THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY

THUYẾT MINH
THIẾT KẾ CHI TIẾT
MÁY

Page 1


THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
LỜI NÓI ĐẦU
Thiết kế chi tiết máy là một mơn học có ý nghĩa rất quan trọng đối với
sinh viên, giúp cho sinh viên làm quen với công việc nghiên cứu, thiết kế các môn
học trong nghành cơ khí nói chung và nghành cơ khí chế tạo máy nói riêng.
Rèn luyện cho sinh viên có ý thức nghiêm túc trong việc tính tốn thiết kế,
phải biết vận dụng trình độ hiểu biết của bản thân kết hợp với sự hướng dẫn của
thầy giáo và các tài liệu tham khảo khác.
Để thiết kế chế tạo ra một chi tiết hay bộ phận máy hồn thiện có hình
dáng, kích thước thoả mãn các yêu cầu về kinh tế kỹ thuật đã đặt ra, đó thực sự
là một cơng việc khó khăn cho sinh viên, mặt khác trình độ bản thân cịn có hạn.
Vì vậy mặc dù thời gian làm thiết kế kéo dài trong suốt cả học kỳ nhưng kết quả
của việc tính tốn thiết kế chắc chắn khơng thể tránh khỏi những thiếu sót, rất
mong được sự góp ý của thầy giáo hướng dẫn để nâng cao trình độ hiểu biết của
bản thân, nhằm phục vụ tốt hơn nữa việc nghiên cứu thiết kế cũng như làm đề
tài tốt nghiệp sau này.
Sinh viên thực hiện

Page 2


THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY

ĐỀ SỐ 10: THIẾT KẾ TỜI LƢỚI KÉO TRỤC NGANG 3 TANG.
Số liệu: 1.Lực kéo định mức trên tang: P = 12KN.
2.Tốc độ kéo cáp định mức: V=0,9m/s.
3.Độ sâu đánh bắt: h= 40m.
4.Thời gian làm việc: 30 phút x 6 ca x 200 ngày x A năm, với A= 13.
5.Đặc tính làm việc: quay 1 chiều.
6.Tính chất của tải trọng:
 Hệ số tải trọng động: Kđ=1.5.
 Hệ số quá tải hệ thống: Kqt = 1.6.
7.Điều kiện làm việc: trên biển.

ChươngI: CHỌN ĐỘNG CƠ TRUYỀN ĐỘNG.
I.Xác định công suất động cơ:
1.
Công suất làm việc:(Nlv)
Coi hệ thống làm việc với chế độ tải khơng đổig
Ta có:
P.V
N lv 
+ Ngc
1000
Chọn Ngc = 0.2KW.
12.10 3.0.9
N lv 
 0.3  11.1KW
1000
2.
Công suất yêu cầu từ động cơ:Nycđc
N
N ycñc  lv

t
Hệ thống tạo thành từ các khâu thành phần nối tiếp nhau nên ta có:
K

 t   i
i 1

Ta chọn hiệu suất các bộ truyền như sau:

Bộ truyền động đai: ñ  0.95

Bộ truyền bánh răng nón: n  0.96

Bộ truyền bánh răng trụ tr  0.97

Một cặp ổ lăn : ol  0.99

Cơ cấu gạt cáp : gc  0.96

Tang thu cáp : tc  0.96
Theo sơ đồ phác thảo hộp giảm tốc ta có:
t  d .2n 8ol .gctc
t  0.95.(0.96) 2 .(0.99) 8 .0.96.0.96
Page 3


THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
t  0.74
Nycđc=


11.1
 15KW
0.74

II.Xác định tốc độ động cơ:
1.
Chọn cáp kéo: theo pđ
Pđ= n.Kđ.P
n: hệ số bền dự trữ, chọn n = 3  P đ = 3.1.5.12 = 54KN
Dựa vào bảng 2 ta chọn cáp có:
Pđthực = 54,55KN
[] b =1800 N/m .m 2
Trọng lượng 100m cáp: 35,86 Kg
Diện tích tiết diện cáp: Fc = 36,66mm 2
Đường kính cáp: dc= 9.9
Kiểm tra cáp theo độ bền dự trữ:
P
54,55
n t  dt 
 3,03 >[n] chọn = 3
Pmax 1,5.12
2.
Chiều dài cáp: L
Chiều dài làm việc của cáp được chọn theo h.
Với h = 40m  L lv  7h = 7.40 =280m
-Chiều dài cần thiết của cáp:
Lct = 1,5.Llv = 1,5.280= 420m
3.
Xác định vận tốc quay trục tang kéo cáp:
Đường kính trống tang: Do = C.dc

C: hệ số đường kính: chọn C = 20.
 Do  20.9,9  198 mm
Bước quấn cáp trên tang:
t =1,06.dc + 0,3 = 10,794 (mm).
Chiều dài tang:
Lt = 2.D0 = 2.198 = 396 (mm).
L
Số vòng cáp trên một lớp: Z  t
t

Z

396
 36,6
10,794

-

Số lớp cáp chứa trên tang:
L ct
n  0,54C  0,3C 2 
2,92.d c .Z

420
 12(lớp)
2,92.9,9.10 3.36,6
Đường kính ngồi của bó cáp chứa trên tang:

n  0,54.20  0,3.20 2 
-


Page 4


THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
D n  D 0  (2n  1)d c .
D n  D 0  (2.12  1)9,9  425,7(mm ).
Tốc độ quay trục tang: (nlv)
6.10 4.V
n lv 
(D tb  d c )
D  D n 198  425 ,7
D tb  0

 311,8(mm )
2
2
6.10 4.0,9
n lv 
 53,4( vong/ phut).
3,14.(311,8  9,9)
III.Chọn động cơ điện truyền động.
1.
Chọn động cơ điện.
Với N ycdc15(KW) , dựa vào bảng tra ta chọn động cơ:
cos  M m
Kiểu ĐC
Công
N
M max

suất(kw)
(v/p)
M dm
M
dm

ĐK72-4
20
1460
0,88
1,3
Động cơ làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại.
T
Cường độ làm việc thực tế: CĐ%= lv .100 %.
Tck

2,3

GD2
(Kg.m2)

Trọng lượng
(Kg)

1,5

280

30
 12,5%

4.60
CĐ%thực tế
12,5
 N ycdc.
 15.
 13,7(KW)
CĐ% tiêu chuẩn
15

CĐ%=
N dm

vậy ta chọn Nđm = 20 (KW).
2.
Kiểm tra động cơ điện:


Kiểm tra thời gian khởi động:

AB
tkđ=
 [ t kñ ]  3  5(s)
Mm  Mñ

A=

9,75.12.0,9 2.10 3
 87 ,7
1460 .0,74


GD 2 .n 1,5.1460
B

 87,6
25
25
9,55.10 6.N ñm 1,3.9,55.10 6.20
=170068,5 (Nmm)
M m  m .

n ñm
1460
170068 .5
M
Mđ = m 
 130821 ,9 (N.mm)
1,3
1,3

Page 5


THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
87,7  87,6
 4,46 (s)
(170086 ,5  130821 ,9)10 3

Kiểm tra theo mô men mở máy:
Mm > Mc
Với Mc = Mt + Mđ

D
1,5.12.311,85
Mt = Pmax. tb 
 2806 ,65 (N.mm)
2
2
36,5.Pmax .V 2
n
2
Mđ= [.(GD ) 
].
2
n .
37,5.t
36,5.1,5.12.0,9 2
1460
M ñ  [1,2.0,75 
].
 33249 (Nmm)
2
1460 .0,74
37,5.4.46
Vậy Mc = 2806,65 + 33249 = 36055,7 ( N. mm)
Vậy Mm>Mc.
tkđ =

IV.Phân phối tỉ số truyền động:
Tỷ số truyền động của hệ thống:
n
1460

Iht = ñc 
 27 ,34
n lv 53,4
Iht = iđai.isc.itc = 3,04.3.3
Giá trị thông số động – động lực học các cấp của hệ thống truyền dẫn:

Ta có tỉ số truyền giữa các trục:
N1 = Nycđc = 15 KW.
N2 = 12 .N1  đ .ôb .N1  0,95.0,96.15  14,1 KW

N 3  23 .N 2  oâb .n .N 2  0,99.0,96.14,1  13,4 KW
N 4  34 .N 3  oâb .N 3  0,99.13,4  13,3 KW
N 5  45 .N 4  n .oâb .N 4  0,96.0,99.13,3  12,6 KW

Tốc độ quay các trục:
n1 = nđc = 1460 (v/ph)
n
1460
n  1 
 480,2(v/p)
2
i12 3,04
n
480,2
n3  2 
 160,1(v/p)
i 2 3
3
n 4  n3
n

160 ,1
n5  4 
 53,4( v / p)
i 4 5
3
Mô men xoắn trên các trục:
M x1  9,55.10 6.

N1
15
 9,55.10 6.
 98116 (N.mm)
n1
1460

Page 6


THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
M x 2  i12 .12 .M x1  3,04 .0,95 .0,99 .98116  280525 N.mm 
M x 3  i 23 .23 .M x 3  3.0,99 .0,96 .280525  799834 N.mm 
M x 4  i 34 .34 .M 3  1.0,99 .799834  791835 N.mm 

M x 5  i 45 .45 .M 4  3.0,96 .0,99 .791835  2257680 N.mm 
GIÁ TRỊ THÔNG SỐ ĐỘNG – ĐỘNG LỰC HỌC CÁC CẤP CỦA HỆ
THỐNG TRUYỀN DẪN:
Trục
i
N (KW)
N (V/ph)

Mx (N.mm)

TrụcI
3,04
15
1460
98116

TrụcII

TrụcIII
3

14,1
480,2
280525

TrụcIV
1

13,4
160,1
799834

13,3
160,1
791835

TrụcV
3

12,6
53,4
2257680

Page 7


THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
ChươngII :THIẾT KẾ TRUYỀN ĐỘNG ĐAI
I.Chọn loại đai:
Chọn tiết diện đai thang theo giá trị mô men trên trục dẫn.
Ta có: Mx1 = 98116 Nmm =98,116 (Nm)
Ta chọn được loại đai có các thơng số :

Loại tiết
diện



Kích thước tiết diện (mm)
b

bc

h

y0

17


14

10,05

4

Diện
tích tiết
diện
(mm)

Chiều dài
đai L
(mm)

138

800  6300

Đường
kính
bánh
đai
Dmin
125

Mơ men
xoắn bánh
dẫn M1
(N.mm)

50  150

h

y0

b

bc
I.Xác định đƣờng kính bánh đai:
Chọn đường kính bánh đai nhỏ : D1(mm)
D1= 220 (mm)
.D1 .n 1
V
.  (30  35)m / s
6.10 4
3,14 .220 .1460
Kiểm nghiệm vận tốc đai: V 
 16,8  (30  35)m / s
6.10 4
 Thoả mã n
Đường kính bánh đai lớn:
D2= i.D1( 1-  )
=3,04. 220. ( 1- 0,02) = 655,4(mm)
Tra bảng chọn D2 theo tiêu chuẩn: D2 = 630(mm)
Số vòng quay thực tế của bánh bị dẫn:
D1
.n1
D2
220

.1460  499,6 (V/p)
n’2 = (1- 0,02)
630

n’2=( 1 -  )

Kiểm tra: 480,2 tương ứng với 100%
499,6 tương ứng với x%
Page 8


THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
x=

499,6.100
 104%
480,2

 n 2 ’(tăng) = 104 – 100 = 4%  (3  5)% (thoả mãn)
Vậy D1= 220(mm)
D2= 630(mm)

Chọn sơ bộ khoảng cách trạc Asb:
Dựa vào bảng 19 ta chọn Asb= D2= 630(mm)
Xác định chính xác chiều dài đai L khoảng cách trục A
+. Chiều dài đai sơ bộ:
( D 2  D1 ) 2

Lsb= 2Asb+ (D1  D 2 ) 
2

4A
3,14
(630  220 ) 2
Lsb= 2. 630 +
(220  630 ) 
2
4.630
Lsb = 2661,2(mm)
Chọn giá trịL chính xác: theo bảng 20.
L = 2650(mm)
+. Kiểm tra số vòng chạy của đai:
V .D1 .n 1
u 
.
L
60 L
3,14.220 .1460
u
 6,34  10 thoả mãn
60.2650
2L  (D 2  D1 )  [2L  (D 2  D1 ) 2  8(D 2  D1 ) 2
A
 624 (mm )
8
Kiểm nghiệm góc âm trên bánh đai:
D  D1
.570
 1 = 1800 - 2
A
630  220

1 = 1800. 570 = 142,50 > 1200 (thoã mãn)
624
-Xác định số đai cần thiết (Z)
1000 .N
Z
V. P .0 F.G.C V .C 
Với: N = 15 KN
Diện tích tiết diện đai F = 138 (mm2)
Trị số ứng suất có ích cho phép:  p 0 = 174(N/mm2)
Hệ số xét đến ảnh hưởng của góc âm: c =0,89
Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc: Cv = 0,90
Ct = 1,0

1000 .15
= 4,6
16,8.1,74.138 .1,0.0,9.0,89
Vậy chọn Z = 5
Z

Page 9


THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
-Xác định kích thước bánh đai:
+Chiều rộng bánh đai:
B = (Z - 1)t +25
Theo bảng 87 ta có: t = 20
S=12,5
B = (5 - 1).20 +2. 12,5 =105 (mm)
+Dường kính ngồi của bánh đai:

De1 = D1 + 2y0 = 220 + 2.4 = 228 (mm)
De2 = D2 +2.y0 = 630 + 2. 4 = 638 (mm)
-Lực tác dụng lên trục:

R = 3.  0 .F.Z.Sin 1
2

R= 3.1,2 .138 .3. sin

142 ,5 0
= 2352,2 (N)
2

(  0 = 1,2 N/mm2)

Page 10


THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
ChươngIII: THIẾT KẾ TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG
I.Chọn vật liệu và phƣơng pháp luyện:
Bánh răng nhỏ: Chọn thép C50 , thường hố có:
Dphơi =100  300 (mm)
2
 b = 600 (N/mm )
 ch = 300 (N/mm2)
Độ cứng: HB1 =225
-Bánh răng lớn: Chọn thép C45 ,thường hố có:
Dphơi =500  750 (mm)
 b = 540 (N/mm2)

 ch = 270 (N/mm2)
Độ cứng : HB2 = 200
II.Xác định ứng suất cho phép :
Ứng suất tiếp xúc cho phép :

-

    
Với :  

K ’N.
tx N 0 = 2,6 HB.
Số chu kỳ cơ sở N0 = 107
K’N : hệ số chu kỳ ứng suất tiếp xúc :
N
K’N = 6 0 .
N tñ
Ntđ : số chu kỳ ứng suất tương đương .
N0 =107 :số chu kỳ cơ sở của đường cong tiép xúc .
Ntđ =N = 60.u.n.t
u : số lần ăn khớp của bánh răng trong một vòng quay .
n : số vòng quay trong một phút của bánh răng :
n1 : = 480,2 (v/phút) ; n3 = 160,1 (v/phút)
n2 = 160,1 (v/phút) ; n4 = 53,4 (v/phút)
t : tổng số giờ làm việc của bánh răng :
tx

t=

tx N 0.


1
. 6 .200 .13 =7800 (giờ)
2

 Ntđ1 = 60 . 3 . 480,2. 7800 =224733600 x 3 = 674200800
Ntđ1 > N0  K’N1 = 1.

Ntđ4 = 60.1.53,4.7800 = 24991200 > N0
 K’N4 =1
Ntđ3 =3Ntđ2 = 224780400
Ntđ1 > N0  K’N1 = 1
Ntđ2 = 60. 1. 160,1. 7800 = 74926800 > N0
 K’N2 =1
Vậy với bánh răng 1:  tx1  = 2,6 . HB1. K’N1
Bánh răng 2:  tx13  = 2,6 . 225 .1 = 585 (N/mm2)
Page 11


THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY



tx 2 4

 = 2,6 . 200 . 1 =520 (N/mm)

Ứng suất cho phép:
 u   1,5.1. K"N .
n.K 

+.  1 : giới hạn mỏi uốn trong chu kỳ đối xứng:
 1 = 0,42.  b .
+. n: hệ số dự trữ .
n = 1,5 .
+ K  : hệ số tập trung ứng suất ở chân răng:

K  = 1,8 .
+ K”N: Hệ số chu kỳ ứng suất uốn:
N
K”N = m 0
N tñ
N0 : số chu kỳ cơ sở của đường cong mỏi uốn:
N0 = 5. 106
Ntđ : số chu kỳ ứng suất tương đương.
m : Bậc đường cong mỏi uốn . m = 6.
5.10 6
= 0,44 ; K’’N3 = 0,53.
 K’’N1 =
224733600 x3
6

5.10 6
K’’N2 =
= 0,64 ; K’’N4 = 0,76.
74926800
6

  u1  

1,5.0,42.600 .0,44

= 61,6 (N/mm2)
1,5.1,8
 u 2   1,5.0,42.540 .0,64  74,6 (N/mm2)
1,5.1,8

 u 3   1,5.0,42.600.0,53 

74,2 (N/mm2).

   1,5.0,42.540 .0,76

= 89,2 (N/mm2).

1,5.1,8

u4

1,5.1,8
Ứng suất tải cho phép :
+
Ứng suất tiếp xúc quá tải cho phép :
Vì bánh răng chế tạo từ thép có độ rắn HB < 350.
  txqt  = 2,5 .  tx N 0
 txqt   2,5.2,6 HB.
Vậy:  txqt13   2,5 .2,6. 225 = 1462,5 (N/mm2)
 txqt24  = 2,5 .2,6 .200 = 1300 (N/mm2)
+
Ứng suất quá tải cho phép :

Page 12



THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY

   0,8.
   0,8.300  240 ( N / mm )
   0,8..270  200 ( N / mm )
uqt

ch

2

uqt1 2

2

uqt2  4

Chọn sơ bộ hệ số tải trọng : Ksb
Ksb = 1,4.
-Chọn hệ số chiều rộng bánh răng :
Với bộ truyền bánh răng nón :
b
 L   0,3
L
Xác dịnh chiều dài nón L:
Với bộ truyền bánh răng nón răng thẳng :
2




K sb. N
1,05.10 6
L  i  1. 3 
 .
 (1  0,5 L ).i ót  0,85. L. n 2
Hộp sơ cấp:
2

2



1,05.10 6
1,4.14,1
3
L  3  1. 
 184 ,23 (mm)

 (1  0,5.0,3).3.585  0,85.0,3.160 ,1
Hộp thứ cấp :
2

2

 1,05.10 6

1,4.13,3
3

L  3 1 
.
 300 ,42(mm )

 (1  0,5.0,3).520  0,85.0,3.53,4
Chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng :
.d tb1 .n 1 2.L.(1  0,5.).n 1
V=

6.10 4
6.10 4.(i 2  1)
Với bộ truyền sơ cấp:
2.3,14.212 ,44.(1  0,5.0,3).480 ,2
V1 =
6.10 4.(33  1)
V1= 0,91 (m/s) < 2
 Bánh răng có cấp chính xác 9
Xác định chính xác chiều dài nón L :
+
Hệ số tải trọng K : K= Ktt . Kđ.
Ktt : hệ số tập trung tải trọng
Ktt = 1
Kđ = 1,1
 K =1,1
2

Sơ cấp: Vậy L1 = Lsb 3 K
K sb
L1 = 184,23 . 3


1,1
 170 ,07 (mm )
1,4

Page 13


THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
L2 = 300,42 . 3

1,1
 277,22(mm)
1,4

Xác định mô đun, số răng, chiều rộng …
+
Trị số mô đun :
Hộp sơ cấp : ms = (0,02  0,03).L
ms=0,0204 . 196,03 = 4
Hộp thứ cấp :
ms= 0,0216 .277,2 = 6
+
Số răng bánh dẫn :
Hộp sơ cấp :
2L
2.170 ,07
Z1 =

 27
2

m s i  1 4. 33  1
 Z 2  i.Z1  3.31  81
Hộp thứ cấp :
Z3  2.277 ,22  29
6. 32  1
Z4 = 29 .3 = 87.
+Chiều rộng bánh răng :
b =  L .L
Hộp sơ cấp : b = 0,3 .170,07 = 51 (mm)
Hộp thứ cấp: b = 0,3 .277,22 = 83,17 (mm)
-Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng :
+Hộp sơ cấp :
19,1.10 6.K.N
u 
  u 
0,85.y.m 2tb .z.n.b
1
1  artg : góc mặt nón lăn.
i
Z1
27
 Ztđ1

 28,46
1
1


Cos artg  Cos artg 
i

3


 hệ số dạng răng : y1 = 0,4585.
+
Ta có chiếu dài cơn trung bình:
Ltb =L1 – 0,5b = 170,07 - 0,5.51 = 144,57mm.
L
144 ,57
 m tb  m s . tb  4.
 3,4
L
170 ,07
19,1.10 6.1,1.14,1
  u1 
0,85 .0,4585 .3,5 2.27 .480 ,2.51
 u1  70,8   u1   74,2( N / mm )
Bánh răng 2:

Page 14


THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
Z2
81

 85,38
Cos Cos
 y 2  0,516
+

Chiều dài cơn trung bình:
Ltb = L2 -0,5b = 170,07-0,5.51=144,57 (mm)
 m tb  3,4
Z tñ 2 

19,1.10 6.1,1.13,4
u2 
0,85.0,516 .3,4 2.93 .160 ,1.51
 u 2  63,4   u 2   74,6( N / mm 2 )
Hộp thứ cấp:
Tương tự ta có:
Z
29
Ztđ1 = 3 
 30,5
1
Cos

Cos artg 
3

 y 3  0,452
+Ltb = L2 -0,5b = 277,22 -0,5 .83,17
Ltb= 235,635 (mm)
L
235 ,635
 m tb  tb .ms 
.6  5,1
L
277 ,22

19,1.10 6.1,1.13,3
u 3 
0,85 .0,452 .5,12.29 .160 ,1.83,17
u 3  72,4  u 3   89,96( N / mm 2 )
19,1.10 6.1,1.12,6
 u4 
0,85 .0,5145 .5,12.87 .53,4.83,17
 u 4  60,23   u 4   89,2
Z4
87
Z tñ 4 

 91,7
Cos Cos
 y 2  0,5145
Kiểm ngiệm bánh răng theo quá tải đột ngột:
Để bộ truyền có khả năng chịu quá tải trong thời gian ngắn càn kiểm tra bộ
truyền quá tải theo điều kiện:
 txqt   tx . K tx   txqt 
 uqt   u .K qt   uqt 
+Giá trị ứng suất tiếp xúc được xác định :

i  1 2 .K.N
1,05.10 6
 tx 
.
iL  0,5b 
0,85.n 2 .b
+  tx1 (hộp sơ cấp)
3


Page 15


THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY

3  1 2 .1,1.14,1
1,05.10 6

.
3170 ,07  0,5.51 0,85.160 ,1.51
3

 tx1

 tx1  261,5( N / mm 2 )

+Hộp thứ cấp:

3  1 2 .1,1.13,3
3

 tx 2 

6

1,05 .10
. 0,85 .53,4.83,17
3.277 ,22  0,5.83,17 


 tx 2  261,5( N / mm 2 )
Hệ số quá tải của hệ thống:Kqt
M
Kqt = max
M
Mmax : mô men lớn nhất có thể cấp được của động cơ điện.
Mmax = 2,3Mđm = 2,3.130821,9 = 300890 (N.m)
300890
 1,07

Hộp sơ cấp: K qt1 
280525
300890
 0,38

Hộp thứ cấp: K qt 2 
791835
*.
Với hộp sơ cấp:
 txqt  261,5. 1,07  270   txqt  1462 ,5





 uqt  70,8.1,07  75,8   uqt   240
*.
Với hộp thứ cấp:
 txqt  261,5. 0,38  161,2   txqt   1300 N / mm 2 


 uqt  72,4.0,38  27 ,5   uqt   200 N / mm 2 

 thoã mã n 

Định các thơng số hình học chủ yếu của bộ truyền:
+.
Chiều dài nón:
L  0,5.m s Z12 .Z 22
L  0,5.4. 27 2.812  170 ,07 mm 
+. Mô đun trên mặt mút lớn:
L
m s  m tb .
L  0,5.b 
170 ,07
m s  3,4.
 4(mm )
170 ,07  0,5.51
+.
Mơ đun trung bình:
m tb  m s .

L  0,5.b  m
L

s



b. sin 1
 3,4

Z1

+. Góc mặt nón lăn:
Page 16


THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
Z1 1 1
   1  18,4 0
Z2 i 3
Z
tg1  2  i  3   2  71,6 0
Z1
+
Đường kính vịng lăn: d1 = ms.z1
d1 = 4.27 =108 (mm) ; d2 = 81.4 = 324 (mm)
+
Đường kính vịng lăn trung bình:
tg1 

b
L

dtb1 = d1(1 – 0,5. )
dtb1 = 108(1 - 0,5.

51
) = 91,86 (mm)
170 ,07
b

L

dtb2 = d2 (1 – 0,5 . )

51
) = 275,58 (mm).
170 ,07
+
Đườnh kính vịng đỉnh :
De1 = ms(z1 + 2. cos 1 ).
De1 = 4.(27 + 2.cos18,40) = 115,6 (mm)
De2 = 4(81 + 2.cos71,60) = 326,5 (mm)
+Góc chân răng  (h” = 1,25ms).
1,25m s
 1   2    artg
L
dtb2 = 324 (1- 0,5.

1,25 .4
 1,70
170 ,07
+
Góc đầu răng  (h’ = ms)
m
1   2    artg s
L
4
  artg
 1,4 0
170 ,07

+
Góc mặt nón chân răng:
i1  1    18,4 0  1,7 0  16,7 0
  artg

i 2   2    71,6 0  1,7 0  69,9 0
+
Góc mặt nón đỉnh răng:
e1      18,4 0  1,4 0  19,80
e 2   2    71,6 0  1,4 0  73 0
* Hộp thứ cấp:
+
Chiều dài nón : L= 0,5. ms
L = 0,5 .6

z12  z 22

29 2  87 2  275,12(mm)

Page 17


THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
+Mô đun trên mặt mút lớn:ms = mtb.

L
L  0,5.b 

275 ,12
=6 (mm)

275 ,12  0,5.83,17 
+
Mơ đun trung bình:
L  0,5b  m  b.sin 1  5,1(mm )
mtb = ms
s
L
z1
+
Góc mặt nón lăn :
z 1 1
tg 1  1    1  18,4 0 ;  2  71,6 0
z2 i 3
+
Đường kính vịng lăn : d1 = ms .z1
d1= 6.29 = 174(mm)
d2 = 6.87 = 522(mm)
+
Đường kính vịng lăn trung bình:
b
dtb1= d1 (1- 0,5 )
L
83,17
dtb1 = 174 (1 – 0,5
) = 147,7 (mm)
275 ,12
ms = 5,1.

83,17
) = 443,1(mm).

275 ,12
+
Đường kính vịng đỉnh : (h’ = ms)
De1 = ms (z1 +2Cos 1 )
De1 = 6.(29 + 2 Cos18,40) = 185,4 (mm)
De2 = 6.(87 +2.Cos71,60) = 525,8 (mm)
+
Góc chân răng (h” = 1,25 ms)
m .1,25
 1   2    artg s
L
1,25 .6
  artg
 1,5 0
275 ,12
 : h '  m s 
dtb2 = 522(1- 0,5.

+Góc đầu răng:

1   2    artg
  artg

ms
L

6
 1,2 0
275 ,12


+Góc mặt nón chân răng :
i1  1    16,9 0
i 2   2    70,10

+Góc mặt nón đỉnh răng :

Page 18


THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
 e1  1    19,6 0
 e 2   2    72,8 0

Tính lực tác dụng: Được xác định theo ba thành phần:
+. Lực vòng P1, P2
+. Lực hướng tâm: Pr1, Pr2
+. Lực dọc trục: Pa1, Pa2
*. Với hộp sơ cấp:
2M x1 2.280525
P1  P2 

 5323 N
d tb1
105 ,4

Pr1  Pa 2  P.tg. cos 1  5323 .tg20 o. cos18,4o
Pr 2  Pa1  P.tg.sin 1  5323 .tg20 o.sin18,4o  611,5N
*. Với hộp thứ cấp:
P1  P2 


2M x 2.791835

 10722 ,2 N
d tb
147 ,7

Pr1  Pa 2  P.tg. cos 1  10722 ,2.tg20 o. cos18,4 o  3703 N
Pr 2  Pa1  P.tg. sin 1  10722 ,2.tg20 o. sin18,4 o  1231,8N.

Page 19


THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
ChươngIV: THIẾT KẾ TRỤC
I.Chọn vật liệu trục:
Chọn vật liệu làm trục là thép C45 tơi có:
 b  850 N / mm 2 

 1  340 N / mm 2 

II.Tính sơ bộ trục:


Trục II:

d sb  3

Mx
0,2 x 


[Tx]=20N/mm2
280525
d sb  3
 41,24(mm )  45(mm )
0,2.20

Trục III:
799834
d sb  3
 58,48(mm )  60(mm )
0,2.20

Trục IV:
791835
d sb  3
 58,28(mm )  60(mm )
0,2.20

Trục V:
2257680
d sb  3
 82,64(mm )  85(mm )
0,2.20
III.Tính gần đúng:
a.
Chọn sơ bộ ổ:
Vì bộ truyền bánh răng nón có lực dọc trục, nên chọn kiểu ổ đũa cơn đỡ chặn (cỡ
trung).
Trục
Ký hiệu

Đường kính
Bề rộng ổ
II
7309
45
26
III
7312
60
31
IV
7312
60
31
V
7317
85
41
b.
Phác thảo kết cấu hộp giảm tốc:
Quan hệ kích thước giữa các yếu tố của hộp giảm tốc
a=15mm;
B=26; B1=31;
l’=3d = 3.45 = 135mm;
 =10mm;
l2=10mm;
l3=18mm;
l4=15mm;
l5=1,2.d = 54;
x1=1,6.d = 72.

c.
Sơ đồ tính tốn các trục:

Trục II:

Các phản lực tại B:
Page 20


THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
 M Cx  R Bx .135  P1 .202  0
P1 .202 5323 .202

 7965 N
135
135
 R By .135  Pr1 .202  M u1  0

 R Bx 
 M Cy

Pa1 .

d tb1
 Pr1 .202
2
135

M u1  Pr1 .202


135
105
612 .
 1838 .202
2
M By 
 2512 N
135
Biểu đồ tính tốn:

Các phản lực tại C:
 M By  R Cx .135  P1 .67  0
 M By 

P1 .67 5323 .67

 2642 N
135
135
 R Cy .135  Pr1 .67  M u1  0

 R Cx 

 M By

Pr1 .67  M u1 1838 .67  32130

 674 N.
135
135


Mô men uốn theo phương Y:
+. Tại A:
MAy = -Mu1 = -32130 (N.mm)
M tñ  0,75.M2z  M2y  0,75.279458 2  32130 2  244141 N.mm 
 R Cy 

Page 21


THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY

A

P r1

C

B

P1
P a1
R Bx

M Z1

M u1

P a1
P1


P r1

R

R Cx

By

R Cy

32130

My

90990

Mx

356670

MZ
279458
M tñ
244141
3
 31,6  32 mm.
0,1.77,5
7,75
+. Tại B:

MBy=RCy.135=674.135=90990 N.mm

Mô men uốn theo phương X:
+. Tại B:
MBx=MCx.135=2642.135=356670 N.mm
+. Tại C:
MCx=0

Mô men xoắn:
d
105
M Z1  P1 . tb1  5323 .
 279458 N.mm
2
2
Vậy tiết diện nguy hiểm là tại B có:
M tđ  M 2x  M 2y  0,75.M 2z  356670 2  90990 2  0,75.279458 2

dA  3

M tñ  440528 N.mm

 d II  3

M tđ
440528
3
 38,4mm
0,1.
0,1.77 ,5


Vậ y d II  40 mm

Page 22


THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY


Tục III:
Ta có tổng chiều dài tính tốn:
B

l   1  l  a  x  d .2  326 mm
2
1
tb1 
 2


B

P r2

A

C

P a2
R Ax


P2

M Z2

R Cx

M u2
R Ay

R Cy

37576

My
17982

Mx

326688

MZ

Ta có:

d
841034
316
 P . tb2  1838 .
 290404 N.mm

u2
a2 2
2
d
316
M  P . tb2  5323 .
 841034 N.mm
z2
2 2
2

Các phản lực tại A:
M

 M Cx  R Ax .326  P2 .244  0
 R Ax  

5323 .244
 3984 N
326

 M Cy  R Ay .236  Pr 2 .244  M u 2  0
 R Ay 

 612 .244  290404
 1349 N
326
Page 23



THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
Vậy RAx , Ray ngược chiều với giả thiết ban đầu.

Các phản lực tại C:
 Fx  R Cx  P2  R Ax  0

 M Ay

 R Cx  R Ax  P2  3984  5323  1339 N
 R Cy .326  Pr 2 .82  M u 2  0

M u 2  Pr 2 .82 290404  611,5.82

 737 N
326
326
Vậy RCx có chiều ngược với giả thiết ban đầu.

Mơ men uốn theo phương Y:
+. Bên trái B:
MBy= -RAy.82 = -458.82 = -37556 N.mm
+. Bên phải B: MBy= RCy.244 = 737.244 = 179828 N.mm

Mô men uốn theo phương X:
+. MBx = RAx.82 = 3984 .82 = 326688 Nmm
Tiết diện nguy hiểm tại B:
 R Cy 

Mtđ =


M x  M y  0,75M 2z
2

2

M tñ  326688 2  379828 2  0,75.841034 2 = 818271Nmm
M tñ
M tñ
818271
= 3
3
 51,5mm
0,1.
0,1.73
0,1563
Vậy chọn dIII = 55(mm)

Tiết diện tại ổ trục:
Xét tại C:
dIII  3

Ta có: Mtđ =

M x  M y  0,75M 2z
2

2

M tñ  0 2  0 2  0,75.841034 2  728357 N.mm
 d ổt  3


M tđ
728357
3
 46,4mm
0,1.
0,1.73

Vậ y chọ n d ổt  50 mm

Trục IV: Chiều dài trục:
b B
83 31
l AB  a  l 2    15  10    82 mm
2 2
2 2
lBC = l’ = 3.d = 3.60 = 180 mm.

Page 24


THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
Biểu đồ tính tốn:
C

B

A P r1
P1
Pa1

M

u1

P 1 P r1

R Bx

M Z1
P a1

R

R By
82

Cx

R Cy

180

91168

My
212400

Mx
879204


dMtb3Z
148
 1232 .
 91168 N.mm
793428
2
2
d
148
M Z3  P3 . tb3  10722 .
 793428 N.mm
2
2

Các phản lực tại B:
 M Cx  R Bx .180  P1 .262  0
P .262 10722 .262
 R Bx  1

 15606 N.
180
180
 M Cy  R By .180  Pr1 .262  M u1  0
Tacó: M u 3  Pa 3 .

 R By 








Pr1 .262  91168 3703 .262  91168

 4883 N
180
180
Các phản lực tại C:

RCx=RBx – P1 = 15606 – 10722=4884 N.
RCy=RBy - Pr1= 4883 - 3703 =1180 N.
Mô mên uốn theo phương x:
MBx=P1.82=10722.82=879204 N.mm
Mô men uốn theo phương y:
+. Tại A:
MAy=Mu1=91168 N.mm
+. Tại B:
MBy=RCy.180=1180.180=212400 N.mm.
Mô men xoắn:
MZ=MZ1=793428 N.mm
Vậy tiết diện nguy hiểm là tại B.
Page 25