Đồ án Chi tiết máy HGT Phân đôi cấp nhanh kèm hướng dẫn làm đồ án đầy đủ 1

Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế


Phần 1: Chọn động cơ
Xác định công suất cần thiết , số vòng quay sơ bộ hợp lý của động cơ điện và
chọn động cơ điện:
1) Xác định công suất cần thiết :
P
ct
=

t
P
Trong đó: P
ct
là công suất cần thiết trên trục động cơ(kW).
P
t
là công suất tính toán trên trục máy công tác (kW).
là hiệu suất truyền động.
- Hiệu suất truyền động: =
K
.
.
4
o


2

BR
.
X
Trong đó:

o
là hiệu suất của một cặp ổ lăn.

BR
là hiệu suất của bộ truyền bánh răng .

X
là hiệu suất của bộ truyền xích .

K
là hiệu suất nối trục di động
Theo bảng (2.3) ta có :

o
= 0,99 ;
BR
= 0,97 ;
X
= 0,93 ;
K
= 0,99
Thay số: = 0,99. 0,99
4
. 0,97
2

. 0,93 = 0,83
- Tính p
t
:
+ Trớc hết ta phải xác định tính chất làm việc của động cơ
t
s
=
021
21
ttt
tt
++
+
.100 =
4
5,12 +
.100 = 87,5
t
s
> 60% do đó động cơ làm việc với tải trọng thay đổi có chu kì
P
t
= P
td


P
td
=

21
2
2
21
2
1
tt
t.Pt.P
+
+
+Xác định P
1
, P
2
:



P
1
=
4,8
1000
5,1.5600
1000
.
==
d
VF
(kw)

Vì P tỉ lệ bậc nhất với T nên ta có:


5,0
1
2
1
2
1
==
T
T
P
P


P
2
= 0,5P
1

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng
Trang
4


Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế

P
td
= 8,4
5,12
5,1.5,02
2
+
+
= 7 (kw)
- Công suất cần thiết :
P
ct
=
83,0
7
=

t
P
= = 8,43(kw)
2) Xác định số vòng quay sơ bộ hợp lý của động cơ điện:
- Tính số vòng quay của trục tang :
n
lv
=
450.14,3
5,1.1000.60
.
.1000.60
=

D
V
d

= 64 (v/p)
- Tỉ số truyền của cơ cấu : U
t
=
hn
U.U

U
h
: tỉ số truyền hộp giảm tốc.
U
n
: tỉ số truyền bộ truyền ngoài.
- Theo bảng 2- 4 Trang 21/ tập 1, ta chọn sơ bộ : U
n
= 2,2
U
h
= 10
U
t
= 10 . 2,2 = 22
- Số vòng quay sơ bộ của động cơ:
n
sb
= n

lv
. U
t

Trong đó: n
sb
là số vòng quay đồng bộ
n
lv
là số vòng quay của trục máy công tác ở đây là trục tang
U
t
là tỷ số truyền của toàn bộ hệ thống
- Thay số : n
sb
= 22.64 = 1408 (v/p)

3) Chọn quy cách động cơ:
- Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ : n
db
= 1500 (v/ph)
Ta có : P
ct
= 8,43 (kw)
n
sb
= 1408 (v/ph)

=
dn

mm
T
T
1,4
- Dựa vào các thông số trên và phụ lục 1-3 ta chọn động cơ có ký hiệu :
4A132M4Y3 có : P
dc
= 11 kw
n
dc
= 1458 v/ph

dn
mm
T
T
= 2

phần 2: phân phối tỉ số truyền

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng
Trang
5


Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế


Xác định tỉ số truyền động U
t

của toàn bộ hệ thống và phân phối tỷ số truyền
cho từng bộ truyền của hệ thống dẫn động , lập bảng công suất , mô men xoắn ,
số vòng quay trên các trục:
1) Xác định tỷ số truyền U
t
của hệ thống dẫn động:
U
t
=
lv
dc
n
n
Trong đó: n
dc
là số vòng quay của động cơ.
n
lv
là số vòng quay của trục tang.
Thay số U
t
=
64
1458
= 22,8

2) Phân phối tỷ số truyền của hệ dẫn động U
t
cho các bộ truyền :
U

t
=U
n
.U
h
Ta có hộp giảm tốc bánh răng trụ phân đôi,do đó chọn U
h
trớc sau đó tính U
n
U
h
= U
1
.U
2
Theo bảng 3-1 ứng với U
h
= 10 ta có :
U
1
= 3,58
U
2
= 2,79
U
1
: tỉ số truyền của bộ truyền cấp nhanh.
U
2
: tỉ số truyền của bộ truyền cấp chậm.

U
n
=
21
.UU
U
t
=
79,2.58,3
8,22
= 2,28
3) Xác định công suất, mô men và số vòng quay trên các trục:
- Dựa vào sơ đồ dẫn động ta có :
+ Trục I :
P
1
= P
ct
.
99,0.99,0.43,8..
1
=
Ko

= 8,26 (kw)
n
1
= n
dc
= 1458 (v/ph)

===
1458
26,8
.10.55,9.10.55,9
6
1
1
6
1
n
p
T
54104 (Nmm)

+ Trục II :
P
=== 99,0.97,0.26,8..
1Br2
1
o
P
7,93(kw)
n
( )
phv
u
n
/407
58,3
1458

1
1
2
===
==
407
93,7
.10.55,9
6
2
T
186072 (Nmm)
+ Trục III :
P
62,799,0.97,0.93,7..
BR23
===
ol
P

(kw)
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng
Trang
6


Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế


n

3
=
79,2
407
2
2
=
u
n
= 146 (v/ph)

146
7,62
.9,55.10
n
p
.9,55.10T
6
3
3
6
3
==
=498432 (Nmm)
- Dựa vào kết quả tính toán ở trên ta có bảng sau:
Trục
Thông số
Động cơ 1 2 3
Công suất P
( )

kw
8,43 8,26 7,93 7,62
Tỷ số truyền U 3,58 2,79 2,28
Số vòng quay n
( )
p/v
1458 1458 407 146
Mô men xoắn
T(Nmm)
54104 186072 498432

Phần 3: Thiết kế các bộ truyền.
I- Chọn vật liệu:
- Với đặc tính của động cơ cùng với yêu cầu bài ra và quan điểm thống nhất
hoá trong thiết kế nên ta chọn vật liệu hai cấp bánh răng nh nhau . Theo bảng 6-1
chọn
Bánh nhỏ : Thép 45 tôi cải thiện có
HB = 241285 lấy giá trị HB =250 ;

( )
Mpa850
1b
=
;
( )
Mpa580
1ch
=

Bánh lớn : Để tăng khả năng chạy mòn nhiệt luyện với độ rắn mặt răng

nhỏ hơn từ 1015HB nên ta chọn thép 45 tôi cải thiện có
HB = 192240 lấy giá trị HB =235 ;

=
2b

750Mpa ;
=
2ch

450Mpa
II- Xác định ứng suất cho phép:
- Theo bảng 6-2 với thép 45 tôi cải thiện thì :
70HB2
0
limH
+=
;
1,1S
H
=
;
HB8,1
0
limF
=
;
75,1S
F
=

- Chọn độ rắn bánh nhỏ HB
1
=250 ; độ rắn bánh lớn HB
2
=235
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng
Trang
7


Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế



( )
MpaHB
H
57070250.2702
1
0
1lim
=+=+=
( )
MpaHB
F
450250.8,1.8,1
1
0
1lim
===

( )
MpaHB
H
54070235.2702
2
0
2lim
=+=+=
( )
MpaHB
F
423235.8,1.8,1
2
0
2lim
===
- Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc
Theo 6-5 N
4,2
HB0H
H30=
thay số
N
74,2
1
10.7,1250.30 ==
Ho
; N
74,2
2

10.47,1235.30 ==
Ho
- Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn
N
6
Fo
10.4=
với tất cả các loại thép
- Do bộ truyền chịu tải trọng thay đổi nhiều bậc nên
N
HE
= 60.C.(T
i
/T
max
)
3
.n
i
. t

N
FE
= 60.C.(T
i
/T
max
)
mF
.n

i
. t

Trong đó : c là số lần ăn khớp trong 1vòng quay.
n là số vòng quay trong một phút.
t

là tổng số giờ làm việc của bánh răng đang xét.
Thay số N
HE1
= 60.1[(1)
3
.407.3600 + (0,5)
3
.146.2700]
= 9,1.10
7
.
N
HE1
> N
HO1
K
HL1
=1

N
2HE
=
1

1
u
N
HE
=
58,3
10.1,9
7
= 2,5.10
7
.
N
HE2
> N
HO2
K
HL2
=1
áp dụng công thức 6-1a tập 1
[ ]
H
HL
0
limHH
S
K
. =
Sơ bộ xác định đợc :
[ ]
( )

Mpa
H
518
1,1
1
.570
1
==
[ ]
)(491
1,1
1
.540
2
Mpa
H
==
Với cấp nhanh sử dụng bánh răng trụ răng nghiêng :
[
H
] =
[ ] [ ]
2
21
HH

+
=
2
491518 +

= 504,5 (Mpa) < 1,25[
H
]
2
Cấp chậm sử dụng bánh răng trụ răng thẳng :

[ ]
H

=
[ ]
2
H

= 491 (Mpa)
- Tính : N
FE
= 60.C.(T
i/
T
max
)
6
.n
i
.t
I
N
FE1
= 60.1[(1)

6
.407.3600 + (0,5)
6
.146.2700] = 8,8.10
7
.
N
FE1
> N
1FO
K
FL1
= 1
N
2FE
=
1
1
u
N
FE
=
58,3
10.8,8
7
= 2,45.10
7
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng
Trang
8

Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế


N
2FE
> N
FO
K
FL2
= 1
- Động cơ làm việc 1 chiều K
FC
= 1
Theo 6-2a
[ ]
F
FL.FC
0
limFF
S
KK
. =
Sơ bộ xác định đợc :

[ ]
( )
[ ]
( )

Mpa
Mpa
F
F
7,241
75,1
1.1
.530
257
75.1
1.1
.570
2
1
==
==
- ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải
[ ]
( )
[ ]
( )
[ ]
( )
[ ]
( )
Mpa
Mpa
Mpa
Mpa
chF

chF
chH
chH
360450.8,0.8,0
464580.8,0.8,0
1260450.8,2.8,2
1624580.8,2.8,2
2
2max
2
1
max
1
2
max
2
1
max
1
===
===
===
===
III- Tính bộ truyền cấp nhanh :
( Bánh răng trụ răng nghiêng )
1) Xác định sơ bộ khoảng cách trục :
a
( )
[ ]
3

1
2
1
11

.
.1
baH
H
aw
u
KT
uk +=

K
a
là hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng
Tra bảng 6-5 tập 1 đợc k
( )
3
1
a
Mpa43
=
T
1
Mô men xoắn trên trục bánh chủ động T
=
1
54104 (Mpa)

Theo bảng 6-6 chọn
3,0
ba
=


( ) ( )
68,0158,3.3,0.5,01..5,0
1
=+=+= u
babd
Theo bảng 6-7 sơ đồ 3
H
K
=1,09
Thay vào trên
a
( )
=+=
3
2
3,0.58,3.5,504
09,1.54104
.158,3.43
w
118 (mm)
Lấy a
w
= 120 mm
2) Xác định thông số ăn khớp , mô đun:

Theo 6-17 m
( ) ( )
12002,001,002,001,0 ==
w
a
= (1,22,4)
Theo bảng 6-8 chọn m = 2
Sơ bộ chọn =30
0
cos = 0,866
- Xác định số răng
Theo công thức 6-19 tập 1 : Z
( ) ( )
6,22
158,32
866,0.120.2
1.
cos 2
1
1
=
+
=
+
=
um
a
w
Lấy tròn Z
1

= 22
Theo 6-20 Z
2
=U
2
.Z
1
= 3,58.22 = 78,7 làm tròn Z
2
= 78 răng
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng
Trang
9


Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế


Tỷ số truyền thực u
545,3
22
78
1
2
===
Z
Z
m
Tính lại góc nghiêng :
cos =

833,0
120.2
)2278.(2
.2
)(
21
=
+
=
+
w
a
ZZm
= 33,59
0
3) Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:
Theo 6-33 tập 1 ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc :
( )
2
1
1


1 2

wmw
mH
HMH
dub
uKT

ZZZ
+
=
Trong đó :
Z
M
là hệ số kể đến cơ tính của vật liệu tra bảng 6-5 đợc Z
( )
3
1
M
Mpa274=
Z
H
: hệ số kể đến hình dáng bề mặt tiếp xúc
Z
tw
b
H
2sin
cos.2


=
với
b

là góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở

t

=
tw
= arctg(tg/cos) = arctg(tg20
0
/cos33,59
0
) = 23,6
0
tg
b
= cos
t
.tg = cos(23,6
O
).tg(33,59
O
) = 0,686
b
= 31,23
0

526,1
)6,23.2sin(
23,31cos.2
0
0
==
H
Z
b

w
= 0,3.120 = 36 (mm)
Theo 6.37

=b
w
sin/(.m) = 36.sin(33,59
O
)/(3,14.2) = 1,57 >1
Do đó Z

là hệ số kể đến sự trùng khớp của răng đợc tính theo công thức
Z


1
=

với


cos.
Z
1
Z
1
.2,388,1
21

+=

841,0
411,1
1
411,1833,0
78
1
22
1
.2,388,1


==
=

+=
Z
- Đờng kính vòng lăn bánh nhỏ :
d
w1
=
1545,3
120.2
1
.2
+
=
+
m
w
u
a
= 52,8 mm
- K
H
là hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc K

HvHHH
K.K.K

=
K

H
là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng
Tra bảng 6-7 tập 1
09,1

=
H
K
K

H
là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng ăn khớp
K
HV
là hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng
Trang
10


Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế


K

1
1
2

1
HH
wwH
HV
KKT
db
+=
với
m
w
0HH
u
a
.v.g. =
Vận tốc vòng
V=
60000
n.d.
11w



( )
s
m
V 028,4

60000
1458.8,52.14,3
==
Theo bảng 6-13 chọn cấp chính xác 9
Theo bảng 6-14 : K

H
= 1,13
Tra bảng 6-15 ; 6-16 tập 1
73g;002,0
0H
==
42,3
545,3
120
.028,4.73.002,0 ==
H

048,1
13,1.09,1.54104.2
8,52.36.42,3
1 =+=
HV
K
Vởy K
29,1048,1.13,1.09,1 ==
H

Thay vào 6-33 :
( )

( )
Mpa
H
5,469
8,52.545,3.36
1545,3.29,1.54104.2
.841,0.526,1.274
2
=
+
=
Xác định chính xác ứng suất cho phép :
Theo 6-1 và 6-1a
[ ] [ ]
XHRVHH
K.Z.Z. =
Vì V
( )
1Z
s
m
5
V
=
Cấp chính xác 9 R
( )
95,0Zm25,15,2
Ra
==
Đờng kính đỉnh răng d

1K700d;700
XH2a1a
=<<
[ ]
( )
Mpa
H
27,4791.95,0.1.5,504 ==
Do đó
[ ]
HH
<

Kiểm tra :

[ ]
[ ]
%4%100.
27,479
5,46927,479
<

=

H
HH


Điều kiện về bền tiếp xúc thoả mãn
4) Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:

Theo 6-43
mdb
YYYKT
ww
FF
F

1.2

1
1
1
=

Trong đó:
T
1
Mô men xoắn trên bánh chủ động T
1
= 54104 (N.mm)
m Mô đun pháp m= 2 (mm)
b
w
Chiều rộng vành răng b
( )
mm
w
36=
d
w1

Đờng kính vòng lăn bánh chủ động d
w1
= 52,8 (mm)
Y

Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng
Trang
11


Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế


Y



1
=
với


hệ số trùng khớp ngang

7,0
411,1
1
411,1

=== Y
Y

Hệ số kể đến dộ nghiêng của răng

76,0
140
59,33
159,33

0
=== Y
Y
21
,
FF
Y
Hệ số dạng răng của bánh 1 và bánh 2
- Số răng tơng đơng :
Z
135
cos
;38
833,0
22
cos
3
2
2
33

1
1
=====

Z
Z
Z
VV
Tra bảng 6-18 đợc
6,3;72,3
21
==
FF
YY
K
F
Hệ số tải trọng khi tính về uốn K
FVFFF
K.K.K

=
Trong đó:
K
F


= 1,19 (tra bảng 6-7) với
bd

=0,68

K
F


= 1,386 (tra bảng 6.14)
K
FV
= 1 +
1
1
2

FF
wwF
KKT
db
với
m
w
0FF
u
a
V.g. =

Theo bảng (6.15)
006,0
F
=
; theo bảng (6.16) g
0

=73

264,10
545,3
120
028,4.73.006,0 ==
F
K
FV
=1+
109,1
386,1.19,1.54104.2
8,52.36.264,10
=
K
F
= 1,19.1,386.1,109 = 1,83
Thay vào 6.43 ta có

( )
Mpa
F
1,103
2.8,52.36
72,3.76,0.7,0.83,1.54104.2
1
==


( )

Mpa
Y
Y
F
F
FF
7,99
72,3
6,3
.1,103
1
2
12
===


- Xác định chính xác ứng suất uốn cho phép :
[]

= []
tk
.Y
R
.Y
S
.K
XF
Y
R
=1 ; Y

S
=1,08- 0,0695ln(2) = 1,032
K
XF
=1 vì d < 400mm
[]
1
= 257.1.1,032.1 = 265,22 (Mpa)
[]
2
= 241,7.1.1,032.1 = 249,43 (Mpa)
Nh vậy độ bền uốn thoả mãn.
5) Kiểm nghiệm răng về quá tải:
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng
Trang
12


Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế


Theo 6.48 K
qt
=
4,1
max
=
T
T

[ ]
)(12605674,127,479
max
max
MpaK
HqtHH
=<===

[ ]
)(46434,1444,1.1,103.
max
11max1
MpaK
FqtFF
=<===

[ ]
)(36058,1394,1.7,99.
max
22max2
MpaK
FqtFF
=<===
6) Các thông số và kích thớc bộ truyền:
Bảng Thông Số và Kích Thớc Bộ Truyền
(Bánh răng trụ răng nghiêng)
Thông Số Kí hiệu Trị số
Khoảng cách trục chia (mm) a 120
Khoảng cách trục (mm)
a

w
120
Mô đun pháp m 2
Chiều rộng vành răng (mm)
b
w
18
Tỷ số truyền
u
m
3,545
Góc nghiêng của răng

33,59
0
Số răng bánh răng
Z
1
22
Z
2

78
Đờng kính chia (mm)
d
1
52,8
d
2
187,2

Đờng kính lăn (mm)
d
1w
52,8
d
2w
187,2
Đờng kính đỉnh răng (mm)
d
1a
56,8
d
2a
191,2
Đờng kính đáy răng (mm)
d
1f
47,8
d
2f
182,2
Góc prôfin gốc

20
0
Góc prôfin răng

t
23,6
0

Hệ số trùng khớp ngang



1,441
Góc ăn khớp

tw
23,6
0
IV- Tính bộ truyền cấp chậm :
( Bánh răng trụ răng thẳng )
1) Xác định sơ bộ khoảng cách trục :
a
( )
[ ]
3
2
2
2
22

.
.1
baH
H
aw
u
KT
uk +=

K
a
là hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng
Trang
13


Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế


Tra bảng 6-5 tập 1 đợc k
( )
3
1
5,49 Mpa
a
=
T
2
Mô men xoắn trên trục bánh chủ động T
=
2
186072 (N.mm)
K

H
là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng
Theo bảng 6-6 chọn

4,0=
ba


( ) ( )
75,0179,2.4,0.5,01..5,0
1
=+=+= u
babd
Theo bảng 6-7 sơ đồ 7
H
K
=1,02
Thay vào trên
a
( )
=+=
3
2
4,0.79,2.491
02,1.186072
.179,2.5,49
w
167,4 (mm)
Lấy a
w
= 167 mm
2) Xác định thông số ăn khớp , mô đun:
Theo 6-17 m
( ) ( )

16702,001,002,001,0 ==
w
a
= (1,673,34)
Theo quan điểm thống nhất hoá trong thiết kế,chọn môđun tiêu chuẩn
của bánh răng cấp chậm bằng môđun ở cấp nhanh : m = 2
- Xác định số răng
Z
( ) ( )
43
179,22
167.2
1.
.2
2
2
1
=
+
=
+
=
um
a
w
Lấy Z
1
= 43
Theo 6-20 : Z
2

= U
2
.Z
1
= 2,79. 43 = 119,9
Lấy Z
2
= 121
a
2w
=
=
+
=
+
2
)12143(2
2
)(
21
zzm
164 (mm)
Lấy a
2w
= 165 mm, do đó cần dịch chỉnh để tăng khoảng sách trục từ 164
lên 165 mm .
Tính hệ số dịch tâm theo (6.22)
y =
5,0)12143(5,0
2

165
)(5,0
21
2
=+=+ zz
m
a
w

z
t
= z
1
+ z
2
= 43 + 121 =164
Theo (6.23) : k
y
=
t
z
y.1000
=
3
164
5,0.1000
=
Theo bảng (6.10a) tra đợc k
x
= 0,064

Theo (6.24) hệ số giảm đỉnh răng :
y =
0098,0
1000
164.06,0
1000
.
==
tx
zk

Theo (6.25) tổng hệ số dịch chỉnh :
x
t
= y + y = 0,5 +0,0098 = 0,5098
Theo (6.26) hệ số dịch chỉnh bánh 3 và bánh 4 :
x
3
= 0,5
136,0
164
5,0)43121(
5098,05,0
)(
34
=

=








t
t
z
yzz
x
x
14
xx
t
=
= 0,5098 0,136 = 0,3738
Theo (6.27) góc ăn khớp :
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng
Trang
14


Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế

cos
934,0
165.2
)20cos(.2.164
2
cos
0
2
===
w
t
tw
a
mz


0
93,20=
tw
3) Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:
Theo 6-33 tập 1 ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc :
( )
2
1
1


1 2

wmw
mH
HMH
dub
uKT
ZZZ
+
=
Trong đó :
Z
M
là hệ số kể đến cơ tính của vật liệu tra bảng 6-5 đợc Z
( )
3
1
M
Mpa274=
Z
H
hệ số kể đến hình dáng bề mặt tiếp xúc
Z
tw
b
H
2sin
cos.2


=

=
0
)93,20.2sin(
1.2
= 1,731

b
w
= 0,4.165 = 66 (mm)
u
m
=
43
121
1
2
=
z
z
= 2,81
Z

là hệ số kể đến sự trùng khớp của răng đợc tính theo công thức (6.36a)
Z
3
4

=


86,0
3
78,14
78,1
121
1
43
1
.2,388,1


=

=
=

+=
Z
- Đờng kính vòng lăn bánh nhỏ :
d
w3
=
181,2
165.2
1
.2
2
+
=
+
m
w
u
a
= 86,6 (mm)
- K
H
là hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc K
HvHHH
K.K.K

=
K

H
là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng ăn khớp

K
HV
là hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp
K
2
3
2

1
HH
wwH
HV
KKT
db
+=
với
m
w
0HH
u
a
.v.g. =
Vận tốc vòng
V=
60000

23
nd
w

( )
s
m
V 844,1
60000
407.6,86.14,3
==
Theo bảng 6-13 chọn cấp chính xác 9
Bánh răng trụ răng thẳng : K

H
= 1
Tra bảng 6-15 ; 6-16 tập 1
73;006,0
0
== g
H
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng
Trang
15


Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế


19,6
81,2
165
.844,1.73.006,0 ==

H

093,1
1.02,1.186072.2
6,86.66.19,6
1 =+=
HV
K
Vởy K
115,11.093,1.02,1 ==
H

Thay vào 6-33 :
( )
=
+
=
2
6,86.81,2.66
181,2.115,1.186072.2
.86,0.731,1.274
H
434,86 (Mpa)
Xác định chính xác ứng suất cho phép :
Theo 6-1 và 6-1a
[ ] [ ]
XHRVHH
K.Z.Z. =
Vì V
( )

1Z
s
m
5
V
=
Với cấp chính xác động học là 9,chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 9 R
( )
9,04010 ==
Rz
Zm
Đờng kính đỉnh răng d
1K700d;700
XH2a1a
=<<
[ ]
( )
Mpa
H
9,4411.9,0.1.491 ==
Do đó
[ ]
HH
<

Kiểm tra :
[ ]
[ ]
%4%100.
9,441

86,4349,441
<

=

H
HH


Điều kiện về bền tiếp xúc thoả mãn
4) Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:
Theo 6-43
mdb
YYYKT
ww
FF
F

2

3
32
3
=

Trong đó:
T
2
Mô men xoắn trên bánh chủ động : T
2

= 186072 (N.mm)
m Mô đun pháp : m= 2 (mm)
b
w
Chiều rộng vành răng : b
( )
mm
w
66=
d
w3
Đờng kính vòng lăn bánh chủ động: d
w3
= 86,6 (mm)
Y

Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng
Y



1
=
với


là hệ số trùng khớp ngang

562,0
78,1

1
78,1

=== Y
Y

Hệ số kể đến dộ nghiêng của răng :Y

= 1 (răng thẳng)
Y
43
,
FF
Y
Hệ số dạng răng của bánh 3 và bánh 4
Tra bảng 6-18 đợc
542,3;62,3
43
==
FF
YY
K
F
Hệ số tải trọng khi tính về uốn K
FVFFF
K.K.K

=
Trong đó:
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng

Trang
16


Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế


K
F


= 1,023 (tra bảng 6.7) với
bd

= 0,75
K
F


= 1,37 (tra bảng 6.14)
K
FV
= 1 +
2
3
2

FF
wwF
KKT

db
với
m
w
0FF
u
a
V.g. =

Theo bảng (6.15)
006,0
F
=
; theo bảng (6.16) g
0
=73

19,6
81,2
165
844,1.73.006,0 ==
F
K
FV
=1+
067,1
37,1.023,1.186072.2
6,86.66.19,6
=
K

F
= 1,023.1,37.1,067 = 1,495
Thay vào 6.43 ta có :

( )
Mpa
F
99
2.6,86.66
62,3.1.562,0.495,1.186072.2
3
==


( )
Mpa
Y
Y
F
F
FF
86,96
62,3
542,3
.99
3
4
34
===

- Xác định chính xác ứng suất uốn cho phép :
[]

= []
tk
.Y
R
.Y
S
.K
XF
Y
R
=1 ; Y
S
=1,08- 0,0695ln(2) = 1,032
K
XF
=1 vì d < 400mm
[]
1
= 257.1.1,032.1 = 265,22 (Mpa)
[]
2
= 241,7.1.1,032.1 = 249,43 (Mpa)
Nh vậy độ bền uốn thoả mãn .
5) Kiểm nghiệm răng về quá tải:
Theo (6.48) : K
qt

=
4,1
max
=
T
T

[ ]
)(12608,5224,19,441
max
max
MpaK
HqtHH
=<===

[ ]
)(4646,1384,1.99.
max
13max
MpaK
FqtFF
=<===

[ ]
)(3606,1354,1.86,96.
max
44max4
MpaK
FqtFF
=<===

6) Các thông số và kích thớc bộ truyền:


Bảng thông số các kích thớc bộ truyền
(Bánh răng trụ răng thẳng)
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng
Trang

17


Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế



V-Tính bộ
truyền ngoài :
1) Chọn
loại xích :
- Vì tải trọng nhỏ, vận tốc thấp, chọn xích con lăn
2) Xác định các thông số của xích và bộ truyền :
- theo bảng (5.4) với u = 2,28 chọn số răng đĩa nhỏ : z
1
= 25
Số răng đĩa lớn : z
2
= u.z
1
= 2,28.25 = 57
Theo (5.3) công suất tính toán :

P
t
= P.k.k
z
.k
n
k
z
=
1
25
2525
1
==
z
Với n
01
= 200 v/ph k
37,1
146
200
1
01
===
n
n
n
k = k
0
.k

a
.k
dc
.k
d
.k
c
.k
bt
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng
Trang
Thông Số Kí hiệu Trị số
Khoảng cách trục chia (mm) a 164
Khoảng cách trục (mm)
a
w
165
Mô đun pháp m 2
Chiều rộng vành răng (mm)
b
w
66
Tỷ số truyền
u
m
2,81
Số răng bánh răng
Z
3
43

Z
4

121
Đờng kính cơ sở (mm)
d
3b
80,8
d
4b
227,4
Đờng kính chia (mm)
d
3
86
d
4
242
Đờng kính lăn (mm)
d
3w
86,6
d
4w
243,4
Đờng kính đỉnh răng (mm)
d
3a
90,5
d

4a
247,5
Đờng kính đáy răng (mm)
d
3f
81,54
d
4f
238,9
Góc prôfin gốc

20
0
Hệ số trùng khớp ngang



1,78
Góc ăn khớp

tw
20,93
0
18


Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế


Theo bảng (5.6) :

k
0
= 1 (đờng tâm các đĩa xích làm với phơng nằm ngang 1 góc < 40
0
)
k
a
= 1 (chọn a = 30p)
k
dc
= 1 (điều chỉnh bằng một trong các đĩa xích)
k
d
= 1,3 (tải trọng va đập )
k
c
= 1 (bộ truyền làm việc 1 ca)
k
bt
= 1 (môi trờng có bụi, chất lợng bôi trơn II, bảng 5.7 )
k = 1.1.1.1,3.1.1,3 = 1,69
P
t
= 7,62.1,69.1.1,37 = 17,64 (Kw)
Theo bảng (5.5) với n
01
= 200 v/ph, chọn bộ truyền xích 1 dãy có bớc xích
p = 31,75 mm thoả mãn điều kiện bền mòn :
P
t

< [P] =19,3 (Kw) ; đồng thời theo bảng (5.8) p < p
ma
x
- Khoảng cách trục :
a = 30p = 30.31,75 = 952,5 (mm)
- Theo (5.12) số mắt xích :
x =
a
pzz
zz
p
a
2
2
12
21
4
.)(
)(5,0
2


+++

= 2.30 + 0,5(25 + 57) +
5,952 4
75,31.)2557(
2
2

= 101,8
Lờy số mắt xích chẵn : x = 102
- Theo (5.13) tính lại khoảng cách trục :
A = 0,25p
[ ] [ ]






+++
2
12
2
2121
/)(2)(5,0)(5,0

zzzzxzzx
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng
Trang
19


Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế


= 0,25.31,75.
[ ] [ ]

+++
22
/)2557(2)5725(5,0102)5725(5,0102

= 954 (mm)
- Để xích không chịu lực căng quá lớn,giảm a một lợng :
a = 0,003a = 0,003.954 = 3 (mm)
do đó : a = 954 3 = 951 (mm)
- Số lần va đập xích :
i =
[ ]
25385,2
102.15
146.25
15
.
11
=<== i
x
nz
3) Tính kiểm nghiệm xích về độ bền :
Theo (5.15) : s =
vtd
FFFk

Q
++
0
.
[ ]
s

[ ]
s
:hệ số an toàn cho phép.
- Theo bảng (5.2) tảI trọng phá hỏng : Q = 88500 N, khối lợng 1 mét xích
q = 3,8 kg
- k
d
:hệ số tảI trọng động
- F
t
:lực vòng.
- F
v
:lực căng do lực li tâm gây ra.
- F
0
:lực căng do trọng lợng nhánh xích bị động sinh ra.
k
d
= 1,2 (tảI trọng mở máy bằng 1,4 tảI trọng danh nghĩa )

)/(93,1
60000

146.75,31.25
60000

11
sm
ntz
v ===
F
)(2,3948
93,1
62,7.10001000
N
v
P
t
===
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng
Trang
20


Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế


F
0
= 9,81.k
f
.q.a = 9,81.6.3,8.0,951 = 212,7
k

f
:hệ số phụ thuộc độ võng f của xích và vị trí bộ truyền
Với k
f
= 6 (bộ truyền nằm ngang)
F
v
= q.v
2
= 3,8.1,93
2
= 14,15
s =
82,17
15,147,2122,3948.2,1
88500
=
++
Theo bảng (5.10) với n = 200 v/ph ta có :
[ ]
s
= 8,5
Vậy s >
[ ]
s
bộ truyền xích đảm bảo đủ bền.
4) Tính đờng kính đĩa xích :
d
)(45,253
25

sin
75,31
sin
1
1
mm
z
p
=






=








=


d
)(65,576
57

sin
75,31
sin
2
2
mm
z
p
=






=








=


d
)(3,267
25

cot5,075,31cot5,0
1
1
mmg
z
gp
a
=












+=

+=

d
2a
= 31,75.












+
57
cot5,0

g
= 591,6 (mm)
r = 0,5025.d
1

+ 0,05 = 0,5025.19,05 +0,05 = 9,62 (mm)
Theo bảng (5.2) : d
1
= 19,05 (mm)
d
1f
= d
1
- 2r = 253,45 2.9,62 = 234,21 (mm)
d
2f
= 576,65 2.9,62 = 557,41 (mm)
- Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích :
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng
Trang
21


Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế


Theo (5.18) :
d
vddtr
H
kA
EFKFk
.
).(
47,0

1
+
=
F
vd
: lực va đập trên m dãy xích; theo (5.19) :
F
vd
= 13.10
7
.n
1.75,31.146.10.13
373
1

=mp
= 6,07 N
k
r
: hệ số kể đến ảnh hởng số răng đĩa xích,phụ thuộc z
voi z
1
= 25 k
r
= 0,42
E : mô đun đàn hồi; E = 2,1.10
5
Mpa
A : diện tích chiếu của bản lề
Theo bảng (5.12) với p = 31,75 A = 262 (mm

2
)

1H
= 0,47.
1.262
10.1,2).07,63,1.2,3948.(42,0
5
+
= 618,17 Mpa
Dùng thép 45 tôI ,ram đạt độ rắn HRC45 sẽ đạt đợc ứng suất tiếp xúc cho phép
[
H
]= 800 Mpa,đảm bảo đợc độ bền tiếp xúc cho đĩa 1.
- Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc dĩa xích 2 :
z
2
= 57 k
r
= 0,226
n
2
= 64 v/ph, v
2
= 1,93 m/s
P
2
= 7,54 Kw, F
2t
= 3906,7 N, F

vd
= 2,66

92,450
1.262
10.1,2).66,23,1.7,3906(226,0
47,0
5
2
=
+
=
H

2H
<
[ ]
H

Vậy độ bền tiếp xúc đĩa 2 thoả mãn.
5) Xác định lực tác dụng lên trục :
Theo (5.20): F
r
= k
x
.F
t
= 1,15.3948,2 = 4540 N
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng
Trang

22


Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế


Bộ truyền nghiêng một góc nhỏ hơn 40
0
: k
x
= 1,15.
V- Chọn mối ghép :
- Các ổ lăn lắp trên trục theo k6, lắp bánh răng, bánh đai, nối trục theo k6 kết hợp với
lắp then
VI- Tính mối ghép then :
- Then là một tiết máy tiêu chuẩn ta có thể chọn và tính then theo đờng kính trục và
chiều dài may ơ . Vì các trục trong đồ án này đều nằm trong hộp giảm tốc nên ta dùng
then bằng
- Để đảm bảo tính công nghệ ta chọn then giống nhau trên cùng một trục
Công thức kiểm tra điều kiện bền dập và bền cắt then:
( )
[ ]
d
1t
d
thl.d
T.2

=
;
[ ]
c
t
c
b.l.d
T.2

=
Trong đó
[ ]
d

ứng suất dập cho phép tra bảng 9-5 tập1
[ ]
( )
Mpa100
d
=

[ ]
c

ứng suất cắt cho phép
Với trục làm bằng thép 45 và tải trọng rung động nhẹ thì
[ ]
( ) ( )
[ ]
( )

Mpa30lấy30 2090 60
3
1
cc
===

l
t
= 0,9.l
m

d: dờng kính trục
Theo bảng (9.1a) ta chọn đợc then

Kết quả kiểm nghiệm độ bền then

Tiết
diện
d l
m
l
t
b h t
1
T
d

c

1.2 32 51 45 10 8 5 54104 25,05 7,51

2.2 38 43 36 10 8 5 93036 45,34 13,6
2.3 42 73 63 12 8 5 93036 23,44 5,86
3.2 56 73 63 16 10 6 522980 74,12 18,53
3.3 48 73 63 14 9 5,5 522980 98,82 24,7

- Bánh răng trên trục 1 ta không dùng then mà chế tạo bánh răng liền trục do :
X < 2,5.m = 2.5.2 = 5 mm
X =
6,23,3
2
368,47
2
2
131
=

=

t
dd
f
mm
d
1f
= 47,8 mm : là đờng kính chân răng
d
13
= 36 mm : là đờng kính trục tại tiết diện 1.3
t
2

= 3,3 mm : là chiều sâu rãnh then trên lỗ.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng
Trang
23


Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế


VII-Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi :
Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo độ bền mỏi nếu hệ số an toàn tại các tiết diện
nguy hiểm thoả mãn điều kiện sau.
S
j
=
2
j
2
j
j
ss
s.s


+
[s].
Với : [s]- Hệ số an toàn cho phép , thông thờng [s]= 1,52,5.
s

j

- Hệ số an toàn chỉ xét riêng về ứng suất pháp tại tiết diện j .
s

j
=
mjajdj
1
.K



+

s

j
- Hệ số an toàn chỉ xét riêng về ứng suất tiếp tại tiết diện j.
s

j
=
mjajdj
1
.K



+

Trong đó :

-1
,
-1
là giới hạn uốn và xoắn ứng với chu kỳ đối xứng.
Với thép 45x có
b
= 600 Mpa .

-1
= 0,436.
b
= 0,436.600 = 261,6 Mpa.

-1
= 0,58 .
-1
= 0,58.261,6 = 151,73 Mpa.
Trục quay nên ứng suất thay đổi theo chu kỳ mạch động do đó.

mj
= 0 ;
maxj
=
aj
=
j
j
W
M
Trong đó W

j
là mô men cản uốn
W
32
.
3
j
j
d

=
; trục có tiết diện tròn
W
j
jj
j
d
tdtb
d
.2
)(.
32
.
2
11
3

=

: trục có 1 rãnh then

Trục quay một chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ đối xứng do đó.

mj
=
aj
=
oj
j
j
w
T
=2/
max

Trong đó W
oj
là mô men cản xoắn
W
16
.
3
j
oj
d

=
: trục có tiết diện tròn
W
j
jj

oj
d
tdtbd
.2
)(.
16
.
2
11
3

=

: trục có 1 rãnh then


,


- Hệ số kể đến ảnh hởng của trị số ứng suất trung bình đến độ bền mỏi,
tra bảng (10.7) đợc


= 0,05 ,

= 0
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng
Trang
24

Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế


K

d
, K

d
Hệ số xác định theo công thức sau:
K

d
=
y
x
K
K
K
1+



; K

d
=
y
x

K
1K
K
+



.
K
x
- Hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt, nó phụ thuộc vào
phơng pháp gia công và độ nhẵn bề mặt
tra bảng (10.8) : tiện Ra = 2,50,63 àm đợc K
x
= 1,06
K
y
Hệ số tăng bền bề mặt, với
b
= 600 Mpa tra bảng (10.9) đợc k
y
= 1,6
K

;K

: hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và khi xoắn
Theo bảng (10.12) khi dùng dao phay ngón và
b
= 600Mpa : K

= 1,76
K

= 1,54
theo bảng (10.10) tra đợc hệ số kích thớc


,
ứng vói đờng kính của tiết diện
nguy hiểm ,từ đó xác dịnh đợc tỉ số





KK
,
tại rãnh then trên các tiết diện này.Theo
bảng (10.11) ứng với kiểu lắp đã chọn,
b
= 600 Mpa và đờng kính của tiết diện nguy
hiêmtra đợc tỉ số





KK
;

do lắp căng tại các tiết diện này,trên cơ sở đó dung giá trị lớn
hơn trong hai giá trị của K

/ để tính K

d
và giá trị lớn hơn trong hai giá trị của
K

/

để tính

K

d

Bảng tính ứng suất pháp và ứng suất tiếp

Tiết
diện
d b h t
t
W Wo T M

1.0 35 - - - 4207 8414 54104 44640 10,61 3,22
1.2 32 10 8 5 2289 4938 54104 0 0 4,62
2.2 38 10 8 5 3911 8489 93036 101755 48,26 5,48
2.3 42 12 8 5 6292 13562 93036 188751 55,56 3,43
3.1 50 - - - 12265 24530 52298 372280 30,35 10,66

3.2 56 18 11 7 15089 32322 52298 392332 26 8,09
3.3 48 14 9 5,5 9403 20255 52298 0 0 12,91
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng
Trang
25


Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế


Bảng tính hệ số an toàn
Tiết
diện
d
Tỉ số K

/

Tỉ số K

/

K

d
K

d
s

s

s
Rãnh
then
Lắp
căng
Rãnh
then
Lắp
căng
1.0 35 - 2,06 - 1,64 1,325 1,062 18,61 44,429 17,16
1.2 32 2 2,06 1,901 1,64 1,325 1,225 - 22,6 22,6
2.2 38 2,035 2,06 1,937 1,64 1,325 1,248 4,091 22,128 4,023
2.3 42 2,095 2,06 1,987 1,64 1,346 1,28 3,498 34,552 3,481
3.1 50 - 2,06 - 2,03 1,325 1,306 6,505 10,896 5,585
3.2 56 2,228 2,52 2,067 2,03 1,612 1,33 6,241 14,1 5,7
3.2 48 2,146 2,06 2,013 1,64 1,378 1,295 - 9,074 9,074


.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng
Trang
26


§å ¸n Chi TiÕt M¸y Gi¸o viªn híng dÉn: §oµn Yªn ThÕ

Sinh viªn thùc hiÖn: NguyÔn §øc Hïng
Trang
27


§å ¸n Chi TiÕt M¸y Gi¸o viªn híng dÉn: §oµn Yªn ThÕ



Sinh viªn thùc hiÖn: NguyÔn §øc Hïng
Trang
28