BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC
NÔNG LÂM TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ- CƠNG NGHỆ

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG
XÍCH TẢI

Sinh viên thực hiện: Trần Hồng Phúc
MSSV: 18154099
Khóa: 2018- 2022
Ngành/ chun ngành: Cơng nghệ kỹ thuật ô tô

Tp. HCM, ngày … tháng … năm 2020

i

download by :


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC
NÔNG LÂM TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ- CƠNG NGHỆ

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG
XÍCH TẢI

Sinh viên thực hiện: Trần Hồng Phúc

MSSV: 18154099
Khóa: 2018- 2022
Ngành/ chun ngành: Cơng nghệ kỹ thuật ô tô

Tp. HCM, ngày … tháng … năm 2020

ii

download by :


LỜI NÓI ĐẦU
Thiết kế và phát triển những hệ thống truyền động là vấn đề cốt lõi trong
cơ khí. Mặt khác, một nền công nghiệp phát triển không thể thiếu một nền cơ
khí hiện đại. Vì vậy, việc thiết kế và cải tiến những hệ thống truyền động là
công việc rất quan trọng trong cơng cuộc hiện đại hố đất nước. Hiểu biết, nắm
vững và vận dụng tốt lý thuyết vào thiết kế các hệ thống truyền động là những
yêu cầu rất cần thiết đối với sinh viên, kỹ sư cơ khí.
Trong cuộc sống ta có thể bắt gặp hệ thống truyền động ở khắp nơi, có thể
nói nó đóng một vai trò quan trọng trong cuộc sống cũng như sản xuất. Đối với
các hệ thống truyền động thường gặp thì hộp giảm tốc là một bộ phận khơng thể
thiếu.
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí giúp ta tìm hiểu và thiết kế hộp
giảm tốc, qua đó ta có thể củng cố lại các kiến thức đã học trong các môn học
như Cơ kỹ thuật, Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật...; và giúp sinh viên có cái nhìn tổng
quan về việc thiết kế cơ khí.Hộp giảm tốc là một trong những bộ phận điển hình
mà cơng việc thiết kế giúp chúng ta làm quen với các chi tiết cơ bản như bánh
răng, ổ lăn,…Thêm vào đó, trong q trình thực hiện các sinh viên có thể bổ
sung và hồn thiện kỹ năng vẽ Cơ khí, đây là điều rất cần thiết với một sinh viên
cơ khí.

Em chân thành cảm ơn thầy các thầy cô và các bạn trong khoa cơ khí đã
giúp đỡ em rất nhiều trong q trình thực hiện đồ án.
Với kiến thức cịn hạn hẹp, vì vậy thiếu sót là điều khơng thể tránh khỏi,
em rất mong nhận được ý kiến từ thầy cô và các bạn.

iii

download by :


TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ CƠNG NGHỆ
ĐỒ ÁN MƠN HỌC:
CHI TIẾT MÁY
Sinh viên thực hiện: Trần Hồng Phúc

MSSV: 18154099

Người hướng dẫn: Lê Quang Vinh

Ký tên:

ĐỀ TÀI
Đề số 10: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
Phương án số: 21

Hệ thống dẫn động xích tải gồm: 1-Động cơ điện 3 pha không đồng bộ; 2-Nối
trục đàn hồi; 3-Hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp phân đôi cấp nhanh; 4-Bộ
truyền xích ống con lăn; 5-Xích tải. (Quay một chiều, tải va đập nhẹ, 1 ca làm
việc 8 giờ).


iv

download by :


Số liệu thiết kế:
Lực vịng trên xích tải F = 3500 (N)
Vận tốc xích tải v = 1,2 (m/s)
Số răng đĩa xích dẫn z = 11 (răng)
Bước xích p = 110 (mm)
Thời gian phục vụ L = 3 (năm)
Số ngày làm ngày/năm Kng = 200 (ngày)
Số ca làm trong ngày: 3 (ca)
t1 = 25(giây)
t2 = 34 (giây)
t3 = 32(giây)
T1=T
T2 = 0,6T
T3=0

v

download by :


Mục lục
LỜI NÓI ĐẦU................................................................................................................................................
CHI TIẾT MÁY........................................................................................................................................
Đề số 10: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI..................................................................

Phần I.Xác định cơng suất động cơ và phân phối tỉ số truyền................................................................
1.
Chọn động
cơ:......................................................................................................................................
2.
Phân phối tỉ số
truyền:..........................................................................................................................
3.
Tính tốn các thơng số trên
trục:..........................................................................................................
4.
Bảng đặc tính kĩ thuật hệ thống truyền
động:.......................................................................................
Phần II. Tính tốn bộ truyền xích:............................................................................................................
Phần III. Tính tốn thiết kế bộ truyền bánh răng:..................................................................................
A.Bánh răng cấp nhanh:........................................................................................................................
B.Bánh răng cấp chậm:........................................................................................................................
Phần IV: Tính tốn thiết trục của hộp giảm tốc....................................................................................
A.Trục II:..............................................................................................................................................
B.Trục I.................................................................................................................................................
C.Trục III..............................................................................................................................................
PHẦN V: CHỌN Ổ LĂN................................................................................................................................
A. Ổ lăn trên trục
I:.............................................................................................................................
B. Ổ lăn trên trục
II:............................................................................................................................
C. Ổ lăn trên trục
III:...........................................................................................................................
PHẦN VI: TÍNH TỐN THIẾT KẾ VỎ HỘP.....................................................................................................
PHẦN VII. TÍNH TỐN CÁC CHI TIẾT PHỤ....................................................................................................

1.
Vịng chắn
dầu................................................................................................................................
2.
Chốt định
vị:...................................................................................................................................
3.
Cửa
thăm:.......................................................................................................................................
4.
Nút thơng
hơi:................................................................................................................................
5.
Nút tháo
dầu:.................................................................................................................................
6.
Que thăm
dầu:................................................................................................................................
PHẦN VIII: DUNG SAI LẮP GHÉP.................................................................................................................


1.

Bảng dung sai lắp ghép bánh răng

2.
Bảng dung sai lắp ghép ổ
lăn..........................................................................................................
3.
Bảng dung sai lắp ghép

then...........................................................................................................

..................................................................................................

KẾT LUẬN....................................................................................................................................................
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................................................................

vi

download by :


vii

download by :


Phần I.Xác định công suất động cơ và phân phối tỉ số truyền
1.

Chọn động cơ:

Cơng suất làm việc trên xích tải:
Plv=
Công suất tương đương:

√

Ptd = Plv.


(

T 1 2
T 2 2
T 3 2
T ) . t 1+( T ) . t 2+( T ) . t 3 = 4,2.√ ¿ ¿¿
t

1+ t 2+t 3

= 2,73 (kW)
- Hiệu suất chung hệ thống truyền động:
ηch = ηxηntηol5ηbr3
Theo bảng 3.3 [1], ta chọn:
Hiệu suất bộ truyền xích: ηx = 0,93
Hiệu suất nối trục: ηnt = 1
Hiệu suất 1 cặp ổ lăn: ηol = 0,995
Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ: ηbr =
0,98 ηch = 0,93.1.0,9955.0,983 = 0,85
-Cơng suất cần thiết:
Ptd
2,73

Pct =

=

ηch

= 3,21 (kW)


0,85

Số vịng quay sơ bộ của động cơ:
-Số vịng quay trên xích tải:
nlv =
Tra bảng 2.4 chọn sơ bộ tỉ số hệ thống
usb = uh.ux = 2.8 = 16
Với uh = 8 : tỉ số truyền của hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp (8÷40)

1

download by :


ux = 2 : tỉ số truyền của bộ truyền xích (2÷5)
-Số vịng quay sơ bộ của động cơ:
nsb = nlv.usb = 59,50.16 = 952 (vòng/phút)
- Chọn động cơ điện:
Động cơ điện có thơng số thỏa mãn: Pdc ≥ Pct = 3,21(kW)
nđc ≈ nsp = 952 (vòng/phút)
Tra bảng1.3 trang 237 [1], ta chọn:
Động cơ 4A132S6Y3 : Pđc = 5,50 (kW)
nđc = 960 (vòng/phút)
2. Phân phối tỉ số truyền :
Tỉ số truyền chung của hệ dẫn động
ndc
960

uch =


=

nlv

= 16,13

59 ,50

Chọn tỉ số truyền hộp giảm tốc: uh = 8 theo bảng 3.1 trang 43 [1]
u
16,13
Tỉ số truyền xích: ux = ch =
= 2,02
uh

8

Gọi un là tỉ số cấp truyền nhanh, uc là tỉ số cấp truyền chậm
Ta có: u1=un = 3,08;
u2=uc = 2,60;
3. Tính tốn các thơng số trên trục: a)
Phân phối công suất trên các trục:

PIII =
PII =
η

PI =


br

Pđc =
2

download by :


b) Tính tốn số vịng quay trên các trục:
nđc = nI = 960 (vòng/phút)
n

960

nII = I =
=311,69 (vòng/phút)
un 3,08

n
II

nIII =

uc

n

III

nđx=


ux

c) Tính tốn momen xoắn trên các trục:
Tđc = 9,55.106.

T1 = 9,55.106.
T2 = 9,55.106.
T3 = 9,55.106.
Tđx = 9,55.106.
4.

Bảng đặc tính kĩ thuật hệ thống truyền động:
Trục

Thông số
Công suất
(kW)
Tỉ số truyền
Momen xoắn
(Nmm)
Số vòng quay
(vòng/phút)

=


3

download by :



Phần II. Tính tốn bộ truyền xích:
*Các thơng số:
-Cơng suất trục dẫn: P1 = PIII =2,95 (kW)
-Số vòng quay bánh dẫn: n1 = nIII = 119,88 (vong/phút)
-Tỷ số truyền u = ux = 2,02
*Theo yêu cầu đề bài ta chọn loại xích ống con lăn.
Số răng đĩa xích dẫn: z1 = 29-2u = 29-2.2,02 = 24,96 (răng)
Chọn z1 = 25 răng
Số răng của đỉa xích lớn: z2 = u.z1 = 2,02.24 = 48,48 ( răng)
Chọn z2 = 50 răng
Tỷ số truyền lúc này là u =

z 2 50
= =2
z1

25

K= Ko.Ka.Kdc.Kb.Kr.Klv = 1.1.1,25.1.1.1,45 =1,81
Trong đó:
Ko: là hệ số xét đến của cách bố trí bộ truyền, khi đường nối hai tâm đĩa xích hợp với
đường nằm ngang một góc nhở hơn 60o thì Ko = 1
Ka: hệ số xét đến ảnh hưởng của khoảng cách trục hay chiều dài xích, chọn Ka = 1
(chọn a = 40pc).
Kdc: hệ số xét đến ảnh hưởng của khả năng điều chỉnh lực căng xích, Kdc=1,25 vì trục
khơng điều chỉnh được.
Kb: hệ số xét đến điều kiện bôi trơn, Kb=1 khi bôi trơn nhỏ giọt.
Kr: hệ số tải trọng động, do dẫn động bằng động cơ điện và tải trọng ngoài tác động

lên bộ truyền tương đối êm nên Kr=1.
Klv: hệ số xét đến chế độ làm việc, Klv=1,45 khi làm việc 3 ca.
4

download by :


*Cơng suất tính tốn:
K . K z . Kn . P1

Pt =
Trong đó:

25
z1

Kz =
200

Kn =

n1

Kx = 1 do chọn xích một dãy.
Theo bảng 5.4 [2], chọn bước xích pc=25,4mm
Theo bảng 5.2 [2], ta thấy số vòng quay tới hạn tương ứng với bước xích pc= 25,4 là
nth= 800, thõa mãn nth > n.
*Vận tốc trung bình của xích:
n z p
119,88.25.25,4


v

=

1

1

=

c

6000060000

*Lực vịng có ích:
1000. p

Ft =

1

v

= 1,27 m/s

= 1000.2,95 = 2322,83 (N)

1,27


*Kiểm nghiệm bước xích:
Theo bảng 5.3 [2], chọn [p0]=30 Mpa

pc ≥ 600
pc = 25,4 > 23,41 nên thỏa điều kiện trên.

.√

*Khoảng cách trục : a= 40.pc = 40.25,4 = 1016 (mm)
Số mắt xích:

X

= 2 a + z1

+

(

−

z2 + z2 z1

)

2

. pc

117,90

pc22 πa25,422. π1016

Chọn X = 118 mắt xích
*Chiều dài xích: L = pcX = 31,75.118 = 3746,5 mm
Tính chính xác khoảng cách trục:

(50−25 )

= 2.1016 + 25+50 +

2

. 25,4 =


5

download by :


a = 0,25pc[X -

Chọn a = 1014 mm [giảm khoảng cách trục (0,002÷0,004)a]
*Số lần va đập xích trong một giây:
z1 . n1

i=

15 X


Theo bảng 5.6 [2], với pc = 25,4
ta chọn [i] = 20
*Kiểm tra xích theo hệ số an tồn:
Q

s =F + F + F
1

v

o

Trong đó: Theo bảng 5.2 [1], chọn Q = 56,7 kN; qm = 32,6 kg ( Q: tải trọng phá hỏng;
qm: khối lượng 1 mét xích)
F1 = Ft = 2322,83 N (lực trên nhánh căng)
Fv = qmv2 = 2,6.1,272 = 4,19 N (lực căng do lực ly tâm gây nên)
Fo = Kf.a.qmg = 6.1014.10-3.2,6.9,81 = 155,18 N (lực căng ban đầu của xích)
Kf=6 khi xích nằm ngang.
s=
*Lực tác dụng lên trục:
Fr = Km.Ft = 1,15.2322,83 = 2671,25 N
Km là hệ số trọng lượng xích, Km=1,15 khi xích nằm ngang hoặc khi góc nghiêng
giữa đường nối tâm hai trục và phương nằm ngang nhỏ hơn 400.
*Đường kính đĩa xích:
p z
25,4.25
d1 ≈ c 1 =
= 202,13 mm
π


d2 ≈

π

p .z
c

π

2

=
π

25,4.50

= 404,25 mm


6

download by :


da1 = d1+0,7pc = 202,13+0,7.25,4 = 219,91 mm
da2 = d2+0,7pc = 404,25+0,7.25,4 = 422,03 mm
*Bảng thơng số bộ truyền xích:
Thơng số
Bước xích
Tỷ số truyền

Khoảng cách trục
Số răng đĩa xích
Đường kính vịng
chia
Đường kính vịng
đỉnh

7


download by :


Phần III. Tính tốn thiết kế bộ truyền bánh răng:
Thơng số đầu vào: công suất P1= PI = 3,17 kW
Số vịng quay n1= ndc =960 vg/ph
Tỷ số truyền u=uhgt =8
-Mơmen xoắn trên trục I: TI = T1 = 31534,90 N.mm
-Mômen xoắn trên trục II : TII = T2 = 92837,43 N.mm
-Tỷ số truyền cấp nhanh: un = 3,08
-Tỷ số truyền cấp chậm: uc = 2,6
A.Bánh răng cấp nhanh:
1.Chọn vật liệu chế tạo bánh răng , tra bảng 6.1(Tài liệu 1)
Bánh dẫn: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB241 .. 285 có σb1 = 850 MPa, σch1=
580 MPa
Bánh bị dẫn: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB192 .. 240 có σb2 = 750 MPa, σch2=
450 MPa.
2.Số chu kì làm việc cơ sở:
NHO1 = 30.HB12,4 = 30.2452,4 = 1,63.107 chu kỳ
NHO2 = 30.HB22,4 = 30.2302,4 = 1,40.107 chu kỳ

NFO1 = NFO2 = 5.106 chu kỳ
3.Ứng suất tiếp xúc cho phép:
Do bộ truyền làm việc với chế độ thay đổi tải trọng nhiều bậc nên :
m

NHE1 = 60.c.∑

( TT )
max

i

2H

.ni.ti ( do mH =6 nên )

[(TT ) (0,6T T ) (0,2TT ) ]
3

=

60.1.960.

=

60.1.960.(13.25 + 0,63.34 + 0,23.32)

=

NHE2 =


1,88.106 chu kỳ
N HE 1
1,88.106
u

n

=

. t1+

3

. t2 +

3

.t3

= 0,61.106 chu kỳ

3,08

8

download by :


m


KHL1 =

√

H

mH

KHL2 =

√

Theo bảng 6.13 [2], ta chọn giới hạn mỏi tiếp xúc σ OHlimvới thép C45. Tôi cải thiện đạt
độ rắn HB 180 .. 350.
Với σ Hlim = 2HB+ 70, sH = 1,1 và σ Hlim = 1,8HB; sF = 1,75
Chọn độ rắn bánh nhỏ HB1 = 245, độ rắn bánh lớn HB2 = 230, khi
đó σ0H lim1 = 2HB1 + 70 = 2.245 + 70 = 560 MPa σ0H lim2 = 2HB2 + 70
= 2.230 + 70 = 530 MPa
σ

OHlim

[σH] =

.0,9

sH

Vì tơi cải thiện nên có sH=1,1


σ
OHlim1

[σH1] =

sH

σ
OHlim1

[σH2] =

sH

Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh răng nghiêng là
[σH] =

√

Xét điều kiện
655,20
Nên [σH] = 695,11 MPa
4.Ứng suất uốn cho phép:
Do bộ truyền làm việc với chế độ thay đổi tải trọng nhiều bậc nên :
m

=

60.1.960.


[(TT ) (0,6T T ) (0,2TT ) ]
6

. t1+

6

. t2+

6

. t3


=

60.1.960.(16.25 + 0,66.34 + 0,26.32)
9

download by :


= 1,53.106 chu kỳ
NFE2 =

KFL1 =

√


KFL2 =

√

Theo bảng 6.13 [2], ta chọn giới hạn mỏi tiếp xúc σ OHlimvới thép C45. Tôi cải thiện đạt
độ rắn HB 180 .. 350.
Với σ Hlim = 1,8HB; sF = 1,75
σ0F lim1 = 1,8HB1 = 1,8.245 = 441 MPa
σ0F lim2 = 1,8HB2 = 1,8.230 = 414 Mpa
σ
. KFC
[σF] = OFlim
∙ KFL
sF

Trong đó:
KFC = 1 do quay một chiều ; sF = 1,75
[σF1] =

[σF2] =

σ

OFlims1

σ

OFlims2

.K


.K

FC F

∙ FL1
K
FC F

∙
K

FL2

=

=

441.
1
1,75 .1,22 = 307,44 MPa
414.

1
1,75 .1,43 = 338,39 Mpa

Do bộ truyền được bôi trơn tốt ( hộp giảm tốc kín) nên ta tính tốn thiết kế theo độ
bền tiếp xúc.
5.Chọn ứng suất tiếp xúc cho phép là [σH] = 695,11Mpa.
6.Theo bảng 6.15 [2] do bánh răng nằm đối xứng các ổ trục nên ψ ba = 0,3÷0,5, do đó

chọn ψba = 0,4. Trị số ψba đối với cấp chậm trong hộp giảm tốc lấy lớn hơn 25% so
với cấp nhanh [1] nên chọn ψba=0,5 Khi đó:
ψbd1=

ψ

ba

. u +1

(

2

n

) = 0,4 (3,08+1) = 0,8

2

B.Bánh răng cấp chậm:
1.Chọn vật liệu chế tạo bánh răng, tra bảng 6.1(Tài liệu 1)


10

download by :


Bánh dẫn: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB241 .. 285 có σb1 = 850 MPa, σch1=

580 MPa
Bánh bị dẫn: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB192 .. 240 có σb2 = 750 MPa, σch2=
450 MPa.
2.Số chu kì làm việc cơ sở:
NHO1 = 30.HB12,4 = 30.2452,4 = 1,63.107 chu kỳ
NHO2 = 30.HB22,4 = 30.2302,4 = 1,40.107 chu kỳ
NFO1 = NFO2 = 5.106 chu kỳ
3.Ứng suất tiếp xúc cho phép:
Do bộ truyền làm việc với chế độ thay đổi tải trọng nhiều bậc nên :
m

NHE1 = 60.c.∑

( TT )
max

i

2H

.ni.ti ( do mH =6 nên )

[(TT ) (0,6T T ) (0,2TT ) ]
3

=

60.1.960.

=


60.1.960.(13.25 + 0,63.34 + 0,23.32)

=

1,88.106 chu kỳ

. t1+

3

. t2 +

3

.t3

NHE2

Theo bảng 6.13 [2], ta chọn giới hạn mỏi tiếp xúc σ OHlimvới thép C45. Tôi cải thiện đạt
độ rắn HB 180 .. 350.
Với σ Hlim = 2HB+ 70, sH = 1,1 và σ Hlim = 1,8HB; sF = 1,75
Chọn độ rắn bánh nhỏ HB1 = 245, độ rắn bánh lớn HB2 = 230, khi
đó σ0H lim1 = 2HB1 + 70 = 2.245 + 70 = 560 MPa σ0H lim2 = 2HB2 + 70
= 2.230 + 70 = 530 MPa

[σ ] =
H

σ


OHlim

sH

.0,9

∙K
HL