<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THU T TP.HCM </b>Ậ

<b>KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MÔN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

Trườ<b>ng </b>ĐHSPKT<b> TP.HCM Khoa : Cơ khí Ch t o máy </b>ế ạ

<b>Bộ môn: Cơ s Thi t k máy </b>ở ế ế

Điều kiện làm việc:

- ^Tải^trọng^không^{đổi, quay m t chi u}^ộ ^ề

- ^{Thời gian làm}^việ^{c 5}^năm^{(300 ngày/}^năm,^{2 ca/ngày, 6}^giờ^/ca) - Sai s t s truy n h ố ỉ ố ề ệ thống |∆𝑢/𝑢| ≤ 5%

Số liệu cho trước:

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

2.2. Chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền ... 01

2.3. Bảng thông số kỹ thu t h ậ ệ thống truyền động ... 02

<b>III. Tính tốn, thiết kế b truy</b>ộ <b>ền đai ... 03 </b>

3.1. Thông s u vào ố đầ ... 03

3.2. Chọn loại đai và tiết diện đai... 03

3.3. Xác định các thông số bộ truyền ... 03

3.4. Xác định số dây đai... 04

3.5. Xác định lực căng đai, lực tác dụng lên trục ... 05

3.6. Bảng thông số kỹ thu t bậ ộ truyền Đai ... 05

<b>IV.Tính tốn, thiết kế b truy</b>ộ ền bánh răng ... 06

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

<b>VIII.Kiểm nghiệm trục ... 20 </b>

8.1. Kiểm nghiệm độ ề b n mỏi ... 20

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

<b>1.2. Công su t trên tr c công tác </b>ấ ụ

- Công suất cần thi t chuy n t i liế ể ả ệu vít t i, ả 𝑃<small>𝑙𝑣</small>(𝑘𝑊 [1] ) 𝑃<small>𝑙𝑣</small>=₃₆₇^𝑄𝐿 (+ 𝑠𝑖𝑛) = 4,2882𝑘𝑊

𝑄 = 30 𝑡ấ𝑛/ℎ, năng suất vận chuyển 𝐿 = 13 𝑚, chiều dài v n chuy n ậ ể

𝜔 = 3,2 h s c n tr chuyệ ố ả ở ển động c a v t liủ ậ ệu vận chuy n (ể muối) [1]

𝐾 = 1 h s ệ ố phụ thuộc bước vít, gi s ả ử liệu khó v n chuy n, mài mòn [1] ậ ể 𝜌 = 1,3 𝑡ấ𝑛/𝑚<small>3</small>, khối lượng riêng li u v n chuy n (ệ ậ ể xi măng) [1] 𝜓 = 0, ,25 h s ệ ố điền đầ xi măngy ( ) [1]

𝑐 = 0,7, h s ệ ố phụ thu c góc nghiên vít tải [1] ộ

<b>II. Chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền </b>

<b>2.1. Thông s u vào </b>ố đầ

- Công su t c n thi t chuy n t i li u vít t i, ấ ầ ế ể ả ệ ả 𝑃<small>𝑙𝑣</small>= 4,2882 𝑘𝑊 - S vòng quay tr c vít, ố ụ 𝑛<small>𝑙𝑣</small>= 120,9 𝑣ị𝑛𝑔/𝑝ℎú𝑡

2.2. Chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền - Công su t trên trấ ục động cơ [2]

𝑃<small>𝑐𝑡đ𝑐</small>=^𝑃_{𝜂 = 4,9448𝑘𝑊}^𝑙𝑣

𝜂 = 𝜂<small>đ</small>⋅ (𝜂<small>𝑜𝑙</small>)<small>3</small>⋅ 𝜂 ⋅ 𝜂<small>𝑏𝑟𝑘𝑛</small> - u su t truy n toàn h hiệ ấ ề ệ thống 𝜂 =<small>đ</small> ^{0,95: -}^hiệ^{u su t b truy}ấ ộ ền đai (hở⁾ 𝜂 = 0,<small>𝑜𝑙</small> 99 - u su t truyhiệ ấ ền động 1 cặp ổ lăn

𝜂 = 0,_𝑏𝑟 96 - u su t b truy n bánh hiệ ấ ộ ề răng trụ răng nghiên (kín)

𝜂 =<small>𝑘𝑛</small> ^0,98 ^-^hiệ^{u su t kh p n i tr c}^ấ ^ớ ^{ố ụ}

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

2 | P a g e

- Phân ph i t s truy n ố ỉ ố ề

𝑢<small>𝑠𝑏</small>= 𝑢 × 𝑢<small>đ𝑏𝑟</small>^{- t s truy}ỉ ố ền sơ bộ

Chọn sơ bộ 𝑢<small>đ</small>= 2 - t s truy n b truyỉ ố ề ộ ền đai 𝑢_𝑏𝑟= 4 - t s truy n b truy n bánh rang ỉ ố ề ộ ề  𝑢<small>𝑠𝑏</small>= 8

- S ố vòng quay sơ bộ ầ c n thi t ế

𝑛<small>𝑠𝑏</small>= 𝑢<small>𝑠𝑏</small>× 𝑛<small>𝑙𝑣</small>= 8 × 120,9 = 967 𝑣ị𝑛𝑔/𝑝ℎú𝑡 - Chọn động cơ điện

Chọn động cơ không đồng bộ 3 pha, rotor lịng sóc

Brand name Output power Speed Voltage Product code ABB 5,5 kW 940 rpm 380V/50Hz M2QA – 132M6B

- Tính sai l ch t s truyệ ỉ ố ền sơ bộ ∆𝑢 =^𝑛^{𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟}_𝑛^{− 𝑛}^𝑠𝑏

<b>2.3. Bảng thông số k thu t h</b>ỹ <b>ậ ệ thống truyền động</b>

- Công su t c n thi t trên tr c công tác ấ ầ ế ụ

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

<b>3.2. Chọn loại đai và ti t di</b>ế ện đai - Chọn đai thang thường

- Dựa vào tr s công su t, tị ố ấ ốc độ quay tr c d n chụ ẫ ọn đai loại B, ti t di n A = 138 mm ế ệ <small>2</small>

3.3. Xác nh các thông s b truy n đị ố ộ ề - Tính chọn đường kính bánh đai

- Đường kính t i thiố ểu bánh đai dẫn, 𝑑<small>𝑚𝑖𝑛</small>= 140 𝑚𝑚 - Chiều cao đai, ℎ = 10,5 𝑚𝑚

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

- Tính ch n chiọ ều dài đai Tính chiều dài đai sơ bộ

𝑙 = 2𝑎 +^𝜋(𝑑<small>1+𝑑2)</small>

<small>2</small> +^𝜋(𝑑<small>2−𝑑1)2</small>

chọn chiều dài đai tiêu chuẩn 𝑙 = 1800 𝑚𝑚 - Tính và ki m nghiể ệm điều ki n góc ơm ệ

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

<b>3.5. Xác định l</b>ực căng đai, lự<b>c tác d ng lên tr c </b>ụ ụ

- Lực căng ban đầu(trên một sợi dây đai)

<b>3.6. Bảng thông số kĩ thuậ ộ truyt b</b> ền đai

<b>Thông số Ký hiệu Giá trị Unit </b>

Công suất trên trục dẫn P 4.944777 kW

Lực căng đai (per one belt) 220.7532 N

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

- Tải trọng không đổi, quay m t chi u ộ ề

- Thời gian làm việc 5 năm (300 ngày/năm, 2 ca/ngày, 6 giờ/ca) - Sai s t s truy n h ố ỉ ố ề ệ thống ∆𝑢/𝑢 ≤5%

<b>4.2. Chọn vật li u </b>ệ

- Chọn v t liậ ệu bánh răng: Tùy theo yêu cầu c ụ thể như tải tr ng l n hay nhọ ớ ỏ, khả năng công nghệ và thiết bị ch tạo mà có th ế ể chọn v t li u nhóm I ho c nhóm II. Tham kh o m c 6.1[1]. ậ ệ ặ ả ụ Sau khi chọn vật liệu thống kê các thông tin như sau:

Vật liệu Nhiệt Luyện Giới hạn bền <small>′ </small>

SH =1,1 - hệ số an tồn khi tính về tiếp xúc, bảng 6.2 S = 1,75 - F hệ số an tồn khi tính về uốn, bảng 6.2

- Chọn độ rắn bánh răng nhỏ HB<small>1</small> = 245; độ rắn bánh răng lớn HB₂ = 230, khi đó: 𝛔<small>𝐨</small>_Hlim1 = 2HB+70 =2.245+70 = 560 MPa; 𝛔<small>𝐨</small>_Flim1= 1,8HB =1,8.245 = 441 MPa 𝛔<small>𝐨</small>_Hlim2 = 2HB+70 =2.230+70 = 530 MPa; 𝛔<small>𝐨</small>_Flim2= 1,8HB =1,8.225 = 414 MPa - Theo (6.5) 𝑁𝐻𝑂 =30. 𝐻𝐻𝐵 2.4 , do đó

N_𝑯𝑶𝟏_{=30. 245}<small>𝟐,𝟒</small> = 16.26⋅10<small>6 </small>

N_𝑯𝑶𝟐_{=30. 230}<small>𝟐,𝟒</small> = 13.97⋅10<small>6 </small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

- Kiểm nghiệm răng – ề b n ti p xúc ế

- Theo(6.33), ng su t tiứ ấ ếp tại mặt rang làm vi c ệ

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

10 | P a g e

- Theo (6.49):

𝝈<small>𝑭𝟏𝒎𝒂𝒙</small> =𝝈<small>𝑭𝟏</small>. 𝑲𝒒𝒕 = 64.1 = 64 MPa < [ ]𝝈<small>𝑭𝟏 max</small> = 464 MPa 𝝈<small>𝑭𝟐𝒎𝒂𝒙</small> =𝝈<small>𝑭𝟐</small>. 𝑲𝒒𝒕 = 59.14.1 = 59.14 MPa < [ ]𝝈<small>𝑭𝟐 max</small> = 360 MPa

<b>4.9. Bảng thông số k thu t b</b>ỹ <b>ậ ộ truyền bánh </b>răng

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

Với [ ]: là ng 𝜎<small>d</small> ứ suất d p cho phép c a vòng cao su ([ ] = 2 - 4 Mpa) ậ ủ 𝜎<small>d</small> Thay s ố vào ta được:

𝜎<small>d</small> = 1,423946321 ≤ [𝜎<small>d</small>] => thõa mãn điều kiện bền dập cảu vòng đàn hồi. - Kiểm nghiệm điều ki n b n cệ ề ủa chốt:

𝜎<small>u </small>= ^𝑘𝑇𝑙<small>0</small>

<small>0,1𝐷</small>_{0 0}<small>𝑑3𝑍</small>^{[ ]}≤ 𝜎<small>u</small>

Với : [ ] là ng su t cho phép c a ch t ([ ] = 60-80 Mpa) 𝜎<small>u</small> ứ ấ ủ ố 𝜎<small>u</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

12 | P a g e

Với l<small>0 </small>= l + l<small>1 2</small>/2,thay số vào ta được:

𝜎<small>u </small>= 31,53023996 Mpa ≤ [𝜎<small>u</small>] => thõa mãn điều kiền bền của chốt. Kết luận: Các thông s c a kh p nố ủ ớ ối như trên được ch p nhấ ận.

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

* Thay s ố vào ta được:

Lấy [𝜏] = 15 MPa đối với trục vào và [𝜏<small>′</small>] = 30 MPa đối với trục ra.

+ Với đĩa răng nhỏ l<small>m12 </small>= (1,2...1,5)d^sb<small>1 </small>= (42...52,5) .L y lấ <small>m12 </small>= l<small>m13</small> = 45 mm + Với đĩa răng lớn l<small>m22 </small>= (1,2...1,5)d^sb<small>2 </small>= (48...60) .L y lấ _m22= 55 mm * Xác định chiều dài mayo nửa khớp nối bằng công thức sau:

Khoảng cách từ mặt nút c a chi tiủ ết quay đến thành trong

Khoảng cách t m t nút ừ ặ ổ đến thành trong c a h p ủ ộ

(lấy giá trị nhỏ khi bôi trơn ổ ằ b ng d u trong h p gi m tầ ộ ả ốc) ^k<small>2 </small>= 10

c) Xác đị<b>nh chi</b>ều dài các đoạ<b>n trục: </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

19 | P a g e

<b>VII.Thiết kế then </b>

<b>7.1 </b>Chọn<b> then</b>

- V i các thông sớ ố đường kính trục xác định ở phần 4, ta chọn được các thông s cố ủa then như bảng dưới đây: (kích thước mm) Tra bảng 9.1a [1] trang 173

Đường kính tr c d ụ

(mm)

Kích thước tiết diện

<b>7.2 Kiểm nghiệm then </b>

Theo công thức (9.1), (9.2) [1] trang 173, điều ki n b n dệ ề ập và điều kiện cắt:

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

<b>VIII Kiểm nghiệm trục </b>

<b>8.1 Kiểm nghiệm độ bền mỏi </b>

Hệ s ố an tồn được tính theo cơng th c (10.19) [1] trang 195 ứ

Các tr c c a h p gi m tụ ủ ộ ả ốc đều quay ng su t uứ ấ ốn thay đổi theo chu kì đố ứngi x Do đó  _ajđược tính theo cơng thức _max

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

_,<small>1</small>là giới hạn m i u n v i xoỏ ố ớ ắn tương ứng với chu kì đố ứngi x Với thép C45 tơi c i thi n có: ả ệ

Tra bảng 10.10 [1] trang 198 được các giá tr cị ủa _{ }__,_ là h s kích ệ ố thước kể đến ảnh hưởng của kích thước tiết diện trục đến gi i h n m i ớ ạ ỏ

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

Điều ki n b n mệ ề ỏi được đảm b o ả

<b>8.2 Kiểm nghiệm theo độ bền tĩnh </b>

Đề phòng khả năng bị biến d ng d o quá l n ho c phá h ng do tạ ẻ ớ ặ ỏ ải đột ng t (ch ng hộ ẳ ạn như khi m máy) c n ti n hành ki m nghi m tr c v ở ầ ế ể ệ ụ ề độ ề ỉnh. b n t

Công th c ki m nghi m có dứ ể ệ ạng như sau:

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

Với: M_max,T_max



N mm.



là mômen u n l n nh t và mômen xo n l n nh t t i ti t di n nguy ố ớ ấ ắ ớ ấ ạ ế ệ hiểm lúc quá t ải.

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

Với t i trả ọng va đập nhẹ, ổ đỡ trục lắp bánh răng trụ răng thẳng chỉ chịu lực hướng tâm nên ta dùng ổ bi đỡ ộ m t dãy lần lượt là B, D, ở trục I

Lực hướng tâm tại vị trí các ổ :

- Kiểm nghi m kh ệ ả năng tả ủa ổi c

 Khả năng tải động của ổ được tính theo cơng thức (11.1) [1] trang 213

Với ,F F là t i tr_a _r ả ọng hướng tâm và t i tr ng d c tr c ả ọ ọ ụ V là h s k ệ ố ể đến vịng nào quay, V = 1 vì vịng trong quay

</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">

Vậy Q₂ nên l y giá tr Q₁ ấ ịQ tính, ₂để 𝑄 = 𝑄<small>2</small>= 2819 (𝑁) ,5

Khả năng tải động của ổ được tính theo cơng th c (11.1) [1] trang 213 ứ

</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33">

Với ,F F t i tr_a _r là ả ọng hướng tâm và t i tr ng d c tr c ả ọ ọ ụ V là h s k ệ ố ể đến vòng nào quay, V = 1 vì vịng trong quay Vậy 𝑄<small>3</small>> 𝑄<small>4</small>^{nên l y giá tr}ấ ị 𝑄<small>3</small>để^tính,𝑄 = 𝑄<small>3</small>= 1942,7(𝑁)

Khả năng tải động của ổ được tính theo cơng th c (11.1) [1] trang 213 ứ

</div>