Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Lời nói đầu
Hiện nay khoa học kỹ thuật đang phát triển nh vũ bão, mang lại
những lợi ích cho con ngời về tất cả nhữnh lĩnh vực tinh thần và vật chất.
Để nâng cao đời sống nhân dân, để hoà nhập vào sự phát triển chung của
các nớc trong khu vực cũng nh trên thế giới. Đảng và Nhà nớc ta đã đề ra
những mục tiêu trong những năm tới là nớc công nghiệp hoá hiện đại hoá.
Muốn thực hiện đợc điều đó một trong những ngành cần quan tâm
phát triển nhất đó là ngành cơ khí chế tạo máy vì ngành cơ khí chế tạo
máy đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra các thiết bị công cụ
cho mọi ngành kinh tế quốc dân. Để thực hiện việc phát triển ngành cơ
khí cần đẩy mạnh đào tạo đội ngũ cán bộ kỹ thuật có trình độ chuyên môn
cao, đồng thời phải đáp ứng đợc các yêu cầu của công nghệ tiên tiến,
công nghệ tự động hoá theo dây truyền trong sản xuất .
Nhằm thực hiện mục tiêu đó, chúng em là sinh viên trờng Đại
Học Kỹ Thuật Công Nghiệp - Thái Nguyên nói riêng và những sinh viên
của các trờng kỹ thuật nói chung trong cả nớc luôn cố gắng phấn đấu
trong học tập và rèn luyện, trau dồi những kiến thức đã đợc dạy trong tr-
ờng để sau khi ra trờng có thể đóng góp một phần trí tuệ và sức lực của
mình vào công cuộc đổi mới của đất nớc trong thế kỷ mới .
Qua đồ án này Em đã tổng hợp đợc nhiều kiến thức chuyên môn,
giúp Em hiểu rõ hơn những công việc của một kỹ s tơng lai. Song với
những hiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiệm thực tế cha nhiều nên
đồ án của Em không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong đợc sự chỉ
Sinh viên thực hiện: Trần Anh Tuấn Lớp K35 MA Trang 1
Thuyết minh đồ án chi tiết máy
bảo của các thầy trong bộ môn Nguyên Lý Máy Chi Tiết Máy và các
Thầy Cô giáo trong khoa để đồ án của Em đợc hoàn thiện hơn .
Cuối cùng Em xin chân thành cảm ơn sự quan tâm chỉ bảo của các
Thầy Cô trong khoa và bộ môn Nguyên Lý Máy Chi Tiết Máy tr ờng Đại
Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên và đặc biệt là sự h ớng dẫn

=
n
P
P
LV
ct
dc
C1
Trong đó:

n
: Là hệ suất của toàn hệ dẫn động.

n
=
Khop
n
.
4
ol
n
.
2
BRT
n
.
Xích
n
.
Tra bảng (2.3)

phutV
D
V
n
LV
===

.
Sinh viên thực hiện: Trần Anh Tuấn Lớp K35 MA Trang 3
Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Chọn sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ: n
db
=1450.
U
Sb
=
.26,24
82,61
1500
0
==
LV
db
n
n
Kiểm tra điều kiện U
Sb
= 24,26 nằm trong khoảng nên đúng và thoả mãn
điều kiện sau:
MaxúbMin


MaxúbMin
UUU


.
Vậy U
Sb
thoả mãn điều kiện:
MaxúbMin
UUU


.
4/- Chọn động cơ:
Theo bảng P11 phụ lục
Với
)(95,9 KWP
dc
dm
=
và n
db
=1450(V/phut).
Ta dùng động cơ K160M4 có P
d/c
=11KW, n
đc
=1450 ( V/phút ).
Vậy các thông số của động cơ là:

PP
..
dc
K
dc
dm
dc
mm
PPP
=
Với P
mm
dc
: Công suất mở máy động cơ (KW).
P
cbd
dc
: Công suất cản động cơ trên trục đọng cơ (KW).
K
bd
=1,4.
Trong đó:
6,1
==
DN
Max
dc

>=
)(6,17 KWP
dc
mm
)(93,13 KWP
dc
cbd
=
Vậy động cơ ta chọn ở trên hoàn toàn thoả mãn mọi điều kiện của máy.
II/- Phân phối tỉ số truyền:
Tỉ số truyền chung của toàn bộ hệ thống:
45,23
82,61
1450
===

ct
dc
n
n
U
n
dc
: Số vòng quay của động cơ đã chọn. n
dc
= 1450 (v/phut).
n
ct
: Số vòng quay của trục ct. n
ct

ng
=

U1,0
.
Với U

= 23,45.
U
ng
=
531,145,23.1,0
=
Vậy từ (*) ta có:
31,15
531,1
45,23
===

ngoai
h
U
U
U
Tỉ số truyền của các bộ truyền trong hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng nối với
một bộ truyền ngoài hộp.
Tính toán theo chỉ tiêu khối lợng nhỏ nhất tỉ số truyền cấp nhanh.
Ta có: U
h
=U

=
Idc
dc
U
n

U
dc-I
: Tỉ số truyền của bộ truyền (hoặc khớp nối) nối giữa động cơ với
trục I. Vậy ta chọn U
dc-I
= 1.
Vậy n
I
= n
dc
=1450(v/phut).
Sinh viên thực hiện: Trần Anh Tuấn Lớp K35 MA Trang 6
Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Trục II:
n
II
=
)/(43,285
08,5
1450
1
phutv
U
n

=
)/(93,61
531,1
82,94
phutv
U
n
X
III
==
2/- Tính công suất trên các trục:
Chọn công suất danh nghĩa là công suất lớn nhất.
- Công suất danh nghĩa trên trục động cơ:
)(95,9 KW
n
P
PP
ct
LV
dc
LVdc
===

.
- Công suất trên trục I:
P
I
= P
LI
dc

.
)(35,899,0.93,0.07,9. KW
OLX
==

3/- Tính momen xoắn trên các trục:
Với công thức:
Sinh viên thực hiện: Trần Anh Tuấn Lớp K35 MA Trang 7
ThuyÕt minh ®å ¸n chi tiÕt m¸y
T
K
=
K
k
n
P.10.55,9
6
Trªn trôc I:
T
I
=
)(13,64874
1450
85,9.10.55,9
6
Nmm
=
Trªn trôc II:
T
II

Trôc
U P(KW) N(v/phut) T(Nmm)
I 5,08 9,85 1450 64847,13
II 3,01 9,45 285,43 316180,13
III 1,531 ,07 94,82 913504,53
IV 8,35 61,93 1287623,12
Sinh viªn thùc hiÖn: TrÇn Anh TuÊn – Líp K35 MA – Trang  8 
Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Phần II
Thiết kế bộ truyền xích
I/- Chọn loại xích:
Với vận tốc và tải trọng nhỏ, nên ta chọn xích ống con lăn 1 dây. Vì độ bền
của xích ống con lăn cao và chế tạo cũng không phức tạp.
II/- Xác định các thông số xích và bộ truyền:
1/- Chọn số răng đĩa xích:
Từ phần I ta đã tính toán và xác định đợc:
U
x
= U
ngoai
= 1,531 n
3
= 94,829(v/phut)
n
x
= n
III
= 94,82(v/phut) P
3
= 9,07(KW)

2
= 41.
Z
2
= 41 Z
max
= 120.
Tỉ số truyền thực: U
x
=
518,1
27
41
=

2/- Xác định b ớc xích P:
Sinh viên thực hiện: Trần Anh Tuấn Lớp K35 MA Trang 9
Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Theo công thức 5.3 công suất tính toán và điều kiện đảm bảo chỉ tiêu của
bên mòn.
P
tx
= P.k.k
Z
.k
n
[P].
Trong đó:
Z
1

: Hệ số vòng quay.
k
n
=
x
n
n
01
Với n
01
: Số vòng quay đĩa nhỏ, n
01
= 200(v/phut).
n
x
= 94,82(v/phut).
k
n
=
2,2
82,94
200
=

Ta lại có:
k = k
0
. k
a
. k

= 1,25( vị trí trục không điều chỉnh đợc).
k
bt
: Hệ số kể đến ảnh hởng của bôi trơn, lấy k
bt
= 1,3( vì có bục bôi
trơn loại II).
k
d
: Hệ số tỉa trọng động kể đến tính chất cảu tải trọng, lấy k
d
= 1.
K
c
: Hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền , lấy k
c
= 1,25( vì
làm việc hai ca).
Vậy:
k = 1.1.1,25.1,3.1.1,25 = 2,09.
Vậy ta xác định đợc P
tx
từ công thức trên:
P
tx
= P.k.k
Z
.k
n
= 9,07.2,09.0,925.2,2 = 38,65(KW).

Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Mặt khác để tránh lực căng quá lớn do trọng lợng bản thân xích gây lên,
khoảng cách trục không nên quá lớn a a
max
= 80.P.
a
max
= 80.P = 80.44.45 = 3556(mm).
a< a
max
.
Từ khoảng cách trục a = 1333,5. Ta xác định đợc số mắt xích x:
( )
( )
03,100
5,1333.14,3.4
45,44.2741
2
4127
45,44
5,1333.2
4
.
2
2
2
2
2
2
1221

12
2
2
12
+
zzzzx
= 0,25.44,45 {100- 0,5.(41+27) +
( )
[ ]
( )
[ ]
}14,3/2741227415,0100
2
2
2
+
= 1463,23.
Vậy chọn a
*
= 1463 mm.
Để xích không chịu lực căng quá lớn, giảm a một lợng a.
a = (0,002..0,004)a.
Chọn a = 0,002.a = 0,002.1463 3.
Do đó: a = 1460 (mm).
Sau khi xác định đợc số mắt xích và khoảng cách trục, cần tiến hành kiểm
nghiệm số lần va đập i của bản lề xích trong một giây:
)/(796,1
100.15
82,94.27
.15


.
Trong đó:
Q: Tải trọng phá hỏng, tra theo bảng 52.
Q = 172,4kN = 172,4.10
3
(N).
Khối lợng một mét xích: q = 7,5
K
d
= 1,7( Tải trọng mở máy bằng 2 lần tải trọng danh nghĩa)
F
t1
: Lực ròng, F
t1
= 1000.
V
P
3
.
Trong đó: V =
)/(896,1
10.60
82,94.45,44.27
10.60
.
33
11
sm
nPz

= 9,81.k
f
.q.a(N).
Sinh viên thực hiện: Trần Anh Tuấn Lớp K35 MA Trang 13

Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Trong đó: a: khoảng cách trục
K
f
: Hệ số phụ thuộc độ rộng f của xích vào vị trí bộ truyền,
f = (0,01ữ0,02)a
Lấy k
f
= 4 ( Bộ truyền nghiêng một góc < 40
0
).
F
0
= 9,81.4.7,5.1,460 = 429,6(N).
Vậy ta tính đợc


07,20
6,42996,267,1.75,4783
10.4,172
.
3
0
=
++

z
Sin
P
và d
2
=









2
z
Sin
P
d
1
=
)(88,382
27
180
45,44
mm
Sin
=















+=















+










+
g
z
Sinh viên thực hiện: Trần Anh Tuấn Lớp K35 MA Trang 14

Thuyết minh đồ án chi tiết máy
d
f1
= d
1
- 2r. Với d
1
= 25,70 tra bảng 5.2:
Với r = 0,5025d
1
+ 0,05 = 0,0525.25,70 + 0,05 = 12,96(mm).
d
f1
= 382,88 - 2.12,96 = 356,96(mm).
d
f2

H
]: ứng suất tiếp xúc cho phép àpa.Chọn vật liệu làm đĩa xích là
thép 45 [
H
] = 600àpa.
Chọn vật liệu thép 45 tôi cải thiện đạt đọ cứng HB210 đảm bảo đợc đọ bền
tiếp xác cho răng đĩa 1.
Trong đó: Z
1
= 27, k
r
= 0,4.
K
r
: Hệ số kể đến ảnh hởng của số răng đĩa xích phụ thuộc vào Z.
F
Vd1
: Lực va đập trên m dây xích, N tính theo công thức 5.19.
F
Vd1
= 13.10
-7
.n
1
.p
3
.m
Với n
1
= 94,82(v/phut)

21
21
2
EE
EE
+
, Mô đun đàn hồi Mpa.
E
1
,E
2
: Mô đun đàn hồi của vật liệu con mặt đĩa.
E = 2,1.10
5
Mpa.
Vậy ứng suất tiếp xúc
H
:
( )
)(7,433
1.473
10.1,2.8,101.75,4783.4,0
.47,0
5
1
MPa
H
+
=


=

Với k
r2
= 0,26 và tơng tự đĩa xích 1 ta có:
( )
)(65,349
1.473
10.1,2.8,101.75,4783.26,0
.47,0
5
2
MPa
H
=
+
=

Cùng vật liệu avf tôi cải thiện nh đĩa xích 1 nên [
H2
] = 600 MPa.
Thoả mãn điều kiện
H2
<[
H2
].
6/- Xác định lực tác dụng lên trục:
Xác định theo công thức 5.20:
F
r

087,63
93,61087,63
%100.
=

=

Thuc
LV
Truoc
LV
Thuc
LV
n
nn
%.
Vậy
n
= 1,832% < 5%.
Sai số nằm trong khoảng cho phép.
7/- Thông số lích th ớc bộ truyền xích:
- Số răng đĩa xích 1 và 2: Z
1
= 27, Z
2
= 41 (răng).
- Tỉ số truyền thực: U
x
= 1,518.
- Bớc răng: 44,45(mm).

(mm)
L
(mm)
h
(mm)
b
(mm)
a
(N)
q
1
(rg)
44,45 25,4 12,70 25,70 0 42,4 62 172,4 7,5
Phần III
Thiết kế bộ truyền bánh răng
Sinh viên thực hiện: Trần Anh Tuấn Lớp K35 MA Trang 17

Thuyết minh đồ án chi tiết máy
I/- Bộ truyền bánh răng trụ cấp nhanh.
Số liệu ban đầu:
P
I
= 9,85(KW) n
1
= 1450(v/phut).
P
II
= 9,45(KW) n
2
= 285,43(v/phut).

Theo công thức:
[ ]
HLXHVR
H
Hluu
H
kkZZ ...
0



=

Trong đó:
Sinh viên thực hiện: Trần Anh Tuấn Lớp K35 MA Trang 18

Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Z
R
: Hệ số xét đến độ nhám của mắt răng làm việc, lấy Z
R
= 1.
Z
V
: Hệ số xét đến ảnh hởng của vận tốc vòng, Z
V
= 1.
k
XH
: Hệ số xét đến ảnh hởng của kích thớc bánh răng, lấy k

N
H0
= 80.H
HB
2,4
= 30.200
2,4
= 10
7
(6.5).
N
HE
: Số chu kỳ thay đổi ứng suất tơng đơng.
N
EH
= 60.C.n
1
.t

C,n
1
,t

: Lần lợt số lần ăn khớp trong một vòng quay, số vòng quay một phút
và tổng số giờ đang xét.
Với t

= 365.5.
3
2

Sinh viên thực hiện: Trần Anh Tuấn Lớp K35 MA Trang 19

Thuyết minh đồ án chi tiết máy

0
Hluu
= 2HB + 70. (Tra theo bảng 6.2 với vật liệu).

H
: Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc tra bảng 6.2,
H
= 1,1.
Với bánh nhỏ (bánh 1):
Có HB = 200

Hluu
0
= 2HB + 70 = 2.200 + 70 = 470 ( MPa ) .

H
= 1,1.
K
HL
=
6
0
HE
H
N
N

7
.
Ta thấy: N
HE
> N
Ho
Do đó: k
HL1
= 1.
Vậy ứng suất tiếp xúc ở bánh 1(Bánh nhỏ là).
[
H1
] =
)(27,4271.1.1.1.
1,1
470
....
1
0
MPakkZZ
HLXHVR
H
Hluu
==


.
Với bánh lớn (bánh 2):

0

= 30.170
2,4
= 6763923,172.
Ta thấy: N
HE2
> N
HO2
Do đó: K
HL1
= 1.
Vậy ứng suất tiếp xúc ở bánh lớn (bánh 2) là:
[
H
] =
[ ] [ ]
)(400
2
73,37227,427
2
21
MPa
HH
=
+
=
+

.
Mà [
H

0
FCFLXFVR
F
Fluu
kkkYY


.
Trong đó:

F
: Hệ số an toàn về uốn. Tra bảng 6.2 đợc
F
= 1,75.
Y
R
: Hệ số xét đến ảnh hởng của độ nhám mặt lợn chân răng, lấy Y
R
= 1.
Y
S
: Hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu đối với tập trung ứng suất,
lấyY
S
= 1.
F
XF
: Hệ số xét đến kiểm tra bánh răng ảnh hởng độ bền uốn, lấy k
XF
= 1.

Fluu
: ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở.
0
Fluu
= 1,8.HB.
Với bánh răng nhỏ ( bánh 1)
HB
1
= 200

F
= 1,75 (Tra bảng 6.2).

0
Fluu1
= 1,8.200 = 360 (Mpa).
[
F
] =
FCFLXFVR
F
Fluu
kkkYY .....
0


Với
1...
=
FCXFVR

> N
FO1
k
FL1
= 1.
[
F1
] =
)(71,2051.1.1.1.1.
75,1
360
.....
1
0
1
MPakkkYY
FCFLXFVR
F
Fluu
==


.
Với bánh lớn ( bánh 2).
HB = 170
= 1,75
Sinh viên thực hiện: Trần Anh Tuấn Lớp K35 MA Trang 22

Thuyết minh đồ án chi tiết máy


2
FE
FO
FL
N
N
k
=
Với N
FO2
= 4.10
6

N
FE2
= N
HE2
= 362215488 (6.6)
N
FE2
> N
FO2
k
FL2
= 1.
Vậy ta có:
[
F1
] =
)(857,1741.1.1.1.1.

max
= 2,8.
ch2
= 2,8.340 = 952 (Mpa)
ứng suất uốn cho phép khi quá tải:
Sinh viên thực hiện: Trần Anh Tuấn Lớp K35 MA Trang 23

Thuyết minh đồ án chi tiết máy
[
F
]
max
= 0,8.
ch
khi HB 350 ( CT 6.14)
- Với bánh nhỏ:
[
F1
]
max
= 0,8.
ch1
= 0,8.450 = 360 (Mpa)
- Với bánh lớn:
[
F2
]
max
= 0,8.
ch2

a
1/3
( Bảng 6.5).
T
1
: Momen xoắn trên bánh chủ động, Nmm.
T
1
= 64874,13.
U
1
: Tỉ số truyền của trục 1.
U
1
= 5,08.
[
H
]: ứng suất tiếp xúc cho phép.

ba
=
aw
bw
, tra bảng 6.6 chọn
ba
= 0,31.
K
HB
: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải tọng trên chiều rộng
bánh răng khi tính về tiếp xúc.

1
= 176 bw
1
=
ba
.aw
1
= 0,3.176 = 52,8 (mm).
4/- Xác định các thông số ăn khớp:
Mô đun đợc xác định từ điều kiện bền uốn. Tuy nhiên để thuận tiện
trong thiết kế, sau khi tính đợc khoảng cách trục aw
1
có thể dựa theo công
thức sau để tính mô đun, sau đó kiểm nghiệm răng về độ bền uốn.
m = (0,01ữ0,02)aw = (0,01ữ0,02) .167 = 1,76ữ3,52 (Theo công thức
6.17).
Theo bảng 6.8 chọn mô đun tiêu chuẩn là m = 2,5 (mm).
Xác định số răng, góc nghiêng và hệ số dịch chỉnh.
Giữa khoảng cách trục aw, số răng bánh nhỏ nhất Z
1
, số răng bánh lớn nhất
Z
2
, góc nghiêng của răng và mô đun trong bộ truyền ăn khớp ngoài liên
hệ với nhau theo công thức.
a
w
=
( )