ĐỒ án môn học CHI TIẾT máy THIẾT kế hệ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG cơ KHÍ đề 06 THIẾT kế hệ THỐNG dẫn ĐỘNG THÙNG TRỘN

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
…………………………………………………………………………………….......
…………………………………………………………………………………….......
…………………………………………………………………………………….......
…………………………………………………………………………………….......
…………………………………………………………………………………….......
…………………………………………………………………………………….......
…………………………………………………………………………………….......
…………………………………………………………………………………….......
…………………………………………………………………………………….......
…………………………………………………………………………………….......
…………………………………………………………………………………….......
…………………………………………………………………………………….......
…………………………………………………………………………………….......

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
…………………………………………………………………………………….......
…………………………………………………………………………………….......
…………………………………………………………………………………….......
…………………………………………………………………………………….......
…………………………………………………………………………………….......
…………………………………………………………………………………….......
…………………………………………………………………………………….......
…………………………………………………………………………………….......
…………………………………………………………………………………….......
…………………………………………………………………………………….......
…………………………………………………………………………………….......
…………………………………………………………………………………….......
…………………………………………………………………………………….......

LỜI NĨI ĐẦU
Tính tốn thiết kế hệ dẫn động cơ khí là u cầu khơng thể thiếu đối với một kĩ sư ngành cơ
khí, nhằm cung cấp kiến thức cơ sở về máy và kết cấu máy.
Thông qua đồ án môn học chi tiết máy mỗi sinh viên được hệ thống lại kiến thức đã học nhằm
tính tốn thiết kế máy theo các chỉ tiêu chủ yếu về khả năng làm việc, thiết kế kết cấu chi tiết
máy, vỏ khung và bệ máy, chọn cấp chính xác, lắp ghép và phương pháp trình bày, bản vẽ,
trong đó cung cấp nhiều số liệu mới về phương pháp tính, về dung sai lắp ghép và các số liệu
tra cứu khác. Do đó khi thiết kế đồ án chi tiết máy phải tham khảo các giáo trình như Chi Tiết
Máy, Tính Tốn Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí, Dung sai và Lắp Ghép, Nguyên Lí
Máy,...Từng bước giúp sinh viên làm quen với cơng việc thiết kế và nghề nghiệp sau này của
mình.
Nhiệm vụ của em là thiết kế hệ dẫn động xích tải bao gồm có hộp giảm tốc hai cấp phân đôi,
bộ truyền đai.
Lần đầu tiên làm quen với công việc thiết kế với một khối lượng kiến thức tổng hợp lớn và có
nhiều phần chúng em chưa nắm vững, dù đã tham khảo các tài liệu xong khi thực hiện đồ án,
trong tính tốn khơng thể tránh được những thiếu sót. Em mong được sự góp ý và giúp đỡ của
các thầy cô giáo.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo, đặc biệt là thầy ‘Đặng Văn Ánh’ đã hướng dẫn
tận tình và cho em nhiều ý kiến quý báu cho việc hoàn thành đồ án này.
Tp.HCM ngày 30 tháng 5 năm 2016
Sinh viên thực hiện
Bùi Quang Tú
Đặng Duy Thường
Nguyễn Vĩnh Xuân


BỘ CƠNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

---------



---------

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ
Sinh viên thực hiện: 1/ Lê Phương Nam
2/ Lê Nguyễn Gia Huy
3/ Lê Quốc Hải
Lớp học phần: DHCDT14A
Giáo viên hướng dẫn: ThS Lê Vũ Hải

MSSV:

18051281
18036701
180

Ký tên:

ĐỀ 06: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN

T

T

t

Hình 1. Sơ đồ hệ thống
Hệ thống dẫn động gồm:
1. Động cơ điện
2. Bộ truyền đai
3. Hộp giảm tốc
4. Khớp nối
5. Thùng trộn

Hình 2. Sơ đồ tải trọng


Số liệu thiết kế:
• Cơng suất trên trục thùng trộn, P (kW): 3 kW
• Số vịng quay trên trục thùng trộn, n (vg/ph): 46 vg/ph
• Thời gian phục vụ, L (năm): 7 năm
• Hệ thống quay một chiều, làm việc 2 ca, tải va đập nhẹ.
(1 năm làm việc 300 ngày, 1 ca làm việc 8 giờ)
Chế độ tải:
T=const
• 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.
2. Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền cho hệ thống truyền động.
3. Tính tốn thiết kế các chi tiết máy:
• Tính tốn thiết kế bộ truyền ngồi
• Tính tốn thiết kế các bộ truyền trong hộp giảm tốc
• Tính tốn 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.
5. Tài liệu tham khảo.
BẢNG SỐ LIỆU: Chọn phương án số 12.
Phưong án

P
(kW)

12

3

n
L
(vg/ph) (năm)
46

7


MỤC LỤC
Chương 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 11
I.Chọn động cơ

11

1. Xác định công suất cần thiết của động cơ

11

2. Số vòng quay sơ bộ của động cơ

12

II. Phân phối tỉ số truyền

12

III.Các thông số khác

13

1. Cơng suất trên các trục

13

2. Tính tốn số vịng quay trên các trục

13

3. Tính momen xoắn trên các trục

14

Chương 2: TRUYỀN ĐỘNG ĐAI

15

I.Tính bộ truyền đai

15

1. Chọn đai

15

2. Xác định các thông số của bộ truyền đai

16

3. Xác định số đai z

17

4. Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục

18

5. Bảng kết quả tính tốn

18

Chương 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CỦA
HỘP GIẢM TỐC

19

A.THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN CẤP NHANH

19

1. Chọn vật liệu

19

2. Xác định ứng suất cho phép

19

a. Ứng suất tiếp xúc cho phép

19

b. Ứng suất uốn cho phép

20


c. Ứng suất q tải cho phép

21

3. Tính tốn bộ truyền bánh răng trụ - răng thẳng

21

a. Khoảng cách trục sơ bộ

21

b. Xác định các thơng số ăn khớp

21

4. Tính kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng trụ - răng thẳng

22

a. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc

22

b. Kiểm nghiệm bánh răng và độ bền uốn

23

c. Kiểm nghiệm độ bền q tải

24

5. Các thơng số và kích thước bộ truyền bánh răng cấp nhanh

25

6. Tính các lực tác dụng

25

B.THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CẤP CHẬM

25

1. Chọn vật liệu

26

2. Xác định ứng suất cho phép

26

3. Tính tốn bộ truyền bánh răng trụ - răng nghiêng

27

a. Khoảng cách trục

27

b. Xác định các thơng số ăn khớp

27

4. Tính kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng trụ - răng nghiêng

28

a. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc

28

b. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn

30

c. Kiểm nghiệm răng về quá tải

31

5. Các thông số và kích thước bộ truyền bánh răng trụ - răng nghiêng

31

6. Các lực tác dụng

32

Chương 4: THIẾT KẾ TRỤC

34

I.Chọn vật liệu

34


II.Xác định tải trọng tác dụng lên trục

34

III.Tính thiết kế trục

34

1. Xác định sơ bộ đường kính trục

34

2. Xác định khoảng cách trục giữa các gối đỡ và điểm đặt lực

35

3. Tính tốn thiết kế trục I

37

a. Các lực tác dụng lên trục

37

b. Tính chính xác trục

39

c. Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi

40

4. Tính tốn thiết kế trục II

41

a. Các lực tác dụng lên trục

41

b. Tính chính xác trục

44

c. Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi

45

5. Tính tốn thiết kế trục III

47

a. Các lực tác dụng lên trục

49

b. Tính chính xác trục

49

c. Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi

50

Chương 5: CHỌN VÀ TÍNH TỐN Ổ LĂN

52

I.Chọn và tính tốn ổ lăn cho trục I

52

1. Chọn ổ lăn

52

2. Kiểm nghiệm khả năng tải

52

a. Khả năng tải động

52

b. Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh

53

II.Chọn và tính tốn ổ lăn cho trục II

53

1. Chon ổ lăn

53

2. Kiểm nghiệm khả năng tải

54


a. Khả năng tải động

54

b. Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh

54

III.Chọn và tính tốn ổ lăn cho trục III

55

1. Chọn ổ lăn

55

2. Kiểm nghiệm khả năng tải

55

a. Khả năng tải động

55

b. Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh

56

Chương 6: TÍNH TỐN VÀ CHỌN CÁC YẾU TỐ CỦA
VỎ HỘP GIẢM TỐC CÁC CHI TIẾT KHÁC

57

I.Các kích thước cơ bản của vỏ hộp giảm tốc

57

II.Kích thước một số chi tiết khác liên quan đến vỏ hộp

59

1. Bu lơng vịng
2. Chốt định vị

59
60

3. Nắp quan sát

61

4. Nút thơng hơi

62

5. Nút tháo dầu

62

6. Vịng chắn dầu

63

7. Vịng phớt chắn dầu

63

8. Que thăm dầu

64

9. Bơi trơn hộp giảm tốc

65

10 .Chọn dung sai lắp ghép

65

11. Tính mối ghép then

68

a. Bánh đai

68

• Chọn then

68

• Tính kiểm nghiệm bền then

68

b. Bánh răng Z1
• Chọn then

69
69


• Tính kiểm nghiệm bền then
c. Bánh răng Z2

69
70

• Chọn then

70

• Tính kiểm nghiệm bền then

70

d. Bánh răng Z3, Z4

71

• Chọn then

71

• Tính kiểm nghiệm bền then

71

e. Bánh răng Z5, Z6

72

• Chọn then

72

• Tính kiểm nghiệm bền then

72


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

1.1

Chọn động cơ

1.1.1 Xác định công suất cần thiết của động cơ
Pct 

𝑃𝑡𝑑



trong đó: Pct là cơng suất cần thiết
Ptd là công suất tương đương
ɳ là hiệu suất của bộ truyền

Ptđ = Plv=3 kW (Tải không đổi)
Hiệu suất bộ truyền

 = d br1 br2 kn ol4
Tra bảng 2.3 trang 19 [1] ta được các hiệu suất :

 ổ lăn= 0,99 (ổ lăn được che kín)
 bánh răng 1 = 0,97 (bánh răng trụ che kín)
 bánh răng 1 = 0,97 (bánh răng trụ che kín)
 khớp nối = 1

 đai= 0,96 (bộ truyền đai để hở)
Suy ra:

 = 0,96.0,97.0,97.1.0,994 = 0,867

Công suất cần thiết trên trục động cơ :
Pct ≥

𝑃𝑡𝑑

3

 = 0,867 = 3,46 kW

Số vịng quay của trục cơng tác
Nlv = 46 (vòng/phút)
2. Số vòng quay sơ bộ của động cơ
Chọn tỉ số truyền sơ bộ:
U= Uđ.Uhs


Bảng 2.4 trang 21 [1]
Uđ= 3÷5
Uhs = 8÷40
Suy ra:

U = (3÷5)( 8÷40)= 24÷200

Số vịng quay sơ bộ của động cơ
Theo cơng thức (2.18) trang 21 [1]
=> nsb = 46.( 24÷200) = 1104÷ 9200 (vịng/phút)
Tra bảng 1.1 trang 237 [1] chọn động cơ 4A100LAY3 với công suất P = 4 kW và số vòng
quay n = 1420 vòng/phút

II. Phân phối tỉ số truyền

Chọn tỉ số truyền của hệ thống
U=

ɳđc
ɳlv

=

1420
46

= 30,87

Mà U= Uđ.Uhs
Chọn Uhs = 10, tra bảng 3.1 trang 43 [1] với đề bài là hộp giảm tốc 2 cấp phân đôi:
Ta được u1 = 3,58; u2 = 2,79
Tỉ số truyền của bộ truyền đai:
Uđ =

𝑢
𝑢1.𝑢2

=

30,87
3,58.2,79

= 3,09

III. Các thông số khác

1. Công suất trên các trục :
Trục 1 :
P1 = Pđc.  đ = 4.0,96 = 3,84 (kW)
Trục 2 :
P2 = P1 br ol= 3,84.0,97.0,99 = 3,69 (kW)
Trục 3 :
P3 = P2 br ol = 3,69.0,97.0,99 = 3,54 (kW)
2. Tính tốn số vòng quay của các trục :
Trục 1:
n1 =
Trục 2 :

𝑛đ𝑐
𝑛đ

=

1420
3,09

= 459,5 (vòng/phút)


n2 =

n1 459,5
=
= 128,4(vòng/phút)
U1 3,58

Trục 3 :
n2 128,4
=
= 46 (vòng/phút)
U2 2,79

n3 =

3. Tính momen xoắn trên các trục :
Trục động cơ :
Pđc
4
= 9.55.106.
= 26901,4 (Nmm)
nđc
1420

Tđộng cơ = 9,55.106.
Trục1 :

P1
3,84
T1 = 9,55.106. = 9,55.106.
= 79808,5 (Nmm)
n1
459,5
Trục 2 :
P2
3,69
=9,55.106

= 274450,9 (Nmm)
n2
128,4

T2 = 9,55.106.
Trục 3 :

P3
3,54
= 9,55.106.
= 734934,8 (Nmm)
n3
46

T3 =9,55.106.

Trục

Động cơ

1

2

3

3,84

3,69

3,54

Thông số
Công suất p, kW
Tỉ số truyền u
Số vòng quay n,
vg/ph
Moment xoắn T,
Nmm

4,0
uđ= 3,09
1420

26901,4

u1= 3,58

u2= 2,79

459,5

128,4

46

79808,5

274450,9

734934,8


CHƯƠNG 2: TRUYỀN ĐỘNG ĐAI
Chọn đai thang vì :
-

Làm việc ổn định không ồn

-

Giá thành hạ

-

Kết cấu đơn giản

-

Dễ bảo quản

-

Hệ số ma sát giữa đai và bánh đai lớn

-

Truyền động giữa 2 trục có khoảng cách xa nhau

I.

Tính bộ truyền đai

1. Chọn đai.
-

Theo chương 1 ta có : Pđc = 4 kW , nđc = 1420 (vịng/phút)
Theo hình 4.22a trang 167 [3] ta chọn đai thang loại A
Tiết diện đai A với các thông số theo bảng 4.3 trang 137 [3]:

Kí hiệu

A

-

Kích

Diện

Đường

thước

tích tiết

kính bánh

Chiều dài giới

tiết diện

diện A

đai nhỏ d1

hạn L (mm)

(mm)

(mm2)

(mm)

81

90(75)

bp

bo

h

y0

11

13

8

2,8

Đường kính đai nhỏ nhất : dmin = 90 (mm)
d1 = 1,2 dmin = 1,2.90 = 108 (mm)
Theo tiêu chuẩn chọn d1 = 112 (mm)

-

Kiểm tra vận tốc đai :
Theo cơng thức 45 trang 54 [1]
V=
Ta có v < 25 (m/s)

π.d1.nđc π.112.1420
=
= 8,32(m/s)
60000
60000

560 ÷ 4000


-

Chọn đường kính bánh đai lớn :
d2 = d1.(1 - ε )
(công thức 4.2 trang 53 [1] )
ε là hệ số trượt đai (0,01 ÷ 0,02) chọn ε = 0,01

=> d2 = 125.(1 - 0,01) = 495 (mm)
Theo bảng 4.21 trang 63 TC – LVU
Chọn đường kính tiêu chuẩn d2 = 500 (mm)

-

Tính lại tỉ số truyền thực tế:
Uđai =

d2
500
=
= 4,04
d1(1-ε)
125(1-0,01)

Sai lệch tỉ số truyền:
∆u =

ut-u
u

ut là tỉ số truyền đai thực tế
u là tỉ số truyền đai ban đầu
=> ∆u =

4,04−4
4

.100% = 1% < 4% thoả mãn

- Chọn khoảng cách trục và chiều dài đai
Theo bảng 4.14 trang 60 TC – LVU
Ta có : Uđai = 4 => a = 0,95.d2 = 0,95.500 = 475 (mm)
Kiểm tra điều kiện a :
0,55.(d1+d2) + h ≤ a ≤ 2.(d1+d2)
(=) 0,55.(125+500) + 8 ≤ a ≤ 2.(125+500)
(=) 351,75 ≤ a ≤ 1250 thoả mãn điều kiện
-

chiều dài đai được xác định
Theo ct 4.4 trang 54 TC – LVU
(d1+d2) (d2-d1)2
(125+500) (500-125)2
L = 2a + h.
+
= 2.475 + h.
+
= 2005,76 (mm)
2
4a
2
4.475
Theo 4.13 trang 59 TC – LVU chọn chiều dài đai tiêu chuẩn : L = 2000 (mm)
Theo ct 4.13 trang 60 TC – LVU kiểm nghiệm đai về tuổi thọ :
I=

v 19,209
=
9,604 (1/s) < imax = 10 (1/s)

L
2


2. Xác định các thơng số của bộ truyền đai
-Tính lại khoảng cách trục a theo chiều dài tiêu chuẩn L= 2000 (mm)
Theo ct 4.6 trang 54 TC – LVU:
a = λ + √λ2 − 8∆2
trong đó : λ = L – π.
∆=

(d1+d2)
(125+500)
= 2000 – π.
=1018,252
2
2

d2-d1 500-125
=
= 187,5
2
2
=>𝑎 =

Góc ơm: α1 = 1800 -57.

1018,252+√(1018,252)2 −8(187,5)2
4

= 471,874 (mm)

d2-d1
500−125
= 1800 – 57.
= 134042’
a
471,874
=> α1 > αmin = 1200

thoả điều kiện

3. Xác định số đai z
Theo ct 4.16 trang 60 TC – LVU
z=

Pđc.kđ
P0.α.CL.Cu.Cz

-

Pđc = 7,5 kw

-

Theo bảng 4.7 trang 55 TC – LVU tải tĩnh động cơ điện 1 chiều , làm việc 2 ca nên kđ =
1,1

-

Vì α1 =134042’ => Cα= 0,86

-

Bảng 4.19 trang 62 chọn L0 = 1700 (mm)
L 2000
=
=1,176
L0 1700
Bảng 4.16 trang 61 TC – LVU chọn CL = 1,04

-

Theo bảng 4.17 trang 61 TC – LVU
Uđai = 4 => Cu = 1,14

-

V = 19,209 (m/s) , d1 = 125 (mm)
Theo bảng 4.19 trang 62 TC – LVU
Chọn [P0] = 3,08 (kw)
z’=

Pđc 7,5
=
= 2,2435
P0 3,08

Theo bảng 4.18 trang 61 TC – LVU => Cz =0,95

=> z =

7,5.1,1
3,08.0,86.1,04.1,14.0,95

= 2,7

Chọn z = 3 đai
-

Chiều rộng bánh đai :
Theo ct 4.17 trang 63, TC – LVU
B = (z - 1).t + 2e
Bảng 4.21 trang 63, TC – LVU
t = 15 , e = 10
=> B = (3 – 1).15 + 2.10 = 50 (mm)

-

Đường kính ngồi của bánh đai :
da =d1 + 2 h0 = 125 + 2.3,3 = 131,6 (mm)
h0 = 3,3 tra bảng 4.21 trang 63 TC – LVU

4. Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục :
- Lực căng bánh đai :
Theo ct 4.19 trang 63 TC – LVU
780.Pđc.kđ
+ Fv
v.α.Cz

Trong đó Fv = qm.v2 ( lực căng do lực li tâm gây ra )
Với qm = 0,105 (kg/m)
( Bảng 4.22 trang 64 TC – LVU )
=> Fv = 0,105.(19,209)2 = 38,743 (N)
780.7,5.1,1
=> F0 =
+ 38,743 = 168,587 (N)
F0 =

19,209.0,86.3

-

Lực tác dụng lên trục :
Theo ct 4.21 trang 64 TC – LVU
α1
134,702
Fr = 2F0.z.sin( ) = 2.168,587.3.sin(
) = 933,514 (N)
2
2

5. Bảng kết quả tính tốn:

Gía trị

Thơng số
Đường kính bánh đai nhỏ

d1(mm)

120

Đường kính bánh đai lớn

d2(mm)

495

Chiều rộng bánh đai

B(mm)

50

Chiều dài đai

L(mm)

2000

Số đai

z

3


Khoảng cách trục

a(mm)

475

Lực tác dụng lên trục

Fr(N)

933,514


CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
CỦA HỘP GIẢM TỐC
1. Chọn vật liệu bánh răng như sau:
Vì tải va đập nhẹ và không thay đổi về tải trọng nên ta lựa chọn vật liệu cho các bánh
răng nhƣ sau: (Tra Bảng 6.1 trang 92 [1])
Giới hạn bền
(Mpa)

Giới hạn chảy
(Mpa)

Bánh răng

Nhãn hiệu
thép

Nhiệt luyện

Độ rắn (HB)

Nhỏ

45

Tơi cải thiện

192÷240

850

580

Lớn

45

Tơi cải thiện

241÷285

750

450


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Đề số:08 ; Phương án số:12

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
CỦA HỘP GIẢM TỐC
3.1 Chọn vật liệu
Vì tải va đập nhẹ và không thay đổi về tải trọng nên ta lựa chọn vật liệu cho các
bánh răng như sau: (Tra Bảng 6.1 trang 92 [1])
Giới hạn bền
(Mpa)

Giới hạn chảy
(Mpa)

Bánh răng

Nhãn hiệu
thép

Nhiệt luyện

Độ rắn (HB)

Nhỏ

45

Tơi cải thiện

192÷240

850

580

Lớn

45

Tơi cải thiện

241÷285

750

450

Với vật liệu như trên, ta chọn độ rắn: 𝐻𝐵1 =245, 𝐻𝐵2 =230

3.2 Tính bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng Z2’-Z3 (cấp chậm):
3.2.1 Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép [бH] và ứng suất uốn cho phép [бF]:
Theo bảng 6.2 trang 94 [1], với thép tôi cải thiện đạt độ rắn 180...350
б0Hlim = 2HB + 70 ; б0Flim = 1,8HB
SH = 1,1 ; SF = 1,75
• Ứng suất tiếp xúc cho phép [бH]:
[бH] = б0Hlim . 0,9.

KHL
(6.33) Trang 249 [3]
SH

б0Hlim2’ = 2.HB1 = 2.245+ 70 = 560 (MPa)
б0Hlim3 = 2HB1 + 70 = 2.230 + 70 = 530 (MPa)

Theo công thức (6.5) trang 93 [1]
N’HO2 = 30.HB12,4 = 30.2452,4 = 1,6.107
NHO3 = 30.HB22,4 = 30.230,4 = 1,39.107

Giáo viên hướng dẫn: Đặng Văn Ánh

Trang19


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Đề số:08 ; Phương án số:12

Vì là bộ truyền chịu tải trọng tĩnh, theo công thức (6.6) trang 93 [1]
N’HE2 = 60.c.n2.Lh = 60.1.128,4.33600 = 25,9.107
NHE3 = 60.c.n3Lh= 60.1.46.33600 = 9,3.107
Hệ số tuổi thọ, theo công thức 6.3 trang 93 [1]
KHL =

𝑚𝐻 𝑁
𝐻𝑂

√𝑁

𝐻𝐸

HB ≤ 350 =) mH = 6 : bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc
Ta có:

N’HE2 > N’HO2 => KHL2 = 1

NHE3> NHO3 => KHL3 = 1

Như vậy :
0,9

[бH1] =560.

1,1

[бH2] = 530.

0,9
1,1

= 458,2 (MPa)
= 433,6 (MPa)

=> [бH] = 433.6 (MPa) (vì bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng nên [бH] = min( [бH1].[бH2]
• Ứng suất uốn cho phép бF]:
𝐾𝐹𝐿

[бF] = б0Flim.KFC.

𝑆𝐻

(6.2a) Trang 93 [1]

б0Flim2’ = 1,8.HB1 = 1,8.245 = 441 (MPa)
б0Flim3 = 1,8.230 = 414 (MPa)
Theo công thức 6.4 trang 93 [1]

KFL =

𝑚𝐹 𝑁
𝐹𝑂

√𝑁

𝐹𝐸

mF = 6 là bậc của đường cong mỏi
NFO =N’FO2 =NFO3=4.106
Do tải không đổi:
N’FE2 = N’HE2 =25,9.107
NFE3=NHE3 = 9,3.107
6

=> K’FL2 = √

Giáo viên hướng dẫn: Đặng Văn Ánh

4.106
25,9.107

= 0,499 (chọn K’FL2=1)

Trang20


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Đề số:08 ; Phương án số:12

4.106

6

=> KFL3 = √
Như vậy:

9,3.107

= 0,59 (chọn KFL3=1)

KFL
1
[б’F2] = б0Flim1.KFC.
= 441.1.
= 252 (MPa)
SF
1,75
𝐾𝐹𝐿

[бF3] = б0Flim2.KFC.

𝑆𝐹

= 414.1.

1
1,75

= 236,5 (MPa)

• Ứng suất q tải cho phép .
Vì bánh răng tơi cải thiện, theo công thức (6.13), (6.14) trang 95, 96 [1]
[бH]max = 2,8.бeh2 = 2,8.450 = 1260 (MPa)
[бF1]max1 = 0,8.Бeh1 = 0,8.580 = 464 (MPa)
[бF2]max2 = 0,8.бeh2 = 0,8.450 = 360 (MPa)
1. Tính tốn bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng
a. Khoảng cách trục sơ bộ
Theo ct6.15 trang 96 TC – LVU
3

aw1 = Ka.( u1 + u2 ). √

𝑇1.𝐾𝐻𝛽
[б𝐻].𝑢1.𝜑

𝑏𝑎

vị trí bánh răng đối xứng với các ổ trong hộp giảm tốc HB1 và HB2 ≤ 350 =>𝜑𝑏𝑎 = 0,3
(bảng 6.6 trang 97)
theo bảng 6.5 chọn Ka = 49,5 răng thẳng vật liệu thép – thép
Theo ct 6.16 trang 97, TC – LVU
𝜑𝑏𝑑 = (u1 + 1).0,53.𝜑𝑏𝑎 = (3,08 + 1).0,53.0,3 = 0,648
KH𝛃 = 1,12 : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng tâm chiều rộng vành răng
Với T1 = 63592,913 (N.mm) , u1 = 3,08 , KH𝛃 = 1,12 , Ka = 49,5
3 63592,913.1,12

aw1 = 49,5.(3,08 + 1). √

5002 .3,08.0,3

= 136,438

chọn aw1 = 140
b. Xác định các thông số ăn khớp
Theo ct 6.17 trang 97 TC – LVU

Giáo viên hướng dẫn: Đặng Văn Ánh

Trang21


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Đề số:08 ; Phương án số:12

m = (0,01 ÷ 0,02).aw1 = (0,01 ÷ 0,02).140 = (1,4 ÷ 2,8)
Theo bảng 6.8 trang 99 TC – LVU
chọn m = 2,5
Vì bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng =>𝛃 = 0
Theo ct 6.19 trang 99 TC – LVU
Số răng bánh nhỏ :
Z1 =

2𝑎𝑤1
𝑚.(𝑢1 + 1)

=

2.140
2,5.(3,08+1)

= 27,45 (răng)

Chọn Z1 = 27 (răng)
Số bánh răng lớn:
Z2 = u1.z1 = 3,08. = 83,16 (răng)
Chọn Z2 = 85 (răng)
Theo ct 6.21 trang 99 TC – LVU tính lại khoảng cách trục
aw1 =

m.(z1 + z2) 2,5.(27+85)
=
= 140
2
2

Xác định hệ số dịch chỉnh:
-Tính lại hệ số dịch tâm y
Theo ct 6.22 trang 100 TC – LVU
y=

aw1
140
- 0,5.(z1 + z2) =
- 0,5.(27 + 85) = 0
m
2,5

=> ky =0
Bảng 6.9 trang 100 TC – LVU
=> Hệ số dịch chỉnh của 2 bánh là x1 = x2 = 0
* Góc ăn khớp :
Cosαtw =

(𝑧1 + 𝑧2 ).𝑚.𝑐𝑜𝑠𝛼
2𝑎𝑤1

-

m = 2,5 : mơđun

-

α = 200 : góc profin gốc theo TCVN

-

aw1 = 140 (mm) : khoảng cách trục

Giáo viên hướng dẫn: Đặng Văn Ánh

=

Trang22


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Đề số:08 ; Phương án số:12

(27+85).2,5.𝑐𝑜𝑠200

Cosαtw =

= 0,9396

2.140

=> αtw = 200
2. Tính kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng
a . Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
Theo ct 6.33 trang 105 TC – LVU
бH = zM.zH.zε.√

2𝑇1 .𝐾𝐻 .(𝑢1 + 1)
2
𝑏𝑤1 .𝑢1 .𝑑𝑤1

trong đó : +) ZM là hệ số kể đến cơ tính vật liệu của bánh răng ăn khớp
Tra bảng 6.5 trang 96 TC – LVU
ZM = 274 (MPa) vật liệu của 2 bánh là thép – thép
+) ZH : là hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc
Theo ct 6.34 trang 105 TC – LVU
ZH = √

2𝑐𝑜𝑠𝛽𝑏

sin (2αtw )

𝛃b = 0 do bánh răng trụ
2cos (0)

=> ZH = √

sin (2.200 )

= 1,763

=> Zε : là hệ số kể đến sự trùng khớp của răng
4 −𝜀𝛼

Zε = √

3

4−1,722

=√

3

= 0,871

Theo ct 6.38b trang 105 TC – LVU
Ta có hệ số trùng khớp ngang
1
1

1
εα = [ 1,88 – 3,2.( + )].cos𝛃 =[ 1,88 – 3,2.( +
𝑧1

𝑧2

=> dw1 =

27

2𝑎𝑤1
𝑢1 +1

=

2.140
3,08+1

1
85

)].cos0 = 1,722

=68,627

+) bw1 = 𝜑𝑏𝑎 . 𝑎𝑤1 = 0,3.140 = 42 (mm)
+) KH : hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc
Theo ct 6.39 trang 106 TC – LVU
KH = KH𝛃.KHα.KHv
Với KH𝛃 = 1,12

Giáo viên hướng dẫn: Đặng Văn Ánh

Trang23


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Đề số:08 ; Phương án số:12

𝜋𝑑𝑤1 .𝑛1

Vận tốc vòng: v =

60000

=

𝜋.68,627.733,75
60000

= 2,636 (m/s)

Theo bảng 6.13 trang 106 TC – LVU chọn cấp chính xác là 8
Theo bảng 6.14, 6.15 ta chọn KHα = 1,09 , SH = 0,004 , g0 = 56
𝑎𝑤1

VH = SH.g0.v.√

𝑢1

=0,004.56.2,636.√

140
3,08

= 3,98

Theo ct 6.41 trang 107, TC – LVU
KHv = 1 +

𝑉𝐻 .𝑏𝑤1 .𝑑𝑤1
2𝑇1 .𝐾𝐻𝛽 𝐾𝐻𝛼

= 1+

3,98.42.68,627
2.63592,913.1,12.1,09

= 1,073

=> KH = 1,12.1,09.1,073 = 1,309
2.63592,913.(3,08 + 1)

=> бH = 274.1,763.0,871.√

42.3,08.68,627

= 444,268 < [бH] = 500 (MPa)

Theo ct 6.1 trang 91 TC – LVU
Với V = 2,636 (m/s) < 5 (m/s) =) Zv = 0,85.V0,1 = 0,85.2,6360,1 =0,936
Với cấp chính xác động học là 8, chọn cấp chính xác tiếp xúc là 8. Khi đó cần gia cơng
đạt độ nhám Ra =2,5…1,25μm => ZR = 1
Đường kính đỉnh răng :
da1 = d1 + 2(1 + x1 - ∆y).m = m.Z1 + 2(1 + 0 - 0).2,5 = 72,5 (mm)
da2 = 2,5.85 + 2(1 - 0 – 0).2,5 = 217,5 (mm)
=> da < 700 (mm) => KXH = 1
Do đó theo ct 6.1 và 6.1a trang 91, 93 ta có:
[бH]’ = [бH].ZV.ZR.KXH = 500.0,936.1.1 = 468 (MPa) > 444,268 (MPa)
Vậy bánh răng thảo điều kiện về độ bền tiếp xúc
b. Kiểm nghiệm bánh răng và độ bền uốn
Theo ct 6.65 trang 106 TC – LVU
бF =

2𝑇1 .𝐾𝐹 .𝑌𝜀 .𝑌𝛽 𝑌𝐹
𝑏𝑤1 .𝑑𝑤1 .𝑚

Ta có: 𝛗bd = 0,684
Tra bảng 6.7 trang 98 TC – LVU Chọn KFB = 1,24
Với V = 2,636 (m/s) cấp chính xác là 8
Tra bảng 6.14 trang 107 TC – LVU chọn KFα = 1,27
Tra bảng 6.15 trang 107 TC – LVU chọn SF = 0,011 ,y0 = 56

Giáo viên hướng dẫn: Đặng Văn Ánh

Trang24


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Đề số:08 ; Phương án số:12

𝑎𝑤1

=> VF = SF.g0.V.√

𝑢1

140

= 0,011.56.2,636.√

3,08

= 10,947

Hệ số xét đến tải trọng dộng xuất hiện trong vùng ăn khớp
Theo ct 6.46 trang 109 TC – LVU
𝐹 .𝑏 .𝑑
10,947.42.68,627
KFV = 1 + 𝑣 𝑤1 𝑤1 = 1 +
= 1,157
2𝑇1 .𝐾𝐹𝐵 .𝐾𝐹𝛼

2.63592,913.1,24

Hệ số tải trọng khi tính về uốn:
KF = KFB.KFα.KFV = 1,24.1,27.1,157 = 1,822
𝑧

27
Với z1 = 27 (răng) => Zv1 = 13 =
= 27
z2 = 85 (răng) => Zv2 =

𝑐𝑜𝑠 𝛽
𝑧2

𝑐𝑜𝑠 3 𝛽

=

𝑐𝑜𝑠0
85

𝑐𝑜𝑠0

= 85

Hệ số dịch chỉnh x1 = x2 = 0
Theo bảng 6.18 trang 109 TC – LVU ta có:
YF1 =3,8 , YF2 = 3,6
- Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng:
Theo ct trnag 108 TC – LVU
1
1
Yε = =
= 0,58
𝜀𝛼

1,722

Với bánh răng thẳng Y𝛃 = 1
2.63592,913.1,822.0,58.3,8
=> бF1 =
= 70,878 (MPa)
42.68,627.2,5
𝑌𝐹2
3,6

бF2 = бF1.

𝑌𝐹1

=

. 70,878 = 67,147 (MPa)

3,8

Tính chính xác ứng suất cho phép
[бF]’ = [бF].YR.YS.KXF
Trang 92: - YR: là hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám bề mặt => YR = 1
- KXF: là hệ số xét đến kích thước bánh răng => KXF = 1
- YS là hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu
YS = 1,08 – 0,0695.ln(2,5) = 1,016
=> [бF1]’ = 129,6.1.1,016.1 = 131,673 (MPa) > бF1
[бF2]’ = 11,085.1.1,016.1 = 112,862 (MPa) > бF2
Vậy bánh răng thoả điều kiện bền uốn
c. Kiểm nghiệm độ bền quá tải

kqt =

𝑇𝑚𝑎𝑥
𝑇

= 1,4

Theo ct 6.48 trang 110 TC – LVU
б Hmax = бH.√𝑘𝑞𝑡 = 362,856.√1,4 = 429,337 (MPa) < [бH]max =1260 (MPa)
Theo ct 6.49 trang 110 TC – LVU
б F1max = бF1.kqt =70,878.1,4 = 99,2292 (MPa)
бF2max = бF2.kqt = 67,147.1,4 = 94 (MPa)
=> бF1max< [бF1]max
бF2max< [бF2]max
Vậy bánh răng thoả điều kiện quá tải

Giáo viên hướng dẫn: Đặng Văn Ánh

Trang25