ĐỜ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD:DƯƠNG ĐĂNG DANH

PHẦN I :TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
I.CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN

1.Tính công suất trên trục động cơ điện
- Nếu gọi p ct : công suất cần thiết trên trục động cơ.
p t : công suất trên trục máy thao tác.
 : hiệu suất truyền động.

- Theo công thức 2.8 :
p ct =

pt



- Các số liệu ban đầu:
+Lực vòng trên băng tải: F t =2400 (N)
+Vận tốc xích tải : V=1.4 (m/s)
+Đường kính tang : D=400 (mm)
- Công suất trên trục máy công tác :

pt 

F V

1000



nlv : số vòng quay của máy công tác
SVTH: NGUYỄN DUY DIỆM

MSSV:14143047

1


ĐỜ ÁN CHI TIẾT MÁY

-Xác đònh n lv :
- Ta có :

v

 nd
60 1000

GVHD:DƯƠNG ĐĂNG DANH

 nlv 

60 10001,4
 66.8(V / ph)
  400

- Xác đònh u
Ta có:


66,8
- Theo sơ đồ động:
+ Tỉ số truyền chung

u  unt  uh  u x
+ Trong đó :
U : tỉ số truyền chung

uh : tỉ số truyền hợp giảm tốc

u x =3,59 :tỉ số truyền xích ngoài hợp

unt =1: tỉ số truyền khớp nối trục
+Tỉ số truyền hợp giảm tốc
Ta có : utt  uh  u x  uh 
Mà

utt
26,098

 12
ux
3

uh  un  uc

SVTH: NGUYỄN DUY DIỆM

MSSV:14143047


2880
 666.67(v / ph)
=
4,32
un
n
666.67
n III = II 
 239,8(v / ph)
uc
2,78

n II =

- Công suất của các trục truyền động:
Ta có :p ct =4,02(kw)
P I =P ct   nt   ol =4  1  0,995=3.98(kw)
P II =P I   br   ol =3,98  0,98  0,995=3,84(kw)
P III =P II   br   ol =3.84  0,98  0,995=3,69(kw)
P IV = P III   X   ol =3.69  0,93  0,995=3.36(kw)
- Moment xoắn của các trục truyền động:
T đc =
TI=

9,55.106. p ct
 13263,89( N )
ndc

9,55.106. p I
 13197,57( N )

SVTH: NGUYỄN DUY DIỆM

II
2,78

III

IV

3,59
MSSV:14143047

3


ĐỜ ÁN CHI TIẾT MÁY

N(v/ph)
P(kw)
T(N.mm)

2880
4
13263,89

GVHD:DƯƠNG ĐĂNG DANH

2880
3,98
13197,57


kz 

z01 25

1
z1 25

- Tra bảng 5.5 (cho ̣n no1= 200 (v/ph)
n01
200

 0,834
kn=
n1
239,8
- Công thức (5.4) vàTra bảng 5.6 :k=k 0 .k a .k dc .k d .k c .k bt
K0 = 1
-hệ số kể đến ảnh hưởng của vò trí bộ truyền
K a= 1 -hệ số kể đến khoảng cách truc và chuều dài xích
Kd c= 1 -hệ số kể đến ảnh hưởng của điều chiûnh lực căng xích
Kd = 1,2 -hệ số tải trọng động kể đến tính chất của tải trọng
K c= 1,25 - hệ số kể đến chr61 độ làm viẽc của bộ truyền
Kbt = 1,3

- hệ số kể đến ảnh hưởng của bơi trơn

- Suy ra k= 1.1.1.1,2.1,25.1,3= 1.95
- Như vậy Công suất tính toán là: Pt= 3,69.1,95.1.0,834=6(kw)
- Theo bảng 5.5 với n01 =200 (vòng/phút) , chọn bộ truyền xích 2 dãy , có bước

}

=760(mm)
- Để xích khơng chịu lực căng q lớn, giảm a một lượng Δa =0,00310213
Vậy a = 758(mm)
- Kiểm nghiệm Số lần va đập i của bảng lề xích trong 1 giây,Theo bảmg 5.14
i

n1  n1 25  239,8

 2,85  [i]  30
15  X
15  140

3.Tính kiểm nghiệm xích về độ bền
- Với các bộ truyền xích bị q tải lớn khi mở máy hoặc thường xun chịu
trọng va đập trong q trình làm việc cần tiến hành kiểm ngiệm về q tải theo
hệ số an tồn:
- Theo cơng thức 5.15
S=
- Theo bảng 5.2
Tải trọng phá hủy Q=56700N
Kd = 1,7 –hệ số tải trọng động
Ft : lực vòng
- Ta có v=
Ft =

z1  p  n1
23  19,05  239,8
 1,9

1,7  1942,1  12,365  104

- Theo bảng 5.10 với n=200v/ph
[s] =8,2.vậy S < [s] .Bộ truyền xích đảm bảo đủ bền
5.Đường kính đóa xích
- Theo cơng thức 5.17 và bảng 13.4
19,05
= 15,21 (mm)
 
sin 
 25 
25,4
=
= 54,5 (mm)
 
sin 
 90 

d1=

=

d2=

+ Đường kính vòng đỉnh:
da1= p(0,5+cotg )= 19,05 0,5  cot g


 


SVTH: NGUYỄN DUY DIỆM

MSSV:14143047

6


ĐỜ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD:DƯƠNG ĐĂNG DANH

- Theo bảng 5.11 ta chọn thép 45 tơi cải thiện đạt độ rắn HB210 sẽ đạt ứng suất
tiếp xúc cho phép
] = 600 MPa đảm bảo được độ bền tiếp xúc cho răng 2
đĩa.   H

MSSV:14143047

7


ĐỜ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD:DƯƠNG ĐĂNG DANH

+ Theo cơng thức 6.7 :NHE=60c
NHE ,NFE : số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương
Với C=1 :số lần ăn khớp trong 1 vòng quay
N=1425(v/ph).Tổng thời gian làm việc :24000(h)
Vậy :NHE2=60.c.
=601

1425
24000(0,7+
3,23

= 54,228.

>N HO

2

+ Do đó KHL2 =1
do đó
KHL1 =1


]=602,25Mpa

+ Do trường hợp làm việc với tải trọng thay đổi nhiều bậc.Theo cong thức 6.8
NFE =60c

=601

 NFE2 =60.c.




239,8
24000(0,7+
2,78

=9,67.10 7

N EF 2 =9,67.10 7 >N FO 2 =4.10 6 do đó Kfl2=1

Suy ra NEF1>NFO1 do đó KFL1 =1
NFO : số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi khử về uốn
+Theo công thức 6.2a với bộ truyền quay 1 chiều K FC=1,ta được:

=
=

= 252 (MPa)
(MPa)

Vậy : aw1 = 43.(4,32+1)

13197,57  1,12

495,42 4,32  0,3

 82 (mm)

Lấy aw1 = 82 (mm)
b.Xác định thơng số ăn khớp
- Theo cơng thức 6.17
aw1
M = (0,01
= (0,01
.82 = (0,93 1,8) (mm)
- Theo bảng 6.8 chọn mođun m=1,5
- Chọn sơ bộ  =100,do đó
=0,9849
- Theo 6.31 ,ta có:
+ Số răng bánh nhỏ :
Z1 =

=

82  2  0,9849
= 20 răng
1,5  4,32  1

+ Số răng bánh lớn :
Z2 = u. z1=4,3220 = 86 chọn Z2 =86 răng

MSSV:14143047

9


ĐỜ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD:DƯƠNG ĐĂNG DANH

- Theo 6.35 :tg  b =cos  t .tg 
=

= arctg

= arctg

tg 20
=20,577
0,9695

  b = 13,310

-Theo cơng thức 6.34 :ZH=

=1,72

-Theo cơng thức 6.37 :  =

bw sin 
m


- Theo bảng 6.13 với v = 4,67 m/s ta dùng cấp chính xác 9

- Theo bảng 6.14 với cấp chính xác 9 và v < 5
- Ta được: k H =1,16 ; H F =1,4
- Cơng thức (6.42)

VH   H g 0 v

a w1
u1

- Theo bảng 6.15 ta chọn  H = 0,002 (răng nghiêng)
- Theo bảng 6.15 ta chọn g0 = 56
=> VH  0,002  56  4,6

82
= 6,836
4,3

- Cơng thức (6.41) khv:hệ số kể đến tải trọng xuất hiện trong vùng ăn khớp
KHv = 1+

 h .bw1 .d w1

2.T1 .K H .K H

=1+

12,46  27  30,95

]= 470
Vì vậy ta tăng a lên và kiểm nghiệm lại
Kết quả thu được:
Aw=90
Z1= 25 Z2= 95  = 12,830

dw1= 34 mm

d.Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
- Cơng thức (6.43)
 F1 

2T1.K F .Y .Y .YF 1
bw .d w1.m

- Theo bảng 6.7 KFβ = 1,37
- Theo bảng 6.14 V< 5(m/s) cấp chính xác 9
- Theo bảng 6.15  F = 0,006
- Cơng thức (6.47)
VF   F .g 0 .v.

aw
90
 0,006  56  5,12
 77,85
u
4,3

- Cơng thức (6.46)
K FV  1 

SVTH: NGUYỄN DUY DIỆM

MSSV:14143047

11


ĐỜ ÁN CHI TIẾT MÁY
Z v2 

GVHD:DƯƠNG ĐĂNG DANH

Z2
 102
cos3 

- Theo bảng 6.18 ta được:
=4 ;
= 3,6 ; m= 1,5mm
1,08 – 0,0695
= 1,08 – 0,0695 ln(1,5) = 1,051
;
=1 ( < 400 mm)
- Do đó theo cơng thức 6.2 & 6.2a
=

.

.


-Chiều rộng vành răng : bw = 27 (mm)
-Tỉ số truyền thực tế : um = 4,3
-Góc nghiêng của răng : β = 12,830
-Số răng bánh răng: z1=22 ; z2=95
-Hệ số dòch chuyển :x=0; y=0
-Theo các công thức trong bảng 6.11,ta được:
+Đường kính vòng chia :
m.Z 1
=33,84 (mm)
cos 
m.Z 2
d2 =
=146,15 (mm)
cos 

d1 =

+Đường kính đỉnh răng:
SVTH: NGUYỄN DUY DIỆM

MSSV:14143047

12


ĐỜ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD:DƯƠNG ĐĂNG DANH

da1 = d1 +2.m =36,84 (mm)


b.Xác định thơng số ăn khớp
- Theo cơng thức 6.17
aw1
M = (0,01
= (0,01
.90 = (0,93 1,8) (mm)
- Theo bảng 6.8 chọn mođun m=1,5
- Theo 6.31 ,ta có:
+ Số răng bánh nhỏ :
Z1 =

=

107  2  0,9695
= 36 răng
1,5  2,78  1

+ Số răng bánh lớn :
Z2 = u. z1=2,78.36= 100
- Do đó tỉ số truyền thực sẽ là
um=

100
= 2,77
36

=

=


= arctg

tg 20
=20,890
0
cos17,57

 tg  b =0,296   b =16,490

- Theo cơng thức 6.34 :ZH=

=

2  cos16,49
=1,69
sin2.20,89

bw sin 
m

- Theo cơng thức 6.37 :  =

Bw = ba .aw2=0,3.107=32,1
  =

32,1. sin13,3692
=2.07
1,5
1

v=

 .d w .n2
60000

=

3,14  56,766  666,67
= 1,98(m/s)
60000

- Theo bảng 6.13 với v = 1,98 m/s ta dùng cấp chính xác 9
- Với v=1,98 m/s

- Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép:
- Cơng thức (6.1) với V =1,98
- Với    1,83 ; Y  =
= 0,56
  1,765

17,38
Y  1 
 1
 0,87
140
140

- Số răng tương đưông:
Z1
39

 44,86  choïn ZV1=44
3
cos  0,97293
Z2
108


 124,25
3
cos  0,97293

Z v1 
Z v2

-Theo bảng 6.18 ta được:

Tmax
1
T
 H 1max   H K qt  470,63MPa  [ H ]max  1260MPa

Kqt =

 F1max   F1 K qt  122,8MPa  [ F1 ]max  464MPa
 F 2 max   F 2 K qt  119,48MPa  [ F 2 ]max  360MPa

g. Các thông số và kích thước bộ truyền
- Khoảng cách trục : aw2 =111 (mm)
- Modun pháp : m = 1,5 (mm)
- Chiều rộng vành răng : bw = 34,5 (mm)
- Tỉ số truyền thực tế : um = 2,77
SVTH: NGUYỄN DUY DIỆM

MSSV:14143047

16


ĐỜ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD:DƯƠNG ĐĂNG DANH

- Góc nghiêng của răng : β = 17,380
- Số răng bánh răng: z1=39 ; z2=108
- Hệ số dòch chuyển :x=0; y=0
- Theo các công thức trong bảng 6.11 ,ta được:


Fr1
Fx2
Fa2

Fx1
y

Fr2

Fr3

Fa3

Fa3

Fa4
Fx3

Fr4
Frxích

2.XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG KÍNH SƠ BỘ CÁC ĐOẠN TRỤC
SVTH: NGUYỄN DUY DIỆM

MSSV:14143047

17



 33,24 mm
0,2  [T ]

 d1 =20 mm

 d3 =35 mm

3.XÁC ĐỊNH GIỮA CÁC GỐI ĐỢ VÀ ĐIỂM ĐẶT LỰC

- Từ đường kính các trục,tra bảng (10.2) ta được chiều rộng các ổ lăn :
d1 = 20 (mm) => b01 = 15 (mm)
d2 = 25 (mm) => b02 = 17 (mm)
d3 = 35 (mm) => b03 = 21 (mm)
- Lấy trục II làm chuẩn để tính các khoảng cách của bộ truyền:
lm22 = 1,4. d 2 =1,4.25=35 (mm) = lm23
- Theo bảng (10.3):
+ Chọn k1 = 12
+ Chọn k2 = 7 (mm) :khoảng cách từ mặt cạnh ổ đến thành trong của hộp.
- Theo cơng thức ở bảng (10.4) :
l22 = 0,5(lm22 + b02 ) + k1 + k2 = 46 (mm)
l23= 0,5(lm22 + lm23 )+k1 + l22 = 91 (mm)
l21= lm22 + lm23 + 3k1 +2k2 + b02 = 137 (mm)
- Trục I : l12 =l22 = 46 (mm)
lm12 = (1,2  1,5) d1= ( 24  50)  Chọn lm12=40 (mm)
- Theo bảng (10.3) :
+ Chọn k3 = 15 (mm)
+ Chọn hn = 17 (mm) :chiều cao nấp ổ đến đầu bulong.
lm11 = (1,4  2,5)d1 =(28  50) (mm)  chọn lm11 =45 mm
lc11 = 0,5(lm11 + b01) + k3 + hn = 0,5(45 +15) + 15 +17 = 62 (mm)
- Trục III : l32 = l23 = 103,5 (mm)


Rx

l31

4.XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ VÀ KIỂM NGHIỆM BỘ TRUYỀNG TRỤC I

a.Xác định các thơng số và chiều của các lực từ các chi tiết máy :
- Lực vòng : Ft1 

2T1 2.13197,57

 776N
d w1
34

tg tw1
tg 20,3121o
 776
 289N
cos 
cos12,83o
- Lực dọc trục: Fa1  Ft1.tg  776.tg12,83o  209N

- Lực hướng tâm : F r1 Ft1 .


- Moment uốn do Fa1 gây ra trên trục I:
M a1  Fa1 .



19


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Fly12 

GVHD:DƯƠNG ĐĂNG DANH

Fr1 .l12  M a1 289.46  3553

 71,1N
l11
137

Fly11  Fr1  Fly12  217,9 N

+Trong mp zOx :
Flx12 

l c11 .Fxkn  l c12 .Ft1 130.52,5  776.46

 310N
l11
137

Fly11  Ft1  Fxkn  Flx12  336N

- Xác định đường kính các đoạn trục :
*Tại A : theo công thức (10.15) và công thức (10.16)

+ Đường kính trục tại tiết diện D : theo công thức (10.17) :
d1 A  3

M tdD
 18,4mm
0,1.[ ]



Chọn d1D = 20 (mm)

*Tại B : theo công thức (10.15) và công thức (10.16)
2
2
M tdB  M yB
 M xB
 0,75.TB2  32045Nmm

+ Đường kính trục tại tiết diện B : theo công thức (10.17) :
d1B  3

M tdB
48348
3
 22,1mm
0,1.[ ]
0,1  63

 Chọn d1B = 25 (mm)


- Theo công thức (10.20): s 

 1
K d   a      m

+ σ-1 :giới hạn mỏi ứng với chu kì đối xứng.
+Với thép Cacbon 45 có σb = 600 (MPa)
σ-1 = 0,436 . σb = 0,436 . 600 = 261,6 (MPa)
+ Đối với trục quay σm = 0 ; theo công thức (10.22) :
σa = σmaxB = MB/WB
+ Theo công thức (10.15):
2
2
M B  M xB
 M yB
 10023,4 2  13197,572  29937,8 Nmm

+ Theo bảng (10.6) với trục có rãnh then :
WB : moment cản uốn.
WB =

 .d B3
b.t .( d  t )
- 1 B 1
32
dB

+ Theo bảng (10.16) tra được then:
b = 6 (mm) ; t1 =3, 5 (mm)
WB 




 2, 06

MSSV:14143047

22


ĐỜ ÁN CHI TIẾT MÁY

 S 

GVHD:DƯƠNG ĐĂNG DANH

 1
K d . a    . m



261,6
 4,4
1,325  44,6  0,05.0

* s : hệ số an tồn chỉ xét riêng ứng tiếp tại B:
+ Theo cơng thức (10.21): s 

 1
K d   a      m

d

+ Theo bảng (10.11),với kiểu lắp k6 và σb = 600 (MPa):
 K d  1, 64  1, 06  1 /1, 6  1,1
 S 
S

K



 1, 64

 1
151,73

 27,5
Kd . a    . m 1,1  5  0  7,2
S  .S
S 2  S2



4,4.27,5
4,4 2  27,5 2

 4,3  [ S ]

Như vậy,khơng cần phải kiểm tra về độ cứng của trục.
d. Kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh :



ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD:DƯƠNG ĐĂNG DANH

* Đối với bánh răng số 2:
- Lực vòng: Ft2 = Ft1 =776 N
- Lực hướng tâm: Fr2 = Fr1 =289 N
- Lực dọc trục: Fa2 =Fa1 = 209 N
- Moment uốn do Fa2 gây ra trên trục II
M a 2  Fa 2 .

d w2
 15272N .mm
2

* Đối với bánh răng số 3 :Theo công thức (10.1)
2T2
 1938N
d w3
tg
- Lực hướng kính : F r 3 Ft 3 . tw3  739N
cos  3

- Lực vòng : Ft 3 

- Lực dọc trục: Fa3  Ft 3.tg3  606N
- Moment uốn do Fa3 gây ra trên trục II: M a 3  Fa 3 .


- Xác định đường kính các đoạn trục :
* Tại A : Mtđ = 0 ; * Tại D : Mtđ = 0 .Do đó, chọn d2A và d2D theo d sơ bộ
Tại đây có lắp ổ lăn : chọn d2A = d2D = 20 (mm)
* Tại B : theo công thức (10.15) và công thức (10.16)
2
2
M B  M yB
 M xB
 55461Nmm

M tdB  M B2  0,75.TB2  554612  0,75.55007,722  73111N .mm

- Đường kính trục tại tiết diện B : theo công thức (10.17) :
d2 B  3

M tdB
73111
3
 23,66mm
0,1.[ ]
0,1.63

Chọn dB =25 (mm)

  =63 (MPa) ứng với thép 45 có đường kính trục < 30(mm)
*Tại C : theo công thức (10.15) và công thức (10.16)

SVTH: NGUYỄN DUY DIỆM

MSSV:14143047

c.Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi :
Kiểm nghiệm mỏi tại tiết diện có mặt cắt nguy hiểm (tại C)
MC = 75507,2 (Nmm)
TC = 55007,72 (Nmm) ; dC = 20 (mm)
- Công thức (10.9)
s  s  s / s2  s2   s 

Trong đó :
* s : hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp tại C.
SVTH: NGUYỄN DUY DIỆM

MSSV:14143047

25