Đồ án chi tiết máy môn đồ án chi tiết máy

MỤC LỤC
LỜI NĨI ĐẦU................................................................................................................ 7
ĐỒ ÁN MƠN HỌC CHI TIẾT MÁY............................................................................8
CHƯƠNG 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN..........................9
1.1. Chọn động cơ.......................................................................................................9
1.1.1. Xác định tải trọng tương đương.....................................................................9
1.1.2. Tính hiệu suất truyền động ƞ..........................................................................9
1.2. Chọn phân phối tỉ số truyền:..............................................................................11
1.2.1. Tỷ số truyền các bộ ngoài hộp gia tốc:........................................................11
1.2.2. Tỉ số truyền của bộ truyền trong hộp gia tốc:...............................................11
1.3. Xác định cơng suất, momen,số vịng quay các trục:...........................................11
1.3.1. Tính cơng suất trên các trục:........................................................................11
1.3.2. Số vịng quay các trục:.................................................................................12
1.3.3. Tính moomen xoắn T ở các trục:.................................................................12
1.3.4.Lập bảng kết quả...........................................................................................12
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG......................................13
2.1. Thiết kế bộ truyền đai:........................................................................................13
2.1.1. Chọn thông số đai thang..............................................................................13
2.1.2. Xác định các thông số của đai.....................................................................13
2.1.3. Xác định khoảng cách trục..........................................................................13
2.1.4. Xác định số đai............................................................................................14
2.1.5. Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục:...................................15
2.1.6. Các thông số của bộ truyền đai....................................................................15
2.2 Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh..............................................................16
2.2.1.Xác định ứng suất cho phép..........................................................................16
2.2.2. Xác định sơ bộ khoảng cách trục.................................................................19
2.2.3. Xác định các thông số bộ truyền..................................................................20

1

2.2.4. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc..........................................................21
2.2.5. Kiểm nghiệm độ bền uốn.............................................................................23
2.2.6. Kiểm nghiệm răng về quá tải.......................................................................25
2.2.7. Thơng số và kích thước bộ truyền................................................................25
2.3.Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm...............................................................26
2.3.1.Xác định ứng suất cho phép..........................................................................26
2.3.3. Xác định các thông số bộ truyền..................................................................27
2.3.4. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc..........................................................28
2.3.5. Kiểm nghiệm độ bền uốn.............................................................................30
2.3.6. Kiểm nghiệm răng về q tải.......................................................................32
2.3.7. Thơng số và kích thước bộ truyền................................................................32
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT ĐỠ NỐI.....................................................34
3.1. Thiết kế trục.......................................................................................................34
3.1.1. Tính trục theo độ bền mỏi............................................................................34
3.1.1.1. Tính sơ bộ.................................................................................................34
3.1.1.2. Tính gần đúng...........................................................................................34
3.1.1.3. Tính chính xác...........................................................................................35
3.1.1.4. Xác định các lực và sơ đồ đặt lực :............................................................36
3.1.1.5.Tính chính xác các đường kính các đoạn trục............................................40
3.2. Tính chọn ổ lăn...................................................................................................43
3.2.1. Trên trục 1....................................................................................................43
3.2.2. Trên trục 2....................................................................................................44
3.2.3.Trên trục 3.....................................................................................................46
3.3 Tính chọn then.....................................................................................................48
3.4.1. Trục 1...........................................................................................................48
3.4.2.Trục 2............................................................................................................ 49
3.4.3.Trục 3............................................................................................................ 50
3.4 Tính chọn khớp nối.............................................................................................51

2

3.5. Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi.......................................................................53
3.5.1. Với Trục I...................................................................................................54
3.4.2. Với Trục II.................................................................................................57
3.4.2. Với Trục III................................................................................................59
CHƯƠNG 4:THIẾT KẾ VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC..................................63
4.1.Thiết kế vỏ hộp giảm tốc.....................................................................................63
4.1.1.Lập bảng.......................................................................................................63
4.1.2. Nắp ổ............................................................................................................ 65
4.2. Thiết kế các chi tiết phụ.....................................................................................66
4.2.1. Cửa thăm......................................................................................................66
4.2.2. Nút thông hơi...............................................................................................67
4.2.3. Nút tháo dầu.................................................................................................67
4.2.4. Kiểm tra mức dầu.........................................................................................67
4.2.5.Chốt định vị..................................................................................................68
4.2.6. Bu lơng vịng................................................................................................68
4.3. Bơi trơn cho hộp giảm tốc..................................................................................68
4.3.1. Bôi trơn trong hộp giảm tốc.........................................................................68
4.3.2. Bơi trơn ngồi hộp giảm tốc.........................................................................68
4.3.3. Xác định và chọn kiểu lắp............................................................................69
KẾT LUẬN.................................................................................................................. 72
Tài liệu tham khảo........................................................................................................73

3


LỜI NĨI ĐẦU
Đồ án chi tiết máy là một mơn học rất cần thiết cho sinh viên nghành cơ khí nói chung
để giải quyết một vấn đề tổng hợp về cơng nghệ cơ khí, chế tạo máy. Mục đích là giúp sinh

viên hệ thống lại những kiến thức đã học, nghiên cứu và làm quen với công việc thiết kế chế
tạo trong thực tế sản xuất cơ khí hiện nay.
Trong chương trình đào tạo cho sinh viên, nhà trường đã tạo điều kiện cho chúng em
được tiếp xúc và làm quen với việc nghiên cứu :” thiết kế hệ thống dẫn băng tải”. Do lần đầu
tiên làm quen thiết kế với khối lượng kiến thức tổng hợp, cịn có những mảng chưa nắm
vững cho nên dù đã rất cố gắng, song bài làm của em không thể tránh khỏi những sai sót.
Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của thầy, giúp em có được những kiến thức cần
thiết để sau này ra trường có thể ứng dụng trong công việc cụ thể của sản xuất.
Em xin chân thành cảm ơn !

4


ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY
Đề bài: Thiết kế trạm dẫn động băng tải có sơ đồ như sau

Trong đó:
1. Động cơ điện; 2. Bộ truyền ngồi; 3. Hộp giảm tốc; 4. Khớp nối; 5. Băng tải.
Chế độ tải: T1=T; T2=0,9T; T3=0,6T; t1=20s; t2=40s; t3=30s
Cho đường kính băng tải: D = 320 mm.
Cho 1 năm làm việc 300 ngày và 1 ca làm việc 8h.

Loại 1

Bảng các thơng số:
Phương
án

Loại
HGT

13

1

Đai-xích

P(N)

v(m/s)

Số ca

Thời hạn
(Năm)

1

4000

1,1

5

2

7


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

1.1. Chọn động cơ
1.1.1. Xác định tải trọng tương đương
+ Công suất tương đương xác định theo công thức
Pct =

Pt
ƞ

Trong đó: - Pct : cơng suất cần thiết trên trục động cơ (kW)
-Ƞ: là hiệu suất toàn bộ của hệ thống
- Pt : cơng suất tính tốn trên trục máy cơng tác (kW)
Tính tốn Pt
Cơng suất làm việc khi tải trọng thay đổi theo bậc ta có:
Pt = Ptd =

√

P21 ×t 1+ P 22 ×t 2 + P23 × t 3
=
t 1+ t 2 +t 3
T 1×

Trong đó:

√

P i2

∑ P 2 × ti
1

∑ ti

Pilà cơng suất tác dụng lên trục trong thời gian t i (kW)
P1là công suất lớn nhất trong các công suất tác dụng lâu dài trên trục máy cơng tác

(kW):
P1 =

P × v 4000 ×1,1
= 1000 = 4,4 (kW)
1000

Theo chế độ tải có P=T.ω
Mà vận tốc góc ω không đổi → P tỉ lệ với T ( momen quay )
Thay số ta có:
Pi 2
( ) ×t i 4000 ×1,1 20+40 × 0,92+ 30× 0,62
↔ Pt = P × v ∑ T 1
=
= 4,7(kW)
1000
20+ 40+ 30
1000
∑ ti

√

√

1.1.2. Tính hiệu suất truyền động ƞ
Dựa vào bảng 2.3 trang 19. Trị số hiệu suất các loại bộ truyền và ổ ta chọn:
+ Hiệu suất của bộ truyền đai: ƞd = 0.955
+ Hiệu suất của cặp bánh răng trụ: ƞbr = 0,98

6


+ Hiệu suất của cặp ổ lăn: ƞol = 0.993
+ Hiệu suất của khớp nối trục: ƞk = 0.985
Vậy ta tính được hiệu suất của tồn bộ hệ thống ƞ theo cơng thức :
Ƞ = ƞk ×ƞ ol3 × ƞbr 2 × ƞđ = 0,985× 0,9933 × 0,982 × 0,955= 0,88
Pct =

Pt 4,7
=
= 5,34 (kw)
ƞ 0,88

1.1.3: Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ.
Truyền động đai thang thì uđ =3…5
→ tỉ số truyền tồn bộ ut của hệ thống được tính theo cơng thức sau:
ut =u1 ×u2 ×u3…

Với truyền động đai: ut =uđ ×u HGT = 3×8= 24
Trong đó: + uđ là tỉ số truyền của truyền động đai thang và ta chọn uđ = 3
+ u HGT là tỉ số truyền bánh răng trụ hộp giảm tốc 2 cấp và ta chọn u HGT =8
+ gọi nlv là số vịng quay của trục máy cơng tác (trục quay hoặc đĩa xích tải)
và được tính theo cơng thức:
nlv =

60000× v 60000× 1,6
= π × 320 = 95,5 (vịng/phút)
π ×D

Trong đó: v- vận tốc băng tải hoặc xích tải, m/s
D- đường kính tang quay, mm
Từ ut và nlv có thể tính được số vịng quay sơ bộ của động cơ
Vậy số vòng quay sơ bộ củ động cơ (n sb) là:
n sb=nlv × ut

↔ n sb= 95,5×24= 2292 (vòng/phút)
Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ n đb= 3000 vòng/phút
Pdc ≥ Pct
nđb ≥ nsb
Với điều kiện chọn của động cơ là :
T mm T k
≤
T
T dn

{

{

7


Dựa vào bảng P1.3. các thông số kỹ thuật của động cơ 4A với Pct = 5,34 (kw) và n đb=
3000 (vịng/phút) ta dùng động cơ 4A100L2Y3 có Pdc =5,5(kW), n dc=2880 (vòng/phút) và

Tk
T mm Pmax
=
=¿ 1≤
=2
T dn
T
p

1.2. Chọn phân phối tỉ số truyền:
1.2.1. Tỷ số truyền các bộ ngoài hộp gia tốc:
- Tỉ số truyền chung của hệ thống truyền động được tính theo cơng thức (Theo 3.23
trang 48)
ut =

Ta có:

nđc 2880
=
= 30,15
nlv 95,5

Trong đó: n đc- số vịng quay của động cơ đã chọn (vòng/phút)
nlv - số vòng quay của trục máy cơng tác (vịng/phút)

1.2.2. Tỉ số truyền của bộ truyền trong hộp gia tốc:
- Tính tỉ số truyền cấp nhanh(u1 ¿ và tỉ số truyền cấp chậm (u2 ¿:
+ Tỉ số truyền của hộp giảm tốc(uh ¿ tính theo cơng thức :
U h=

u t 30,15
=
=10,05
3
un

Trong đó:

+un : tỉ số truyền của bộ truyền ngoài un =uđ

Với hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng trụ đồng trục: uh =u2 × u1 (1)
Suy ra:u1=u 2=√ U h=3,17
Tính lại U đ theo u1 u2: U đ =

ut
=3
u1 .u 2

1.3. Xác định cơng suất, momen,số vịng quay các trục:
1.3.1. Tính cơng suất trên các trục:
Plv =Ptd =¿ 4,7 (kW)
P III=

Plv
4,7
=
=4,8 (kW)
ƞol × ƞk 0,993× 0,985

P II =

P III
4,8
=
=4,93 (kW)
ƞol ×ƞbr 0,993× 0,98

8


P I=

PII
4,93
=
=5,06 (kW)
ƞol × ƞbr 0,993× 0,98

Pdc =

PI
5,06
=
= 5,17 (kW)
ƞol × ƞđ 0,993× 0,955

1.3.2. Số vòng quay các trục:
n dc=n=2880
nI=

(vòng/phút)

n 2880
ud = 3 = 960 (vòng/phút)

n II =

n1 960
=
= 302,83 (vịng/phút)
u1 3,17

n III =

n II 302,83
=
= 95,52 (vịng/phút)
u2 3,17

1.3.3. Tính moomen xoắn T ở các trục:
6
Ta có: T i=9,55×10 ×

T dc=9,55×10 6 ×

pi
do đó ta tính được:
ni

pdc

5,17
6
=9,55×10 ×
=17143,57 (Nmm)
2880
ndc

T 1=9,55×10 6 ×

p1
5,06
6
=9,55×10 ×
= 50336,45 (Nmm)
960
n1

T 2=9,55×10 6 ×

p II
4,93
6
=9,55×10 ×
=155471,71 (Nmm)
302,83
n2

T 3=9,55×10 6 ×

p III

4,8
6
=9,55×10 ×
=479899,49 (Nmm)
95,52
n3

1.3.4.Lập bảng kết quả
Bảng thông số
Trục
Thông số
Tỷ số truyền
Công suất (kW)

ĐỘNG CƠ

I

3
5,17

II
3,17

5,06

9

III
3,17

4,93

4,8


Số vịng quay

2880

960

302,83

95,52

17143,57

50336,45

155471,71

479899,49

(vịng/phút)
Mơmen T (Nmm)

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG
2.1. Thiết kế bộ truyền đai:
- Ta có thông số đầu vào bộ truyền đai

P1 = Pđc =5,17(kW )
n1=nđc =2880 (vòng/phút)
U đ =3
T đc =17143,57 ( Nmm )

2.1.1. Chọn thơng số đai thang
Diện tích: A=F=81 (mm 2 ¿
b 1=11 (mm) , b=13 (mm) , h=8 (mm)
y 0=2,8¿ ) , d min =125 ( mm ) , l 0=1000 ( mm )

2.1.2. Xác định các thông số của đai
Theo bảng 4.13 chọn đường kính bánh đai nhỏ d 1=125 (mm)
Vận tốc đai: v=

π . d 1 .n1 π .125 .2880
=
=18,84 (m/s)
60000
60000

Nhỏ hơn vận tốc cho phép v max=25 (m/s)
Theo công thức 4.2 trang 53 , với ε =0.01(hệ số trượt ) , đường kính bánh đai lớn là:
d 2=u d 1 / ( 1−ε )=3.125 / ( 1−0,01 )=378,78 (mm)

Như vậy tỉ số truyền thực tế ut =
Sai số: ∆ u=

( ut −u )
u

.100=

d2
378,78
=
=3,09
d 1 ( 1−ε ) 125 (1−0,02 )

(3,09−3 )
.100=3 %< 4 %
3

10


2.1.3. Xác định khoảng cách trục
Chọn sơ bộ:
Theo bảng 4.14 chọn khoảng cách trục a= d 2=378,78 (mm) vì a/d 2=1
Cơng thức 4.4 ta có chiều dài đai là:
L= 2a + 0,5 π ( d 1+ d 2 ) +

(d 2−d1 )2
4a

= 2.378,78 + 0,5. π . ( 125+378,78 )+

(378,78−125)2
=¿1591 (mm)
4.378,78

Theo bảng 4.19 chọn chiều dài đai tiêu chuẩn l = 2000 (mm)
v
l

- Nghiệm số lần uốn của đai trong 1 giây, theo 4.15 i = =

18,84
=9,42
2

¿>i ≤i max =10

- Tính khoảng cách trục a theo chiều dài tiêu chuẩn l = 2000 mm
Theo công thức 4.6
a = ¿¿
với: + λ=l−π
+ Δ=

( d 2+ d 1 )
2

=2000−0,5.3,14 . ( 125+378,78 ) =1209,0654

( d 2−d1 ) 378,78−125
=
=126,89
2

2

Vậy a = 590,9 (mm)
Theo 4.7 góc ơm α 1=180 °−
¿ 180 °−

57 ° ( d2 −d 1 )
a

57 ° ( 378,78−125 )
=155,5° >α min =120°
590,9

2.1.4. Xác định số đai
z=

P1 Kd

( [ P0 ] C α Cl Cu C z )

+ Theo bảng 4.7 chọn tỉ số của hệ số tải trọng động k đ =1,25
+ Tính hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm với α 1=155,5 °
Ta có: C α =1−0,0025. ( 180−α 1 ) =¿ 0,93

11


+ Theo bảng 4.16 chọn hệ số ảnh hưởng của chiều dài đai với
l 2000
=
=1,17, Cl =1,03
l 0 1700

+ Theo bảng 4.17 chọn hệ số ảnh hưởng của tỉ số truyền với u=3, C u=1,14
+ Theo bảng 4.19, [ P0 ¿=3 kw ( với v = 18,84 (m/s), d 1=125 (mm)
+ ta có

P1 5,17
=
=1,72 do đó: C z =0,93
[P0] 3

Vậy
z=

5,17.1,25
=2,05
( 3 .0,93 . 1,03 .1,14 . 0,93 )

lấy z = 2 đai
- Chiều rộng đai, theo 4.17 và bảng 4.21,
B = (z – 1)t + 2e = (2 – 1).15 + 2.10 = 35(mm)
- Đường kính ngồi bánh đai d a =d 1+ 2h 0=125 + 2.3,3 = 131,6 (mm)
2.1.5. Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục:
Theo 4.19
F 0=

780 P1 K đ

( v Cα z )

+Fv

Trong đó:
+Lực căng: F v =q m v 2 ( định kì điều chỉnh lực căng), với khối lượng 1m chiều dài
đai q m=0,105

( kgm ) bảng 4.22

F v =0,105. 18,842=37,27 (N)
F 0=

780.5,17.1,25
+37,27=181,11 (N)
( 18,84.0,93.2 )

Theo 4.21 lực tác dụng lên trục:
F r=2 F 0 z sin

α1
155,5°
=2.181,11 .2sin
=707,94 (N)
2
2

12


2.1.6. Các thơng số của bộ truyền đai
THƠNG SỐ

KÍ HIỆU

GIÁ TRỊ

Tiết diện đai

-

81 mm2

Đường kính bánh đai nhỏ

d 1, mm

125 mm

Vận tốc đai

V, m/s

18,84 m/s

Đường kính bánh đai lớn

d 2, mm

378,78 mm

Trị số tiêu chuẩn của d 2

-

Chiều dài tiêu chuẩn

l,mm

2000 mm

Khoảng cách truc chính xác

a,mm

590,9 mm

Số đai ( chêm) chọn

z

2 đai

Chiều rộng bánh đai

B,mm

35 mm

Đường kính ngồi bánh đai

d a ,mm

131,6 mm

F r,N

707,94 N

Lực tác dụng lên trục

2.2 Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh
Với đặc tính của động cơ đã chọn cùng yêu cầu của đầu bài ra và quan điểm thống nhất
hóa trong thiết kế nên ta chọn vật liệu 2 cấp bánh răng như nhau
Cụ thể theo bảng 6-1/92[TL1] ta chọn :
-Bánh nhỏ: thép 50 tơi cải thiện đạt độ rắn HB 228...255 có giới hạn bền
σ b 1=750 MPa , giới hạn chảy σ ch1=530 MPa

Chọn độ rắn bánh răng nhỏ là HB1 = 245
-Bánh lớn: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 192...240 có

 b 2 750MPa,  ch 2 450 MPa
Do tốc độ quay và cường độ làm việc nhỏ hơn bánh nhỏ nên chọn độ rắn bánh lớn thấp
hơn 10-15 .Chọn độ rắn bánh răng lớn là HB2 = 235
2.2.1.Xác định ứng suất cho phép
Theo bảng 6-2/94[TL1], với thép 45 tơi cải thiện đạt độ rắn 180...350 ta có:
 Ho lim 2 HB  70 ;

S H 1,1 ;

 Fo lim 1,8HB ;

Trong đó

13

S F 1, 75


o

o

+ σ H lim và σ F lim :là ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép ứng với
số chu kì cơ sở;
+ SH , SF là hệ số an tồn khi tính về tiếp xúc và uốn.
-Chọn độ rắn bánh răng nhỏ là HB1 = 245
-Chọn độ rắn bánh răng lớn là HB2 = 235
Vậy:
 Ho lim1 2 HB1  70 2.245  70 560 MPa

 Fo lim1 1,8HB1 1,8.245 441MPa
 Ho lim 2 2 HB2  70 2.235  70 540 MPa

 Fo lim 2 1,8 HB2 1,8.235 423MPa

-Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc:
2,4
Theo 6-5/93[TL1]: N H 0 30 H HB

-Do đó:
N Ho1 30.2452,4 16, 2.106
N Ho 2 30.2352,4 14, 7.106

-Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn:
N Fo 4.106 (vì chọn vật liệu là thép)

-Xác định hệ số tuổi thọ:
k HL =

mH

mH 0
N HE

;

k FL =

mF

mF 0
N FE

mH,mF: bậc của đường cong mỏi khi thu về tiếp xúc và uốn
-Do chọn độ rắn mặt răng HB<350 nên mH=6;mF=6.
-Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương
-Vì bộ truyền chịu tải trọng thay đổi nhiều bậc nên NHE, NHF được tính theo công thức
6-7/93[TL1]; 6-8/93[TL1]:
N HE =60.c. (

Với

Ti 3
T
T
n
) ni .ti N FE =60.c. ( i )mF .ni .ti 60.c. 1 . ( i ) mF .ti
Tmax
Tmax
u1
Tmax
;

Ti: là moomen xoắn ở chế độ i của bánh răng đang xét;

14


ni: là số vòng quay ở chế độ i của bánh răng đang xét;
ti: tổng số giờ làm việc ở chế độ i của bánh răng đang xét;
c : số lần ăn khớp trong 1 vịng quay.
-Tính bánh răng bị động:
ti
T i 3 n1
N HE 2=60.c.∑ (
) . .∑ t i.
T max u1
∑ ti

=60.1.

960

3 20
3 40
3 30
.38400. 1 . +0,9 . + 0,6 .
=43,13.107
3,17
90
90
90

(

)

NHE2> NHo2 do đó lấy hệ số tuổi thọ KHL2 = 1;
Lấy NHE2 = NHo2
ti
T i m n1
N FE 2=60.c.∑ (
) . .∑ t i.
u1
T max
∑ ti
F

=60.1.

960
6 20
6 40

6 30
.38400. 1 . +0,9 . + 0,6 .
=33,07.107
3,17
90
90
90

(

)

NFE2> NFo2 do đó lấy hệ số tuổi thọ KFL2 = 1, tương tự:
KFL1 =1
-Tính bánh răng chủ động:
NHE1> NHE2>NHo1
NFE1> NFE2 > NFo1
Nên lấy hệ số tuổi thọ: KHL1 = 1;

KFL1 = 1

-Ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép được tính theo cơng thức:
6-1/91[TL1] và 6-2/91[TL1]

H 

 Ho lim

.Z R .ZV .K xH .K HL
SH

F 

 Fo lim

.YR .Ys .K xF .K FC .K FL
SF

Trong đó:
ZR: Hệ số xét đến độ nhám của mặt răng làm việc;
ZV: Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng;
( Độ rắn mặt răng HB < 350, ZV=0,85.v0,1)
KxH: Hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng;

15


Ys: Hệ số xét đến ảnh hưởng của vật liệu đối lập với tập trung ứng suất;
KxF: Hệ số xét đến kích thước của bánh răng ảnh hưởng đối với độ bền uốn;
KFC: Hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải. Bộ truyền quay 1 chiều => KFC = 1;
KHL; KFL: Hệ số tuổi thọ;
SH ; SF: Hệ số an tồn khi tính tiếp xúc bền uốn ;
 H lim : Ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với chu kỳ cơ sở;

Flim: Ứng suất uốn cho phép ứng với chu kỳ cơ sở.
-Khi thiết kế sơ bộ ta lấy:
ZR.ZV.KxH = 1 và YR.Ys.KxF = 1
-Vậy ta có:
 H lim
.K HL

SH

H  

 F lim
.K FL .K FC
SF

 F 
-Thay số :

H 1 

 H lim1
560
.K HL1 
.1 509, 09  MPa 
SH
1,1

 H  2 
 F 1 

 H lim 2
540
.K HL 2 
.1 490,9  MPa 
SH
1,1

 F lim1
441
.K FL1.K Fc 
.1.1 252  MPa 
SF
1,75

F  2 

 F lim 2
423
.K FL 2 . K Fc 
.1.1 241,7  MPa 
SF
1,75

Bộ truyền cấp nhanh là bộ truyền bánh trụ răng thẳng nên theo công thức 6-12 ta có

  H    H  2 490,9  MPa 
Ứng suất quá tải cho phép:

  H  max 2,8. ch 2 2,8.450 1260  MPa 

[ σ F 1 ]max =0,8. σ ch 1=0,8.530=424 ( MPa )
16


  F 2  max 0,8. ch 2 0,8.450 360  MPa 

2.2.2. Xác định sơ bộ khoảng cách trục

Theo công thức 6-15a/96[TL1]
aw K a  u  1 . 3

T1.K Hβ

 σH 

2

.u.ψba

Trong đó
a w: khoảng cách trục

K

a

: hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng
Tra bảng 6-5/96[TL1] ta được



K a 49,5 Mpa

1

3



T1: Mômen xoắn trên trục bánh chủ động T1=50336,45 (Nmm)

 σ H  : Ứng suất tiếp xúc cho phép  σ H  490,9  MPa 
u : Tỉ số truyền u = 3,17
ψba 

bw
aw

bw là chiều rộng vành răng

=> ψba 0,3 0,5

Chọn ψba 0,3

=>Ψ bd =0,53.Ψ ba .(u+1)=0,53.0,3.(3,17+1)=0,663
K Hβ

: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng khi tính
về tiếp xúc
Tra bảng 6-7/98[TL1] =>

√

a w 1=K a ( u+1 ) 3

T 1 . K Hβ

[σ H ]

2

. u .Ψ ba

K Hβ 1, 03

√

= 49,5.(3,17+1) 3

50336,45 .1,03
= 135,77 (mm)
490,92 .3,17 .0,3

Lấy a w 1=146(mm)

17


2.2.3. Xác định các thơng số bộ truyền
Z có mơ đun bánh răng m=(0,01 0,02).aw = 1,46 2,92
Theo tiêu chuẩn bảng 6-8/99[TL1] chọn m = 2
Chọn sơ bộ góc nghiêng β=0o .
Theo 6-31/103[TL1]
Số răng bánh nhỏ:
z 1=

2 a w1
2.146

=
=35,01
m.(u ¿¿ 1+1)¿ 2(3,17+1)

Lấy tròn z1=35

Số răng bánh lớn:
z 2= z 1.u = 35.3,17 = 110,95

Lấy tròn z2=111

Tỉ số truyền thực tế sẽ là:
um =

z 2 111
=
=3,17
z 1 35

Góc ăn khớp tw tính theo cơng thức 6-26/101[TL1]
cos ❑tw=

Z t . m. cos ❑ (z ¿ ¿ 1+ z 2). m. cos❑
( 35+111 ) .2 . cos 20 ˚
¿=
=
= 0,939 =>❑tw=20˚
2 aw 1
2 aw 1
2.1 46

2.2.4. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
Theo 6-33/105[TL1]
σ H Z M .Z H .Z ε .

2.T1.K H .  um  1
 σ H 
bw .um .d w21

Trong đó:
ZM :Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp, trị số ZM tra trong
bảng 6-5/96[TL1].



ZM = 274 Mpa

1

3



ZH :Hệ số kể đến hình dáng bề mặt tiếp xúc

ZH 

với βb là góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở.
βb = 0 o
tw: Góc ăn khớp tw=20˚

18

2.cos βb
sin 2αtw


√

=> z H =

2cos 0
=1,76
sin (2. 20˚ )

Z ε :Hệ số kể đến sự trùng khớp của bánh răng. Tính theo công thức6-36a/105[TL1]
mà:
ε β=

bw sin β 0,3.146 . sin 0
=
=0
2. π
mπ

[

ε ❑= 1,88−3,2.

(

1 1
1
1
+
+
cos β = 1,88−3,2.
.
.cos 0 ˚ =1,75
z1 z2
35 111

)]

[

)]

(

Z ε= √(4−ε❑)/3=√ (4−1,75)/3=0,866

KH: Hệ số tải trọng động khi tính về tiếp xúc, được tính theo thức 6-39/106[TL1]
K H K Hβ .K Hα .K Hv

Trong đó:
K Hβ

:Hệ số kể đến sự phân bố không đều của tải trọng trên bề rộng vành răng.

Tra bảng 6-7/98[TL1] Ψ bd =0,663 => K Hβ=1,03

K Hα :Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp.
Bánh răng thẳng =>

K Hα =1

K Hv :Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp, trị số K Hv tính theo
cơng thức :
K HV 1 

ν H .bw .d w1
2.T1.K Hβ .K Hα

với

ν H =δ H . g 0 . v .

√

aw
um

Vận tốc vòng :
Theo 6-40/106[TL1] v =

π . d w 1 . n1 π .70,02 .960
= 60000 =3,51(m/s)
60000

với
d w 1=

2. a w 2. 146
=
=70,02 (mm)
um +1 3,17+1

Theo bảng 6-13/106[TL1] chọn cấp chính xác 8
Theo bảng 6-15/107[TL1] và 6-16/107[TL1]

19


Răng thẳng có vát đầu răng:  δ H 0,004; g 0 56
v H = 0,004.56.3,49. 1 46 =5,3 (m/s)
3,17

√

b w =Ψ ba . aw =0,3. 146=43,8( mm)

K HV 1 

Vậy

K H K Hβ .K Hα .K Hv

ν H .bw .d w1
2.T1.K Hβ .K Hα

5,3. 43,8 .70,02
=1+ 2.50336,45 .1,03 .1 =1,15

=1,03.1.1,15=1,18

Thay số:
σ H =zm . zh . zε .

√

2T 1 K H (um +1)
2
b w .u m . d w 1

√

=274.1,76.0,866 .

2. 50336,45 .1,18. (3,17+1)
=356,25 (MPa)
43,8 .3,17 .70,022

Theo 6-1/91[TL1] và 6-1a/93[TL1]
σ oHlim
.Z R .ZV .K xH .K HL  σ H  .Z R .ZV .K xH
 σH  ' 
SH

Trong đó :

ZR: Hệ số xét đến độ nhám của mặt răng làm việc cấp chính xác 8
=> R a

1, 25...0, 63  μm   Z R 1

ZV: Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng, độ rắn mặt răng nhỏ hơn 350MPa nên
ZV = 1
KxH: Hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng. Đường kính vịng đỉnh răng
da<700mm =>KxH=1

 σH  ' 

σ oHlim
.Z R .ZV .K xH .K HL  σ H  .Z R .ZV . K xH 490,9.1.1.1 490,9  MPa 
SH

=> σ H   σ H  '
Vậy độ bền tiếp xúc thỏa mãn điều kiện

20