đồ án chi tiết máy thiết kế hệ dẫn động xích

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI




Đồ Án Chi Tiết Máy
Thiết kế hệ
dẫn động
xích

PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG 1
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
Mục Lục
Mục Lục 2
1.1 Chọn động cơ: 3
Công suất làm việc: 3
Tính các thông số trên trục và lập bảng thông số động học: 4
PHẦN 2.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI 7
(BỘ TRUYỀN XÍCH) 7
2.5 Kiểm nghiệm xích về độ bền: 9
PHẦN 3.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG 13
(BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG) 13
3.2.1 Ứng suất tiếp xúc [σH] và ứng suất uốn cho phép[σF]: 14
3.4 Xác định thông số ăn khớp: 17
3.5 Xác định các hệ số và một số thông số động học: 17
3.6 Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng: 18
3.7 Một vài thông số hình học của cặp bánh răng: 21
3.8 Bảng tổng kết các thông số của bộ truyền bánh răng: 22
4.2 Thiết kế trục 27
4.3 Xác định sơ bộ đường kính trục: 27
TÀI LIỆU THAM KHẢO 45

PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG 2
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
THUYẾT MINH:
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
PHẦN 1.TÍNH ĐỘNG HỌC
1.1 Chọn động cơ:
+Tính công suất yêu cầu của động cơ.
+Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ.
+Kết hợp công suất,số vòng quay và các yêu cầu khác để chọn động cơ.
Công suất làm việc:

1325.2,84
1000
.
3,763
1000
F v
P KW
lv
= = =
1.1.1 Hiệu suất hệ dẫn động:
Căn cứ vào sơ đồ kết cấu của bộ truyền và giá trị hiệu suất của các loại bộ
truyền,các cặp ổ theo bảng 2.3[1] ta có
+Hiệu suất nối trục
k
η
=1
+Hiệu suất ổ lăn
ol
η

=0,99
+Hiệu suất bộ truyền bánh răng
br
η
=0,96
+Hiệu suất của bộ truyền xích
x
η
=0,93
⇒
Hiệu suất hệ dẫn động:

3 3
1.0,99 .0,96.0,93 0,866
x
k ol br
η η η η η
= = =
1.1.2 Công suất cần thiết trên trục động cơ:

3,763
0,866
4,35
P
lv
P
yc
η
= = =
(Kw)

1.1.3 Số vòng quay trên trục công tác:

12.135
60000 6000.2,84
105,19
.
v
n
lv
z p
= = =
(v/ph)
1.1.4 Chọn tỉ số truyền sơ bộ:
u
sb
=u
x
.u
br
Theo bảng 2.4[1] chọn sơ bộ:
•Tỉ số truyền bộ truyền xích: u
x
=2,25
•Tỉ số truyền bộ truyền bánh răng: u
br
=4

⇒
u
sb

=u
x
.u
br
=2,25.4=9
PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG 3
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
1.1.5 Số vòng quay đồng bộ của động cơ:
Ta có số vòng quay sơ bộ trên trục động cơ: n
sb
= n
lv
.u
sb
= 105,19.9=946,71 (v/ph)
Số vòng quay đồng bộ của động cơ:
Chọn n
đb
≈n
sb
⇒
n
đb
=1000 (v/ph)
⇒
Chọn động cơ: tra bảng P1.3[1]
Chọn các thông số của động cơ điện sao : { P
đc
≥P
yc

;
{n
đb
≈ n
sb
Ta có:
• Ký hiệu động cơ:DK.52-6
• P
đc
=4,5 KW
• n
đc
=950 v/ph
• d
đc
=35(mm)
• Phân phối tỉ số truyền:
Tỉ số truyền của hệ :
109,19
n
950
c
u 9,03
t
n
lv
đ
= = =
Chọn tỉ số truyền của hộp giảm tốc : u
br

=4,5
Tỉ số truyền của bộ truyền ngoài là :
9,03
t
u 2
x
4,5
u
u
br
= = =
Vậy ta có
• u
t
=9,03
• u
br
=4,5
• u
x
=2
Tính các thông số trên trục và lập bảng thông số động học:
• Công suất:
Công suất trên trục công tác : P
ct
= P
lv
=3,763 (KW)
Công suất trên trục II :

3,763
P
P 4,09( )
II
. 0,99.0,93
ct
X
KW
ol
η η
= = =
Công suất trên trục I :
PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG 4
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI

4,09

P
P 4,30( )
I
. 0,99.0,96
II
KW
ol br
η η
= = =
Công suất trên trục động cơ:

4,30
P

P 4,34( )
c
. 0,99.1
I
KW
đ
ol k
η η
= = =
• Vận tốc:
Số vòng quay trên trục động cơ: n
đc
=950 (v/ph)
Số vòng quay trên trục I:
n
950
c
950( / )
1
đ
n v ph
I
u
k
= = =
Số vòng quay trên trục II:
n
950
211,11( / )
4,5

I
n v ph
II
u
br
= = =
Số vòng quay trên trục công tác:
n
211,11
105,56( / )
2
II
n v ph
ct
u
x
= = =
•Môment xoắn:
Môment xoắn trên trục động cơ:

4,34
6 6
c
9,55.10 . 9,55.10 . 43628,42( . )
c
950
c
P
đ
T N mm

đ
n
đ
= = =
Môment xoắn trên trục I:

4,30
6 6
9,55.10 . 9,55.10 . 43226,32( . )
950
P
I
T N mm
I
n
I
= = =
Môment xoắn trên trục II:

211,11
4,09
6 6
9,55.10 . 9,55.10 . 185019,66( . )
P
II
T N mm
II
n
II
= = =

Môment xoắn trên trục công tác:

3,763
105,56
6 6
9,55.10 . 9,55.10 . 340438,14( . )
P
ct
T N mm
ct
n
ct
= = =
PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG 5
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
Thông sô\Trục Động cơ I II Công tác
u u
k
=1 u
br
=4,5 u
x
=2
P(KW) 4,34 4,30 4,09 3,763
n(v/ph) 950 950 211,11 105,56
T(N.mm)

43628,42
43226,32
185019,66 340438,14

Bảng 1.1: Các thông số động học
PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG 6
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
PHẦN 2.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI
(BỘ TRUYỀN XÍCH)
Thông số yêu cầu:
4,09( )
185019,66( . )
1
211,11( / )
1
0
90
P P KW
II
T T N mm
II
n n v ph
II
u u
x
β












= =
= =
= =
= =
=
2.1 Chọn loại xích:
Chọn loại xích ống con lăn.
2.2 Chọn số răng đĩa xích:
Z
1
=29-2.u=29-2.2=25 ≥19
⇒
Z
1
=25
Z
2
=u. Z
1
=2.25=50 ≤140
⇒
Z
2
=50
2.3 Xác định bước xích:
Bước xích p được tra bảng 5.5[1] với điều kiện P
t

≤[P],trong đó:
•P
t
-Công suất tính toán: P
t
=P.k.k
Z
.k
n
Ta có:
Chọn bộ truyền thí nghiệm là bộ truyền xích tiêu chuẩn,có số răng và vận
tốc vòng đĩa xích nhỏ là:
25
01
200( / )
01
Z
n v ph





=
=
Do vậy ta tính được:
25
01
1
25

1
Z
k
z
Z
= = =
,với k
z
-Hệ số răng.
200
01
0,95
211,11
1
n
k
n
n
= = =
,với k
n
-Hệ số vòng quay.
PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG 7
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
k=k
0
k
a
k
đc

k
bt
k
đ
. k
c
,trong đó: Tra bảng 5.6[1]
k
0
-Hệ số ảnh hưởng của vị trí bộ truyền: với β=90
0
,ta được k
0
=1,25
k
a
-Hệ số ảnh hưởng của khoảng cách trục và chiều dài xích:
Chọn a=(30÷50)p
⇒
k
a
=1
k
đc
-Hệ số ảnh hưởng của việc điều chỉnh lực căng xích: k
đc
=1
k
bt
-Hệ số ảnh hưởng của bôi trơn: k

bt
=1,3(Bộ truyền làm việc trong môi
trường có bụi,chất lỏng bôi trơn đạt yêu cầu).
k
đ
-Hệ số tải trọng động: k
đ
=1,35
k
c
-Hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền;với số ca làm việc là 2 ta có
k
c
=1,25
⇒
k=k
0
k
a
k
đc
k
bt
k
đ
. k
c
=1,25.1.1.1,3.1,35.1,25=2,74
•Công suất cần truyền:P=4,09(KW)
Do vậy ta có: P

t
=P.k.k
Z
.k
n
=4,09.2,74.1.0,95=10,65(KW)
Tra bảng 5.5[1] với điều kiện
10,65 [ ]
200( / )
01
p p
t
n v ph





= ≤
=
ta được:
*Bước xích:p=25,4mm
*Đường kính chốt:d
c
=7,95mm
*Chiều dài ống:B=22,61mm
*Công suất cho phép:[P]=11 KW
2.4 Xác định khoảng cách trục và số mắt xích:
Chọn sơ bộ: a=40.p=40.25,4=1016(mm)
Số mắt xích:

( )
2
2
( ) .
50 25 .25,4
2 2.1016 25 50
1 2 2 1
117,9
2 2
2 25,4 2
4. 4.3,14 .1016
Z Z Z Z p
a
x
p
a
+ −
−
+
= + + = + + =
Π
Chọn số mắt xích là số chẵn:x=117,9
Tính lại khoảng cách trục:
2 2
*
1 2 1 2 2 1
2
4 2 2
2
2

25,4 50 25 25 50 50 25
*
118 118 2 1017,33( )
4 2 2 3,14
Z Z Z Z Z Z
p
a x x
a mm
 
   
 
 ÷  ÷
 
 ÷  ÷
 
   
 
 
 
 
 
 
 ÷
 ÷
 
 
 
 
 
+ + −

= − + − −
Π
+ + −
= − + − − =
Để xích không quá căng thì cần giảm a một lượng:
*
0,003. 0,003.1017,33 3,05( )a a mm
∆ = = =

Do đó:
PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG 8
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
*
1013,07 3,05 1014( )a a a mm
= −∆ = − =
Số lần va đập của xích i:
Tra bảng 5.9[1] với loại xích ống con lăn,bước xích p=25,4mm
⇒
Số lần
va đập cho phép của xích:[i]=30
.
25.211,11
1 1
2,98 [ ] 30
15. 15.118
Z n
i i
x
= = = < =
2.5 Kiểm nghiệm xích về độ bền:

[ ]
.
0
Q
s s
k F F F
v
t
đ
= ≥
+ +
,với:
Q- Tải trọng hỏng:Tra bảng 5.2[1] với p=25,4mm ta được:
•Q=56,7.10
3
(N)
•Khối lượng 1 mét xích:q=2,6 (Kg)
k
đ
-Hệ số tải trọng động:
do chế độ làm việc trung bình
⇒
k
đ
=1,2
F
t
-Lực vòng:
1000. 1000. .60000 1000.4,09.60000
1834,1( )

. . 25.25,4.211,11
1 1
P P
F N
t
v Z p n
= = = =
F
v
-Lực căng do lực ly tâm sinh ra:
2
2
. .
25.211,11.25,4
2
1 1
. . 2,6. 12,93( )
60000 60000
Z n p
F q v q N
v
 
 
 ÷
 ÷
 ÷
 
 
= = = =
F

0
-Lực do trọng lượng nhánh xích bị động sinh ra:
9,81. . .
0
F k q a
f
=
,trong đó;
k
f
–Hệ số phụ thuộc độ võng của xích:Do β=90
0
⇒
k
f
=1
⇒


9,81.1.2,6.1,014 25,94( )
0
F N
= =
[s]-Hệ số an toàn cho phép:Tra bảng 5.10[1] với p=25,4(mm);n
1
=211,11(v/ph) ta
được [s]=8,2
Do vậy:
3
56,7.10

25,31 [ ]=8,2
1,2.1834,1 25,94 12,93
.
0
Q
s s
k F F F
đ t v
= = = ≥ ⇒
+ +
+ +
thỏa mãn
2.6 Xác định thông số của đĩa xích:
Đường kính vòng chia:
PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG 9
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
50
25,4
203,2( )
1
180
sin
sin
25
1
25,4
403,17( )
2
180
sin

sin
2
p
d mm
Z
p
d mm
Z


   

 ÷
 ÷

 
 ÷
  



   

 ÷
 ÷
 

 ÷
 


= = =
Π
= = =
Π


Đường kính đỉnh răng:
50
180
0,5 cot 25,4. 0,5 cot 213,87( )
1
25
1
180
0,5 cot 25,4. 0,5 cot 416,31( )
2
2
d p g g mm
a
Z
d p g g mm
a
Z

 
 
 
 

 

 ÷
 
 ÷

 ÷
 
 
 
 
  

 
 

 
 
 
 ÷

 
 ÷
 ÷ 
 

 
 
 

Π
= + = + =

Π
= + = + =
Bán kính đáy răng:
'
0,5025. 0,05
1
r d
= +
với d
1
tra theo bảng 5.2[1] có
'
15,88 0,5025.15,88 0,05 8,03( )
1
d r mm
= ⇒ = + =
Đường kính chân răng:
2 203,2 2.8,03 187,14( )
1
1
2 403,17 2.8,03 387,11( )
2
2
d d r mm
f
d d r mm
f






= − = − =
= − = − =
•Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:
0,47 ( )
1
.
E
k F K F
r
t
H
đ vđ
Ak
đ
σ
= +
K
đ
-Hệ số tải trọng động: K
đ
=1,2
A-Diện tích của bản lề:Tra bảng 5.12[1] với p=25,4(mm)
ta có A=180 mm
2
.
k
r
-Hệ số ảnh hưởng của răng đĩa xích,tra ở trang 87[1] theo số răng Z

1
=25
ta có k
r
=0,42
k
đ
-Hệ số phân bố tải không đều giữa các dãy;với 1 dãy K
đ
=1
F
vđ
-Lực đập trên m dãy xích:
( )
7 3 7 3
13.10 . . . 13.10 .211,11.25,4 .1 4,50
1
NF n p m
vđ
− −
= = =
PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG
10
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
E-Mô đun đàn hồi:
2
5
1 2
2,1.10 ( )
1 2

E E
E MPa
E E
= =
+
do E
1
= E
2
=2,1.10
5
(MPa),cả hai đĩa xích
đều làm bằng thép.
0,47 ( )
1
.
5
2,1.10
0,47 0,42.(1834,1.1,2 4,50) 488,59( )
1
180.1
E
k F K F
r
t
H
đ vđ
A K
đ
MPa

H
σ
σ
= +
= + =
Tra bảng 5.11[1] ta chọn vật liệu làm đĩa xích là thép 45,với các đặc tính:tôi
cải thiện
2.7 Xác định lực tác dụng lên trục:
F
r
=k
x
.F
t
Trong đó:
k
x
-Hệ số kể đến trọng lượng của xích:k
x
=1,05 vì β=90
0
>40
0
F
t
-Lực vòng: F
t
=1834,1(N)
⇒
F

r
=1,15.1834,1=1925,81(N)
2.8 Tổng hợp các thông số của bộ truyền xích:
4,09( )
185019,66( . )
1
211,11( / )
1
2
0
90
P P KW
II
T T N mm
II
n n v ph
II
u u
x
β












= =
= =
= =
= =
=
PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG
11
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
Thông số Ký hiệu Giá trị
Loại xích Xích ống con lăn
Bước xích p 25,4mm
Số mắt xích x 118
Chiều dài xích L
Khoảng cách trục a 1014mm
Số răng đĩa xích nhỏ Z
1
25
Số răng đĩa xích lớn Z
2
50
Vât liệu đĩa xích Thép C45(tôi cải thiện)
Đường kính vòng chia
đĩa xích nhỏ
d
1
203,2mm
Đường kính vòng chia
đĩa xích lớn
d

2
403,17mm
Đường kính vòng đỉnh
đĩa xích nhỏ
d
a1
213,87mm
Đường kính vòng đỉnh
đĩa xích nhỏ
d
a2
416,31mm
Bán kính đáy r 8,03mm
Đường kính chân răng
đĩa xích nhỏ
d
f1
187,14mm
Đường kính chân răng
đĩa xích nhỏ
d
f2
387,11mm
PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG
12
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
Lực tác dụng lên trục F
r
1925,81N
Bảng 2.1: Các thông số của bộ truyền xích

PHẦN 3.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG
(BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG)
Thông số đầu vào:

1
1
4,30( )
43226,32( . )
950( / )
4,5
15000( )
P P KW
I
T T N mm
I
n n v ph
I
u u
br
L h
h












= =
= =
= =
= =
=
3.1 Chọn vật liệu làm bánh răng:
Tra bảng 6.1[1] ta chọn: Vật liệu nhóm I
-Vật liệu bánh lớn :
• Nhãn hiệu thép : C45
• Chế độ nhiệt luyện: Tôi cải thiện
• Độ rắn : HB =192÷240 ;Chọn :HB
2
=230
• Giới hạn bền : σ
b2
=750(MPa)
• Giới hạn chảy : σ
ch2
=450(MPa)
-Vật liệu làm bánh nhỏ :
• Nhãn hiệu thép : C45
• Chế độ nhiệt luyện: Tôi cải thiện
PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG
13
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
• Độ rắn : HB =241÷285 ; Chọn :HB
1
=245

• Giới hạn bền : σ
b1
=850(MPa)
• Giới hạn chảy : σ
ch1
=580(MPa)
3.2 Xác định ứng suất cho phép:
3.2.1 Ứng suất tiếp xúc [σ
H
] và ứng suất uốn cho phép[σ
F
]:

lim
[ ]=
lim
[ ] =
o
H
Z Z K K
v
H R xH HL
S
H
o
F
Y Y K K
F R xF FL
S
S

F
σ
σ
σ
σ










Trong đó :
-Chọn sơ bộ:
1
1
Z Z K
v
R xH
Y Y K
R xF
S






=
=
-S
H
,S
F
–Hệ số an toàn khi tính về ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn:
Tra bảng 6.2[1] với :
• Bánh răng chủ động : S
H1
=1,1 ; S
F1
=1,75
• Bánh răng bị động : S
H2
= 1,1; S
F2
=1,75
-σ
o
H lim
, σ
o
F lim
- ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép với chu kỳ cơ sở:

0
2 70
lim
0

1,8
lim
HB
H
HB
F
σ
σ





= +
=
⇒
Bánh chủ động
0
2 70 2.245 70 560( )
1
lim1
0
1,8 1,8.245 441( )
1
lim1
HB MPa
H
HB MPa
F
σ

σ





= + = + =
= = =

Bánh bị động
0
2 70 2.230 70 530( )
2
lim2
0
1,8 1,8.230 414( )
2
lim2
HB MPa
H
HB MPa
F
σ
σ





= + = + =

= = =
-K
HL
,K
FL
–Hệ số tuổi thọ,xét đến ảnh hưởng của thời gian phục vụ và chế độ tải
trọng của bộ truyền:
PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG
14
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI

0
0
N
m
H
K
H
HL
N
HE
N
m
F
K
F
FL
N
FE










=
=
, Trong đó:
+ m
H
,m
F
–Bậc của đường cong mỏi khi thử về ứng suất tiếp xúc.Do bánh răng có
HB <350
⇒
m
H
=6 và m
F
=6
+ N
H0
, N
F0
–Số chu kỳ thay đổi về ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn:
2,4
30.

0
6
4.10
0
N HB
H
N
F





=
=
Do vậy:
2,4 2,4
6
30. 30.245 16,26.10
01 1
2,4 2,4
6
30. 30.230 13,97.10
02 2
6
4.10
01 02
N HB
H
N HB

H
N N
F F









= = =
= = =
= =
+ N
HE
, N
FE
-Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương:Do bộ truyền chịu tải trọng
tĩnh
⇒
N
HE
= N
FE
=60.c.n.t
∑
,trong đó:
c- số lần ăn khớp trong một vòng quay:c=1

n- vận tốc vòng của bánh răng.
t
∑
- tổng số giờ làm việc của bánh răng.
6
60. . . 60.1.950.15000 855.10
1 1 1
950
6
1
60. . . 60. . . 60.1. .15000 190.10
2 2 2
4,5
N N c n t
HE FE
n
N N c n t c t
HE FE
u







= = = =
∑
⇒
= = = = =

∑ ∑
Ta có:
N
HE1
>N
H01
⇒
lấy N
HE1
= N
H01
⇒
K
HL1
=1
N
HE2
>N
H02
⇒
lấy N
HE2
= N
H02
⇒
K
HL2
=1
N
FE1

>N
F01
⇒
lấy N
FE1
= N
F01
⇒
K
FL1
=1
N
FE2
>N
F02
⇒
lấy N
FE2
= N
F02
⇒
K
FL2
=1
Do vậy ta có:
PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG
15
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
560
lim1

[ ]= .1.1 509,09( )
1 1
1,1
1
530
lim2
[ ]= .1.1 481,82( )
2 2
1,1
2
441
lim1
[ ] = .1.1 252( )
1 1
1,75
1
414
lim2
[ ] = .1.1 236,57(
2 2
1,75
2
o
H
Z Z K K MPa
v
R xH
H HL
S
H

o
H
Z Z K K MPa
v
R xH
H HL
S
H
o
F
Y Y K K MPa
R xF
F S FL
S
F
o
F
Y Y K K MPa
R xF
F S FL
S
F
σ
σ
σ
σ
σ
σ
σ
σ

= =
= =
= =
= = )

















Do đây là bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng
⇒
509,09 481,82
1 2
495,46( )
2 2
H H
MPa
H

σ σ
σ
+
+
= = =
3.2.2 Ứng suất cho phép khi quá tải:
[ ] 2,8. ax( , ) 2,8.580 1624( )
ax
1 2
[ ] 0,8. 0,8.580 464( )
ax
1
1
[ ] 0,8. 0,8.450 360( )
ax
2
2
m MPa
m
H
ch ch
MPa
m
F
ch
MPa
m
F
ch
σ σ σ

σ σ
σ σ







= = =
= = =
= = =
3.3 Xác định sơ bộ khoảng cách trục:

1
( 1)
3
w
2
[ ] . .
T K
H
a K u
a
u
H
ba
β
σ ψ
= +

,với:
-K
a
- Hệ số phụ thuộc vật liệu làm bánh răng của cặp bánh răng.Tra bảng 6.5[1]
⇒
K
a
=43 MPa
1/3
-T
1
-Môment xoắn trên trục chủ động:T
1
=43226,32(N.mm)
-[σ
H
]-Ứng suất tiếp xúc cho phép: [σ
H
]=495,46(MPa)
-u- Tỉ số truyền: u=4,5
-ψ
ba,
ψ
bd
-Hệ số chiều rộng vành răng:
Tra bảng 6.6[1] với bộ truyền đối xứng,HB<350,ta chọn được ψ
ba
=0,3;
ψ
bd

=0,5. ψ
ba
.(u+1)=0,5.0,3.(4,5+1)=0,825
- K
Hβ
,K
Fβ
-Hệ số xét đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng
khi tính về ứng suất tiếp xúc và uốn:Tra bảng 6.7[1] với ψ
bd
=0,825 và sơ đồ bố trí
là sơ đồ 6 ta được:
1,033
1,074
K
H
K
F
β
β





=
=
PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG
16
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI

Do vậy ta có:
43226,32.1,033
1
( 1) 43.(4,5 1) 121,16( )
3
3
w
2 2
[ ] . . 495,46 .4,5.0,3
T K
H
a K u mm
a
u
H
ba
β
σ ψ
= + = + =
Chọn a
w
=125 (mm)
3.4 Xác định thông số ăn khớp:
3.4.1 Môđun pháp:
m=(0,01÷0,02)a
w
=(1,25÷2,5) (mm)
Tra bảng 6.8[1] chọn m theo tiêu chuẩn: m=2
3.4.2 Xác định số răng:
Chọn sơ bộ β=10

0
⇒
cosβ=0,9848
Ta có:

2 os
2.125.0,9848
w
22,38
1
.( 1) 2.(4,5 1)
a c
Z
m u
β
= = =
+ +
;Chọn Z
1
=23
Z
2
= u.Z
1
=4,5.22,38=100,72;Chọn Z
2
=100
Tỉ số truyền thực tế:

100

23
2
4,348
1
Z
u
t
Z
= = =
Sai lệnh tỉ số truyền:

4,348 4,5
.100% .100% 3,78% 4%
4,5
u u
t
u
u
−
−
∆ = = = < ⇒
thỏa mãn.
3.4.3 Xác định góc nghiêng của răng:
( )
2.(23 100)
1 2
os 0,984
2 2.125
w
arccos( os ) arccos(0,984) 10,26

m Z Z
c
a
o
c
β
β β
+
+
= = =
⇒ = = =
3.4.4 Xác định góc ăn khớp α
tw
:
20
ar ar 20,30
w
os 0,984
o
tg tg
o
ctg ctg
t t
c
α
α α
β
 
 
 ÷

 ÷
 ÷
 
 
= = = =
Góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở β
b
:
ar ( os . ) ar ( os20,30 . 10,26 ) 9,64
o o o
ctg c tg ctg c tg
t
b
β α β
= = =
3.5 Xác định các hệ số và một số thông số động học:
•Tỉ số truyền thực tế: u
t
=4,348
•Đường kính vòng lăn của cặp bánh răng:
PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG
17
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
2
2.125
w
46,75( )
w1
1 4,348 1
2. 2.125 46,75 203,25( )

w
w2 w1
a
d mm
u
t
d a d mm







= = =
+ +
= − = − =
•Vận tốc vòng của bánh răng:

. .
3,14.46,75.950
w1 1
2,324( / )
60000 60000
d n
v m s
Π
= = =
-Tra bảng 6.13[1] với bánh răng trụ răng nghiêng và v=2,324(m/s) ta được cấp
chính xác của bộ truyền là:CCX=9

-Tra bảng phụ lục P2.3[1] với:
+CCX=9
+HB<350
+Răng nghiêng.
+v=2,324(m/s)
Nội suy tuyến tính ta được:

1,032
1,037
K
Hv
K
Fv





=
=
Từ thông tin trong trang 91 và 92 trong [1] ta chọn:
+R
a
=2,5÷1,25μm
⇒
Z
R
=0,95
+HB<350
⇒

Z
v
=1 do v < (5m/s)
+d
a2
≈d
w2
=199,20 (mm) <700(mm)
⇒
K
xH
=1
Chọn Y
R
=1 ; Y
S
=1,08-0,0695ln(m)= 1,08-0,0695ln2=1,032
Do d
a2
≈d
w2
=199,20 (mm) <400(mm)
⇒
K
xF
=1
-Hệ số tập trung tải trọng:
1,033
1,074
K

H
K
F
β
β





=
=
-K
Hα
,K
Fα
-Hệ số phân bố không đều tải trọng trên các đôi răng khi tính về ứng suất
tiếp xúc và ứng suất uốn
Tra bảng 6.14[1] ta được K
Hα
=1,13; K
Fα
=1,37
-K
Hv
, K
Fv
-Hệ số tải trọng động trong vùng ăn khớp khi tính về ứng suất tiếp xúc
và ứng suất uốn:

1,032
1,037
K
Hv
K
Fv





=
=
3.6 Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng:
3.6.1 Kiểm nghiệm về ứng suất tiếp xúc:
PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG
18
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
2 . .( 1)
1
[ ]
2
.
w
w1
T K u
t
H
Z Z Z
H M H H

b u d
t
σ σ
ε
+
= ≤
•[σ
H
]-Ứng suất tiếp xúc cho phép:
[σ
H
]
cx
=[σ
H
].Z
R
.Z
v
.K
xH
=495,46.0,95=470,69 (MPa)
•Z
M
-Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp:
Tra bảng 6.5[1]
⇒
Z
M
=274(MPa)

1/3
•Z
H
-Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc:
0
2cos
2. os9,64
1,741
0
sin(2 )
sin(2.20,30 )
w
c
b
Z
H
t
β
α
= = =
•Z
ε
-Hệ số trùng khớp của răng;Phụ thuộc vào hệ số trùng khớp ngang ε
α
và hệ số
trùng khớp dọc ε
β
:
-ε
α

-Hệ số trùng khớp ngang:
100
1 1 1 1
1,88 3,2 . os 1,88 3,2 .0,984 1,682
23
1 2
c
Z Z
ε β
α
 
 
 
 
 
 ÷
 
 ÷
 ÷ 
 
 
 
 
≈ − + = − + =
-ε
β
-Hệ số trùng khớp dọc:

0
( . ).sin

sin
w
(0,3.125).sin10,26
w
1,06 1
. . 2.3,14
a
b
ba
m m
ψ β
β
ε
β
= = = = >
Π Π


1 1
0,771
1,682
Z
ε
ε
α
⇒ = = =
•K
H
-Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc:
K

H
= K
Hα
K
Hβ
K
Hv
=1,1,032.1,033.1,13=1,205
•b
w
-Chiều rộng vành răng: b
w
=ψ
ba
.a
w
=0,3.125=37,5 (mm)
Thay vào ta được:
2 . .( 1)
2.43226,32.1,205.(4,348 1)
1
274.1,741.0,771 459,88( )
2 2
. 37,5.4,348.46,75
w
w1
T K u
t
H
Z Z Z MPa

H M H
b u d
t
σ
ε
+
+
= = =
Nhận thấy σ
H
=459,88(MPa) < [σ
H
]=471,16(MPa) do đó bánh răng nghiêng ta
tính toán đã đáp ứng được điều kiện bền do tiếp xúc
3.6.2 Kiểm nghiệm về độ bền uốn:
PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG
19
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI

2. . .
1 1
[ ]
1 1
. .
w
w1
.
1 2
[ ]
2 2

1
T K Y Y Y
F
F
F F
b d m
Y
F F
F F
Y
F
ε
β
σ σ
σ
σ σ









= ≤
= ≤
-[σ
F1
], [σ

F2
]-Ứng suất uốn cho phép của bánh răng chủ động và bị động:

[ ] [ ]. . . 252.1.1,032 260( )
1 1
[ ] [ ]. . . 236,57.1.1,032 244( )
2 2
Y Y K MPa
R xF
F F S
Y Y K MPa
R xF
F F S
σ σ
σ σ





= = =
= = =
-K
F
-Hệ số tải trọng khi tính về uốn: K
F
= K
Fα
K
Fβ

K
Fv
=1,074.1,37.1,037=1,526
-Y
ε
-Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng:

1 1
Y 0,595
1,682
ε
ε
α
= = =
- Y
β
-Hệ số kể đến độ nghiêng của răng:

0
10,26
1 1 0,927
140 140
Y
β
β
= − = − =
- Y
F1
, Y
F2

-Hệ số dạng răng:
Phụ thuộc vào số răng tương đương Z
v1,
và Z
v2
:
100
23
1
24,14 24
1
3 3 0
os os 10,26
2
104,96 105
2
3 3 0
os os 10,26
Z
Z
v
c c
Z
Z
v
c c
β
β










= = = ≈
= = = ≈
Tra bảng 6.18[1] :
Ta được:
3,967
1
3,6
2
Y
F
Y
F





=
=
Thay vào ta có:
PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG
20
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI

2. . .
2.43226,32.1,526.0,595.1,032.3,967
1 1
91,65 260( )
1
. . 37,5.46,75.2
w
w1
.
91,65.3,6
1 2
83,17 244( )
2
3,967
1
T K Y Y Y
F
F
MPa
F
b d m
Y
F F
MPa
F
Y
F
ε
β
σ

σ
σ









= = = ≤
= = = ≤
⇒
Thỏa mãn.
3.6.3 Kiểm nghiệm về quá tải:
[ ]
ax
ax
. [ ]
ax
ax1 1 1
. [ ]
ax
ax2 2 2
K
m
qt
Hm H H
K

m
qt
Fm F F
K
m
qt
Fm F F
σ σ σ
σ σ σ
σ σ σ







= ≤
= ≤
= ≤
,Trong đó:
-K
qt
-Hệ số quá tải:
ax
1,8
T
m
K
qt

T
= =
Do vậy:
1,8
476,16. 632,13 [ ] 1624( )
ax
ax
. 1,8.91,65 164,97 [ ] 464( )
ax
ax1 1 1
. 1,8.83,17 149,71 [ ] 360( )
ax
ax2 2 2
K MPa
m
qt
Hm H H
K MPa
m
qt
Fm F F
K MPa
m
qt
Fm F F
σ σ σ
σ σ σ
σ σ σ








= = = ≤ =
= = = ≤ =
= = = ≤ =
⇒
Thỏa mãn.
3.7 Một vài thông số hình học của cặp bánh răng:
•Đường kính vòng chia:
.
2.23
1
46,75( )
1
os 0,984
.
2.100
2
203,25( )
2
os 0,984
m Z
d mm
c
m Z
d mm
c

β
β







= = =
= = =
•Khoảng cách trục chia: a=0,5.(d
1
+d
2
)=0,5.(50,81+199,20)=125mm
•Đường kính đỉnh răng:
2 46,75 2.2 50,75( )
1 1
2 203,25 2.2 207,25( )
2 2
d d m mm
a
d d m mm
a






= + = + =
= + = + =
•Đường kính đáy răng:
PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG
21
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
2,5 46,74 2,5.2 41,75( )
1
1
2,5 203,25 2,5.2 198,25( )
2
2
d d m mm
f
d d m mm
f





= − = − =
= − = − =
•Đường kính vòng cơ sở:
. os 46,75. os20 43,93( )
1
1
os 203,25. os20 190,99( )
2
2

d d c c mm
b
d d c c mm
b
α
α





= = =
= = =
•Góc profin gốc:α=20
0
3.8 Bảng tổng kết các thông số của bộ truyền bánh răng:
1
1
4,30( )
43226,32( . )
950( / )
4,5
15000( )
P P KW
I
T T N mm
I
n n v ph
I
u u

br
L h
h











= =
= =
= =
= =
=
PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG
22
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
Bảng 3.1: Các thông số của bộ truyền bánh răng
PHẦN 4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC
4.1 Tính chọn khớp nối.
Thông số đầu vào:
•Mô ment cần truyền:T=T
đc
=43628,42(N.mm)
•Đường kính trục động cơ:d

đc
=35(mm)
4.1.1 Chọn khớp nối:
Ta sử dụng khớp nối vòng đàn hồi để nối trục.
Ta chọn khớp theo điều kiện:
PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG
23
Thông số Ký hiệu Giá trị
Khoảng cách trục chia a 125 mm
Khoảng cách trục a
w
125 mm
Chiều rộng vành răng b
w
37,5mm
Số răng
Z
1
25 mm
Z
2
98 mm
Đường kính vòng chia
d
1
46,75 mm
d
2
203,25 mm
Đường kính vòng lăn

d
w1
46,75 mm
d
w2
203,25 mm
Đường kính đỉnh răng
d
a1
50,75 mm
d
a2
207,25 mm
Đường kính cơ sở
d
b1
43,93 mm
d
b2
190,99 mm
Hệ số dịch chỉnh
x
1
0
x
2
0
Góc profin gốc α 20
0
Góc profin răng α

t
20,30
0
Góc ăn khớp α
tw
20,30
0
Hệ số trùng khớp ngang ε
α
1,78
Hệ số trùng khớp dọc ε
β
1,06
Mô đun pháp m 2
Góc nghiêng của răng β 10,26
0
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
cf
T T
t
kn
cf
d d
t
kn






≤
≤
Trong đó :
•d
t
-Đường kính trục cần nối:d
t
=d
đc
=35mm
•T
t
-Mô ment xoắn tính toán:T
t
=k.T ,với:
+k-Hệ số chế độ làm việc,phụ thuộc vào loại máy.Tra bảng 16.1[2],ta lấy k=1,7
+T-Mô ment xoắn danh nghĩa trên trục:T=T
đc
=43628,42(N.mm)
Do vậy:T
t
=k.T=1,7.43628,42=74168,31(N.mm)
Tra bảng 16.10a[2] với điều kiện:
74168,31( . )
35( )
cf
T N mm T
t
kn
cf

d mm d
t
kn





= ≤
= ≤
Ta được:
125( . )
36( )
4
90( )
0
cf
T N m
kn
cf
d mm
kn
Z
D mm










=
=
=
=
Tra bảng 16.10b[2] với
125( . )
cf
T N m
kn
=
,ta được:
34( )
1
28( )
3
14( )
0
l mm
l mm
d mm








=
=
=
4.1.2 Kiểm nghiệm khớp nối:
Ta kiểm nghiệm theo 2 điều kiện:
a)Điều kiện sức bền dập của vòng đàn hồi

-Ứng suất dập cho phép của vòng cao su
PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG
24
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
Do vậy ứng suất dập sinh ra trên vòng đàn hồi:

Thỏa mãn.
b)Điều kiện bền của chốt:

Trong đó:
[ ]- Ứng suất uốn cho phép của chôt.Ta lấy [ ]=(60 ) MPa;
Do vậy,ứng suất sinh ra trên chốt:

Thỏa mãn.
4.1.3 Lực tác dụng lên trục:
Ta có:
F
kn
=0,2F
t
2. 2.43628,42
969,52( )
90

0
T
F N
t
D
= = =
F
kn
=0,2F
t
=0,2.969,52=193,90(N)
4.1.4 Các thông số cơ bản của nối trục vòng đàn hồi:
PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG
25