Đồ án môn học Chi tiết máy  GVHD: PGS.TS Phạm Phú Lý

SVTH: Võ Xuân Đức - Lớp 06N
1
- Nhóm 13A Trang 3

I. CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN

1. Chọn động cơ điện

Động cơ điện được chọn phải tận dụng được toàn bộ công suất động cơ. Khi làm
việc không quá nóng, có khả năng quá tải trong thời gian ngắn, có momen mở máy
ban đầu đủ lớn để thắng momen cản ban đầu của phụ tải.

Công suất động cơ được xác định theo công thức



N
N
CT

Trong đó:
- N
CT
: Công suất cần thiết.
- N : Công suất trên băng tải. Với P là lực kéo băng tải, v là vận tốc băng
tải thì công suất trên băng tải là:

66,2
1000


Vậy công suất cần thiết:
1,3
86,0
66,2
N
CT

(kW)
Cần phải chọn công suất động cơ lớn hơn công suất cần thiết. Chọn sơ bộ động cơ
điện che kín có quạt gió. Tra bảng 2P (TKCTM – NXBGD – 1998), chọn động cơ kí
hiệu AO2 - 41 – 4.
- Công suất động cơ N
đc
= 4 (kW)
- Số vòng quay của động cơ n
đc
= 1450 (vòng/phút)

2. Phân phối tỉ số truyền

Tỉ số truyền động chung:
t
đc
n
n
i 

Với n
t

- i
RN
: tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng nón răng thẳng.
- i
RT
: tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng.
Đồ án môn học Chi tiết máy  GVHD: PGS.TS Phạm Phú Lý

SVTH: Võ Xuân Đức - Lớp 06N
1
- Nhóm 13A Trang 4
- i
x
: tỉ số truyền của bộ truyền xích.
- i
h
: tỉ số truyền bên trong hộp giảm tốc.
Chọn i
RN
= 0,25i
h
(0,220,28)

i
RT
= 4. Từ đó
75,8
4
35
i.i


(kW)

b. Tính số vòng quay mỗi trục:

Trục I :
1450nn
đc1

(vòng/phút)
Trục II :
29,414
5,3
1450
i
n
n
RN
1
2

(vòng/phút)
Trục III:
57,103
4
29,414
i
n
n
RT


(N.mm)

20220
1450
07,3
.10.55,9
n
N
.10.55,9T
6
1
1
6
1

(N.mm)

67310
29,414
92,2
.10.55,9
n
N
.10.55,9T
6
2
2
6
2


(N.mm)

Bảng hệ thống các thông số tính được:

Trục
Thông số
Trục
động cơ
Trục I Trục II Trục III Trục IV
Tỉ số truyền i i
RN
= 3,5 i
RT
= 4 i
x
= 2,5

Số vòng quay n (v/p) 1450 1450 414,29 103,57
41,43
Công suất N (kW) 3,1 3,07 2,92 2,8
2,66
Momen xoắn T (N.mm) 20417 20220 67310 258103
613155

Đồ án môn học Chi tiết máy  GVHD: PGS.TS Phạm Phú Lý

SVTH: Võ Xuân Đức - Lớp 06N
1
- Nhóm 13A Trang 5

1.3 Định bước xích

Bước xích p được chọn theo điều kiện áp suất sinh ra trên bản lề và số vòng
quay trong một phút của đĩa xích phải nhỏ hơn số vòng quay giới hạn.

Hệ số điều kiện sử dụng

cbđcoAđ
K.K.K.K.K.KK 

Trong đó:
K
đ
= 1,2 vì tải trọng va đập (rung động nhẹ).
K
A
= 1 – Chọn khoảng cách trục A = (3050)t.
K
o
= 1 – Chọn cách bố trí bộ truyền nằm ngang.
K
đc
= 1,25 – Trục không không điều chỉnh được và cũng không có đĩa
hoặc con lăn căng xích.
K
b
= 1,5 – Bôi trơn định kì.
K
c
= 1,25 – Bộ truyền làm việc 2 ca (do mỗi ngày làm việc 16 giờ, mà

n

.

Công suất tính toán
Đồ án môn học Chi tiết máy  GVHD: PGS.TS Phạm Phú Lý

SVTH: Võ Xuân Đức - Lớp 06N
1
- Nhóm 13A Trang 6

6,1493,1.962,0.813,2.8,2K.K.K.NN
nz

(kW).

Tra bảng 6-4 (TKCTM) với n
01
= 200 vòng/phút và N=14,6kW chọn được
xích ống con lăn một dãy có bước xích
 
64-10497 OCT mm75,31t 
, diện tích
bản lề F = 262,2 mm
2
, có công suất cho phép [N] = 20,1kW. Với loại xích này
theo bảng 6-1 (TKCTM) tìm được kích thước chủ yếu của xích tải, tải trọng phá
hỏng Q = 70000N, khối lượng 1 mét xích q = 3,73kg.

Kiểm nghiệm số vòng quay của đĩa dẫn theo điều kiện n

ZZ
t
A
2
2
ZZ
X
2
1221










46,126
40
1
.
2
2665
40.2
2

.
Theo bảng 6-7 (TKCTM), số lần va đập cho phép trong một giây là [u] =
25, cho nên điều kiện u ≤ [u] được thỏa mãn.

b. Tính chính xác khoảng cách trục A theo số mắt xích đã chọn 























6526
126
4
75,31
A
22


























.
Đồ án môn học Chi tiết máy  GVHD: PGS.TS Phạm Phú Lý

SVTH: Võ Xuân Đức - Lớp 06N
1
- Nhóm 13A Trang 7
Đĩa bị dẫn:

mm657
65
180
sin
75,31
Z
180
sin
t
d
o
2
o
2c

.

1.6 Tính lực tác dụng lên trục

Lực tác dụng lên trục được xác định theo công thức


thường hóa.
- Bánh nhỏ: Thép 45.
- Bánh lớn: Thép 35.
Cơ tính của hai loại thép này theo bảng 3-8 (TKCTM):
- Thép 45:
200HB;mm/N300;mm/N600
2
ch
2
bk

.
(Phôi rèn, giả thiết đường kính phôi dưới 100mm)
- Thép 35:
170HB;mm/N260;mm/N500
2
ch
2
bk

.
(Phôi đúc, giả thiết đường kính phôi 100÷300mm)
2.2. Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép

a. Ứng suất tiếp xúc cho phép

Bộ truyền chịu tải trọng thay đổi, rung
động nhẹ nên số chu kì làm việc của bánh lớn
được tính theo công thức:


10.77,758.315.2.4.29,414.8,01.1.60N 
.
Số chu kì làm việc của bánh nhỏ là:

77
2tđRN1tđ
10.2,26510.77,75.5,3N.iN 
.
Do sử dụng thép 35 và 45 thường hóa nên số chu kì cơ sở của đường cong
mỏi tiếp xúc theo bảng 3-9 (TKCTM) là N
0
= 10
7
chu kì và
 
HB.6,2
Notx

.
Thấy N
tđ1
và N
tđ2
đều lớn hơn N
0
nên đối với cả hai bánh đều lấy k
N
’

= 1.

Số chu kì tương đương của bánh lớn và bánh nhỏ:

 
666
2tđ
10.5,6328.315.2.4.29,414.8,01.1.60N 
.

66
2tđRN1tđ
10.8,221310.5,623.5,3N.iN 
.
1÷3s
4h
4h
t
M
1,5M
M
0,8M
Đồ án môn học Chi tiết máy  GVHD: PGS.TS Phạm Phú Lý

SVTH: Võ Xuân Đức - Lớp 06N
1
- Nhóm 13A Trang 9
Cả N
tđ1
và N
tđ2
đều lớn hơn N

Do bộ truyền làm việc một chiều nên ứng suất uốn cho phép được tính
theo công thức
 







nK
k5,1
nK
k
''
N1
''
no
u
.
Với bánh nhỏ:
 
3,143
8,1.5,1
1.258.5,1
1u

N/mm
2
.

2
tx
RNL
6
2
RN
n..85,0
KN
i5,01
10.05,1
1iL








 
108
29,414.3,0.85,0
07,3.4,1
442.5,3.3,0.5,01
10.05,1
15,3L
3






m/s.
Với vận tốc này, tra bảng 3-11 (TKCTM) ta chọn cấp chính xác của bánh răng
là 7.

2.7. Định chính xác hệ số tải trọng K và chiều dài nón L

Hệ số tải trọng K được xác định theo công thức
đtt
K.KK 
.

Bộ truyền chịu tải trọng thay đổi, nên K
tt
được tính theo công thức gần
đúng
2
1K
K
ttb
tt


.
Cần xác định 
d

tt
= 1,16. Vậy
08,1
2
116,1
K
tt



.
Các bánh răng có độ rắn HB<350, theo bảng hệ số tải trọng động (Bảng 3-
13 TKCTM) tìm được K
đ
= 1,55.
Vậy hệ số tải trọng
67,155,1.08,1K 
chênh lệch khá nhiều với hệ số đã
chọn sơ bộ (19%). Tính lại chiều dài nón L:

5,114
4,1
67,1
.108L
3

mm.
Lấy L = 115mm.

2.8. Xác định môđun và số răng

222
2
2
1s

.
Chiều dài răng:

62,344,115.3,0L.b
L

.
Lấy b = 35mm.
Môđun trung bình

 
 
mm55,2
4,115
35.5,04,1153
L
b5,0Lm
m
s
tb






o
1
1
1tđ



răng.
Bánh lớn:
269
'0374cos
74
cos
Z
Z
o
2
2
2tđ



răng.
Tra bảng 3-18 (TKCTM) có hệ số dạng răng:
Bánh nhỏ y
1
= 0,41;
Bánh lớn y
2
= 0,517.

41,0
5,40
y
y

.
2.10. Kiểm nghiệm sức bền của răng khi chịu quá tải đột ngột

Trong quá trình làm việc, bộ truyền bị quá tải đột ngột lúc mở máy với hệ số
quá tải
5,1
M
M
k
qt
qt

do đó ta cần kiểm nghiệm sức bền khi quá tải.

Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải:
Bánh nhỏ:
 
2
1txqt
mmN1300520.5,2 
.
Bánh lớn:
 
2
2txqt

10.05,1




.

 
2
2txqt
2
qttxtxqt
mmN1105mmN5345,1.436k. 
.
Kiểm nghiệm sức bền uốn
Bánh nhỏ:
 
1uqt
2
qt1u1uqt
mmN8,605,1.5,40k. 
.
Bánh lớn:
 
2uqt
2
qt2u2uqt
mmN2,485,1.1,32k. 
.
Vậy bộ truyền thỏa mãn các điều kiện sức bền.

1
= m
s
.Z
1
= 3.21 = 63 mm.
d
2
= m
s
.Z
2
= 3.74 = 222 mm.
Đường kính vòng đỉnh:

 
 
mm8,68'5715cos2213cos2ZmD
o
11s1e

.

 
 
mm6,223'0374cos2743cos2ZmD
o
22s2e

.

5,01222
L
b
5,01dd
22tb















.
Đồ án môn học Chi tiết máy  GVHD: PGS.TS Phạm Phú Lý

SVTH: Võ Xuân Đức - Lớp 06N
1
- Nhóm 13A Trang 12
2.12. Tính lực tác dụng (công thức 3-51 TKCTM)

Đối với bánh nón nhỏ:
Lực vòng:

a1
= 63,5N ;

Lực dọc trục: P
a2
= P
r1
= 222,1N .
Đồ án môn học Chi tiết máy  GVHD: PGS.TS Phạm Phú Lý

SVTH: Võ Xuân Đức - Lớp 06N
1
- Nhóm 13A Trang 13
3. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG

Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng là bộ truyền cấp chậm, nó thực hiện truyền
chuyển động hay biến đổi chuyển động nhờ sự ăn khớp giữa các răng trên bánh răng.
Bộ truyền này có nhiều ưu điểm nổi bật như:
Khả năng tải lớn, kích thước nhỏ gọn, hiệu suất cao.
Tuổi thọ cao, làm việc tin cậy.
Tuy nhiên cũng có nhược điểm là công nghệ cắt răng phức tạp, yêu cầu cao về độ
chính xác chế tạo cũng như lắp ráp và có nhiều tiếng ồn khi vận tốc lớn.

3.1. Chọn vật liệu, cách chế tạo và nhiệt luyện

Bộ truyền chịu tải trọng trung bình nên cả bánh lớn và nhỏ đều sử dụng thép
thường hóa.
- Bánh nhỏ: Thép 45.
- Bánh lớn: Thép 35.
Cơ tính của hai loại thép này theo bảng 3-8 (TKCTM):







n
1i
ii
3
max
i
tđ
tn.
T
T
.c.60N

Số chu kì làm việc của bánh lớn là:

 
733
2tđ
10.9,188.315.2.4.57,103.8,01.1.60N 
.
Số chu kì làm việc của bánh nhỏ là:

77
2tđRT1tđ
10.6,7510.94,18.4N.iN 

2
.
Ứng suất cho phép của bánh nhỏ:

   
520200.6,2HB.
1Notx1tx

N/mm
2
.
Để tính sức bền ta chọn trị số nhỏ là
 
442
2tx

N/mm
2
.

b. Ứng suất uốn cho phép

Số chu kì tương đương của bánh lớn và bánh nhỏ:

 
666
2tđ
10.1,1588.315.2.4.57,103.8,01.1.60N 
.


215500.43,0
1


(N/mm
2
).
Cả hai bánh răng đều làm bằng phôi đúc, thép thường hóa nên lấy hệ số an
toàn n = 1,8 và lấy hệ số tập trung ứng suất ở chân răng K

= 1,8.
Do bộ truyền làm việc một chiều nên ứng suất uốn cho phép được tính
theo công thức
 







nK
k5,1
nK
k
''
N1
''
no
u


3.5. Tính khoảng cách trục A

Đối với bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng thẳng áp dụng công thức (3-9
TKCTM)

 
 
3
2A
2
2
RT
tx
6
RT
n
KN
i
10.05,1
1iA










52,1
14.1000.60
29,414.3,175..2
1i.1000.60
An2
v
RT
1







m/s.
Với vận tốc này, tra bảng 3-11 (TKCTM) ta chọn cấp chính xác của bánh răng
là 9.

3.7. Định chính xác hệ số tải trọng K và khoảng cách trục A

Hệ số tải trọng K được xác định theo công thức
đtt
K.KK 

Bộ truyền chịu tải trọng thay đổi, nên K
tt
được tính theo công thức gần
đúng
2

tt
(Bảng 3-12 TKCTM) với trục ít cứng
được K
tt
= 1,22. Vậy
11,1
2
122,1
K
tt



.
Đồ án môn học Chi tiết máy  GVHD: PGS.TS Phạm Phú Lý

SVTH: Võ Xuân Đức - Lớp 06N
1
- Nhóm 13A Trang 15
Các bánh răng có độ rắn HB<350, theo bảng hệ số tải trọng động (Bảng 3-
13 TKCTM) tìm được K
đ
= 1,45.
Vậy hệ số tải trọng
6,145,1.11,1K 
chênh lệch khá nhiều với hệ số đã
chọn sơ bộ (23%). Tính lại khoảng cách trục A:

9,187
3,1

1
= 30 răng.
Z
2
= 4.30= 120 răng.
Chiều rộng bánh răng:

4,56188.3,0A.b
A

.
Lấy chiều rộng bánh răng lớn là 55mm, còn chiều rộng bánh răng nhỏ là
60mm để bánh răng ăn khớp êm.

3.9. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng

Với bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng, ta có Z
tđ
= Z nên
Z
tđ1
= 30 ; Z
tđ2
= 120.
Tra bảng 3-18 (TKCTM) có hệ số dạng răng:
Bánh nhỏ y
1
= 0,451;
Bánh lớn y
2


.
3.10. Kiểm nghiệm sức bền của răng khi chịu quá tải đột ngột

Trong quá trình làm việc, bộ truyền bị quá tải đột ngột lúc mở máy với hệ số
quá tải
5,1k
qt

do đó ta cần kiểm nghiệm sức bền khi quá tải.
Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải:
Bánh nhỏ:
 
2
1txqt
mmN1300520.5,2 
.
Bánh lớn:
 
2
2txqt
mmN1105442.5,2 
.
Ứng suất uốn cho phép khi quá tải:
Bánh nhỏ:
 
2
1uqt
mmN240300.8,0 
.

 
2
2txqt
2
qttxtxqt
mmN1105mmN5485,1.447k. 
.
Kiểm nghiệm sức bền uốn
Bánh nhỏ:
 
1uqt
2
qt1u1uqt
mmN5,695,1.3,46k. 
.
Bánh lớn:
 
2uqt
2
qt2u2uqt
mmN6,605,1.4,40k. 
.
Vậy bộ truyền thỏa mãn các điều kiện sức bền.

3.11. Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền

Môđun : m
n
= 2,5 mm.
Số răng: Z

.

mm8,2935.2.5,2300m.5,2dD
2c2f

.
Đường kính vòng đỉnh răng:

mm805.2.275m.2dD
1c1e

.

mm3055.2.2300m.2dD
2c2e

.

3.12. Tính lực tác dụng (công thức 3-50 TKCTM)

Lực vòng:
N1795
75
67310.2
d
M2
P
1
1x


1
l
l
7
l
7
l
2
B
l
3
l
'
a
aSơ đồ bộ truyền hai cấp nón trụ. R
P
r
P
P
r
P
P
r2
P


Ta tính sơ bộ đường kính trục theo công thức:

3
n
N
Cd 
(mm) (Công thức 7-1 TKCTM)
Trong đó:
d: đường kính trục;
N: công suất truyền, kW;
n: số vòng quay trong một phút của trục;
C: hệ số tính toán, phụ thuộc
x
][

.
Vật liệu chế tạo là thép 45, nên đường kính đầu trục vào của hộp giảm
tốc và trục truyền chung lấy C = 120.
- Đối với trục I:
n
1
= 1450 vòng/phút;
N
1
= 3,07 kW;

4,15
1450
07,3

57,103
8,3
120d
3
3

mm.
Để chuẩn bị cho các bước tính gần đúng tiếp theo, ta có thể lấy đường
kính trục II là d
2
= 23 mm để chọn loại ổ bi đỡ chặn trung bình B = 17mm
(Bảng 17P TKCTM).

1.2.2. Tính gần đúng

Định kính thước dài của trục dựa vào các số liệu:
- Khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến thành trong của hộp
mm10a 
.
- Khoảng cách giữa các chi tiết quay
mm10c 
.
- Khe hở giữa bánh răng và thành trong của hộp
mm10
.