Đồ Án Môn Học: Thiết Kế Chi Tiết Máy - Hệ Thống Truyền Động Cơ Khí 3

Đồ án môn học thiết kế chi tiết máy hệ truyền động cơ khí 3. Tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên cơ khí, giúp thiết kế hệ thống truyền động tối ưu.

• Tác giả: Nguyễn Đức Thiện
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Trung Dũng
• Trường học: Trường Đại Học Công Nghiệp Tp. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Cơ Khí
• Đề tài: Thiết Kế Hệ Thống Truyền Động Cơ Khí
• Loại tài liệu: Đồ án môn học
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. PHẦN 1: TÌM HIỂU TRUYỀN DÂN CƠ KHÍ TRONG MÁY
• 1.1. Những vấn đề cơ bản về thiết kế máy và hệ thống dẫn động [1]
• 1.1.1. Nội dung thiết kế máy và chi tiết máy
• 1.2. Phương pháp tính toán thiết kế máy và chi tiết máy
• 1.2.1. Đặc điểm tính toán thiết kế chi thiết máy
• 1.2.2. Các nguyên tắc và giải pháp trong thiết kế
• 1.2.3. Tài liệu thiết kế (Theo TCVN 3819083)
• 1.3. Hệ thống dãn động cơ khí bao gồm các loại truyền dẫn [2]
• 1.3.1. Truyền dẫn cơ khí
• 1.4. Bộ truyền đai
• 1.4.1. Khái niệm chung
• 1.4.2. Phân loại

Tóm tắt

I. Tổng Quan Đồ Án Thiết Kế Chi Tiết Máy Cơ Khí 3

Đồ án môn học Thiết kế Chi tiết máy là một trong những cột mốc quan trọng nhất trong chương trình đào tạo kỹ sư cơ khí. Nhiệm vụ này không chỉ tổng hợp kiến thức từ các môn cơ sở như Sức bền vật liệu, Nguyên lý máy, Cơ học lý thuyết mà còn rèn luyện tư duy thiết kế, khả năng giải quyết vấn đề kỹ thuật một cách hệ thống. Sinh viên phải vận dụng lý thuyết để tính toán, lựa chọn và thiết kế một hệ thống dẫn động cơ khí hoàn chỉnh, từ việc chọn động cơ đến thiết kế từng chi tiết máy cụ thể. Đề tài thường gặp nhất là thiết kế hệ thống dẫn động băng tải, máy nâng hoặc các cơ cấu tương tự, yêu cầu sinh viên phải thiết kế một hộp giảm tốc kết hợp với các bộ truyền ngoài như bộ truyền đai hoặc bộ truyền xích. Mục tiêu cuối cùng là tạo ra một bộ hồ sơ thiết kế hoàn chỉnh, bao gồm 01 bản thuyết minh đồ án chi tiết máy chi tiết, 01 bản vẽ lắp A0 thể hiện tổng thể cơ cấu, và các bản vẽ chi tiết của những bộ phận quan trọng. Quá trình này giúp sinh viên nắm vững nguyên lý làm việc, phương pháp tính toán và các tiêu chuẩn kỹ thuật, làm nền tảng vững chắc cho công việc thiết kế máy móc sau này.

1.1. Mục tiêu và tầm quan trọng của môn học chi tiết máy

Môn học Chi tiết máy đóng vai trò nền tảng, trang bị kiến thức cốt lõi về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phương pháp tính toán các chi tiết máy có công dụng chung. Đồ án môn học này là sự kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết và thực tiễn, yêu cầu áp dụng kiến thức từ nhiều lĩnh vực để giải quyết một bài toán kỹ thuật cụ thể. Việc hoàn thành đồ án giúp sinh viên hệ thống hóa kiến thức, phát triển kỹ năng tính toán trục, chọn ổ lăn, thiết kế các bộ truyền lực và hiểu sâu về dung sai lắp ghép. Theo tài liệu "Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí" của Trịnh Chất - Lê Văn Uyển, đồ án này bồi dưỡng khả năng giải quyết toàn diện một vấn đề thiết kế, từ ý tưởng ban đầu đến sản phẩm cuối cùng là bộ hồ sơ kỹ thuật hoàn chỉnh.

1.2. Phân tích đề bài Hệ thống dẫn động băng tải

Đề tài phổ biến cho Đồ Án Thiết Kế Chi Tiết Máy Cơ Khí 3 là thiết kế hệ thống dẫn động cho băng tải. Các thông số đầu vào cơ bản bao gồm: Lực vòng trên băng tải (F), vận tốc băng tải (v), đường kính tang dẫn (D), và thời gian phục vụ (L). Từ những dữ liệu này, nhiệm vụ chính là xác định công suất cần thiết, lựa chọn động cơ điện phù hợp, và phân phối tỉ số truyền hợp lý cho toàn bộ hệ thống. Hệ thống này thường bao gồm một hộp giảm tốc (có thể là bánh răng trụ răng thẳng hoặc bánh răng trụ răng nghiêng) và một bộ truyền ngoài (đai hoặc xích) để kết nối từ động cơ đến hộp giảm tốc và từ hộp giảm tốc đến tang dẫn băng tải. Việc phân tích đúng đề bài là bước đầu tiên và quan trọng nhất để định hướng cho toàn bộ quá trình tính toán sau này.

II. Thách Thức Khi Thực Hiện Đồ Án Thiết Kế Chi Tiết Máy

Việc thực hiện Đồ Án Thiết Kế Chi Tiết Máy Cơ Khí 3 đặt ra nhiều thách thức lớn cho sinh viên. Thách thức đầu tiên và cơ bản nhất là áp dụng một khối lượng lớn kiến thức lý thuyết vào một bài toán thực tế. Sinh viên thường gặp khó khăn trong việc liên kết các công thức từ môn sức bền vật liệu với các chỉ tiêu tính toán cụ thể cho từng chi tiết máy. Một sai lầm phổ biến là lựa chọn thông số ban đầu không hợp lý, ví dụ như chọn động cơ điện có công suất quá lớn hoặc quá nhỏ, hoặc phân phối tỉ số truyền không tối ưu, dẫn đến toàn bộ hệ thống cồng kềnh, kém hiệu quả. Bên cạnh đó, việc tính toán và kiểm nghiệm độ bền của các chi tiết chịu lực phức tạp như trục và bánh răng đòi hỏi sự chính xác cao. Bất kỳ sai sót nào trong việc xác định tải trọng động hay ứng suất cho phép đều có thể dẫn đến thiết kế sai. Cuối cùng, việc hoàn thiện hồ sơ kỹ thuật, đặc biệt là các bản vẽ lắp và bản vẽ chi tiết bằng các phần mềm như Autocad cơ khí hay Solidworks, yêu cầu không chỉ kỹ năng vẽ mà còn cả sự am hiểu sâu sắc về tiêu chuẩn trình bày và dung sai lắp ghép.

2.1. Khó khăn trong việc chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền

Bước đầu tiên của đồ án là chọn động cơ điện và phân phối tỉ số truyền, nhưng đây lại là bước dễ gây sai sót nhất. Việc xác định công suất làm việc cần thiết phải tính đến hiệu suất của toàn bộ hệ thống, bao gồm hiệu suất của các bộ truyền đai, bộ truyền xích, các cặp bánh răng và các cặp ổ lăn. Sau khi có công suất, việc chọn động cơ từ catalogue đòi hỏi phải cân nhắc giữa số vòng quay đồng bộ và tỉ số truyền chung mong muốn. Phân phối tỉ số truyền giữa bộ truyền ngoài và các cấp trong hộp giảm tốc cần đảm bảo điều kiện về kích thước nhỏ gọn, khả năng bôi trơn và cân bằng momen trên các trục.

2.2. Sai sót phổ biến trong tính toán sức bền vật liệu

Tính toán độ bền là phần cốt lõi của đồ án. Các sai sót thường gặp bao gồm: xác định sai mômen xoắn trên các trục, bỏ qua các yếu tố ảnh hưởng như tải trọng động và sự tập trung ứng suất tại các vị trí thay đổi tiết diện trục. Khi tính toán bánh răng trụ răng thẳng hoặc răng nghiêng, việc chọn vật liệu, xác định ứng suất cho phép theo độ bền tiếp xúc và độ bền uốn cần dựa trên các bảng tra và tiêu chuẩn chính xác. Một lỗi khác là không kiểm nghiệm hệ số an toàn sau khi đã chọn kích thước sơ bộ, dẫn đến thiết kế không đảm bảo độ tin cậy trong quá trình làm việc.

III. Hướng Dẫn Tính Toán Hệ Thống Dẫn Động Cho Đồ Án 3

Quy trình tính toán cho Đồ Án Thiết Kế Chi Tiết Máy Cơ Khí 3 cần được thực hiện một cách tuần tự và logic. Bắt đầu từ các thông số của máy công tác (băng tải), ta tính ngược lại để xác định các thông số của động cơ. Quá trình này bao gồm ba phần chính: tính toán động học, tính toán thiết kế bộ truyền và tính toán thiết kế các chi tiết máy. Phần động học giải quyết việc chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền. Phần thiết kế bộ truyền tập trung vào việc tính toán các bộ truyền ngoài (bộ truyền đai, bộ truyền xích) và các bộ truyền trong hộp giảm tốc (ví dụ: bộ truyền trục vít bánh vít hoặc bánh răng). Cuối cùng, phần quan trọng nhất là thiết kế các chi tiết máy cụ thể như tính toán trục và then, chọn ổ lăn, và thiết kế vỏ hộp giảm tốc. Mỗi bước tính toán đều phải đi kèm với bước kiểm nghiệm để đảm bảo chi tiết đủ bền, đủ cứng và làm việc ổn định trong suốt thời gian phục vụ yêu cầu. Việc lập các bảng tính toán bằng Excel có thể giúp tự động hóa và giảm thiểu sai sót trong quá trình này.

3.1. Phương pháp tính toán bộ truyền đai hoặc bộ truyền xích

Bộ truyền ngoài thường là bộ truyền đai hoặc bộ truyền xích. Đối với bộ truyền đai, cần chọn loại đai (đai dẹt, đai thang), sau đó xác định đường kính bánh đai nhỏ, tính vận tốc đai, và xác định chiều dài cũng như khoảng cách trục. Chỉ tiêu tính toán chính là khả năng kéo của đai để tránh trượt trơn. Đối với bộ truyền xích, việc lựa chọn dựa trên công suất tính toán và số vòng quay. Thông số quan trọng nhất là bước xích. Chỉ tiêu tính toán chính cho xích là độ bền mòn của bản lề, được đánh giá qua áp suất sinh ra trong khớp bản lề.

3.2. Quy trình thiết kế hộp giảm tốc và các bộ truyền trong

Thiết kế hộp giảm tốc là phần phức tạp nhất. Quy trình bao gồm việc tính toán thiết kế các bộ truyền bánh răng bên trong. Ví dụ với bánh răng trụ răng thẳng, cần xác định môđun, số răng, góc nghiêng (nếu là răng nghiêng), và kiểm nghiệm răng theo hai chỉ tiêu chính: độ bền tiếp xúc (tránh tróc rỗ bề mặt) và độ bền uốn (tránh gãy răng). Các thông số hình học sau khi tính toán cần được tiêu chuẩn hóa. Toàn bộ các bộ truyền này phải được đặt trong một vỏ hộp giảm tốc được thiết kế hợp lý, đảm bảo độ cứng vững và dễ dàng cho việc lắp ráp, bảo dưỡng.

3.3. Bí quyết tính toán then và lựa chọn ổ lăn chính xác

Sau khi thiết kế trục, việc tính toán then là cần thiết để truyền mômen xoắn từ trục đến bánh răng hoặc ngược lại. Then được kiểm nghiệm theo độ bền dập và độ bền cắt. Việc lựa chọn ổ lăn phải dựa trên tải trọng hướng tâm và tải trọng dọc trục tác dụng lên ổ. Sau khi chọn được loại ổ và kích thước sơ bộ từ catalogue, cần tiến hành kiểm nghiệm ổ lăn theo khả năng tải động (để đảm bảo tuổi thọ) và khả năng tải tĩnh (để tránh biến dạng dư). Việc lựa chọn đúng ổ lăn ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ và độ tin cậy của toàn bộ hộp giảm tốc.

IV. Cách Hoàn Thiện Thuyết Minh Và Bản Vẽ Đồ Án Chi Tiết Máy

Một Đồ Án Thiết Kế Chi Tiết Máy Cơ Khí 3 thành công không chỉ nằm ở các con số tính toán chính xác mà còn ở cách trình bày hồ sơ kỹ thuật chuyên nghiệp. Bản thuyết minh đồ án chi tiết máy phải được trình bày rõ ràng, logic, đi từ tổng quan đến chi tiết. Nội dung phải bao gồm tất cả các bước tính toán, từ chọn động cơ điện đến kiểm nghiệm bền cho chi tiết cuối cùng. Các bảng biểu, công thức và kết quả phải được trình bày khoa học, dễ theo dõi. Phần bản vẽ kỹ thuật là linh hồn của đồ án. Bản vẽ lắp A0 phải thể hiện được kết cấu tổng thể của hộp giảm tốc, vị trí tương đối giữa các chi tiết, bảng kê chi tiết và các yêu cầu kỹ thuật cần thiết. Các bản vẽ chi tiết (thường là A3 hoặc A4) phải thể hiện đầy đủ hình dạng, kích thước, dung sai lắp ghép, độ nhám bề mặt và vật liệu của từng chi tiết. Việc sử dụng thành thạo các phần mềm CAD như Autocad cơ khí hoặc Inventor là yêu cầu bắt buộc để tạo ra các bản vẽ đạt tiêu chuẩn.

4.1. Cấu trúc một bài thuyết minh đồ án chi tiết máy đạt chuẩn

Một bản thuyết minh đồ án chi tiết máy chuẩn mực thường bao gồm các phần chính sau: Lời mở đầu, Phân tích đề bài và chọn phương án, Tính toán động học hệ thống (chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền), Tính toán thiết kế các bộ truyền (ngoài và trong hộp giảm tốc), Tính toán thiết kế trục và các chi tiết máy liên quan (then, ổ lăn), Thiết kế vỏ hộp giảm tốc và các chi tiết phụ, Bảng dung sai và chọn kiểu lắp, và cuối cùng là Kết luận và Tài liệu tham khảo. Mỗi phần tính toán cần nêu rõ chỉ tiêu, công thức áp dụng, thông số đầu vào và kết quả cuối cùng.

4.2. Kỹ thuật trình bày bản vẽ lắp và bản vẽ chi tiết

Trình bày bản vẽ lắp và bản vẽ chi tiết phải tuân thủ nghiêm ngặt các Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) về bản vẽ kỹ thuật. Trên bản vẽ lắp, cần có đủ các hình chiếu cần thiết để thể hiện kết cấu, đánh số vị trí các chi tiết và lập bảng kê tương ứng. Các kích thước chủ yếu như khoảng cách trục, kích thước lắp với các bộ phận khác cần được ghi rõ. Trên bản vẽ chi tiết, ngoài kích thước danh nghĩa, phải ghi đầy đủ dung sai lắp ghép cho các bề mặt chức năng, yêu cầu về độ nhám và các yêu cầu kỹ thuật khác như nhiệt luyện. Sử dụng các phần mềm Solidworks hoặc Inventor giúp việc tạo bản vẽ 2D từ mô hình 3D trở nên nhanh chóng và chính xác hơn.

V. Bí Quyết Tối Ưu Thiết Kế và Bảo Vệ Đồ Án Điểm Cao

Để đạt điểm cao trong Đồ Án Thiết Kế Chi Tiết Máy Cơ Khí 3, việc chỉ tính đúng là chưa đủ, cần phải tối ưu hóa thiết kế. Tối ưu hóa có thể đến từ việc chọn vật liệu hợp lý để giảm khối lượng, thiết kế vỏ hộp giảm tốc gọn nhẹ nhưng vẫn đủ cứng vững, hoặc lựa chọn phương pháp bôi trơn hộp giảm tốc phù hợp để tăng tuổi thọ. Ví dụ, thay vì dùng bánh răng trụ răng thẳng có thể cân nhắc bánh răng trụ răng nghiêng để hệ thống làm việc êm hơn và khả năng tải tốt hơn, dù việc tính toán lực dọc trục sẽ phức tạp hơn. Một yếu tố quan trọng khác là sự thống nhất hóa trong thiết kế, chẳng hạn như sử dụng cùng một loại ổ lăn hoặc bu lông ở nhiều vị trí để giảm chi phí và đơn giản hóa việc lắp ráp. Giai đoạn bảo vệ đồ án là cơ hội để thể hiện sự am hiểu sâu sắc về đề tài. Sinh viên cần chuẩn bị một bài trình bày súc tích, nắm vững tất cả các bước tính toán trong thuyết minh đồ án chi tiết máy, và có khả năng giải thích lý do đằng sau mỗi lựa chọn thiết kế của mình, từ việc chọn động cơ điện đến việc chọn cấp chính xác cho bánh răng.

5.1. Lựa chọn phương pháp bôi trơn hộp giảm tốc hiệu quả

Việc bôi trơn hộp giảm tốc ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và tuổi thọ của bộ truyền. Với vận tốc vòng của bánh răng không quá lớn (thường v < 12 m/s), phương pháp phổ biến và kinh tế nhất là bôi trơn bằng cách ngâm dầu. Cần tính toán mức dầu cần thiết để bánh răng cấp chậm nhất được ngâm trong dầu khoảng 1/3 bán kính. Các chi tiết khác như ổ lăn có thể được bôi trơn bằng dầu vung té. Cần thiết kế các chi tiết phụ như que thăm dầu, nút thông hơi và nút tháo dầu để đảm bảo việc vận hành và bảo dưỡng thuận tiện.

5.2. Thiết kế vỏ hộp giảm tốc tối ưu về công nghệ và vật liệu

Thiết kế vỏ hộp giảm tốc không chỉ là tạo ra một cái hộp để chứa các chi tiết. Kết cấu vỏ phải đảm bảo độ cứng vững để các trục không bị biến dạng, ảnh hưởng đến sự ăn khớp của bánh răng. Vật liệu chế tạo vỏ thường là gang xám (GX 15-32). Thiết kế cần tính đến tính công nghệ, tức là dễ dàng cho việc đúc và gia công. Các bề mặt lắp ghép cần được thiết kế hợp lý, các gân tăng cứng cần được bố trí tại các vị trí chịu lực chính như gối đỡ ổ lăn. Một thiết kế vỏ tốt sẽ giúp giảm trọng lượng, giảm chi phí sản xuất và tăng tính thẩm mỹ cho sản phẩm.

Trích đoạn nội dung tài liệu

LỜI MỞ ĐẦU Môn học chi tiết máy đóng vai trò rất quan trọng trong chương trình đào tạo kỹ sư và cán bộ kỹ thuật về nghiên cứu cấu tạo nguyên lý làm việc và phương pháp tính toán thiết kế các chi tiết, các thiết bị phục vụ cho các máy móc ngành công - nông nghiệp và giao thông vận tải… Đồ án môn học chi tiết máy có sự kết hợp chặt chẽ giữa lí thuyết với thực nghiệm. Lí thuyết tính toán các chi tiết máy được xây dựng trên cơ sở những kiến thức về toán học, vật lí, cơ học lí thuyết, nguyên lý máy, sức bền vật liệu v. Được chứng minh và hoàn thiện qua thí nghiệm và thực tiễn sản xuất. Đồ án môn học chi tiết máy là một trong các đồ án có tầm quan trọng nhất đối với một sinh viên khoa cơ khí.

Đồ án giúp cho sinh viên hiểu những kiến thức cơ bản về cấu tạo, nguyên lý làm việc và phương pháp tính toán thiết kế các chi tiết có công dụng chung nhằm bồi dưỡng cho sinh viên khả năng giải quyết những vấn đề tính toán và thiết kế các chi tiết máy làm cơ sở để vận dụng vào việc thiết kế máy sau này. Được sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của Th.S Nguyễn Trung Dũng - cán bộ giảng viên thuộc bộ môn chi tiết máy, đến nay đồ án môn học của chúng em đã hoàn thành. Tuy nhiên việc thiết kế đồ án không tránh khỏi sai sót, chúng em rất mong được sự chỉ bảo của thầy và sự góp ý của các bạn. Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn thầy đã giúp đỡ chúng em hoàn thành công việc được giao.

Nhóm sinh viên thực hiện Nguyễn Đức Thiện Nguyễn Tuấn Thanh Lê Bùi Minh Khoa 2 Thiết kế chi tiết máy GVHD: ThS Nguyễn Trung Dũng NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………….………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 3 Thiết kế chi tiết máy GVHD: ThS Nguyễn Trung Dũng …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …….Hồ Chí Minh tháng…. năm 2024 Ký tên ĐỀ 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI 1 2 3 4 Hình 1 Sơ 5 đồ hệ thống Hình 2 Sơ đồ tải trọng Hệ thống dẫn động gồm: 1. Hộp giảm tốc 4. Bộ truyền xích 5.

Băng tải Số liệu thiết kế:  Lực vòng trên băng tải, F (N): 2800  Vận tốc băng tải, v (m/s): 1.4  Đường kính tang dẫn, D (mm): 500  Thời gian phục vụ, L (năm): 6  Hệ thống quay một chiều, làm việc 2 ca, tải va đập nhẹ. 4 Thiết kế chi tiết máy GVHD: ThS Nguyễn Trung Dũng (1 năm làm việc 300 ngày, 1 ca làm việc 8 giờ)  Chế độ tải: T=const 5 Thiết kế chi tiết máy GVHD: ThS Nguyễn Trung Dũng YÊU CẦU: 01 thuyết minh, 01 bản vẽ lắp A0, 01 bản vẽ chi tiết. NỘI DUNG THUYẾT MINH: 1. Tìm hiểu hệ thống truyền động.

Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền cho hệ thống truyền động. Tính toán thiết kế các chi tiết máy:  Tính toán thiết kế bộ truyền ngoài  Tính toán thiết kế các bộ truyền trong hộp giảm tốc  Tính toán thiết kế trục và then  Chọn ổ lăn và khớp nối  Thiết kế vỏ hộp giảm tốc 4. Chọn dầu bôi trơn, bảng dung sai lắp ghép. Tài liệu tham khảo.

BẢNG SỐ LIỆU F v D L Phương án (N) (m/s) (mm) (năm) 8 2800 1,4 500 6 6 Thiết kế chi tiết máy GVHD: ThS Nguyễn Trung Dũng PHẦN 1: TÌM HIỂU TRUYỀN DÂN CƠ KHÍ TRONG MÁY 1. Những vấn đề cơ bản về thiết kế máy và hệ thống dẫn động [1] 1.1 Nội dung thiết kế máy và chi tiết máy Mỗi một máy bao gồm nhiều chi tiết máy. Các chi tiết máy có công dụng chung có mặt ở hầu hết các thiết bị và dây chuyền công nghệ. Vì vậy thiết kế chi tiết máy có vai trò rất quan trọng trong thiết kế máy nói chung.

Nói khác đi, chỉ tiêu kinh tế - kỉ thuật của chi tiết máy được thiết kế phải phù hợp với chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật của toàn máy. Đó trước hết là năng suất, độ tin cậy và tuổi thọ cao, kinh tế trong chế tạo và sử dụng, thuận lợi và an toàn trong chăm sóc bảo dưỡng, khối lượng giảm. Ngoài ra còn có các yêu cầu khác, tùy theo trường hợp cụ thể, chẳng hạn như khuôn khổ kích thước nhỏ gọn, làm việc êm, hình thức đẹp v. Xuất phát từ các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật trên đây, thiết kế máy bao gồm các 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 phận 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 mômen tác dụng lên các bộ phận máy và đặc tính thay đổi của tải trọng. d) Chọn vật liệu thích hợp nhằm sử dụng một cách có lợi nhất tính chất đa dạng và khác biệt của vật liệu để nâng cao hiệu quả và độ tin cậy làm việc của máy.

e) Thực hiện các tính toán động học, lực, độ bền và các tính toán khác nhằm xác định kích thước của chi tiết máy, bộ phận máy và toàn máy. 7 Thiết kế chi tiết máy GVHD: ThS Nguyễn Trung Dũng f) Thiết kế kết cấu các chi tiết máy, bộ phận máy và toàn máy thỏa mãn các chỉ tiêu về khả năng làm việc đồng thời đáp ứng các yêu cầu công nghệ và lắp ghép. g) Lập thuyết minh, các hướng dẫn về sử dụng và sửa chữa máy.2 Phương pháp tính toán thiết kế máy và chi tiết máy Người thiết kế phải nắm vững từng kích thước, từng 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 điểm tính toán chi tiết máy cũng như phương pháp thiết kế máy nói chung.1 Đặc điểm tính toán thiết kế chi thiết máy Trên thật tế tính toán chi tiết máy gặp rất nhiều khó khăn như: hình dạng chi tiết máy khá phức tạp, các yếu tố lực không biết được chính xác, có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến khá năng làm việc của chi tiết máy chưa phán ánh đủ vào công thức tính. Người thiết kế cần lưu ý những đặc điểm tính toán chi tiết máy dưới đây để xử lí trong quá trình thiết kế.

a) Tính toán xác định kích thước chi tiết máy thường tiến hành theo hai bước: tính thiết kế và tính kiểm nghiệm, trong đó do điều kiện làm việc phức tạp của chi tiết máy, tính thiết kế thường được đơn giản hóa và mang tính chất gần đúng. Từ các kết cấu và kích thước đã chọn, qua bước tính 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 việc sử dụng các công thức chính xác để xác định những yếu tố quan trọng nhất của chi tiết máy, rất nhiều kích thước của các yếu tố kết cấu khác được tính theo công thức kinh nghiệm. Các công thức kinh nghiệm này thường cho trong một phạm vi rộng, do đó khi sử dụng cần cân nhắc lựa chọn cho phù hợp với trường hợp cụ thể của đế tài thiết kế.

c) Trong tính toán thiết kế, số ẩn số thường nhiều hơn số phương trình, vì vậy cần dựa vào các quan hệ kết cấu để chọn trước một số thông số, trên cơ sở đó mà xác định các thông số còn lại. d) Cùng một nội dung thiết kế có thể có nhiều giải pháp thực hiện. Vì vậy trong tính toán thiết kế chi tiết máy nên chọn đồng thời một số phương án 8 Thiết kế chi tiết máy GVHD: ThS Nguyễn Trung Dũng để tính toán, so sánh, trên cơ sở đó xác định phương án có lợi nhất đáp ứng các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật. e) Việc nắm vững và ứng dụng các kiến thức tin học phục vụ tự động hóa thiết kế chi tiết máy càng trở nênn cấp thiết và chắc chắn sẽ góp phần nâng cao chất lượng thiết kế, tiết kiệm được thời gian và công sức thiết kế.2 Các nguyên tắc và giải pháp trong thiết kế Trong quá trình thiết kế máy, người thiết kế cẩn thực hiện đúng những quy định và cân nhắc để giải quyết tốt các vấn đề sau đây: a) Thực hiện đúng nhiệm vụ thiết kế.

Các số liệu kĩ thuật phải được tuân thủ triệt để. b) Kết cấu 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 lí các đơn vị lắp, đảm bảo kích thước khuôn khổ nhỏ gọn, tháo lắp thuận 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 giảm được khối lượng sản phẩm, giảm chi phí của các vật liệu đắt tiền và giảm giá thành kết cấu.

e) Chọn dạng công nghệ gia công chi tiết có xét tới quy mô sản xuất, phương pháp chế tạo và gia công cơ. f) Sử dụng rộng rãi tiêu chuẩn Nhà nước, tiêu chuẩn ngành, tiêu chuẩn tỉnh, thành phố và tiêu chuẩn cơ sở thiết kế. Đồng thời ở nước ta cũng bắt dầu nghiên cứu áp dụng các tiêu chuẩn của Tổ chức tiêu chuẩn hóa Quốc tế (ISO) g) Thực hiện sự thống nhất hóa trong thiết kế. Sử dụng với số lượng tối đa có thể các chi tiết máy và bộ phận máy có cùng quy cách kích thước và các yếu tố cùng loại, vật liệu và phôi cùng loại để chế tạo các chi tiết đó, sẽ làm giảm được thời hạn và giá thành thiết kế, chế tạo sản phẩm, đơn giản và hạ giá thành sử dụng cũng như sửa chữa.

h) Lựa chọn một cách có căn cứ các kiểu lắp, dung sai, cấp chính xác và cấp độ nhám bề mặt chi tiết. 9 Thiết kế chi tiết máy GVHD: ThS Nguyễn Trung Dũng i) Bởi trơn tốt các yếu tố làm việc trong điều kiện ma sát (ổ lăn, cơ cấu dẫn hướng, ăn khớp bánh răng và trục vít.) nhằm đảm bảo tuổi thọ, chi tiết không bị mòn trước thời hạn quy định, không xảy ra hiện tượng tróc rỗ hoặc dính bề mặt tiếp xúc.3 Tài liệu thiết kế (Theo TCVN 3819083) Các hồ sơ liên quan đến quá trình tính toán thiết kế máy được gọi là tài liệu thiết kế, bao gồm các bản vẽ và tài liệu bằng chữ, xác định thành phần và cấu tạo sản phẩm với nội dung cần thiết để nghiên cứu hoặc chế tạo, kiểm tra, nghiệm thu, sử dụng và sửa chữa sản phẩm.