đồ án thiết kế chi tiết máy thiết kế hệ dẫn động băng tải gồm có hộp giảm tốc hai cấp khai triển bánh răng trụ và bộ truyền xích

Đề tài của nhóm được giao là thiết kế hệ dẫn động băng tải gồm có hộp giảm tốc haicấp khai triển bánh răng trụ và bộ truyền xích.. Do là lần đầu tiên làm quen với công việc tính toán, th

KHOA CƠ KHÍ 

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY

GVHD: Nguyễn Trường Giang

quan trọng đối với đời sống con người Việc áp dụng khoa học kĩ thuật chính làm tăngnăng suất lao động đồng thời nó cũng góp phần không nhỏ trong việc thay thế sức laođộng của người lao động một cách có hiệu quả nhất, bảo đảm an toàn cho họ trong quátrình làm việc

Đồ án môn học thiết kế chi tiết máy là một môn học giúp cho sinh viên ngành cơkhí có thêm kiến thức cơ bản về việc thiết kế các chi tiết máy và hệ thống truyền động cơkhí, để từ đó có cách nhìn về các hệ thống sản xuất, các chi tiết trong máy

Trong phạm vi đồ án, các kiến thức từ các môn cơ sở như: Cơ kỹ thuật, Sức BềnVật Liệu, Nguyên Lý Chi Tiết Máy, Vẽ Bằng Máy Tính, … Được áp dụng giúp sinh viên

có cái nhìn tổng quan về các truyền động cơ khí Trong quá trình thực hiện đồ án, kỹnăng vẽ và sử dụng các phần mềm Auto CAD được cải thiện rõ rệt Từ đây cộng vớinhững kiến thức chuyên ngành nhóm em sẽ tiếp cận được với các hệ thống thực tế, có cáinhìn tổng quan hơn để chuẩn bị cho đồ án tiếp theo và đồ án tốt nghiệp

Đề tài của nhóm được giao là thiết kế hệ dẫn động băng tải gồm có hộp giảm tốc haicấp khai triển bánh răng trụ và bộ truyền xích Hệ thống được dẫn động bằng động cơđiện qua khớp nối, hộp giảm tốc truyền chuyển động tới băng tải thông qua bộ truyềnxích

Do là lần đầu tiên làm quen với công việc tính toán, thiết kế chi tiết máy cùng với

sự hiểu biết còn hạn chế cho nên dù đã rất cố gắng tham khảo tài liệu và bài giảng của cácmôn học có liên quan song bài làm của nhóm không thể tránh được những thiếu sót.Cuối cùng nhóm xin chân thành cảm ơn các thầy cô bộ môn, đặc biệt là ThầyNguyễn Trường Giang đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo một cách tận tình giúp nhóm hoànthành tốt nhiệm vụ được giao

MỤC LỤCMỤC LỤC

PHẦN 1: TÌM HIỂU TRUYỀN DẪN CƠ KHÍ TRONG MÁY

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

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

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

4 Ưu-nhược điểm của từng loại bộ truyền và các ứng dụng của nó

5 Các dạng hộp giảm tốc

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

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

1.1 Chọn động cơ

1.2 Phân phối tỉ số truyền

1.3 Các thông số khác

1.4 Bảng tổng kết số liệu tính được

CHƯƠNG 2: BỘ TRUYỀN NGOÀI HỘP SỐ

2.1 Nêu các yêu cầu để chọn đai

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN

Nhận xét của giảng viên hướng dẫn

Tp.HCM, ngày tháng năm 2021 Giảng viên hướng dẫn

NỘI DUNG PHẦN 1 Phần 1: TÌM HIỂU TRUYỀN DẪN CƠ KHÍ TRONG MÁY

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

1.1 Nội dung thiết kế máy và chi tiết máy

Mỗi chi tiết máy là một phần tử cơ bản nhất để cấu tạo nên các thiết bị, dây chuyềncông nghiệp Vì vậy thiết kế chi tiết máy có vai trò rất quan trọng trong thiết kế náy nóichung

Chi tiết máy được thiết kế phải thỏa mãn các yêu cầu về kĩ thuật, làm việc ổn địnhtrong suất thời hạn phục vụ đã định với chi phí chế tạo và sử dụng thấp nhất Tuy nhiêncác chi tiết máy được thiết kế ra chỉ có thể thực hiện tốt chức năng của mình trên nhữngmáy cụ thể phù hợp với công dụng của máy trong công nghệ Đồng thời chỉ tiêu kinh tế -

kĩ thuật của chi tiết máy được thiết kế phải phù hợp với chỉ tiếu kinh tế - kĩ thuật của toànmáy Đó trước hết là năng suất, độ tin cậy và tuổi thọ cao, kinh tế trong chế tạo và sửdụng, thuận lợi và an toàn trong chăm sóc bảo dưỡng, khối lượng giảm ,

Xuất phát từ các chỉ tiêu kinh tế - kĩ thuật trên đây, thiết kế chi tiết máy bao gồmcác nội dung sau:

a) Xác định nguyên tắc hoạt động và chế độ làm việc của máy dự định thiết kế.b) Lập sơ đồ chung toàn máy và các bộ phậ máy thỏa mãn các yêu cầu cho trước

Đề xuất một số phương án thực hiện, đánh giá và so sánh các phương án để tìm

ra phương án phù hợp nhất đáp ứng nhiều nhất các yêu cầu đã được đặt ra.c) Xác định lực hoặc momen tác dụng lên các bộ phận của máy và đặc tính thayđổi của trọng tải

d) Chọn vật liệu thích hợp nhằm sử dụng một cách có lợi nhất tính chất đa dạng vàkhác biệt của vật liệu để nâng cao hiệu quả và độ tin cậy làm việc của máy.e) Thực hiện các tính toàn khoa học, lực, độ bền và các tính toán khác nhằm xácđịnh kích thước của chi tiết máy, bộ phận máy và toàn máy

f) Thiết kế kết cấu các chi tiết máy, bộ phận máy và toàn máy thỏa mãn các tiêuchí về khả năng làm việc đồng thời đáp ứng các yêu cầu về công nghệ và lắpghép.

g) Lập các thuyết minh, các hướng dẫn sử dụng và sửa chữa máy

Tóm lại, việc thiết kế máy là công việc rất phức tạp, đòi hỏi những hiểu biết sâusắc về lí thuyết và thực hành Tuy nhiên sau khi đã xác định được một số thông

số (công suất, tỉ số truyền, một số kích thước khác, ) thì người thiết kế có thể

có những nhận xét , đánh giá xem các chỉ số thiết kế đã cho có sự phù hợp vớiloại hộp giảm tốc, sơ đồ hệ thống và phương án dẫn động không Như vậy, tínhtoán thiết kế chi tiết máy là phần quan trọng của thiết kế máy và dồ án môn họcchi tiết máy với nội dung thiết kế các hệ thống dẫn động băng tải, xích tải,thùng trộn, chính là công việc thiết kế của sinh viên Nắm vững nội dung thiết

kế và hoàn thành có chất lượng đồ án này, sinh viên sẽ có điều kiện để thực hiệntốt các thiết kế tốt nghiệp sau này

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

Đối với phần lớn sản phẩm, hoàn thành thiết kế chỉ là kết quả đầu tiên của công việcthiết kế Thông qua các việc chế thử, các nhược điểm về kết cấu, công nghệ của bản thiết

kế, kể cả các sai sót về tính toán, sự không phù hợp về kích thước, tính không côngnghệ, sẽ được phát hiện và sửa chữa

Đương nhiên việc thay đổi kết cấu ở các mẫu thử đòi hỏi phương tiện và thời gian.Chi phí này sẽ giảm xuống nếu thiết kế đầu tiên được nghiên cứu và tính toán cẩn thận

Sự thay đổi nhỏ ở một chi tiết cũng sẽ dẫn theo sự thay đổi của hàng loạt chi tiết khác Vìvậy người thiết kế cần phải nắm vững từng kích thước, từng nét đường nét của bản vẽ,từng yếu tố kết cấu trên cơ sở các tính toán chính xác và chú ý đầy đủ đến đặc tính toánchi tiết máy cũng như phương pháp thiết kế máy nói chung

1.2.1 Đặc điểm tính toán thiết kế chi tiết máy

Trong quá trình thiết kế chi tiết máy gặp rất nhiều những khó khăn (bề mặt chi tiếtphức tạp khó gia công, các yếu tố không được biết chính xác, các yếu tố ảnh hưởng đếnchi tiết máy, ) vì vậy người thiết kế cần lưu ý những đặc đặc điểm tính toán chi tiết máydưới đây để xử lý trong quá trình thiết kế

a) Tính toán xác định kích thước chi tiết máy thường được tiến hành theo hai bước:tính thiết kế và tính kiểm nghiệm, trong đó do điều kiện làm việc phức tạp của chi tiếtmáy, tính thiết kế thường được đơn giản hóa và mang tính gần đúng Từ các kết cấu vàkích thước đã chọn, qua bước kiểm nghiệm sẽ quyết định lần cuối giá trị của các thông số

và kích thước cơ bản của chi tiết máy

b) Bên cạnh những công thức chính xác để xác định những yếu tố quan trọng của chitiết máy, rất nhiều những công thức kinh nghiệm cũng được sử dụng Các công thức kinhnghiệm này thường cho trong một phạm vi rộng, do đó khi sử dụng cần cân nhắc lựachọn cho phù hợp

c) Trong tính toán thiết kế, số ẩn số thường nhiều hơn số phương trình, vì vậy cầndựa vào các quan hệ kết cấu để chọn trước một số thông số trên cơ sở các thông số cònlại Mặt khác nên kết hợp tính toán với vẽ hình, vì rất nhiều kích thước cần cho tính toán

có thể nhận được từ vẽ hình, đồng thời từ các hình vẽ cũng có thế kiểm tra phát hiện cácsai sót trong tính toán

d) Cùng một nội dung thiết kế sẽ có nhiều phương án thực hiện Trong đó cần chọnphương án có lợi nhất về kĩ thuật và kinh tế Đó là yêu cầu cao nhất đòi hỏi người thiết kếphải vận dụng sáng tạo các vấn đề lí thuyết kết hợp với các kinh nghiệm rút ra từ thựctiễn sản xuất

e) Ngày nay kĩ thuật tin học đang xâm nhập mạnh mẽ vào mọi ngành khoa học vàcông nghệ, việc nắm vững kiến thức tin học để phục vụ tự động hóa thiết kế sẽ góp phầnnâng cao chất lượng, thời gian thiết kế

1.2.2 Các nguyên tắc và giải pháp trong thiết kế

a) Thực hiện đúng nhiệm vụ thiết kế Các số liệu kĩ thuật cần được tuân thủ triệt để.Nếu có những đề xuất để hoàn thiện sản phẩm cần có sự đồng ý của bên đặt hàng.b) Kết cầu cần có sự hài hòa về kích thước của các bộ phận máy và chi tiết máy, về

hệ số an toàn, tuổi thọ và độ tin cậy làm việc

c) Bố trí hợp lý các đơn vị lắp, đảm bảo kích thước khuân khổ nhỏ gọn, tháo lắpthuận tiện, điều chỉnh và chăm sóc bảo dưỡng đơn giản, thuận lợi

d) Lựa chọn một cách có căn cứ vật liệu và phương pháp nhiệt luyện, đảm bảo giảmđược khối lượng sản phẩm, giảm chi phí của các vật liệu đắt tiền và giảm giáthành kết cấu

e) Chọn dạng công nghệ gia công chi tiết có xét tới quy mô sản xuất, phương phápchế tạo phôi và gia công cơ

f) Sử dụng rộng rãi tiêu chuẩn nhà nước, tiêu chuẩn ngành, tiêu chuẩn tỉnh, thànhphố và tiêu chuẩn cơ sở trong thiết kế

g) Thực hiện sự thống nhất hóa trong thiết kế

h) Lựa chọn một cách có căn cứ các kiểu lắp, dung sai, cấp chính xác và cấp độ nhám

Yêu cầu cơ bản đối với bản vẽ trong TCVN 3826-83

Bảng P1.3 Kích thước giấy vẽ theo TCVN 2-74.

Kích thước, mm 1189 x 841 594 x 841 594 x 420 297 x 420 297 x 210

Bản vẽ lắp và bản vẽ chế tạo thường được vẽ theo tỉ lệ 1 : 1 Với các bản vẽ chungnhư bản chế tạo các chi tiết có kích thước lớn (chẳng hạn vỏ hộp giảm tốc) có thế sử dụngmột trong các tỉ lệ thu nhỏ sau : 1 : 2; 1 : 2,5; 1 : 4; 1 : 5; 1 : 10; 1 : 15; 1 : 20; 1 : 25; 1 :40; 1 : 50 Số lượng các mặt cắt chỉ nên đủ để diễn tả hoàn toàn kết cấu của các chi tiếthoặc bộ phận máy.

Bảng P1.4 Khung tên bản vẽ cơ bản (theo TCVN 3821-83)

Nội dung trong các ô của khung tên:

1 Tên gọi sản phẩm

2 Kí hiệu bản vẽ: dùng hệ thống các con số để kí hiệu

3 Kí hiệu vật liệu chi tiết

4 Số thứ tự của tờ

5 Tên trường và lớp sinh viên

6 Tên sản phẩm theo đầu đề và đề tài thiết kế

Trong ô “Khối lượng” ghi khối lượng sản phẩm tính bằng kg mà không ghi đơn vị

đo Khung tên này thống nhất cho tất cả các loại bản vẽ Khi dùng khổ giấy 11 (A4) thìkhung tên được đặt ở cạnh ngán của tờ giấy

1.3.2 Bảng kê (theo TCVN 3824-83)

Bảng kê được ghi trên khổ giấy 11 (A4) cho từng đơn vị lắp, tổ hợp và bộ Thôngthường bảng kê bao gồm: tài liệu, tổ hơp, đơn vị lắp, chi tiết, sản phẩm tiêu chuẩn, sảnphẩm khác, vật liệu và bộ tài liệu kèm theo Tuy nhiên theo TCVN 3824-83, tùy theo cấutạo của sản phẩm, có thể bỏ bớt các nội dung trên Với các thiết kế môn học, ghi bảng kêtheo mấy bảng 1.5, gồm ba nội dung: đơn vị lắp, chi tiể và sản phẩm tiêu chuẩn

Trong phẩn “Đơn vị lắp” và “Chi tiết” ghi theo thứ tự trong bảng chữ cái tên gọi củađơn vị lắp hoặc chi tiết

Trong phần “Sản phẩm tiêu chuẩn”, trước hết ghi tên các sản phẩm theo tiêu chuẩnNhà nước sau đó đến tiêu chuẩn ngành Trong phạm vi từng loại tiêu chuẩn, ghi lần lượttên các sản phẩm cùng loại Trong phạm vi của các loại sản phẩm, ghi tên gọi sản phẩmghi lần lượt theo vần chữ cái Trong cùng một tên gọi sản phẩm ghi lần lượt theo kí hiệuchỉ thứ tự tiêu chuẩn tăng dần và sau cùng theo thứ tự tăng dần của csac thông số hoặckích thước cơ bản

Ghi các cột trên bảng kê như sau:

a) Trong cột “Vị trí” ghi số thứ tự các phần cấu thành sản phẩm được lập trong bảngkê

b) Trong cột “Kí hiệu” ghi kí hiệu bản vẽ các phân cấu thành sản phẩm Trong phần

“Sản phẩm tiêu chuẩn không ghi phần này”

c) Trong cột “Tên gọi”ghi tên sản phẩm Riêng phần “Sản phẩm tiêu chuẩn”còn ghi

kí hiệu tương ứng với tiêu chuẩn

d) Trong cột “Số lượng” ghi số lượng các phần cấu thành của sản phẩm được lậpbảng kê

e) Trong cột “Vật liệu” ghi kí hiệu vật liệu theo TCVN về vật liệu

f) Trong cột “Chú thích” ghi các chỉ dẫn phụ nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việclập kế hoạch và tổ chúc sản xuất sản phẩm

Bảng P1.5 Bảng kê theo TCVN 3824-83.

b) Các số liệu kĩ thuật phục vụ cho đề tài thiết kế.

c) Phân tích và trình bày cơ sở của sơ đồ cơ cấu đã được chọn

d) Tính toàn động học và tính lực cơ cấu: tính công suất cần thiết, chọn động cơ,tính tỉ số truyền chung và phân phối tỉ số truyền chung cho các cấp, tính côngsuất và momen tác động lên các trục

e) Tính toán thiết kế các chi tiết máy và bộ phận máy, bao gồm: chỉ tiêu tính toán,chọn vật liệu và xác định ứng suất cho phép, tính thiết kế và tính kiểm nghiệm.Với đồ án môn học chi tiết máy, nội dung bao gồm: tính các bộ truyền, tínhthiết kế trục, chọn ổ lăn, tính các yếu tố của vỏ hộp giảm tốc, chọn khớp nối vàvật liệu bôi trơn

f) Lập bảng bảng ghi các chi tiết tiêu chuẩn, thống kê các mối ghép với kích thướcdanh nghĩa và sai lệch giới hạn, trên cơ sở đó và đối chiếu vơi các yêu cầu vềthống nhất hóa trong thiết kế, giảm bớt chủng loại và quy cách các mối ghép vàchi tiết tiêu chuẩn

Nhìn chung thuyết mình cần trình bản đẩy đủ và súc tích cơ sở của phương pháptính, cách lựa chọn các thông số, kết quả bằng số và các tài liệu tham khảo

Thuyết minh được viết trên khổ giất 11 (A4) hoặc trên giấy viết tay học sinh khổ

270 x 180, được đóng bằng bìa cứng, ngoài bìa có ghi các nội dung

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

2.1 Truyền dẫn cơ khí

2.1.1 Bộ truyền động đai

Nguyên lý: Làm việc theo nguyên tắc ma sát Bao gồm hai bánh đai: bánh dẫn vàbánh bị dẫn được lắp trên hai trục dây đai bao quanh các bánh đai Tải trọng được truyền

đi nhờ lực ma sát sinh ra giữa dây đai và bánh đai

 Phân loại: đai dẹt, đai hình thang, đai hình lược, đai tròn, đai vuông,

 Ưu điểm: Có thể truyền động giữa các trục xa nhau, làm việc êm, đề phòng sựquá tải do hiện tượng trượt trơn, kết cấu vận hành đơn giản,

 Nhược điểm: Kích thước bộ truyền lớn, tỷ số truyền thay đổi, tải trọng tác độnglên trục lớn, tuổi thọ thấp,

2.1.2 Bộ truyền động xích

 Nguyên lý: Xích truyền chuyển động và tải trọng từ trục dẫn động sang trục bịdẫn nhờ vào sự ăn khớp giữa các mắt xích với răng của đĩa xích Bộ truyềnxích bao gồm xích và các đĩa xích dẫn, bị dẫn

 Phân loại: xích kéo, xích tải và xích truyền động

 Ưu điểm: Không có hiện tượng trượt trơn, không đòi hỏi phải căng xích, kíchthước bộ truyền nhỏ,

 Nhược điểm: Bản lề xích bị ăn mòn, xuất hiện tải trọng động phụ, ồn ào khilàm việc, tỉ số truyền tức thời thay đổi, vận tốc tức thời của xích và bánh bị dẫnthay đổi, cần bôi trơn thường xuyên và cần bộ phận điều chỉnh xích

2.1.3 Truyền động bánh răng

 Nguyên lý: Bộ truyền bánh răng làm việc theo nguyên lý ăn khớp, thực hiệntruyền chuyển động và công suất nhờ vào sự ăn khớp của các răng trên bánhrăng Bộ truyền bánh răng có thể truyền chuyển động quay giữa hai trục songsong, giao nhau, chéo nhau hay biến đổi chuyển động quay thành chuyển độngtịnh tiến

 Phân loại: Răng thẳng, răng nghiêng, răng chữ V, răng xoắn,

 Ưu điểm: Kích thước nhỏ, khả năng tải lớn, tỷ số truyền không thay đổi, hiệu

suất cao, làm việc với vận tốc cao, tuổi thọ cao,

 Nhược điểm: Chế độ tương đối phức tạp, đòi hỏi độ chính xác cao, có nhiềutiếng ồn khi vận tốc lớn,

2.2 Tuyền động điện

2.2.1 Động cơ điện một chiều

Kích từ mắc song song, nối tiếp hoặc hỗn hơp và hệ thống động cơ – máy phát thayđổi trị số của momen và vận tốc góc trong phạm vi rộng, đảm bảo khởi động êm, hãm vàđảo chiều dễ dàng, do đó được dùng rộng rãi trong các thiết bị vận chuyển bằng điện,thang máy, máy trục, Bên cạnh đó các động cơ điện một chiều rất khó kiếm và phải tăngthêm vốn đầu tư để đặt các thiết bị chỉnh lưu

2.2.2 Động cơ điện xoay chiều

 Động cơ ba pha không đồng bộ:

Động cơ ba pha không đồng bộ dây quấn cho phép điều chỉnh tốc độ trong phạm vinhỏ, dòng điện mở máy nhỏ nhưng hiệu suất thấp và giá thành cao

Động cơ ba pha không đồng bộ roto ngắn mạch có kết cấu đơn giản, giá thànhtương đối hạ, dễ bảo quản, làm việc tin cậy, có thể mắc trực tiếp vào dòng điện ba pha.Bên cạnh đó, hiệu suất và công suất lại thấp, không điều chỉnh được vận tốc

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

4 Ưu – Nhược điểm của từng loại bộ truyền và các ứng dụng của nó

4.1 Bộ truyền đai

4.1.1 Ưu điểm

Có thể truyền động giữa các trục xa nhau(>15m)

Làm việc êm và không ồn nhờ vào độ dẻo của đai, do đó có thể truyền động với vậntốc lớn

Tránh cho các cơ cấu không có sự dao động lớn sinh ra do tải trọng thay đổi nhờvào tính chất đàn hồi của đai

Đề phòng sự quá tải của động cơ nhờ vào sự trượt trôn của đai khi quá tải

Kết cấu và vận hành đơn giản (do không cần bôi trơn), giá thạnh hạ

Tải trọng tác động lên trực và ổ lớn (lớn hơn 2÷3 lần so với bộ truyền bánh răng) do

ta phải căng đai với lực căng ban đầu F0.

Tuổi thọ thấp (từ 1000÷5000 giờ)

4.1.3 Ứng dụng

Bộ truyền đai thường sử dụng khi khoảng cách giữa hai trục tương đối lớn Côngsuất truyền không quá 50kW và thường đặt ở trục có số vòng quay cao

Bộ truyền đai thang được sử dụng rộng rãi nhất, đai dẹt ngày càng ít sử dụng (hiện nay sửdụng đai dẹt làm bằng vật liệu tổng hợp vì có thể làm việc với vận tốc cao) Đai tròn sửdụng trong các bộ truyền có cồng suất thấp Đai răng và đai hình lược ngày càng được sửdụng nhiều.

4.2 Bộ truyền xích

4.2.1 Ưu điểm

So với bộ truyền đai, bộ truyền xích có các ưu điểm sau:

Không có hiện tượng trượt, hiệu suất cao hơn, có thể làm việc khi có quá tải độtngột

Không đòi hỏi phải căng xích, lực tác dụng lên trục và ổ nhỏ hơn

Kích thước bộ truyền nhỏ hơn nếu truyền cùng công suất và số vòng quay

Bộ truyền xích truyền công suất nhờ vào sự ăn khớp giữa xích và bánh xích, do đógóc ôm không có vị trí quan trọng như trong bộ truyền đai và do đó có thể truyền côngsuất và chuyển động cho nhiều đĩa xích bị dẫn

4.2.2 Nhược điểm

Các nhược điểm của bộ truyền xích là do sự phân bố các nhánh xích trên đĩa xíchkhông theo đường tròn, mà theo hình đa giác, do đó khi vào khớp và ra khớp, các mắtxích xoay tương đối với nhau và bản lề xích bị mòn, gây nên tải trọng động phụ, ồn khilàm việc, có tỷ số truyền tức thời thay đổi, vận tốc tức thời của xích và bánh bị dẫn thayđổi, cần phải bôi trơn thường xuyên và phải có bộ phận điều chỉnh xích

4.2.3 Ứng dụng

Bộ truyền xích được sử dụng khi truyền chuyển động và công suất giữa các trục cókhoảng cách xa (đến 8m) cho nhiều đĩa xích bị dẫn cùng một lúc Sử dụng trong trườnghợp có vận tốc thấp và trung bình v < 15m/s và số vòng quay n < 500 vòng/phút Thông

thường đặt bộ truyền xích sau hợp giảm tốc Công suất truyền P có thể đến vài ngàn kW,tuy nhiên thông thường P < 100kW Tỷ số truyền u ≤ 8, trong một số trường hợp có thểđến 15 Hiệu suất bộ truyền η ≈ 0,92 0,98.

4.3 Bộ truyền bánh răng

4.3.1 Ưu điểm

 Kích thước nhỏ, khả năng tải lớn

 Tỷ số truyền không thay đổi do không có hiện tượng trượt trơn

 Hiệu suất cao có thể đạt 0,97÷0,99

 Làm việc với vận tốc lớn (đến 150m/s), công suất đến chục ngàn kW, tỷ sốtruyền một cấp từ 2÷7, bộ truyền nhiều cấp đến vài trăm hoặc vài ngàn

 Tuổi thọ cao, làm việc với độ tin cậy cao (Lh = 30000giờ)

4.3.2 Nhược điểm

 Chế tạo tương đối phức tạp

 Đòi hỏi độ chính xác cao

 Có nhiều tiếng ồn khi vận tốc lớn

4.3.3 Ứng dụng

Do có nhiều ưu điểm nên bộ truyền bánh răng được sử dụng rộng rãi trong ngành cơkhí Trong đó bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng được sử dụng rộng rãi nhất, các bộtruyền còn lại sử dụng tùy vào kết cấu máy

4.4 Bộ truyền trục vít

4.4.1 Ưu điểm

Tỉ số truyền lớn, làm việc êm, không ồn, có khả năng tự hãm, độ chính xác động học cao

4.4.2 Nhược điểm

Hiệu suất thấp, sinh nhiệt nhiều do có vận tốc trượt lớn nên phải tính nhiệt độ cho

bộ truyền trục vít và kèm theo các biện pháp làm nguội

Vật liệu chế tạo bánh vít làm bằng kim loại màu để giảm ma sát nên đắt tiền

4.4.3 Ứng dụng

Do có hiệu suất thấp (khoảng 70÷90%) nên chỉ sử dụng cho phạm vi công suất bé

và trung bình (P < 60kW), rất hiếm khi đén 200kW Do tỉ số truyền lớn nên bộ truyềntrục vít được sử dụng rộng rãi trong các cơ cấu phân độ Vì có khả năng tự hãm nên bộtruyền được sử dụng khá phổ biến trong các máy nâng như cần trục, tời Tỉ số truyền bộtruyền trục vít một cấp nằm trong khoảng 8÷63 có khi đến 120 Trong một số trường hợpdùng bộ truyền hai cấp, tỉ số truyền có thể đén 2500 Khi thiết kế hệ thống truyền độngbao gồm các cặp bộ truyền bánh răng và trục vít thì nên bố trí trục vít ở cấp nhanh, vì nhưthế tăng vận tốc vòng trục vít, tạo điều kiện thuận lợi để hình thành lớp dầu bôi trơn trongmối ăn khớp và giảm ma sát Để tránh quá nhiệt trong quá trình làm việc nên sử dụng bộtruyền trục vít trong hệ thống truyền động chuyển động theo chu kỳ (không liên tục)

4.5 Bộ truyền vít – Đai ốc

4.5.1 Ưu điểm

Kết cấu đơn giản, nhỏ gọn và dễ chế tạo; khả năng tải lớn; độ tin cậy cao; làm việc

êm và không ồn; lợi nhiều về lực; có thể chuyển động chậm với độ chính xác cao

4.5.2 Nhược điểm

Bộ truyền vít-đai ốc trượt do ma sát lớn nên ren mòn nhanh; hiệu suất thấp

4.6 Bộ truyền bánh ma sát và biến tốc

4.6.1 Ưu điểm

Đơn giản, không ồn và thay đổi tốc độ vô cấp

4.6.2 Nhược điểm

Mòn nhiều và không đều trên bề mặt tiếp xúc

Lực tác dụng lên trục và ổn lớn và do đó tăng kích thước bộ truyền

Tỉ số truyền thay đổi do có hiện tượng trượt

4.6.3 Ứng dụng

Nếu tỉ số truyền không đổi thì sử dụng hạn chế do cồng kềnh và không tin cậy Các

bộ biến tốc thay đổi vô cấp tỉ số truyền được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp: máycắt kim loại, máy may, thiết bị giao thông, máy chế biến gỗ… Đa số bộ truyền bánh masát truyền công suất đến 20kW và làm việc với vận tốc đến 50m/s Thông thường bố trí

bộ truyền bánh ma sát và bộ biến tốc gần động cơ, vị trí có số vòng quay cao và mômennhỏ

5 Các dạng hộp giảm tốc

5.1 Hộp giảm tốc bánh răng trụ

Hình P1.1 Các loại sơ đồ hộp giảm tốc bánh răng trụ

Hộp giảm tốc bánh răng được dùng rộng rãi hơn cả nhờ các ưu điểm: tuổi thọ vàhiệu suất cao, kết cấu đơn giản, có thể sử dụng trong một phạm vi rộng của vận tốc và tảitrọng.

Loại răng bánh răng trong hộp giảm tốc có thể là: thẳng, nghiêng hoặc chữa V

1 Hộp giảm tốc bánh răng trụ một cấp (h.a) được sử dụng khi tỉ số truyền u ≤ 7 ÷ 8 (nếudùng bánh răng trụ thẳng thì u ≤ 5) Nếu dùng tỉ số truyền lớn hơn, kích thước và khốilượng hộp giảm tốc một cấp sẽ lớn hơn so với hộp giảm tốc hai cấp

5.2 Hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp (h, b, c, d, e)

Được sử dụng nhiều nhất, tỉ số truyền chung của hộp hộp giảm tốc thường bằng từ 8đến 40 Chúng được bố trí theo ba sơ đồ sau đây:

Sơ đồ khai triển: (h.b) Hộp giảm tốc này đơn giản nhất nhưng có nhược điểm là

các bánh răng bố trí không đối xứng với các ổ, do đó làm tăng sự phân bố không đều tảitrọng trên chiều dài răng

Sơ đồ phân đôi: (hình d, e)Công suất được phân đôi ở cấp nhanh (h.3.1d) hoặc cấp

chậm (h.e), trong đó hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh được dùng nhiều hơn Với kết cấunày, cấp chậm chịu tải lớn hơn có thể chế tạo với chiều rộng vành răng khá lớn (ψ ba ≥0.5) nhờ vị trí bánh răng đối xứng với các ổ có thể khắc phục sự phân bố không đều tảitrọng trên chiều rộng vành răng

So với sơ đồ khai triển, sơ đồ phân đôi có ưu điểm:

 Tải trọng phân bố đều cho các ổ

 Giảm được sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng nhờ bánhrăng được bố trí đối xứng với các ổ

 Tại các tiết diện nguy hiểm của trục trung gian (trục 2) moomen xoắn chỉtương ứng với một nữa công suất được truyền tới trục

Tuy nhiên hộp giảm phân đôi lại có nhược điểm là chiều rộng của hộp tăng, cấu tạo

bộ phận ổ phức tạp hơn, số lượng chi tiết và khối lượng gia công tăng

Sơ đồ đồng trục: (hình c, g, l) Loại này có đặc điểm là đường tâm của trục vào và

trục ra trùng nhau, nhờ đó có thể giảm bớt được chiều dài hộp giảm tốc và nhiều khi giúpcho việc bố trí gọn cơ cấu

Tuy nhiên sơ đồ đồng trục có một số nhược điểm sau:

 Khả năng tải của cấp nhanh không dùng hết vì tải trọng tác dụng vào cấp chậmlớn hơn khá nhiều so với cấp nhanh

 Phải bố trí các ổ của các trục đồng tâm bên trong hộp giảm tốc, làm phức tạpkết cấu gối đỡ và gây khó khăn cho việc bôi trơn các ổ

 Khoảng cách giữa các gối đỡ của các trục trung gian lớn, do đó muốn đảm bảotrục đủ bền và đủ cứng cần phải tăng đường kính trục 5.3 Hộp giảm tốc bánhrăng trụ ba cấp (hình h, i, k) Được sử dụng khi tỉ số truyền u= 37… 250, được

bố trí theo sơ đồ khai đồ khai triển (hình h) hoặc phân đôi ở cấp trung gian

(hình i).5.3.1 Hộp giảm tốc bánh răng côn và côn – trụ

Hình P1.2 Các loại sơ đồ hộp giảm tốc bánh răng côn và côn-trụ

Hộp giảm tốc bánh răng côn (hình a, b) được sử dụng khi cần truyền mômen xoắn

và chuyển động quay giữa các trục giao nhau, góc giữa các trục thường là 90o Khi tỉ sốtruyền u ≤ 3 dùng bánh răng côn răng thẳng, với tỉ số truyền lớn hơn (u ≤ 6) thường sửdụng bánh răng côn răng nghiêng hoặc răng cung tròn

5.3.2 Hộp giảm tốc bánh răng côn – trụ hai cấp

Khi cần truyền mômen xoắn và chuyển động quay giữa các trục giao nhưng với tỉ

số truyền lớn hơn, người ta sử dụng hộp giảm tốc bánh răng côn-trụ hai cấp (hình c, d, e) Nhược điểm của hộp giảm tốc bánh răng côn-trụ:

 Giá thành chế tạo đắt (phaei có dao và máy chuyên dùng để chế tạo bánh răngcôn, ngoài dung sai về kích thước và răng còn phải đảm bảo dung sai về gócgiữa hai trục)

 Lắp ghép khó khăn vì bộ truyền bánh răng côn rất nhạy với sự không trùngđỉnh của các côn lăn do sai số chế tạo và lắp ghép, do biến dạng của trục khichịu tải và do biến dạng nhiệt

 Khối lượng và kích thước lớn hơn hộp giảm tốc bánh răng trụ

So với hộp giảm tốc bánh răng, hộp giảm giảm tốc trục vít có ưu điểm: với khuônkhổ kích thước nhỏ có thể thực hiện được tỉ số truyền lớn, làm việc êm nhưng có nhược

điểm: hiệu suất thấp, nguy hiểm về dính và mòn ang khi bộ truyền làm việc lâu dài, phảidùng kim loại màu hiếm và đắt tiền để chế tạo bánh vít Vì vậy nên sử dụng hộp giảm tốctrục vít làm việc trong những khoảng thời gian ngắn, còn nếu cần phải làm việc lâu dàithì chỉ nên dùng hộp giảm tốc trục vít để truyền công suất dưới 40… 50kW

Hình P1.3 Sơ đồ hộp giảm tốc trục vít và hộp giảm tốc trục vít-bánh răng

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

CHƯƠNG 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN1.1 Chọn động cơ

1.1.1 Tính chọn công suất làm việc :

- Vì đây là tải không thay đổi : T = const

- Chọn ɳ ol= 0,99 hiệu suất ổ lăn (0,99÷0,995)

- Chọn ɳ br= 0,96 hiệu suất bánh răng (0,96÷0,98)

- Chọn ɳ đ= 0,95 hiệu suất bộ truyền đai (0,95÷0,96)

1.1.2 Số vòng quay trên trục công tác :

chọn động cơ như sau :

Kiểu động cơ Công suất

kW

Vận tốc quayvg/ph cos φ ɳ% Tmα/Tdn Tk/Tdn

Bảng 1.1 Các thông số kỹ thuật của động cơ 4A112MB6Y3

1.2 Phân phối tỉ số truyền :

Theo bảng 3.1 trang 43 tập 1 Trịnh Chất , ta chọn Uhộp số = 8 Do đây là hộp giảm tốc phân đôi nên suy ra u1 = 3,08 , u2 = 2,60

CHƯƠNG 2:

THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI HỘP SỐ2.1 Các yêu cầu chọn đai:

Điều kiện yêu cầu

- Thời gian phục vụ: L= 7 năm

- Hệ thống quay 1 chiều, làm việc 2 ca, tải va đập nhẹ, 1 năm làm việc 300 ngày, 1 ca làm việc 8h

- D đc=4 kW , nđc=950 v

p , u đ=3.19

2.2 Tính toán lựa chọn đai

- Dựa vào công suất và số vòng quay của động cơ ta chọn được loại đai thang B

=> Thỏa mản điều kiện ban đầu.

2.2.5 Số chạy đai trong 1 giây:

L là chiều dài đai.

[i] là số lần chạy đai cho phép

2.2.6 Góc ôm đai:

α1=180−57×d2−d1

a =180−57 ×

560−180640.6 =146 °

P0 là công suất ban đầu cho phép

Để bộ truyền không bị trơn trượt thì hệ số ma sát nhỏ nhất là:

f min=f ' ×sin 20=0.115×sin 20=0.04

2.2.11 Ứng suất lớn nhất trong mỗi dây đai

+2 × 4

180 × 100=6.56 Mpa

σ0: ứng suất ban đầu trong mỗi dây đai

σ t: ứng suất do lực vòng F t trong mỗi dây đai

σ v: ứng suất do vận tốc gây ra

σ F1: ứng suất

E: module đàn hồi của vật liệu (200 – 350 Mpa)

2.2.12 Tuổi thọ của đai

CHƯƠNG III:

THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG3.1 Chọn vật liệu

Dựa vào bảng 6.1, ta chọn:

Bảng 3.1 Cơ tính vật liệu bánh răng

Loại bánh Nhiệt luyện

Kích thước S,

mm, không lớn hơn

Chọn độ rắn bánh răng nhỏ: HB1 = 250.

Chọn độ rắn bánh răng lớn: HB1 = 235HB2=240

3.3 Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép

3.3.1 Ứng suất tiếp cho phép

σ OHlim=2 HB+70

=> [σ¿¿H 1]=σ OHlim1 × 0.9 × K HL1

S H =(2 ×250+70 )×

0.9 ×1

1.1 =466.36 MPa¿[σ¿¿H 2]=σ OHlim2 × 0.9× K HL 2

S H =(2 ×235+ 70)×

0.9 ×1

1.1 =441.8 MPa¿

- Đối với cặp bánh răng thẳng chọn ứng suất quá tải chính xác:[σ H]=441.8 MPa

- Đối với cặp bánh răng nghiêng:

[σ H]=[σ¿¿H 1]+[σ¿¿H 2]

466.36+ 441.8

2 =454.08 MPa<1.25[σ H]min=452.2 MPa¿ ¿

- Ứng suất quá tải cho phép:

S F =423 ×

1× 1

1.75=241.7 MPa¿

3.4 Tính toán cặp bánh răng thẳng ( Z1, Z2) cấp nhanh

3.4.1 Chọn hệ số chiều rộng vành răng ψ ba theo tiêu chuẩn:

ψ ba=0.3