ĐỒ án cơ sở THIẾT kế máy CHỌN ĐỘNG cơ và PHÂN PHỐI tỉ số TRUYỀN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN
CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY

Giáo viên hướng dẫn: ThS. Phạm Thanh Tùng
Sinh viên thực hiện : Bùi Đức Huy
Lớp

: 60CTM.NB

MSV

: 1851222621

Hà Nội, 6-2021


KHOA CƠ KHÍ..........................................................................................................2
LỜI MỞ ĐẦU.......................................................................................................6
PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN............................3
1.1 Chọn động cơ.....................................................................................................3
1.1.1.

Xác định công suất động cơ...................................................................3

1.1.2.

Xác định số vòng quay sơ bộ.................................................................3

1.1.3.

Chọn động cơ.........................................................................................4

1.2 Lập bảng thông số kĩ thuật...............................................................................4
1.2.1. Xác định tỉ số truyền của hệ dẫn động.........................................................4
1.2.2 Phân phối tỉ số truyền của hệ dẫn động (ut) cho các bộ truyền.....................4
1.2.3. Xác định cơng suất, mơmen xoắn và số vịng quay các trục........................4
PHẦN II: TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG................................6
2.1. Chọn tiết diện đai:..........................................................................................6
2.2. Chọn đường kính đai......................................................................................6
2.3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục a.................................................................7
2.4. Xác định chính xác khoảng cách trục.............................................................7
2.5. Xác định số đai...............................................................................................8
2.6. Xác định thông số cơ bản bánh đai.................................................................8
2.7. Xác định lực căng ban đầu và tác dụng lên trục.............................................9
2.8. Bảng thông số bộ truyền đai.........................................................................10
CHƯƠNG III: TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG
THẲNG...................................................................................................................... 11
3.1. Chọn vật liệu bánh răng................................................................................11
3.2. Xác định ứng suất cho phép.........................................................................11


3.3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục bộ truyền bánh răng trụ............................12
3.4. Xác định thông số ăn khớp...........................................................................13
3.5. Xác định chính xác ứng suất cho phép.........................................................14
3.6. Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng...............................................................15
3.6.1. Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc...............................................................15

3.6.2. Kiểm nghiệm độ bền uốn..........................................................................17
3.7. Xác định các thông số khác của bộ truyền....................................................19
CHƯƠNG IV: TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC........................................................21
4.1. Chọn vật liệu chế tạo trục.............................................................................21
4.2. Xác định lực và phân bố lưc tác dụng lên trục..............................................21
4.2.1. Bộ truyền bánh răng trụ thẳng...................................................................21
4.2.2. Bộ truyền đai.............................................................................................21
4.2.3. Khớp nối....................................................................................................22
4.3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục..................................................................22
4.4. Xác định chiều dài mayo..............................................................................22
4.1.1. Trục II.......................................................................................................23
4.4.2. Trục I.........................................................................................................27
4.5. Kiểm nghiệm trục.........................................................................................30
4.5.1. Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi..............................................................30
4.5.2. Kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh..............................................................33
PHẦN V. TÍNH TỐN THIẾT KẾ THEN VÀ Ổ LĂN.............................................34
5.1. Tính mối ghép then........................................................................................34
5.2. Chọn ổ lăn và kiểm nghiệm ổ lăn..................................................................35
CHƯƠNG VI: KẾT CẤU VỎ VÀ CÁC CHI TIẾT PHỤ.......................................40
6.1. Tổng quan về vỏ hộp......................................................................................40


6.2. Thiết kế vỏ hộp...............................................................................................40
6.3. Một số chi tiết khác:.......................................................................................43
6.4. Một số chi tiết phụ..........................................................................................46
6.4.1. Các chi tiết cố định trên ổ trục...................................................................46
6.4.2. Các chi tiết điều chỉnh lắp ghép.................................................................47
6.4.3. Các chi tiết lót bộ phận ổ...........................................................................48
6.5. Bơi trơn HGT.................................................................................................50
PHẦN VII: DUNG SAI LẮP GHÉP VÀ BÔI TRƠN............................................50

7.1 Dung sai lắp ghép và lắp ghép ổ lăn...............................................................50
7.2 Bôi trơn hộp giảm tốc......................................................................................51
7.3 Bảng dung sai lắp ghép...................................................................................52
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................50

LỜI MỞ ĐẦU


Đồ án môn học chi tiết máy với nội dung thiết kế hệ dẫn động cơ khí, cụ
thể ở đây là thiết kế hệ dẫn động động cơ, bộ truyền đai, bộ truyền bánh răng trụ
thẳng, khớp nối, băng tải.
Đồ án môn học chi tiết máy với bước đầu làm quen với cơng việc tính
tốn, thiết kế các chi tiết máy trong lĩnh vực cơ khí nhằm nâng cao kỹ năng tính
tốn, hiểu sâu hơn về kiến thức đã học.
Nội dung đồ án môn học chi tiết máy bao gồm:
Chọn động cơ
Tính tốn bộ truyền trong và bộ truyền ngồi .
Thiết kế trục và chọn ổ lăn .
Tính tốn vỏ hộp và các chi tiết khác .
Đồ án môn học chi tiết máy là tài liệu dùng để thiết kế chế tạo các hệ dẫn
động cơ khí, nhưng đây khơng phải là phương án tối ưu nhất trong thiết kế hệ
dẫn động do những hạn chế về hiểu biết và kinh nghiệm thực tế .
Trong quá trình làm đồ án được sự giúp đỡ tận tình của q thầy cơ trong
bộ môn, đặc biệt là ThS. Phạm Thanh Tùng, đã giúp em hồn thành xong đồ án
mơn học của mình. Do đây là đồ án đầu tiên của khóa học và với trình độ và
thời gian có hạn nên trong q trình thiết kế khơng thể tránh khỏi thiếu sót xảy
ra, em rất mong nhận được sự góp ý của quý thầy cô trong bộ môn để em hiểu
biết hơn về hộp giảm tốc bánh răng trụ răng thẳng cũng như các kiến thức về
thiết kế các hộp giảm tốc khác.

Em xin chân thành cảm ơn!


Đề 1.5: Động cơ–khớp nối- bộ truyền bánh răng trụ thẳng – khớp nối –
băng tải

Hệ thống băng tải gồm:
1.
2.
3.
4.
5.

Động cơ điện 3 pha KBD rotor lồng sóc
Bộ truyền đai
Hộp giảm tốc bánh răng trụ thẳng
Nối trục đần hồi
Băng tải

Số liệu thiết kế
Lực trên băng tải (N)

1850

Vận tốc băng tải(m/s)

1.59

Đường kính tang quay băng tải

220

Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài @ (° ¿

180

Thời gian phục vụ (năm)
1 năm làm việc (ngày)

3
320

Số ca làm việc (ca)

2

Thời gian 01 ca làm việc (giờ)

8

Đặc tính tải trọng

Làm việc êm

Mơi trường làm việc

Không bụi

Điều kiện bôi trơn

Đạt yêu cầu


PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ
TRUYỀN
1.1 Chọn động cơ
1.1.1. Xác định công suất động cơ
- Công suất lớn nhất trong các công suất tác dụng lâu dài trên trục máy
công tác:
F.v

Plv ¿ P1 ¿ 1000 ¿

1450.1,45
¿ 2.102 (kW) (CT2.11/20[1])
1000

- Do tải trọng không thay đổi nên Pt = Plv = 2.102 (kW)
- Hiệu suất truyền động: (Bảng 2.3/19[1])
η=¿ ηol.η x.η ol.ηx.ηkn.ηol= 0,993.0,95.0,96.1= 0,88

Trong đó:
+ ηol – hiệu suất một cặp ổ lăn: ηol = 0,99
+ ηđ – hiệu suất bộ truyền đai : ηđ = 0.95
+ ηbr – hiệu suất bộ truyền bánh răng: ηbr = 0,96
+ ηkn – hiệu suất khớp nối trục đàn hồi: ηkn=1
- Công suất cần thiết trên trục động cơ:
Pct ¿

P t 2,102

¿
¿ 2.375 (kW) (CT2.8/19[1])
0,88
η

1.1.2. Xác định số vòng quay sơ bộ
- Chọn sơ bộ tỉ số truyền các bộ truyền
usb = ubrt. uđ = 4. 3 = 12
- Xác định số vịng quay trên trục máy cơng tác
nlv ¿

60000. v 60000.1,49
¿
¿ 84 (vg/ph)
π.D
π .330

- Xác định số vòng quay sơ bộ:
nsb¿nlv. ut =84. 12 = 1008 (vg/ph)


1.1.3. Chọn động cơ
- Ta có: Pct ¿ 2.375 (kW) và nsb ¿ 1008 (vg/ph)
Tra bảng P.1.3 [1]:
→ Chọn động cơ 4A122MA8Y3 với Pđc¿ 2.8 (kW) > Pct;

nđc¿ 950 (vg/ph)
1.2 Lập bảng thông số kĩ thuật
1.2.1. Xác định tỉ số truyền của hệ dẫn động
Theo công thức 3.23/48[1]

n

950

đc
ut ¿ n ¿ 84 ≈ 11.31
lv

Với: nđc– số vòng quay của động cơ đã chọn (vg/ph)
nlv – số vòng quay của trục máy công tác (vg/ph)
1.2.2 Phân phối tỉ số truyền của hệ dẫn động (ut) cho các bộ truyền
Theo công thức 3.21[1] ta có:
- ut = 11.31 (vịng/phút)
- Có uhgt = ubr = 4.5 (hộp giảm tốc 1 cấp)
ut

11.31

- Tính lại tỉ số truyền bộ truyền đai: uđ = u = 4.5 =2.51
brt
1.2.3. Xác định công suất, mômen xoắn và số vịng quay các trục
- Cơng suất trục cơng tác: P3 = Plv= 2.102 (kW)
Plv

2.102

- Công suất trục 2: P2 = η .η = 0,99.1 = 2.123 (kW)
ol
kn
P2

2.123

- Công suất trục 1: P1 = η .η = 0,99.0,96 = 2.234 (kW)
ol
br
P1

2.234

- Công suất trục động cơ: Pđc = η .η = 0,99.0 .95 = 2.375(kW)
ol
đ
nđc

950

- Số vòng quay trục 1: n1 = u = 2.514 = 377.82 (vg/ph)
đ


n1

377.82

- Số vòng quay trục 2: n2 = u = 4.5 = 84 (vg/ph)
2
- Trục công tác:
-

nlv = n2 = 84 (vg/ph)
6

9,55.10 . Pi
Mômen xoắn trên các trục: Ti =
ni

Tđc =

6

9,55.10 . Pđc
9,55.10 6 .2 .375
=
= 23884.45 (N.mm)
n đc
950
6

6
9,55.10 . P1
9,55.10 .2 .234
T1 =
=
= 56481.93 (N.mm)
n1
377.82

6

6
9,55.10 . P2
9,55.10 .2 .123
T2 =
=
= 241561.94 (N.mm)
n2
83.96

6

6
9,55.10 . P3
9,55.10 .2 .102
Tct =
=
= 239145.325 (N.mm)
n3
83.96

- Ta có bảng thơng số kỹ thuật

Cơng suất P (kW)
Tỉ số truyền u
Số vịng quay n

Động cơ

1

2

Cơng tác

2.375

2.234

2.123

2.102

2.51

4.5

950

377.82

23884.45

56481.93

1
83.96

83.96

(vịng/phút)

Mơmen xoắn (Nmm)

241561.94 239145.325


PHẦN II: TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI
THANG
2.1. Chọn tiết diện đai:
- Thông số đầu vào:
Pđc= 2.375 (kW)
nđc= 950 (v/p)
- Từ hình 4.1/59[1]
=> Chọn loại đai A, đai thường.
2.2. Chọn đường kính đai
- Đường kính bánh đai nhỏ d 1
Chọn d 1 = 140(mm)
- Vận tốc đai: v =

π . d 1 .n1 π .140 .950
= 60000 = 6.96 (m/s)
60000

- Đường kính bánh đai lớn d 2 = d 1 .u . ( 1−ℇ )
Với ℇ=0.02
=> d 2 = 2.51. 140. (1- 0.02)= 344.37 (mm)
=> Chọn d2 = 355 (mm)
- Tính tốn tỉ số truyền thực tế:
d2

355

ut = d .(1−0,015) = 140.(1−0,02) = 2,587 (mm)
1


- Kiếm tra sai lệch tỉ số truyền:
Δu =

| |.100% = |
ut −u
u

|

2.58−2.51
.100% = 2,78% < 4%
2.51

=> Thỏa mãn
2.3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục a
- Theo bảng 4.14[1], chọn sơ bộ khoảng cách trục
- Xác định

asb
= 1 =>a sb = 355 (mm)
d2

-Chiều dài đai L = 2. a+ π .¿ ¿
= 2.355 +

π .(140+355) (355−140)2
+
= 1519,7 (mm)
2
4.355

Từ bảng 4.13[1]
Chọn L = 1600 (mm)
v

6.96

-Kiểm tra số vòng chạy : i = L = 2,8 = 4,35 ≤ i max=10 (CT4.15[1])
2.4. Xác định chính xác khoảng cách trục
CT 4.16[1]

- Xác đinh a ¿

(+ √ ❑2−8. ∆ 2) 822.85+ √ 822.852−8. 107.52
=
= 396,86 (mm)
4
4

Trong đó  = L=

π .(d1 + d2 )
= 822,85
2

d 2−d 1
= 107,5
2

- Góc ơm trên bánh đai nhỏ


α 1 = 180−

57.(d 2 −d 1)
−57. ( 355−140 )
=149,1  120
= 180
396.86
a

=> Góc ơm thỏa mãn

2.5. Xác định số đai
P1 . K đ

- z = P .C . C . C . C (CT4.16[1])
o
❑
l
u
z
Trong đó P1 = 2,37: cơng suất trên trục bánh đai chủ động
Po = 2,2: công suất cho phép nội suy (bảng 4.20/62[1])

K đ = 1,2: hệ số tải trọng động với 2 ca làm việc (bảng 4.7/55[1])
C α = 0,92: hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ơm α 1(bảng 4.15/61[1])

C l = 1: hệ số kể đến ảnh hưởng chiều dài đai (bảng 4.16/61[1])
C u = 1,135: hệ số kể đến ảnh hưởng tỉ số truyền (bảng 4.17/61[1])

C z = 1: hệ số kể đến sự phân bố không đồng đều tải trọng cho các dây

đai (bảng 4.18/61[1])
=>

P1 . K đ

z = P .C . C . C . C = 1,23
o
❑
l
u
z
Chọn z = 2

2.6. Xác định thông số cơ bản bánh đai
- Từ số đai z có thể xác định chiều rộng bánh đai B theo công thức:
B = ( z−1 ) . t+2. e = (2 - 1). 15+ 2. 10 = 20 (mm)
- Đường kính ngồi bánh đai:


d a 1=d 1+2. h0 = 140+ 2. 3,3 = 146,6 (mm)

d a 2=d 2+2. h 0 = 355+ 2.3,3 = 361,6 (mm)

d f 1=d a 1−2. H = 146,6 - 2.12,5 = 121,6 (mm)

d f 2=d a 2−2. H = 630,6 - 2.12,5 = 336,6 (mm)

Trong đó tra bảng 4.21[1]:

h 0 = 3,3 (mm)

t = 15 (mm)
e = 10 (mm)
H = 12,5 (mm)
2.7. Xác định lực căng ban đầu và tác dụng lên trục
- Lực căng đai ban đầu: ( CT4.19[1])
F 0=

780. P1 . K đ
+ Fv
v . Cα . z

+ Với Fv: Lực căng do lực hướng tâm gây ra
Fv = q m . v 2 = 0,105.6,962 = 5,086 (N)
 Trong đó q m =0,105 (kg/m) : khối lượng 1 m chiều dài đai
Bảng 4.22[1] với tiết diện đai loại A
780. P . K

780.2.357 .1,2

1
đ
 F 0= v . C . z + F v = 6.96.0,92 .2 +5.086 = 178,66 (N)

α

- Lực tác dụng lên trục ( CT 4.21[1])
F r= 2. F 0 . z . sin ⁡(

α1
) = 2. 178.66.2. Sin(149,1/2) = 1377.72 (N)
2


2.8. Bảng thông số bộ truyền đai
Thông số

Ký hiệu

Giá trị

Đường kính bánh đai nhỏ

140

Đường kính bánh đai lớn

355

Đường kính đỉnh bánh đai nhỏ

146,6

Đường kính đỉnh bánh đai lớn

361,6

Số đai

z

Chiều rộng đai

2
35

Khoảng cách trục

396,86

Góc ơm bánh đai nhỏ

149,12

Lực căng ban đầu

178,66

Lực tác dụng lên trục

1377,72

Góc chêm rãnh đai

φ (° )

38

Đường kính chân bánh đai nhỏ

df1 (mm)

121,6

Đường kính chân bánh đai lớn

df2 (mm)

336,6


CHƯƠNG III: TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN
BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG

3.1. Chọn vật liệu bánh răng
- Do khơng có yêu cầu gì đặc biệt và theo quan điểm thống nhất hóa trong thiết
kế, ở đây chọn vật liệu 2 cấp bánh răng như nhau.
Cụ thể, theo bảng 6.1[1] chọn:
+ Bánh nhỏ: thép C45 tơi cải thiện có σ b 1=¿750 MPa, σ ch 1= 450 MPa, HB1 = 210
HB
+ Bánh lớn: thép C45 tơi cải thiện có σ b 2= 750 MPa, σ ch 2= 450 MPa, HB2 = 195
HB
Thỏa mãn HB1 ≥HB2 + ( 10... 15) HB
3.2. Xác định ứng suất cho phép

- Theo bảng 6.2 với thép C45, tôi cải thiện
o
o
σ Hlim =2 HB +70 ; S H =¿1,1 ; σ Flim = 1,8HB, S F= 1,75

- Chọn độ rắn bánh răng nhỏ HB 1= 210 ; độ rắn bánh lớn HB 2= 195, khi đó
σ Hlim1=2 HB 1+ 70 = 2. 210 + 70 = 490 (MPa) ;
o

σ oFlim1 = 1,8.210 = 378 (MPa);


σ Hlim2=2 HB 2 +70 = 460 (MPa) ;
o

σ oFlim2 = 1,8.195 = 351 (MPa);

- Số chu kỳ chịu tải:
NFE1 = NHE1 = 60.c.n1. Σt = 60.1.377,82.19200 = 4,3.108
NFE2 = NHE2 = 60.c.n2. Σt = 60.1.52,34.12480 = 0,9.108
- Theo (CT6.5[1]) NFo = 4.106; N Ho= 30 H 2,4
HB ,do đó:
N Ho 1= 30.2102,4 = 1,1.107 ; N Ho 2= 30.1952 , 4= 0,94.107

- Hệ số tuổi thọ:
+ Vì NFE1 > NFo1 => KFL1 = 1
+ Vì NFE2 > NFo2 => KFL2 = 1
+ Vì NHE1 > NHo1 => KHL1 = 1
+ Vì NHE2 > NHo2 => KHL2 = 1
- Ứng suất cho phép:

[σ ¿¿ H 1]¿ = (σ oHlim1 .KHL1)/SH = 490.1/1,1 = 445,45 (MPa)
[σ ¿¿ H 2]¿ = (σ oHlim2 .KHL2)/SH = 460.1/1,1 = 418,18(MPa)

Bánh răng trụ răng thẳng => [ σ H ]sb= 418,18 (MPa)
- CT 6.2a[1] với bộ truyền quay 1 chiều KFC= 1, ta được:
[σ ¿¿ F 1]¿ = ¿.KFC.KFL1)/SF = 378.1.1/1,75 = 216 (MPa)

[σ ¿¿ F 2] ¿ = (σ oFlim2.KFC.KFL2)/SF = 351.1.1/1,75 = 200,57 (MPa)

3.3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục bộ truyền bánh răng trụ
CT 6.15a[1]


√

a w= Ka. (ubr+1). 3

T 1 . K Hβ
2

[σ H ] sb . ubr . Ψ ba

Trong đó: Ka = 49,5
ubr = 4,5
T1 = 56481,93 (Nmm)
Tra bảng 6.6[1] => ψ ba= 0,3
ψ bd =0,5.ψ ba . ( ubr +1 )=¿0,5.0,3. (4.5+1) = 0,87

Tra bảng 6.7 với ψ bd = 0,87 ta được K Hβ= 1,027

√

 a w= Ka.(ubr+1). 3

T 1 . K Hβ
2

[ σ H ]sb .u br .Ψ ba

√

= 49,5.(4,5+1). 3

 a w= 170,5(mm)

56481,93
2
418,18 .4,5 .0,3

=> Lấy a w= 170 (mm)
3.4. Xác định thơng số ăn khớp
CT 6.17[1]
- Tính chọn mô đun m:
m = (0,01... 0,02).a w = (0,01...0,02). 128 = 1,28... 2,56
Bảng 6.8[1] => Chọn m = 2
- Bánh răng trụ răng thẳng: Góc nghiêng β = 0°
- Xác định số răng
2. aw

2.170

+ Tính Z1 = m.(u + 1) = 2.(4,5+1) = 30,909 (CT6.19[1])
brt
=> Chọn Z1 = 31
+ Tính Z2 = ubrt. Z1 = 4,5. 30.909 = 139 (CT6.20[1])


Z2

139

- Tỉ số truyền thực: ut = Z = 31 = 4.48 = ubr
1
=> Sai lệch tỉ số truyền Δ u = 0 < 4%
- Xác định chính xác khoảng cách trục:
aw*=

m.(Z 1+ Z 2) 2.(31+139)
=
= 170
2
2

=> Lấy aw* = 170
aw* = aw => Không dùng dịch chỉnh
- Xác định góc ăn khớp:
cos(αtw) =

( Z¿ ¿1+ Z ¿¿ 2). m. cos ⁡(20)
( 31+ 139 ) . 2. cos ⁡( 20° )

¿¿ =
= 0,93969
2.a w
2. 170

=> αtw = 20°
3.5. Xác định chính xác ứng suất cho phép
- Xác định đường kính vòng lăn:
d w 1=

2. aw
2.170
=
= 62 (mm) (Bảng 6.11[1])
ubrt +1 4,5+1

d w 2= 2 aw - d w 1 = 2. 128 – 64 = 278 (mm)

- Vận tốc vòng của bánh răng trụ thẳng:
v=

π . d w 1 . n1 π . 62. 377.82
= 60000 = 1.22 (m/s)
60000

- Xác định ứng suất cho phép:
[σ ¿¿ H ]¿ = ¿ ¿ZR.Zv.KxH = 418,18 . 1. 1. 1 = 418.18 (MPa)
[σ ¿¿ F 1] ¿ = ¿ ¿YR.YS.KxF = 216 . 1. 1,03 . 1 = 222.87 (MPa)

[σ ¿¿ F 2] ¿ = ¿ ¿YR.YS.KxF = 200,5. 1 . 1,03. 1 = 206.95 (MPa)

Trong đó: Hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt làm việc: ZR = 1
Hệ số ảnh hưởng đến vận tốc vòng: Zv = 1
Hệ số ảnh hưởng của kích thước bánh răng: KxH = 1
Hệ số ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng: YR = 1
Hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu với sự tập trung ứng suất:
YS = 1,08 – 0,0695ln(mn) = 1,08 – 0,0695. ln ( 2) = 1,03
Hệ số ảnh hưởng của kích thước bánh răng đến độ bền uốn: KxF = 1
3.6. Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng
3.6.1. Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc

√

σ H =¿ ZM.ZH. Z ε.

2. T 1 . K H .(ut +1)
2

b w . ut . d w 1

≤[σ ¿¿ H ]¿ (CT6.33[1])

Trong đó
- Hệ số kể đến cơ tính vật liệu: ZM = 274 MPa1/3 (Bảng 6.5[1])
- Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc:
ZH =

√

√

2. cos β b
2. cos(0)
=
= 1,76 (CT6.34[1])
sin (2 . α tw )
sin (2. 20)

- Hệ số trùng khớp ngang:
ε α = [1,88 – 3,2.(

1 1
1
1
+ )
( +
)
Z 1 Z 2 ] = [1,88 – 3,2. 31 139 ]= 1,75

- Xác định chiều rộng vành răng:
b w =¿ ψ ba .a w= 0,3. 170 = 51 (mm)

- Hệ số trùng khớp dọc:


ε β =¿

bw . sin β
=0

m. π

- Hệ số trùng khớp của rang với ε β =0
Z ε=

√

4−ε α
3

ε α =¿)]. Cosβ = ¿)]. Cos 0= 1,75 (CT6.38b[1])

√

=> Z ε= 4−1,75 = 0,865
3

- Xác định hệ số tải trọng KH:
KH = K Hβ . K Hα . K Hv
+ Trong đó:

Với vận tốc vịng v = 2,77 m/s, ta chọn được cấp chính xác cho bộ truyền bánh
răng trụ răng thẳng là 8, tra bảng 6.7, 6.13 ,6.14 và phụ lục 2.3 ta được:
-Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng K Hα= 1
-Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng
K H β = 1,027
v H .b w .d w1

-Hệ số tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp K Hv = 1+ 2.T . K . K
1

Hβ
Hα
Với v H = δH. g0. v. √ a w /u
g0 = 38 với CCX6 (Bảng 6.16[1])
δH= 0.004 (Bảng 6.15[1])
=> v H = 0.004. 38. 12,29. √ 170/4.5 = 11,425


11,425. 51.62

=> K Hv = 1+ 2.59481,93. 1,027.1 = 1,31
=> KH = 1,027. 1,31. 1 = 1,345
- Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc:

√

σ H =¿ ZM.ZH. Z ε.

2. T 1 . K H .(ut +1)
b w . ut . d

2
w1

√

= 274. 1,76. 0,87.

2. 59481,93.1,21.( 4,5+1)
51. 4,5.62

2

= 408,38
=> σ H  [σ H ¿ = 418.18 MPa
=> Kiểm tra:

[ σ ¿¿ H ]−σ H
418.18−408.38
¿.100% =
. 100% = 2,3% < 10%
418.18
[σ ¿ ¿ H ]¿

=> Thỏa mãn độ bền tiếp xúc
3.6.2. Kiểm nghiệm độ bền uốn

σ F 1=

2T 1 . K F .Y ε .Y β . Y F 1
≤[σ F 1 ¿ ( CT6.43[1])
bw . d w 1 . m n

σ F2 =

σ F 1 .Y F 2
≤[σ F 2 ¿ (CT6.44[1])
Y F1

- Xác định hệ số tải trọng khi tính về uốn KF: (CT 6.45[1])

KF = K Fα . K Fβ . K Fv = 1.1,08.1,81 = 1,95
Trong đó:
Với vận tốc vịng v = 1,222 m/s, ta chọn cấp chính xác cho bộ truyền bánh răng
trụ răng thẳng là 8
Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng
K F β= 1,08 (Bảng 6.7[1])


Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên các cặp răng đồng thời ăn
khớp khi tính về uốn K F α = 1 (Bánh răng trụ răng thẳng)
Hệ số tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp khi tính về uốn
K Fv= 1+

v H .b w .d w1
2.T 1 . K Hβ . K Hα

Với v H = δH. g0. v. √ a w /u
g0 = 38 với CCX6 ( Bảng 6.16[1])
δF= 0,011 ( Bảng 6.15[1])
=> v F = 0,011. 38. 1,22. √ 170/4,5 = 31,4
31,4. 51.62

=> K Fv = 1+ 2.59481,93. 1,08.1 = 1,81
=> KF= 1. 1,08. 1,81 = 1,434

- Xác định hệ số kể đến sự trùng khớp của răng Y ε
Y ε=

1
1

=
ε α 1,75 = 0,57

- Xác định hệ số kể đến độ nghiêng của răng
Y β= 1 -

β
=1
140

- Xác định số răng tương đương:
z v 1 = z1=31

z v 2=¿z2 = 139

- Tra bảng 6.18 theo số răng tương đương Z 1v, Z2v và hệ số dịch chỉnh x1 = x2 =
0, ta được hệ số dạng răng: YF1 = 3,8; YF2 = 3,6


- Kiểm nghiệm về độ bền uốn:
σ F 1=

2T 1 . K F .Y ε .Y β . Y F 1 2.59481.93 . 1,95.0,57. 1.3,8
=
= 76,02 (MPa)
51,2 .64. 2
bw . d w 1 . m n

σ F2 =

σ F 1 .Y F 2
= 72.02 (MPa)
Y F1

=> σ F 1 < [σ ¿¿ F 1]¿ ; σ F 2 < [σ ¿¿ F 2]¿
=> Thỏa mãn về độ bền uốn
3.7. Xác định các thơng số khác của bộ truyền
- Đường kính vòng chia:
d1 = m.z1 = 62
d2 = m.z2 = 278
- Đường kính đỉnh răng:
da1 = d1 + 2(1+x1- Δ y ) = 64 (mm)
da2 = d2 + 2(1+x2- Δ y ) = 280 (mm)
- Đường kính đáy răng:
df1 = d1 - (2,5 - 2x1) = 59.5 (mm)
df2 = d2 - (2,5 - 2x2) = 275,5(mm)
- Lực vòng:
2.T 1

Ft1 = Ft2 = d =
w1

2.59481,93
= 1827.35 (N)
62

- Lực hướng tâm:
Fr1 = Fr2 = F t 1 . tan α tw =1827.35 . tan 20 °= 816.81 (N)
- Lực dọc trục:

Fa1 = Fa2 = Ft1. tan β = 0

Thông số

Ký hiệu

Giá trị

Đơn vị

Khoảng cách trục

aw

170

mm

Số răng bánh dẫn

Z1

31

Số răng bánh bị dẫn

Z2

139

Mơ đun pháp

m

2

Góc nghiêng răng trên trục cơ sở

βb

0

°

Góc ăn khớp

α tw

20

°

Góc nghiêng của răng

β

0

°

Vận tốc vịng

v

1.22

m/s

Chiều rộng vành răng

bw

51

mm

Đường kính vịng lăn bánh dẫn

dw1

62

mm

Đường kính vịng lăn bánh bị dẫn

dw2

278

mm

Đường kính đỉnh răng bánh dẫn

da1

64

mm

Đường kính đỉnh răng bánh bị dẫn

da2

280

mm

Đường kính chân răng bánh dẫn

df1

59,5

mm

Đường kính chân bánh bị dẫn

df2

275.5

mm

Lực hướng tâm

Fr

816.91

N