m
HO
HFHL
N
NN
=

N
1HO
=30.250
4.2
=1,71. 10
7
N
2HO
=30.255
4.2
=1,39.10
7
_ N
HE
, N
HF
: số chu ky thay đổi ưng suất tương đương
_ Do tải trọng tỉnh nên ta có
N
HE
= N
FE
= 60c.n. N
HE
=60c.n
∑
i
t
_ c là lần ăn khơp trong một vọng quay
_ vận tôc của bánh răng


10
5
+

N
1HE
= 3336. 10
5
> N
HO
=

1,71. 10
7

Suy ra : K
1
1
=
HL
+ N
2HE
= 837 .

10
5
> N
HO
= 1,39.10

Như vậy theo (6.1a) Sơ bộ xác định được:

[ ]
H
σ
=
lim
0
H
σ
.K
HHL
S/

[ ]
H
σ
1
=570
18,518
1,1
1
=
Mpa

[ ]
H
σ
2
=530

δ
= 257,14 Mpa

[ ]
75.1
11414
2
××
=
F
δ
= 236,5Mpa
Do đây là bộ truyền bánh trụ răng thẳng nên suy ra :

[ ]
H
σ
= min{
[ ]
H
σ
1
,
[ ]
H
σ
2
} = 418,18 Mpa
- ứng suất quá tải cho phép:
Theo (6.13) và (6.14):

chF
δδ

4508.0 ×
= 360Mpa
4/ Xác đinh thông số cơ bảng của bộ truyền :
a/ Xác định sơ bộ khoảng cách trục:
theo (6.15a):TTTKHDĐCK ta có :

[ ]
3
2
1

.
)1(








+=
bahH
H
haw
u
kT

1,1 Sơ đồ phân bố 6 .

β
H
k
: Là hệ số khi xét đến sự không điều của tải trọng trên vành răng
Khi tính theo sưc bềnh tiếp xúc và uốn
T
1
: momen xoắn trên trục 1 : T
1
= T
I
= 135470.5 (Nmm)

[ ]
H
σ
: ứng suất tiếp xúc cho phép :
[ ]
H
σ
= 481,18 Mpa
Vậy :
mma
w
23,223
4.013,518,481
05.15,135470
)113,5.(5.49

2232
)1(
2
1
=
+
×
=
+
=
h
w
um
a
z
lấy
=
1
z
18 ,
=
2
z
u
h
.
=
1
z
5,13 . 18 = 92,34

_ Do đó tỉ số truyền : U
tt
= U
h
= 5,13

c/ Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:
_ Ứng suất tiếp xúc trên bề măt làm việc :
Theo (6.33)
2
1
1

)1(2

wmw
mH
HmH
dub
ukT
zzz
+
=
ε
σ
(*)
Theo bảng (6.5), TTTKHDĐCK
=
m
z

t
= α
tw
= arctg( tgα / cosβ
t
)
= arctg( tg20 / cos0 ) = 20
Trong đó góc propin gốc α = 20
0

( theo TVCN – 1065 -71 )

=
×
×
==
)202sin(
12
.2sin
cos2
tw
b
H
z
α
β
1.764
với bánh răng thẳng, dùng (6.36a) tính
ε
z

z
0.868
- đường kính vòng lăn bánh nhỏ

=






+
×
=
+
=
1
34
130
2462
1
2
1
m
w
w
u
a
d
102 mm.

a
vgv
w
HH
δ
Theo (6.41),

=
×××
××
+=+=
1051.12865002
2461026
1
.2

1
1
1
αβ
HH
wwH
Hv
kkT
dbv
k
2
Trong đó
982464.0. =×==
wbaw

)102(8,398
)18,3(1,22865002
868,0754,1274
H
σ
510 Mpa.
Với v = 1.46 m/s < 5m/s, nên z
v
= 1.
Cấp chính xác động học là cấp 9, chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là
cấp 9, khi đó cần gia công đạt độ nhám R
a
=10….40
m
µ
, do đó z
R
=0,9 ; với d
a
<700mm, K
xH
= 1,
Do đó theo (6.1) và (6.1a):
[ ] [ ]
51819,01576 =×××==
xHRVHH
KZZ
σσ
Mpa
Như vậy

chính xác cấp 9, K
α
F
= 1 ,b
w
=98
Theo (6.47):
9.1581,3/2467,173016,0/
0
=××== uavgv
wFF
δ
do đó theo bảng (6.15):
F
δ
= 0,016,
theo bảng (6.16): g
0
= 73.
Do đó theo (6.46):
K
FFv
v+=1
b
w
d
w
/(2T
1
K

- với
=
β
0 ;Y
=
β
1
- Số răng tương đương:
z
=
1v
34
z
=
2v
130
Theo bảng (6.18) ta đựơc Y
=
1F
3,8; Y
=
2F
3.6
Với m = 3 mm, Y
S
= 1.08-0.695ln(3)=1.003
y
1=
R
(bánh răng phay) ; k

7.3184.034.12865002
=
××
×××××

=
1F
σ
80 Mpa <
[ ]
1F
σ
= 278,5MPa

76
8.3
6.380
1
21
2
=
×
=
×
=
F
FF
F
Y
Y

= 464 MPa
=×== 276
2max2 qtFF
K
σσ
152 <
[ ]
max
2F
σ
= 464 MPa
Thông số Kết quả
Khoảng cách trục 246 mm
Môđun 3 mm
Chiều rộng vành răng b
w
= 98
Tỉ số truyền u
h
= 3.81
Góc nghiêng của răng
β
= 0
Số răng bánh răng z
1
= 34
z
2
=
130

σ
= 600MPa ;
ch
σ
=340 MPa
Các lực tác dụng lên trục
2
1
1
1
6,5617`
102
2865002
2
t
w
t
F
d
T
F ==
×
==
2
1
1
3,2022
0cos
28.206,5617
cos

τ
- là ứng suất xoắn cho phép(MPa)
[ ]
τ
=15…30MPa với vật liệu là thép CT45, thép 45, 40X.
d
1
=
[ ]
3
1
)202,0(
286500
)2,0(
=
×
=
τ
T
; lấy d
1
= 40
v ới : T
1
=286500

[ ]
τ
=20
d

=
d
1
: là đường kính chiều rộng đai d
1
=40
chọn
48402.1
12
=×=
m
l
mm
tương tự:
213
)5.1 3.1( dl
m
=
d
2
: là bề rộng bánh răng d
2
=58 mm
d
1
=40 tra bảng (10.2) => b
0
=23mm
Theo bảng (10.3)
-khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp

3
12
12121
=×==
=+++=+++===
=+++=+++=
−==
ll
kkbllLL
b
hk
l
llL
m
n
m
c
x
y
Ft
Fr1
FBy
FBx
FAy
FAx
Fr
M
Phân tích các lực tác dụng lên trục:









=+−×−××=
=++×=
=++=
=+++=
∑
∑
0)5,605,60(5,606,56175,605,656,1670
0)5,605,60(5,603,2022
03,2022
06,16706,5617
FBxMy
FByMx
FByFAyy
FBxFAxx








−=
−=

L3
- Xét trên mặt cắt 1-1
tại A



=
=
1
.
0
zFMy
Mx
r




=
=
1
.
0
lFMy
Mx
r





0
2
2
By
Bx
M
M
Tại C:



−+=
=
2212
22
.)(
.
zFAxzlFM
zFAyM
rCy
Cx




−+=
=
212
22
)(.

Cy
Cx
M
M



−=
=
7,111043
5,61174
2
2
Cy
Cx
M
M
- Xét trên mặt cắt 3-3:




=
−=
33
33
.

x
M
M
- Xác định đường kính trục 1:
Tại vị trí bánh đai :
M
12
=
1.
lM
Fr
=
8,3305,656,1670 =×
M
td
=
2
1
2
12
75,0 TM ++

M
td
=
22
26850075,08,330 ++
=232528
- D
12

td
=
2
1
2
10
75,0 TM ++ M
tdol
=
22
268500.75,0109424,3 +
=256988 (Nmm)

- d
10
=
3
][1,0
109425,2
δ
=
3
50.1,0
256988
=36,5(chọn d
ol
= 35 TTC )

+
M
tdbr
=
22
268500.75,0 126779,4 +
=264843,7 (Nmm)
- d
br
=
3
50.1,0
264843,7
=37,55