Lời mở đầu

Thiết kế chi tiết máy là một môn học nhằm củng cố những kiến thức các môn học như: Sức bền, Vẽ kỹ thuật, Vật liệu, Nguyên lý chi tiết máy… và phát huy tính sáng tạo cho sinh viên trong việc thiết kế các cơ cấu máy .Là cơ sở vững chắc cho sinh viên khi liên hệ thực tế sản xuất.
Trong đồ án này, tôi được phân công thiết kế bộ truyền bánh răng nón-trụ 2 cấp gồm:
I/ Số liệu cho trước:
Lực kẹp băng tải: P = 5000N
Vận tốc băng tải: V = 1,1 m/s
Đường kính tay quay: D = 200 mm
Tính chất tải trọng: Liên tục, ổn định
Thời gian làm việc: 7 năm 320 ca/năm 6,5 h/ca
Bộ truyền làm việc một chiều
II/ Khối lượng công việc:
1- Thuyết minh:
Lựa chọn sơ đồ cấu trúc của hệ thống, vẽ sơ đồ đã lựa chọn
Chọn động cơ điện, phân phối tỷ số truyền
Thiết kế bộ truyền trong của hộp giảm tốc
Tính trục, chọn then, khớp nối
Chọn kết cấu vỏ hộp và các chi tiết lắp ghép
Chọn chế độ bôi trơn, chế độ lắp ghép
2 - Bản vẽ:
Bản vẽ lắp đặt tổng thể hệ thống: Ao
Bản vẽ lắp hộp giảm tốc: Ao
Bản vẽ chế tạo chi tiết: A2
3 - Thời gian thực hiện:
Ngày giao đề:
Ngày hoàn thành:
Trong quá trình thực hiện đồ án, được sự giúp đỡ hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo Nguyễn Bá Hội- Trưởng khoa cơ khí Trường ĐHSPKT Vinh. Song do kiến thức còn hạn chế kinh ngiệm còn ít ỏi nên không tránh khỏi thiếu sót, rất mong sự đóng góp ý kiến của quí thầy cô và các bạn học viên. Em xin chân thành cảm ơn!
Người thực hiện.

Đào Văn Câu

Phần I: Chọn SƠ Đồ CấU TRúC CủA Hệ THốNG-Vẽ SƠ Đồ


1. Chọn sơ đồ cấu trúc của hệ thống:

Hệ thống được lắp lắp đặt gồm có:
Động cơ đặt nàm ngang trên nền xưởng
Hộp giảm tốc gắn cố định trên nền xưởng
Hệ dẫn động đến băng tải là đai truyền được lắp đặt sau hộp giảm tốc
Hệ thống được đặt trên nền xưởng, phía góc sát tường xưởng vừa đảm bảo an toàn thẩm mỹ và thao tác thuận tiện cho người công nhân vận hành thiết bị máy móc









2.Vẽ sơ đồ :


Động cơ

x



V P





Phần II: Chọn động cơ điện và phân phối tỷ số truyền

1. Chọn động cơ điện:
Chọn động cơ điện có đủ công suất cho băng tải làm việc ổn định, ta cần chọn theo công thức: (p.1-5) sách Thiết kế chi tiết máy(TKCTM).
Nđc ( Nct
Trong đó: Nđc: là công suất của động cơ
Nct : là công suất cần thiết tính toán, mà Nct =
theo trang (2-1) sách (TKCTM).
Nbt: là công suất băng tải. Nbt =
Theo CT (2-1) sách (TKCTM).
Với V = 1,1m/s, P = 5000 N, thay vào ta có:
Nbt =
= 5,5 KW
(c: là hiệu suất chung của bộ truyền. (c = (kn. (br . (ổ
Theo bảng (P1-1) sách (TKCTM). ta có:
(kn = 1 Hiệu suất khớp nối
(br = 0,97 Hiệu suất bánh răng
(ô = 0,995 Hiệu suất ổ ăn
Thay vào ta có (c = 1.0,97.0,995 = 0,92
( Nct =
= 5,9 KW.
Theo bảng (P1-2) sách (TKCTM) ta chọn động cơ có ký hiệu A02-52-8, công suất 7,5 KW, hiệu suất 84%, số vòng quay n = 730 vg/ph, khối lượng m =110 kg.

= 1,2,
= 1,7,
= 0,8
Mm: Mô men mở máy. Mmax: Mô men lớn nhất.
Mmin: Mô men nhỏ nhất. Mđm: Mô men định mức
Nếu chọn động cơ có số vòng quay lớn thì tỷ số truyền của bbộ truyền lớn dẫn đến kích thước hộp giảm tốc lớn. Nên giá thành cao như vậy ta chọn ta chọn động cơ co số vòng quay trên là hợp lý.
2. Phân phối tỷ số truyền:
Tỷ số truyền chung bộ truyền: ic =
.
ic: Tỷ số truyền chung của bộ truyền.
nc: Số vòng quay của động cơ.
nt: Số vòng quay của tang. nt =
với D = 200 mm, V= 1,1m/s
( nt=
= 105,1 vg/ph ( ic =
= 6,9
Mặt khác ic = ikn . ibc . ibt
Trong đó: ikn = 1: Tỷ số truyền khớp nối.
ibc : Tỷ số truyền của bộ bánh răng côn.
ibt : Tỷ số truyền của bộ bánh răng thẳng.
Để tạo điều kiện dễ bôi trơn bằng ngâm dầu ta chọn ibc = 3
( ibt =
= 2,3 Vậy: ibc = 3 - ibt = 2,3 - ikn = 1.
- Số vòng quay cúa trục:
* Trục I: nI =
=
= 730 vg/ph.
* Trục II: nII =
=
= 243,3 vg/ph.
* Trục III: nIII =
=
= 105,7 vg/ph.
- Công suất trên trục:
* Trục I: NI = Nct . (br . (ổ = 5,9. 0,97. 0,995 = 5,7 KW
* Trục II: NII = NI . (br . (ổ = 5,7. 0,97. 0,995 = 5,5 KW
* Trục I: NIII = NII . (br . (ổ = 5,5. 0,97. 0,995 = 5,3 KW
- Mô men xoắn trên trục:
* Trục I: MxI =
=
= 74568,5 N.mm
* Trục II: MxII =
=
= 251797,7 N.mm
* Trục III: MxIII =
=
= 477950,9 N.mm
Ta có bảng thống kê số liệu sau:
Trục
Thông số
I
II
II

ic
ibc= 3
ibt= 2,3


n (vg/ph)

730

243,3

105,7


N (KW)

5,7

5,5

5,3


Mx (N.mm)

74568,5

251797,7

477950,9

Phần II: thiết kế bộ truyền hộp giảm tốc
Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh

Chọn vật liệu chế tạo bánh răng:
Bánh răng nhỏ:
Chọn thép C50 thường hóa có HB < 350. Giả sử ta lấy phôi có đường 100mm. Theo bảng 5-9 trang 77 TKCTM ta có:
Độ rắn HB = 230.
Giới hạn bền kéo: (bk = 620 N/ mm2
Giới hạn chảy: (ch = 320 N/ mm2
b. Bánh răng lớn:
Chọn thép C45 thường hóa có HB < 350. Giả sử ta lấy phôi có đường 100 -300mm. Theo bảng 5-9 trang 77 TKCTM ta có:
Độ rắn HB = 200.
Giới hạn bền kéo: (bk = 580 N/ mm2
Giới hạn chảy: (ch = 290 N/ mm2
2. Định ứng suất cho phép:
- Số chu kỳ làm việc của bánh răng lớn: theo công thức 5-4 TKCTM
N2=60. n2.T
Trong đó: n2: Số vòng quay của trục II
T : Tổng số giờ làm, T = Số năm x số ngày/ năm x số ca x số giờ/ ca
Vậy N2= 60. 208,6. 7. 320. 7 = 11,5.107 > N0 = 107
- Số chu kỳ làm việc của bánh răng nhỏ: N1 = i. N2 = 3,5. 11,5.107> N0 = 107
Vì N1, N2 đều lớn hơn số chu kỳ cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc và đường cong mỏi uốn N0 = 107 nên ta lấy hệ số chu kỳ ứng suất K”N = K’N = 1
* ứng suất tiếp cho phép của bánh răng:
- ứng suất tiếp cho phép của bánh nhỏ: Theo bảng 5-10 trang 76 ta có:
[(tx1] = 2,6. HB = 2,6 . 230 = 598 N/mm2
- ứng suất tiếp cho phép của bánh lớn: Theo bảng 5-10 trang 76 ta có:
[(tx1] = 2,6. HB = 2,6 . 200 = 520 N/mm2
Lấy trị số nhỏ để tính toán [(tx1] = 520 N/mm2
* ứng suất uốn cho phép của bánh răng: Vì bộ truyền làm việc 1 chiều , tảI trọng ổn định nên: Chọn hệ số an toàn n =1,5
Chọn hệ số tập trung ứng suất chân răng k( =1,8
Giới hạn bền thép 50: (-1 = 0,43 . 620 = 266 N/mm2
Giới hạn bền thép 45: (-1 = 0,43 . 580 = 249 N/mm2
- ứng suất uốn cho phép của bánh nhỏ: Theo CT (5-6) trang 77 TKCTM.
[(]-1 =
=
=
= 148 N/mm2
- ứng suất uốn cho phép của bánh lớn: Theo CT (5-6) trang 77 TKCTM.
[(]-2 =
=
=
= 138 N/mm2
3. Chọn sơ bộ hệ số tải trọng: Theo CT 5-7 TKCTM K =1,4
4. Chọn sơ bộ chiều rộng bánh răng: Theo CT 5-9 TKCTM (L = 0,3 =

5. Tính chiều dài nón: L
Theo công thức (5-12) bảng 5 -11 trang 81 TKCTM:
L (

L (
= 149,9
Lấy L = 150 mm
6. Tính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng:
Vận tốc vòng được tính theo công thức 5-19 trang 82 TKCTM.
V =
=
( 2,3 m/s
Chọn cấp chính xác cho bánh răng là cấp 8 theo bảng 5-12 trang 82 .
Định chính xác hệ số tải trọng và chiều dài nón:
* Hệ số tải trọng CT 5-20 TKCTM: K= Ktt .Kđ
Vì tải trọng không đổi nên chọn hệ số tập trung tải trọng Ktt = 1 và theo bảng 5-13 trang 83 ta có hệ số tải trọng động Kđ = 1,35.
Vậy hệ số tải trọng K= Ktt .Kđ = 1,35
* Tính lại chiều dài nón : Theo CT 5-22 TKCTM Với Lsơ bộ= 150 mm
L = Lsơ bộ.
= 150
= 167,95 mm = 148 mm
Xác định mô đun, số răng:
* Mô đun mặt mút đầu lớn: Theo CT (5-24) trang 84. ms = (0,02- 0,03). L =
ms =(0,02 – 0,03).148 = 2,54 – 3,8 Theo bảng 5-3 trang 70 ta chọn ms = 3 mm
* Số răng bánh nhỏ: Theo CT 5-26 trang 85 ta có:
Z1 =
=
= 28 răng
* Số răng bánh lớn: Z2 = ibc .Z1 = 3 .28 = 84 răng
* Tính chính xác chiều dài nón: L = 0,5.
= 0,5.
= 152 mm
* Tính chính xác chiều rộng bánh răng: b = L. (L = 152.0,3 = 45 mm
* Mô đun trung bình: mtb =
=
= 2,55
9. Kiểm nghiệm sức bền uốn:
* Bánh nhỏ: Ta có góc mặt nón lăn theo bảng 5-6 trang 74:
tg(1 =
=
= 0,2857 ( (1 = 15,95(
Số răng tương đương của bánh nhỏ: Ztđ1 =
=
= 28 răng
* Bánh lớn: Ta có góc mặt nón lăn theo bảng 5-6 trang 74:
tg(2 = ibc = 3,5 ( (2 = 74,05(
Số răng tương đương của bánh nhỏ: Ztđ2 =
=
= 356 răng
Theo bảng 5-19 trang 88 ta có hệ số dạng răng y khi ( =2 0(, C= 0,25 mm
Bánh nhỏ: y = 0,392, bánh lớn: y = 0,517
- ứng suất uốn tại chân răng bánh nhỏ: Công thức 5-35 trang 86
(u1 =
(