TRÝỜNG ÐẠI HỌC SPKT HÝNG YÊN ÐỒ ÁN CÕ SỞ THIẾT KẾ MÁY
KHOA CÕ KHÍ
I -CHỌN ĐỘNG CƠ
I.1-Chọn kiểu loại động cơ :
I.1.1-Tính toán công suất :
A-Công suất làm việc:
Theo CT (2.11) [ I ]
P
lv
=
.
1000
F v
=
1000
9,0.9450
= 8,51 (kw)
B-Công suất tương đương:
Theo CT (2.14) [ I ]
P
tđ
=P
lv
.β
Với β=
8
3
.)
.75,0
(
8

. �
đ .
( (2.8-2.9)
Theo bảng (2.3) [ I ]
- Hiệu suất của bộ truyền bánh răng : �
br
= 0,95
- Hiệu suất truyền của bộ truyền xích : �
x
= 0,92
- Hiệu suất của bộ truyền đai : �
đ
= 0,95
- Hiệu suất truyền của ổ lăn :
⇒ �
ht
= �
br
. �
x
. �
đ .
(
ol
η
)
3

=


.60000

=

600.
9,0.60000
π
= 28,65
(Vòng/phút)

B- Số vòng quay sơ bộ:
Theo CT (2.18) [ I ]:
n
sb
= n
lv.
u
sb
Tỷ số truyền sơ bộ của động cơ là :u
sb =
u
đai.
u
bánh răng.
u
xích


suất,k
W
Vận
tốc
quay,
v/p
Cos
ối
lượng
m
m
m
DK63-6 10 960 0,82 190 2,
2
1,
4
45

Động cơ thỏa mãn các thông số cần thiết .
GVHD: HOÀNG MINH THUẬN
SVTH: Nguyễn Văn Trung – LỚP CTK8 Page 2
TRÝỜNG ÐẠI HỌC SPKT HÝNG YÊN ÐỒ ÁN CÕ SỞ THIẾT KẾ MÁY
KHOA CÕ KHÍ
I.2.PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
I.2.1. Tỷ số truyền của hệ dẫn động:
u
t
= n
đc
/n

II
= n
I
/u
br
= 240/3 = 80 (vòng/phút)
Trục công tác : n
công tác
= n
II
/u
xích
= 80/2,79 = 28,67(vòng/phút)
I.3. Tính toán động học
I.3.1.Công suất trên các trục :
Ta có :
Công suất làm việc : P
đc
= P
ct
= 9,56 (KW )
Công suất trên trục I: P
I
= P
đc
.n
đ
= 9,56.0,95 = 9,08 (KW)
Công suất trên trục II : P
II

960
56,9
= 95102,08
(Nmm)
Trục I: T
I
=9,55.10
6
I
I
P
n
=9,55.10
6
.
240
08,9
=361308,33 (Nmm)
Trục II: T
II
=9,55.10
6
II
II
P
n
=9,55.10
6
.
80

9,56 9,08 8,54 7,70
Momen xoắn
T (N.mm)
95102,08 361308,33 1019462,50 2564876,18
GVHD: HOÀNG MINH THUẬN
SVTH: Nguyễn Văn Trung – LỚP CTK8 Page 4
TRíNG éI HC SPKT HíNG YấN é N Cế S THIT K MY
KHOA Cế KH

II-THIT K B TRUYN AI THANG:
Thit k truyn ai gm cỏc bc :
- Chn loi ai, tit din ai
- Xỏc nh cỏc kớch thc v thụng s b truyn.
- Xỏc nh cỏc thụng s ca ai theo ch tiờu v kh nng kộo ca ai v v tui th.
- Xỏc nh lc cng ai v lc tỏc dng lờn trc.
Theo hỡnh dng tit din ai, phõn ra : ai dt (tit din ch nht), ai hỡnh thang
(ai hỡnh chờm), ai nhiu chờm (ai hỡnh lc) v ai rng.
II. 1 . Xác định kiểu đai
Các thông số của động cơ và tỉ số truyền của bộ truyền đai:
n
dc
=960 (vòng/phút) ; P
ng c
=P
1
= 9,56(KW) ; u
đai
= 3.15 ;
Chọn loại tiết diện đai hình thang và do không có yêu cầu đặc biệt nào nên ta
chọn loại đai hình thang bình thờng trong bảng 4.13[I]. Theo đó, thông số kích

v =
60000

11
nd

=
60000
960.200.

= 10,05
(m/s)
v<v
max
= 25 ( m/s)
Nh vậy vận tốc đai tính toán nhỏ hơn vận tốc đai cho phép v
max
= 25 m/s
(đối với loại đai thang thng).
Ta cú h s trt ai :


= 0,01 0,02 ; chn


= 0,02
Suy ra ng kớnh bỏnh ai ln :
d
2
= =200.3,15.(1-0,02)=617,4


l
sb
= 2.a
sb
+
2
)(
21
dd +

+
sb
a
dd
.4
)(
2
12

= 2.630 +
+ =2637,13 (mm)
Tra bng 4.13[II] , ta chn chiu di ai tiờu chun l l

=2500 (mm)
Số vòng chạy của đai:
GVHD: HONG MINH THUN

và:

= (d
2
-d
1
)/2 = (630 - 200)/2 = 215 (mm)
a =

=
556,60(mm)
Vy khong cỏch trc thc t l :
a
w
= 556,60 (mm)
iều kiện khoảng cách trục cần thỏa mãn:
0,55(d
1
+ d
2
) + h a 2(d
1
+ d
2
)
Ta có: 0,55(d
1
+ d
2
) +h = 0,55.(200 + 630) + 10,5= 467 (mm)

Vậy
1
=136
0
>120
O
góc ôm thỏa mãn điều kiện.
II.3-Xỏc nh s ai
z =
[ ]
zul
dcd
CCCCP
KP

.
.
0

Trong đó:
+ Công suất trên trục bánh đai chủ động :
P
cđ
= P
1
= P
ng c
= 9,56 ( Kw )
+ Công suất cho phép : (Tra bng 4.19[I] )
[P

u
= 1,14
+ Hệ số kể đến ảnh hởng của sự phân bố không đều tải trọng cho các dây đai :
+ Ta cú

83,2
38,3
56,9
][
0
1
==
P
P

Tra bng 4.18[I]-T61 , ta c : C
z
=0,95
Vy Z =
82,2
14,1.95,0.04,1.89,0.38,3
0,1.56,9
=
( ai)
Vy chn Z = 3 ai
II.4-Xỏc nh chiu rng bỏnh ai
- Chiều rộng của bánh đai đợc xác định theo công thức:
B = (z - 1)t + 2e
Tra bng 4.21[I] :
t = 19 mm ; e = 12,5 mm ; h

m
. v
2

Vi: q
m :
Khi lng 1m chiu di ai . Tra bng 4.22[I]-T64 ta c
q
m
=0,178.10,05
2
=17,98 (N)

Khối lợng 1 mét chiều dài đai q
m
= 0,178 (kg/m). ( Tra bng 4.22[I] )
F
v
= 0,178.10,05
2
= 17,98 (N)
- Xác định lực căng ban đầu:
GVHD: HONG MINH THUN
SVTH: Nguyn Vn Trung LP CTK8 Page 8
TRÝỜNG ÐẠI HỌC SPKT HÝNG YÊN ÐỒ ÁN CÕ SỞ THIẾT KẾ MÁY
KHOA CÕ KHÍ
F
0
=
780. .

2
136
= 1645,96 (N)
B¶ng th«ng sè cña bé truyÒn ®ai
Thông số Ðai thang thýờng

Ðýờng kính bánh ðai nhỏ :
200mm
Ðýờng kính bánh ðai nhỏ : 630mm

Chiều rộng bánh ðai : B
63 mm
GVHD: HOÀNG MINH THUẬN
SVTH: Nguyễn Văn Trung – LỚP CTK8 Page 9
TRíNG éI HC SPKT HíNG YấN é N Cế S THIT K MY
KHOA Cế KH

Chiu di ai : l
2500mm
S ai : z 3 ai
Khong cỏch trc : a 556,60 mm
Gúc ụm : 136
Lc cóng ban u : 295,87 N

Lc tỏc dng lờn trc : F
r
11645,96N
III-THIT K B TRUYN XCH
III. 1. Chọn loại xích
Do bộ truyền tải không lớn, ta chọn loại xích ng con ln 1 dóy gi tt l xớch

b.Xỏc nh bc xớch
Bớc xích p đợc xác định từ chỉ tiêu về độ bền mòn của bản lề. Điều kiện đảm
bảo chỉ tiêu về độ bền mòn của bộ truyền xích đợc viết dới dạng:
P
t
= P. k. k
z
. k
n
[P]
Trong đó:
P
t
- Công suất tính toán
(Tra bng 5.5[I] ) ta cú:
P = 8,54 KW
Công suất cần truyền ;
Hệ số răng : k
z
=
1
01
z
z
=
23
25
= 1,0
k
n

0
<60
0
)
Hệ số kể đến ảnh hởng của khoảng cách trục và chiều dài xích:
k
a
= 1 chn a = 35p

Hệ số kể đến ảnh hởng của việc điều chỉnh lực căng :
k
đc
= 1,25(iu chnh bng 1 trong cỏc a xớch);
Hệ số kể đến ảnh hởng của bôi trơn:
k
bt
= 1,3 (Tra bng 5.6[I] v 5.7[I] )
Hệ số tải trọng động : k
đ
= 1
Hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền :
k
c
= 1 (Lm vic 1 ca )
k = 1.1.1,25.1,3,1,1=1,63
Từ (I -81) ta tính đợc: P
t
= 8,54.1,09.0,63.1,63 =38,1 [P]

Vy tra bng 5.5: vi n




x =
77,127
40,1532.4
1,38.)2369(
2
6923
1,38
40,1532.2
2
2
=

+
+
+

Ta lấy số mắt xích chẵn x
c
= 128 , tính lại khoảng cách trục theo công thức:
a

= 0,25.p
( )





2369
[2)]6923(5,0128[
2


+
a


=1536,79 (mm)
Để xích không chịu lực căng quá lớn, ta cần giảm khoảng cách trục đi một lợng:
a = 0,003.a = 0,003.1536,79=4,61 (mm)
a = a

- a =1536,79-4,61 =1532,18 (mm)
Số lần va đập của bản lề xích trong 1 giây:
i = [i]

Ta cú : i =
128.15
80.23
= 0,96
i = 1,32 < [i] = 20 (Tra bng 5.9[I] )
Vy sự va đập của các mắt xích vào các răng trên đĩa xích đảm bảo, không
gây ra hiện tợng gẫy các răng và đứt mắt xích.

d. Kiểm nghiệm xích về độ bền
Với các bộ truyền xích bị quá tải lớn khi mở máy hoặc thờng xuyên chịu tải
trọng va đập trong quá trình làm việc cần tiến hành kiểm nghiệm về quá tải theo hệ
số an toàn:

80.1,38.23
=1,17 (m/s) - Lực vòng trên đĩa xích:
F
t
= =
17,1
54,8.1000
= 7299,15(N)
- Lực căng do lực ly tâm sinh ra khi làm việc:
F
v
= q. v
2
= 5,5. 1,17
2
= 7,53 (N)
-Lực căng do nhánh xích bị động sinh ra:
F
0
= 9,81. k
f
. q. a
Trong đó :
- Hệ số phụ thuộc vào độ võng f của xích và vị trí bộ truyền:
Chn k
f
= 1 (Theo 5.16/t85)


1
sin
z
p

= 279,80(mm)
d
2
=








2
sin
z
p

= 837,09 (mm)

GVHD: HONG MINH THUN
SVTH: Nguyn Vn Trung LP CTK8 Page 13
TRíNG éI HC SPKT HíNG YấN é N Cế S THIT K MY
KHOA Cế KH


. n
II
. p
3
. m
= 13. 10
-7
. 80. (38,1)
3
. 1 = 5,75 N
- Hệ số phân phân bố không đều tải trọng cho các dãy:
k
d
= 1 (xích 1 dãy)
- Hệ số tải trọng động :
K
d
= 1 ( Bảng 5. 6 [I] )
- Hệ số kể đến ảnh hởng của số răng đĩa xích :
với z
1
= 23 k
r1
= 0,48
- Mô đun đàn hồi : E =
21
21
.2
EE
EE

F
vd2
= 13. 10
-7
. n
III
. p
3
. m = 13. 10
-7
. 25,48. (38,1)
3
. 1 = 1,83 (N)
=>
H2
= 0,47.
1.95,3
10.1,2).38,11.15,7299.22,0
5
+
= 434,44
Nh vậy:
H1
= 641,71

H2
=434,44
Dựng thộp 45 tụi ci thin t nhit rn HB321 s t c ng sut tip xỳc
cho phộp [
H

Trong tính toán thực tế, ta có thể bỏ qua lực F
0
và F
v
nên F
1
= F
t
vì vậy lực tác
dụng lên trục đợc xác định theo công thức:
F
r
= k
x
. F
t
Trong đó: k
x:
Hệ số kể đến ảnh hởng của trọng lợng xích :
với : k
x
= 1,05 (B truyn nm ngang mt gúc > 45
0
)
F
t
- Lực vòng trên băng tải, F
t
= 4672,8(N)
F

2
200 mm
630 mm
Lực tác dụng
lên trục F
r
7664,11 NPhần III: Tính bánh răng côn răng thẳng
III.1 Chọn vật liệu
Tra bảng 6.1 [1]
Vật liệu Nhiêt luyện Kích thýớc
s,mm
Ðộ rắn Giới hạn bền Giới hạn chảy
40X Tôi cải thiện 100 230-260 850 550
chọn
1
HB
=240
GVHD: HOÀNG MINH THUẬN
SVTH: Nguyễn Văn Trung – LỚP CTK8 Page 16
TRÝỜNG ÐẠI HỌC SPKT HÝNG YÊN ÐỒ ÁN CÕ SỞ THIẾT KẾ MÁY
KHOA CÕ KHÍ

2
HB
= 230
Tính ứng suất cho phép:
ứng suất tiếp xúc cho phép được xác định bằng công thức sau

, K
FL
là hệ số tuổi thọ, xét đến ảnh hưởng của thời hạn phục vụ va chế độ tải trọng của bộ truyền,
được xác định theo công thức sau :
K
HL
=
/
H
m
HO HE
N N
K
FL
=
/
F
m
FO FE
N N

Trong đó:
+ m
H
- Bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc m
H
= 6 khi độ rắn mặt răng HB ≤ 350
+N
HO
- Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc

( )
3
ax
60 /
i m i i
c T T n t
∑
Trong đó:
c - Số lần ăn khớp trong một vòng quay của bánh răng;
n
i
- Số vòng quay của bánh răng trong một phút;
T
i
- Mô men xoắn ở chế độ thứ i;
T
max
- Mô men xoắn lớn nhất tác dụng lên bánh răng đang xét;
t
i
- Tổng số giờ làm việc của bánh răng t
i
= 20000( giờ).
Ta có: với bánh răng nhỏ (bánh răng 1):
c = 1; n
I
= 240 v/p.
với bánh răng lớn (bánh răng 2):
c = 1; n
II

HO
2
do vậy ta chọn:
⇒ K
HL1
= 1 , K
HL2
= 1;
- K
FL
hệ số tuổi thọ, xét đến ảnh hưởng của thời hạn phục vụ của bộ truyền, được xác định theo CT
6.3[I]:
GVHD: HOÀNG MINH THUẬN
SVTH: Nguyễn Văn Trung – LỚP CTK8 Page 18
TRÝỜNG ÐẠI HỌC SPKT HÝNG YÊN ÐỒ ÁN CÕ SỞ THIẾT KẾ MÁY
KHOA CÕ KHÍ
K
FL
=
F
m
FE
FO
N
N

Trong đó:
+ m
F
- Bậc của đường cong mỏi khi thử về uốn m

i
- Mô men xoắn ở chế độ thứ i;
T
max
- Mô men xoắn lớn nhất tác dụng lên bánh răng đang xét;
t
i
- Tổng số giờ làm việc của bánh răng t
i
= 20000( giờ).
Ta có:
với bánh răng nhỏ (bánh răng 1) : c = 1; n
I
= 240 v/p
với bánh răng lớn (bánh răng 2) : c = 1; n
II
= 80 v/p
⇒ N
FE1
=60.1.240.20000.( 1
6
.0,625 + (0,75)
6
.0,375 ) = 199,22. 10
6
N
FE2
= 60.1.80.20000.( 1
6
.0,625 + (0,75)

2. 70
1,1
HB +

[σ
F
] =
1,8.
1,75
HB
Ta có : Bánh chủ động
[σ
H1
] =
1,1
70.2
1
+HB
=
2.240 70
1,1
+
=500 MPa
[σ
F1
] =
75,1
.8,1
1
HB

H
] =min([σ
H1
]; [σ
H2
]) = [σ
H2
] =481,82 MPa
Ứng suất cho phép khi quá tải σ
[σ
H1
]max =[σ
H2
]max =2,8.σ
ch
=2,8.550 =1540 MPa
 [σ
H
]max = min ([σ
H1
]; [σ
H2
]) = 1540 Mpa
[ σ
F
]
max = 0,8. σ

. 1.
1 .
H
R
be be H
T K
K u
K K u
β
σ
+
−
Hoặc
d
el
=
( )
[ ]
1
3
2
.
.
1 .
H
d
be be H
T K
K
K K u

K
be
=0,25 – 0,3
Chọn K
be
=0,25 vì u > 3
T
1
mô men xoắn trên trục chủ động
[σ
H
] ứng suất tiếp xúc cho phép
.
2
be
be
K u
K−
=
25,02
3.25,0
−
= 0,43
Tra bảng 6.21 chọn K
Hβ
=1,20
Suy ra
R
e
=

3
2
82,481.3.25,0).25,01(
20,1.33,361308
−
= 235,88m
d
e1
=K
d
.
}][ ).1{(/.13
2
uKKKT
HbebeH
σ
β
−
=100.
3
2
82,481.3.25,0).25,01((
20,1.33,361308
−

=149,18
III.2.2 Các thông số ăn khớp
+Số răng bánh nhỏ
d
e1

53,130
= 3,73
GVHD: HOÀNG MINH THUẬN
SVTH: Nguyễn Văn Trung – LỚP CTK8 Page 22
TRÝỜNG ÐẠI HỌC SPKT HÝNG YÊN ÐỒ ÁN CÕ SỞ THIẾT KẾ MÁY
KHOA CÕ KHÍ
Xác định mô đun
Răng côn răng thẳng
m
te
=m
tm
/(1 – 0,5.K
be
) = 3,73/(1- 0,5.0,25) =4,26
Tra bảng 6.8 [I] lấy: m
te
= 4
Tính lại m
tm
và d
m1
m
tm
=m
te
.(1 – 0,5.K
be
) = 4.(1 – 0,5.0,25) = 3,5
d

= 90
0
- 18,43
0
=71,57
0
+đường kính trung bình của bánh nhỏ.
d
m1
= Z
1
.m
tm
= 40. 3,5= 122,50 mm
d
m2
= Z
2
.m
tm
=105.3,5=367,50 mm
+Tính chính xác chiều dài côn ngoài
R
e
=0,5.m
te
.
2 2
1 2
z z+

.m
te
+c ; với h
te
= =cos 30=0,87; c=0,2m
te
=0,8
=> h
e
=2.0,87.4 + 0,8 =7,76
GVHD: HOÀNG MINH THUẬN
SVTH: Nguyễn Văn Trung – LỚP CTK8 Page 23
TRÝỜNG ÐẠI HỌC SPKT HÝNG YÊN ÐỒ ÁN CÕ SỞ THIẾT KẾ MÁY
KHOA CÕ KHÍ
+Chiều cao đầu răng ngoài
h
ae1
= ( h
te
+ x
n1
.cosβ
m
).m
te

tra bảng 6.20 –[I]
Ta có: x
n1
= 2. =2.(1-

- h
ae1
=7,76– 4,32 = 3,44 mm
h
fe2
=h
e
- h
ae2
=7,76– 2,64= 5,12 mm
+đường kính đỉnh răng ngoài
d
ae1
= d
e1
+ 2.h
ae1
.cos = 140+ 2.4,32.cos 18,43
0
=148,20 mm
d
ae2
= d
e2
+ 2.h
ae2
. cos = 420+ 2. 2,64.cos 71,57
0
= 421,67 mm,
+Chiều dài côn trung bình

 S
e1
=(0,5.3,14+2.0,24.1+0,034).4= 8,34 mm
 S
e2
= π.m
te
– s
e1
= 3,14.4 – 8,34=4,22 mm
- Góc chân răng:
θ
f1
= arc tg h
fe1
/R
e
= arc tg 3,44 / 235,88= 0,84
0
θ
f2
= arc tg h
fe2
/R
e
= arc tg 5,12 / 235,88= 1,24
0
- Góc côn đỉnh:
δ
a1

0
– 0,84
0
= 17,59
0
δ
f2
= δ
2
- θ
f2
= 71,57
0
– 1,24
0
= 70,33
0
III.2.3 Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc
σ
H
=Z
M
.Z
H
.Z
ε.
2
1
2
1