Thuyết trình đồ án chi tiết máy
Mục lục.
trang
Lời nói đầu. 2
PhầnI.Tính động học hệ dẫn động. 3
I.Chọn động cơ. 3
II.Phân phối tỷ số truyền. 5
III.Tinh toán công suất,số vòng quay,mô men xoắn trên các trục 6 dẫn
động.
IV.Bảng kết quả. 7
PhầnII.Thiết kế chi tiết. 7
I.Thiết kế bộ truyền. 7
A.Thiết kế bộ truyền bánh răng. 7
B.Thiết kế bộ truyền trục vít. 16
C.Thiết kế bộ truyền xích. 22
II.thiết kế trục, lựa chọn ổ lăn và khớp nối. 26
A.Chọn khớp nối. 26
B.Thiết kế trục. 27
C.Chọn ổ lăn. 45
PhầnIII.Thiết kế kết cấu. 52
I.Kết cấu vỏ hộp. 52
II.Kết cấu một số chi tiết. 53
III.Bôi trơn, điều chỉnh, bảng dung sai. 56
PhầnIV.Tài liệu tham khảo. 59

Thiết kế hệ dẫn động cơ khí
1
Thuyết trình đồ án chi tiết máy
Lời nói đầu
Môn học Chi tiết máy là một trong những môn cơ sở giúp cho sinh viên
khoa cơ khí nói riêng và sinh viên khoa khác nói chung có một cách nhìn tổng

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn đã tận tình giúp đỡ
em đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn
Hà Nội , Ngày tháng năm
Sinh viên
Thiết kế hệ dẫn động cơ khí
2
Thuyết trình đồ án chi tiết máy
Phần I. Tính động học hệ dẫn động.
I.Chọn động cơ.
1.Chọn loại động cơ.
Chọn động cơ điện để dẫn động máy móc hoặc các thiết bị công nghệ,
là giai đoạn dầu tiên trong quá trình tính toán thiết kế máy.
Theo yêu cầu làm việc của thiết bị cần được dẫn động.Hệ dẫn động băng tải
và đặc tính, phạm vi sử dụng của loại động cơ, ta chọn động cơ ba pha không
đồng bộ rô to lồng sóc.
Loại động cơ này có ưu điểm: kết cấu đơn giản, giá thành thấp, dễ bảo quản,
làm việc tin cậy.Tuy nhiên loại này có nhược điểm là hiệu suất và cos(ϕ) thấp
(so với động cơ đồng bộ), không điều chỉnh vận tốc được.
Ta chọn sơ đồ khai triển hệ đãn động sau:

1. Động cơ điện.
. 2. Bộ truyền bánh răng.
3. Bộ truyền trục vít – bánh vít
4. Băng tải.
5. Khớp nối.
Thiết kế hệ dẫn động cơ khí
3
Thuyết trình đồ án chi tiết máy
2.Tính công suất động cơ.
-Ta có:

=
;
0,98
br
η
=
;
0,93
X
η
=

0,82
tv
η
=
(z
1
=2).
Thay tất cả vào công thức 1.2 ta được

4
0,99.0,98.0,82.0,93.0,99 0,71.
η
= =
-Vì tải trọng là thay đổi ta có:

2
2 2
. /

0 1 2 0 1 2
2 2 2
1 1 1
p
p p
t t t t t t
p p p
β
 
 
 
 ÷
 
 ÷
 ÷
 
 
 
= + + + +( )
2
0 5 0,8 .3 / 0 5 3
β
 
 
 ÷
 
 

ch h
=
(1.3)
-u
h
là tỉ số truyền của hộp giả tốc bánh răng trục vít:u
h
=45460
-u
x
là tỉ số truyền của bộ truyền xích: u
x
=245
Thiết kế hệ dẫn động cơ khí
4
Thuyết trình đồ án chi tiết máy
Vậy

2.45 90
min min min
u u u
ch h x
= ==

. 3.60 180.
max
max max
u u u
X
ch h

+Pđc=5,5(KW).
+n
đc
=1445(v/ph).
+η=0,86
+
cos 0,86
ϕ
=
+
2
T
k
T
d
=
+Khối lượng của động cơ m=72(kg).
+tra bảng 1.4 ta được đường kính của động cơ là:D=32mm.
II.Phân phối tỉ số truyền.
-Ta có tỉ số truyền trong hệ dẫn động cơ khí:

.n u n
Sb ch lv
=
(1.4)
Mà
.u u u
x
ch h
=

2,2
u
tv
= =
.Ta chọn
u =25
tv
.Vậy
u =55
h
-Thay công thức(1.4) ta được tỉ số truyền chính xác của bộ truyền xích

134,42
2,44
55
u
x
= =
III.Tính toán công suất,số vòng quay,mô men xoắn trên các trục
của hệ dẫn động.
1.Tính công suất (P).

3,6( )
4
P P kw
t
= =

3,6
4

P kw
ol br
η η
= = =
.
2.Tính số vòng quay n.

1445( / ).
1
n n v ph
dc
= =

1445
656,82( / ).
2
2,2
n
dc
n v ph
u
br
= = =

1445
26,27( / ).
3
55
n
dc

9,55.10 .5,07
33508( . )
1445
P
dc
T N mm
dc
n
dc
= = =
-Trên trục bánh răng 1:

6
6
9,55.10 .
9,55.10 .4,96
1
32781( )
1
1455
1
P
T kw
n
= = =
-Trên trục 2(bánh răng trục vít).

6
6
9,55.10 .

9,55.10 .
9,55.10 .3,6
3195167( )
4
10,76
P
t
T kw
n
lv
= = =

IV.Lập bảng tổng kết.
Thiết kế hệ dẫn động cơ khí
7
Thuyết trình đồ án chi tiết máy
Phần II.Thiết kế chi tiết.
I.Thiết kế bộ truyền.
A.Thiết kế bộ truyền bánh răng.
1.Chọn vật liệu.
-Vì công suất trên bánh dẫn P=4,96 (KW) không quá lớn.Bộ truyền không có
yêu cầu gì đặc biệt về .vậy theo quan điểm thông nhất hoá và dựa vào bảng
6.1/91 ta chọn.
+Bánh nhỏ làm bằng thép C45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB=2414285,có
ú
b1
=850MPa, ú
ch1
=580MPa.
+Bánh răng lớn cũng làm bằng thép C45 tôi cải thiện đạt độ rắn

xH
.K
HL
[ú
F
]=( ú
Flim
0
/s
F
).Y
R
.Y
S
.K
XF
.K
FL
-Trong bước tính thiết kế ta chọn sơ bộ.
Z
R
.Z
V
.k
xH
=1
Y
R
.Y
S

, ú
Flim
0
là ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép với số chu kỳ cơ
sở.Tra bảng 6.2/92 ta có được
ú
Hlim
0
=2.HB+70 , s
H
=1,1 (II.3)
ú
Flim
0
=1,8.HB , s
F
=1,75 (II.4)
Ta chọn độ rắn bánh nhỏ HB
1
=245
Ta chọn độ rắn bánh lớn HB
2
=230
Thay lại các công thức (I.3),(I.4) ta được.
ú
Flim1
0
=2.HB
1
+70=2.245+70=560 (MPa)

1
2,4
=30.245
2,4
=1,6.10
7
→ N
H02
=30.HB
2
2,4
=30.230
2,4
=1,39.107
Số chu kỳ ứng suất tương đương N
HE
,N
FE
.

3
2
N =60.C . .
HE
i
1
T
i
n t
i i

2
=1,n
1
=1445(v/ph),n
2
=656,82(v/ph)
Mà ta có:
( ) ( )
3 3
5 3
7
60.1.656,82.10000. 1 . 0,8 32,2.10 N =1,39.107
2 H02
8 8
N
HE
 
 
 
= + = ≥
→K
HL2
=1.
Thiết kế hệ dẫn động cơ khí
9
Thuyết trình đồ án chi tiết máy
Mà
7 7
. 2,2.32,2.10 70,84.10 .
1 2 1


[ ]
530
481,82 .
2
1,1
MPa
H
σ
 
 
= =
Mà bánh răng là bánh trụ răng thẳng
→ [ú
H
]=min[[ú
H1
], [ú
H2
]]=481,82(MPa).
*Tương tự ta có số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi khử về ứng suất uốn của
thép C45 là N
F0
=4.10
6
.
N
FE
chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương.


N C n t
Tmax
t
 
 ÷
 
 ÷
=
 
 ÷
 
 ÷
 
∑ ∑
∑
Ta có C
1
=C
2
=1,n
1
=1445(v/ph))≥n
2
→N
FE1
≥N
FE2
Mà ta có:

5 3

6
. →K
FL1
=1.
-Thay lại công thức (II.4).Ta có

441
.1 252( ).
1
1,75
414
.1 236,57( )
2
1,75
MPa
F
MPa
F
σ
σ
 
 
 
 
= =
= =
2.2.ứng suất quá tải cho phép.
Thiết kế hệ dẫn động cơ khí
10
Thuyết trình đồ án chi tiết máy

a
w
được xác định
như sau.

.
1
a = .( 1).
w
3
2
. .
T K
H
k u
a
u
H
ba
σ ψ
 
 
+
(I.6).Vì hai bánh răng ăn khớp ngoài.
+ka hệ số phụ thuộc vào vật liêu của cặp bánh răng và loại răng.vì là bánh răng
thẳng nên ta lấy ka=49,5 (bảng 6.5/94).
+T
1
mô men xoắn trên trục bánh chủ động T
1

Quy tròn ta lấy
a =100(mm).
w
= a . =100.0,3=30(mm).
ba
b
w w
ψ
→
4.Xác định các thông số ăn khớp.
4.1.xác định mô đun (m).
Ta có
m=(0,014÷0,02). a =(0,014÷0,02).100=14÷2(mm).
w
Tra theo dãy tiêu
chuẩn 6.8/97 ta chọn m=1,5 (mm).
4.2.Xác định số răng .
Thiết kế hệ dẫn động cơ khí
11
Thuyết trình đồ án chi tiết máy
-Bánh răng thẳng β=0.
Có
.( ) .( 1).
2.a
2.100
1 2 1
a = 41,67
1
2. 2 m.(u+1) 1,5.(2,2 1)
m Z Z m u Z

=41>30.Nhưng yêu cầu về dịch chỉnh để đảm bảo về khoảng cách trục cho
trước.
+y là hệ số dịch chỉnh tâm.

1 2
a
100
y= 0,5.( ) 0,5.(41 90) 1,17( ).
m 1,5
w
Z Z mm− + = − + =
+Hệ số
100. 100.1,17
8,93
41 90
y
k
y
Z
t
= = =
+
Dựa vào ky,ttra ở bảng 6.10a→kx=0,568.
Mà
. 0,568.(90 41)
0,074
1000 1000
kx Zt
y
+

2
. .
w
w1
T k u
H
Z Z Z
M H
b u d
σ ε
+
=
(II.6)
+z
M
hệ số cơ tính vật liệu tra theo bảng 6.5/94 ta đươc z
M
=274(MPa)
(1/3)
+z
H
hệ số kể dến hình dánng bề mặt tiếp xúc trrong bảng 6.12/104.với
Thiết kế hệ dẫn động cơ khí
12
Thuyết trình đồ án chi tiết máy

1,24
1 2
0,01
41 90

β
ε
α
π
 
 ÷
 
= =
Với
1 1
1,88 3,2. 0 1,77.
41 90
o
cos
ε
α
 
 
 
 ÷
 
 
= − + =
Thay lại ta có

4 1,77
0,86.
3
Z
ε

H
α
→ =H
k
v
hệ số tả trọng động .

. .
w
w1
1
2,T . .
1
H
H
v b d
K
v
K K
H
H
α
β
= +
Tra bảng 6.15/105 có ọ
H
=0,006.g

2.32781.1,015.1
K
HV
→ = + =
Thiết kế hệ dẫn động cơ khí
13
Thuyết trình đồ án chi tiết máy

1,015.1,3.1 1,32.K
H
→ = =

2.32781.1,32.(2,2 1)
274.1,68.0,86. 410,3( ).
2
30.2,2.62,5
MPa
H
σ
+
→ = =
-mặt khác ta lại có:
+Ta chọn cấp chính xác là cấp 8,Ra=2,541,25(μm) →ZR=0,95.
+Z
V
=0,85.V
0,1
=0,85.4,73
0,1
=0,99.

F
F
Y Y Y
R XH
F F S
b d m
ε
σ σ
 
 
= ≤
(II.7)
T1=32781(MPa),b
W
=30(mm).d
W1
=62,5(mm).
+
1 1
Y 0,565.
1,77
ε
ε
α
= = =

+Bánh răng thẳng
0
o
β


. .
w
w1
1
2.T . .
1
V b d
F
K
FV
K K
FV
F
β
= +
Mà
0
. . .
0
a
V g v
F F
u
δ
=
Tra bảng6.15và 6.16/105có
0,016, 56, 4,73( / ),a =100.
w
0

MPa
F
σ
 
 
→ = =
+Ta lại có [ú
F1
]=252(MPa).
Y
R
=1.
Y
S
=1,08-0,0695.ln(m)=1,08-0,0695.ln1,5=1,05.
Vì
d =m.Z =1,5.41=61,5(mm)<400(mm) K =1.
XF
a1 1
→
→ [ú
F1
].Y
R
.Y
S
.K
XF
=252.1,05.1.1=265(MPa)> ú
F1

=87,21(MPa). Vậy
điều kiện bền uốn trên bánh 2 được thoả mãn.
5.3.Kiểm nghiệm răng về quá tải.
-Đề phòng dạng dư và gẫy răng thì.

= . K .
qt
Hmax H
max
H
σ σ σ
 
 
≤
Thiết kế hệ dẫn động cơ khí
15
Thuyết trình đồ án chi tiết máy
+Ta có
T
MAX
=410,3(MPa).K = =1,7.
qt
H
T
σ
+Tra ở bảng 6.13/104
=1260(MPa) .
H
MAX
σ

 
 
 
 
≤
≤
Ta có
T
max
=85,25(MPa), =87,21(MPa),K = =1,7
qt
F1 F2
T
σ σ
Tra bảng 6.14/105
=446(MPa), =360(MPa) .
F1 F2
max max
σ σ
   
   

85,25.1,7 145( ) =446(MPa).
Fmax
F1
max
MPa
σ σ
 
 

d
2
=135mm.
5.Đường kính đỉnh răng d
a1
=66
d
a2
=140
6.Đường kính đáy răng d
f1
=60mm
d
f2
=133
7.Đường kính cơ sở d
b1
=58 mm
d
b2
=127 mm
8.Góc prôfin góc ỏ=20
0
.
9.Góc prôfin răng ỏ
t
=ỏ=20
0
.
10.Góc ăn khớp ỏ


2.
2.32781
1
1049( ).
1 2
62,5
w1
. a
w
0
1
1049. 22,69 382( ).
1 2
cos
. 0( ).
1 2 1
T
F F N
t t
d
F tg
t
F F tg N
r r
F F F tg N
a a t
β
β
= = = =

3 3
3
3
8,8.10 . . . 8,8.10 . 4,82.25.656.82 3,28( / ) 5( / ).
1 1
v P u n m s m s
S
− −
= = = ≤
→[ú
H
]=212(MPa).
2.2.Ứng suất uốn cho phép [ú
F
].
-[ú
F
] đươc tính theo theo công thức
[ú
F
]= [ú
F0
].K
FL
+[ú
F0
] ứng duất uốn cho phép ứng với 106 chu kỳ.Vì trục vít được tôi,bộ truyền
quay 1 chiều
→[ú
F0

9
2 2 2
2 2
60. . . 60. . . .
2 2
2
0 1 1
max max
1
T T
t
i i i
N n t n t
i i
FE
T T
t
i
   
   
   
   
= =
∑ ∑ ∑
∑

5 3
9 9 6
60.26,27.1000. 1 . 0,8 . 10,64.10 .
8 8

=2.úch=2.600=12009MPa).
[ú
F
]
max
=0,8.úch=0,8.600=480(MPa).
3.Tính toán truyền động trục vít về độ bền.
3.1.Xác định các thông số cơ bản của bộ truyền.
-Khoảng cách trục a
W
.

(
)
2
.
170
2
3
a = Z . .
w
2
.
2
T K
H
q
q
Z
H

+K
H
hệ số tải trọng.Ta chọn sơ bộ K
H
=1,15.

( )
2
170 1421412.1,15
3
a = 50 12,5 . 201,75( ).
w
50. 212 12,5
mm
 
 
 
 
 
 
→ + =
Ta chọn a
W
=200(mm).
-Tính mô đun trục vít.

2.a
2.200
w
6,4.

.
170
2
2
. . .
a
w
2
Z q
T K
H
H H
Z q
σ σ
 
 
 
 
 ÷
 
 
 ÷
 
 
 
+
= ≤
(II.9)
+Tính chính xác lại [ú
H

=
+
Trong đó
2
0
1
8,44 .
2. 12,5 2.0,49
Z
arctg arctg
q x
γ
 
 
 ÷
 ÷
 ÷
 
 
= = =
+ +
Tra ở bảng 7.4 ta có được ử=2,7
0
.

0)
(8,44
0,95. 0,72.
0 0
8,44 2,7

T
β
θ
 
 
 ÷
 ÷
 ÷
 ÷
 
 
= + −
Tra bảng 7.5 ta có Ө=190.Hệ số biến dạng của trục vít.
T
2m
mô men trung bình.

2 2
2
5 3
2 2
. 1. 0,8. 0,925.
2
8 8
1
max max
1
T T
t
m i i

2 1
T T u N mm
η
= = =

Thay lại công thức (II.9).

( )
3
50 12,5
170 1248070.1,2
3
. 206( ) 228( ).
50 200 12,5
MPa MPa
H H
σ σ
 
 
 
 
 
 
+
= = ≤ =

Thiết kế hệ dẫn động cơ khí
21
Thuyết trình đồ án chi tiết máy
Thoả mãn.

=K
F
β
.
K
FV
Mà K
F
β
=K
H
β
=1.K
FV
=K
HV
=1,2→K
F
=1.1,2=1,2.
+d
2
=m.z
2
=6,3.50=315(mm).Đường kính vòng chia bánh vít.
+b
2
chiều rộng vành răng bánh vít.b
2
≥0,75. d
a1

Để tránh biến dạng dư hoặc dính bề mặt răng, ứng suất tiếp xúc cực đại không
được vượt quá giá trị cho phép.

. .
max
max
K
qt
H H H
σ σ σ
 
 
= ≤
Trong đó [ú
H
]=206(MPa).Kqt=1,7. [ú
H
]
MAX
=1200(MPa).

max
206. 1,7 269( ) 1200( ).MPa MPa
Hmax H
σ σ
 
 
→ = = ≤ =
Để tránh biến dạng dư hoặc phá hỏng tĩnh chân răng bánh vít,ứng suất uốn cực
đại không được vượt quá 1 giá trị cho phép.

=200 mm.
2.Hệ số dịch chỉnh bánh vít x
2
=0,49 mm.
3.Đường kính vòng chia d
1
=78,75 mm.
d
2
=315 mm.
4.Đường kính vòng đáy d
f1
=63,63 mm.
d
f2
=306 mm.
5.Đường kính ngoài của bánh vít. d
aM2
=324,5 mm.
6.Chiều rộng bánh vít. b=70 mm.
8.Góc ôm ọ=67,81
0
.
9.Tỉ số truyền. u=25
10.Hiệu suất của bộ truyền. ỗ=0,72 .
11.Góc vít. ó=8,44
0
.
12.Mô đun bánh vít m=6,3 mm.
13.Hệ số đường kính trục vít. q=12,5 mm.

 
−
≥
+ + −
+ỗ=0,72→P1=39,9/0,72=5,43(kW).
+kt=13.Hệ số toả nhiệt.
+ứ=0,28.Hệ số thoát nhiệt qua đáy hộp.
+Hệ số β.

2
8
/ . / 1,08.
1
1.5 0,8.3
1
t P t p
i i
CK
β
 
 ÷
 ÷
 
= = =
∑
+
+Ktq hệ số toả nhiệt của phần bề mặt hộp được quạt.Ta chọn được Ktq=21.
+[t
d
] nhiệt độ cao nhất cho phép của dầu,vì trục vít đặt dưới bánh vít

1 2
315
2
T
F F MPa
a t
d
= = = =

. ( ) 9025. (8,44 2,7) 1777( ).
1 2 2
F F F tg tg N
t a t
γ ϕ
= = + = + =

( )
.
9025.cos2,7. 20.cos8,44
1
. .cos 3308( ).
1 2
cos cos(2,7 8,44)
F c
tg
a
F F tg N
r r
ϕ
α γ

2max
2.2.Xác định bước xích (t).
-Bước xích t được chọn từ chỉ tiêu về độ bền mòn của bản lề tức là:áp suấp p
0

trên mặt tựa bản lề phải thoả mãn điều kiện .[ ]
P . . . .
t
P k k k P
z
n
= ≤

Trong đó k
Z
=Z
01
/Z
1
=25/25=1.
k
n
=n
01
/n
1
=50/26,27=1,90(chọn n

c
=1,25.
Chọn môi trường làm việc có bụi,phương pháp bôi trơn nhỏ giọt với chất
lượng đạt yêu cầu v = 0,18 (m/s) <4(m/s). →K
bt
=1,8.
Thay lại →K=1.1.1.1,2.1,25.1,8=2,7
+P=3,91 (KW).
→P
t
=3,91.2,7.1.1,9=20,06 (KW) ≤ [P].
Vậy tra bảng 5.5/79,với n
01
=50(v/ph),chọn [P]=22,9 (KW).Từ đó có
t=50,8(mm).
Thiết kế hệ dẫn động cơ khí
25