1
Trờng đại học bách khoa h nội
Viện cơ khí
bộ môn cơ sở thiết kế máy v rôbốt

BI giảng
đồ án môn học
chI tiết máy

Giảng viên
: TS. Vũ Lê Huy
2. Viết thuyết minh

Tuần 10 : nộp thuyết minh
Tuần 14 : ký bản vẽ, chuẩn bị bảo vệ 3
i2. Cách trình bầy thuyết minh
- Khổ giấy : A4, đóng thành tập, bìa xanh
- Trình bầy bìa :
- Thứ tự các mục trong thuyết minh :
+ Mục lục
+ Đầu đề thiết kế (Bản gốc)
+ Mở đầu : phân tích và trình bầy cơ sở của sơ đồ cơ cấu (không
bắt buộc)
+ Phần I : Tính toán động học
+ Phần II : Tính toán thiết kế
+ Phần III : Lập bảng ghi
+ Tài liệu tham khảo

** Chú ý :
- Ghi rõ số liệu đợc tra từ bảng nào :
với từ bảng [1] tra đợc
- Thuyết minh và bản vẽ có thể viết tay hoặc chế bản với máy tính.
- Thông qua : viết ra nháp, trình bầy rõ ràng
- Thời gian thông qua :
Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội

nối tiếp
hỗn hợp

- Động cơ điện xoay chiều :
1 pha
3 pha : đồng bộ
không đồng bộ : Rôto dây quấn
Rôto ngắn mạch (lồng sóc)


ct
P
P Ví dụ với hệ dẫn động nh sơ đồ sau:

k
br

ol

br

x

ot

F
v : hiệu suất hệ dẫn động
3
2

olotkxbr






1
ck
i
2
1
i
1
ck
i
2
i
tdt
P
t
tPP
P
t
tP
PP
(kW)

ck
i
2
1i
t
t.PP


lv
(vòng/phút)
u
t
: tỉ số truyền tổng,
nht
u.uu

u
h
: TST của HGT
u
n
: TST của bộ truyền ngoài
(chọn sơ bộ theo Bảng 2.4 (T.21))
chọn n
đb
gần nhất với n
sb
theo dẫy sau :
n
đb
= 3000, 1500, 1000, 750, 600, 500
(n
đb
= 60.f/p , ở Việt Nam có f=50Hz, số đôi cực : p = 1, 2, 3, )

* Chú ý :
+ Nếu n
đb

a. Tính TST của cả hệ :
lvdct
nnu


b. Phân TST cho các bộ truyền :
7
hnt
u.uu


u
n
là TST của bộ truyền ngoài, chọn sơ bộ :
dn
xn
uu
5 2uu



với u
d
lấy theo dẫy : u
d
= 2 ; 2,24 ; 2,5 ; 2,8 ; 3,15 ; 3,56 ; 4 ; 4,5; 5

TST của hộp :
nth
nuu

Việc phân phối TST cho các bộ truyền có thể đợc thực hiện theo các mục
tiêu khác nhau để đạt đợc yêu cầu cần thiết. 4. Xác định công suất P, mômen xoắn T và số vòng quay n trên các trục
Xét trục thứ i :
- Tính lần lợt từ trục động cơ trở đi :













ii
6
i
i)1i(1ii
k
k
1ii
nP.10.55,9T
u/nn
.PP

T (Nmm) T
đc
T
1
T
2
u u
đ
u
h

8
Đối với hộp giảm tốc 1 cấp, bộ truyền ngoài là xích Đối với hộp giảm tốc 2 cấp, bộ truyền ngoài là đai
Trục
Thông số
Động cơ I II III
P (kW) P
ct
P
1
P
2
P
3
n (v/ph) n
đc
n

2
P
3
P
4
n (v/ph) n
đc
n
1
n
2
n
3
n
4
T (Nmm) T
đc
T
1
T
2
T
3
T
4
u 1

u
1
u

T (Nmm) T
đc
T
1
T
2
T
3
u 1

u
h
u
x

9
i4. Tính thiết kế các bộ truyền
0. Một số chú ý :
- Số liệu thiết kế các bộ truyền : lấy từ bảng tính, theo sơ đồ bố trí
HDD và chế độ làm việc.
- Tính theo thứ tự từ cấp nhanh đến cấp chậm. Khi tính bộ truyền cuối
cùng cần xác định lại T và u trong bảng tính.
- Các công thức tính trong sách cho T
1
, P
1
và n
1
ứng với trục chủ động
của bộ truyền đang xét. T

O, A, , B
+ Thang thờng : v 25 m/s, có 7 loại (theo tiêu chuẩn của
Nga) :
O, A,
, B, , , E
Có b x h x l đợc tiêu chuẩn hoá. Chọn tiết diện đai dựa vào P và n theo hình
4.1.

b2. Xác định các thông số bộ truyền
a. Đai dẹt :
- Đờng kính : Tính d
13
1
3
1
1
1
)4,62,5()13001100( T
n
P
d

10
chọn theo tiêu chuẩn tính d
2
:
)1(udd

120

- Chiều dày đai : , sao cho
max11
)d/(d/




- Chiều rộng đai : b
- Kiểm nghiệm đai về tuổi thọ thông qua số lần uốn đai trong 1 giây :
max
ilvi
= 3 5 cho đai dẹt, = 10 cho đai thang
- Tính lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục.
b. Đai thang :
- Xác định đờng kính : d
1
chọn theo tiết diện đai, tính )1(udd
12


(lấy theo tiêu chuẩn)
- Khoảng cách trục : l => lấy theo tiêu chuẩn => tính khoảng cách
trục :


48a
22


.
11
b3. Xác định bớc xích p
p lấy theo tiêu chuẩn, p p
max
, P
t
[P]
Chú ý :
+ Nếu p << p
max
nhng p vẫn lớn (p31,75) => đờng kính đĩa
xích lớn => cồng kềnh => dùng xích nhiều dẫy.
+ [P] >> P
t
=> thừa khả năng tải => giảm z (z z
min
).
+ P
t
lớn hơn [P] một ít => tăng z
1
=> tính lại P
t
và chọn lại.
b4. Xác định các thông số bộ truyền
- Tính sơ bộ khoảng cách trục a : thờng dùng a = (30 40).p
- Số mắt xích :
a4
p)zz(

+ Tăng số dẫy xích
+ Tăng bớc xích p
+ Giảm số răng đĩa xích z
1
.

b6. Tính các thông số đĩa xích : d
1
, d
2
, d
a1
, d
a2
.

b7. Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích :
Tính
H
=> tra và chọn vật liệu làm đĩa xích (bảng 5.11 - trang
86), sao cho :

H
[
H
]

b8. Tính lực tác dụng lên trục.

3. Tính thiết kế bộ truyền Bánh răng

H
H
H
KKKYY
s
KKZZ
s


















0
lim
0
lim
][ ; ][

H1
aw
u][
KT
)1u(Ka




- BR côn :
3
2
Hbebe
H1
2
Re
][uK)K1(
KT
1uKR




b4. Xác định các thông số ăn khớp
a/ Bánh răng trụ :
- Môđun : m = (0,01 0,02)a
w

Lấy m theo tiêu chuẩn (u tiên dẫy 1 : 1,25 ; 1,5 ; 2 ; 2,5 ; 3 ; 4 ; 5 )
=> phải kiểm nghiệm bền uốn.

12
z.uz
=> lấy z
2
nguyên
- Tính lại khoảng cách trục :



cos2
)zz(m
a
21
w

+ Chọn lại giá trị a
w

+ BR thẳng : xác định giá trị hệ số dịch chỉnh
+ BR nghiêng : tính lại góc nghiêng

b/ Bánh răng côn :
- Tính đờng kính chia côn ngoài : d
e1

- Tra bảng 6.22 theo d
e1
=> đợc z
1p
=> tính z

tm
.z
1

+ BR côn răng nghiêng : chọn góc nghiêng răng

m
= 20 30
cung tròn : chọn góc nghiêng răng

m
= 35
=> tính môđun pháp trung bình : m
nm
= m
t
cos => lấy m
nm
tiêu chuẩn =>
tính lại : m
tm
= m
nm
/cos
d
m1
= m
tm
z
1


H
] = [
H
].Z
R
Z
v
K
xH

- Kiểm tra :

H
[
H
]
+ Nếu

H
> [
H
] chỉ 4% => tính lại b.
+ Nếu

H
> [
H
] hơn 4% => tăng a
w

xF

- Kiểm tra điều kiện bền uốn : [

F1,2
] [
F1,2
]
Nếu không thoả mãn => tăng m và chọn lại các thông số khác
và tiến hành kiểm nghiệm lại.
b7. Kiểm nghiệm về quá tải
][K
][K
maxFqtFmaxF
maxHqtHmaxH



K
qt
= T
nax
/T = mômen xoắn quá tải / mômen xoắn danh nghĩa = T
mm
/T
b8. Xác định các kích thớc hình học khác
- Với BR trụ theo các công thức trong bảng 6.11
- Với BR côn theo các công thức trong bảng 6.19

4. Tính thiết kế bộ truyền trục vít-bánh vít:

H
]
max
, [
F
]
max
.
b3. Xác định các thông số cơ bản :
- Chọn số mối ren trục vít z
1
= 1, 2, 4 => z
2
= u.z
1

- Tính sơ bộ khoảng cách trục : a
w
=> làm tròn a
w
.
- Hệ số đờng kính q : tính theo công thức thực nghiệm
q = (0,25
0,3).z
2
=> lấy q theo tiêu chuẩn.
- Môđun : m = 2.a
w
/(z
2

<< [
H
] => giảm a
w
H
> [
H
] => tăng a
w

=> xác định lại m, q, => kiểm nghiệm lại.
b5. Kiểm nghiệm răng bánh vít về độ bền uốn
- Xác định
F

- Kiểm tra :

F
[
F
], nếu không thoả mãn => tăng m và chọn lại các
thông số khác.
b6. Kiểm nghiệm răng bánh vít về quá tải :



max



5. Chän khíp nèi
- Khíp nèi ®Æt ë trôc vµo : tõ T
®c
vµ d
®c
=> D
0
vµ d
- Khíp nèi ®Æt ë trôc ra : tõ T
®c
=> D
0
, sau khi tÝnh trôc => d.
16
i.6. Ph©n tÝch lùc
1. S¬ ®å ph©n tÝch lùc
F
v
R
x
r3
F
F
r4
F

3
n
1
2
n
3
n
F
k
r2
F
a1
F
a2
F
F
r1
F
t1
t2
F
a3
F
r4
F
t4
F
F
a4
F

.2
ata
rtr
t
w
t
FtgFF
F
tg
FF
F
d
T
F




b/ TV-BV :












rr
aat
ta
(+) khi TV là chủ động
c/ BR côn răng thẳng :












2111
2111
2
1
1
1
sin
cos
.2
rta
atr
t
m

t
với F
t
= 2.T/D
t
.
với D
t
là đờng kính qua tâm các chốt ( phải chọn khớp nối trớc)
Chiều của F
r
là bất kỳ, tuy nhiên nên chọn sao cho F
r
làm tăng ứng
suất và biến dạng uốn trên trục có lắp khớp nối.

i.7. Tính và thiết kế trục
1. Lập sơ đồ tính khoảng cách : (hình SGK T.190, 192, 193, 194)

2. Chọn vật liệu chế tạo trục :
VD : thép CT5, thép 45, 40X có [] = 15 20 MPa
(trị số [
] nhỏ cho trục vào, lớn cho trục ra => giảm đờng kính trục ra).

3. Xác định sơ bộ đờng kính trục :
(mm)
].[2,0
T
d
3

y
, M
z
hay T
Hình vẽ : - Sơ đồ lực
- Biểu đồ mômen uốn : M
x

- Biểu đồ mômen uốn : M
y

- Biểu đồ mômen xoắn : T
- Kết cấu trục

6. Tính mômen uốn tổng và mômen tơng đơng :
Tại tiết diện j trên trục i có :
2
ij
2
ijtdij
2
yij
2
xijij
T.75,0MM
MMM


Theo điều kiện bền dập và bền cắt :
][
b.l.d
T.2
][
)th.(l.d
T.2
c
t
c
d
1t
d





19
[

d
] đợc cho trong bảng 9.5
[

c
] = 60 90 MPa
giảm [

d


ij
và s

ij
xác định theo công thức 10.20 và 10.21.
Nếu s
ij
< [s] hoặc s
ij
>> [s] => chọn lại đờng kính trục và kiểm
nghiệm lại.
10. Kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh (không yêu cầu)
11. Kiểm nghiệm trục về độ cứng (không yêu cầu)
12. Quyết định lần cuối các tiết diện trục và vẽ kết cấu trục

i.8. Tính chọn ổ lăn
1. Chọn sơ đồ bố trí ổ lăn :
- Dựa vào :
+ Phơng pháp điều chỉnh và lắp ghép các chi tiết trên trục
+ Yêu cầu làm việc của trục : di động, tuỳ động, cố định,
- Các dạng sơ đồ bố trí ổ :

2. Chọn ổ lăn : theo 2 cách

F.i
a
r
=> dùng ổ đỡ chặn
+ Theo đặc tính làm việc của trục và các chi tiết lắp trên trục.
Đối với trục có lắp bánh răng côn hoặc bánh vít: do yêu
cầu cao về độ cứng và độ chính xác nên sử dụng ổ đũa côn.
Đối với trục vít thì dùng sơ đồ

Trong đó có 2 ổ đũa côn đặt một phía, phía còn lại dùng ổ bi đỡ một dẫy.

=> chọn kích thớc ổ dựa vào : loại ổ, đờng kính ngõng trục và thoả mãn
mãn điều kiện : C
đ
= Q.L
1/m
< C

- Chọn loại và kích thớc ổ lăn => kiểm tra ổ đã chọn theo điều kiện :
C
đ
C
Nếu C
đ
> C => + Tăng cỡ ổ
+ Giảm thời hạn sử dụng của ổ
+ Chọn loại ổ khác

* Tuy nhiên cần chú ý về mối quan hệ kích thớc của ổ với các bộ phận
khác.

+ Khả năng tải động C (kN)
+ Khả năng tải tĩnh C
0
(kN)
+ Góc tiếp xúc

- B4 : Tính kiểm nghiệm khả năng tải động
CLQC
m
d


với : m : bậc đờng cong mỏi, với ổ bi m = 3, với ổ đũa m = 10/3
L : số triệu vòng quay của ổ, L = 60.n.L
h
/10
6
.
Q : tải trọng động quy ớc (kN), xác định theo một trong các công
thức tuỳ theo loại ổ.
+ ổ bi đỡ, bi đỡ-chặn và ổ đũa côn :
Q = (X.V.F
r
+ Y.F
a
).k
t
.k
đ


0

với : Q
t
= max{X
0
.F
r
+Y
0
.F
a
, F
r
}
- B6 : Kết luận dùng loại và cỡ ổ gì, thống kê các thông số của ổ đã
chọn : ký hiệu, d, D, B, C, C
0
.

i.9. Bôi trơn hộp giảm tốc
1. Bôi trơn các bộ truyền :
a/ Phơng pháp bôi trơn :
- Ngâm dầu : xét theo vận tốc dài xét trên đờng chia của bánh răng
ngâm dầu (với bộ truyền BR là BR lớn, bộ truyền TV-BV với TV đặt dới là
TV đợc ngâm trong dầu chứa trong hộp)
+ BR : v
12 m/s
+ TV : v
10 m/s

- Dầu tuabin : chất lợng tốt, dùng cho các bộ truyền BR quay nhanh.
- Dầu ôtô, máy kéo
- HGT cỡ nặng : dầu hộp số ôtô, máy kéo, xi lanh. (do nhiều chất nhựa
nên không tốt đối với bôi trơn lu thông).
2. Bôi trơn ổ lăn :
Chọn phơng pháp bôi trơn ổ lăn dựa vào vận tốc dài trên vành răng
của BR ngâm dầu :
60000
d.n.
v



- Khi v < 3 m/s => bôi trơn ổ lăn bằng mỡ, chọn loại mỡ xem Bảng
15.15a [1].
- Khi v
3 m/s => bôi trơn ổ lăn bằng dầu, dùng dầu bôi trơn trong bộ
truyền đợc đa lên bôi trơn cho ổ lăn nhờ bắn toé (hoặc sơng mù) có thể
dùng thêm rãnh dẫn dầu.

i.10. Tính các yếu tố hộp giảm tốc và chọn các kết cầu điển
hình
1. Kết cấu BR, TV-BV
a/ Bánh răng : T.9 -> T.13 (Tập 2 [1])
Kiểm tra BR nhỏ lắp liền hay rời trục.
b/ TV-BV : T.16

2. Kết cấu gối đỡ trục : T.21
- TV
- BR côn nhỏ => dùng thêm cốc lót => đờng kính ngoài của cốc lót:

g/ Khe hở giữa các chi tiết
h/ Số lợng bulông nền : tính L, B => số lulông nền

5. Các kết cấu liên quan đến cấu tạo vỏ hộp (T.88 -> T.96) :
a/ Cửa thăm
b/ Nút thông hơi
c/ Nút tháo dầu
d/ Bulông vòng hoặc vòng móc
e/ Chốt định vị
f/ Kích thớc rãnh lắp vòng phớt và vòng phớt (T.49)
g/ Vòng chắn dầu (vòng chắn mỡ) nếu có (T.53)

i.11. Dung sai lắp ghép và khoảng cách trục
1. Dung sai khoảng cách trục :
- BR trụ : tra bảng 21.22
- TV-BV : bảng 21.13
2. Kiểu lắp ổ lăn với trục và vỏ hộp : T.129 -> T.134
ổ lăn là chi tiết tiêu chuẩn => chỉ chọn dung sai của trục và lỗ gối trục.
(hình vẽ )
3. Kiểu lắp BR trên trục : (T.120 -> 123)
24
- BR không di động dọc trục : lắp trung gian
H7/js6 khi chịu tải nhẹ và bộ truyền không quan trọng
H7/k6 khi chịu tải vừa có thay đổi và va đập nhẹ
H7/n6 khi chịu tải nặng có va đập
- BR di động dọc trục (hộp số) : H7/h8
- BR quay quanh trục : H7/h6
4. Kiểu lắp giữa nắp ổ với gối ổ, bạc với trục : lắp lỏng
- Lỗ gối ổ với nắp ổ : có thể dùng H7/d11
- Bạc với trục : có thể dùng D11/k6