Đồ án kỹ thuật Đại học Bách Khoa Hà Nội

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
****************

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN KỸ TḤT

Đề tài: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỘP SỐ XE CỨU HỎA MINI

Họ và tên: Phạm Đức Anh - 20186096
Nguyễn Đình Đạt - 20186099
Lớp
Mã HP

: CTTT Kỹ thuật ô tô – K63
: TE3090

Giảng viên hướng dẫn : PGS.Nguyễn Thế Lương

Hà Nội, tháng 07 năm 2021


Đề số: 01

TÍNH TỐN THIẾT KẾ XE CỨU HỎA ĐIỀU KHIỂN TỪ XA

Hình 1. Sơ đồ xe cứu hỏa
Số liệu cho trước:
1.

Loại xe ôtô: Xe cứu hỏa

2.

Tải trọng xe: 750 (Kg)

3.

Độ dốc lớn nhất của mặt đường mà xe vượt được: αmax = 250

4.

Các số liệu còn lại bổ sung trong q trình tính tốn

1. Nội dung thực hiện
- Xác định tỷ số truyền của hệ thống truyền lực, tính tốn
lựa chọn truyền lực.
3.
- Tính tốn trục, tính tốn ổ lăn của hộp số.
2.

4. Khối lượng thiết kế:
5.

01 bản vẽ lắp hệ thống - khổ A0

Bản vẽ (khổ A3/A4 – được đóng cùng thuyết minh) các chi tiết trục,
bánh xích
6.
7.

01 bản thuyết minh

8.
9.

Giảng viên: PGS. TS. Nguyễn Thế

Lương
10.


11.Mục Lục
12.
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VÀ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
Bảng 1. Các thông số tham khảo của xe cứu hỏa (Dựa trên xe tải 1 tấn)

STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

Thơng số

Kích thước bao (dài x rộng x cao)
Chiều dài cơ sở
Trọng lượng toàn tải
Phân bố lên cầu trước
Phân bố lờn cầu sau
Số vòng quay bán trục
Hiệu suất của hệ thống truyền lực
Công suất cực đại của động cơ
Mômen xoắn cực đại của động cơ
Tốc độ cực đại của xe leo dốc
Độ dốc
Khoảng thời gian tăng tốc từ 0 lên 5
(km/h)

Kích Thước
1100*700*1300
1100
750
300
450
45-65
0,9
4500
26,65
5
25

Đơn Vị
mm
mm

Kg
Kg
Kg
V/p

5

giây

W
N/m
Km/h
độ

Động cơ điện
Động cơ điện là loại động cơ làm việc dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ,
trong đó điện năng sẽ được chuyển hóa thành cơ năng.
1.2 Ưu nhược điểm
So với động cơ đốt trong, động cơ điện có nhiều ưu điểm và có thể trở thành
nguồn động lực phổ biến trên các phương tiện di chuyển nói chung và trên ô tô
nói riêng trong tương lai.
a) Hiệu suất
Động cơ điện có hiệu suất cao hơn nhiều lần so với động cơ đốt trong.
Như ta đã biết động cơ đốt trong chuyển hóa nhiệt năng thành cơ năng, trong
quá trình làm việc một lượng nhiệt lớn sẽ bị tổn thất cho hệ thống làm mát,
do truyền nhiệt, ... Chính vì thế hiệu suất của động cơ đốt trong chỉ đạt
khoảng từ 30% đến 40%. Ngược lại, với quá trình làm việc của động cơ
1.1

b)

điện, lượng tổn thất năng lượng do sinh nhiệt không đáng kể nên hiệu suất
của động cơ điện có thể lên đến khoảng 90%.
Đặc tính động cơ
Như ta đã biết, so với động cơ đốt trong thì động cơ điện có đường
đặc tính gần với u cầu sử dụng thực tế trên xe. Động cơ điện có thể khởi
động ngay từ tốc độ 0 (rpm). Trong vùng tốc độ thấp, từ khi khởi động đến
tốc độ cơ bản (Base speed), momen sinh ra của động cơ lớn nhất và không
đổi, phù hợp cho việc tăng tốc và leo dốc. Chính vì thế, hệ thống truyền lực
của xe điện thường đơn giản hơn và có thể loại bỏ một số bộ phận không cần
thiết như ly hợp, giảm bớt các cặp bánh răng trong hộp số do không cần
nhiều tỉ số truyền.

Hình 1.1 Đường đặc tính động cơ đốt trong và động cơ điện
c)

Kết cấu
So với động cơ đốt trong, động cơ điện có kết cấu đơn giản hơn rất
nhiều do đó kích thước nhỏ gọn và khối lượng cũng giảm đi đáng kể.
Tuy nhiên, động cơ điện khi đưa lên phương tiện di chuyển vẫn còn
những nhược điểm như giá thành cao và những thách thức trong vấn đề giải
quyết nguồn năng lượng cho động cơ.

1.3 Phân loại
Khi sử dụng trên xe điện thì các loại động cơ điện phải đáp ứng các yêu cầu:
công suất không đổi lớn và mật độ công suất lớn; momen lớn ở tốc độ thấp cho
khởi động và leo dốc cũng như công suất lớn ở tốc độ cao để đảm bảo khả năng
động học; hiệu suất cao; hiệu quả cao khi sử dụng cho phanh tái sinh; kết cấu gọn,
khối lượng nhỏ, momen quán tính nhỏ; độ tin cậy cao, đáp ứng nhiều điều kiện vận

hành khác nhau; giá thành hợp lý; dễ dàng điều khiển.


Một số loại động cơ điện có thể sử dụng cho phương tiện di chuyển: Động
cơ điện một chiều (Brushed DC Motor), động cơ không đồng bộ (Induction Motor
– IM), động cơ một chiều không chổi than (Permanent Magnet Brushless DC
Motor), động cơ từ trở thay đổi (Switched Reluctance Motor). Sau đây ta phân tích
một số ưu nhược điểm để chọn ra loại động cơ phù hợp với tiêu chí.
***Lựa chọn loại động cơ có từ trở thay đổi (Switched Reluctance Motor):
Ta thấy động cơ có từ trở thay đổi (Switched Reluctance Motor) là loại động
cơ phù hợp và tối ưu nhất cho xe điện. Một số nhược điểm của loại động cơ này có
thể dễ dàng khắc phục. Chính vì vậy ta chọn động cơ loại này làm nguồn động lực
cho xe tham khảo.
Cấu tạo: Động cơ từ trở thay đổi có cấu tạo của rotor và stator đều có dạng
cực lồi, trên stator có dây quấn tương tự như dây quấn kích từ của động cơ một
chiều, rotor chỉ là một khối sắt, khơng có dây quấn hay nam châm.

Hình 1.2 Động cơ từ trở thay đổi
Ưu điểm: Bền vững, cho phép thiết kế ở dải tốc độ rất cao lên tới hàng chục
nghìn vòng/phút, dễ điều khiển, đường đặc tính momen – tốc độ rất phù hợp cho xe
điện, vùng cơng suất khơng đổi rộng.
Nhược điểm: Có nhấp nhơ momen điều này dẫn đến khó điều khiển với chất
lượng cao, độ ồn lớn.


2.1 Hộp số
Như đã trình bày ở trên, do đường đặc tính của động cơ điện gần như là đáp
ứng được yêu cầu sử dụng trên xe. Vì vậy hộp số được sử dụng trên xe điện thường
có cấu tạo đơn giản hơn do không cần nhiều tỉ số truyền, kích thước của hộp số
dùng cho xe điện cũng nhỏ gọn hơn rất nhiều. Thơng thường, do kích thước nhỏ

gọn như vậy nên khi thiết kế hộp số ta có thể đưa truyền lực chính vi sai vào bên
trong hộp để có thể tiết kiệm khơng gian cũng như là chi phí, vật liệu khi gia cơng
chế tạo.
Hiện nay hộp số trên xe điện rất đa dạng và sử dụng nhiều kiểu truyền động
khác nhau, trong đó 3 loại phổ biến nhất có thể kể đến như: hộp số một tỉ số
truyền, hộp số hai tỉ số truyền và hộp số hành tinh.

2.2 Hộp số một tỉ số truyền
Đây là loại hộp số có cấu tạo đơn giản và được sử dụng phổ biến trên xe
điện hiện nay, một số loại xe có thể kể tới như: Tesla Model 3, Volkswagen ID.3.

Hình 1.3 Hộp số một tỉ số truyền


Cấu tạo của hộp số một tỉ số truyền được thể hiện khái quát qua hình 1.4

Hình 1.4 Hộp số một tỉ số truyền
Các phần chính trong hộp số 2 cấp một tỉ số truyền bao gồm: trục vào (1)
được nối từ động cơ điện, cặp bánh răng ăn khớp của hai trục sơ cấp và trục trung
gian, cặp bánh răng truyền lực chính (2), bộ vi sai cơn đối xứng (3) và trục ra (4)
được nối với các bán trục.


Nguyên lý hoạt động của hộp số loại này rất đơn giản, momen từ động cơ
được truyền vào trục sơ cấp, thông qua cặp bánh răng ăn khớp sẽ dẫn động trục
trung gian, momen tiếp tục được truyền qua cặp bánh răng truyền lực chính, qua vi
sai và ra hai bán trục. Bộ vi sai có tác dụng giúp hai bán trục có thể quay với tốc độ
khác nhau, tránh hiện tượng trượt khi quay vịng hoặc lực cản khơng cân bằng tại
hai bên bánh xe.

***Lựa chọn phương án thiết kế hộp số
Từ các loại hộp số đã nêu trên, và dựa vào nhu cầu sử dụng thực tế của xe
tham khảo, ta chọn phương án thiết kế là loại hộp số một tỉ số truyền.

Hình 1.5 Sơ đồ hộp số 2 cấp một tỉ số truyền


Do tốc độ xe không quá cao, và để dễ gia công chế tạo ta lựa chọn bánh răng
trên trục sơ cấp, trục trung gian và cặp bánh răng truyền lực chính là loại bánh răng
trụ răng thẳng.
Vi sai dùng trong hộp số là loại vi sai côn đối xứng. Những nhược điểm của
bộ vi sai cơn đối xứng có thể được khắc phục bằng các phương pháp như: phanh
lựa (Selective Braking) và ngắt dịng cơng suất (Power Flow Cut). Do các phương
pháp này đều liên quan đến hệ thống điều khiển nên trong nội dung đồ án ta sẽ
không tìm hiểu sâu.

CHƯƠNG II. TÍNH ĐỘNG HỌC


1.1 Xác định cơng suất
Khi tính tốn nguồn động lực trên xe ô tô, ta thường quan tâm tới 4 chỉ số
vận hành chính của xe: vận tốc cực đại, khả năng leo dốc, khả năng tăng tốc và
quãng đường xe chạy được trong một lần nạp nhiên liệu.
Đối với các loại xe có nguồn động lực là động cơ đốt trong, khi tính tốn
cơng suất cực đại, ta chỉ cần quan tâm đến tiêu chí duy nhất là vận tốc cực đại vì
vùng công suất cực đại thường rơi vào vùng vận tốc lớn nhất. Nhưng đối với động
cơ điện, do công suất không thay đổi nhiều trong quá trình làm việc, momen xoắn
động cơ giảm dần khi tốc độ tăng cao dẫn đến tính năng động học của ô tô điện
giảm xuống. Chính vì vậy trong quá trình tính tốn ta phải quan tâm đến 3 tiêu chí
đó là: vận tốc cực đại, khả năng tăng tốc và khả năng leo dốc.

Hình 2.1 Đường đặc tính của động cơ điện

1.2

Xác định công suất đối với chỉ tiêu khả năng leo dốc


a.Tính toán lực kéo
Giả sử tốc độ leo dốc của xe đạt 5km/h. Thời gian thay đổi vận tốc từ 0 lên
1,389m/s trong vịng 5s thì ta có:
Gia tốc cần thiết:
Trong đó:
- a: Là gia tốc của xe (m/s2)
-∆v: Khoảng vận tốc thay đổi (m/s), với ∆v = 1,389 (m/s)
-∆t: Khoảng thời gian thay đổi tốc độ(s), với Δt =5 (s)
Theo định luận II Newton lực kéo của động cơ cần đạt được là:
. sin 3300 N
Trong đó:
- là góc nghiêng cầu thang = 25o
Khi xe di chuyển lên dốc, trên các bánh động cơ sẽ xuất hiện các lực ma sát lăn với
hệ số ma sát . Do đó lực kéo của các bánh động cơ cần lớn hơn lực cản lăn xuất
hiện trên các bánh động cơ:
b.Tính toán công suất động cơ
Để đảm bảo thiết kế của xe không bị thay đổi quá nhiều thì bánh động cơ điện
được dùng để thay thế cần phải có kích cỡ tương đương hay kích cỡ khơng bị thay
đổi q nhiều. Để đảm bảo thì em nghiên cứu chọn kích cỡ bánh động cơ trong
khoảng d = 400 mm. Do đó, dựa vào cơng thức tính moment, moment cần thiết của
động các bánh động cơ là:
Mk = .R = 3300.0,2 = 660 (Nm)

Do đó, cơng suất cần thiết trên 2 bán trục cần phải đạt được là:
Trong đó:


-P: Công suất của hai động cơ điện (W)
-Mk: Moment xoắn tại 2 bán trục: Mk = 660 (Nm)
-n: Số vòng quay tại 2 bán trục (vòng/phút) n = 45-65 (vòng/phút)
1.3 Chọn động cơ điện
Do lắp giữa bánh xe và động cơ là hệ thống truyền lực nên công suất truyền từ
động cơ tới bánh xe sẽ có tổn thất do hiệu suất của hệ thống truyền lực. Vì thế cơng
suất động cơ điện cần chọn được tính theo cơng thức:
Trong đó: - P là cơng suất sinh ra tại bánh xe (W)
- η là hiệu suất của hệ thống truyền lực, ta lấy η = 0,9
Bảng 2. Thông số động cơ điện
Loại động cơ
VOL
BL450A72

Cơng suất
(kW)
4.5

Điện áp (V)
72

Số vịng
quay (rpm)
1500

Momen cực

đại (Nm)
28,65

2.2 Phân bố tỉ số truyền
Chọn tỉ số truyền giữa bán trục và bánh xe là � = 1 khi đó tỉ số truyền của hệ
thống truyền lực cũng chính là tỉ số truyền của hộp số. Do hộp số được lựa chọn
chỉ có một tỉ số truyền nên ta chỉ cần quan tâm đến chỉ số truyền tại vận tốc cực đại
của xe. Vận tốc cực đại của xe tính theo cơng thức:
Vận tốc cực đại của xe tính theo cơng thức:

vmax = rbx .ωbx max (m / s)
Trong đó:

rbx

: là bán kính xe (m)

: là vận tốc góc cực đại của bánh xe (rad/s)
Từ đây ta rút ra cơng thức tính vận tốc góc cực đại của bánh xe:


- Với

vmax

= 5(km/h) = 1,39 (m/s)

=>

ωbx max

=

vmax 1, 39
=
= 6, 95( rad / s )
rbx
0, 2

(1)

Mặt khác, vận tốc cực đại của bánh xe cũng được tính theo cơng thức:

ωbx max =

ne max .π
(rad / s )
30.i

(2)

Trong đó:
-

ne max

i

là tốc độ cực đại của động cơ (vòng/phút) = 1500 (rpm)

là tỉ số truyền của hệ thống truyền lực, cũng chính là tỉ số truyền của hộp

số.
Từ (1) và (2), ta rút ra cơng thức tính tỉ số truyền của hộp số như sau:

i=

ne max .π
1500.π
=
= 22, 6
ωbx max .30 6,95.30


Hình 2.1 Sơ đồ hộp số
Chọn:
- Tỉ số truyền từ trục I sang trục II là

uI → II

= 4,25

- Tỉ số truyền từ trục II sang trục III, III’ khi xe leo dốc là

u II → III

= 5,317


2.3 Tính các thông số trên các trục

2.3.1 Tỉ số truyền
Tốc độ trên trục I:
(vòng/phút)
Tốc độ trên trục II:
353 (vòng/phút)
Tốc độ trên trục III’, III’’:
66 (vịng/phút)
2.3.2 Tính cơng suất trên các trục
Công suất trên trục động cơ (thực cần – khác với công suất danh nghĩa của động
cơ):
Công suất sinh ra tại trục I:
4410(W)
Công suất sinh ra tại trục II:
4234(W)
Tổng công suất sinh ra tại trục III’, III’’:
4060(W)
2.3.3 Tính momen xoắn trên các trục
Tính momen xoắn trên các trục theo cơng thức:
Trong đó: Pi, ni, Ti tương ứng là cơng suất, tốc độ quay và momen xoắn trên trục i.
Thay số vào cơng thức ta có:
- Momen xoắn trên trục động cơ:


=28077(Nmm)=28,077(Nm)
- Momen xoắn trên Trục I:
- Momen xoắn trên Trục II:
= 114545(Nmm)=114,5(Nm)
- Momen xoắn trên các bán trục trong trường hợp xe leo dốc:
= 293734(Nmm) = 293,7 (Nm)

Bảng 3: Các thơng số động học

Tốc độ vịng
quay (rpm)
Cơng suất P
(kW)
Momen xoắn
T (Nm)

Trục động cơ

Trục I

Trục II

Trục III, III’

1500

1500

353

66

4410

4410

4234

4060

28,07

28,07

114,5

293,7

CHƯƠNG 3. TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỘP SỐ
Thiết kế bộ truyền bánh răng thẳng


3.1 Chọn vật liệu
Thông số đầu vào: Thời gian phục vụ Lh = 10000 giờ, và các thông số trong bảng
động học.
Tra bảng 6.1Tr92 [1], ta chọn:
- Vật liệu bánh răng 2,4:
▪ Nhãn hiệu thép: 45
▪ Chế độ nhiệt luyện: tơi cải thiện
▪ Độ rắn HB = 192 ÷ 240 ta chọn HB2 = HB4 = 240
▪ Giới hạn bền: = 750 (MPa)
▪ Giới hạn chảy: = 450 (MPa)
- Vật liệu bánh răng 1,3:
▪ Nhãn hiệu thép: 45
▪ Chế độ nhiệt luyện: tôi cải thiện
▪ Độ rắn HB = 241 ÷ 285 ta chọn HB1 = HB3 = HB2 + 10 = 250
▪ Giới hạn bền: = 850 (MPa)

▪ Giới hạn chảy: = 580 (Mpa)
Xác định ứng suất cho phép
Ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép:

Trong đó, chọn sơ bộ:

– hệ số an tồn khi tính tốn về ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn.
Tra bảng 6.2(94) ta được:
➢ Bánh răng chủ động (1,3): = 1,1; = 1,75.
➢ Bánh răng bị động (2,4): = 1,1; = 1,75.


: ứng suất tiếp xúc và uốn cho phép ứng với số chu kì cơ sở.

➢ Bánh răng chủ động (1,3):

Bánh răng bị động (2,4):

, – hệ số tuổi thọ, xét đến ảnh hưởng của thời gian phục vụ và chế độ tải trọng của
bộ truyền.

Trong đó:
• , – bậc của đường cong mỏi khi khử về ứng suất tiếp xúc. Do bánh răng có HB <
350,
• , – số chu kỳ thay đổi ứng suất khi thử về ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn.
• , – số chu kỳ thay dổi ứng suất tương đương.
Ta có:
=
=
=

Do đây là bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng:.
3.2 Xác định sơ bộ khoảng cách trục
Khoảng cách giữa trục 1,2 được xác định theo công thức:


Trong đó:
- : hệ số phụ thuộc vật liệu làm bánh răng: Ka = 49,5 (MPa)
- : momen xoắn trên trục chủ động (trục 1), = 28077 (Nmm)
- : ứng suất tiếp xúc cho phép = 500 (Mpa)
- : tỉ số truyền, = 4,25
- : hệ số chiều rộng vành răng, chọn = 0,35
- : hệ số kể đến sự phân bố không đều của tải trọng trên chiều rộng vành răng.
Tra bảng 6.7 [1] Tr 98 theo vị trí của bánh răng đối với các ổ và hệ số:
= 0,53 ( + 1) = 0,53.0,35. (4,25 + 1) = 0,97
Ta được: = 1,05 Thay số ta được:
Chọn: = 111 (mm)
Khoảng cách giữa trục 2,3 được xác định theo công thức:
Trong đó:
- : hệ số phụ thuộc vật liệu làm bánh răng: Ka = 49,5 (MPa)
- : momen xoắn trên trục chủ động (trục 2), = 114545 (Nmm)
- [σH]sb: ứng suất tiếp xúc cho phép = 500 (Mpa)
- : tỉ số truyền, = 5,317
- : hệ số chiều rộng vành răng, chọn = 0,35
- : hệ số kể đến sự phân bố không đều của tải trọng trên chiều rộng vành răng.
Tra bảng 6.7 [1] Tr 98 theo vị trí của bánh răng đối với các ổ và hệ số:
= 0,53 ( + 1) = 0,53.0,35. (5,317 + 1) = 1,17
Ta được: = 1,1 Thay số ta được:
(mm)
Chọn: = 203 (mm)

3.3 Xác định số răng, góc nghiêng và hệ số dịch chỉnh x
3.3.1 Cặp bánh răng 1 và 2
a) Mô đun
m= (0,01 ÷ 0,02) = 1,2 ÷ 2,4
Chọn m=2
b) Xác định số răng
Chọn ,
Chọn
Tỉ số truyền thực tế:
Sai lệch tỉ số truyền ∆u = = 0,5% < 4% (thỏa mãn)
Chọn lại = 110 (mm)
=> bw1=bw2: chiều rộng vành răng: bw1=bw2 = ψba.aw1 = 0,35.110 = 38,5
(mm).
c) Xác định thông số ăn khớp
Do đó:
= arccos =
Đường kính vịng lăn:

Vận tốc vịng của bánh răng:


Ứng suất cho phép tính ở trên chỉ là ứng suất cho phép sơ bộ. Sau khi xác định
được vật liệu, các kích thước và thơng số động học của bánh răng, cần phải xác
định chính xác ứng suất cho phép.

Trong đó:
• và là ứng suất cho phép sơ bộ đã tính ở mục trên.
• : hệ số xét đến độ nhám của mặt răng làm việc. Từ dữ liệu trong trang 91
và 92 tài liệu [1] chọn:

Ra = 1,25 ÷ 2,5μm, => = 0,95
• Zv: hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vịng, Zv = 1.
• : hệ số ảnh hưởng của kích thước bánh răng. = 1
• : hệ số ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng. Chọn = 1
• : hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu với sự tập chung ứng suất = 1,08 −
0,0695 ln(m), với modun m=2 => 1,03.
•: hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng đến độ bền uốn. = 1.
Thay số được
Bánh chủ động (1):
Bánh bị động (2):

d) Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng 1 và 2
Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc:
≤ []
• : hệ số kể đến cơ tính vật liệu của bánh răng. = 274


• : hệ số kể đến hình dạng của bề mặt tiếp xúc
•: hệ số trùng khớp
• KH: hệ số tải trọng =
- : hệ số kể đến sự phân bố không đều của tải trọng trên chiều rộng
vành răng (đã xác định ở trên), = 1,12
- : hệ số kể đến sự phân bố không đều của tải trọng trên các cặp bánh
răng đồng thời ăn khớp. = 1 với răng thẳng.
- : hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong các vùng ăn khớp.
Tra phụ lục 2.3[1] (trang 250) với
• CCX=7
• HB < 350
• Bánh răng thẳng
Nội suy tuyến tính được = 1,09

Thay số được: =
Thay số được:
≤ []
=> Thỏa mãn.
Kiểm nghiệm độ bền uốn:

• ] và là ứng suất uốn cho phép đã tính ở trên
• : hệ số tải trọng khi tính về uốn
-: hệ số kể đến sự phân bố không đều của tải trọng trên chiều rộng vành
răng. Tra bảng 6.7[1] (trang 98) với ψbd = 0,8 và sơ đồ bố trí 3 được= 1.24.


- : hệ số kể đến sự phân bố không đều của tải trọng trên các cặp răng đồng
thời ăn khớp. = 1 với răng thẳng.
- : hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp.
Tra phụ lục 2.3[1] (trang 250) với
• CCX=7
• HB < 350
• Bánh răng thẳng
• v = 3,29 (m/s)
=> = 1,33
Thay số được: = 1.1,24.1,33 = 1,88
• : hệ số kể đến sự trùng khớp của bánh răng
• : hệ số kể đến độ nghiêng của bánh răng. Do răng thẳng = 1
• và : hệ số dạng răng. Tra bảng 6.18[1] (trang 109) với:
- Zv1 = Z1 = 21
- Zv2 = Z2 = 89
- x1 = 0
- x2 = 0
Được: = 4,08 và = 3,61

Thay số được:

=> Thỏa mãn.
e) Một số thông số khác của cặp bánh răng 1 và 2
Ta có: = = 0, bánh răng khơng dịch chỉnh nên: ∆y = k2 = 0
Đường kính vịng chia:


(mm)
Đường kính đỉnh răng:
= + 2 (1 + ) m = 42 + 2. (1 + 0). 2 = 46 (mm)
= + 2 (1 +) m=178+2. (1+0+0-0).2=182(mm)
Đường kính đáy răng:
= – (2,5-2m=42-(2,5-0).2=37 (mm)
= – (2,5-2m=178-(2,5-0).2=173(mm)
Lực vịng
Lực hướng tâm
Thơng số
Khoảng cách trục
Số răng

Kí hiệu

Mơ đun
Hệ số dịch chỉnh

m

Góc ăn khớp
Chiều rộng vàng răng

Đường kính vịng lăn
Đường kính đỉnh răng
Đường kính đáy răng
Lực ăn khớp
Lực vòng
Lực hướng tâm
3.3.2 Cặp bánh răng 3 và 4
a) Mô đun

=
=

Giá trị
110(mm)
21
89
2(mm)
0(mm)
0(mm)
20°
38,5(mm)
38,5(mm)
42(mm)
178(mm)
46(mm)
182(mm)
37(mm)
137(mm)
1337 (N)
487 (N)

m= (0,01 ÷ 0,02) = 1,2 ÷ 2,4
Chọn m=2.
b) Xác định số răng
Chọn =>
Chọn
Tỉ số truyền thực tế:
Sai lệch tỉ số truyền ∆u = = 0,3% < 4% (thỏa mãn)
Chọn lại = 208 (mm)
=> chiều rộng vành răng: bw3=bw4 = ψba.aw2 = 0,35.208 = 73(mm)
c) Xác định thông số ăn khớp
Do đó:
= arccos =
Đường kính vịng lăn:

Vận tốc vịng của bánh răng:
Ứng suất cho phép tính ở trên chỉ là ứng suất cho phép sơ bộ. Sau khi xác định
được vật liệu, các kích thước và thơng số động học của bánh răng, cần phải xác
định chính xác ứng suất cho phép.