ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: Hoàng Xuân Khoa
Lời Nói Đầu
Hiện nay khoa học kỹ thuật đang phát triển rất nhanh, mang lại những lợi
ích cho con người về tất cả những lĩnh vực tinh thần và vật chất. Để nâng cao
đời sống nhân dân và để hòa nhập vào sự phát triển chung của các nước trong
khu vực cũng như trên thế giới. Đảng và Nhà nước ta đã đề ra những mục tiêu
trong những năm tới là nước ta sẽ trở thành nước công nghiệp theo hướng hiện
đại.
Để thực hiện được điều đó một trong những ngành cần quan tâm phát triển
đó là ngành cơ khí vì ngành cơ khí đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất
ra các thiết bị công cụ cho mọi ngành kinh tế quốc dân. Muốn thực hiện việc
phát triển ngành cơ khí cần đẩy mạnh đào tạo đội ngũ cán bộ kỹ thuật có trình
độ chuyên môn đáp ứng được các yêu cầu của công nghệ tiên tiến, làm chủ
được các dây chuyền thiết bị, máy móc sản xuất hiện đại.
Đồ án chi tiết máy nói riêng và những môn học khác mà em được học trong
trong trường nói chung đã cung cấp cho em những kiến thức ban đầu về ngành
cơ khí, là cơ sở để sau này có thể ứng dụng vào thực tế sản xuất.
Song với những hiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiệm thực tế chưa
có nên đồ án của em còn nhiều thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo của các
Thầy, Cô để bài làm của em được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng Em xin chân thành cảm ơn sự quan tâm chỉ bảo tận tình của các
Thầy, Cô và đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầy HOÀNG XUÂN KHOA
trong quá trình làm đồ án.
Hà Nội, ngày 9, tháng 4, năm 2012
SVTH: phùng Văn Tuấn
Trang 1
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: Hoàng Xuân Khoa
A.CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN.
I. Xác định công suất cần thiết, số vòng quay sơ bộ hợp lí của động cơ điện.
Chọn động cơ điện.
- Công suất cần thiết được xác định theo công thức

η
br
= là hiệu suất bộ truyền bánh răng. Tra bảng η
br
= 0,98
η
ol
là hiệu suất một cặp ổ lăn. Tra bảng η
ol
= 0,99
η
k

là hiệu suất của khớp nối. Tra bảng η
k
= 0,99
là hiệu suất một cặp ổ trượt = 0,99
hiệu suất của các bộ truyền và ổ tra bảng (2.3 TTTKHTDĐCK)
Thay số ta có:
η

= 0,96 0,99.0,99= 0,88
P
ct
= = 2,84 (kw)
- Xác định số vòng quay sơ bộ hợp lí của động cơ điện:
+ Dựa vào bảng 2.4 ta chọn tỉ số truyền của hộp giảm tốc bánh răng hai cấp
U
h
=20 và tỉ số truyền của bộ truyền ngoài( bộ truyền đai dẹt) U

= 4,0 (kw); n
đc
= 1420 (v/ph)
+ Kiểm tra điều quá tải
Theo bảng P1.3 ta có
dn
k
T
T
= 2,0 >
T
T
mm
= 1,8 và
dn
T
T max
= 2,2 >
T
T
mm
=1,8
Vậy động cơ đã chọn thỏa mãn điều kiện an toàn khi mở máy và khi làm việc.
II. Phân phối tỉ số truyền
- Xác định tỉ số truyền U
t
của hệ thống dẫn động
U
t
=

2
là tỉ số truyền của bộ truyền cấp chậm.
Theo công thức thực nghiệm ta có = (1,21,3) TTTKHTDĐCK
Chọn =1,3 =>= = 4
=1,3.4=5,2
Tính lại = ==4
III. Xác định công suất, momen và số vòng quay trên các trục.
- Công suất trên các trục
+ Trên trục 3: P
3
=
olkn
lv
P
ηη
.
= = 3,188(kw)
+ Trên trục 2: P
2
=
olbr
P
ηη
.
3
= = 3,28(kw)
+ Trên trục 1: P
1
=
olbr

Momen xoắn T(Nmm)
23673
96355 499071 1784607
B. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI.
I. Chọn loại đai và tiết diện đai.
II. Tính các thông số của bộ truyền đai.
Căn cứ vào công suất của động cơ 3,52(kw), tỷ số truyền = 4 và điều kiện làm
việc ca đâp vừa ta chọn loại đai là đai vải cao su
1. Tính đường kính bánh đai, chiều rộng bánh đai, chiều dài đai, khoảng
cách trục.
- chọn đường kính bánh đai nhỏ
+ Mô men xoắn trên trục động cơ là: = 23673 (N.mm)
Trang 5
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: Hoàng Xuân Khoa
- theo công thức =(5,2 = (5,2 = (149,3183,76) theo tiêu chuẩn bảng 15 tập bảng
tra chi tiết máy ta chọn = 160 (mm)
+ Nghiệm điều kiện vận tốc : v = = = 12 (m/s) ( 2530) (m/s)
- Đường kính bánh đai lớn theo công thức sau: = (1-)
+ Theo công thức 4.26 ta chọn = 0,02
+ Với U==4 => = 4.160.(1-0,02) = 627(mm)
Theo tiêu chuẩn bảng 15 tập bảng tra chi tiêt máy ta chọn 630 (mm)
- Tỉ số truyền thực tế
U
t
= = = 4,02
Và U = = 100% = 0,5 % < 4 %
- chọn sơ bộ khoảng cách trục a (1,52)(+) = (1,52)790 = (11851580) lấy a =
1200 (mm)
-Tính chiều dài đai
Theo công thức 4.4 ta có

là ứng suất có ích cho phép được xác định bằng thực
nghiệm, theo công thức 4.11 ta có = -
Bộ truyền đạt nằm ngang, điều chỉnh định kỳ lực căng, chọn = 2,0 M, theo bảng
4.9, = 2,7, = 11, do đó = 2,7 – = 2,39 M,
+ với là hệ số kể đến ảnh hưởng góc ôm trên bánh đai nhỏ đến khả năng kéo
của đai
+ Với α = 159
0
ta có C
α
= 1- 0,003(180
0
- α) = 1- 0,003 (180
0
– 159
0
) = 0,973
+ Với là hệ số kể đến ảnh hưởng của lực li tâm đến độ bám của đai trên bánh
đai trị số của được tính theo công thức sau = 1,04 – 0,0004. = 1,04 – 0,0004. =
0. 9824
+ Với là hệ số kể đến ảnh hưởng vị trí của bộ truyền trong không gian và góc
nghiêng của bộ truyền so với phương nằm ngang là phương pháp tự căng đai,
theo bảng 4.12 ta có = 1
Trang 7
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: Hoàng Xuân Khoa
=> = = 2,39.0,973.0,9824.1 = 2,28 M
Theo công thức 4.8, => chiều rộng bánh đai b = = = 31,8 mm lấy theo tiêu
chuẩn b = 40 mm
3. Xác định lực căng ban đầu tác dụng lên trục.
- Theo công thức 4.12 lực căng ban đầu = b = 1,8.4,5.40 = 324 N

+ Bánh lớn: Thép 45 tôi cải thiện có
HB = 192240; = 750 MPa; = 450MPa
+ Trong đó:
HB là độ rắn , là giới hạn bền, là giới hạn chảy
II. Xác đinh ứng suất cho phép.
- Theo bảng 6.2 với thép 45 tôi cải thiện có độ rắn HB = 180350 thì
= 2HB + 70; S
H
= 1,1; = 1,8HB; S
F
= 1,75
- Chọn độ rắn bánh nhỏ HB
1
= 245; độ rắn bánh lớn HB
2
= 230 khi đó ta có
= 2HB
1
+ 70 = 2.245 + 70 = 560 MPa
= 1,8HB
1
= 1,8.245 =441 MPa
= 2HB
2
+ 70 = 2.230 + 70 = 530 MPa
= 1,8HB
2
= 1,8.230 =414 MPa
- ứng suất tiếp xúc cho phép
Theo công thức (6.1TTTKHTDĐCK) ta có = .

HE
được tính theo công thức 6.7
+ N
HE
= 60c .n
i
.t
i
với c ,n
i
,Ti, t
i
lần lượt là số lần ăn khớp trong một vòng
quay,số vòng quay, mô men xoắn, tổng số giờ làm việc ở chế độ i của bánh
răng đang xét .
Ta có N
HE2
=60c
Vì n không đổi và quay 1 vòng bánh răng ăn khớp một lần nên c = 1
N
HE2
= 60.1. .12000.(1
3
.2,8+ 0,78
3
.3,6) =27,2.10
7
> N
HO2
= 1,39.10

=> = 1,8 . 245 = 441 (MPa)
= 1,8 . 230 = 414 (MPa)
+ Hệ số tuổi thọ xét đến chế độ tải trọng
Trang 10
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: Hoàng Xuân Khoa
K
FL
=
+ là bậc đường cong mỏi khi thử về uốn lấy = 6
+ Số chu kỳ thay đỏi ứng suất cơ sở khi thử về uốn ; = 4.
+ Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương N
FE1
= 60.c.
N
FE2
= 60.c. .
= 60.1 (1
6
.2,8+ 0,78
6
.3,6) .12000 = 21,8.
Vì > nên lấy =
⇒
K
FL2
= 1
Tương tự
⇒
K
FL1

. (u
1
+ 1) .
Trong đó
Trang 11
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: Hoàng Xuân Khoa
- K
a
là hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng.
Tra bảng 6.5 ta được K
a
=43(MPa)
1/3
- T
0
là momen xoắn trên trục bánh chủ động. Ta có = = = 48177 N.mm
- u
1
là tỷ số truyền bánh 1 = 5,2
- Theo bảng 6.6 ta chọn = 0,3 0,5.(5,2+1) = 0,5.0.3(5,2+1) = 0,93
- Theo bảng 6.7 ta chọn hệ số phân bố tải trọng không đều trên chiều rộng vành
răng ( sơ đồ 3)
- Ứng suất tiếp xúc cho phép là = 495,5 MPa
Thay số ta có = 43(5,2+1) = 139,92mm
Lấy a
w1
= 145 mm
2. Xác định các thông số ăn khớp, mô đun.
- Theo công thức 6.17
m = (0,010,02) a

+ theo công thức (6.38b) ta có hệ số trùng khớp ngang = [1,88-3,2(] = [1,88-
3,2(1/16+1/83)] = 1,4
+ theo công thức ở bảng (6.11)ta có đương kính vòng lăn bánh nhỏ = 2.145/
(5,18+1) = 46,9mm
+ –hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc
=
+ Vận tốc vòng v = = = 0,82 m/s theo bảng 6.13 dùng cấp chính xác 9, và v<
2,5 m/s,
+ theo bảng (6.14) ta có hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều
rộng vành răng = 1,13
+ là số vòng quay bánh chủ động = trục 1 = 335 m/s
+Theo (6.42) ta có = theo bảng 6.15 = 0,002,bảng 6.16 = 73 => =
0,002.73.0,82. = 0,63
+ là hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp theo công thức
6.41 ta có : = 1+ = 1 + = 1,01
Trang 13
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: Hoàng Xuân Khoa
+ = = 1,15.1,13.1,01 = 1,31 ta thay các giá trị vừa tính được vào (6.33) ta có =
274.1,6.0,84. = 461,8 MPa
+ Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép:
Theo (6.1) với V = 0,82 m/s < 5 m/s, = 1; với cấp chính xác động học là 9,chọn
cấp chính xac về mức tiếp xúc là 8, khi đó cần gia công đạt độ nhám m, do đó
= 0,95; với < 700mm, = 1 do đó theo (6.1) và (6.2)
= 495.5.1.0,95.1 = 470,725 MPa vậy < thỏa mãn
4 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
+theo công thức (6.43)

Trong đó: là hệ số kể đến sự trùng khớp của răng, = 1/1,46 = 0,7
là hệ số kể đến độ nghiêng của răng = 1/140 = 0,77
hệ số dạng răng của bánh 1 phụ thuộc vào số răng tương đương =

Môđun pháp m = 2,5 mm
Chiều rộng vành răng = 43,5 mm
Tỉ số truyền = 5,2
Góc nghiêng của răng =
Số răng bánh răng = 16, = 83
Hệ số dịch chỉnh = 0,3,
Theo các công thức trong bảng 6.11, tính được
Đường kính vòng chia =47 mm, = 243,0mm
Đường kính đỉnh răng = 53,5 mm, = 246,5mm
Đương kính đáy răng = 42,25 mm, = 235,25mm
IV. Tính bộ truyền cấp chậm ( Bánh răng trụ răng thẳng).
1. Xác định sơ bộ khoảng cách trục.
a
w2
= K
a
. (u
2
+ 1) .
+ tra bảng 6.5 ta có: = 49,5
+ tỷ số truyên trên bánh 2 = 4
Trang 15
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: Hoàng Xuân Khoa
+ là mô men xoắn trên trục 2: N.mm
+ theo bảng 6.6 ta chọn cho cặp bánh răng trụ răng thẳng = 0,4 => = 0,53(+1)
= 0,53.0,4(4+1) = 1,06
+ bảng 6.7 ta chọn = 1,03 (vị trí 7)
+ = 482 MPa
a
w2

=
+ theo bảng 6.5 ta chọn = 274
= = = 1,754
+theo công thức 6.36a tính = = = 0,862
+ trong đó:
Đường kính vòng lăn bánh nhỏ
mm
+ theo công thức 6.40 ta có vận tốc vòng
v = 0,42 m/s
Theo bảng 6.13 chọn cấp chính xác 9 do đó = 73,bảng 6.15 ta chọn theo công
thức 6.42 ta có
= 1,53
+ Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng = 1,13, bảng 6.14
+ hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp:
= 1+ = 1,02
+ Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc = = 1,03.1.13.1.02 = 1,19
Thay các giá trị vừa tính được vào công thức 6.33 ta có:
= 274.1,754.0,862. = 412,7MPa
Trang 17
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: Hoàng Xuân Khoa
Theo công thức 6.1 với v = 1,25 m/s, = 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 do
đó = 0.9; với mm, = 1, do đó theo (6.1) và (6.1a) :
= = 482.1.0,9.1 = 433,8 MPa
Như vậy , nhưng chênh lệch này nhỏ, do đó có thể giảm chiều rộng răng :
mm, lấy = 100 mm
4. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn .
- Theo công thức 6.43 ta có:
Trong đó:
+ là momen xoắn trên trục chủ động = N.mm

Theo bảng 6.14 ta chọn K
Fα
= 1( bánh răng thẳng)
K
Fv
= 1+ với
Trong đó: (bảng 6.15) ; v = 0,4m/s g
0
=73
= 4,1
Trang 18
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: Hoàng Xuân Khoa
→K
FV
=1+ = 1,05
K
F
= 1,01.1.1,05 = 1,06
Vậy ta có
= 62,25 = 256,03 MPa
= 62,25.3,58/3,63 = 61,4 = 240,28 MPa
- Mặt khác ta có [σ
F1
]

= [σ
F1
].

Trong đó:

- Đường kính vòng chia
d
3
=
β
cos
.
1
zm
= = 111 (mm)
Trang 19
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: Hoàng Xuân Khoa
d
4
=
β
cos
.
2
zm
= = 444 (mm)
- Đường kính đỉnh răng
d
a3
= d
3
+ 2.m.(1 + x
1
-


= 2.278/5 = 116(mm)
436 (mm)
Thông số
Bộ truyền bánh răng
nghiêng
Bộ truyền bánh
răng thẳng
Khoảng cách trục
w
a
,mm
145 278
Môđun m, mm 2,5 3
Chiều rộng vành răng
w
b
,mm
43,5 100
Góc nghiêng của răng
β
0
Số răng Z Z
1
= 16 Z
2
= 83 Z
3
= 37 Z
4
= 148

f1
=42,25 d
f2
=235,25 d
f3
=103,7 d
f1
=437,3
D. THIẾT KẾ TRỤC.
1. Chọn vật liệu.
Chọn vật liệu chế tạo trục là thép 45 thường hóa có:
- Độ cứng HB = 200
- Giới hạn bền
b
σ
= 600 MPa
- Giới hạn chảy
ch
σ
= 340 MPa
- Ứng suất xoắn cho phép
[ ]
τ
= 15 30 MPa
2. Tính toán trên các trục
2.1 Xác định sơ bộ khoảng cách trục.
- Đường kính trục 1
Chọn
[ ]
τ

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: Hoàng Xuân Khoa
d
3
= = = 66,75 (mm)
Lấy d
3
= 70 (mm)
Do lắp bánh đai lên đầu vào của trục I nên không cần quan tâm đến đường kính
trục động cơ điện.
2.2 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực.
- Theo bảng 10.2 ta chọn chiều rộng ổ lăn là:
+mm mm
+ mm mm
+ mm mm
- Theo công thức 10.10 ta có chiều dài mayơ bánh đai và bánh răng:
+ chiều dài mayơ bánh đai
mm
+ chiều dài mayơ bánh răng
mm
mm
= 98mm < = 100 mm lấy mm
+ chiều dài mayơ nữa khớp nối
mm
- Tính khoảng cách sơ bộ giữa các đoạn trục.
+Theo bảng 10.3 ta chọn
Tên gọi Ký hiệu và giá
trị
Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành
trong của hộp hoặc khoảng cách giữa các chi tiết
quay

+ k
2
= 0,5.(70 +27) + 12 + 10 = 70,5 mm
l
23
= l
22
+ 0,5.( l
m22
+ l
m23
) + k
1
= 70.5 + 0,5.(70 + 100) + 12 = 167,5mm
l
24
= 2.l
23
- l
22
= 2.167,5 – 70,5= 264,5 mm
+ Trục 1
l
11
= l
21
=mm
l
12
= l

33
= 2l
32
+= = 2.167,5+0,5(100+35)+15+18 = 435,5 mm
2.3 Xác định trị số và chiều của các lực từ chi tiết quay tác dụng lên trục I
+ lực từ bánh đai tác dụng lên trục 1 hướng từ tâm ra ngoài vì đường nối tâm
nghiêng so với phương năm ngang 1 góc ta chia ra thành 2 thành phần một theo
phương x và một theo phương y
= N
N
+ lực từ bánh răng tác dụng lên trục theo công thức (10.1)va(10.5) và các quy
ước về chiều và các dấu tương ứng của lực (h.10.3), đối với trục 1 ta có:
vị trí đặt lực của bánh 3 và 4 : dương, ta có mm ;
trục 1 quay ngươc chiều kim đồng hồ, do đó ;
Trang 23
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: Hoàng Xuân Khoa
bánh răng 3 và 4 là bánh chủ động, do đó ;
hương răng trên bánh 3 ; phải, trên bánh 4; trái, do đó
+ = N
+ lực vòng N
+ N, có chiều ngược chiều với trục y có độ lớn N
+ N, có chiều cùng chiều với trục oz có độ lớn N, có chiều ngược chiều với trục
oz có độ lớn = N
2.4 Xác định đường kính và chiều dài các đoạn trục
+ tính phản lực tại các gối đỡ trên trục 1:
+ trong mặt phẳng zoy viết phương trình mômen cân bằng tại điểm A ta có:

1108,9N

N

Fy13
Mz13
Fx14
Mz14
Fy11
27846 N.mm
94306.35N.mm
123775.35N.mm
78184.95N.mm
48715.95N.mm
Mx
Fx12
Fx14
Fx13
Fx10 Fx11
33184 N.mm
118644.8N.mm
137870.2N.mm
My
48177.5N.mm
96355N.mm
T
o
z
y
zo
x
A
B
C