ỏn mụn hc Chi Tit Mỏy Giỏo viờn hng dn: c Nam
Lời nói đầu.
Chi tiết máy là môn khoa học nghiên cứu các phơng pháp tính toán và
thiết kế các chi tiết máy có công dụng chung. Môn học Chi tiết máy có
nhiệm vụ trình bày những kiến thức cơ bản về cấu tạo, nguyên lý cũng nh
phơng pháp tính toán các chi tiết máy có công dụng chung, nhằm bồi dỡng
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. Đối với các ngành cơ
khí, chi tiết máy là môn kỹ thuật cơ sở cuối cùng, là khâu nối giữa phần bồi
dỡng những chi thức về khoa học kỹ thuật cơ bản với phần bồi dỡng kiến
thức chuyên môn.
Trong nội dung một đồ án môn học, đợc sự chỉ bảo hớng dẫn tận tình
của thầy giáo Trịnh Chất, em đã hoàn thành bản thiết kế Hệ dẫn động băng
tải với hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh. Tuy nhiên, do kiến thức còn hạn
chế nên em không tránh khỏi sai sót.Em rất mong tiếp tục đợc sự chỉ bảo,
góp ý của thầy cô và các bạn.
Nhân đây, em cũng xin bày tỏ lòng cảm ơn đối với thầy giáo Trịnh
Chất và các thầy giáo trong bộ môn Cơ sở Thiết kế máy đã giúp đỡ em hoàn
thành đồ án này.

Hà Nội, tháng 4 năm 2007
Sinh viên
Dơng Thế Quang
Sinh viờn: Dng Th Quang - C in t 2 K49 1
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam
Phần 1: Tính động học hệ dẫn động:
1. Chọn động cơ điện:
P
dc
> P
yc

Hiệu suất của bộ truyền đai
η
br
Hiệu suất một cặp bánh răng
η
ol
Hiệu suất một cặp ổ lăn
η
ot
Hiệu suất một cặp ổ trượt
η
k
Hiệu suất nối trục di động

- Tính β:
β =
2
1
.
i i
i
ck
P t
P t
 
 
 ÷
 ÷
 
 

dc
=1440(v/f)
Công suất: P
dc
= 7(kW)
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49 2
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam
4,15,1
1
==>=
T
T
K
T
T
mm
dn
K
cosϕ = 0,85
2. Phân phối tỷ số truyền:
u
ch
= n
dc
/n
ct
= 1440/36,51 = 39,44
= u
ngoai
.u

21
.uu
U
ch
=
97,3.31,3
44,39
= 3,00
3. Tính toán thông số động học
a. Số vòng quay: tính từ trục động cơ (v/f)
dc
1
1440
480( / )
3
d
n
n v f
u
= = =

1
2
1
480
120,9( / )
3,97
n
n v f
u

η .η
2
1
4,61
5,05( w)
0,96.0,99
r ol
P
P k
2
= = =
η .η
'
1
5,05
5,37( w)
0,95
dc
d
P
P k= = =
η
c. Momen xoắn :
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49 3
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam
Được tính theo công thức : T = 9,55.10
6
.P/n (N.mm)
6
6

364148,06( . )
120,9
P
T N mm
n
= = =
6
6
1
1
1
9,55.10 . 9,55.10 .5,05
100473,96( . )
480
P
T N mm
n
= = =
6 '
6
'
9,55.10 .
9,55.10 .5,37
35613,54( . )
1440
dc
dc
dc
P
T N mm
Điều kiện làm việc :
P
1
= P’
đc
=5,37(kw)
n
1
= n
đc
= 1440vg/ph)
u = u
đ
= 3
T
1
= T’
dc
= 35613,54
1.Chọn loại đai :
Điều kiện làm việc : va chạm nhẹ

2 1
. .(1 )d u d
ε
= −

→

= −
trong đó
ε
là hệ số trượt
0,01 0,02
ε
= ÷
chọn
ε
= 0,01

→
d
2
= 3.200.(1
−
0,01) = 594 (mm)
Theo tiêu chuẩn ta chọn : d
2
= 630 (mm)
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49 5
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam
→
tỉ số truyền thực tế

2
1
630
3,18
.(1 ) 200.(1 0,01)

= 3,18

39,44
12,40
3,18
ch
h
d
u
u
u
→ = = =
→

2
12,40
3,2
1,2 1,2
h
u
u = = =
1
→
u
1
=1,2 . 3,21= 3,85
Tính lại u
d
: u
d

= =
−ε) −
Sai lệch tỉ số truyền
3,18 3,19
0,0031 4%
3,19
t
u u
u
u
− −
∆ = = = <
=> thỏa mãn
Khoảng cách trục :

1 2
(1,5 2)( ) (1,5 2)(200 630) 1245 1660a d d≥ + = + =
(mm)
Chọn a = 1500 (mm)
→
chiều dài đai :
2
1 2 2 1
2
.( ) ( )
2.
2 4.
.(200 630) (630 200)
2.1500
2 4.1500

0
2 1
1
630 200
180 57. 180 57. 163,66
1500
d d
a
α
− −
= − = − =
0
1 min
150
α α
→ > =
→
thỏa mãn
Xác định tiết diện đai và chiều rộng bánh đai :
1
5,37
1000. 1000. 356,10( )
15,24
t
P
F N
v
= = =
Đối với đai vải cao su :
ax

Chọn
0
1,8MPa
σ
=
(góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài = 30
0
)
Theo bảng 4.9 [TL1]
1
2
2,5
10
k
k
=


=

0 1 2
1
5
[ ] . 2,5 10. 2,25( )
200
F
k k MPa
d
δ
σ

F
.
356,10.1,1
38,59
[ ]. 2,03.5
t
F k
b = = =
σ δ
theo tiêu chuẩn chọn : b = 40 (mm)
Chiều rộng bánh đai :
Theo bảng 21.16 [TL2] : B = 50 mm
Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng trên trục :
0 0
. . 1,8.40.5 360( )F b N
σ δ
= = =
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49 7
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam
0
1
2.
2.360
727,38( )
163,66
sin( )sin( )
22
r
F
F N

σ
ch2
= 340MPa
2. Phân phối tỉ số truyền:
u
1
=3,97; u
2
= 3,31
3. Xác định ứng suất cho phép
Theo bảng 6.2 với thép 45, tôi cải thiện đạt rắn HB 180…350
70 HB2
o
limH
+=
σ
S
H
= 1,1
HB8,1
o
limF
=
σ
S
F
= 1,75
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49 9
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam
Trong đó


o
Hlim2 2
2HB 70 2.185 70 440MPa
σ
= + = + =
o
Flim2
1,8 . 185=333MPa
σ
=
Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc
N
HO
=
2,4
HB
H30
=> N
HO1
=
2,4 2,4 6
HB1
30 H 30.200 9,99.10= =
=> N
HO2
=
2,4 2,4 6
HB2
30 H 30.185 8,29.10= =








i
3
max
i
i1
t
t
.
t
t
.t.n c 60
= 60.1.
480
3,97
.20 000.( 1
3
. 0,5 + 0,7
3
.0,5 )
= 10,97. 10
7
> N
HO2

: hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49 10
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam
Chọn sơ bộ Z
R
.Z
v
.K
xH
= 1
=> [σ
H
]
1
=
360
.1 327,3
1,1
=
MPa
[σ
H
]
2
=
333
.1 302,7
1,1
=
MPa





i
6
max
i
t
t
.
t
t
. c.60
N
FE2
= 60.1.
480
3,97
.17 000.( 1
6
. 0,5 + 0,7
6
.0,5 ) = 9,16. 10
7
> N
FO
= 4.10
6
.

K
xF
: hệ số xét đến kích thước bánh răng ảnh hưởng đến độ bền uốn
Chọn sơ bộ Y
R
.Y
S
.K
xF
= 1
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49 11
ỏn mụn hc Chi Tit Mỏy Giỏo viờn hng dn: c Nam
=> [
F
]
1
=
360.1.1
226,28
1,75
=
MPa
=> [
F
]
2
=
333.1.1
209,31
1,75

a

1
43 (u
1
+ 1)
[ ]
3
a1
2
H
HvH1
.u.
K.K.T


Trong đó: - T
1
là mômen xoắn trên trục bánh chủ động (là trục I)
-
d
= b

/d

1
= 0,5.
a
.(u+1) là hệ số chiều rộng bánh răng.
- K

= 1.
Thay số vào công thức ta sẽ xác định đợc khoảng cách giữa 2 trục a

1
:
a

1
43.(3,97+1).
3
2
50236,98.1,11
190,45
315 .3,97.0,2
=
(mm)
Vậy ta chọn sơ bộ a

1
= 190 (mm).

5. Xác định các thông số ăn khớp
Sinh viờn: Dng Th Quang - C in t 2 K49 12
ỏn mụn hc Chi Tit Mỏy Giỏo viờn hng dn: c Nam
a.Môđun của bánh răng trụ răng thẳng (m) đợc xác đinh nh sau:
m = (0,01 ữ 0,02).a

1
= (0,01 ữ 0,02).190 = 1,9 ữ 3,8.
Theo dãy tiêu chuẩn hoá ta sẽ chọn m = 3 mm.

=3,97.21 = 83,37 .Chọn Z
2
= 83 răng.
Tỉ số truyền thực: u
m
=
83
21
=3,95
Cos =
1 2
( ) 3(83 21)
0,821
2. 2.190
w
m Z Z
a
+ +
= =
=34,81
o
6. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.
Yêu cầu cần phải đảm bảo điều kiện
H
[
H
] = 315 MPa.
Do
H
=

: Đờng kính vòng chia của bánh chủ động;
Ta đã biết đ ợc các thông số nh sau:
- T
1
= 50236,98 (N.mm).
- b


=
a
. a
= 0,2.190 = 38 mm ; l y b


= 40.
- u
m
= 3,95 và d

1
= m.Z
1
= 3.21 = 63 (mm).
- Z
M
= 274 Mpa
1/3

= =

- Z
ε
=
1 1
0,849
1,387
α
= =
ε
Ta cã
α
ε
=
1 2
1 1 1 1
1,88 3,2 cos 1,88 3,2 cos34,81 1,387
21 83Z Z
 
 
 
 
− + β = − + =
 ÷
 ÷
 ÷
 ÷
 ÷
 

Với d
w1
– đường kính vòng lăn bánh nhỏ
n
1
– số vòng quay của bánh chủ động
d
w1
=
1u
2.a
t1
w
+
=
2.190
3,95 1+
= 76,77 (mm)
1 1
π. .
π.76,77.480
v 1,93
60000 60000
w
d n
= = =
(m/s)
* K
Hα
– hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng

Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49 14
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam
Trong đó:
- v = 1,93 m/s
- g
o
– hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch các
bước răng 1 và 2
Tra bảng 6.16, với m < 3,35, cấp chính xác 9
⇒
g
o
= 73
- δ
H
– hệ số kể đến ảnh hưởng của sai số ăn khớp
Tra bảng 6.15 δ
H
= 0,002
⇒
υ
H
=0,002.73.
190
0,002.73.1,93 1,95
3,95
w
a
u
= = =

( )
( )
2
11
11
1'.2
wtw
tH
HMH
dub
uKT
ZZZ
+
=
ε
σ

=274.1,5.0,849.
2
2.50236,98.1,31.(3,95 1)
291,87
35.3,95.76,77
+
=
(MPa)
 Tính chính xác [σ
H
]
[σ
’

< [σ
H
]
[ ] 291,87 299,25
2,53% 10%
291,87
H H
H
σ − σ −
= = <
σ
⇒
Thỏa mãn điều kiện tiếp xúc
7.Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
Ứng suât uốn sinh ra tại chân răng tính theo công thức
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49 15
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam
σ
F1
=
.m.db
.Y.Y.Y'.K2T
w1w
F1βεF1
≤ [σ
F1
]
σ
F2
= σ

Y
ε
= 1/1,612 = 0,62
+ Y
β
– hệ số kể đến độ nghiêng của răng
Y
β
= 1 – β/140 = 1 – 14,961/140 = 0,893
+ Y
F1
, Y
F2
– hệ số dạng răng của bánh 1 và 2, phụ thuộc vào z
v1
, z
v2
z
v1
= z
1
/cos
3
β = 18/0,9661
3
= 19,962
z
v2
= z
2

* K
Fα
– hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi
răng đồng thời ăn khớp khi tính về uốn, tra bảng 6.14, với cấp chính
xác 9, v < 5 (m/s)
⇒
K
Fα
= 1,4
* K
Fv
– hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn
khớp khi tính về uốn:
K
Fv
= 1+
FαFβ1
w1wF
.K'.K2.T
.d.bυ
Với
F
υ
= δ
F
. g
o
. v.
t1
w

12,1.4,1.11500.2
4,35.7,38.32,6
= 1,24
⇒
K
H
= 1,12. 1,4. 1,24 = 1,944
⇒
σ
F1
=
.m.db
.Y.Y.Y'.K2T
w1w
F1βεF1
=
237,7.35,4.
,893.4,08192.0,62.02.16474.2,
= 58,678
(MPa)
⇒
σ
F2
= σ
F1
.
F1
F2
Y
Y

= 1,08 – 0,0695ln(m) = 1,08 – 0,0695ln(2) = 1,0318
* K
xF
= 1 ứng với d
a
< 400mm
⇒
[σ
F1
] = 262,29. 1,05. 1,0318. 1 = 284,162 (MPa)
[σ
F2
] = 246,89. 1,05. 1,0318. 1 = 267,487 (Mpa)
Dễ dàng thấy [σ
F1
] > σ
F1
và [σ
F2
] > σ
F2

⇒
Thỏa mãn điều kiện
uốn
8.Kiểm nghiệm răng về quá tải
+ Hệ số quá tải K
qt
= T
max

σ
F2
max
= σ
F2
. K
qt
= 56,089. 1,6 = 89,74 < [σ
F2
]
max
= 360
⇒
Thỏa mãn điều kiện về quá tải
Các thông số và kích thước bộ truyền
Khoảng cách trục a
w1
= 190 mm
Module pháp m = 3 mm
Chiều rộng vành răng b
w1
= 40 mm
Tỉ số truyền u
1
=3,95
Góc nghiêng của răng β = 34,81°
Số răng z
1
= 21 z
2

= 303,2 mm
Đường kính lăn:
d
w1
= 2a
w
(u
t1
+1) = 2.118(5,11+1) = 1441,96 mm
d
w2
= d
w1
u
t1
= 1441,96. 5,11 = 7368,41 mm
Đường kính đỉnh răng
d
a1
= d
1
+ 2m = 76,73+ 2.3= 82,73mm
d
a2
= d
2
+ 2m = 303,2+ 2.3= 309,2 mm
Đường kính đáy răng
d
f1

2
2
4,61
9,55.10 . 9,55.10 . 363847,1
121
P
n
= =
(N.mm)
u
2
=
1
13,15
3,35
3,95
h
u
u
= =

thời gian phục vụ :20000 (h)
số ca làm việc : 2 ca
đặc tính làm việc : va đập nhẹ
II. Cấp chậm :(bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng)
* Chọn vật liệu:
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49 18
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam
Theo bảng 6.1 chọn:
Bánh nhỏ: thép 45 thường hoá đạt độ rắn HB 192…240, có σ

F
HB
σ
=
hệ số an toàn uốn :
S
F
= 1,75

0
lim1
0
lim1
2.225 70 520
1,8.250 405
H
F
MPa
MPa
σ
σ

= + =

→

= =




01
30.225 1,33.10
H
N→ = =
2,4 7
02
30.210 1,12.10
H
N→ = =
Theo CT6.7 [TL1] :
Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương :
3
max
60. . ( ) . .
i
HE i i
T
N c n t
T
=
∑
3
1
2
1 ax
60. . . .( ) .
i i
HE i
m i
T t

theo CT6.1a [TL1] :
0
H Hlim
[ ]= .
HL
H
K
S
σ σ

H 1
1
[ ] =520. 472( )
1,1
MPa
σ
→ =

H 2
1
[ ] =490. 445( )
1,1
MPa
σ
→ =
Với cấp chậm sử dụng bánh răng thẳng :
H 2
[ ]=[ ] 445( )
H
MPa

= 1
tương tự : K
FL1
= 1
Theo CT6.2a [TL1] với bộ truyền quay 1 chiều K
FC
= 1,ta được :

0
lim
F
. .
[ ]=
S
F FC FL
F
K K
σ
σ

1
405.1.1
[ ] 231,4( )
1,75
F
MPa
σ
→ = =

2

Theo CT6.15a [TL1] :
1
3
w2 1
2
H 1
.
.( 1)
[ ] .u .
H
a
ba
T K
a K u
β
σ ψ
= +

theo bảng 6.6 [TL1] chọn :
0,5
ba
ψ
=
(vị trí bánh răng đối xứng đối với
các ổ trong hộp giảm tốc)
theo bảng 6.5 [TL1] với răng thẳng chọn : K
a
=49,5
theo CT6.16 [TL1] :
1

(mm)
Lấy a
w2
= 240 (mm)
2. Xác định các thông số ăn khớp :
Theo CT6.17 [TL1] :
w2
(0,01 0,02). (0,01 0,02).230 2,3 4,6m a= ÷ = ÷ = ÷
(mm)
Theo bảng 6.8 [TL1] chọn môđun pháp : m = 2,5 (mm)
Theo CT6.31 [TL1] :
Số răng bánh nhỏ :
w2
1
2
2.
2.230
42,3
.( 1) 2,5.(3,35 1)
a
z
m u
= = =
+ +
lấy z
1
= 42
Số răng bánh lớn :
z
2

2 2
m z z
a mm
+ +
= = =
Do đó không cần dịch chỉnh
Theo CT6.27 [TL1] : góc ăn khớp :
0
w
t
w2
. . os
(44 148).2,5. os20
os 0,94
2. 2.240
t
z m c
c
c
a
α
α
+
= = =
0
w
19,9
t
α
→ =

H
t
c
Z
β
α
= = =
Với bánh răng thẳng : theo CT6.36a [TL1] :
4
4 1,77
0,86
3 3
Z
α
ε
ε
−
−
= = =
Với
1 2
1 1 1 1
[1,88-3,2.( + )].cos [1,88-3,2.( + )].1 1,77
z z 38 128
α
ε β
= = =
Đường kính vòng lăn bánh nhỏ :
w2
w1

w2
0
m
230
. . . 0,006.73.0,59. 2,18
u 3,38
H H
a
g v
ν δ
= = =
Với
0,006
H
δ
=
(theo bảng 6.15 [TL1])
Do đó
w
w1
1
. .
1
2. . .
H
H
H
H
b d
K

K K K K
β α
→ = = =
2
2.363847,1.1,2.(3,38 1)
274.1,71.0,86. 405,93
115.3,38.105
H
σ
+
→ = =
MPa
Theo CT6.1 [TL1] với v = 0,59 m/s ; Z
v
= 1
với cấp chính xác động học là 9
chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 9
khi đó cần gia công đạt độ nhám R
a
= 1,25 . . . 0,63
m
µ
do đó Z
R
= 1
với d
a
< 700 mm ; K
xH
= 1

F
F
T K Y Y Y
b d m
ε
β
σ
=
Theo bảng 6.7 [TL1] :
1,06
F
K
β
=
Theo bảng 6.14 [TL1] : với v < 2,5 m/s và cấp chính xác 9 :
1,37
F
K
α
=
Theo CT6.47 [TL1] :
w
0
230
. . . 0,016.73.0,54. 5,2
u 3,38
F F
a
g v
ν δ

F F Fv
F
K K K K
α
β
= = =
Với :
1 1
1,76 0,57
1,76
Y
α ε
α
ε
ε
= → = = =
Với bánh răng thẳng :
0 1Y
β
β
= → =
Số răng tương đương :
1 1
42
v
z z= =
2 2
142
v
z z= =

[ ] [ ].Y . . 231,4.1.1,02.1 236,03
S xF
Y K
σ σ
= = =
MPa
'
F2 F2 R
[ ] [ ].Y . . 216.1.1,02.1 220,32
S xF
Y K
σ σ
= = =
MPa
Thay các giá trị vừa tính được vào công thức trên :
1
2.363847,1.1,5.0,57.1.3,48
71,7
115.105.2,5
F
σ
= =
MPa
2
2 1
1
3,47
. 71,7. 71,5
3,48
F

1,5
T
m
qt
T
K = =

1 ax
. 445 1,5 545,01
qt
H
H m
K
σ σ
= = =
MPa <
max
H
[ ] 952
σ
=
MPa
Theo CT6.49 [TL1] :
1 ax 1
. 71,7.1,5 107,55
qt
F m F
K
σ σ
= = =

w
=230 mm
Mô đun pháp m = 2,5 mm
Chiều rộng
vành răng
b
w
= 115 mm
Tỉ số truyền u
m
= 3,38
Góc nghiêng
của răng

0
0
β
=
Số răng bánh
răng
Z
1
= 42
Z
2
=142
Hệ số dịch
chỉnh
x
1

f
d d x m= − − = − − =
mm

2 2 2
(2,5 2. ). 355 (2,5 2.0).2,5 348,75
f
d d x m= − − = − − =
mm
−
Kiểm tra điều kiện bôi trơn :
2
2
355
1,17
303,2
c
n
d
d
= =
→
thỏa mãn điều kiện bôi trơn
PhÇn 4: T hiÕt kÕ trôc
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49 25