Đồ án chi tiết máy 2 cấp nhanh trục vít bánh vít cấp chậm bánh răng trụ thẳng

ỏn mụn hc Chi Tit Mỏy THIT K H DN NG BNG TI
==============================================

ỏn mụn hc
CHI TIT MY
THIT K H
DN NG BNG TI
S ố liệu cho tr ớc :
1.Lực kéo băng tải F = 6000 N
2.Vận tốc băng tải v = 0,8 m/s
3.Đờng kính tang D = 280 mm
4.Thời gian phục vụ L
h
= 10000 h
5.Số ca làm việc 2
6.Góc nghiêng đờng nối tâm bộ truyền ngoài 30
0
7.Đặc tính làm việc : êm .
T
mm
= T
1
T
2
= 0,7 T
mm

t
1
= 1 s
t

2
= 7 h
t
ck
= 8h
Phn I
CHN NG C V PHN PHI T S TRUYN
============================
Trang 1
Đồ án môn học Chi Tiết Máy – THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
==============================================
• CHỌN ĐỘNG CƠ
1) Xác định công suất động cơ:
− Công suất trên trục của động cơ điện được xác định bởi công thức sau:
η
β
t
ct
P
P
.
=
− Trong đó:
+
t
P
: công suất trên trục máy công tác, được xác định bởi:
)(
1000
.

kW
vF
P
t
=
+ F = 6.000N : Lực kéo băng tải
+ v = 0,8 m/s : Vận tốc băng tải
− Vậy:
)(8,10
1000
9,0.12000
1000
.
kW
vF
P
t
===
+
tvxbrolk
ηηηηηη

3
=
: tích số các hiệu suất thành phần:
+
k
η
= 1 : hiệu suất của nối trục đàn hồi.
+

ol
η
= 0,992 : hiệu suất của một cặp ổ lăn.
+
br
η
= 0,97 : hiệu suất của bộ truyền bánh răng.
+
x
η
= 0,91 : hiệu suất của bộ truyền xích.
+
tv
η
= 0,91 : hiệu suất của bộ truyền trục vít – bánh răng (ứng
với z
1
= 4).
− Từ đó ta tính được:
tvxbrolk
ηηηηηη

3
=
= 1.0,992
3
.0,97.0,91.0,91 = 0,7841
+ β: Hệ số do ảnh hưởng của tải trọng thay đổi, được tính theo công
thức:
∑

=








=
k
i
ck
ii
t
t
T
T
1
2
1
β
+ T
1
: Công suất lớn nhất trong các công suất tác dụng lâu dài trên máy.
+ P
i
: Công suất tác dụng trong thời gian t
i
.

− Vậy:
8
8,0
.7,0
8
7
.1
22
2
2
1
21
2
1
1
+=








+









=
ckck
t
t
T
T
t
t
T
T
β
=0,9612.
− Vậy công suất trên trục của động cơ điện là:
============================
Trang 2
Đồ án môn học Chi Tiết Máy – THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
==============================================
)(24,13
7841,0
8,10.9612,0.
kW
P
P
t
ct
===
η

β
2) Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ điện:
− Số vòng quay đồng bộ của động cơ điện được tính theo công thức:
tlvsb
unn .
=
− Trong đó:
+
21
.uuu
t
=
: tỷ số truyền của hệ dẫn động
+
)10020( ÷=
t
u
: tỷ số truyền của hộp giảm tốc trục vít – bánh răng 2
cấp.
+
)52( ÷=
t
u
: tỷ số truyền của bộ truyền xích.
− Suy ra:
)50040()52).(10020(.
21
÷=÷÷==
uuu
t

+
:
.60000
D
V
n
lv
π
=
số vòng quay của trục công tác.
+ V = 0,9m/s: vận tốc băng tải
+ D = 280mm: đường kính tang quay
− Suy ra:
39,61
280.
9,0.60000.60000
===
ππ
D
V
n
lv
− Vậy:
)306952456()50040(39,61.
÷=÷==
tlvsb
unn
3) Chọn động cơ:
− Chọn động cơ thoả mãn điều kiện:
ctdc

PP ≥
;
sbdc
nn ≈
;
K
T
T
dn
k
≥
− Trong đó:
:
1
min
T
T
K
=
hệ số quá tải.
− Từ kết quả tính được:
+
ct
P
= 13,24 kW
+
sb
n
= (2456 ÷ 30695)
============================

Trang 3
Đồ án môn học Chi Tiết Máy – THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
==============================================
− Tra bảng P1.3 ta chọn động cơ 4A160S2Y3. Động cơ này có các thông
số kỹ thuật sau:
• PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
1) Phân phối tỷ số truyền:
− Từ công thức:
hgtxc
uuu .
=
− Trong đó:
+
x
u
: tỷ số truyền của bộ truyền xích
+
hgt
u
: tỷ số truyền của hộp giảm tốc
− Ta có:
73,47
39,61
2930
===
ct
dc
c
n
n

u
− Chọn sơ bộ u
x
= 2,0
− Suy ra:
24
0,2
73,47
===
x
c
hgt
u
u
u
− Phân hộp giảm tốc thành 2 cấp với:
+ Cấp nhanh : tỷ số truyền u
12
+ Cấp chậm : tỷ số truyền u
23
− Vậy:
2312
.uuu
hgt
=
− Chọn sơ bộ:
+ u
12
= 10 (đối với bộ truyền trục vít – bánh vít)
+ u

23
= 2,4 (đối với bộ truyền bánh răng – bánh răng)
============================
Trang 4
t
P
= 15,0 (kW)
dc
n
= 2930 (vòng/phút)
ϕ
cos
= 0,91
η% = 88
dn
k
T
T
= 2,2 > K = 1,5
truc
d
= 42 (mm)
Khối lượng = 130 (kg)
Đồ án môn học Chi Tiết Máy – THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
==============================================
2) Tính toán các thông số trên các hộp giảm tốc:
− Tốc độ quay của trục động cơ:
n
đc
= 2930 (vòng/phút)

− Tốc độ quay của trục I (trục vít):
n
1
= n
đc
= 2930 (vòng/phút)
− Tốc độ quay của trục II (trục gắn bánh vít và bánh răng chủ động):
293
10
2930
12
1
2
===
u
n
n
(vòng/phút)
− Tốc độ quay của trục III (trục gắn bánh răng bị động):
1,122
4,2
293
23
2
3
===
u
n
n
(vòng/phút)

− Tốc độ quay của trục công tác:
05,61
0,2
1,122
3
===
x
t
u
n
n
(vòng/phút)
• CÔNG SUẤT VÀ MÔMEN TRÊN CÁC TRỤC
1) Công suất:
− Công suất tương đương:
)(38,108,10.9612,0. kWPP
ttd
===
β
− Công suất tác dụng lên trục III:
)(59,11
992,0.91,0
38,10
.
22
3
kW
P
P
olx

td
===
ηη
− Công suất tác dụng lên trục II:
)(04,12
992,0.97,0
59,11
.
3
2
kW
P
P
olbr
===
ηη
− Công suất tác dụng lên trục I:
)(34,13
992,0.91,0
04,12
.
2
1
kW
P
P
oltv
===
ηη
2) Mômen:

− Mômen tác dụng lên trục I:
)(43480
2930
34,13.10.55,9
6
1
NmmT ==
− Mômen tác dụng lên trục II:
)(392430
293
04,12.10.55,9
6
2
NmmT ==
− Mômen tác dụng lên trục III:
============================
Trang 5
Đồ án môn học Chi Tiết Máy – THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
==============================================
)(906507
1,122
59,11.10.55,9
6
3
NmmT ==
− Mômen tác dụng lên trục công tác:
)(1689435
05,61
8,10.10.55,9
6

NmmT
t
==
• LẬP BẢNG
Trục I II III Công tác
Tỷ số truyền u
12
= 10 u
23
= 2,4 u
x
= 2,0
Công suất (kW) 13,34 12,04 11,59 10,8
Số vòng quay (v/ph) 2930 293 122,1 61,05
Mômen (Nmm) 43480 392430 906507 1689435
============================
Trang 6
Đồ án môn học Chi Tiết Máy – THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
==============================================
Phần II
THIẾT KẾ CHI TIẾT CÁC BỘ TRUYỀN
• TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN TRONG HỘP
1) Tính toán, thiết kế cấp nhanh: Hệ trục vít – bánh vít
a) Chọn vật liệu:
 Chọn vật liệu bánh vít:
• Tính sơ bộ vận tốc trượt dọc theo công thức (7.1):
3
21
5
.10.5,4 Tnv

sb
−
=
• Trong đó:
− n
1
: số vòng quay của trục vít (vòng/phút)
− T
2
: mômen xoắn trên trục bánh vít (Nmm)
• Theo các số liệu đã tính toán ở trên ta có:
− n
1
= 2930 (vòng/phút)
− T
2
= 392430 (Nmm)
• Thay vào ta có:
)/(65,93924302930.10.5,4
3
5
smv
sb
≈=
−
• Vì vận tốc trượt lớn (v
s
= 5 25 m/s) nên chọn vật liệu làm bánh vít
là đồng thanh nhiều thiếc (6 10% Sn) БpOHφ, đúc li tâm, có
MPa

b
290=
σ
,
MPa
ch
170=
σ
(bảng 7.1)
 Chọn vật liệu làm trục vít:
Trục vít làm bằng thép 45, tôi bề mặt, đạt độ rắn 45–50 HRC, ren
thân khai, sau khi cắt được mài và đánh bóng.
b) Xác định ứng suất cho phép:
 Ứng suất tiếp xúc cho phép:
• Với bánh vít:
− Vì bánh vít làm bằng đồng thanh nhiều thiếc nên [
H
σ
] được
tính theo công thức:
[
H
σ
] = [
HO
σ
].
HL
K
− Trong đó, [

HO
σ
] là ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với 10
7
chu
kỳ, tính theo công thức:
[
HO
σ
] = (0,75 ÷ 0,9)
b
σ
− Vì trục vít làm bằng thép 45, có độ rắn HRC ≥45 nên chọn hệ
số 0,9. Vậy:
============================
Trang 7
Đồ án môn học Chi Tiết Máy – THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
==============================================
[
HO
σ
] = 0,9
b
σ
= 0,9.290 = 261 (MPa)
−
HL
K
: Hệ số tuổi thọ:
8

7
10
HE
HL
N
K =
− Với
HE
N
là số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương:
ii
i
HE
tn
T
T
N .60
2
4
max2
2
∑









=
− Trong đó:
T
2i
: mômen xoắn trên trục bánh vít ở chế độ i
n
2i
: số vòng quay của bánh vít ở chế độ i
t
i
: số giờ làm việc ở chế độ i
T
2max
: mômen xoắn lớn nhất trong các mômen xoắn T
2
.
− Thay vào ta có:
744
10.8,15
8
8,0
.7,0
8
7
.110000.293.60 =







+=
HE
N
− Suy ra:
7082,0
10.8,15
1010
8
7
7
8
7
===
HE
HL
N
K
− Vậy:
[
H
σ
] = [
HO
σ
].
HL
K
= 261.0,7082 = 185 (MPa)
• Với trục vít:

− Vì bánh vít làm bằng vật liệu có cơ tính kém hơn nên ta chỉ cần
xác định ứng suất cho phép đối với vật liệu làm bánh vít.
 Ứng suất uốn cho phép:
• Đối với bánh vít làm bằng đồng thanh nhiều thiếc, ứng suất uốn
cho phép được xác định theo công thức:
[
F
σ
] = [
FO
σ
].
FL
K
• Trong đó:
− [
FO
σ
]: ứng suất uốn cho phép ứng với 10
6
chu kỳ.
−
FL
K
: hệ số tuổi thọ
• Vì trục vít được tôi cải thiện có độ rắn HRC ≥ 45, mặt ren được
mài và đánh bóng, nên [
FO
σ
] được tính theo công thức:

[
FO
σ
]=125%(0,25
b
σ
+0,08
ch
σ
)
• Thay số vào ta có:
[
FO
σ
]=125%(0,25.290+0,08.170) = 108 (MPa)
============================
Trang 8
Đồ án môn học Chi Tiết Máy – THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
==============================================
• Hệ số tuổi thọ
FL
K
được tính theo công thức:
9
6
10
FE
FL
N
K =

• trong đó,
FE
N
có công thức tính là:
ii
i
FE
tn
T
T
N .60
2
9
max2
2
∑








=
• Thay số vào ta được:
799
10.45,15
8
8,0

.7,0
8
7
.110000.293.60 =






+=
FE
N
• Vậy:
5712,0
10.45,15
1010
9
7
6
9
6
===
FE
FL
N
K
• Suy ra, ứng suất uốn cho phép đối với bánh vít là:
[
F

σ
] = [
FO
σ
].
FL
K
=
= 108.0,5712 = 61,7 (MPa)
 Ứng suất cho phép khi quá tải:
• Để kiểm tra độ bền tĩnh, tránh quá tải cần xác định ứng suất tiếp
xúc cho phép khi quá tải [
H
σ
]
max
và ứng suất uốn cho phép khi quá
tải [
F
σ
]
max
.
• Với bánh vít bằng đồng thanh nhiều thiếc, [
H
σ
]
max
và [
F

σ
]
max
được
tính theo công thức:
[
H
σ
]
max
= 4.
ch
σ
= 4. 170 = 680 (MPa)
[
F
σ
]
max
= 0,8.
ch
σ
= 0,8. 170 = 136 (MPa)
c) Xác định các thông số cơ bản:
− Với u = 10, chọn z
1
= 4, suy ra z
2
= 10.4 = 40.
− Chọn sơ bộ hiệu suất η = 0,91.

− Tính sơ bộ q theo z
2
:
q = (0,25÷0,3)z
2
= (0,25÷0,3)40 = (10÷12)
− Chọn giá trị tiêu chuẩn q = 10.
− Chọn sơ bộ hệ số tải trọng K
H
= 1,2.
− Mômen xoắn trên trục bánh vít theo như tính toán ở trên là T
2
= 392430
(Nmm).
− Từ đó, theo công thức (7.16), khoảng cách trục a
w
của bộ truyền trục vít
bằng thép ăn khớp với bánh vít bằng đồng thanh là:
============================
Trang 9
Đồ án môn học Chi Tiết Máy – THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
==============================================
( )
[ ]
3
2
2
2
2
170

q
KT
z
qza
H
H
w








+=
σ
( )
)(9,145
10
2,1.392430
185.40
170
1040
3
2
mm=







+=
− Suy ra module dọc của trục vít được tính theo công thức:
)(836,5
4010
9,145.22
2
mm
zq
a
m
w
=
+
=
+
=
− Chọn module tiêu chuẩn m = 6,3 (mm).
− Từ đó ta tính lại khoảng cách trục theo công thức:
a
w
= 0,5m(q+z
2
) = 0,5.6,3.(10+40) = 157,5 (mm)
− Hệ số dịch chỉnh, theo công thức (7.18):
x = (a
w
/m) – 0,5(q+z

2
) = 157,5/6,3 – 0,5(10+40) = 0
(Vì ta không thay đổi khoảng cách trục nên hệ số dịch chỉnh x = 0)
d) Kiểm nghiệm răng bánh vít về độ bền tiếp xúc
− Theo công thức (7.19):
[ ]
H
H
w
H
q
KT
a
qz
z
σσ
≤

















+








=
2
3
2
2
170
− Tính vận tốc trượt dọc của trục vít trên bánh vít:
w
w
s
nd
v
γ
π
cos60000
11
=
− với

w
γ
là góc vít trên hình trụ lăn:
"05'4821)4,0(
0.210
4
2
1
o
w
arctgarctg
xq
z
arctg ==






+
=









+
=
γ
d
w1
= (q+2x)m = (10+2.0)6,3 = 63 (mm)
− Thay vào công thức trên ta được:
)/(41,10
)"05'4821cos(60000
2930.63.
cos60000
11
sm
nd
v
o
w
w
s
===
π
γ
π
− Từ đó theo bảng 7.4, trị số của góc ma sát là ϕ = 0,96
o
= 0
o
57’36”
− Suy ra, theo công thức (7.22):
( )

( )
91,0
"36'570"05'4821
)"05'4821(95,095,0
=
+
=
+
=
oo
o
w
w
tg
tg
tg
tg
ϕγ
γ
η
trùng với giá trị hiệu suất đã chọn sơ bộ. Vậy, mômen xoắn trên trục
bánh vít sẽ là 392430 (Nmm)
============================
Trang 10
Đồ án môn học Chi Tiết Máy – THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
==============================================
− Theo (7.24), hệ số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng
là:









−






+=
max2
2
3
2
11
T
T
z
K
m
H
θ
β
− Trong đó, θ là hệ số biến dạng của trục vít, phụ thuộc vào z
1
và q tra

trong bảng 7.5, được θ = 70.
− T
2m
là mômen xoắn trung bình trên trục bánh vít, tính theo công thức:
∑
∑
=
ii
iii
m
nt
ntT
T
2
22
2
− Suy ra:
945,0
8
8,0
.7,0
8
7
.1.
max2
2
2max2
22
max2
2

=+====
∑
∑
∑
∑
i
ii
ii
iii
m
t
t
T
T
ntT
ntT
T
T
k
− Vậy:
( ) ( )
01,1945,01
70
40
11111
33
2
max2
2
3

2
=−






+=−






+=








−







+= k
z
T
Tz
K
m
H
θθ
β
− Tra bảng 7.6, với v
s
≈ 10 m/s, chọn cấp chính xác 7, do đó, theo bảng 7.7,
với v
s
≈ 10 m/s, cấp chính xác 7, ta chọn được K
HV
= 1,15.
− Từ đó:
16,115,1.01,1. ===
HvHH
KKK
β
− Cuối cùng, thay các giá trị vừa tính được vào công thức (7.19):
[ ]
H
H
w
H
q

KT
a
qz
z
σσ
≤
















+









=
2
3
2
2
170
)(2,162
10
16,1.392430
5,157
1040
40
170
3
MPa
H
=















+






=⇔
σ
− Ta thấy
[ ]
MPaMPa
HH
1852,162 =≤=
σσ
nên bộ truyền đảm bảo độ bền tiếp
xúc.
e) Kiểm nghiệm răng bánh vít về độ bền uốn:
− Với z
1
= 4, tra bảng 7.9, ta có chiều rộng của bánh vít là:
b
2
≤ 0,67 d
a1
− trong đó, d
a1
= m(q+2) = 6.3(10+2) = 75,6 mm

− Vậy:
b
2
≤ 0,67 d
a1
= 0,67.75,6 = 50,652 mm.
============================
Trang 11
Đồ án môn học Chi Tiết Máy – THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
==============================================
− Chọn b
2
= 50 mm.
− Số răng tương đương được tính theo công thức:
50
)'4821(cos
40
cos
33
2
===
o
w
v
z
z
γ
− Từ đó, tra hệ số dạng răng theo bảng 7.8 được Y
F
= 1,45

− Còn hệ số tải trọng khi tính về độ bền tiếp xúc và độ bền uốn, được xác
định theo công thức:
K
F
= K
H
= 1,16
− Vậy, theo (7.26), công thức kiểm nghiệm độ bền uốn của răng bánh vít sẽ
được tính là:
[ ]
F
w
FF
F
mdb
KYT
σ
γ
σ
≤=
cos
4,1
22
2
− Thay các số liệu vừa tính toán được ở trên vào ta có:
[ ]
)(7,61)(54,12
)"05'4821cos(.3,6.3,6.40.50
16,1.45,1.392430.4,1
MPaMPa

F
o
F
=<==
σσ
− Vậy, bộ truyền đảm bảo độ bền uốn.
f) Tính lực tác dụng khi ăn khớp:
− Theo tính toán ở trên, ta có ϕ = 0
o
57’36” < 3
o
=> có thể bỏ qua ảnh
hưởng của lực ma sát, đồng thời lấy α
n
≈ α, ta được công thức tính các
thành phần lực sau đây:
)(3115
252
392430.22
2
2
21
N
d
T
FF
ta
====
)(1246)"05'4821(.3115.
221

NtgtgFFF
o
wtat
====
γ
)(1221
)"05'4821cos(
)20(.3115
cos
.
2
21
N
tgtgF
FF
o
o
w
t
rr
====
γ
α
− Lực pháp tuyến:
)(3570
)"05'4821cos()20cos(
3115
coscos
2
N

F
F
oo
w
t
r
===
γα
============================
Trang 12
ỏn mụn hc Chi Tit Mỏy THIT K H DN NG BNG TI
==============================================
g) Xỏc nh cỏc thụng s c bn ca b truyn:
Thụng s Ký hiu Giỏ tr n v
Khong cỏch trc a
w
157,5 mm
Module m 6,3 mm
H s ng kớnh q 10
T s truyn u 10
S ren trc vớt z
1
4
S ren bỏnh vớt z
2
40
H s dch chnh bỏnh vớt x 0
Gúc vớt
w

21
o
4805
Gúc ụm

44
o
05 độ
Chiều dài phần cắt ren của trục vít b
1
110 mm
Chiều rộng bánh vít b
2
50 mm
Đờng kính ngoài của bánh vít d
aM2
270 mm
Đờng kính vòng chia d
1
/d
2
63/252 mm
Đờng kính vòng đỉnh d
a1
/d
a2
75,6/264,6 mm
Đờng kính vòng đáy d
f1
/d

f2
47,88/236,88 mm
2) Tính toán cấp chậm: Hệ bánh răng trụ răng thẳng
a) Chọn vật liệu:
Dùng vật liệu nhóm I, tra bảng 6.1, ta chọn các vật liệu cho bánh răng
chủ động và bánh răng bị động nh sau:
Vật liệu Nhiệt luyện
[ ]
b

(MPa)
[ ]
ch

(MPa
)
Độ rắn HB
Bỏnh ch ng Thộp 45 Tụi ci thin 850 580
241ữ285
Bỏnh b ng Thộp 45 Thng hoỏ 600 340
170ữ217
b) Xỏc nh ng sut cho phộp:
Vi vt liu ó chn nh trờn, ta chn rn HB
1
= 250, HB
2
= 180.
ng sut tip xỳc cho phộp
[ ]
H

:
S dng cụng thc (6.5) v (6.7), ta tớnh c N
HO
v N
HE
:
74,24,2
11
10.71,1250.3030 === HBN
HO
733
3
max
1
10.99,15
8
8,0
.7,0
8
7
.110000.293.1.6060 =






+=

=

ii
i
HE
tn
T
T
cN
============================
Trang 13
Đồ án môn học Chi Tiết Máy – THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
==============================================
− Vì N
HE1
> N
HO1
nên K
HL1
= 1.
− Tương tự ta tính được:
64,24,2
22

10.76,7180.3030 === HBN
HO
733
3
max
2
10.69,6
8
8,0
.7,0
8
7
.110000.6,122.1.6060 =






+=








=
∑

ii
i
HE
tn
T
T
cN
− Vì N
HE2
> N
HO2
nên K
HL2
= 1.
− Theo bảng 6.2,
702
lim
+= HB
H
σ
, do đó:
MPaHB
H
57070250.2702
11lim
=+=+=
σ
MPaHB
H
43070180.2702

22lim
=+=+=
σ
− S
H
= 1,1
− Tạm thời lấy Z
R
Z
v
K
xH
= 1. Từ công thức (6.1), ứng suất tiếp xúc cho
phép được xác định theo công thức:
[ ]
HLxHvR
H
o
H
H
KKZZ
S









=
lim
σ
σ
− Suy ra:
[ ]
)(5181.1
1,1
570
1
MPa
H
=






=
σ
[ ]
)(3911.1
1,1
430
2
MPa
H
=







=
σ
− Vì bộ truyền là bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng nên ứng suất tiếp xúc
cho phép là giá trị nhỏ hơn trong 2 giá trị trên. Vậy
[ ]
H
σ
= 391(MPa).
 Ứng suất uốn cho phép:
− Ứng suất mỏi uốn cho phép
[ ]
F
σ
được xác định theo công thức:
[ ]
FLFCxFsR
F
o
F
F
KKKYY
S









=
lim
σ
σ
− Trong đó:
+
o
F lim
σ
: giới hạn mỏi của răng ứng với số chu kỳ cơ sở
+ K
FL
: Hệ số tuổi thọ
+ S
F
: Hệ số an toàn
+ K
FC
: Hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải. Vì bộ truyền quay một chiều
nên K
FC
= 1.
+ Y
R
: Hệ số xét đến độ nhám mặt lượn chân răng, tạm thời lấy Y

R
=
1.
+ Y
S
: Hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhạy vật liệu đối với sự tập
trung ứng suất, tạm thời lấy bằng 1.
============================
Trang 14
Đồ án môn học Chi Tiết Máy – THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
==============================================
− Ta có:
+ N
FO
= 4.10
6
(đối với tất cả các loại thép khi thử uốn)
766
max
1
10.59,15
8
8,0
.7,0
8
7
.1293.10000.6060 =







+=








=
∑
ii
m
i
FE
tn
T
T
cN
F
+ (Ở đây, m
F
= 6 vì HB ≤ 350, bánh răng có mặt lượn chân răng
được mài)
+ Vì N
FE1
> N

FO
nên K
FL1
= 1.
− Tương tự:
766
max
2
10.50,6
8
8,0
.7,0
8
7
.11,122.10000.6060 =






+=









=
∑
ii
m
i
FE
tn
T
T
cN
F
− N
FE2
> N
FO
nên K
FL2
= 1.
− Theo bảng 6.2, ta có S
F
= 1,75
o
F 1lim
σ
=1,8HB
1
= 1,8.250 = 450 (MPa)
o
F 2lim
σ

=1,8HB
2
= 1,8.180 = 324 (MPa)
− Tạm thời lấy K
xF
= 1. Từ đó, theo công thức (6.2), ta có:
[ ]
)(257
75,1
1.1.450
1
MPa
F
==
σ
[ ]
)(185
75,1
1.1.324
2
MPa
F
==
σ
 Ứng suất cho phép khi quá tải:
− Theo công thức (6.13), ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải là:
[ ]
max
H
σ

= 2,8
ch
σ
− Suy ra:
[ ]
max
1H
σ
= 2,8
1ch
σ
=2,8.580 = 1624 (MPa)
[ ]
max
2H
σ
= 2,8
2ch
σ
= 2,8.340 = 952 (MPa)
[ ]
max
F
σ
= 0,8
ch
σ
− Suy ra:
[ ]
max

1F
σ
= 0,8
1ch
σ
= 0,8.580 = 464 (MPa)
[ ]
max
2F
σ
= 0,8
2ch
σ
= 0,8.340 = 272 (MPa)
c) Tính sơ bộ khoảng cách trục:
− Sử dụng công thức (6.15a), ta có khoảng cách trục a
w
là:
[ ]
3
2
1
)1(
baH
H
aw
u
KT
uKa
ψσ

β
+=
============================
Trang 15
Đồ án môn học Chi Tiết Máy – THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
==============================================
− Với bánh răng trụ răng thẳng, dựa vào bảng 6.5, tra được K
a
= 49,5
(MPa
1/3
).
− Giá trị của ψ
ba
= 0,25÷0,4 (bảng 6.6), ta chọn ψ
ba
= 0,25.
− Từ đó suy ra:
ψ
bd
=
425,0)14,2(
2
25,0
)1(
2
=+=+u
ba
ψ
− Vậy theo bảng 6.7, ứng với sơ đồ 3, HB < 350, tra được K

H
β
= 1,05.
− Thay vào công thức tính khoảng cách trục ta có:
[ ]
)(1,295
25,0.2.391
05,1.392430
)14,2(5,49)1(
3
2
3
2
1
mm
u
KT
uKa
baH
H
aw
=+=+=
ψσ
β
− Lấy tròn khoảng cách trục là 295 mm.
d) Xác định các thông số của bộ truyền:
− Module m được xác định theo công thức:
m = (0,01÷ 0,02)a
w
= (0,01÷0,02)295 = 2,95÷5,90 mm

− Tra bảng 6.8, chọn module m = 5 mm.
− Từ đó tính được số răng:
7,34
)14,2(5
295.2
)1(
2
1
=
+
=
+
=
um
a
z
w
− Vậy z
1
= 35 (răng).
z
2
= uz
1
= 2,4.35 = 84 (răng)
− Tính lại khoảng cách trục:
a
w
= mz
t

/2 = 5(35+84)/2 = 297,5(mm)
e) Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:
− Theo công thức (6.33):
[ ]
H
ww
H
EHMH
udb
uKT
ZZZ
σσ
≤
+
=
2
1
1
)1(2
− Trong đó:
+ Z
M
: hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp. Với bánh
răng bằng thép, Z
M
= 274 (MPa
1/3
) (theo bảng 6.5)
+ Z
H

: hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc, tra trong bảng 6.12, với hệ
số dịch chỉnh x = 0. góc nghiêng β = 0 (vì đây là bộ truyền bánh răng
trụ răng thẳng), ta được Z
H
= 1,76.
+ α
w
= 20
o
+ Chọn hệ số trùng khớp ε
α
= 1,6. Từ đó rút ra:
============================
Trang 16
Đồ án môn học Chi Tiết Máy – THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
==============================================
( )
894,0
3
4
=
−
=
α
ε
ε
Z
+ Đường kính vòng lăn bánh nhỏ:
)(175
14,2

5,297.2
1
2
1
mm
u
a
d
w
w
=
+
=
+
=
+ Vận tốc vòng:
)/(685,2
60000
293.175.
60000
11
sm
nd
v ===
ππ
ω
+ Với v = 2,685 (m/s), tra bảng 6.13, chọn cấp chính xác 8.
+ Đối với bánh răng thẳng, K
H
α

= 1.
+ K
Hv
tra trực tiếp từ bảng P2.3, đối với cấp chính xác 8, răng thẳng, vận
tốc vòng v = 2,685 m/s, K
Hv
= 1,09.
)(4,74175.425,0.
1
mmdb
bd
===
ωω
ψ
− Thay các kết quả trên vào công thức kiểm nghiệm ta được:
[ ]
[ ]
)(391
)(2,322
175.4,2.4,74
)14,2(09,1.1.05,1.392430.2
894,0.76,1.274
)1(2
2
2
1
1
MPa
MPa
udb

uKT
ZZZ
H
H
ww
H
EHMH
=<
=
+
=
≤
+
=
σ
σσ
− Vậy bộ truyền đảm bảo độ bền tiếp xúc.
f) Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
− Để đảm bảo độ bền uốn cho răng, ứng suất uốn sinh ra tại chân răng
không được vượt quá một giá trị cho phép. Theo công thức (6.43) và
(6.44):
[ ]
1
1
11
1
2
F
FF
F

mbd
YYYKT
σσ
ωω
βε
≤=
[ ]
2
1
21
2 F
F
FF
F
Y
Y
σ
σ
σ
≤=
− Trong đó:
+ T
1
= 392430 (Nmm)
+ m = 5 (mm)
+ b
w
: chiều rộng vành răng, theo tính toán ở trên, b
w
= 74,4 (mm)

+ d
w1
: đường kính vòng lăn bánh chủ động, d
w1
= 175 (mm)
+ Y
ε
= 1/ε
α
: hệ số kể đến sự trùng khớp của răng. Với ε
α
= 1,6 ta có:
Y
ε
= 1/1,6 = 0,625.
============================
Trang 17
Đồ án môn học Chi Tiết Máy – THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
==============================================
+ Y
β
: hệ số kể đến độ nghiêng của răng. Vì đây là bánh răng trụ răng
thẳng nên Y
β
= 1.
+ Y
F1
và Y
F2
là hệ số dạng răng, tra theo bảng 6.18, ta có Y

F1
= 3,81 và
Y
F2
= 3,61.
+ K
F
: hệ số tải trọng khi tính về uốn:
FvFFF
KKKK
αβ
=
+ K
F
β
tra theo bảng 6.7, với ψ
bd
= 0,425 và sơ đồ 3, ta được K
F
β
= 1,13
+ K
F
α
= 1 (đối với răng thẳng)
+ K
Fv
tra trực tiếp trong bảng P2.3 ở phần phụ lục được K
Fv
= 1,23 (ứng

với v = 2,685 m/s, cấp chính xác chế tạo bánh răng là 8)
− Vậy, thay các kết quả trên vào công thức (6.43):
[ ]
)(257)(9,39
5.4,74.175
81,3.1.625,0.23,1.1.13,1.392430.2
2
1
1
11
1
MPaMPa
mbd
YYYKT
F
FF
F
=≤=
==
σ
σ
ωω
βε
− Tính
2F
σ
theo công thức:
1
21
2

F
FF
F
Y
Y
σ
σ
=
− Với Y
F1
và Y
F2
đã tính ở trên, thay vào ta có:
( )
MPa
F
8,37
81,3
61,3.9,39
2
==
σ
[ ]
( )
MPa
FF
185
22
=<
σσ

− Bộ truyền đảm bảo độ bền uốn.
g) Kiểm nghiệm răng về quá tải:
− Theo (6.48) với
5,1
max
==
T
T
K
qt
( )
[ ]
( )
MPaMPaK
HqtHH
9526,3945,1.2,322
maxmax
=<===
σσσ
− Theo (6.49):
( )
[ ]
( )
MPaMPaK
FqtFF
4649,595,1.9,39
max
11max1
=<===
σσσ

( )
[ ]
( )
MPaMPaK
FqtFF
2727,565,1.8,37
max
22max2
=<===
σσσ
− Vậy bộ truyền đảm bảo không bị quá tải.
h) Tính lực ăn khớp:
− Lực vòng:
( )
N
d
T
FF
w
tt
4485
175
392430.22
1
1
12
====
============================
Trang 18
Đồ án môn học Chi Tiết Máy – THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

==============================================
− Lực hướng tâm:
)(163220.4485
112
NtgtgFFF
trr
====
ο
α
− Lực pháp tuyến:
)(4773
20cos
4485
cos
1
21
N
F
FF
t
nn
====
ο
α
i) Xác định các thông số và kích thước cơ bản của bộ truyền:
Thông số Ký hiệu Giá trị Đơn vị
Khoảng cách trục a
w
297,5 mm
Module pháp m 5 mm

Chiều rộng vành răng b
w
74,4 mm
Tỷ số truyền u 2,4
Số răng bánh răng z
1
/z
2
35/84 răng
Hệ số dịch chỉnh x 0
Đường kính chia d
1
/d
2
175/420 mm
Đường kính lăn d
w1
/d
w2
175/420 mm
Đường kính đỉnh răng d
a1
/d
a2
185/430 mm
Đường kính đáy răng d
f1
/d
f2
162,5/407,5 mm

============================
Trang 19
Đồ án môn học Chi Tiết Máy – THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
==============================================
• TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI: BỘ TRUYỀN XÍCH
1) Chọn loại xích:
Chọn xích ống con lăn vì xích ống con lăn có độ bền cao hơn xích ống,
mặt khác chế tạo lại đơn giản, không phức tạp. Do tải trọng và vận tốc
tương đối lớn, nên để bước xích nhỏ, ta chọn xích nhiều dãy. Cụ thể là ở
đây, ta chọn xích 2 dãy.
2) Chọn số răng đĩa xích:
− Theo như ở phần phân phối tỷ số truyền, ta đã chọn tỷ số truyền của bộ
truyền xích là
0,2=
x
u
.
− Từ đó, suy ra số răng đĩa xích là:
250,2.229229
1
=−=−= uz
− Chọn
25
1
=z
(số răng đĩa xích nên chọn là số lẻ), vậy:
5025.2.
12
=== zuz
− Chọn

49
2
=z
. Vậy, tỷ số truyền thực sẽ là:
96,1
25
49
2
1
===
z
z
u
t
3) Xác định bước xích p
− Vì đây là xích 2 dãy, nên theo (5.5), bước xích được chọn từ điều kiện:
d
nz
d
t
d
k
kPkk
k
P
P ==
− Trong đó:
k=k
o
k

a
k
đc
k
bt
k
đ
k
c
− Ta có:
1
25
2525
1
===
z
k
z
− Mặt khác,từ số liệu tính toán ở phần chọn động cơ và phân phối tỷ số
truyền, ta đã có:
kWP 59,11
1
=
;
1,122
1
=n
.Từ đó, theo bảng 5.5, chọn
( )
phvgn 200

01
=
.
− Suy ra:
638,1
1,122
200
01
===
n
n
k
n
− Theo bảng 5.6, với tải trọng tĩnh, làm việc êm, k
đ
= 1.
− Chọn khoảng cách trục
( )
pa 5030 ÷=
,khi đó
1=
a
k
.
============================
Trang 20
Đồ án môn học Chi Tiết Máy – THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
==============================================
− Vì đường nối tâm các đĩa xích tạo với đường nằm ngang một góc
ο

θ
60≤
nên chọn
1
0
=k
.
− Khoảng cách trục không thay đổi được nhưng độ căng của xích được
điều chỉnh bằng con lăn căng xích nên k
đc
= 1,1.
− Môi trường làm việc có bụi, bôi trơn đạt yêu cầu nên chọn
3,1=
bt
k
.
− Bộ truyền làm việc 2 ca nên
25,1=
c
k
.
− Từ đó, theo công thức (5.6) ta tính được:
k = k
o
k
a
k
đc
k
bt

k
đ
k
c
=
625,125,1.1.3,1.1,1.1.1 =
− Công suất tính toán:
( )
kWkPkkP
nzt
84,30638,1.1.625,1.59,11 ===
− k
d
: hệ số phân bố không đều tải trọng cho các dãy, ứng với số dãy bằng 2
thì k
d
= 1,7.
− Suy ra:
)(14,18
7,1
84,30
kW
k
P
P
d
t
d
===
− Vậy, theo bảng 5.5, với

phvn 200
01
=
, tìm được trị số của công suất cho
phép
[ ]
( )
kWP 3,19
0
=
lớn hơn giá trị của P
d
.
− Từ đó, chọn được bước xích p = 31,75 (mm).
− Bước xích này thoả mãn
max
pp <
(bảng 5.8).
− Chênh lệch giữa
t
P
và
[ ]
0
P
:
[ ]
%39,6%100.
14,18
14,183,19

%100.
0
=
−
=
−
=∆
t
t
P
PP
P
− Ta thấy
%39,6=∆P
, sự chênh lệch nhỏ, hoàn toàn có thể chấp nhận được.
4) Định khoảng cách trục a và số mắt xích x:
− Khoảng cách trục a=40.p=40.31,75=1270mm.
− Từ khoảng cách trục a, xác định số mắt xích theo công thức(5.12):
( )
( )
( )
36,117
.1270
75,31.2549.25,0
75,31
1270.2
)4925.(5,0
25,02
.5,0
2

2
2
2
12
21
=
−
+++=
−
+++=
π
π
a
pzz
p
a
zzx
− Lấy tròn x = 118.
− Từ đó tính lại khoảng cách trục theo (5.13):
============================
Trang 21
Đồ án môn học Chi Tiết Máy – THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
==============================================
( ) ( )
[ ]
( )











−
−+−++−=
2
2
12
2
2121
2
5,05,025,0
π
zz
zzxzzxpa
=
( ) ( )
[ ]
( )
)(1280
25492
49255,011849255,011875,31.25,0
2
2
2
mm=











−
−+−++−=
π
− Để xích không quá căng, giảm a một lượng:
)(1,5)(6,2004,0002,0 mmammaaa ≤∆≤⇔≤∆≤
− Chọn
mma 5
=∆
.
−
mma 1275=⇒
.
− Số lần va đập của xích tính theo công thức (5.14):
72,1
118.15
1,122.25
15
.
11
===
x

nz
i
(lần/s)
[ ]
20=< i
5) Kiểm nghiệm xích về độ bền:
− Theo công thức (5.15):
( )
[ ]
S
FFFK
Q
S
vtd
≥
++
=
0
− Trong đó:
+ Q:tải trọng phá hỏng, tra theo bảng 5.2:
( )
NQ 177000=
+
2,1=
d
K
(tải trọng mở máy bằng 150 % tải trọng danh nghĩa)
+
t
F

:lực vòng, tính theo công thức:
( )
N
npz
P
v
P
F
t
7175
1,122.75,31.25
60000.59,11.1000

60000 10001000
11
====
+
v
F
:Lực căng do lực ly tâm sinh ra, tính theo công thức:
2
vqF
mv
=
+ (q
m
là khối lượng 1 mét xích, tra trong bảng 5.2, q
m
= 7,3kg).
)/(615,1

60000
1,122.75,31.25
60000

11
sm
npz
v ===
− Suy ra:
( )
NF
v
04,193,7.615,1
2
==
−
0
F
: lực căng ban đầu, tính theo (5.16):
agqkF
mf
=
0
− Với:
+ a: lấy gần đúng bằng khoảng cách trục.
+ g=9,81(m/s
2
):gia tốc trọng trường.
============================
Trang 22

Đồ án môn học Chi Tiết Máy – THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
==============================================
+ k
f
= 4(bộ truyền nghiêng 1 góc θ<40
o
).
− Vậy:
( )
NF 36581,9.4.3,7.275,1
0
==
− Suy ra:
( )
68,19
04,193657175.2,1
177000
=
++
=S
− Theo bảng 5.10 với
mmp 75,31=
;
1,122
1
=n
vòng/ph thì
[ ]
5,7=S
.

− Vậy
[ ]
SS >

⇒
bộ truyền đảm bảo độ bền.
6) Tính đường kính đĩa xích
− Theo công thức (5.17):
)(3,253
25
sin
75,31
sin
1
1
mm
z
p
d =






=









=
π
π
( )
mm
z
p
d 6,495
49
sin
75,31
sin
2
2
=






=









=
π
π
7) Tính lực tác dụng lên trục:
− Theo công thức (5.20):
11
7
10.6
pnz
kP
F
x
r
=
− Ta có góc nghiêng của bộ truyền xích là:
0950,0
1275
7,1268,247
22
12
=
−
=
−
=
a

dd
tg
θ
=
θ
arctg(0,0950)=5
o
25’.
− Vậy
15,1=
x
k
.
− Từ đó:
( )
NF
r
8252
1,122.75,31.25
15,1.59,11.10.6
7
==
============================
Trang 23
Đồ án môn học Chi Tiết Máy – THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
==============================================
Phần III
TÍNH TRỤC VÀ Ổ LĂN
I. TÍNH KHỚP NỐI
Khớp nối có nhiều loại: nối trục, li hợp, li hợp tự động Tuy nhiên ở đây, ta

chọn nối trục vòng đàn hồi vì nối trục vòng đàn hồi có cấu tạo đơn giản, dễ chế
tạo, dễ thay thế và làm việc tin cậy.
− Khớp nối là chi tiết tiêu chuẩn, vì vậy trong thiết kế thường dựa vào
mômen xoắn để tính toán. Mômen xoắn được xác định theo công thức:
1
kTT
t
=
− Trong đó:
+ k: hệ số chế độ làm việc, phụ thuộc vào loại máy công tác. Tra bảng
16.1 có
5,12,1 ÷=k
.
+ Ta chọn k=1,3.
− Suy ra:
( )
NmmkTT
t
5652443480.3,1
1
===
− Đầu trục vào của hộp giảm tốc có đường kính là:
( ) ( ) ( )
mmdd
dc
4,506,33422,18,02,18,0 ÷=÷=÷=
− Từ đó ta chọn đường kính đầu trục vào của hộp giảm tốc là d=36mm
(giá trị này đã được chọn theo tiêu chuẩn kích thước của nối trục trong bảng
16.10a).
− Tra bảng 16.10a, 16.10b và dựa vào mômen xoắn

t
T
và đường kính d
ta có:
+ Kích thước cơ bản của nối trục vòng đàn hồi như sau:
d = 36mm D = 125mm
d
m
= 65mm L = 165mm
l = 80mm d
1
= 60mm
Z = 4 B = 5mm
B
1
= 42mm l
1
= 30mm
D
3
= 28mm l
2
= 32mm
D
0
= 90mm
+ Kích thước cơ bản của vòng đàn hồi như sau:
d
c
= 14mm d

1
= M10
D
2
= 20mm l = 62mm
l
1
= 34mm l
2
= 15mm
============================
Trang 24
Đồ án môn học Chi Tiết Máy – THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
==============================================
l
3
= 28mm h = 1,5mm
− Kiểm tra độ bền đàn hồi của vòng đàn hồi:
+ Điều kiện sức bền dập của vòng đàn hồi:
[ ]
d
c
d
ldzD
kT
σσ
≤=
30
2
Với

14=
c
d
mm,
28
3
=l
mm:
)/(80,0
28.14.90.4
43480.3,1.2
2
mmN
d
==
σ
[ ]
d
σ
: Ứng suất dập cho phép của vòng cao su.
[ ]
)/(42
2
mmN
d
÷=
σ
+ Vậy vòng đàn hồi thoả mãn sức bền dập.
+ Điều kiện sức bền của chốt:
[ ]

u
c
u
zDd
kTl
σσ
≤=
1,0
0
3
0
5,41
2
15
34
2
2
10
=+=+=
l
ll
(mm)
)/(75,23
4.90.14.1,0
5,41.43480.3,1
2
3
mmN
u
==⇒

σ
[ ]
u
σ
: Ứng suất cho phép của chốt.
[ ]
)/(8060
2
mmN
u
÷=
σ
+ Vậy chốt đủ điều kiện bền.
II. TÍNH TRỤC
1) Chọn vật liệu
Vật liệu hay dùng cho thiết kế, chế tạo trục ở các hộp giảm tốc thường là
thép 45 thường hoá. Tra bảng 6.1 về cơ tính của một số vật liệu, ta được σ
b
=
600(MPa).
2) Tính thiết kế trục
a. Tải trọng tác dụng lên trục:
− Sơ đồ tải trọng tác dụng lên trục:
============================
Trang 25