Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Nguyễn Năng Quang Lớp CTM2-K45 Trang 2
Phần I
Tính toán động học và động lực học
I. Chọn động cơ
Công suất cần thiết:


1000
.vF
P
ct
h
P

Trong đó F: Lực kéo băng tải;
v: Vận tốc băng tải;
: Hiệu suất của toàn bộ bộ truyền.
=
1
.
2
.
3
.
m
ổ lăn
(m: số cặp ổ lăn của bộ truyền).

1
,

1
.
2
.
3
.
m
ổ lăn

= 0,8.0,97.0,92,0,992)
4
= 0,691
P
ct
=
1)(1000.0,69
4700.0,52
= 3,54 (kw).
Xác định số vòng quay của động cơ
n
sb
= n
lv
u
h
.u
ng

Trong đó n
lv

= 31,04.2.45 =2795,6 (v/ph).
Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Nguyễn Năng Quang Lớp CTM2-K45 Trang 3
Chọn động cơ dựa vào:






sbdb
ctdc
nn
pP

Từ đó ta chọn đọng cơ điện loại 4A kiểu 4A10052YS
Có P
đc
= 4,0 (kw) >3,54 (kw).
n
sb
= 2880 (v/ph);
2p = 2;
= 86,5
0
/
0
;
Đ-ờng kính trục động cơ: d
1

Nguyễn Năng Quang Lớp CTM2-K45 Trang 4
II. Phân phối tỷ số truyền
Tỷ số truyền chung:

ngh
lv
dc
ch
u.u
,
,n
n
u

78492
0431
2880

Chọn u
ng
= u
xích
u
h
= u
ch
/u
ng
= 2880/31,04 = 46,392
Mặt u

u
BR
= 3
u
xích
= 2.
Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Nguyễn Năng Quang Lớp CTM2-K45 Trang 5
III. Tính toán các thông số động học và động lực học
Ta có:
Tốc độ quay của trục 1: n
1

Tốc độ quay của trục công tác:
0431
2
0862
3
,
,
u
n
n
xich
ct

(v/ph).
Công suất trên trục:

4442
1000
5204700
1000
,
,.Fv
PP
lvct

(kw);
6782
9209920
4442
3

7832
2
1
,
),.,(
,
)(
P
P
TV.ol



(kw);
Từ đó ta tính đ-ợc mô men t-ơng ứng trên các trục
i
i
i
n
P
T
6
10.55,9

36
1
1
6
1
106311

1097411
0862
6782
1055910559 .,
,
,
,
n
P
.,T
(Nmm);
366
1094751
0431
4442
1055910559 .,
,
,
,
n
P
.,T
ct
ct
ct

(Nmm); Thuyết minh đồ án chi tiết máy

3
142,71.10
3
411,97.10
3
751,94.10
3

Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Nguyễn Năng Quang Lớp CTM2-K45 Trang 7
Phần II
Thiết kế bộ truyền
I. Thiết kế bộ truyền ngoài
Thông số đã biết:
T
4
= 751,94.10
3
Nmm; n
4
= 31,04 (v/ph); u =2.
Tải trọng va đập vừa; số ca làm việc: 2 ca; thời gian làm việc: l
h
= 15000
1. Chọn loại xích
Với yêu cầu vận tốc trung bình và tải bình th-ờng nên ta dùng xích con lăn.

2. Xác định các thông số của xích và đĩa xích nhỏ
Tỷ số truyền u = 2 số răng dĩa xích nhỏ:
Z
1
= 29-2u = 29-2.2 = 25 (răng);
Z
2
=uZ
1
= 2.25 = 50<Z
max
=120 chọn Z
2
= 51 (răng);
Tỷ số truyền thực:
04,2
25
51
1

2042





,
u
uu
u
th
Thoả mãn
Xác định b-ớc xích p:
Theo công thức 5.3[1]; Công suất tính toán:
P
t
= P
1
.k.k
Z
.k
n
;
P
1:
Công suất trên trục đĩa nhỏ;
Với Z
1
= 25
1

a
= 1: Chọn a = 40p;
k
dc
= 1,1: Chọn xích điều chỉnh bằng đĩa căng;
k
c
= 1,25: Số ca làm việc 2 ca;
k
đ
= 1,22: Tải trọng va đập vừa;
k
bt
= 1,3: Môi tr-ờng có bụi chất l-ợng bôi trơn II.
k = 1.1,1.1,22.1,25.1,3 = 2,18.
Vậy: P
t
= P
1
.k.k
Z
.k
n
= 2,678.2,18.3,22 = 18,798 (kw).
Theo bảng 5.5 [1] với n
01
=200 (v/ph) chọn bộ truyền xích 2 dãy có b-ớc xích
p = 25,4 (mm) ứng với công suất P
0
= 11kw.

d
Thoả mãn.
Định khoảng cách trục và số mắt xích:
a = 40p = 40.25,4 = 1016 (mm).
Số mắt xích đ-ợc xác định theo công thức 5.12[1] :
Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Nguyễn Năng Quang Lớp CTM2-K45 Trang 9
)mm(,
)(
,)()(
,
.
)a(
p)ZZ()ZZ(
p
a
x
43118
10164
4252551
2
5125
425
10162
4
2
2
2
2
2

2
2121




Để xích không quá căng ta giảm khoảng cách trục a một l-ợng:
a = 0,003a = 0,003.1010,5 = 3,0315 (mm)
a = 1010,5 - 3,0315 = 1007,47 (mm).
Lấy a =1007 mm.
Số lần va đập của xích (theo 5.4[1]):
30][88,0
118.15
08,62.25
15
11
i
x
nZ
i
(bảng 5.9[1]).

3. Kiểm nghiệm xích theo độ bền
Theo 5.15[1] ta có:

).(
0 vtd
FFFk
Q
S

0
= 9,81.k
f
.q.a = 9,81.6.5.1,007 =296,36 (N);
Trong đó k
f
=6 bộ truyền nghiêng một góc <40
0
.

69,15
)158,236,29602,4076.7,1(
10.4,113
3


S

Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Nguyễn Năng Quang Lớp CTM2-K45 Trang 10
Tra bảng 5.10 với n
01
=200 v/ph [S] = 8,2 S>[S] đủ bền.

4. Đ-ờng kính đĩa xích
51
425
66202
25
425
2
1
2
2
1
1
2
1




























Ta thấy d
a2
<820 (mm) chấp nhận đ-ợc (đĩa xich lớn không quá lớn).
d
f1
= d
1
- 2r
với r =0,5025d
1
+ 0,05
và d
1
đ-ợc tra ở bảng 5.2[1] d
1
=15,88 (mm).
r = 0,5025d
1
+ 0,05 = 0,502515,88 + 0,05 = 8,03 (mm);
d

= 1,15.4076,02 = 4687,42 (N).

Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Nguyễn Năng Quang Lớp CTM2-K45 Trang 11
II. Thiết kế bộ truyền trong hộp giảm tốc
1. Thiết kế bộ truyền trục vít
Các số liệu:
P
1
=11.63kw; n
1
=2880v/ph; u =15,464; bộ truyền quay một chiều, tải
trọng thay đổi theo sơ đồ sau (Hình vẽ); thời gian làm việc l
h
=15000
h
;
T
mm
=1,4T
1
; T
2
=0,7T

3



Với vsb5m/s dùng vật liệu đồng thanh thiếc để chế tạo bánh vít. Chẳng hạn
dùng vật liệu nhóm I, Đồng thanh, thiếc, kẽm, chì: 5-5-5. Đúc trong
khuôn kim loại có:

b
=240MPa;
ch
=90MPa;
Trục vít bằng thép 45 tôi bề mặt đại độ rắn 50HRC ren thân khai, sau khi cắt
ren đ-ợc mài.

1,4T
1
T
1
0,7T
1
2-3s
t
1
t
2

t
ck
















8
2
70
8
6
124186150006060
4
4
2
4
2
2
,, tn
T
T
N

+0,08
ch
=0,25.230+0,08.90 = 64,47 (MPa).
Hệ số tuổi thọ:
9
6
10
FE
FL
N
K

Trong đó:


















10
9
6
6
,
.,
K
FL


[
F
] =64,7.0,584 =37,78 (MPa).
ứng suất cho phép khi quá tải
Với bánh vít là đồng thanh thiếc:
[
H
]
max
= 4
ch
=4.90 = 360 (MPa)
[
F
]
max
= 0.8
ch
=0,8.90 = 72 (MPa)


,.
q
kT
]H[Z
qZa
H
w
58119
8
2171142
7015231
170
831
170
3
2
3
2
2
2
2












Chọn m=6,3mm.
Tính lại khoảng cách trục:
a
w
=0,5m(Z
2
+q)=0,56,3(31+8) = 122,85 (mm);
Chọn a
w
=120mm.
Tính dịch chỉnh:
x= a
w
/m - 0,5(q+Z
2
) =120/6,3 - 0,5(8+31)=-0,45 (mm);
-0,7<x<0,7 thoả mãn điều kiện dịch chỉnh.

1.4. Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc
][
q
k.T
a
qZ
Z
H
H
w

đ-ợc tính theo công thức:

w
=arctg(Z1/q+2x)=arctg[2/8+2(-0,45)]=15,73
0
Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Nguyễn Năng Quang Lớp CTM2-K45 Trang 14
d
w1
=(q+2x)m =[8+2(-0,45)]6,3 =44,73 (mm)
v
s
=.44,73.2880/(60000.cos15,73
0
) =7 (m/s).
Nh- vậy vật liệu đã chọn cho bánh vít phù hợp với điều kiện làm việc; và có
[
H
]=152,70MPa.
Theo bảng 7.4[1] =1,107
0

Góc vít trên trục chia: =arctg(Z
1
/q) =arctg(14,036
0
)
Hiệu suất bộ truyền:
= 0,95tg/tg(+ )
=0,95tg(14,036

max
tb
T
TZ
k
2
2
3
2
11

Trong đó: Z
2
=31; =57 (bảng 5.7[1]). 9250
8
2
70
8
6
1
2
2
2
2
,,
ntT
ntT







k
H
= 1,012.1,2 =1,214
Thay các số vừa tính đ-ợc vào (*) ta đ-ợc:

.MPa,][MPa
, ,
HH
70152149
8
21411071142
120
831
31
170
3
3








=31/cos
3
(14,036
0
)
Z
v
= 34 Y
F
=1,66 (bảng7.8).
d
2
= mZ
2
= 6,3.31 = 195,3 (mm).
Chiều dài phần cắt ren trục vít:
b
1
(8+0,06.Z
2
)m =(8+0,06.31)6,3 =62,12 (mm).
Lấy b
1
=70mm.
Hệ số tải trọng kF =kH =1,214
MPa,MPa,
,cos.,.,.

a
w

120
mm
Mô đun
m
6,3
mm
Hệ số đ-ờng kính
q
8
mm
Tỷ số truyền
u
15,464

Số mối ren trục vít và số răng bánh vít
Z
Z
1
=2; Z
2
=31

Chiều dài phần cắt ren trục vít
b
1

70

mm
Đ-ờng kính vòng đáy
d
f

d
f1
=35,28; d
f2
=174,51
mm
Góc ôm

48,75
độ Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Nguyễn Năng Quang Lớp CTM2-K45 Trang 16
1.7. Tính toán nhiệt
Từ công thức: 0
2
30170
11000

ii
ck
0
0
0
02
02
207540
10250
081
8
2
70
8
6
1
1



















1.8. Lực tác dụng
)N(,
,cos
tg
,
cos
tg
FFF
)N(,
,
.,.
d
T.
FF
)N(,
,
.,.
d
T.
FF
trr
ta
ta
30548
03614
Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Nguyễn Năng Quang Lớp CTM2-K45 Trang 17
2. Thiết kế bộ truyền bánh răng
Thiết kế bộ truyền bánh rang nghiêng cấp chậm trong hộp giảm tốc với các
số liệu sau:
P
1
=2,783kw; n
1
=186,24v/ph; u =3; bộ truyền quay một chiều thời hạn sử
dụng l
h
=15000
h
; tải trọng va đập vừa và thay đổi theo sơ đồ sau:

2.1. Chọn vật liệu
Dùng vật liệu nhóm I:

Vật liệu
Nhiệt luyện
G/hạn bền

2,4
=1,55.10
7
; N
H02
=30.250
2,4
=1,707.10
7
.
1,4T
1
T
1
0,7T
1
2-3s
t
1
t
2

t
ck

Sơ đồ tải trọng
Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Nguyễn Năng Quang Lớp CTM2-K45 Trang 18
Số chu kỳ thực:


tn
T
T
cN
.,,
tn
T
T
cN
ii
i
HE
ii
i
HE
















HE2
>N
H02
k
HL2
=1
Theo bảng 6.2[1] với thép 40XH tôi cải thiện độ rắn 230280
Ta có:
702
0
HB
limH

Do đó:

MPa.HB
limH
550702402702
1
0
1

MPa.HB
limH
570702502702
2
0

,S
K
MPa
,S
K
'
H
'
H
'
H
H
HLlimH
'
H
H
HLlimH
'
H
509
2
518500
2
518
11
570
500
11
550
2

Số chu kỳ cơ sở: N
F0
= 4.10
6
Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Nguyễn Năng Quang Lớp CTM2-K45 Trang 19
Số chu kỳ thực tế:
6
6
6
6
1
6
6
6
6
1
1054743
8
2
70
8
6
1086215000160
60
1064130
8
































MPa.,
HB,
limF
limF
limF
45025081
43224081
81
0
0
0
2
1

Bộ truyền quay một chiều nên k
FC
=1; tạm thời lấy Y
S
.K
xF
.Y
R
=1;
Nên:
F
FLlimF
F
S
k
][

k
][
F
FLlimF
'
F
F
FLlimF
'
F
7264
751
1450
8246
751
1432
2
22
2
1
11
1
0
0

ứng suất khi quá tải
Theo 6.13 và 6.14[1] ta có:
[
H
]

uka
Hba
H
aw




Với bánh răng nghiêng k
a
=43(MPa)
1/3
; chọn
ba
=0,325
Do đó:
bd
=0,5
ba
(u+1) =0,5.0,325(3+1) =0,65
Tra bảng 6.7[1] với sơ đồ 5 k
H
=1,04
Suy ra:

)mm(,
,

w
=(0,010,02)210 =2,14,2 (mm).
Chọn m theo tiêu chuẩn: m =2 (mm)
Chọn sơ bộ góc nghiêng =15
0

Số răng bánh nhỏ: ngăr,
,cos
um
cosa
Z
w
750
132
036142102
1
2
0
1






.
Bề rộng bánh răng: b
w
=
ba
.a
w
=0,325.210 =68.25 (mm)

Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Nguyễn Năng Quang Lớp CTM2-K45 Trang 21

2.5. Kiểm nghiệm bánh răng theo độ bền tiếp xúc
Dựa vào công thức kinh nghiệm:

][
u.b
uKKKT
d
Z.Z.Z
H
w
HvHH
w
HM
H





=
tw
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20
0
/cos13,73
0
) =20,54
0

tg
b
=cos
t
.tg =cos20,54
0
.tg13,73
0
=0,2288
b
=12,89
0
; 7221
54202
89122
2
2
0

0
=1,745
7570
7451
1
,
,
Z


đ-ờng kính vòng lăn bánh nhỏ:






HH
wwH
Hv
w
w
kkT
dbv
k
mm
.

v =d
w1
n
1
/(60.1000)= .105.186,24/60000 =1,024 (m/s); s
m
,, ,v
H
251
3
210
0241730020 0091
131041103974112
1052568251
1 ,
,., ,.
.,.,
k
Hv


Thay các số vừa tính vào (**) ta đ-ợc:

MPa

Z
v
Z
R
k
xH
=509.1.0,95.1 =483,55 (MPa)
0,95[
H
]=0,95.483,55 =459,37 (MPa)
0,95[
H
] <
H
<[
H
] đạt yêu cầu.

2.6. Kiểm nghiệm bánh răng theo độ bền uốn
Ta có:
F1
=2T1
k
Y

Y

Y
F1
/(b


;
F
=0,006; g
0
=73;

s/m,, ,v
F
75253
3
210
0241730060

021
3711110974112
105256875253
1
2
1
3
1
1
,
,., ,.
.,.,
kkT
dbv
k
FF

Z
FV
FV
1186
6035157
7313
153
6433552
7313
51
22
11
033
2
033
1















xH
=1.
[
F1
] = 246,8.1.1,03.1 =254,20 (MPa)

F1
< [
F1
]

F2
=
F1
(Y
F2
/Y
F1
) =121,48.(3,60/3,643) =120 (MPa)
[
F2
] =[
F2
] .Y
R
.Y
S
.k
xH
= 264,7.1.1,03.1 =272,64 (MPa)
Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Nguyễn Năng Quang Lớp CTM2-K45 Trang 24

2.8. Các kich th-ớc và thông số của bộ truyền

Khoảng cách trục
a
w

210
mm
Mô đun
m
2
mm
Góc nghiêng của răng

13,73
độ
Tỷ số truyền
u
3

mm
Đ-ờng kính vòng đỉnh
d
a

d
a1
=109; d
a2
=319
mm
Đ-ờng kính vòng đáy
d
f

d
f1
=100; d
f2
=310
mm

2.9. Lực tác dụng
N,,tg.,tgFtFF
N,
,cos
,tg.,








Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Nguyễn Năng Quang Lớp CTM2-K45 Trang 25

3. Kiểm nghiệm điều kiện bôi trơn a
TV
+d
a1
/2 =120+63/2 =151,5 (mm) <D