GVHD: VĂN HỮU THỊNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Lời nói đầu
Môn học chi tiết máy là một trong những môn học cơ sở giúp cho sinh viên chuyên
ngành cơ khí có một cách nhìn tổng quan về nền công nghiệp đang phát triển như vũ bão.
Đây là môn học đóng vai trò quan trọng trong chương trình đào tạo kỹ sư và các cán bộ
kỹ thuật, nguyên lý làm việ và phương pháp tính toán các chi tiết phục vụ cho các máy
móc ngành công _ nông nghiêp, giao thông vận tải,……
Thiết kế đồ án chi tiết máy là sự kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết và thực nghiệm, từ đó
sinh viên có cơ hội tổng kết lại những lý thuyết và làm quen với công việc thiết kế.
Trong các nhà máy xí nghiệp, khi cần vận chuyển vật liệu rời chủ yếu sử dụng các máy
vận chuyển gián đoạn, các máy vận chuyển liên tục. Khác với các máy vận chuyển gián
đoạn, các thiết bị máy vận chuyển có thể làm việc trong một thời gian dài, việc vận
chuyển có năng suất cao và được sử dụng rộng rãi khi vận chuyển các vật liệu rời người
ta đã sử dụng băng tải. Băng tải thường được sử dụng để vận chuyển các loại vật liệu
như: than đá, cát, sỏi, thóc…
Băng tải thường được cấu tạo bởi ba bộ phận chính: Động cơ truyền lực và mô men
xoắn cho hộp giảm tốc tiếp đó đến băng tải. Hộp giảm tốc thường dùng cho băng tải là
hôp giảm tốc bánh răng trụ một cấp, hai cấp, bánh vít_trục vít, bánh răng_ trục vít.
Để làm quen với việc đó, em được giao Thiết kê hệ dẫn động băng tải (xích_tải),với
những kiến thức đã học và sau một thời gian nghiên cứu cùng với sự hướng dẫn tận tình
của thầy Văn Hữu Thịnh_cán bộ giảng dạy thuộc bộ môn chi tiết máy, đến nay đồ án của
em đã được hoàn thành. Tuy nhiên, vẫn còn bị hạn chế về kinh nghiệm thực tế, nên đồ án
của em không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô
trong bộ môn để đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn đã tận tình giúp đỡ em, đặc biệt
là thầy hướng dẫn.
Tp Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 5 năm 2013

Sinh viên thực hiện: Phan Bá Trung
SVTT: PHAN BÁ TRUNG. Trang 1
GVHD: VĂN HỮU THỊNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

2. Một bản vẽ lắp hộp giảm tốc ( khổ A0).

SVTT: PHAN BÁ TRUNG. Trang 4
GVHD: VĂN HỮU THỊNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Phụ lục
Trang
LỜI NÓI ĐẦU 1
Phần I : TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ 3
Phần II : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI 11
Phần III : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG 19
I : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN CẤP NHANH 19
II : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN CẤP CHẬM 27
III : KIỂM TRA CÁC ĐIỀU KIỆN 36
Phần IV : THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY ĐỠ NỐI 39
A : THIẾT KẾ TRỤC 39
B : TÍNH CHỌN THEN VÀ KHỚP NỐI. 57
C. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ Ổ LĂN 60
Phần V :TÍNH THIẾT KẾ VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC 64
SVTT: PHAN BÁ TRUNG. Trang 5
GVHD: VĂN HỮU THỊNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] . Nguyễn Trọng Hiệp : Chi Tiết Máy , tập 1 và tập 2
Nhà xuất bản Giáo dục , Hà Nội 1999
[2] . Nguyễn Bá Dương, Nguyễn Văn Lẫm , Hoàng Văn Ngọc , Lê Đắc Phong
Tập bản vẽ chi tiết máy
Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp , 1978
[3] . Trịnh Chất , Lê Văn Uyển :
Tính toán Thiết kế hệ dẫn động cơ khí , tập 1 và tập 2
Nhà xuất bản Giáo dục , 1999
PHẦN I:

Tra bảng 2.3 trang 19 ta có:
η
đ
= 0,96 : Hiệu suất bộ truyền đại.
η
ol
= 0.995 : Hiệu suất 1 cặp ổ lăn.
η
Br
= 0,97 : Hiệu suất 1 cặp bánh răng.
η = 1 : Hiệu suất nối trục.
- Vậy η = 0,96.0,995
4
.0,97
3
.1 = 0,86.
3. Chọn động cơ:
Ta có: công suất máy công tác:
P =
. 6700.1,2
8.04( )
1000 1000
F V
KW= =
.
Công suất cần thiết cho động cơ.
-Tải trọng tương đương

2 2
1 1 2 2

0.7 0.3
t
P
× + ×
=
+
=7,59
SVTT: PHAN BÁ TRUNG. Trang 7
GVHD: VĂN HỮU THỊNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Công suất cần thiết trên trục động cơ:
P
ct
=
7,59
8,83( ).
0,86
td
P
KW
η
= =
Ta có P
ct
nên ta cần chọn động cơ có công suất thỏa điều kiện.
P
đm
> P
ct
.
- Thực tế có nhiều động cơ thỏa điều kiện này. Dựa vào các thông số đã cho và mục đích

h
.U
nt.
U=U
n
.U
h
=U
đ
.U
h
22,27
8,91
2,5
h
đ
U
U
U
⇒ = = =
U
đ
=U
n
: Tỷ số truyền ngoài hộp.
U
h
: Tỷ số truyền hộp giảm tốc.
U
nđ

2,72
1,2 1,2
h
C
U
U
= = = ⇒
U
n
=
8,91
3,28
2,72
h
c
U
U
= =
.
Kiểm tra.
U
kt
=U
đ
.U
n.
U
c
=2,5.3,28.2,72=22,30
SVTT: PHAN BÁ TRUNG. Trang 8

η
ol
=8,43.0,995.0,97 = 8,14(KW).
P
III
= P
II
.η
nt
. η
br
2
.
η
ol
2

= 8,14.0,97
2
.0,995
2
.1= 7,58(KW).
Mômen xoắn: T
i
=
i
n
P.10.55,9
6
;

dc
đ
n
n
u
= = =
(Vòng/phút).
T
2
=
6
9,55.10 .8,14
437215,97( . )
177,8
N mm=
.
1
2
583,2
177,80
3,28
n
n
n
u
= = =
(Vòng/phút).
T
3
=

T
i
=
i
n
P.10.55,9
6

( N .mm )
57837,11 138042,69 437215,97 1107373,41
SVTT: PHAN BÁ TRUNG. Trang 9
GVHD: VĂN HỮU THỊNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Phần II:
THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐỘNG
… o0o…
A-THIẾT KẾ TRUYỀN ĐỘNG ĐAI
I. Xác định các thông số bộ truyền :
Từ điều kiện làm việc
n = 1458 (v/ph)
P
ct
= 8,83 (kw)
U = 2,5
- Chế độ làm việc ngày 2 ca, 1 ca 8 giờ.
Theo hình 4.1/trang 59 chọn loại đai tiết diện đai hình thang thường
ký hiệu A với các thong số sau:
Kích thước tiết diện: b
t
=14.
b = 17. d

Thỏa điều kiện: v
1
= 15,26(m/s) < v
max
= 25 (m/s).
 Tính đường kính d
2:
Theo 4.2/trang 53 d
2
= d
1
.u./(1-
ε
)
Chọn ε = 0,02 hệ số trượt
 d
2
=
1
2
200. 200.1458
510,2
(1 ). (1 0,02).583,2
n
n
ε
= =
− −
(mm)
Tra bảng 4.26/trang 67, chọn d

0,55(d
1
+d
2
)+h ≤ a ≤ 2(d
1
+d
2
).
0,55(200+500)+10,5 ≤ a ≤ 2(200+500).
395,5 ≤ a ≤ 1400
Với a = 500 (mm)
 Thỏa điều kiện.
3.Tính chiều dài đai:
Công thức 4.4/trang 54:
2
1 2 2 1
( ) ( )
= 2a +
2 4
d d d d
l
a
π
+ −
+

2
3,14.(200 500) (500 200)
2.550 2199,41( )

λ λ
+ + ∆
Trong đó: *
1 2
( ) (200 500)
. 2500 3,14. 1401( ).
2 2
d d
l mm
λ π
+ +
= − = − =
*
2 1
( ) (500 200)
150( ).
2 2
d d
mm
− −
∆ = = =
SVTT: PHAN BÁ TRUNG. Trang 11
GVHD: VĂN HỮU THỊNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
 a =
2 2
1401 1401 8.150
684,05
4
mm
+ −

0

 Thỏa điều kiện.
II.Xác định số đai z :
Số đai z được xác định theo 4.16/trang 60:
[ ]
1
0
.
z =
. . .
d
u z l
P k
P c c c c
α
Trong đó:
* P
1
= 8,83kw công suất trên bánh dẫn.
*
[ ]
0
P
= 5,53 kw công suất cho phép (tra bảng 4.19/trang 62)
* k
đ
: hệ số tải trọng động (tra bảng 4.7/trang 55). Vì chế độ làm việc ngày 2 ca
nên lấy trị số trong bảng tăng thêm 0,1 vậy.
k

=1 hệ số kể đến ảnh hưởng sự phân bố không điều tải trọng cho các dây
đai (tra bảng 4.18).
Nên
8,83 x 1,35
z = 2,03
5,53 x 0,93 x 1,14 1
≈
×
Chọn z = 2
-Chiều rộng bánh đai:
Theo 4.17 và 4.21 B = (z-1)t + 2e
Các thông số: t = 19 h
0
= 4,2 e = 12,5
SVTT: PHAN BÁ TRUNG. Trang 12
GVHD: VĂN HỮU THỊNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
=> B = ( 2- 1 ).19 + 2x12,5 = 44(mm)
- Đường kính ngoài bánh đai:
d
a
= d + 2h
0
• Đường kính ngoài bánh đai dẫn:
d
a1
= d
1
+ 2h
0
= 200 + 2x4,2=208,4 (mm)

2
lực căng do lực li tâm sinh ra (CT 4.20/trang 20)
Với tiết diện đai loại A → tra bảng 4.22/trang 22 → q
m
= 0,105 kg/m.
=> F
v
= 0,178.(15,26)
2
= 41,45 (N)
Nên : F
0
= 780.
1,35.8,83
41,45 369,03
15,26.0,93.2
+ =
(N)
 Lực tác dụng lên trục F
r
Theo CT 4.21/trang 64
F
r
= 2F
0
.z.sin(α
1
/2) = 2x369,03x2xsin(155
0
/2) = 1441,13 (N).

•
1b
σ
= 850 ( MPa )
SVTT: PHAN BÁ TRUNG. Trang 13
GVHD: VĂN HỮU THỊNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
•
1ch
σ
= 580 ( MPa )
 Bánh lớn (bị dẫn) : thép C45 tôi cải thiện
Đạt độ rắn HB=192÷240
•
2b
σ
= 750 ( MPa )
•
2ch
σ
= 450 ( MPa )
II.Xác định ứng suất cho phép:
Theo bảng 6.2/trang 94 đối với thép C45 tôi cải thiện đạt HB <350 (180÷350)
Có:
limH
o
σ
= 2HB + 70 S
H
= 1,1


Flim 2
σ
= 1,8×230 = 414 ( Mpa)
Theo 6.5/trang 9
N
Ho
= 30 H
2,4
HB
Do đó: N
Ho1
= 30× 245
2.4
= 1.6x10
7
N
Ho2
= 30×230
2.4

= 1,39x10
7

Vì bộ truyền làm việc có tải trọng thay đổi. nếu số chu kì thay đổi ứng suất tương đương
được tính theo 6.7/trang 93.
N
HE
=60.c.Σ (Ti / T
max
)

)
3
.n
i
/
∑
t
i
= ( 60 . 1 .
583,2
3,28
. 24000 ).( 1
3
.0,7 + 0,8
3
.0,3) = 21,9.10
7
Ta có N
HE1
= 21,9.10
7
> N
HO1
= 1,6.10
7

⇒
K
HL1
= 1

560.1
1,1
= 509( MPa )

[ ]
2
H
σ
=
530.1
1,1
=481,82 ( MPa )
-Với cấp nhanh sử dụng răng trụ răng thẳng do đó:
[ ]
H
σ
=
[ ]
2
σ
H
= 481,82 (MPa)
[ ]
H
σ
=481,82 (MPa)<1,25
[ ]
2
H
σ

m
.n
i
.t
i
*
F
m
:bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc và uốn.
Với HB(180÷350)HB
⇒
m
F
= 6. (tra bảng 6.4/trang 95).

⇒
N
2FE
= 60.1.
583,2
3,28
.24000.( 1
6
. 0,7 + 0,3.0,8
6
) = 19,94.10
7
Ta thấy:

⇒

FC
.K
FL
/S
F

Trong đó: K
FC
=1:hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải với bộ truyền quay một chiều.
Nên:
HB
Flin
8,1
0
=
σ
0
1
1,8.245 441
Flin
MPa
σ
= =
; S
F
= 1,75.
SVTT: PHAN BÁ TRUNG. Trang 15
GVHD: VĂN HỮU THỊNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
0
2

σ =2,8.σ = 2,8 450 = 1260 MPa×
*
[ ]
MPaH
ch
1628580.8,2.8,2
1
max
1
===
σσ
*
[ ]
MPaH
ch
1260450.8,2.8,2
2
max
2
===
σσ
[ ]
chF
σσ
.8,0
max
=⇒
khi HB ≤ 350.
*
[ ]

1/3
) = 49,5 : hằng số phụ thuộc vào vật liệu ở cặp bánh răng và loại răng
tra bảng 6.5/trang 96.
* u
1
= u
n
= 3,28
* T
1
= 138042,69 (N.mm).
*
[ ]
H
σ
= 481,82 MPa
*
ba
Ψ
= 0,4 tra bảng 6.6/trang 97.

bd
Ψ
=0,53.04.(3,28+1) = 0,907 (ct 6.16/trang 97).
*
1,15
HB
K =
hằng số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành
răng khi tính về tiếp xúc , theo bảng 6.7/trang 98.

1
+z
2
)/2cos
β
*z
1
:bánh răng bánh dẫn
*z
2
:bánh răng bánh bị dẫn
Số rang ư bánh nhỏ:
⇒
z
1
=
1
2 2.170
26,48
( 1) 3.(3,28 1)
aw
m u
= =
+ +
(theo 6.19)
Chọn z
1
=26 răng
Số rang bánh lớn:


m
=
2
1
85
3,27
26
Z
Z
= =
Hệ số dịch tâm
w1
1 2
167
0,5( ) 0,5(85 26) 0,167
3
a
y z z
m
= − + = − + =
1000 1000 0,167
1,505
111
y
t
y
k
z
×
= = =

= − = − =
 
 
 
 
-Hệ số dịch chỉnh bánh 2
2 1
0,17 0,04 0,13
t
x x x= − = − =
SVTT: PHAN BÁ TRUNG. Trang 17
GVHD: VĂN HỮU THỊNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Theo coong thức 6.27 góc ăn khớp;
w
w1
0
w
. .cos
111.3.cos 20
cos 0,9203
2 2.170
23,03
t
t
t
z m
a
α
α
α

M
= 274 (MPa)
1/3
hằng số kể đến cơ tính vật liệu của bánh răng ăn khớp, trị số
Z
M
được tính tra bảng 6.5/trang 96.
•
Z
H
=
w
2cos / sin 2
b t
β α
hằng số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc.
Theo ct 6.35/trang 105.
Tgβ
b
=cosα
t
.tgβ.
Vì β = 0 → Tgβ
b
= 0 → β
b
= 0, theo TCVN/1065-71: α = 20
0
.
0

=
 
 
 
 
= Ψ = =
 
 
 
β
ε
= 0.
 Tính
β
ε
theo công thức 6.36a/trang 105.
ε
Z
=
3
4
α
ε
−
α
ε
: Được tính theo công thức 6.38b/105.
[ ] [ ]
0
1 2

Hα
: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng các đôi răng đồng thời ăn
khớp bánh răng.
Đối với bánh răng thẳng tra bảng 6.14/trang 107 K
Hα
=1,05.
* K
HV
: Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp.
Theo công thức 6.14/trang 107.
1
. w. w
1
2. .
H t
HV
H H
V b d
K
T K K
β α
= +
*
w
0
. . .
H H
m
a
V g V

u
= = =
+ +
; với
1
2
85
3,27
26
m
Z
u
Z
= = =
SVTT: PHAN BÁ TRUNG. Trang 19
GVHD: VĂN HỮU THỊNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

3,14.79,63.583, 2
2,43( / )
60000
V m s= =
w
0
. . .
H H
m
a
V g V
u
δ

HV
K = + =
K
H
= K
Hβ
.K
Hα
.K
HV
= 1,15.1,05.1,07 = 1,29
Vậy với:
Z
M
= 274; Z
H
=1,667; Z
ε
= 0,87.
K
H
= 1,29; T
1
= 138042,69(N.mm); u
m
= 3,27.
D
m
= 79,63 (mm); b
w

z
=10 40(
m
µ
) => z
r
=0,95 với d
a
<170mm, k
xh
=1 do đó theo 6,1
và 6,1a ta có:

[ ] [ ]
. . . 481,82 1 0,95 1 457,73( )
H H R V XH
Z Z K MPa
δ δ
= = × × × =
Vậy ta có :
[ ] [ ]
363,36 457,73( )
H H
MPa
δ δ
= < =
=>thỏa điều kiện ứng suất
Thông số và kích thước bộ truyền
-khoảng cách trục a
w1

= d
1
+2(1+x
1
-
∆
y
).m =78+2(1+0,04-0,0036).3
= 84,22(mm)
d
a
=249,76(mm)
-Đường kính đáy răng:
d
f1
=d
1
-(2,5-2x
1
).m
=78-(2,5-2.0,04).3 = 70,74(mm)
d
f2
=236,28(mm)
B.2 TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN CẤP CHẬM
(BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG CHỮ V)
Trong bộ truyền cấp chậm, có 2 bộ bánh răng làm việc hoàn toàn giống nhau, đặt
song song. Do đó, ta tính thông số cho 1 bộ truyền bộ còn lại cũng giống như bộ thiết kế:
I. Xác định các thông số cơ bản của bộ truyền:
1.Xác định sơ bộ khoảng cách trục a

2
0,53. ( 1) 0,53.0,54.(2,73 1) 1,07
bd ba
u
ψ ψ
= + = + =
Tra bảng 6.7/trang 98 với ψ
bd
=0,8 → chọn K
Hβ
= 1,15
SVTT: PHAN BÁ TRUNG. Trang 21
GVHD: VĂN HỮU THỊNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
•
[ ]
'
H
σ = 495,41 MPa
=>
3
2
2
437215,97.1,15
43.(2,73 1) . 178,98( )
(495,41) .2,73.0,54
w
a mm= + =
Chọn a
w
= 179 ( mm )

2 .cos 2.179.cos35
26,23
( 1) 3.(2,73 1)
aw
Z
m u
β
= = =
+ +
Số răng bánh nhỏ:
Chọn z
1
= 26 răng
⇒
z
2
= u.z
1
= 2,7.26 = 70,98
Chọn z
2
= 71 răng
⇒
z
t
= z
1
+z
2
= 71+26 = 98 răng

Ứng suất tiếp xúc σ
H
được tính theo 6.33/trang 105 , thỏa điều kiện:

2
2
2

)1.( 2

wdubw
uKT
ZZZ
H
HMH
+
=
ε
δ

Trong đó:
Z
M
= 274 (hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp bảng
6.5/trang 96
Z
H
=
tw
b

 ÷
 
Vì là răng nghiêng không sử dụng dịch chỉnh :
=>
tw t
tgα
α = α = arctg
cosβ
 
 ÷
 
=
( )
( )
0
0
20
.( ) 24,12
cos 35,63
tg
arctg =
Góc nghiêng trụ cơ sở
=>
( ) ( )
0
cos . cos 24,12 . 35,63 0,654 33,182
b t b
tg tg tg
β α β β
= = = ⇒ =

= 0,54.197 = 1,49(mm)
ε
β
=
.sin 96,66.sin(35,63)
5,98
. 3.3,14
bw
m
β
π
= =
Do
1
β
ε
>
theo 6.36c/trang 105 tính
ε
α
1
z =
ε
Theo 6.38b/trang 105
( )
0
1 2
1 1 1 1
1,88 3,2. .cos 1,88 3, 2. .cos 35,63 1,39
26 71Z Z

Hv

Với : K
Hβ
= 1,15 bảng 6.7/trang 98
K
H
α
= 1,13 (hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng ) (bảng 6.14 )
Đường kính vòng lăn bánh nhỏ:

1
2
2 2.179
95,95( )
1 2,73 1
aw
dw mm
u
= = =
+ +
SVTT: PHAN BÁ TRUNG. Trang 23
GVHD: VĂN HỮU THỊNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Vận tốc vòng theo công thức 6.40:
Và
1 1
. 3,14.95,95.177,8
0,89( )
60000 60000
dw n

2,731
H
V = =
T
2
= 437215,97 Nmm.
Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp:
1,05.96,66.95,95
1 1,01
2.437215,97.1,15.1,13
HV
K⇒ = + =
 K
H
= K
Hβ
.K
H
α
.K
Hv
= 1,15.1,13.1,01=1,31
Thay các giá trị.
Z
M
= 274; Z
H
= 1,49; Z
ε
= 0,85; T

Z
(10
÷
40)
m
µ
Nên Z
R
=0,9 với d
a
<700 (mm)
XH
K =1⇒
Theo 6.1a/trang 93 và 6.1/trang 91 ứng suất tiếp cho phép:
[ ]
H
HL
H
S
KH .lim
0
/
δ
δ
=
[ ]
XHVR
H
HL
H

= =
Nhưng do:
[ ]
445,87
H H
MPa
δ δ
> =
do đó cần tăng thêm khoảng cách trục a
w
và kiểm
nghiệm kết quả ta được:
a
w=
185mm
H
δ
=425,7<
[ ]
H
δ
=445,87(Mpa)
wt
α
=23,35
Z
1
=28(răng) z
2
=76(răng)

≤
Trong đó:
• T
2
= 437215,97 Nmm
• m = 3 mm
• b
w
= 96,9mm
• d
w
= 99,73mm
K
F
: K
FB
.K
Fα
.K
FV
: Hệ số tải trọng khi tính về uốn.
K
FB
= 1,32 tra bảng 6.7/trang 98.
K
Fα
= 1,37 tra bảng 6.14/trang 107.
K
FV
= 1,02: H ệ số k ể →tải trọng động xuất hiện trong vòng ăn khớp khi tính về