ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ

GVHD: TRẦN THIÊN PHÚC

MỤC LỤC

Lời nói đầu......................................................................2
PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ
TRUYỀN
1.1 Chọn động cơ điện..............................................4
1.2 Phân phối tỷ số truyền...................................5
PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
2.1 Thiết kế bộ truyền Xích...................................6
2.2 Thiết kế bánh răng..........................................10
2.3 Thiết kế trục.......................................................25
2.4 Tính toán chọn ổ................................................39
2.5 Thiết kế vỏ hộp................................................45
2.6 Các chi tiết phụ..................................................47
2.7 Bảng dung sai lắp ghép....................................49
Tài liệu tham khảo.........................................................52

SVTH: LÝ BÁ HẢI

1


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ

GVHD: TRẦN THIÊN PHÚC

LỜI NÓI ĐẦU

Trong cuộc sống chúng ta có thể bắt gặp những hệ
thống truyền động ở khắp nơi và có thể nói nó đóng vai
trò nhất định trong cuộc sống cũng như trong sản xuất.
Đối với các hệ thống truyền động thường gặp thì có thể
nói hộp giảm tốc là một bộ phận không thể thiếu.
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí nhằm
củng cố lại các kiến thức đã học trong các môn Nguyên
Lý Máy, Chi Tiết Máy, Vẽ Kỹ thuật Cơ khí,… và giúp sinh
viên có cái nhìn tổng quan về việc thiết kế cơ khí. Hộp
giảm tốc là một trong những bộ phận điển hình mà công
việc thiết kế giúp chúng ta làm quen với các chi tiết cơ
bản như bánh răng ,ổ lăn,… Thêm vào đó trong quá trình
thực hiện các sinh viên có thể bổ sung và hoàn thiện kỹ
năng vẽ AutoCad, điều rất cần thiết với một kỹ sư cơ khí.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Thiên Phúc,
cũng như các thầy cô và các bạn trong khoa cơ khí

đã

giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình thực hiện đồ án.
Với kiến thức còn hạn hẹp, do đó thiếu xót là điều
không thể tránh khỏi, em mong nhận được ý kiến từ thầy
cô và bạn bè để đồ án này được hoàn thiện hơn.
Sinh viên thực
hiẹân.
Lý Bá Hải

SVTH: LÝ BÁ HẢI

2

ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ

SVTH: LÝ BÁ HẢI

GVHD: TRẦN THIÊN PHÚC

3


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ

GVHD: TRẦN THIÊN PHÚC

 Số liệu thiết kế:
Công suất trên trục công tác:P=4,5 (KW)
Sô vòng quay trên trục công tác:n=45 (vg/phút)
Thời gian phục vụ: L = 7 năm tương đương 16800 giờ
Chế độ làm việc: Quay một chiều, làm việc một ca,
tải va đập nhẹ, 1 năm làm việc 300 ngày, 1 ca làm
việc 8 giờ.
Chế độ tải:
T1 = T
t1 = 15

;

;T2 = 0,6T
t2 =36

2

ĐỘ
NG CƠ

T1

Đu quay

T2
1

3

Chúthích :

1. nố
i trục đà
n hồ
i
2. Hộ
p giả
m tố
c bá
nh ră
ng trụ 2 cấ
p phâ
n đô
i
3. Bộtruyề

n xích ố
ng con lă
n

Sơ đồtả
i trọng

Sơ đồ động hệ thống truyền động Đu quay

SVTH: LÝ BÁ HẢI

4


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ

GVHD: TRẦN THIÊN PHÚC

PHẦN I:
CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ
TRUYỀN
 Số liệu thiết kế:
Công suất trên trục công tác: Pct = 4.5KW
Số vòng quay trục công tác: nct= 45 vg/ phút

1.1

CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN

2. Công suất cần thiết của động cơ: làm tiếp

Pdc =

Pct .K A
η

trong đó: Pct.KA=4,5*0,74 =3,332 KW là công suất
tính toán của trục công tác
Ti

với K =
A

∑ ( T ) .ti
=
∑ ti
2

T
0,6T 2
( ) 2 .15 + (
) .36
T
T
= 0,74
15 + 36

và Hiệu suất chung của bộ truyền:
2

4

η = η X .η br .ηOL .η NT = 0,82

Trong đó:hiệu suất bộtruyền xích η X = 0,91
hiệu suất bộtruyền bánh răng
η br = 0,97

hiệu suất bộtruyền ồ lăn η OL = 0,99
hiệu suất nối trục đàn hồi ηOL = 1
⇒ Pdc =

Pct .K A
= 4.06(KW )
η

3. Với công suất cần thiết của động cơ Pdc =4,06 KW.
4. Tra bảng P1.3 tài liệu tham khảo [1] để chọn động cơ
SVTH: LÝ BÁ HAÛI

5


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ

GVHD: TRẦN THIÊN PHÚC

1.2 PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
Từ bảng số liệu ta chọn loại động cơ 4A112M4Y3
4. Với tỷ số truyền chung uch= = 31,67 tra bảng 3.1 trang
43 tài liệu tham khảo[1] ta chọn tỷ số truyền của

hộp giảm tốc và của các cấp bánh răng như sau:
Uhộp giảm tốc= 15,835 vơí

ubr1 = 4,5

Ubr2 = 3,52
Từ đó ta có tỷ số truyền của bộ truyền xích là :
uX =

u chung
u hopgiamtoc

=

31,67
=2
15,835

5. Với các thông số vừa chọn, ta thiết lập bảng đặc tính
kỹ thuật sau:
Trục
Thông số
Công suất(KW)
Tỷ số truyền
Moment
xoắn(Nmm)
Số vòng
quay(vg/phút)

SVTH: LÝ BÁ HẢI

I(Động
II
III
cơ)
5,42
5,2
4,99
4,5
3,52
36323,51 156819,4 529729,8
1425

316,67

89,96

IV(Công
tác)
4,5
2
955000
45

6


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ

GVHD: TRẦN THIÊN PHÚC

PHẦN II:
TÍNH TOÁN BỘ THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
2.1 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH
 Số liệu ban đầu:
Công suất P =4,99KW
Số vòng quay bánh dẫn: n =89,96 vg/phút
Moment xoắn: T = 529729,8 Nmm
Tỷ số truyền: u= 2
Điều kiện làm việc: quay một chiều, làm việc 1 ca
,tải va đập nhẹ, bôi trơn nhỏ giọt, trục đóa xích điều chỉnh
được.
I. TÍNH TOÁN:
1. Chọn loại xích ống con lăn một dãy.
2. Số răng đóa xích dẫn:
Theo bảng 5.4 tài liệu [1] trang 80 ứng với tỷ số
truyền u= 2 chọn Z1=29 – 2U = 25.
⇒ Z2 =u.Z1 = 2. 25 =50
Xác định các hệ số điều kiện sử dụng xích:
K = Kr . Ka. Ko. Kdc . Kb . Klv
Với:
Kr =1,3 là hệ số tải trọng động ứng với tải va
đập nhẹ.
Ka =1

là hệ số ảnh hưởng khoảng cách trục

với a =(30 ÷ 50 ) pc
K0 =1

là hệ số ảnh hưởng bố trí bộ truyền

ứng với bộ truyền nằm ngang

SVTH: LÝ BÁ HẢI

7


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ

GVHD: TRẦN THIÊN PHÚC

Kdc =1 là hệ số ảnh hưởng khả năng điều
chỉnh lực căng xích.
Kb =1

là hệ số điều kiện bôi trơn.

Klv =1 số làm việc ứng với làm việc 1 ca.
⇒ K = Kr . Ka. Ko. Kdc . Kb . Klv =1,3.
Ta có hệ số vòng quay K n =

n 01
200
=
= 2,2
n 1 89,96

Với n01 =200 tra từ bảng 5.4 tài liệu tham khảo[3].

Và hệ số răng đóa xích : K z =

25 25
=
= 1.
Z 1 25

Và hệ số xét đến dãy xích ứng với xích một dãy: K x = 1
3. Từ đó ta có công suất tính toán:
Pt =

K.K n .K z .P 1,3.2,2.4,99
=
= 14,42kw
Kx
1

Theo bảng 5.4 tài liệu [3] ứng với công suất cho phép
[P]> Pt và số vòng quay thực nghiệm n01=200 ta có được
bứơc xích pc =31,75mm.
4. Kiểm tra số vòng quay tới hạn ứng với bước xích
pc=31,75mm tra từ bảng 5.2 [3] ta có ntới hạn =630 > nbộ
truyền

=89,96 (vg/phút). Ta thấy bước xích vừa chọn trên

thoã.
5. Tiếp tục ta kiểm mghiệm bước xích theo công thức sau :
p c ≥ 600.3

P.K
Z1.n1[Po].K x

Với [Po] =29MPa tra từ bảng 5.3 tài liệu [3]
Thế vào biểu thức trên ta có p c ≥ 600.3

SVTH: LÝ BÁ HẢI

P.K
= 27,8mm
Z1 .n 1[ Po].K x

8


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ

GVHD: TRẦN THIÊN PHÚC

Vậy bước xích đã chọn thoã mãn điều kiện trên.
8. Tính toán các thông số của bộ truyền xích vừa chọn :
+ Vận tốc trung bình của xích: v =
+ Lực vòng có ích : Ft =

n.p c .Z1
= 1,19(m / s)
60000

1000.P
= 4193,3( N)

v

+ Chọn khoảng cách trục sơ bộ từ a=40p c =1270mm
từ a =(30÷50)pc
+ Số mắt xích :
2

2a Z1 + Z2  Z2 − Z1)  p c
X=
+
+
 . = 119,98
pc
2
 2π  a

Ta chọn X=120 mắt xích .
+ Chiều dài xích: L=X.pc= 3810 mm.
Từ đó ta tính khoảng cách trục chính xác:

2
2
Z1 + Z2
Z1 + Z2 

 Z2 − Z1 
a = p c .0,25X −
+ X −
−
8





2
2 

 2π 



 = 1303,57mm



Và để bộ truyền xích làm việc bình thường ta giảm
khoảng cách trục xuống một đoạn bằng (0,002÷0,004)a
Do đó ta có khoảng cách trục tính toán là a = 1299 mm
+ Lực tác dụng lên trục: Fr= Km. Ft = 1,15. 4193.3 =
4822.3(N)
Với Km=1,15 hệ số trọng lượng xích ứng với bộ
truyền xích nằm ngang.
+ Đường kính đóa xích :
Bánh dẫn:

SVTH: LÝ BÁ HẢI

9

ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ

GVHD: TRẦN THIÊN PHÚC

p c .Z1
= 252,66mm
π
d a1 = d1 + 0,7 p c = 274,885mm
d1 =

Bánh bị dẫn:
p c .Z 2
= 505,3mm
π
= d 2 + 0,7 p c = 527,5mm

d2 =
da2

9. Kiểm nghiệm số lần xích va đập trong 1 giây:
i=

Z1.n1 25.89,96
=
= 1,25 < [i] = 16
15X
15.120

Với [i] =16 tra bảng 5.6 tài liệu[3]
10.

Kiểm tra xích theo hệ số an toàn:
s=

Q
F1 + Fv + Fo

Với Q =88,5 (KN) tra bảng 5.2 tài liệu[1]
F1=Ft= 4193,3 (N)
Fv=qm.v2= 5,4 (N)
Với qm=3,8 (kg/m) tra bảng 5.2 tài liệu [1]
Fo=Kf .a .qm .g = 6 .1,299 .3,8 .9,81 = 290,5 N
Với Kf=6 hệ số phụ thuộc độ võng của
xích khi xích nằm ngang.
⇒s=

Q
= 19,7 > [s]
F1 + Fv + Fo

Với [s] hệ số an toàn cho phép phụ thuộc vào
số vòng quay và bước xích =(7,8÷9,4) bảng 5.7 tài liệu [3].

SVTH: LÝ BÁ HẢI

10


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ

GVHD: TRẦN THIÊN PHÚC

2.2 THIẾT KẾ BÁNH RĂNG
2

ĐỘNG CƠ

T1

Đu quay

T2
1

3

Chúthích : 1. nốitrục đàn hồi
2. Hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp phân đôi
3. Bộtruyền xích ống con lăn

Sơ đồtảitrọng

Chế độ làm việc: Quay một chiều, làm việc một ca,
tải va đập nhẹ, 1 năm làm việc 300 ngày, 1 ca làm việc 8
giờ.
Chế độ tải:
T1 = T
t1 = 15

; T2 = 0,6T

; t2 =36

SVTH: LÝ BÁ HẢI

11


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ

GVHD: TRẦN THIÊN PHÚC

 Chọn vật liệu chế tạo bánh răng :
Chọn thép 45 Cr đựơc tôi cải thiện
Theo bảng 6.1 tài liệu [1] ta chọn độ rắn trung bình:
Bánh dẫn:

HB1=250 HB

Bánh bị dẫn: HB2=228 HB
A. TÍNH TOÁN CẶP BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG
CẤP CHẬM
Số liệu ban đầu:
Công suất P =4,5 KW
Số vòng quay bánh dẫn: n = 316,67 vg/phút
Moment xoắn: T = 156819,4 Nmm
Tỷ số truyền: u= 3,52
Tuổi thọ Lh= 7 năm tương đương 16800 giờ.
1. Số chu kỳ làm việc cơ sở.
N HO1 = 30HB3

2, 4

= 30.250 2, 4 = 1,71.10 7 chu kyø.

2, 4

= 30.2282, 4 = 1,37.10 7 chu kyø.

N HO 2 = 30HB4

Và: NFO1=NFO2=5.106 chu kỳ
2. Số chu kỳ làm việc tương đương:
3

N HE1

 Ti 
7
= 60.c.∑ 
 n.i t i = 64.10 chu kyø.
T
max


3

 Ti 
7
N HE 2 = 60.c.∑ 
 n.i t i = 16.10 chu kyø.

 T max 
6

 Ti 
7
N FE1 = 60.c.∑ 
 n.i t i = 46,96.10 chu kyø.
 T max 
6

N FE 2

 Ti 
7
= 60.c.∑ 
 n.i t i = 11,74.10 chu kỳ.
 T max 

SVTH: LÝ BÁ HẢI

12


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ

Vì:

GVHD: TRẦN THIÊN PHÚC

N HE1 > N HO1 ; N HE 2 > N HO 2 ; N FE1 > N FO1 ; N FE 2 > N FO 2

K HL1 = K HL 2 = K FL1 = K FL 2 = 1

Neân ta có hệ số tuổi thọ:

3. Theo 6.13 tài liệu [3], ta chọn giới hạn mỏi tiếp xúc:
δ OH lim = 2.HB + 70.

Bánh dẫn :

δ OH lim1 = 2.HB + 70. = 570MPa

Bánh bị dẫn:

δ OH lim 2 = 2.HB + 70. = 526MPa

4. Ta có giới hạn mỏi uốn:
δ OF lim = 1,75.HB

Bánh dẫn :

δ OF lim1 = 1,75HB = 437,5MPa

Bánh bị dẫn:

δ OF lim 2 = 1,75HB = 399MPa

5. Ứng suất tiếp xúc cho phép:

[δ H ]

=

δ OH lim .0,9
K HL
sH

khi tôi cải thiện: sH=1,1 tra

bảng 6.13 [3]
⇒ [ δ H ]1 =

δ OH lim1.0,9
K HL1 = 466,4MPa
sH

⇒ [ δH ] 2 =

δ OH lim 2 .0,9
K HL 2 = 430,4MPa
sH

Chọn giá trị nhỏ trong 2 giá trị trên ta có ứng
suất tiếp xúc cho phép: [ δ H ] = 430,4MPa
6. Ứng suất uốn cho phép tính theo công thức sau:
[δ F ] = δ OF lim K FL
Với sF=1,75 tra bảng 6.13 [3]
sF
δ OF lim1
K FL1 = 250MPa
⇒ [ δ F ]1 =

sF
δ OF lim 2
K FL 2 = 228MPa
⇒ [ δF ] 2 =
sF

SVTH: LYÙ BÁ HẢI

13


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ

GVHD: TRẦN THIÊN PHÚC

7. Do hộp gỉam tốc được bôi trơn tốt ( bộ truyền kín). Do
đó tính toán thiết kế theo độ bền tiếp xúc.
Theo bảng 6.15 tài liệu [3] ta chọn:
ψba =0,4
Khi đó : ψ bd =

ψ ba .(u + 1)
= 0,72
2

Ứng với ψbd vừa chọn , tra bảng 6.4 [3] ta có :
KHβ= 1,022
KFβ= 1,038
8. Khi đó, khoảng cách trục bộ truyền bánh răng trụ
răng thẳng:

a w = 50(u + 1)3

T1 .K Hβ

ψ ba .[δ H ] .u

= 50(3,52 + 1)3

2

156819,4.1,022
= 192mm
0,4.430,4 2.3,52

Theo tiêu chuẩn chọn: aw = 200mm.
9. Với khoảng cách trục vừa chọn ta chọn môđun răng
theo : m= (0,01÷0,02)aw (Ứng với HB1, HB2 < 350HB)
⇒ m=0,015 .200=3
Tổng số răng :
z1 + z 2 =

2a w 2.200
=
= 133 răng
m
3

Với z1 =

z1 + z 2

133
=
= 30
1+ u
1 + 3,52

Chọn z1=30 răng ⇒z2 = 133 - 30= 103 răng .
10.

Các thông số hình học của bộ truyền:

SVTH: LÝ BÁ HẢI

14


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ

GVHD: TRẦN THIÊN PHÚC

o Đường kính vòng chia:
d1= z1 . m=30 . 3 = 90 mm
d2 =z2 . m=103 . 3 = 309 mm
o Đường kính vòng đỉnh:
d a1 = d1 + 2.m = 96 mm
d a 2 = d 2 + 2.m = 315 mm

o Khoảng cách trục: a w =

z1 .m(1 + u )

≈ 200 mm
2

o Chiều rộng vành răng:
Bánh bị dẫn: b2 = ψ ba .a = 0,4.200 = 80 mm.
Bánh dẫn:

b1 = b2 + 5 = 80 + 5 = 85 mm

o Vận tốc vòng bánh răng:
v=

π.d1.n1 π.90.316,67
=
= 1,49(m / s)
60000
60000

Theo bảng 6.3 [3] chọn cấp chính xác là 9.
o Xác định giá trị các lực :
Bánh dẫn:
Lực vòng : Ft1 =

2T1 2.156819.4
=
= 3484,9 N
d1
90

Lực hướng tâm: FR1= Ft1.tgα= 1268,4N

Bánh bị dẫn:
Lực vòng : Ft 2 =

2T2 2.529729,8
=
= 3428,7 N
d2
309

Lực hướng tâm: Fr2= Ft2tgα= 1248N.
11.

Tính toán kiểm nghiệm giá trị ứng suất tiếp xúc:
Theo bảng 6.5 [3], ta chọn hệ số tải trọng động :

SVTH: LÝ BÁ HẢI

15


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ

GVHD: TRẦN THIÊN PHÚC

K HV = 1,107
K FV = 1,206

δH =

Z M .Z H .Z ε

d1

2.T1.K H .(u + 1)
= 367,4MPa < [δ H ] = 395,1MPa
b w .u

Do đó bánh răng thoã điều kiện Ứng suất tiếp
xúc.
12.

Tiếp tục kiểm nghiệm theo độ bền uốn:
o Hệ số dạng răng:
Bánh dẫn: YF1 = 3,47 +

13,2
13,2
= 3,47 +
= 3,91
Z1
30

Bánh bị dẫn: YF 2 = 3,47 +

13,2
13,2
= 3,47 +
= 3,6.
Z2
103

o Đặc tính so sánh độ bền các bánh răng:
[δ F1 ]
= 63,9
YF1
[δ2]
= 63,3
YF 2

⇒ Ta kiểm nghiệm bánh bị dẫn có độ bền thấp
hơn.
o Ứng suất uốn tính toaùn:
δF =

YF1.Ft1.K Fβ .K Fv
b w1.m n

≈ 70,8MPa < [δ F1 ] = 228MPa

Do đó độ bền uốn được thoã.
B. TÍNH TOÁN CẶP BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG
NGHIÊNG CẤP NHANH
Số liệu ban đầu:

SVTH: LÝ BÁ HẢI

16


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ

GVHD: TRẦN THIÊN PHÚC

Số vòng quay bánh dẫn: n1 = 1425 vg/phút
Moment xoắn: T1 =

36323,51
= 18161,76 Nmm
2

Tỷ số truyền: u br1 = 4,5
Tuổi thọ Lh= 7 năm tương đương 16800 giờ.
1.

Số chu kỳ làm việc cơ sở.
N HO1 = 30HB3

2, 4

= 30.250 2, 4 = 1,71.10 7 chu kyø.

2, 4

= 30.2282, 4 = 1,37.10 7 chu kỳ.

N HO 2 = 30HB4

Và: NFO1=NFO2=5.106 chu kỳ
2.

Số chu kỳ làm việc tương đương:

3

 Ti 
7
N HE1 = 60.c.∑ 
 n.i t i = 64.10 chu kyø.
 T max 
3

 Ti 
7
N HE 2 = 60.c.∑ 
 n.i t i = 16.10 chu kyø.
 T max 
6

N FE1

 Ti 
7
= 60.c.∑ 
 n.i t i = 46,96.10 chu kyø.
 T max 

N FE 2

 Ti 
7
= 60.c.∑ 
 n.i t i = 11,74.10 chu kỳ.

 T max 

6

Vì:

N HE1 > N HO1 ; N HE 2 > N HO 2 ; N FE1 > N FO1 ; N FE 2 > N FO 2

Nên ta có hệ số tuổi thoï:
3.

K HL1 = K HL 2 = K FL1 = K FL 2 = 1

Theo 6.13 tài liệu [3], ta chọn giới hạn mỏi tiếp xúc:
δ OH lim = 2.HB + 70.

4.

Bánh dẫn :

δ OH lim1 = 2.HB + 70. = 570MPa

Bánh bị dẫn:

δ OH lim 2 = 2.HB + 70. = 526MPa

Ta có giới hạn mỏi uốn:

SVTH: LÝ BÁ HAÛI

17


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ

GVHD: TRẦN THIÊN PHÚC

δ OF lim = 1,75.HB

5.

Bánh dẫn :

δ OF lim1 = 1,75HB = 437,5MPa

Bánh bị dẫn:

δ OF lim 2 = 1,75HB = 399MPa

Ứng suất tiếp xúc cho phép:

[δ H ]

=

δ OH lim .0,9
K HL
sH

Với sH=1,1 tra bảng 6.13 [3]

⇒ [ δ H ]1 =

δ OH lim1.0,9
K HL1 = 466,4MPa
sH

⇒ [ δH ] 2 =

δ OH lim 2 .0,9
K HL 2 = 430,4MPa
sH

Ta coù ứng suất tiếp xúc cho phép:

[ δ H ] = 0,45.([δ H1 ] + [δ H 2 ]) = 403,6MPa < [δ H min] = 430,4

nên ta chọn

[δ H ] = 430,4MPa
6.

Ứng suất uốn cho phép tính theo công thức sau:

[δ F ]

7.

=

δ OF lim
K FL
sF

Với sF=1,75 tra bảng 6.13 [3]

⇒ [ δ F ]1 =

δ OF lim1
K FL1 = 250MPa
sF

⇒ [ δF ] 2 =

δ OF lim 2
K FL 2 = 228MPa
sF

Do hộp giảm tốc được bôi trơn tốt ( bộ truyền kín). Do
đó tính toán thiết kế theo độ bền tiếp xúc.
Ta chọn:
ψba =0,16
Khi đó : ψ bd =

SVTH: LÝ BÁ HẢI

ψ ba .(u + 1)
= 0,44
2

18


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ

GVHD: TRẦN THIÊN PHÚC

Ứng với ψbd vừa chọn , tra bảng 6.4 [3] ta có :
KHβ= 1,02
KFβ= 1,04
8.

Khi đó, khoảng cách trục bộ truyền bánh răng trụ
răng thẳng:
a w = 43(u + 1)3

T1 .K Hβ

ψ ba .[δ H ] .u
2

= 43(4,5 + 1)3

18161,76.1,02
= 142,36mm
0,16.430,4 2.4,05

Theo tiêu chuẩn chọn: aw = 160 mm.
9.

Với khoảng cách trục vừa chọn ta chọn môđun răng
theo : mn= (0,01÷0,02)aw (Ứng với HB1, HB2 < 350HB)
⇒ ta chọn mn=2

10.

Tính góc nghiêng răng β thoãđiều kiện sau: 30o<β<40o
2a w . cos 30 0
2.a w . cos 40 0
≥ Z1 ≥
mn .(u + 1)
mn .(u + 1)
25,2 ≥ Z1 ≥ 22,2

Vậy ta chọn z1=24 răng.
Khi đó số răng bánh răng bị dẫn :z 2=z1.u=24 .
4,5= 108 răng
11.

Góc nghiêng răng:
β = arccos

mn .(u + 1).Z 1
2.a w

= arccos

SVTH: LÝ BÁ HẢI

2.(4,5 + 1).24

= 34,410 .
2.160

19


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ

12.

GVHD: TRẦN THIÊN PHÚC

Các thông số hình học của bộ truyền:
o Đường kính vòng chia:
d1 =

m n .Z1
2.24
=
= 58,2mm
cos β
cos 34,410

d2 =

m n .Z1
2.108
=
= 265,8mm
cos β

cos 34,410

o Đường kính vòng đỉnh:
d a1 = d 1 + 2.m n = 62,2 mm
d a 2 = d 2 + 2.m n = 265,8 mm

o Khoảng cách trục: a w =

z 1 .m n (1 + u )
≈ 160 mm
2 cos β

o Chiều rộng vành răng:
Bánh bị dẫn:

b 2 = ψ ba .a = 0,16.160 = 26 mm.

Baùnh dẫn:

b1 = b 2 + 5 = 31 mm

o Vận tốc vòng bánh răng:
v=

π.d1 .n1
= 3,39( m / s) < v th = 6(m / s) (tra từ bảng 6.3 [3])
60000

Theo bảng 6.3 [3] chọn cấp chính xác là 9.
o Xác định giá trị các lực :

Bánh dẫn:
Lực vòng :

Ft1 =

2T1
= 799 N
d1

Lực hướng tâm:

Fr1 =

Ft1.tgα
= 367,2 N
cos β

Lực dọc trục:

Fa1 = Ft1.tgβ = 283,1N

Bánh dẫn:

SVTH: LÝ BÁ HẢI

20


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ

GVHD: TRẦN THIÊN PHÚC

Lực vòng :

Ft 2 =

2T2
= 766,8N
d2

Lực hướng tâm:

Fr 2 =

Ft 2 .tgα
= 352,4 N
cos β

Lực dọc trục:
13.

Fa 2 = Ft 2 .tgβ = 591,1N

Tính toán kiểm nghiệm giá trị ứng suất tiếp xúc:
o Theo bảng 6.6 [3], ta chọn hệ số tải trọng động :
K HV = 1,08
K FV = 1,1

o Hệ số trùng khớp ngang:


1
1 
ε α = 1,88 − 3,2.( + ) . cos β
Z1 Z 2 

1
1 

= 1,88 − 3,2.( +
). cos 34,410 = 1,32 .
24 108 


o Hệ số trùng khớp dọc:
εβ =

b w . sin β 26. sin 34,410
=
= 3,037 .
π.m n
π.2

Khi ncx=9 thì KFα=1
Từ bảng 6.11 [3]ta chọn KHα=1,14
o Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc:
δH =

Z M .Z H .Z ε
d w1

Z M = 275MPa

Với:

SVTH: LÝ BÁ HẢI

2.T1 .K H .(u + 1)
bw .u

Zε =

1
1
=
= 0,87
εα
1,32

ZH =

2. cos β
= 1,95
sin(α tw )

21


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ

GVHD: TRẦN THIÊN PHÚC

 tan 20 0 
 tan α 
 = 24,680
 = arctan
0 
cos
β
cos
34
,
41





Trong đó: α tw = arctan

KH=KHα . KHβ . KHv =1,26
⇒δ H = 413,3MPa < [δ]H = 430,4MPa
Do đó bánh răng thoã điều kiện Ứng suất
tiếp xúc.
14.

Tiếp tục kiểm nghiệm theo độ bền uốn:
o Xác định số răng tương đương.
Z1
= 22,73
(cos β) 3

Z2
=
= 102,28
(cos β) 3

Z v1 =
Zv2

o Hệ số dạng răng:
Bánh dẫn:

YF1 = 3,47 +

Bánh bị dẫn: YF 2 = 3,47 +

13,2
= 4,05
Z v1

13,2
= 3,6
Zv2

o Đặc tính so sánh độ bền các bánh răng:
[δ F1 ]
= 61,7
YF1
[δ2]
= 63,3
YF 2

⇒ Ta kiểm nghiệm bánh dẫn có độ bền thấp hơn.
o Ứng suất uốn tính toán:
δF =

SVTH: LÝ BÁ HẢI

YF .Ft .K F .Yε .Yβ
bw .mn

22


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ

GVHD: TRẦN THIÊN PHÚC

K F = K Fα .K Fβ .K Fv = 1,144

Với:

YF1 = 4,05
1
1
=
= 0.76.
ε α 1,32
β
Yβ = 1 −
= 0,68.

120
⇒δ F = 25,9MPa < [δ]F = 250MPa
Yε =

Do đó độ bền uốn được thoã.

tốc:

Bảng thông số bộ truyền bánh răng trong hộp giảm

SVTH: LÝ BÁ HẢI

23


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ

Bánh
răng
Thông số
Khoảng
cách trục
(aw)
Đường
kính vòng
chia (d)
Đường
kính vòng
đỉnh (da)
Chiều cao

răng (h)
Chiều
rộng
vành
răng (bw)
Góc profin
gốc ( α )
Góc
nghiêng
răng β

GVHD: TRẦN THIÊN PHÚC

Cấp nhanh
Bá
Bán
nh dẫn
h bị dẫn

SVTH: LÝ BÁ HẢI

Cấp chậm
Bán
Bán
h dẫn
h bị dẫn

160

200

58,2

261,
8

90

309

62,2

265,
8

96

315

4,5
31

6,75
26

85

80

20 0

20 0

34,41 0

00

24


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ

GVHD: TRẦN THIÊN PHÚC

Kiểm nghiệm điều kiện bôi trơn ngâm dầu:

Điều kiện bôi trơn của hộp giảm tốc là:
Mức dầu thấp nhất ngập (0,7 ÷2) chiều cao răng (h 2=2,25m)
của bánh răng 2, nhưng ít nhất là 10mm
Khoảng cách giữa mức dấu thấp nhất và cao nhất là:
hmax–hmin=10 ÷ 15mm
1. Mức dấu cao nhất không ngập quá 1/3 bán kính
bánh răng 4 (da4/6).
Ta có h2 = 2,25m = 2,25.2 = 4,5 <10mm
H = da2/2 - 10 – (10 ÷ 15) = 112,9 ÷ 107,9 mm > da4/3 = 105
mm
Với: da2=265.8 mm
da4=315 mm
Vậy hộp giảm tốc thõa điểu kiện bôi trơn ngâm dầu

SVTH: LÝ BÁ HẢI

25