đồ án về chi tiết máy

Đồ án môn học Chi Tiết Máy
TRNG CAO NG CễNG NGHIP NAM NH
Bộ môn cơ sở thiết kế máy Đồ án môn học chi tiết máy
***
Đề số:13 Thiết kế hệ dẫn động băng tải
T2
T1
Tmm
tck
t2
t1
tmm
O
t
T(N.mm)
X
Z
Y
O
V
F
III II I
3
4
5
1
2
1. Động cơ 3. Hộp giảm tốc 5. Xích tải
2. Nối trục đàn hồi 4. Bộ truyền xích
Số liệu cho tr ớc:
1. Lực kéo băng tải: F=9000 (N)

2. Vận tốc băng tải: v=0.45 (m/s)
3. Đờng kính tang D=320(mm)
4. Thời hạn phục vụ: l
h
=22.000 (h)
5. Số ca làm việc: soca= 1
6. Góc nghiêng đờng nối tâm bộ truyền ngoài:
8. Đặc tính làm việc: va đập nhẹ
Khối l ợng thiết kế:
1 bản vẽ lắp hộp giảm tốc khổ A
0
1 bản vẽ lắp hộp giảm tốc khổ A
3
1 bản thuyết minh
V Vn Tựng lớp CĐ50CK5
1
T
mm
= 1,3T
1

T
2
= 0,8T
1

t
1
= 5 (h)
t

2
= 2 (h)
t
ck
= 8 (h)
t
mm
=3s
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Sinh viên thiết kế : Trần Đại Phong
Gáo viên hớng dẫn: Hoàng Văn Ngọc
Phần I Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền
1.1 Tính toán động học
Công suất làm việc trên trục công tác là:
1000
F.v
P
lv
=
Trong đó: F: lực kéo băng tải (N) ; v: vận tốc băng tải (m/s)
Thay số:

4,05(kw)
1000
9000.0,45
P
lv
==
Do băng tải làm việc tải trọng thay đổi nên ta có công suất tơng đơng :

=
ck
i
2
1
i
lvtd
t
t
T
T
PP
thay số ta có
( )
3.89.1
8
3
8
5
.0.84.05.P
2
2

td
=+=
Công suất cần thiết của động cơ là :

td
ct
P
P
=
(1)
=
1
.
2
.
3
=
k
.
3
ol
.
2
br
.
x
.
ol

Trong đó

k
: hiệu suất nối trục di động,
ol
: hiệu suất 1 cặp ổ lăn ( do có 3 cặp ổ
lăn),
br
: hiệu suất 1 cặp bánh răng trong hộp giảm tốc ( do có 2 cặp bánh răng),
x
:
hiệu suất truyền động xích.
Tra bảng 2.3 ta đợc:

k
: = 0,99
ol
: = 0,99
br
: = 0,97
x
: = 0,95
= 0,99.0,99
3
.0,96
2
.0,95.0,9 = 0,85 thay vào công thức (1) ta có :
4,58(kw)
0,85
3,89
P
ct

==
* Tính số vòng động cơ :
h)26,87(vg/p
3,14.320
4560.1000.0,
.D
60.1000.v
n
lv
===
Ta có :
sblvsb
.unn
=
Với
ngoaihopsb
.uuu
=
: với bộ truyền trong là bánh răng trụ 2 cấp và bộ truyền
ngoài là bộ truyền xích ta chọn : u
ngoai
=3 ; u
trong
=20. Suy ra n
sb
=20.3.26,87=
1474(vòng/phút).
V Vn Tựng lớp CĐ50CK5
2
Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Theo bảng P1.1 phụ lục với



=
=
phvn
KwP
sb
ct
/1474
58,4
ta chọn động cơ K123M4 có các thông
số nh sau:
P
dn
=5,5(Kw) n
đc
=1445(v/ph) D=32(mm)
1.2 Phân phối tỷ số truyền
Tính tỷ số truyền của hệ
ct
dc
n
n
u =
Nh trên ta có:
)/(1445 phvgn
dc
=

)/(87,26 phvgn
ct
=
03,53
57,24
1445
== u
chọn trớc
3u
ng
=
suy ra
17,92
3
53,78
u
u
u
ng
h
===


Phân phối tỷ số truyền cho các cấp trong hộp:
2
.uuu
1h
=
với hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh chọn

=
=
2.3
6.5
2
1
u
u
1.3 Tính toán các thông số và điền vào bảng
với
)(05,4 kwP
lv
=
4,48(kw)
0,97.0,99
4,30
.
P
P
4,30(kw)
0,99.0,97
4,13
.
P
P
4,13(kw)
0,990,99.0,95.

4,05
..
P
P
olbr
2
1
olbr
3
2
olxol
lv
3
===
===
===
)(03,5
99,0
98,4
1
kw
P
P
k
dc
===

Tốc độ các trục
)/(27
2.3

86
)/(86
6.5
482
)/(482
3
1445
3
2
2
3
1
1
2
phvg
u
n
n
phvg
u
n
n
phvg
u
n
n
x
ct
==
==

===
* Momen xoắn trên các trục
V Vn Tựng lớp CĐ50CK5
3
§å ¸n m«n häc Chi TiÕt M¸y
(N.mm)4607961
27
4,13
.9,55.10T
m)477500(N.m
86
4,30
.9,55.10T
)88763(N.mm
482
4,48
.9,55.10T
n
P
.9,55.10T
6
3
6
2
6
1
i
i
6
i

==
==
==⇒
=
Trôc §éng c¬ I II III C«ng t¸c
P(kw)
5,5=
dc
P
4,48
4,30
4,13
TS truyÒn
0.3
1
=u
6.5
2
=u
2.3
3
=u
N(vg/ph) 1445
482
1
=n
86
2
=n
27

3
=n
T(mm)
88763
1
=T
477500
2
=T
1460796
3
=T
Vũ Văn Tùng líp C§50CK5
4
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Phần II Thiết kế các bộ truyền
2.1 Tính toán bộ truyền cấp nhanh: (Bánh trụ răng nghiêng, tính
cho hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh).
2.1.1 Chọn vật liệu
- Do công suất truyền tải không lớn lắm, không có yêu cầu đặc biệt gì về vật liệu, để
thống nhất trong thiết kế ở đây chọn vật liệu hai cấp nh nhau : cụ thể chọn thép 45
tôi cải thiện, phôi rèn. Đồng thời để tăng khả năng chạy mòn của răng, nên nhiệt
luyện bánh răng lớn đạt độ rắn thấp hơn độ rắn bánh răng nhỏ từ 10 ữ15 đơn vị
HBHH )1510(
21
ữ+
Bánh nhỏ: thép 45 tôi cải thiện đạt độn rắn HB
1
= 245.
)(580

)(850
1
1
MPA
MPA
ch
b
=
=



Bánh lớn : HB
2
= 230
)(450
)(750
2
2
MPA
MPA
ch
b
=
=



2.1.2. Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép, ứng suất uốn cho phép, với bộ
truyền cấp nhanh và cấp chậm .

[ ]
[ ]
FLFCXHSR
F
HLim
F
HLXHvr
H
H
KKKYY
S
KKZZ
S


0
0
0








=

=




Trong đó :
r
Z
: hệ số xét đến độ nhẵn của mặt răng làm việc,
v
Z
: hệ số xét đến ảnh
hởng của vận tốc vòng,
XH
K
: hệ số xét đến ảnh hởng của kích thớc bánh răng,
R
Y
: hệ
số xét đến ảnh hởng của độ nhám mặt lợn chân răng,
S
Y
: hệ số xét đến độ nhạy của
vật liệu đối với tập trung ứng suất,
XF

K
: hệ số xét đến kích thớc bánh răng ảnh hởng
đến độ bền uốn.
Trong bớc tính thiết kế sơ bộ lấy
1 =
XHVR
KZZ
và
1 =
XFSR
KYY
Do đó:
[ ]
H
HL
o
HH
S
K
.
lim

=

[ ]
F
FL
FC
o
FLimF

S
K
K

=
V Vn Tựng lớp CĐ50CK5
5
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Trong đó:
o
HLim

và
o
FLim

là ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép ứng
với số chu kỳ cơ sở,
FH
SS ,
: Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn,
FC
K
: Hệ số xét
đến ảnh hởng đặt tải,
FLHL
KK ,
: Hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hởng của thời hạn phục
vụ và chế độ tải trọng của bộ truyền.
* Với bánh nhỏ:

Theo bảng 6.2 ta có:
)(56070245.2702
1
MPAHB
o
LimH
=+=+=


1,1
1
=
H
S
H
m
HE
HO
HL
N
N
K
1
1
=

H
m
bậc của đờng cong mỏi khi thử về tiếp xúc
6=

H
m
(vì
350245
1
=HB
)
1
HO
N
số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc
4,2
11
30
HBHO
HN =
với
HB
H
Với độ rắn Brinen
74,2
10.6,1245.30
1
==
HO
N
1
HE
N
số chu kỳ thay đổi ứng suất tơng đơng

ii
Max
i
HE
tn
T
T
cN 60
3
1









=
Trong đó: c: số lần ăn khớp trong 1 vòng quay, n: số vòng quay trong một phút,
t: tổng số giờ làm việc.
7
33
10.5,12
8
3
.8,0
8
4

.121000.1445.60
1
1
=






+=
HE
HE
N
N
Vì
77
10.6,110.5,12
1`1
==
HOHE
NN
[ ]
)(509
1,1
1.560
1
1
MPA
K

H
HL
==
=

Theo bảng 6.2

766
6
10.108
8
3
.8,0
8
4
.1.21000.1445.60
60
75,1
)(441245.8,1
1
1
1
=






+=

=
=
==

FE
ii
Max
i
FE
F
o
LimF
N
tn
T
T
cN
S
MPA

Vì
6

1
7
10.410.108
1
==
FOFE
NN

1=
FL
K
V Vn Tựng lớp CĐ50CK5
6
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
* Với bánh lớn tính toán tơng tự

7
77
1
74,2
10.76,2
10.76,25/10.8,13/
10.39,1230.30
1,1
53070230.270.2
2
12
2
2
=

===
==
=
=+=+=
HE
FEHE
HO
H
o
LimH
N
uNN
N
S
HB

vì
77
10.39,110.76,2
22
==
HOHE
NN
[ ]
[ ]
[ ] [ ]
[ ]
766
2lim
10.17,2

8
3
.8,0
8
4
.121000.
5
1445
.1.60
)(414230.8,1
)(25,6028,481.25,1.25,1)(4,495
2
,481509
2
)(8,481
1,1
1.560
1
2
21
2
2
=






+=

==
===
+
=
+
=
==
=
FE
o
F
Min
H
HH
H
H
HL
N
MPA
MPAMPA
MPA
K





vì
67
10.410.17,2

2
==
FOFE
NN

1
2
=
FL
K
Mặt khác bộ truyền quay một chiều
1=
FC
K
[ ]
[ ]
)(236
75,1
1.414
)(252
75,1
1.441
2
1
MPA
MPA
F
F
==
==

* ứng suất quá tải cho phép
[ ]
[ ]
[ ]
)(360450.8,0.8,0
)(464580.8,0.8,0
)(1260450.8,2.8,2
22
11
2
MPA
MPA
MPA
ch
Max
F
ch
Max
F
ch
Max
H
===
===
===

2.1.3. Tính toán cấp nhanh bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng.
Xác định sơ bộ khoảng cách trục với cấp nhanh (do hộp giảm tốc phân đôi nên tải
trọng phân đôi cho mỗi bánh ).
( )
[ ]
3
1
2
1
1
2
.
1.
baH
H
aw
u
KT
uka


+=
Trong đó:
a
K
: hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng,
i
T
: mômen xoắn trên
trục bánh chủ động (N.mm),

[ ]
H

: ứng suất tiếp xúc cho phép MPA,
1
u
: tỷ số
truyền cấp nhanh.
w
w
ba
a
b
=


w
b
: chiều rộng vành răng
V Vn Tựng lớp CĐ50CK5
7
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Tra bảng 6.5 với răng nghiêng vật liệu 2 bánh là: Thép Thép
43=
a
K
Tra bảng 6.6
25.02/5,0 ==
ba

( ) ( )
8745,016,525,0.53,01.53,0
1
=+=+= u
babd

Tra bảng 6.7 với sơ đồ 3
12,1=

H
K
( )
)(150
)(9.148
25,0.6,5.)4,495.(2
12,1.88763
16,543
).(32913
1
1
3
2
1
mma
mma
mmNT
w
w
=
=+=

=
Xác định các thông số ăn khớp
0.35,1150).02,001,0()02,001,0(
1
ữ=ữ=ữ=
w
am
Theo bảng 6.8 chọn m = 1,5(mm)
Chọn sơ bộ
0
40=

do đó cos = 0,7660
số răng bánh nhỏ
23
2.23
)16,5(5,1
766,0.150.2
)1(
cos 2
1
1
1
1
=
=
+
=
+
=

Z
um
a
Z
w

số răng bánh lớn
129
8.12823.6,5.
2
112
=
===
Z
ZuZ
Tỷ số truyền mới là :
61.5
23
129
==u
Khi đó ta có góc

là :
''9'.32.4054,40
76,0
150.2
)12923(5,1
2
)(
0

21
1
o
w
a
ZZm
Cos
==
=
+
=
+
=


* Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
2
1
11
1
2
)1.( 2

ww
H
HMH
dub
uKT
ZZZ
+

=


trong đó
M
Z
Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của bánh răng ăn khớp
Tra bảng 6.5
3
1
)(274 MPAZ
M
=
H
Z
: hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc
V Vn Tựng lớp CĐ50CK5
8
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
tw
B
H
Sin
Cos
Z


.2
.2
=

Góc nghiêng trên hìn trụ cơ sở :

7714,054.40).59,25cos(.cos
0
=== tgtgtg
tb

o
twt
b
tg
arctg
tg
arctg 59,25
76,0
20
cos
65,37
0
=






=

==
=




vì theo TCVN góc profil
o
20=

41,1
59,25.2
)65,37cos(.2
==
o
o
H
Sin
Z

Z
: hệ số kể đến sự trùng khớp của răng

.m
Sinb
w
=

)(5.37150.25,0.
1
mmab
wbaw
===

86,4
14,3.5,1
)65,37(.5,37
==
o
Sin


. Ta có



1
=Z
88,0
30,1
11
30,176,0

129
1
23
1
2,388,1cos
11
2,388,1
21
===
=












+=

+=





Z
ZZ
1
w
d
đờng kính vòng lăn bánh nhỏ
)/(4)/(15,1
000.60
482.40,45.
000.60

)(40,45
161,5
150.2
1
.2
1

1
1
1
smsm
nd
v
mm
u
a
d
w
m
w
w
<===
=
+
=
+
=


theo bảng 6.13
với v=1,15 (m/s) dùng cấp chính xác 9,với cấp chính xác 8 ta có
13,1=

H
K
(theo bảng
6.14)

m
w
oHH
u
a
vg
1


=
Tra bảng 6.15
002,0=
H

Tra bảng 6.16
73=
o
g
87,0
61,5
150
15,1.73.002,0 ==
H

Theo bảng 6.7 với sơ đồ hình 3
V Vn Tựng lớp CĐ50CK5
9
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
)(4,467
40,45.61,5.5,37

)161,5(46,1.88763
.88,0.41,1.274
46,101,1.13,1.28,1
01,1
13,1.28,1.88763
40,45.5,37.87,0


1
28,1
2
1
1
MPA
KKKK
KKT
db
K
K
H
HHHH
HH
wwH
H
H
=
+
=
===
==+=

=






Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép với
15,1=v
(m/s)
v
Z
:hệ số xét đến ảnh hởng của vận tốc vòng khi v10 (m/s)
1=
v
Z
Với cấp chính xác động học là 9 chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8 khi đó cần
gia công đạt độ nhám
)(25,15,2 mR
a
à
ữ=

95,0=
R
Z
Khi đờng kính vòng đỉnh bánh răng
)(700 mmd
a

[ ] [ ]
)(71,4701.95.0.1.4.495
1
MPAZZZ
K
XHRVHH
XH
===
=

Ta có
[ ]
HH

<

[ ]
%3,1
4,467
4,4677,470
=

=

H
HH


Do đó kết quả tính toán phù hợp với yêu cầu.
* Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn

[ ]
1
1
) (2
2
11
1
1
F
ww
FF
F
mdb
YYYKT


=
HOAF SURRRR
Theo bảng 6.7
32,1=

F
K
. Tra bảng 6.14 với
52,2=v
m/s, với CCX9 suy ra
37,1=

F
K

m
w
oFF
u
a
vg
1
1


=

006,0=
F


73=
o
g
075,1
37,1.32,1.32899
30,33.5,27.89,4
1
2/.2

1
89,4
6,5
110
52,2.73.006,0

1
111
1
=+=+=
==



FF
wwF
F
F
KKT
db
K
v
Do đó:
94,1075,1.37,1.32,1 ===

FFFF
KKKK
Với
29,1=



735,0
36,1
11
===

Y
Với
O
77,35=


7445,0
140
77,35
1
140
1 ===
O
Y


Số răng tơng đơng
V Vn Tựng lớp CĐ50CK5
10
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
24547,244
7445,0
101
4461,43
7445,0
18
22

11
33
2
33
1
====
====
vv
vv
Z
Cos
Z
Z
Z
Cos
Z
Z


Tra bảng 6.18 ta có đợc
60,3
70,3
2
1
=
=
F
F
Y
Y

Với hệ số dịch chỉnh
0
21
== xx
1
052,1)5,1ln(0695,008,1)ln(0695,008,1
=
===
R
S
Y
mY
Bánh răng phay
)400(1 mmdK
aXF
=
Ta có
[ ] [ ]
)(1,2651.1.052.1.252
11
MPaKYY
XFSRFF
===

[ ] [ ]
)(3,2481.1.052.1.236
22
MPaKYY
XFSRFF
===

[ ]
[ ]
)(23692
7,3
6,3.
.
)(2525,94
5,1.33,33.5,27
7,3.7445,0.735,0.94,1.32899
2
1
21
2
11
MPA
Y
Y
MPA
F
F
FF
F
FF
====
===

Kiểm nghiệm răng về quá tải với
[ ]
[ ]
[ ]
[ ]
)(3606,1405,1.7,93
)(4645,1445,1.33,96
)(1260)(9,6075,14,469.
5,1
4,1
222
111
1
11
MPAk
MPAk
MPAMPAk
T
T
T
T
k
Max
FqtFF
Max
FqtFF
Max
HqtH
Max
H

Max
qt
Max
Max
====
====
====
===



* Các thông số kích thớc của bộ truyền:
Khoảng cách trục
mma 150
1
=

Môdun pháp
mmm
n
5,1=
Chiều rộng vành răng
)(5,37
1
mmb
w
=
Tỷ số bộ truyền
61,5
1

=u
Góc nghiêng của răng
o
54,40=

Số răng của bánh răng
129
23
2
1
=
=
Z
Z
Hệ số dịch chỉnh
0
21
== xx
V Vn Tựng lớp CĐ50CK5
11
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Đờng kính vòng chia
)(6,256
76,0
129.5,1
.
)(40.45
76,0
23.5,1
.

2
2
1
1
mm
Cos
Zm
d
mm
Cos
Zm
d
===
===


Đờng kính đỉnh răng
)(60,2595,1.260,256)1(2
)(40,485,1.240,45)1(2
22
11
2
1
mmmyxdd
mmmyxdd
a
a
=+=++=
=+=++=
Đờng kính đáy răng

)(85,2525,1.5,260,256)25,2(
)(65,415,1.5,240,45)25,2(
22
11
2
1
mmmxdd
mmmxdd
f
f
===
===
2.2. Tính toán bộ truyền cấp chậm (bánh răng trụ răng thẳng)
Xác định sơ bộ khoảng cách trục:
a
w2
= K
a
(u
2
+1)
[ ]
3
2
2
2

.
baH
H

u
KT


Với:
T
2
: Mômen xoắn trên trục bánh chủ động(Nmm);T
2
=477500Nmm)
K
a
: hệ số phụ thuộc vào loại răng ; K
a
=49,5(răng thẳng )
Hệ số
ba
= b
w
/a
w
;
( ) ( )
89,012,3.4,0.53,01.53,04,0
2
=+=+== u
babdba

Tra ở sơ đồ 7 (bảng 6.6, trang 98) ta đợc K
H

=1,03 ;u
2
= 3,2; [
H
]=481,8( MPa ).
Thay số ta định đợc khoảng cách trục :
a
w1
= 49,5.(3,2+1).
47,267
)4,0.(2,3.)8,481(
03,1.477500
3
2
=
(mm)
Chọn a
w1
= 265 mm
2.2.1 Xác định các thông số ăn khớp
Môđun : m
m = (0,01 ữ 0,02). a
w1
= Chọn m = 2
* Số răng Z
1
= 2

a

w1
/ (m(u
1
+1)) = 2.265/ 2.(3,2+1) = 63.09
Chọn Z
1
= 63;
Z
2
= u
1
Z
1
= 3,2.63 = 201.6 răng.
Chọn Z
2
=202 (răng)
Z
t
= Z
1
+ Z
2
= 63+ 202 = 265 răng ;
Tính lại khoảng cách trục : a
w1
'
= m.Z
t
/ 2 = 2. 265/ 2 = 265( mm).

a
w1

= a
w1
.Do đó không cần dịch chỉnh .
Chọn a
w1
= 180 (mm)
2.2.2 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.
V Vn Tựng lớp CĐ50CK5
12
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Yêu cầu để đảm bảo độ bền tiếp xúc :
H


[
H
] ,

H
= Z
M
Z
H
Z


ww

H
dub
uKT

)1.( 2
2
22
+
;
Trong đó : - Z
M
: Hệ số xét đến ảnh hởng cơ tính vật liệu;
- Z
H
: Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc;
- Z

: Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng;
- K
H
: Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc;
- b
w
: Chiều rộng vành răng.
- d
w
: Đờng kính vòng chia của bánh chủ động;
T
2
=477500 (Nmm) ;

Ta có
)(106265.4,0. mmab
ba
===


Z
M
= 274 Mpa
1/3
(tra bảng 6.5 ) ;
Góc prôfin răng bằng góc ăn khớp :
cos
tw
=
93969,0
180.2
20cos.2.180
.2
cos
1
==
w
t
a
mZ

=>
tw
= 20

o
Z
H
=
tw
b


2sin
cos2
=

20.2sin
2
= 1,76 ;

d
w1
=
126
2.4
265.2
1
.2
2
==
+u
a

(mm).

= 1,88 3,2
81,1
202
1
63
1
2,388,1
11
21
=






+=








+
ZZ
;

Z

=
3
)81,14(
= 0,85
K
H
= K
H

.K
HV
K
H

; K
H

= 1,03 ; K
H

= 1( bánh răng thẳng )
Vận tốc bánh dẫn : v =
57,0
60000
86.126.
60000

11

==


nd
w
m/s;
vì v < 6 m/s tra bảng 6.13 (trang 106) chọn cấp chính xác 9, tra bảng 6.16 chọn
g
o
= 73 ; tra bảng 6.14 ta có K
H

= 1,13 ; K
F

= 1,37.
Theo công thức 6.42

27,2
2,3
265
.57,0.73.006,0.
1
1
===
m
w
oHH
u
a

vg

theo bảng 6,15:răng thẳng , không vát đầu răng =>
H
=0,006

03,1
1.03,1.477500.2
126.106.27,2
1
2

1
1
=+=+=


HHI
wwH
Hv
KKT
db
K
V Vn Tựng lớp CĐ50CK5
13
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
K
HV
= 1,92 K
H

= 1,03.1,03.1 = 1,06
Thay số :
H
= 274.1,76.0,85.
2
126.2,3.106
)12,3.(06,1.477500.2 +
= 370,5( Mpa)
Tính chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép : [
H
] = [
H
]. Z
R
Z
V
K
xH
.
Với v =2,2 m/s Z
V
= 1 (vì v < 5m/s ) , Cấp chính xác động học là 9, chọn mức
chính xác tiếp xúc là 9. Khi đó cần gia công đạt độ nhám là R
a
= 10 40 àm. Do đó
Z
R
= 0,9 ; với d
a
< 700mm K

xH
= 1.
[
H
] = 481,8.0,9.1.1 = 433,64 MPa ,

H


[
H
] ;
[ ]
%17
5,370
5,3706,433


=

H
HH


Răng thoả m n về độ bền tiếp xúc.ã
2.2.3 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
[ ]
1
11
1

1

2
2
F
ww
FF
F
mdb
YYYKT


=
Tra bảng 6.7
05,1=

F
K
(
984,0=
bd

và sơ đồ 7)
m
w
oFF
u
a
vg
2

2


=

Tra bảng 6.15
006,0=
F


73=
o
g
04,1
37,1.05,1.477500.2
126.106.23,4
1
2

1
23,4
2,3
265
06,1.73.006,0
2
222
2
=+=+=
==

FF
wwF
F
F
KKT
db
K
v
Tra bảng 6.14
37,1=

F
K
Do đó:
5,104,1.37,1.05,1 ===

FFFF
KKKK
Với
81,1=



55,0
81,1
11
===

Y
Với
O
0=


1=

Y
Số răng tơng đơng
202
63
2
1
=
=
v
v
Z
Z
Tra bảng 6.18 ta có đợc
60,3
70,3
2
1
=
=
F

F
Y
Y

V Vn Tựng lớp CĐ50CK5
14
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
032,1)2ln(0695,008,1)ln(0695,008,1 === mY
S
1=
R
Y
(Bánh răng phay)
)400(1 mmdK
aXF
=
[ ] [ ]
[ ]
[ ]
[ ]
)(9,17019,106
70,3
60,3.13,109
.
)(05,18213,109
2.126.106
70,3.1.56,0.5,1.477500.2
)(9,1701.032,1.6,165
)(05,1821.032,1.1.4,176
2

1
21
2
11
2
11
MPA
Y
Y
MPA
MPA
MPAKYY
F
F
FF
F
FF
F
XFSRFF
====
===
==
===






2.2.4 Kiểm nghiệm răng về quá tải

[ ]
[ ]
[ ]
[ ]
)(36067,1484,1.19,106
)46478,1524,1.13,109
)(1260)(53,4605,15,370.
5,1
5,1
222
111
1
11
MPAk
MPAk
MPAMPAk
T
T
T
T
k
Max
FqtFF
Max
FqtFF
Max
HqtH
Max
H
Max

qt
Max
Max
====
====
====
===



2.2.5 Các thông số kích thớc của bộ truyền:
Khoảng cách trục
)(265
2
mma
w
=
Môdun pháp m=2(mm)
Chiều rộng vành răng
)(106 mmb
w
=
Tỷ số bộ truyền
2,3=
m
u
Số răng của bánh răng
202
63
2

1
=
=
Z
Z
Bánh răng không dịch chỉnh.
Đờng kính vòng chia và đờng kính vònh lăn.
)(404
1
202.2
.
)(126
1
63.2
.
2
22
1
11
mm
Cos
Zm
dd
mm
Cos
Zm
dd
====
====

Đờng kính đỉnh răng
)(4082).001.(2404)1(2
)(1302).001.(2126)1(2
22
11
2
1
mmmyxdd
mmmyxdd
a
a
=++=++=
=++=++=
Đờng kính đáy răng
)(3992).0.25,2(404)25,2(
)(1212).0.25,2(126)25,2(
22
11
2
1
mmmxdd
mmmxdd
f
f
===
===
2.3. Tính toán bộ truyền ngoài

V Vn Tựng lớp CĐ50CK5
15
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Phần III Thiết kế trục và chọn ổ lăn
3.1. Chọn vật liệu chế tạo
Các trục là thép 45 có
)(600 MPA
b
=

ứng suất xoắn cho phép là: []= 12 ữ 20(MPA)
3.2. Xác định đờng kính sơ bộ:
3
3
.
].[2,0
i
ii
i
n
P
c
T
d =

Trong đó:
k
T
: mômen xoắn N.mm, []: ứng suất xoắn cho phép MPA []= 15ữ50
(MPA) lấy trị số nhỏ đối với trục vào của hộp giảm tốc, trị số lớn trục ra theo kết quả

trong thực tế ngời ta thờng dùng công thức sau với hộp giảm tốc chọn c=160:
).(88763
1
mmNT =

).(477500
2
mmNT =

).(1460796
3
mmNT =
)(85
27
13.4
.160
)(60
86
30,4
.160
)(35
482
48,4
.160
3
3
3
2
3
1

mmd
mmd
mmd
=
=
=
d
i
là đờng kính chỗ lắp bánh răng trên trục thứ i (i=1,2,3).
ở đầu vào trục I có lắp nối trục đàn hồi. ở đầu ra trục III có lắp bánh xích.
3.3 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực.
Dựa theo đờng kính các trục sử dụng bảng 10.2 để chọn chiều rộng ổ lăn
0
b
chiều
rộng ổ lấy theo đờng kính sơ bộ của trục trung gian
2
d
)(27)(50
022
mmbmmd
ol
==
Xác định chiều dài may ơ, may ơ đĩa xích, may ơ bánh răng trụ:
( )
( )
( )
)(3825.5,1)5,12,1(
)(10085.2,1)5,12,1(
)(7260.2,15,12,1

)(7255.3,15,12,1
)(4535.3,15,12,1
34
333
223
2
'
2422
111
mmdl
mmdl
mmdl
mmdll
mmdl
dxm
m
m
mm
m
==ữ=
==ữ=
==ữ=
==ữ==
==ữ=
Xác định chiều dài may ơ của nửa khớp nối đối với trục vòng đàn hồi.
)(5020.5,2)5,24,1(
3
mmdl
mnt
==ữ=

Tra bảng 10.3 ta đợc:
Khoảng cách mặt cạnh của chi tiết quay đến thành trong của hộp hoặc khoảng cách
giữa các chi tiết quay
8
1
=k
V Vn Tựng lớp CĐ50CK5
16
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Khoảng cách từ mặt cạnh ổ đến thành trong của hộp
10
2
=k
Khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến thành nắp ổ
15
3
=k
Chiều cao nắp ổ và đầu bu lông
15=
n
h
Tra bảng 10.4 với hộp giảm tốc bánh phân đôi cấp nhanh hình 10.8(nh hình vẽ)
V Vn Tựng lớp CĐ50CK5
17
L33
L32
L32
K2
Lm23
L23

L22
L21
Lm22
K1
Lc33
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
3011
334033
333233
222324
32233121
123222223
2102222
5.0
)(5.0
.2
.2
.2.2
)(5,0
)(5,0
khlbl
khlbl
lll
lll
llll
kllll
kkbll
nmntc
nmc
c

mm
m
+++=
+++=
+=
=
===
+++=
+++=
Suy ra ta có:
)(26662204
)(204
)(15648204
)(1028)4844(5,048
)(68108)2772(5,0
)(621515)3827(5,0
)(8815154527.5,0
33
3121
24
23
22
33
11
mml
mmll
mml
mml
mml
mml

mml
c
c
=+=
==
==
=+++=
=+++=
=+++=
=+++=
3.4. Xác định trị số và chiều các lực từ chi tiết quay tác dụng lên trục
và tính toán trục.
Chiều quay của các trục và chiều của các lực tác dụng lên các trục nh hình vẽ:
Quy dấu của các lực theo chiều của các trục toạ độ.
Trên trục I:
Lực từ bánh đai tác dụng lên trục có độ lớn là :
1338=
r
F
(N)

)(1672855.1955.
)(1222
76,0
1,25
.1955.
)(1955
40,45.2
88763.2
.2

.2
111211
111211
1
1
1211
NtgFFF
N
tg
Cos
tg
FFF
N
d
T
FF
taa
tw
trr
w
tt
====
====
====



Chiều của lực F
k
có chiều bất kì. Nhng khi F

k
có chiều ngợc với chiều của lực vòng
F
t11
thì sẽ làm tăng mômen uốn trên trục tại chỗ lắp bánh răng. Trờng này là trờng
hợp F
k
gây nguy hiểm nhất. Suy ra chọn chiều của F
k
ngợc chiều với F
t11
.
V Vn Tựng lớp CĐ50CK5
18
§å ¸n m«n häc Chi TiÕt M¸y
S¬ ®å ph©n tÝch lùc
Vũ Văn Tùng líp C§50CK5
19
IIIIII
F
V
Fr11
Fa11
Ft11
Fr1
2
Fa1
2
Ft12
Fa21

F
t2
1
Fr21
Fr2
2
Fa2
2
Ft22
Fr23
F
t2
3
Ft33
Fr33
O
Y
Z
X
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Các phản lực gối tựa tác dụng lên trục nh hình vẽ.
Da vào các phơng trình cân bằng lực, mômen ta có:





=++
+=+
+=++

21122422221111
12111211
12111211
lXlFlFlF
FFYY
FFFXX
ttck
rr
ttk







=
=
=
=

)(1541
)(435
)(1955
)(1955
12
11
12
11
NY

NY
NX
NX
Mômen tại các tiết diện: A
1
; B
1
; C
1
; D
1
;







=
==
=+=
===

0
).(7396848.1541
).(15573648.435)4884.(1338
).(11239284.133884.
1
1

1
1
xD
xC
xB
rxA
M
mmNM
mmNM
mmNFM







=
=
==
=

0
).(93840
).(9384048.1955
0
1
1
1
1

yD
yC
yB
yA
M
mmNM
mmNM
M







=
=

).(44382
2
88763
).(44382
2
88763
1
1
mmNT
mmNT
C
B

Chọn then bằng tại các vị trí lắp bánh răng và lắp khớp nối.
Trên trục I các bánh răng làm liền trục. Không có then.
Tính kiểm nghiệm độ bền của then về độ bền dập và độ bền cắt:
[ ]
[ ]
d
t
d
thld
T



=
)(.
.2
1

[ ]
c
t
c
bld
T

=

.2
với thép 45 chịu tải trọng va đập nhẹ
[ ]

)(3020 MPA
c
ữ=

Tra bảng 95
[ ]
)(100 MPA
d
=

Tra bảng 9.1a tại vị trí lắp bánh đai:
d= 25 b=8 h=7
4
1
=t

8,2
1
=t
[ ]
[ ]
)(30205,22
7.45.25
88763.2
)(1006,52
)47.(45.25
88763.2
)(4550.9,0.9,0
MPA
MPA

mmll
cc
dd
mntt
ữ===
==

=
==


V Vn Tựng lớp CĐ50CK5
20
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Biểu đồ mômen và kết cấu sơ bộ trục I
V Vn Tựng lớp CĐ50CK5
21
Fa11
Fr11
F
t1
1
Ft
12
Fa
1
2
F
r1
2

X
1
1
Y
1
1
X
1
2
Y
1
2
F
k
B1 C1A1 D1
Mx(N.mm)
My(N.mm)
T(N.mm)
53280
66672
25200
26208
14353
26208
14353
32913
16457
16457
ỉ28
ỉ28

ỉ25 ỉ25
ỉ20
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Trục II
Tính phản lực ở các ổ trục và vẽ biểu đồ mômen: Ta có
)(1672
)(1222
)(1955
112122
112122
112221
NFFF
NFFF
NFFF
aaa
rrr
ttt
===
===
===
)(2760
1
20
.7580.
)(7580
126
477500.2
.2
233323
2

2
3323
N
tg
Cos
tg
FFF
N
d
T
FF
tw
trr
w
tt
====
====


Các phơng trình cân bằng lực và mômen trên trục.







=

==

=
++
==




=+
++=+
)(158
2
)(5745
2
212223
2221
232221
2221
2122232221
2322212221
N
FFF
YY
N
FFF
XX
FFFYY
FFFXX
rrr
ttt
rrr

ttt

Mômen tại các tiết diện A
2
; B
2
; C
2
; D
2
; E
2
;









=
==
=
==
=

).(0
).(7140

).`(16590
).(710448.158
).(0
2
22
2
2
2
mmNM
mmNMM
mmNM
mmNM
mmNM
xD
xBxC
xE
xB
xA

=
===
=+=
==
=

0
).(16048
2
80
.71248.259
).(27422
2
80
.712)48102.(546102.259
).(16048
2
80
.71248.259
0
2
21
2
2
2
yD
yByC
yE

yB
yA
M
mmNMM
mmNM
mmNM
M









=
==
==

).(477500
).(238750
2
477500
).(238750
2
477500
2
2
2

mmNT
mmNT
mmNT
E
C
B

V Vn Tựng lớp CĐ50CK5
22
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Fa2
1
F
t
2
1
Fr
2
1
Fr23
Ft2
3
Fr2
2
Ft2
2
Fa
22
X21
Y21

Y22
X22
A2
B2
C2
D2
E2
273048
153600 153600
14232
16048
16048
14232
27422
88467
88467
T(N.mm)
My(N.mm)
Mx(N.mm)
ỉ40
ỉ34
ỉ30
ỉ34
ỉ30
Biểu đồ mômen và kết cấu sơ bộ trục II
V Vn Tựng lớp CĐ50CK5
23
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Theo tiêu chuẩn chọn:

=
==
==
)(40
)(34
)(30
2
22
22
mmd
mmdd
mmdd
E
CB
DA
Tính kiểm nghiệm độ bền của then về độ bền dập và độ bền cắt:
Tơng tự trục I chọn then bằng:
[ ]
[ ]
d
t
d
thld
T

=
)(.
.2
1
;
[ ]
c
t
c
bld
T

=

.2
Tại chỗ lắp bánh răng đờng kính d=55(mm) chọn loại then có :
b= 16 h =10
6
1
=
t
3,4
2
=
t
Với
)(6572.9,0.9,0
22
mmll

mt
==
[ ]
[ ]
)(30203,9
16.65.55.2
477500.2
)(10042
)610.(65.55.2
477500.2
MPA
MPA
cc
dd
ữ===
==

=


Tại chỗ lắp bánh răng đờng kính d=60 chọn loại then có:
b=18 h=11
7
1
=t

4,4
2
=t
[ ]

[ ]
)(30204,18
18.40.60
477500.2
)(10097
)711.(40.60
477500.2
MPA
MPA
cc
dd
ữ===
==

=


Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi
Với thép 45 có:
)(600 MPA
b
=


)(6,261
1
MPA=

7,151
1
=


Tra bảng 10.7 ta có:
05,0=



0=


Xét tiết diện nguy hiểm tại 3 vị trí lắp bánh răng:
Với vị trí lắp bánh răng ta có:
[ ]
111
1
11
11

5,25,1
.
1
22
1
mad
k
S
S

SS
SS
S






+
=
ữ=
+
=

111
1

1
mad
k
S




+
=

Đối với trục quay ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng

0
1
=
m

V Vn Tựng lớp CĐ50CK5
24
Đồ án môn học Chi Tiết Máy
1
1
1
W
M
a
=

j
j
a
W
T
0
1
.2
=

Khi trục quay 1 chiều ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động.
1
2
111

3
1
01
1
2
111
3
1
1
01
1
.2
)(.
16
.
.2
)(.
32
.
.2
11
d
tdtbd
W
d
tdtbd
W
W
T
am

=

=
==



Tại vị trí có d=60(mm)
Tra bảng 9.10
)(18 mmb
=

)(7
1
mmt
=





=
=
)(25,11641
)(25,5361
3
01
3
1

mmW
mmW

{
).(27442227422273048
222
2
2
2
2
mmNMMM
yE
xE
E
=+=+=





==
=
60,7
20,51
11
1
am
a

Xác định hệ số








+=








+=
1
1
1
1
1
1
x
y
d
x

y
d
K
K
K
K
K
K
K
K








Tra bảng 10.8
06,1=
x
K
với phơng pháp gia công và độ nhẵn bề mặt chọn tiện
63,05,2 ữ=
a
R
Tra bảng 10.9
6,1=
y
K

với tập trung ứng suất ít
Tra bảng 10.12 ta có:
76,1
=

k
54,1
=

k
Tra bảng 10.10 ta có :
85.0
=


78.0
=






=
=

27,1
33,1
1
1

d
d
K
K





=
=

72,15
84,3
1
1


S
S
[ ]
5,25,173,3
84,372,15
72,15.84,3
.
2222
1
11
11
ữ==

+
=
+
= S
SS
SS
S


Làm tơng tự với tiết diện lắp bánh răng có d=34(mm)
V Vn Tựng lớp CĐ50CK5
25