Bộ môn: KT CK Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Chi
tiết máy
NHẬN XẫT CỦA GIÁO VIÊN Mục lục
Nội dung Trang
Lời nói đầu 2
Phần I : Thiết kế vít tải 3
Trường Đại học KTCN Thái Nguyên
1
Bộ môn: KT CK Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Chi
tiết máy
Phần II : Thiết kế hộp giảm tốc 5
Chương I : Tính chọn động cơ và phân loại tỉ số truyền 6
Chương II : Tính thiết kế các bộ truyền cơ khí 11

án Thiết kế hệ thống dẫn động vít tải để tải và trộn muụớ Iốt, dùng hộp giảm tốc
bánh răng côn trụ hai cấp, theo em phương án này sẽ đảm bảo độ chính xác và
yêu cầu kỹ thuật.
Đồ án tốt nghiệp của em gồm có phần thuyết minh và phần bản vẽ mà ở
đó đã trình bày đầy đủ quy trình công nghệ và yêu cầu kỹ thuật
Nhưng do trình độ hiểu biết về lý thuyết và thực tế còn hạn chế, do đó
trong đồ án này không thể tránh khỏi sai sót. Vậy em rất mong nhận được sự chỉ
bảo của các thầy giáo cô giáo trong bộ môn, để em có thể hiểu sâu hơn về môn
học cũng như các phương ỏn khỏc hợp lý hơn.
Em xin chân thành cảm ơn cô giáo hướng dẫn thầy Ks. Lờ Xuõn Hưng
cựng cụ Ths.Nguyễn Thị Quốc Dung và các thầy, cô giáo trong khoa cơ khí
Trường ĐHKTCNTN đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án đúng thời hạn.
Đồng thời cũng bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới các thầy cô giáo và các bạn đã
giúp đỡ em trong suốt 5 năm học qua cũng như trong thời gian làm đồ án tốt
nghiệp .
Thái Nguyên ngày tháng năm 2010
Sinh viên
Nguyễn Văn Thành
Trường Đại học KTCN Thái Nguyên
3
Bộ môn: KT CK Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Chi
tiết máy
Phần I:THIẾT KẾ VÍT TẢI
1.Tìm hiểu về vít tải
1.1. Giới thiệu chung về vít tải
Vít tải thuộc nhóm máy chuyển liên tục không có bộ phận kéo. Bộ phận
công tác của vít tải là vit cánh xoắn chuyển động quay trong một vỏ kín tiết diện
tròn ở dưới. Khi vít chuyển động, cánh vit đẩy vật liệu di chuỷen trong vỏ. Vật
liệu chuyển đọng không bám vào cánh xoắn là nhờ trọng lực của nó và lực ma
sát giữa vật liệu và vỏ máng, do đó vật liệu chuyển động trong máng theo

năng suất của nó đạt cao hơn các loại khác.
Vít tải liên tục không liền trục dùng để vận chuyển vật liệu dạng hạt có kích
thước lớn hoặc vật liệu dính.
Vít tải loại cánh xoắn dạng lỏ dựng để vận chuyển vật liệu kết dính, hoặc khi
cần kết hợp quá trình trộn khi vận chuyển vật liệu.
Qua phân tích trên ta thấy loại vít tải nằm ngang có cánh xoắn liên tục liền
trục là phù hợp với đề tài thiết kế nên chọn loại này.

Trường Đại học KTCN Thái Nguyên
5
Bộ môn: KT CK Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Chi
tiết máy

(h1.2-hỡnh chiếu của vít tải)
Cấu tạo gồm một máng cố định 7, phần dưới của nó có dạng nửa hình trụ,
phía trên được đậy bằng nắp 3. Trục quay 8 trên đó có gắn vít tải được đỡ bằng
hai ổ đỡ hai đầu 2,6 và ổ đỡ trung gian 4. Trục quay được truyền động bằng
động cơ 1. Vật liệu được nhập qua máng nhập liệu 5 và được tháo ra qua bộ
phận tháo liệu 9.
1.2. Kết cấu các bộ phận vít tải
Kết cấu của vit tải cố định công dụng chung phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
Thuận tiện cho việc kiểm tra xem xét, bôi trơn các bộ phận quay dễ dàng,
tháo lắp bộ phận dẫn động và vít xoắn độc lập với nhau. Các chi tiết và các bộ
phận của vit tải phải đảm bảo tính đổi lẫn.
-Vật liệu dùng để chế tạo vít xoắn và máng của vít tải là:
Nếu vít tải dùng để vận chuyển các vật liệu gây gỉ thì phải chế tạo bằng
các loại thép chống gỉ.
Nếu vít tải dùng để vận chuyển vật liêu cứng sắc cạnh phải chế tạo bằng
loại thép bền mòn.
Nếu dùng để vận tải các vật liệu núng trờn 200C phải chế tạo bằng gang

)/4
Trong đó:
D: đường kính vít tải (m)
P: Bước vít tải (m) P = (0.8-1)D
Trường Đại học KTCN Thái Nguyên
7
Bộ môn: KT CK Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Chi
tiết máy
γ: khối lượng riêng của vật liệu vận chuyển(tấn/m
3
) γ = 0,65÷ 0,78(tấn/m
3
)
n: Số vòng quay vít tải (vòng/ph) n = Kv/
D
(16.3) với:
K
V
: hệ số phụ thuộc vật liệu Kv = 45 với vật liệu là muối
K
C
: Hệ số chứa đầy tiết diện máng phụ thuộc vật liệu
K
C
= 0,4 với vật liệu nặng Ýt sắc cạnh
K
n
: hệ số phụ thuộc góc nghiêng β của vít tải K
n
=0.8 khi β = 10

=
= 50.3115 (vòng /ph) (16.3)
2.3. Xác định công suất trên vít tải
Đối với vít tải nằm nghiêng công suất trên trục vít tải được xác định theo
công thức sau:
Plv= Q.L/360(
ϖ
+sin
β
) (16.6) (I)
Trong đó:
Q : là năng suất của vít tải Q = 150 (m
3
/h)
L : là chiều dài vận chuyển của vật liệu theo phương ngang L = 15(m)
ϖ
:Hệ số lực cản xác định theo bảng 2
Vậy: Plv = 150.15.(2.5+sin10)/360 = 16.7(kw)
2.4. Xác định mô men xoắn trên vít tải Tv (Nmm)
T
v
= 9,55.10
6
P/N
v
= 9,55 . 10
6
. 16.7 /50,3 = 3170,6.10
3
(Nmm)

P
.2
π
P - Bước vít tải
P = (0,8 ÷ 1).D = (0,8 ÷1).800
P = (640 ÷ 800) Chọn P = 700
tgα = 700/2 . 3,14 .250 = 0,445=> α = 23
0
59'20,63''
δ: Góc ma sát của vật liệu vận chuyển với cánh vít
tgδ = f
Với: f - Hệ số với vật liệu than đá ta có f = 1
=> δ = 45
0
Từ đó ta có
F
av
= 3170,6 . 10
6
/100. tg(23'59'20,63''+ 45
0
) = 12177,7 (N)
Trường Đại học KTCN Thái Nguyên
9
Bộ môn: KT CK Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Chi
tiết máy
PHẦN II: THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC
SƠ ĐỒ DẪN ĐỘNG VÍT TẢI
F
t

Phạm vi sử dụng: Hay dùng trong các thiết bị vận chuyển bằng điện,
thang máy, máy trục.
b.Động cơ điện xoay chiều:
Động cơ điện xoay chiều gồm hai loại: Một pha và ba pha.
- Động cơ một pha có công suất t−ơng đối nhỏ có thể mắc vào mạng điện
chiếu sáng nên th−ờng dùng cho các thiết bị dân dụng nh− qụat, máy giặt.
- Trong công nghiệp sử dụng rộng rãi động cơ xoay chiều ba pha. Chúng
gồm hai loại:
+ Động cơ ba pha đồng bộ: Có tốc độ quay không đổi,không phụ thuộc vào
Trường Đại học KTCN Thái Nguyên
11
Bộ môn: KT CK Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Chi
tiết máy
trị số của tải trọng và không điều chỉnh đ−ợc. So với động cơ không đồng bộ thì
loại này có hiệu suất và cosϕ cao, hệ số quá tải lớn. Tuy nhiên giá thành của
chúng t−ơng đối cao và phải có thiết bị khởi động động cơ, do vậy th−ờng dùng
khi công suất động cơ lớn ( trên 100 Kw )
+Động cơ ba pha không đồng bộ: Có hai loại: Roto dâycuốn và Roto lồng
sóc.
Động cơ không đồng bộ roto dây cuốn cho phép điều chỉnhvận tốc trong một
phạm vi ngắn ( Khoảng 5 %), có dòng mở máy nhỏ, nh−ng cosϕ thấp, đắt, kích
th−ớc lớn và vận hành phức tạp. Th−ờng dùng khi cần điều chỉnh vận tốc trong
phạm vi hẹp
2. Chọn công suất động cơ:
Công suất động cơ được chọn theo điều kiện nhiệt độ đảm bảo cho khi động
cơ làm việc nhiệt độ sinh ra không quá mức cho phép, tức thoả mãn điều kiện:

Σ
=≥
η

4
. . . .
ng c
x br br o k
η η η η η η
=
∑
Theo bảng 2.3 <II>, ta có:
Với
x
η
=0,90: Hiệu suất bộ truyền xích
tr
br
η
=0,96: Hiệu suất bộ truyền bánh trô
c
br
η
=0,95

: Hiệu suất bộ truyền bánh răng côn
o
η
=0,99 : Hiệu suất của một cặp ổ lăn
k
η
=1 : Hiệu suất của khớp nối
Trường Đại học KTCN Thái Nguyên
12

trong khoảng tỷ số truyền nên dùng.
+ Tính số vòng quay của trục công tác theo công thức:
n
ct
= 50.3(v/ph)
+ Xác định số vòng quay nên dùng cho động cơ:
Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ
n
đb
=
2
3,50.6060
=
P
f
=1509 (v/ph) kể đến ảnh hưởng của ma sát
⇒ lấy n
đb
=1460 (v/ph)
(trong đó p : là số đôi cực tra theo bảng 1.1 (phụ lục) ta có 2p = 4 ⇒ p=2)
⇒ tỷ số truyền sơ bộ của hệ thống xác định :
U
sb
=
3,50
1460
= 29,02
Tra theo Bảng 2-4 (II) hộp giảm tốc côn trụ 2 cấp u=(10 25)
Truyền động xích u=(2 5)
Ta thấy u

Tmac
η
%
4A180S4Y3 22 1470 0,9 1.4 2,2 90
5 . Kiểm tra điều kiện mở máy , điều kiện quá tải cho động cơ:
a . Kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ :
Khi khởi động, động cơ cần sinh ra một công suất mở máy đủ lớn thắng sức
ỳ của hệ thống. Kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ theo công thức:
P
dc
mm
≥ P
dc
bd
Trong đó: P
dc
mm
- là công suất mở máy của động cơ
P
dc
mm
=
dn
K
T
T
.P
dc
dm
= 1.4.22=30.8 (kw)


dc
mac
P
: Công suất làm việc lớn nhất trên trục động cơ
P
dc
mac
=
dn
T
T
max
.P
dc
dm
=2,2.22=48.4 (kw)
dc
qt
P
: Công suất quá tải trên trục động cơ
P
dc
qt
=P
dc
lv
=16.7 (kw)
Vậy điều kiện
dc

ct
-là số vòng quay của trục công tác n
ct
= 50.3 (v/ phót)
với hệ dẫn động gồm các bộ truyền mắc nối tiếp có :321
UUUU
=
∑
1) Tỉ số truyền của các bộ truyền ngoài hộp.
Với u
1
,u
2
,u
3
là tỷ số truyền các bộ truyền trong hệ thống
HGT côn trụ hai cấp với bộ truyền ngoài ta có tỷ số truyền của bộ truyền

hng
UUU .
=
∑
Với
ng
U
là bộ truyền ngoài( bộ truyền xich)
Với

2,29
=9.7
2)Tỉ số truyền các bộ truyền trong hộp
HGT bánh răng côn - trụ 2 cấp, để nhận được chiều cao của HGT nhỏ nhất
có thể tính tỉ số truyền bộ truyền bánh răng cấp chậm u
2
công thức 1.17 (III)

( )
3
2
2
2
5,01
073,1
bebe
hba
KK
u
u
−
≈
ψ

Trong đó: Kbe- hệ số chiều rộng vành răng bánh răng côn Kbe = 0,25
÷
0,3

ψ
ba2

u
h

III . XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TRÊ N C¸C TRỤC :
1 . Tốc độ quay của các trục :
• Tốc độ quay của trục I : n
I
= nđc =1470(v/ph)
• Tốc độ quay của trục II : n
II
=
4,3
1470
1
=
u
n
I
= 432,3 (v/ph)
• Tốc độ quay của trục III : n
III
=
8,2
3,432
2
=
u
n
II
= 154,3 (v/ph)

= P
dc
lv
.
k
η
.
o
η
= 16,7.1.0,99 = 16,53 (kw)
• Công suất trên trục II :
P
II
= P
I
.
c
br
η
.
o
η

= 16,53.0,95.0,99 = 15,54 (kw)
• Công suất trên trục III :
P
III
= P
II
.

6
i
i
n
P
• Trục động cơ : T
dc
= 9,55.10
6
.
1470
7,16
= 108493,1 (Nmm)
• Trục I : T
I
= 9,55.10
6
.
1470
53,16
=107388,7 (Nmm)
• Trục II : T
II
= 9,55.10
6
.
3,432
54,15
= 343296,3 (Nmm)
• Trục III : T

TrụcII
3,4
Trục III
2,8
Trục IV
3
13,88 51,4 2578817,5
Trường Đại học KTCN Thái Nguyên
17
Bộ môn: KT CK Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Chi
tiết máy
CHƯƠNG II
THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN CƠ KHÍ
I,THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG HỘP
CHỌN VẬT LIỆU :
Theo bảng 6_1
Chọn vật liệu thích hợp là một bước quan trọng trong việc tính toán thiết kế chi
tiết máy nói chung và truyền động bánh răng nói riêng. chọn loại vật liệu nào
phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể: tải trọng lớn hay nhỏ, khả năng công nghệ và thiết
bị chế tạo, vật tư cung cấp , yêu cầu kích thước nhỏ gọn hay không
Đây là HGT công suất trung bình nên ta chọn vật liệu là thép nhóm I có độ rắn
HB<350 để chế tạo bánh răng, đây cũng là nhóm vật liệu thường được sử dụng
trong thực tế. Để tăng khả năng chạy mòn của răng ta nhiệt luyện bánh lớn đạt
độ rắn thấp hơn bánh nhỏ từ 10 – 15 đơn vị. Cụ thể là thép 45 tôi cải thiện.
Tra Bảng 6.1 <TTTKHDĐCK_1>, ta chọn :
Loại bánh
răng
Vật liệu Nhiệt luyện Độ rắn HB
Giới hạn
bền

σ
.Z
R
.Z
V
.K
XH
.K
HL
Trong đó:
-
lim
0
H
σ
: giới hạn mỏi tiếp xúc của mặt răng ứng với sè chu kỳ cơ sở trị số tra ở
bảng 6_2 (II)
- S
H
=: hệ số an toàn tra bảng 6_2 (II) được S
H
= 1,1
- Z
R
: hệ số kể đến ảnh hưởng của độ nhám mặt răng ,
- Z
V
: hệ số kể đến ảnh hưởng của vận tốc vòng khi V< 5m/s thì lấy Z
v
= 1

:
Với thép 45 tôi cải thiện độ cứng đạt 180
÷
350 HB thì ta có:

lim
0
H
σ
= 2HB + 70 ( Mpa)
+Với cặp bánh răng côn
Chọn độ rắn của bánh nhỏHB1=245(HB)
⇒
1
0
lim
H
σ
=2.245+70 =560 (Mpa)
Chọn độ rắn của bánh lớnHB2 =230(HB)
⇒
2
0
lim
H
σ
=2.230+70 =530 (Mpa)
+ Với cặp bánh răng trụ răng nghiêng
Chọn độ rắn của bánh nhỏ HB3 =240(HB)
⇒

≤
350
N
H0
- sè chu kỳ cơ sở: N
H0
= 30.HB
2,4
Trường Đại học KTCN Thái Nguyên
19
Bộ môn: KT CK Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Chi
tiết máy
N
H01
= 30.245
2,4
= 16,25.10
6
N
H02
= 30.230
2,4
= 13,97. 10
6
N
H03
= 30.240
2,4
= 15,47. 10
6

= =
Vậy : N
HE1
=
6
10.1,372742258.1470.1.60
=
⇒ N
HE1
> N
H01
⇒ K
HL1
= 1
N
HE2
=
6
10.08,109642258.3,432.1.60
=
⇒ N
HE2
> N
H02
⇒ K
HL2
= 1
N
HE3
=

sb
H
σ
(Mpa)
[ ]
818,481
1,1
1.530
2
==
sb
H
σ
(Mpa)
[ ]
6,436
1,1
1.510
3
==
sb
H
σ
(Mpa)
[ ]
46,445
1,1
1.490
4
==

Với bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng , ứng suất tiếp xúc cho phép là
giá trị trung bình của hai ứng suất cho phép sơ bộ .Ta có :

[ ]
[ ] [ ]
818,481
2
636,463500
2
43
=
+
=
+
=
sb
H
sb
H
sb
H
σσ
σ
(Mpa)440.9
Ta có
[ ] [ ]
Min
H
sb
H

=
Trong đó :
-
lim
0
F
σ
: giới hạn mỏi uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở
-
R
Y
: hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng
-
s
Y
: hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu đối với tập trung ứng suất
-
XF
K
: hệ số kể đến ảnh hưởng kích thước bánh răng đến độ bền uốn
- K
FC
: hệ số xét đến ảnh hưởng của việc đặt tải. TảI trọng thay đổi một
chiều nên ta chọn K
FC
=1
- S
F
: hệ số an toàn khi tính về uốn , trị số tra bảng 6_2.(II) ta có S
F

Với thép 45 tôi cải thiện độ cứng đạt 180
÷
350 HB thì ta có:

lim
0
F
σ
= 1,8HB ( Mpa)
+Với cặp bánh răng côn
Chọn độ rắn của bánh nhỏ HB1 =245 (HB)
⇒
1
0
lim
F
σ
=1,8.245 =441 (Mpa)
Chọn độ rắn của bánh lớn HB2 =230 (HB)
⇒
2
0
lim
F
σ
=1,8.230 = 414 (Mpa)
+ Với cặp bánh răng trụ răng nghiêng
Trường Đại học KTCN Thái Nguyên
21
Bộ môn: KT CK Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Chi

- bậc của đường cong mỏi tiếp xúc: m
F
= 6 . Vì HB
≤
350
N
FO
- sè chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi tính về uốn: N
FO
= 4. 10
6
với tất cả
các loại thép
N
FE
- sè chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương
.Vì bộ truyền chịu tải trọng tĩnh nên ta có : N
FE
= 60.c.n.t
ε
Trong đó:
c.n.t
ε

lần lượt là số lần ăn khớp trong một vòng quay ,số vòng quay trong
một phút và tổng số
Tổng sè giờ làm việc của bánh răng đang xét
t
Σ
1

= 1
N
FE3
= N
FE1
=
6
10.2,39142258.3,1154.60
=
⇒ N
FE3
> N
F03
⇒ K
FL3
= 1
N
FE4
=
6
10.32,13042258.4,51.60
=
⇒ N
FE4
> N
F04
⇒ K
FL4
= 1
Thay các kết quả trên vào công thức 6_2a ta được :

[ ]
285,226
75,1
1.1.396
4
==
sb
F
σ
(Mpa)
Trường Đại học KTCN Thái Nguyên
22
Bộ môn: KT CK Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Chi
tiết máy
Ứng suất uốn cho phép khi quá tải, theo công thức [6.14]
[σ
F
]
max
= 0,8.σ
ch
[σ
F
1
]
max
= 0,8.σ
ch1
= 0,8.580 = 464 (Mpa)
[σ

R
( )
[ ]
[ ]
3
2
1
2
1/ 1
HbebeH
UKKKTU
σ
β
−+
Trong đó :
+ K
R
= 0,5K
đ
(truyền động bánh răng côn răng thẳng có K
đ
= 100
Mpa
1/3
)=0,5.100=50 ( Mpa
1/3
) Hệ số phụ thuộc vật liệu bánh răng và loại răng
+ K
be
: Hệ số chiều rộng vành răng ; K

,
Trục được lắp trên ổ đũa , sơ đồ I, HB < 350 . Ta được K
H
β
= 1,13
+ T
1
: mô men xoắn trên trục bánh chủ động
T
1
= 108493,1 (Nmm)
+
[ ]
818,481
=
H
σ
(Mpa)
R
e
=50.
( )
[ ]
3
22
818,481.4,3.25,025,01/13,1.1,108493.14,3
−+
= 146,7(mm)
Trường Đại học KTCN Thái Nguyên
23

và mô dun trung bình m
tm
.
Theo công thức 6_54 và 6_55 (II) ta có :
+ d
m1
= (1- 0,5K
be
) d
e1
= (1- 0,5.0,25). 82.7 = 72,3(mm)
+ m
tm
= d
m1
/ Z
1
= 72,3 / 30=2,4(mm)
c. Xác định mô đun :
với bánh răng côn răng thẳng :
m
te
=m
tm
/ (1 – 0,5K
be
) = 2,4/ (1- 0,5.0,25) = 2,7 (mm)
Tra bảng 6_8 lấy m
te
= 3 (mm) Do đó ta tính lại m

, Z
2
.
U = Z
2
/Z
1
= 102/ 30 =3,4
Góc côn chia : δ
1
= arctg ( Z
1
/ Z
2
)
= arctg ( 30 /102) = 16,38
0
δ
2
= 90
0
- δ
1
= 90
0
- 16,38
0
= 73,62
0
Theo bảng 6-20 (II)

= 0,5.m
te
.
)(
2
2
2
1
ZZ +
= 0,5.3.
)10230
22
+
= 159,4 (mm)
Chiều rộng vành răng: b = k
be
R
e
= 0,25 . 159,4 =39,85(mm)
3. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:
Ưng suất tiếp xúc xuất hiện trên bề mặt bánh răng côn phải thoả mãn điều kiện
sau:
H
σ
= Z
M
.Z
H
.Z
ε

Z
được
M
Z
=274 (MP
3
1
a
)
- Z
H
: Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc , trị số tra trong bảng 6-12 với
x
1
+x
2
=0 , β = 0 nên Z
H
=1,76
- Z
ε
: Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng với bánh răng côn răng thẳng ta có :
Z
ε
=
3/)4(
α
ε
−


H
β
.K
H
α
.K
HV
+ K
H
β

: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành
răng tra bảng 6-21 K
H
β
= 1,03
Trường Đại học KTCN Thái Nguyên
25