LỜI NÓI ĐẦU
Thiết kế và phát triển những hệ thống truyền động là vấn đề cốt lõi trong cơ
khí. Mặt khác , một nên công nghiệp phát triển không thể thiếu một nên cơ khí
hiện đại . Vì thế tầm quan trọng của các hệ thơng dẫn động cơ khí là rất lớn .
Hiểu biết lý thuyết và vận dụng nó trong thực tiễn là một yêu cầu cần thiết đối
với một người kĩ sư
Để nắm vững lý thuyết và chuẩn bị tốt trong việc trở thành một người kĩ sư
trong tương lai . Đồ án môn học chi tiết máy trong nghành cơ khí là một mơn
học giúp cho sinh viên nghành cơ khí làm quen với những kĩ năng thiết kế , tra
cứu và sử dụng tài liệu được tốt hơn , vận dụng kiến thức đã học vào việc thiết
kế một hệ thống cụ thể . Ngoài ra mơn học này cịn giúp sinh viên củng cố kiến
thức của các môn học liên quan , vận dụng khả năng sáng tạo và phát huy khả
năng làm việc theo nhóm .
Trong q trình thực hiện đồ án mơn học này , em ln được sự hướng dẫn
tận tình của thầy giáo ThS. Nguyễn Việt Hưng và các thầy bộ mơn trong khoa
cơ khí . Em xem trân thành cảm ơn các thầy đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án
môn học này.
Sinh viên
Phạm Quốc Trung

1


MỤC LỤC
Nội dung

Trang

MỤC LỤC.............................................................................................................4
LỜI NÓI ĐẦU.......................................................................................................8
CHƯƠNG 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN TỶ SỐ TRUYỀN..........................9

1.1. Chọn động cơ..............................................................................................9
1.1.1. Xác định cơng suất động cơ:.................................................................9
1.1.2. Xác định số vịng quay sơ bộ:.............................................................10
1.1.3. Chọn động cơ:.....................................................................................10
1.2. Phân phối tỉ số truyền................................................................................11
1.2.1. Tỉ số truyền hệ dẫn động.....................................................................11
1.2.2. Công suất trên các trục........................................................................12
1.2.3. Số vòng trên các trục...........................................................................13
1.2.4. Momen xoắn trên các trục...................................................................13
CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN......................................15
2.1. Tính tốn thiết kế bộ truyền xích..............................................................15
2.1.1. Chọn loại xích.....................................................................................15
2.1.2. Xác định số răng của đĩa xích.............................................................15
2.1.3. Xác định bước xích.............................................................................15
2.1.4. Kiểm tra số vịng quay tới hạn............................................................17
2.1.5. Tính tốn vận tốc trung bình...............................................................17
2


2.1.6. Lực vịng có ích...................................................................................17
2.1.7. Tính tốn kiểm nghiệm bước xích......................................................17
2.1.8. Xác định khoảng cách trục và số mắt xích..........................................17
2.1.9. Tính chiều dài dây xích.......................................................................18
2.1.10. Kiểm tra số lần va đập của xích trong một giây................................18
2.1.11. Kiểm nghiệm bộ truyền xích.............................................................18
a, Kiểm nghiệm độ bền..............................................................................18
b, Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc................................................................19
2.1.12. Lực tác dụng lên trục.........................................................................20
Thông số cơ bản của bộ truyền xích..........................................................20
2.2. Tính tốn thiết kế hộp giảm tốc.................................................................23

2.2.1. Tính tốn bộ truyền cấp nhanh............................................................23
2.2.1.1. Chọn vật liệu và nhiệt luyện bánh răng........................................23
2.2.1.2. Ứng suất cho phép........................................................................23
2.2.1.3. Hệ số chiều rộng vành răng và hệ số tập trung tải trọng...............27
2.2.1.4. Khoảng cách trục..........................................................................27
2.2.1.5. Thông số ăn khớp..........................................................................28
2.2.1.6. Xác định kích thước bộ truyền......................................................29
2.2.1.7. Chọn cấp chính xác cho bộ truyền................................................30
2.2.1.8. Xác định các giá trị lực tác dụng lên bộ truyền............................30
2.2.1.9. Hệ số tải trọng động......................................................................31
2.2.1.10. Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc..................................................31
2.2.1.11. Kiểm nghiệm ứng suất uốn.........................................................33
2.2.2. Tính tốn bộ truyền cấp chậm.............................................................37
2.2.2.1. Chọn vật liệu và nhiệt luyện bánh răng........................................38

3


2.2.2.2. Ứng suất cho phép........................................................................38
2.2.2.3. Hệ số chiều rộng vành răng và hệ số tập trung tải trọng...............41
2.2.2.4. Khoảng cách trục..........................................................................42
2.2.2.5. Thơng số ăn khớp..........................................................................42
2.2.2.6. Xác định kích thước bộ truyền......................................................44
2.2.2.7. Chọn cấp chính xác cho bộ truyền................................................45
2.2.2.8. Xác định các giá trị lực tác dụng lên bộ truyền............................45
2.2.2.9. Hệ số tải trọng động......................................................................45
2.2.2.10. Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc..................................................46
2.2.2.11. Kiểm nghiệm ứng suất uốn.........................................................48
2.3. Tính tốn thiết kế trục và then...................................................................51
2.3.1. Vật liệu chế tạo trục và ứng suất cho phép.........................................51

2.3.2. Thiết kế sơ bộ theo momem xoắn.......................................................52
2.3.3. Thiết kế trục........................................................................................55
2.3.3.1. Trục I.............................................................................................55
2.3.3.2. Trục II...........................................................................................59
2.3.3.3. Trục III..........................................................................................63
2.3.4. Chọn then cho các tiết diện trục..........................................................67
2.3.5. Kiểm nghiệm độ bền trục....................................................................68
2.3.6. Kiểm nghiệm Then..............................................................................73
2.4. Tính chọn ổ lăn..........................................................................................75
2.4.1. Ổ lăn trên trục I...................................................................................75
2.4.2. Ổ lăn trên trục II..................................................................................77
2.4.3. Ổ lăn trên trục III................................................................................80
2.5. Tính chọn khớp nối...................................................................................82

4


CHƯƠNG 3: CHỌN THÂN MÁY, BU LÔNG VÀ CÁC CHI TIẾT PHỤ.......84
3.1. Chọn thân máy, bu lông............................................................................84
3.2. Bôi trơn hộp giảm tốc................................................................................87
3.3. Các chi tiết phụ..........................................................................................88
3.3.1. Vòng chắn dầu....................................................................................88
3.3.2. Chốt định vị.........................................................................................89
3.3.3. Nắp quan sát........................................................................................89
3.3.4. Nút thông hơi......................................................................................90
3.3.5. Nút tháo dầu........................................................................................91
3.3.6. Que thăm dầu......................................................................................92
3.4. Dung sai lắp ghép......................................................................................93
3.4.1. Dung sai lắp ghép bánh răng...............................................................93
3.4.2. Dung sai lắp ghép ổ lăn.......................................................................94

3.4.3. Dung sai lắp ghép vòng chắn dầu.......................................................95
3.4.4. Dung sai lắp ghép then........................................................................95
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................97

5


TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
Khoa Cơ khí và Động lực
…………o0o……………
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY
Sinh viên thực hiện: Phạm Quốc Trung
MSSV: 19810610124
Lớp: D14CKCTM
Ngành đào tạo: công nghệ chế tạo máy
Người hướng dẫn: Ths Nguyễn Việt Hưng.
Ký tên:………………………
ĐỀ TÀI:
Đề số 3: THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
Phương án: 16

Hệ thống dẫn động băng tải bao 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 chậm; 4 - Bộ truyền xích ống con lăn; 5 Băng tải.
Số liệu thiết kế:
Cơng suất trên trục băng tải, P(KW):
10

6



Số vòng quay trên trục tang dẫn, n(v/ph):
50
Thời gian phục vụ, L(năm) :
5
Quay một chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ.
(1 năm làm việc 300 ngày, 1 ca làm việc 8 giờ)
Chế độ tải: T1 = ....T........; t1 = ......60......; T2 = .....0,85T.......; t2 = ...12......
YÊU CẦU:
- Vẽ bằng phần mềm AutoCad.
- 01 thuyết minh;
- 01 bản vẽ lắp A0
- 01 bản vẽ chi tiết A3.
NỘI DUNG THUYẾT MINH
1.Xác định công suất động cơ và phân bố tỉ số truyền
2.Tính tốn thiết kế các chi tiết máy.
- Tính tốn các bộ truyền hở (Đai , xích, hoặc bánh răng)
-Tính các bộ truyền trong hộp giảm tốc (Bánh răng, trục vít).
- Vẽ sơ đồ lực tác dụng lên các bộ truyền và tính giá trị các lực.
- Tính tốn thiết kế trục và then.
- Chọn ổ lăn và nối trục.
- Chọn thân máy, Bu lông và các chi tiết phụ
3. Chọn dầu bôi trơn, bảng dung sai lắp ghép.
4. Tài liệu tham khảo.
THỜI GIAN BẢO VỆ: THÁNG ....... NĂM 2021
BẢNG SỐ LIỆU ĐỀ

Phương án


1

2

3

4

5

6

7

8

P, kW

6

4

9

3

7

8


5

10

n, vg/ph

52

45

63

42

55

60

50

40

L, năm

5

6

5


5

6

7

7

6

t1, giây

37

31

11

28

49

22

34

28

7



t2, giây

48

24

45

12

15

30

36

60

T1

T

T

T

T

T


T

T

T

0,8T

0,8T

0,85T

T2

0,9T 0,85T 0,9T 0,9T 0,85T

Phương án

9

10

11

12

13

14


15

16

P, kW

6,5

4,5

10,5

11

7,5

8,5

9,5

10

n, vg/ph

52

55

60


63

45

50

42

50

L, năm

7

5

6

7

5

6

7

5

t1, giây


48

24

36

12

15

30

45

60

t2 , giây

15

45

30

60

36

48


44

12

T1

T

T

T

T

T

T

T

T

T2

0,8T

0,9T

0,9T 0,8T


0,9T

0,85T 0,8T

0,85T

CHƯƠNG 1. CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
1.1.Chọn động cơ điện
1.1.1.Xác định công suất cần thiết của trục động cơ
Hiệu suất truyền động

: Hiệu suất bộ truyền bánh trụ cấp nhanh
: Hiệu suất bộ truyền bánh trụ cấp chậm
: Hiệu suất của các cặp ổ lăn(4 cặp ổ lăn)
: Hiệu suất nối trục đàn hồi
: Hiệu suất bộ truyền xích
Cơng suất trên trục công tác :
Hệ số tương đương đổi công suất làm việc sang đẳng trị:

8


Cơng suất cần thiết:

1.1.2. Xác định số vịng quay sơ bộ
Chọn sơ bộ tỷ số truyền của hệ thống (chọn ux = 2, uhgt = 8)
Số vòng quay sơ bộ của động cơ :
1.1.3. Chọn động cơ
Động cơ điện có thông số phải thỏa mãn :

{
Theo phụ lục P1.3 trang 236 - 238 – [1]
Bảng 1.1 Bảng thông số động cơ
Kiểu
P
n
cosØ
Động cơ
(kW) (vg/ph)

Dk72-6

14

980

Momen
Khối
vô lăng lượng(kg)
của
roto

0,83

1,4

1.2. Phân phối tỉ số truyền
1.2.1. Tỉ số truyền hệ dẫn động
Hộp giảm tốc :
Chọn tỉ số truyền hộp giảm tốc là : u hgt = 8

Tỉ số truyền của bộ truyền xích:

9

2,2

2,3

280


Phân phối tỉ số truyền trong hộp giảm tốc với u hgt =8 tra bảng (3.1) - tr43 - [1]
Ta có:
Tỉ số truyền giữa cặp bánh răng trụ nghiêng cấp nhanh:
Tỉ số truyền giữa bánh răng thẳng cấp chậm:
Tỉ số cuối cùng của hộp giảm tốc:

Sai số tỉ số truyền trong hộp giảm tốc:
 (thỏa điều kiện về sai số cho phép)
1.2.2. Công suất trên các trục

*

 (không phải chọn lại động cơ)

1.2.3. Số vòng quay trên các trục

1.2.4. Momen xoắn trên các trục

10



Bảng 1.2 Thông số kĩ thuật

Trục thông
số
Tỉ số truyền
N(vg/ph)
P (kW)
T (Nmm)

Động
cơ
980
14

1

I

II

980
11,76
114600

3,08

III
2,60


318,18
11,30
339163,36

2,45

Cơng
tác

122,37
10,86
847536,16

CHƯƠNG II . TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN
2.1 Tính tốn thiết kế bộ truyền xích
2.1.1 chọn loại xích
Chọn loại xích: Bộ truyền xích ống con lăn:
- cơng suất trên trục bánh xích dẫn P = 10,86 kW
- số vịng quay
- tỉ số truyền

= 122,37vòng/phút
=2,45

2.1.2 Xác Định số răng của đĩa xích
Xác định các thơng số của xích và bộ truyền theo bảng (5.4-trang 80) với
=2,45 ta chọn số răng đĩa nhỏ là :
Do đó số răng đĩa lớn là :
Chọn


=26(răng)
=2,45.26=64(răng)

=64(răng)

Tỉ số truyền thực của bộ truyền :

11


Sai số tương đối của chỉ số truyền :
< 5%
Vì Z2 < Zmax=120 răng nên bộ truyền thỏa mãn điều kiện hạn chế độ tăng bước
xích của bộ truyền xích ống .
2.1.3 Xác định bước xích
Theo cơng thức (5.4) và bảng (5.6) ta có:
=1,3 (tải trọng va đập)
=1 hệ số xét đến chiều dài xích (a=40P)
=1 hệ số xét cách bố trí bộ truyền
=1 hệ số xét đến khả năng điều chỉnh lực căng của xích (có thể điều chỉnh
bằng 1 trong các đĩa xích )
=1,3 hệ số điều khiển bơi trơn (mơi trường làm việc có bụi , chất lượng bôi
trơn II).
=1,25 (do bộ truyền làm việc 2 ca)
Vậy hệ số điều khiển sử dụng xích là:
K= 1.1,3.1.1.1,3.1,25= 2,1125
Theo cơng thức(6.5) cơng suất tính tốn

hệ số răng đĩa dẫn


;

hệ số vịng quay
= 2,5 với hệ số dãy xích bằng 3

Theo bảng (6.4) tra theo cột

=200(vòng/phút)

12


Ta chọn
Bước xích
Đường kính chốt
Chiều dài ống
Vận tốc trung bình của xích:

Theo bảng (6.5) ta thấy bộ truyền thỏa điều kiện số vịng quay tới hạn đối với
bước xích 31,75mm
Tính lực vịng trên bánh xích

Tính lực tác dụng trên trục:
Với

do bộ truyền xích được đặt nằm ngang.

Kiểm nghiệm bước xích theo cơng thức (6.13)


 Vậy bước xích của bộ truyền thỏa yêu cầu

Khoảng cách trục sơ bộ a=40.Pc = 40.31,75 =1270mm
Số mắt xích

Chọn X= 126 mắt xích
Xác định lại khoảng cách trục

13


Để tránh xích khơng chịu lực căng q lớn, ta cần giảm bớt 1 lượng
Chọn a = 1267mm
Số lần va đập của bản lề xích trong 1 giây

Theo bảng (6.7) ta có số lần va đập i<[i]=25 (ứng với bước xích 31,75)
2.1.4 Kiểm nghiệm độ bền xích
Theo cơng thức (5.15)

Q – tra theo bảng 6.1 tải trọng phá hỏng Q=265,5kN, khối lượng 1 mét
xích q=11kg
- hệ số tải trọng động, tải trung bình va đập nhẹ chọn
=1,3

= 6 bộ truyền nằm ngang

Hệ số an toàn đủ bền cho phép [s] tra từ bảng 6.8
Vậy bộ truyền xích đủ bền
2.1.5 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc
Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc theo công thức


-hệ số ảnh hưởng đến số răng đĩa xích,z1=26,
hệ số ảnh hưởng đến số răng đĩa xích
-hệ số tải trọng động; =1,3

14


- hệ số phân bố không đều tải trọng các dãy,
- lực va đập trên dãy xích

= 3 (xích 3 dãy)

A - diện tích chiếu của bản lề ứng với bước xích 31,75, xích 3 dãy,
,mơ đun đàn hồi

Theo bảng 6.10 ta chọn vật liêu chế tạo đĩa xích là thép C45 tôi cải thiện
độ cứng HB170, đạt độ cứng tiếp xúc
2.1.6 Thơng số của bộ truyền xích

Thơng số

Bước xích
Số răng đĩa xích

Kí
hiệu
pc
z


Cơng thức tính đĩa xích
Bánh dẫn
Bánh bị dẫn
31,75mm
26 răng
64 răng

Đường kính vịng chia
Đường kính vịng đỉnh

d
da

Lực tác dụng lên trục

Fr

7420,67N

Khoảng cách trục
Số mắt xích

a
x

1267mm
126 mắt

Vận tốc


v

1,683(m/s)

263,40mm
277,35mm

2.2. Tính tốn thiết kế các chi tiết máy
2.2.1. Tính tốn thiết kế bộ truyền cấp nhanh
Bảng 2.2. Số liệu truyền cấp nhanh.

15

647,06mm
662,16mm


Cơng suất

Số vịng quay

Tỉ số truyền

Momen xoắn

2.2.1.1. Chọn vật liệu nhiệt luyện bánh răng
Ta chọn loại vật liệu 2 cấp của bánh răng như nhau với thép C45 cải thiện . Ta
chọn như sau :
Độ rắn bánh răng nhỏ là 250HB
Độ rắn bánh răng lớn là 235HB

2.2.1.2. Ứng suất cho phép
2.2.1.2.1. Ứng suất tiếp xúc cho phép
Khi chưa có kích thước bộ truyền ta có thể tính sơ bộ theo công thức

Giới hạn mỏi tiếp xúc tương ứng với chu kì cơ sở được cho trong bảng 6.2 tr 94

Hệ số tuổi thọ

được xác định theo cơng thức 6.3

trong đó :
-số chu kì làm việc tương đương
-số chu kì làm việc cơ sở
do HB < 350
Số chu kì làm việc tương đương được xác định theo công thức 6.7 trang 93 sách
tính tốn tiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1

16


Ta có:

;

Số chu kì làm việc được tính bằng :
chu kì
chu kì
Do

thì lấy


Ứng suất tiếp xúc cho phép sơ bộ của từng bánh răng :

Đây là bộ truyền bánh răng nghiêng nên ta có :

So sánh điều kiện :
17


Thỏa mãn điều kiện.
2.2.1.2.2. Ứng suất uốn cho phép
Khi chưa có kích thước bộ truyền ta chọn sơ bộ :

Giới hạn mỏi uốn tương ứng với chu kì cơ sở

được chọn phụ thuộc vào độ

rắn bề mặt , phụ thuộc vào phương pháp nhiệt luyện , tra bảng 6.2 trang 94

Số chu kì cơ sở :
Số chu kì làm việc tương đương:

chu kì (với tất cả loại thép)

Do
;
Ta bảng 6.2 trang 94 [1] có
Ứng suất uốn sơ bộ của từng bánh răng :

2.2.1.3. Hệ số chiều rộng vành răng và hệ số tập trung tải trọng


18


Chiều rộng vành răng : chiều rộng vành răng được xác đinh theo tiêu chuẩn
bảng 6.6 trang 97
Ta chọn :
Ta suy ra giá trị

dựa vào công thức 6.16 trang 97

( tra bảng 6.5 trang 95 với bánh răng nghiêng )
Hệ số tập trung tải trọng

:

Theo bảng 6.7 ứng với sơ đồ 3 ta chọn :
2.2.1.4. Khoảng cách trục
Tính khoảng cách cho bánh răng trụ răng nghiêng ta có

Do sản xuất nhỏ lẻ , đơn chiếc nên ta chọn
2.2.1.5. Thông số ăn khớp
Modun pháp :
Theo tiêu chuẩn chọn
Số răng các bánh răng :
Do là bánh răng nghiêng , theo giả thiết trang 103 ta lấy :

19



Ta có :



Chọn :
Số bánh răng bị dẫn :

; chọn

Tỉ số truyền thực :

Sai số tương đối tỉ số truyền :

2.2.1.6. Xác định kích thước bộ truyền
Khoảng cách trục:

Đường kính vòng chia :
;

20