HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁYPhần 1: Tìm hiểu truyền dẫn cơ khí trong máy Phần 2: Tính toán, thiết kế các loại bộ truyền Chương 1: Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền Chương

HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Phần 1: Tìm hiểu truyền dẫn cơ khí trong máy

Phần 2: Tính toán, thiết kế các loại bộ truyền

Chương 1: Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền

Chương 2: Thiết kế bộ truyền ngoài hộp số (Bộ truyền đai; bộ truyền xích)Chương 3: Thiết kế bộ truyền trong hộp số (Bộ truyền bánh răng)

Chương 4: Tính toán, thiết kế trục và then

Chương 5: Tính toán, chọn ổ lăn

Chương 6: Bôi trơn, vỏ hộp số và các chi tiết tiêu chuẩn khác

9 Tài liệu tham khảo

[1] Nguyễn Hữu Lộc, 2012 Cơ sở thiết kế máy, Đại học quốc gia Tp.HCM.[2] Nguyễn Hữu Lộc, 2012 Bài tập Chi tiết máy, Đại học quốc gia Tp.HCM.[3] Trịnh Chất – Lê Văn Uyển Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí, tập 1 &2, giáo dục Việt Nam

[4] Đinh Gia Tường – Nguyễn Xuân Lạc – Trần Doãn Tiến Nguyên lý máy, giáo dục Việt Nam

[5] Tạ Ngọc Hải, 2005 Nguyên lý máy, khoa học kỹ thuật

[6] Trần Hữu Quế Vẽ kỹ thuật cơ khí tập 1 & 2, giáo dục Việt Nam

[7] Trần Hữu Quế, 2009 Bài tập vẽ kỹ thuật cơ khí tập 1 & 2, giáo dục Việt Nam

NỘI DUNGPhần 1: TÌM HIỂU TRUYỀN DẪN CƠ KHÍ

TRONG MÁY

1 Những vấn đề cơ bản về thiết kế máy và hệ thống dẫn động

1.1 Nội dung thiết kế máy và chi tiết máy

1.2 Phương pháp tính toán thiết kế máy và chi tiết máy

1.3 Tài liệu thiết kế

Đọc trang 5 → 14 – Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí, tập 1 – Trịnh Chất – Lê Văn Uyển

2. Hệ thống dẫn động cơ khí bao gồm các loại truyền dẫn

 Điện một chiều, xoay chiều

Đọc trang 14 → 18 – Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí, tập 1 – Trịnh Chất – Lê Văn Uyển

2.3 Truyền động có chi tiết trung gian

 Truyền động khí nén, thuỷ lực,

3. Sơ đồ kí hiệu, lược đồ của các loại bộ truyền

Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng

Ổ lăn

Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳngHộp số

6 Các đặc trưng chuyển động quay

 Vận tốc:

/ ,30

n rad s

Phần 2: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CÁC LOẠI BỘ TRUYỀN

Chương 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN

1 Chọn động cơ

1.1 Công suất cần thiết của động cơ

ct

P P





 Nếu tải không đổi: P chính là tải của trục công tác (tải sử dụng)

 Tải thay đổi theo bậc: P chính là tải tương đương của trục công tác (tải sử dụng)

2

i i

td lv

i

T t T

 Hiệu suất của máy  là tích hiệu suất các truyền dẫn cơ khí trong máy (cơ

cấu) Tra giá trị hiệu suất của các bộ truyền ở bảng 2.3/Trang 19 – Tính toán thiết

kế hệ thống dẫn động cơ khí, tập 1 – Trịnh Chất – Lê Văn Uyển

1.3 Tra phụ lục chọn động cơ

 Từ công suất và số vòng quay tính được ở trên, dựa vào phụ lục: Bảng

P1.1,2,3,…,9/Trang 234 – Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí, tập 1 –

Trịnh Chất – Lê Văn Uyển → Chọn động cơ phù hợp

Lưu ý: Chọn động cơ quay quá nhanh thì khối lượng nhỏ nhưng tỉ số truyền của

các bộ truyền trong hộp số lớn dẫn đến kích thước bộ truyền lớn Vì vậy, phải cân nhắc để đảm bảo các yêu cầu đặt ra lúc ban đầu

2 Phân phối tỉ số truyền

2.1 Tỉ số truyền của cơ cấu (máy)

dc chung d x hs kn

2.2 Tỉ số truyền của các bộ truyền có trong cơ cấu (hộp giảm tốc hai cấp)

 Tỉ số truyền u hs có giá trị tiêu chuẩn (chọn giá trị nhỏ thì hộp số nhỏ gọn)

 Tuỳ thuộc kiểu hộp số mà chọn công thức tính tỉ số truyền cho mỗi bộ truyền bánh răng có trong hộp số phù hợp

+ Hộp số khai triển, phân đôi - Trang 40 – Tính toán thiết kế hệ thống dẫn

động cơ khí, tập 1 – Trịnh Chất – Lê Văn Uyển

+ Hộp số đồng trục - Trang 44 – Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ

khí, tập 1 – Trịnh Chất – Lê Văn Uyển

+ Hộp số côn – trụ - Trang 44 – Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ

khí, tập 1 – Trịnh Chất – Lê Văn Uyển

 Phân phối giá trị tỉ số truyền còn lại cho các bộ truyền khác phù hợp với đặc điểm của từng bộ truyền (đai, xích, )

(Lưu ý: sai số trị số của tỉ số truyền không quá 2÷3%)

3 Các thông số khác

3.1 Công suất trên các trục

3.2 Số vòng quay trên các trục

3.3 Moment xoắn trên các trục

Đọc trang 49 – Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí, tập 1 – Trịnh Chất –

Lê Văn Uyển

4 Bảng tổng kết số liệu tính được

Đọc trang 49 – Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí, tập 1 – Trịnh Chất –

Lê Văn Uyển

Chương 2: BỘ TRUYỀN NGOÀI HỘP SỐ

A.Bộ truyền đai

2.1 Nêu các yêu cầu để chọn đai

 Điều kiện làm việc

 Phân tích các ưu điểm loại đai muốn thiết kế

 Chọn loại đai

2.2 Tính toán đai

2.2.1 Bộ truyền đai thang

Bước 1: Chọn loại đai thang

– Theo công suất và số vòng quay, dựa hình 4.22/Trang 153 – Cơ sở thiết kế

máy – Nguyễn Hữu Lộc → Chọn đai thang loại?

Bước 2: Xác định đường kính bánh đai dẫn theo công thức

1 1, 2 min

d  d và chọn d1 theo tiêu chuẩn

– Chọn dmin theo bảng 4.3/Trang 128 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc.

– d1 theo tiêu chuẩn – Trang 152 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

– Kiểm tra vận tốc của bánh đai dẫn (so sánh với giá trị max)

dc

n d

v  m s v   m s

Bước 3: Chọn hệ số trượt và xác định đường kính bánh đai bị dẫn theo công thức

– d2 d u1 1d  ,chọn d2 theo tiêu chuẩn – Trang 152 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

– Tính lại '  2 

1 1

d u

u



– Nếu không thoả quay lại chọn lại d1 và tính lại

2

.2

P C C C C C C





(4.54)

– Đọc trang 149-152 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

Bước 9: Lực căng ban đầu

– Lực căng ban đầu (Công thức 4.24, trang 136 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc)

– Kiểm tra lại điều kiện:

1

f t f

Bước 10: Tính chiều rộng B và đường kính ngoài bánh đai d

– Bảng 4.4/Trang 130 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc.

Bước 11: Hệ số ma sát nhỏ nhất để bộ truyền không bị trượt trơn

– Hệ số ma sát thay thế:

0

21ln2

t t

F F f

Bước 13: Ứng suất lớn nhất trong dây đai

+ Công thức 4.29b/Trang 137 – 138 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

Bước 14: Tuổi thọ

+ Công thức 4.37/Trang 146 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

2.2.2 Bộ truyền đai dẹt

Bước 1: Chọn dạng đai và vật liệu đai tùy theo điều kiện làm việc

Bước 2: Định đường kính bánh đai nhỏ

+ Công thức 4.42-43/Trang 148 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

+ Chọn d1 theo tiêu chuẩn – Trang 148 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

Bước 3: Tính vận tốc bánh đai dẫn

+ Công thức 4.6/Trang 132 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

+ Kiểm tra vận tốc so với giá trị vận tốc max

+ Chọn hệ số trượt

+ Tính d2 theo công thức 4.10/Trang 133 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

+ Chọn d2 theo tiêu chuẩn

Bước 5: Kiểm tra lại sai số tỉ số truyền

– Tính lại '  2 

1 1

d u

u



– Nếu không thoả quay lại chọn lại d1 và tính lại

Bước 6: Chọn khoảng cách trục a sơ bộ

– Chọn a theo kết cấu

– Hoặc theo chiều dài Lmin – Trang 149 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc.

Bước 6: Xác định chiều dài dây đai L

– L theo công thức 4.4/Trang 132 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc.– Chọn L theo tiêu chuẩn (cộng thêm đoạn nối đai)

– Tính chính xác a theo công thức 4.5/Trang 132 – Cơ sở thiết kế máy – NguyễnHữu Lộc (Chú ý: chiều dài để nối đai)

Bước 7: Kiểm tra số lần chạy đai trong một giây

– Kiểm tra i theo công thức 4.32/Trang 144 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn HữuLộc

– Nếu không thỏa có thể tăng a, tính lại L, i của đai hoặc chọn lại loại đai khác phù hợp hơn

Bước 8: Tính góc ôm đai

– Công thức 4.2/Trang 131 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

– So với góc ôm αmin, nếu không thỏa tăng khoảng cách trục a hoặc dùng bánh căng đai

Bước 9: Chọn trước chiều dày tiêu chuẩn δ của đai theo điều kiện

– Bảng 4.2/Trang 126 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc.

theo giá trị tiêu chuẩn bảng 4.1/Trang 126 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu

f t f

– Lực tác dụng lên trục Fr: Công thức 4.25; 4.26/Trang 136 – 137 – Cơ sở thiết

kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

Bước 13: Tính hệ số ma sát

– Hệ số ma sát nhỏ nhất để bộ truyền không bị trượt trơn

0 min

0

21ln2

t t

F F f

Bước 14: Ứng suất lớn nhất trong dây đai

+ Công thức 4.29b/Trang 137 – 138 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

Bước 15: Tuổi thọ

+ Công thức 4.37/Trang 146 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

2.2.3 Bộ truyền đai chem

+ Dựa vào công suất, vận tốc và điều kiện làm việc

Bước 2: Chọn số răng đĩa xích dẫn

+ Dựa vào công thức: Z129 2. u x

+ Đọc trang 172 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

+ Nên chọn số lẽ để răng đĩa xích mòn đều

+ Dựa vào công thức: 2

2 1

+ Kiểm tra lại tỉ số truyền xích: ' 2

1

?

x

Z u Z

+ Sai số tỉ số truyền:

' ' x x.100% %? 1% 2%

+ Tính Pt dựa vào công thức 5.25/Trang 181 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

+ Chọn pc theo bảng 5.4/Trang 181 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc.

+ Có thể chọn pc nếu biết trước [p0] theo bảng 5.6/Trang 182 – Cơ sở thiết kế

máy – Nguyễn Hữu Lộc

Bước 6: Kiểm tra điều kiện quay tới hạn

+ Kiểm tra n n th theo bảng 5.2/Trang 176 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu

v



+ Kiểm nghiệm pc dựa vào công thức 5.26/Trang 181 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

Bước 10: Các thông số hình học cơ bản của xích

+ Khoảng cách trục a sơ bộ: Công thức 5.4/Trang 173 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

+ Số mắt xích X: Dựa vào công thức 5.8/Trang 173 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc Nên chọn số chẳn để tiện việc nối xích

+ Chiều dài xích L: Dựa vào công thức 5.8/Trang 173 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc.

+ Khoảng cách trục chính xác a: Dựa vào công thức 5.9/Trang 173 – Cơ sở thiết

kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

+ Giảm a một lượng ∆a: a0.002 0.004 a

Bước 11: Kiểm tra số lần va đập xích trong 1 giây

+ Tính i dựa vào công thức 5.27/Trang 182 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

+ Kiểm tra i theo bảng 5.2/Trang 176 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc.

+ Nếu không thỏa thì tăng số dãy xích và tính toán lại hoặc đổi loại xích

+ Kiểm tra xích theo hệ số an toàn s: Dựa vào công thức 5.28/Trang 183 – Cơ sởthiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

+ Tải trọng phá hủy Q: Theo bảng 5.1/Trang 168 – Cơ sở thiết kế máy –

+ Dựa vào công thức 5.19/Trang 175 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

Bước 13: Đường kính đĩa xích

+ Dựa vào công thức 5.1,2,3/Trang 171 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

Chương 3: BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG

A Bộ truyền bánh răng trụ hai cấp

3.1 Sơ đồ động và kí hiệu các bánh răng

12

3

4

5Hình 3.1: Sơ đồ kí hiệu các bánh răng

3.2 Chọn vật liệu

Tra ở bảng 6.1/Trang 92 – Tính toán - Thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí – tập 1 –

Trịnh Chất – Lê Văn Uyển

3.3 Tính cho bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng Z 2 ’ – Z 3 (cấp chậm)

3.3.1 Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép [σσ H ] và ứng suất uốn cho phép [σσ F ]

  (6.33) –Trang 220 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

2 2,4

HO H HL

HE

m N K

HE

N K

+ SH: Tra ở bảng 6.13/Trang 223 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc.

+ mH: Bậc đường cong mỏi

' '

  (6.47) –Trang 226 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

2

2

' '

'

FO F FL

FE

m N K

N K

+Tải không đổi: N FE 60 .c n L h

3.3.3 Chọn hệ số chiều rộng vành răng ψ ba theo tiêu chuẩn.

 Tra bảng 6.15/Trang 231 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc Chọn ψ ba =?

Lưu ý: Tùy theo loại hộp số, vị trí cặp bánh răng mà chọn ψba phù hợp.

 Tính và chọn ψbd

?2

ba bd

 Chọn aw theo tiêu chuẩn ở trang 229 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

 Nếu không chọn aw theo tiêu chuẩn thì phải tính thêm lượng dịch dao x1, x2

Công thức ở bảng 6.2/Trang 196 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc.

Lưu ý: Giá trị đường kính tính chính xác đến 0,01mm

 KHV, KFV theo bảng 6.5-6.6/Trang 210 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu

 Cho phép tải ≤10% hoặc dư tải 5%

 Nếu điều kiện bền tiếp xúc không thỏa thì: Tăng chiều rộng vành răng b2 Nếu không thỏa thay đổi khoảng cách trục a hoặc chọn lại vật liệu có độ bền cao hơn

Y





 Tính kiểm nghiệm cho bánh răng có độ bền kém hơn

3.3.15 Tính ứng suất uốn tại đáy răng.

 Công thức 6.78/Trang 232 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

   F  F là bình thường

 Nếu không thỏa thì tăng m lên và tương ứng giảm Z2’, Z3

Nếu tính toán thiết kế theo độ bền uốn, từ bước 3.3.2 ta tính theo trình tự:

− Công thức 6.80/Trang 223 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

− Xác định đặc tính so sánh độ bền uốn theo tỉ số F Y F Tính toán tiến hành răng có độ bền thấp hơn

3.3.19 Chọn hệ số

− bd: Bảng 6.16/ Trang 232 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

− K F: Bảng 6.4/ Trang 208 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc.

3.3.20 Xác định môđun m

− Công thức 6.79/Trang 232 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

− Chọn m theo tiêu chuẩn

Công thức ở bảng 6.2/Trang 196 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc.

Lưu ý: Giá trị đường kính tính chính xác đến 0,01mm

3.3.24 Tính ứng suất uốn tại chân răng

 Công thức 6.78/ Trang 232 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc Cho phép quá tải 5%

3.3.25 Nếu không thỏa, tăng m hoặc thay đổi vật liệu, nhiệt luyện, tính toán lại.

3.4 Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng Z 1 -Z 2 (cấp nhanh):

Tiến hành tính toán như bánh răng trụ răng thẳng, tuy nhiên có một số thay đổi.

3.4.1 Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép [σσ H ] và ứng suất uốn cho phép [σσ F ]

HE

N K

HE

N K

+ SH: Tra ở bảng 6.13/Trang 223 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc.

+ mH: Bậc đường cong mỏi

Với điều kiện: Hmin   H 1,25.Hmin

+   0 lim FL

F F

F

K s

  (6.47) –Trang 226 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

+

1

1 1

F FL

FO m FE

N K

N K

− Tra bảng 6.15/Trang 231 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc Chọn ψ ba

ba bd

 Công thức 6.68 – 6.70/Trang 229 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

 Chọn theo tiêu chuẩn trang 195 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

m Z u a

m Z u a

 

1 1 1

cos

2

n w

m Z u a

Công thức tính ở bảng 6.3/Trang 196 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc.

Lưu ý: giá trị đường kính tính chính xác đến 0,01mm

 KFα theo công thức 6.27/Trang 213 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc.

 Cho phép tải ≤10% hoặc dư tải 5%

 Nếu điều kiện bền tiếp xúc không thỏa thì: Tăng chiều rộng vành răng b2 Nếu không thỏa thay đổi khoảng cách trục hoặc chọn lại vật liệu có độ bền cao hơn

3.4.14 Tính các hệ số Y F2 , Y F3

 Công thức 6.84/Trang 240 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

 Lưu ý: Bánh răng tiêu chuẩn x1 = x2 = 0

 F

F

Y



 Tính kiểm nghiệm cho bánh răng có độ bền kém hơn

3.4.15 Tính ứng suất uốn tại đáy răng.

 Công thức 6.92/Trang 242 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

   F  F là bình thường

 Nếu không thỏa thì tăng mn lên và tương ứng giảm Z1, Z2

Tính toán theo độ bền uốn

Giống như bánh răng trụ răng thẳng, tuy nhiên:

Ở mục 3.3.18, công thức 6.80, tính Y F1, Y theo số răng tương đương F2 Z v1,Z 2

Xác định mn theo độ bền uốn bằng công thức 6.93 hoặc 6.94/ Trang 239 - Cơ sở thiết

kế máy – Nguyễn Hữu Lộc Chọn mn theo tiêu chuẩn

3.5 Phân tích lực tác dụng lên cơ cấu

Phân tích lực tác dụng lên các bộ truyền trực tiếp trên sơ đồ động

Z3

3

4

5Hình 3.2: Phân tích lực tác dụng lên các bộ truyềnLưu ý: Chọn hệ tọa độ, xác định chiều quay rồi mới phân tích lực cho các bộ truyền cótrong sơ đồ đúng theo kí hiệu của chúng

B. Bộ truyền bánh răng côn ‒ trụ hai cấp

3.1 Sơ đồ động và kí hiệu các bánh răng

1

2

3

54

Hình 3.3: Sơ đồ kí hiệu các bánh răng côn – trụ

A.Tính cho bộ truyền bánh răng côn răng thẳng cặp Z 1 -Z 2

3.2 Chọn vật liệu

IIIIII

Z1

Z2

Z2’

0 Y

Tra ở bảng 6.1/Trang 92 – Tính toán - Thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí – tập 1 –

Trịnh Chất – Lê Văn Uyển

3.3 Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép [σσ H ] và ứng suất uốn cho phép [σσ F ]

  (6.33) –Trang 220 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

2,4 1 2,4

HE

m N K

HE

N K

+ SH: Tra ở bảng 6.13/Trang 223 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc.

+ mH: Bậc đường cong mỏi