GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

LỜI NÓI ĐẦU
Ngành cơ khí là một ngành ra đời sớm so với các ngành khác ,nó được xem là ông
tổ của nền công nghiệp .Ngày nay nó đóng vai trò rất quan trọng trong tiến trình
công nghiệp hóa ,hiện đại hóa của đất nước ta nói riêng và trên thế giới nói chung.
Lần đầu tiên thiết kế các chi tiết máy và bộ phận máy, đây là một công việc hoàn
toàn mới mẻ đòi hỏi người thực hiện phải vận dụng những kiến thức đã và đang
học vào thực tế. Công việc này đã đem lại những giá trị bổ ích cho các sinh viên,
riêng em qua đồ án này em đã rút ra được nhiều kinh nghiệm và bài học quý giá.
Em chân thành cảm ơn đến Thầy TRẦN QUỐC HÙNG là giảng viên hướng dẫn
em thực hiện đồ án này. Về những đóng góp quý báu trong quá trình em thực hiện
đồ án. Ngoài ra, để hoàn thành được đồ án này em có tham khảo một số sách như
Chi tiết máy của Nguyễn Trọng Hiệp, Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí
của Trịnh Chất và Lê Văn Uyển tập I và II cùng nhiều tài liệu khác lưu hành nội
bộ trường Đại học Sư phạm Kỹ Thuật Tp. Hồ Chí Minh như Dung sai kỹ thuật đo,
Vật liệu học, Sức bền vật liệu,... Rất mong được sự đóng góp ý kiến của thầy để
việc học của em ngày một tốt hơn. Chân thành cảm ơn !

SVTH: VŨ HOÀNG TRÍ

Trang 1


GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

NHẬN XÉT CỦA GVHD:

.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
Tp. Hồ Chí Minh, ngày

tháng

năm

Mục lục
SVTH: VŨ HOÀNG TRÍ

Trang 2


GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH

SVTH: VŨ HOÀNG TRÍ

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Trang 3


GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH


2. Tính toán công suất hệ thống:
Hiệu suất chung:
η = ηđ.ηol4.ηBr3.ηnt.
Tra bảng 2.3 trang 19 ta có:
ηđ = 0,96 : Hiệu suất bộ truyền đại.
ηol = 0.995 : Hiệu suất 1 cặp ổ lăn.
ηBr = 0,97 : Hiệu suất 1 cặp bánh răng.
Ηnt = 1 : Hiệu suất nối trục.
- Vậy η = 0,96.0,9954.0,973.1 = 0,86
3. Chọn động cơ:
Ta có: công suất máy công tác:
F.v
6400.1,2
=
= 7,68 (kW)
1000
P = 1000
.

Theo đề bài tải trọng va đập nhẹ nên
P12 .t1 +P22 .t 2
t1 +t 2

Ptd =
P và T tỉ lệ thuận:
T2 = 0,8T1 => P2 = 0,8P
=> Ptd =
SVTH: VŨ HOÀNG TRÍ

7,682 .0,7+(0,8.7,68) 2 .0,3

n sb = 72,72.24 = 1745,28 (v/ph)
n lv =

=>

Ta có Pct nên cần chọn động cơ có công suất thỏa điều kiện: Pđm > Pct.
Chọn nđb =1500 vòng/phút. Dựa vào các thông số đã cho và mục đích giảm
bớt về kinh tế → Sự lựa chọn động cơ loại 4A132M4Y3 (Tra bảng P1.3/238).
Các thông số kỹ thuật:
Công suất: P = 11(kW).
Vận tốc quay: n=1458 (Vòng/phút)
II. Phân phối Tỉ số truyền:
Ta có nlv = 72,72(v/p)
u=

n
n

đc

=

1458
= 20,05
72,72

lv
Tỷ số truyền chung:
Theo sơ đồ động ta có: u = uđ.uh.unt.


 uc = 2,275 => un= 2.84
 ukt = uđ.un.uc.unt = 3,1.2,275.2,84.1 = 20,08
Vu =

u - u kt
|20,05 - 20,03|
0,02
=
=
= 2%
100
100
100

→ Hợp lý với yêu cầu sai số vè tỷ số truyền.
∆u=2÷9%.
Từ các kết quả đã tính được ta có số liệu tính sau:
Tính công suất từng trục: Ta có
Pct = 8,43(KW).
PI = Pct.ηđ.ηol = 8,43.0,95.0,96 = 8,05 (kW).
PII = PI.ηbr.ηol =8,05.0,995.0,97 = 7,77 (kW).
PIII = PII.ηnt. ηbr2.ηol2 = 8,14.0,972.0,9952 .1 = 7,24 (kW).
9,55.106 .P
ni
Công thức Mômen xoắn trên các trục: Ti =
;
9,55.106 .8,43
= 55217 (N.mm)
1458
Tđc =

= 72,79
= 949883 (N.mm) n 3 = 2 =
u
2,275
72,79
c
T3 =
.
(Vòng/phút).

SVTH: VŨ HOÀNG TRÍ

Trang 7


GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Bảng phân phối tỷ số truyền:
Trục
Thông số
u

Động
cơ

I

uđ = 3,1

163458

448089

949883

( N .mm )

Phần II: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN (BỘ TRUYỀN ĐAI)
I. Xác định các thông số bộ truyền :
1. Chọn loại đai:
Giả thiết vận tốc của đai v < 25 m/s, ta có thể dùng loại đai loại A hoặc Б (bảng
4.1 và bảng 4.13 : các thông số của đai hình thang).
Ta có điều kiện làm việc:
n = 1458 (v/ph)
Pđc = 8,43 (kw)
uđ = 3,1
Chế độ làm việc ngày 2 ca, 1 ca 8 giờ.
Theo hình 4.1/trang 59: Chọn đai thang thường.
Chọn đai có kí hiệu Б từ điều kiện làm việc như trên:
ký hiệu Б với các thông số sau:
Kích thước tiết diện:
bt = 14 mm.
A = 138 .
SVTH: VŨ HOÀNG TRÍ

Trang 8


GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH

630
=
= 3,18
d1.(1-ε)
200.(1-0,01)

u đ -u
(3,18-3,1)
.100% =
.100% = 2,6%
3,1
Với ∆u = u

=> ∆u = 2,6% < 4%

=> Thỏa điều kiện trong giới hạn cho phép.

3. Khoảng cách 2 trục a:
Ta có u = 3,1


a= d2 = 630 mm

a thỏa điều kiện theo công thức 4.14/trang 160:
0,55(d1+d2)+h ≤ a ≤ 2(d1+d2).
467
Với a = 630 (mm)


Thỏa điều kiện.


 Kiểm nghiệm về điều kiện tuổi thọ: (công thức 4.15)
i=

v
≤ i max =10/s
l

Với:
i : Số lần cuốn của đai.
v : Vận tốc đai.
l: 2650mm - chiều dài đai.
i=

15,27
= 5,76/s ≤ i max = 10/s
2,65

Thỏa điều kiện.
 Tính chính xác khoảng cách a:


Theo 4.6/trang 54:
Trong đó:
*

∆=

a=
λ = l - π.


Trang 10


GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

5. Tính góc ôm α1:
Điều kiện α1 ≥ 1200 (do đây là đai thang).
(d 2 -d1 ).570
(630-200).57
180 = 180 = 141,510
α
a
636,8
Theo 4.7 /trang 54: 1 =
0

Vậy α1 = 141,510 > αmin = 1200
 Thỏa điều kiện.
6. Xác định số đai z :
z=

Số đai z được xác định theo 4.16/trang 60:
Trong đó:
* P1 = 8,43 kW công suất trên bánh dẫn.

P1.k d
[ P0 ] cα .cu .cz .cl

SVTH: VŨ HOÀNG TRÍ

Trang 11


GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

8. Đường kính ngoài bánh đai:
Theo công thức 4.18:
da = d + 2h0
Tra bảng 4.21 ta được: h0 = 4,2
• Đường kính ngoài bánh đai dẫn:
da1 = d1 + 2h0 = 200 + 2.2,4 = 208,4 (mm)
• Đường kính ngoài bánh đai bị dẫn:
da2 = d2 + 2h0 = 630 + 2.2,4 = 638,4 (mm)
9. Xác định lực căng ban đầu và lực căng tác dụng lên trục :
Lực căng đai F0:
Theo công thức 4.19/trang 63:
F0 = 780.
2
Với Fv = qm.v lực căng do lực li tâm sinh ra (Công thức 4.20/trang 20)
Ta có tiết diện đai loại Б → tra bảng 4.22/trang 22 → qm = 0,178 kg/m.
=> Fv = 0,178.(15,7)2 = 41,5 (N)
Nên :

8,43.1,2
+ 41,29 = 331,8
F0 = 780. 15,27.0,89.2



GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

II.Xác định ứng suất cho phép:
Theo bảng 6.2/trang 94 đối với thép C45 tôi cải thiện đạt HB

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

HE2

Ta có N = 24,43.107 > N HO1 = 1,39.107 ⇒ K HL2 = 1
Tương tự cho NHE1
=> NHE1 > NHO1 => KHL1 = 1
Ứng suất tiếp xúc sơ bộ.được xác định :

[ σ H ] =σ Hlim .

Theo công thức (6.1a)/ trang 93:
=>

K Hl
SH

560.1
= 1,1 = 509( MPa )
530.1
[ σ H ] 2 = 1,1 = 481,82 ( MPa )

[ σH ] 1

-Với cấp nhanh sử dụng răng trụ răng thẳng do đó:

[ σ H ] = [ σ H ] 2 = 481,82 (MPa)
[ σ H ] = 481,82 (MPa) < 1,25. [ σ H ] 2 = 1,25.481,82 = 602,28(MPa)



* m F :bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc và uốn.
* Ti, ni, ti lần lượt là momen xoắn ,số vòng quay, tổng số giờ làm việc ở chế
độ của bánh răng đang xét.
Với HB(180÷350) ⇒ mF = 6. (tra bảng 6.4/trang 95).
Với

⇒
⇒

470,32
= 60.1. 2,84 .18000.( 16. 0,7 + 0,3.0,86) = 22,6.107

N FE2
NFE2 = 22,6.107 > NFo = 4.106 số chu kì thay đổi ứng suất cở sở khi thử về

uốn
⇒

KFL2 =1
Tương tự cho NFE1
⇒
KFL1 =1
SVTH: VŨ HOÀNG TRÍ

Trang 14


GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH


Với bánh răng thường hoá, thép tôi cải thiện
*
*
*

[ σ H2 ] max

= 2,8.σ ch2 = 2,8×450 = 1260 ( MPa )

[ σ H1 ] max

= 2,8.σ ch1 = 2,8×580 = 1628 ( MPa )

[ σ H ] max

= 2,8.σch2 = 2,8×450 = 1260 ( MPa )

*σ[

]

F max

= 0,8.σ

ch

khi HB ≤ 350.

*[


GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

* K a (MPa1/3) = 49,5: hằng số phụ thuộc vào vật liệu ở cặp bánh răng và loại
răng tra bảng 6.5/trang 96.
* u1 = un = 2,84
* T 1 = 163458 (N.mm).
* Ψba = 0,4 - tra bảng 6.6/trang 97.
=> Ψ bd = 0,53.0,4.(2,84 + 1) = 0,81 (công thức 6.16/trang 97).

* K HB = 1,02 - hằng số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng
vành răng khi tính về tiếp xúc , theo bảng 6.7/trang 98.
49,5.(2,84 + 1) 3

=>

a w1 =
Chọn aw1 = 163 (mm)

163458.1,02
= 163,14
(481,82) 2 .2,84.0,4
(mm)

2. Xác định các thông số ăn khớp:
a) Xác định modun m:
Theo bảng 6.17/trang 97:
m = (0,01÷0,02).aw1 = (0,01÷0,02).163 = (1,63÷3,26) (mm)


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

m.z t
3.107
=
= 160,5
2
2
awt =

Tỷ số truyền thực sự là:
z2 79
=
= 2,82
z
28
um = 1

Hệ số dịch tâm
a w1
161
- 0,5.(z1 + z 2 ) =
- 0,5.(27 + 79) = 0,167
m
3
1000.y 1000.0,167
ky =
=
= 1,56

-Hệ số dịch chỉnh bánh 2
x 2 = x t - x1 = 0,17 - 0,047 = 0,123

Theo công thức 6.27 góc ăn khớp;
cosαtw =

z t .m.cosα 107.3.cos20
=
= 0,937
2a w1
2.161

⇒ α tw = 20,480

3. Kiểm nghiệm răng theo độ bền tiếp xúc:
Ứng suất tiếp xúc xuất hiện trên mặt răng của bộ truyền phải thỏa mãn điều kiện
sau:
σ H = ZM .ZHε.Z

Công thức 6.33/trang 105 :
Trong đó:

2.T1.K H .(u+1)
b w .u.d w 2

≤

[ σH ]

• Z M = 274 (MPa)1/3 hằng số kể đến cơ tính vật liệu của bánh răng ăn khớp,

sin(2.200 )

2.1
= 1,747
sin(2.20,480 )

* Zε : Hệ số sự trùng khớp của rãnh.
Theo công thức 6.37/trang 105.
εβ =

εβ

bω.sinβ
mπ

: Hệ số trùng khớp dọc.

sin β = 0

bw = ψ ba .aw = 0, 4.161 = 64, 4 ( mm )


εβ



Tính

= 0.



KH : Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc theo công thức 6.39/trang 106.
Theo công thức 6.39/ trang 106: KH = KHβ.KHα.KHV.
* KHβ : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành
răng.
Chọn
KHβ = 1,02
* KHα : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng các đôi răng đồng thời
ăn khớp bánh răng.
SVTH: VŨ HOÀNG TRÍ

Trang 18


GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Đối với bánh răng thẳng tra bảng 6.14/trang 107 => KHα =1,01
* KHV : Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp.
Theo công thức 6.41 /trang 107.
K HV = 1 +

v H .b w .d w1
2.T1K Hβ .K Hα

v H = δ H .g 0 .v.

aw
um

60000

v H = 0,006.56.2,076.


161
= 5,27
2,86

Chiều rộng vành răng:

b w = ψ ba .a w = 0,4.161 = 64,4 (mm)

-



K HV = 1 +

5,27.64,4.84,29
= 1,08
2.163458.1,02.1,01

KH = KHβ.KHα.KHV = 1,02.1,01.1,08 = 1,11
Vậy với:
ZM = 274(MPa)1/3
KH = 1,11
dw1 = 84,29(mm)
σ H = ZM .ZHε.Z . 3


→

Với:

[ δ H ] = [ δ H ] 2 = 481,8( MPa)
'

*v = 2,076 m/s <5m/s => ZV = 0,91.
*ZR : Hệ số xét đến độ nhám của mặt làm việc. Cấp chính xác động học là 8
dp01 cần gia công độ nhám là Ra ≤ 1, 25 ÷ 0, 63 ( µ m) => ZR = 1.
d1 = m.z1 = 84 ( mmβ) ( = 0 => cosβ = 1

Với:

d 2 = m.z 2 = 237 ( mm )

)

=> d a1 = d1 + 2.(1 + x1 - Δy).m

= 84 + 2. ( 1 + 0,047 - 2,354.10 -3 ) .3
= 90,27 ( mm )

=> d a2 = d 2 + 2.(1 + x 2 - Δy).m

= 237+2. ( 1+0,137-2,354.10 -3 ) .3
= 243,72 ( mm )

Với da < 700 (mm) =>KxH = 1


1
= 0,58
1, 72

*T1 : mômen xoắn trên bánh chủ động
*m = 3 mô đun pháp.
SVTH: VŨ HOÀNG TRÍ

: T1 = 163458 (Nmm).
Trang 20


GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH

*YB = 1 -

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

β
140

β=0 → Yβ = 1: Hệ số kể đến độ nghiêng của răng.
* YF1;YF2 : Hệ số dạng răng của bánh 1 và 2 vào số răng tương đương.
Dựa vào bảng 6.18/trang 109 → YF1 = 3,784
→ YF2 = 3,58
Tra bảng 6.7/trang 98 → KFβ = 1,03
Theo 6.14/trang 107→ KFα = 1,27
KF = KFβ. KFα. KFV
aw
u

67,78.3,58
=
= 64,19 (MPa)
YF1
3,78

Theo công thức 6.2 và công thức 6.2a:
=> [ σ F ] = [ σ F ] .YR .YS .K xF
'

Với:
YR = 1: Hệ số xét đến ảnh hưởng độ nhám bề mặt lượn chân răng.
YS = 1,08 – 0,0695.ln(m) = 1,08 – 0,0695ln(3) = 1,004 : Hệ số xét đến độ
nhạy của vật liệu được tâp trung ứng suất, trong đó mô đun tính bằng mm.
KxF = 1: Hệ số xét đến kiểm tra bánh răng đến độ uốn với da ≤ 400(mm).
[ σ F1 ] = 252.1,004.1.1 = 253,008(MPa),

[ σ F2 ]

= 236,6.1,004.1.1 = 236,944 (MPa)

SVTH: VŨ HOÀNG TRÍ

Trang 21


GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH

Ta có:


= σ F .K qt ≤ [ σ F ] max
Điều kiện: Fmax
Với bánh dẫn:
Vậy

σ F1max = σ F1.K qt = 67,78 (MPa)

σ Fmax ≤ [ σ Fmax ] = 464 ( MPa )

Và bánh bị dẫn:

σ F2max = σ F2 .K qt = 64,19 (MPa)

Vậy: F2max [ F ] max
Kết luận: bộ truyền đạt yêu cầu về quá tải
σ

≤ σ

=360(MPa)

6. Các thông số và kích thước bộ truyền răng cấp nhanh:
* Khoảng cách trục:
* modum
* Bề rộng bánh răng:
* Hệ số hiệu chỉnh
* Số răng
* Đường kính vòng chia:
*Đường kính đỉnh răng:


2

.u c .ψ ba
aw2 = Ka(u2+1)
Trong đó: Ka = 43 (MPa1/3) (răng chữ V, thép – thép)
T2 = 448089 (Nmm)
= 495,41 (MPa)
uc = 2,5
ψba = 0,3
ψbd = 0,5. ψba(u+1) = 0,53.0,3.(2,275+1) = 0,49
Theo bảng 6.7: ta chọn KHβ = 1,08
448089.1, 06
3

( 495, 41)
⇒ aw2 = 43.(2,275+1)

2

.2, 275.0,3

= 199,32 (mm)

Chọn aw2 = 199(mm)

2. Xác định các thông số ăn khớp:
Theo (6.17) modun:
m = (0,01 : 0,02).aw = (0,01 : 0,02).199 = 1,88 : 3,16 (mm)
Chọn modun pháp m = 3 (mm)
Xác định số răng, góc nghiêng β, hệ số dịch chỉnh


Mà α = 200 (Theo TCVN 1065-71)


α tw = 23057 ' = αt

Với tgβb = cosαt.tgβ
⇒ tg βb = cos 23057’.tg 37040’
= 0,710
⇒ βb = 35,20
⇒ ZH = = 1,48
εb = = = 3,8
Vì εb ≥ 1 ⇒ Zε =
Với = [1,88 – 3,2()].cosβ
= [1,88 – 3,2()].cos 37040’ = 1,417
Zε = = = 0,84
dw2 = = = 121,34 (mm)
v = = = 1,05(m/s)
Với v = 0,66 (m/s) Tra bảng 6.13 được cấp chính xác là 9
Tra bảng 6.14 ta được KHα = 1,13
Tra bảng 6.15 và 6.16 ta được δH = 0,002; go = 73.
⇒ vH = δH.go..v. = 0,002.73.1,05 = 1,43 (m/s)
Theo công thức 6.41:
KHv = 1+ = 1 + = 1,01
Theo 6.39: KH = KHβ.KHα.KHv = 1,06.1,13.1,01 = 1,21
Thay các giá trị vừa tìm được vào σH ta được :
σH = ZmZHZε

2T2 K H (u + 1)
b w u.d 2w 2

ε α = 1, 45
Zε = 0,83
dw2 = 127,66 (mm)
v=1,11 (m/s) => vH = 1,43
=>KHv = 1,01 => KH = 1,21
=> σ H = 423 (MPa)
Vì

σH > [ σH ]

không quá 4%:
2

 σ 
=>b w = ψ ba .a w .  H ÷
[σ ] ÷
 H 

2

 423 
= 0,3.210. 
÷
 421,1 
= 63,57 ( mm )

4. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:
2.T2 K FβYε F2
YY
bw d w m