thuyết minh đồ án chi tiết máy

GVHD: VĂN HỮU THỊNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Lời nói đầu
Môn học chi tiết máy là một trong những môn học cơ sở giúp cho sinh viên chuyên
ngành cơ khí có một cách nhìn tổng quan về nền công nghiệp đang phát triển như vũ bão.
Đây là môn học đóng vai trò quan trọng trong chương trình đào tạo kỹ sư và các cán bộ
kỹ thuật, nguyên lý làm việ và phương pháp tính toán các chi tiết phục vụ cho các máy
móc ngành công _ nông nghiêp, giao thông vận tải,……
Thiết kế đồ án chi tiết máy là sự kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết và thực nghiệm, từ đó
sinh viên có cơ hội tổng kết lại những lý thuyết và làm quen với công việc thiết kế.
Trong các nhà máy xí nghiệp, khi cần vận chuyển vật liệu rời chủ yếu sử dụng các máy
vận chuyển gián đoạn, các máy vận chuyển liên tục. Khác với các máy vận chuyển gián
đoạn, các thiết bị máy vận chuyển có thể làm việc trong một thời gian dài, việc vận
chuyển có năng suất cao và được sử dụng rộng rãi khi vận chuyển các vật liệu rời người
ta đã sử dụng băng tải. Băng tải thường được sử dụng để vận chuyển các loại vật liệu
như: than đá, cát, sỏi, thóc…
Băng tải thường được cấu tạo bởi ba bộ phận chính: Động cơ truyền lực và mô men
xoắn cho hộp giảm tốc tiếp đó đến băng tải. Hộp giảm tốc thường dùng cho băng tải là
hôp giảm tốc bánh răng trụ một cấp, hai cấp, bánh vít_trục vít, bánh răng_ trục vít.
Để làm quen với việc đó, em được giao Thiết kê hệ dẫn động băng tải (xích_tải),với
những kiến thức đã học và sau một thời gian nghiên cứu cùng với sự hướng dẫn tận tình
của thầy Văn Hữu Thịnh_cán bộ giảng dạy thuộc bộ môn chi tiết máy, đến nay đồ án của
em đã được hoàn thành. Tuy nhiên, vẫn còn bị hạn chế về kinh nghiệm thực tế, nên đồ án
của em không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô
trong bộ môn để đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn đã tận tình giúp đỡ em, đặc biệt
là thầy hướng dẫn.
Tp Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 5 năm 2013

Sinh viên thực hiện: Phan Bá Trung
SVTT: PHAN BÁ TRUNG. Trang 1
GVHD: VĂN HỮU THỊNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
SVTT: PHAN BÁ TRUNG. Trang 2
GVHD: VĂN HỮU THỊNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ
(ĐỀ SỐ :5)
A. ĐẦU ĐỀ
1.Sơ đồ động
Gồm: 1: Động cơ điện
2: Bộ truyền đai thang
3: Hộp giảm tốc 2 cấp
4: Nối trục đàn hồi
5: Bộ phận công tác-Xích tải

SVTT: PHAN BÁ TRUNG. Trang 3
GVHD: VĂN HỮU THỊNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
2. Các số liệu thiết kế:
- Lực vòng trên băng tải (2F) : 6700 (N)
- Vận tốc xích tải (V) : 1,2 (m/s)
- Số răng đĩa xích tải (Z) : 11 (răng)
- Bước xích tải (t) : 100 (mm)
- Số năm làm việc (y) : 5 (năm)
3. Đặc điểm của tải trọng
Tải trọng va đập nhẹ và quay một chiều.
4. Ghi chú:
Năm làm việc (y) 300 ngày, ngày làm việc 2 ca, 1 ca 8 giờ.
Sai số cho phép về tỉ số truyền
V
u = (2-3)%
B. KHỐI LƯỢNG CỤ THỂ
1. Một bản thuyết minh về tính toán.

2. Một bản vẽ lắp hộp giảm tốc ( khổ A0).

SVTT: PHAN BÁ TRUNG. Trang 4
GVHD: VĂN HỮU THỊNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Phụ lục
Trang
LỜI NÓI ĐẦU 1
Phần I : TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ 3
Phần II : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI 11
Phần III : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG 19
I : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN CẤP NHANH 19
II : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN CẤP CHẬM 27
III : KIỂM TRA CÁC ĐIỀU KIỆN 36
Phần IV : THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY ĐỠ NỐI 39
A : THIẾT KẾ TRỤC 39
B : TÍNH CHỌN THEN VÀ KHỚP NỐI. 57
C. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ Ổ LĂN 60
Phần V :TÍNH THIẾT KẾ VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC 64
SVTT: PHAN BÁ TRUNG. Trang 5
GVHD: VĂN HỮU THỊNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] . Nguyễn Trọng Hiệp : Chi Tiết Máy , tập 1 và tập 2
Nhà xuất bản Giáo dục , Hà Nội 1999
[2] . Nguyễn Bá Dương, Nguyễn Văn Lẫm , Hoàng Văn Ngọc , Lê Đắc Phong
Tập bản vẽ chi tiết máy
Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp , 1978
[3] . Trịnh Chất , Lê Văn Uyển :
Tính toán Thiết kế hệ dẫn động cơ khí , tập 1 và tập 2
Nhà xuất bản Giáo dục , 1999
PHẦN I:

SVTT: PHAN BÁ TRUNG. Trang 6
GVHD: VĂN HỮU THỊNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ
I. Chọn động cơ:
1. Công suất trên trục công tác:
 Điều kiện làm việc với số liệu ban đầu:
- Lực vòng trên tải xích: 2F = 6700 (N).
- Vận tốc tải xích: V = 1,2 (m/s).
- Số răng đĩa xích: Z = 11 (răng).
- Bước xích: P = 100.
- Số năm làm việc: a = 5 năm.
 Đặc điểm của tải trọng:
- Tải trọng và đập nhẹ, quay 1 chiều.
- Năm làm việc (a) 300 ngày, ngày 2 ca, 1 ca 8 giờ. Sai số cho phép tỷ số truyền
∆
i
=2÷3%.
2. Tính toán công suất hệ thống:
Hiệu suất chung:
η = η
đ.
η
ol
4
.η
Br
2
.η
nđ
.

Tra bảng 2.3 trang 19 ta có:
η
đ
= 0,96 : Hiệu suất bộ truyền đại.
η
ol
= 0.995 : Hiệu suất 1 cặp ổ lăn.
η
Br
= 0,97 : Hiệu suất 1 cặp bánh răng.
η = 1 : Hiệu suất nối trục.
- Vậy η = 0,96.0,995
4
.0,97
3
.1 = 0,86.
3. Chọn động cơ:
Ta có: công suất máy công tác:
P =
. 6700.1,2
8.04( )
1000 1000
F V
KW= =
.
Công suất cần thiết cho động cơ.
-Tải trọng tương đương

2 2
1 1 2 2

d
1 2
.
t
p t p t
P
t t
+
=
+

=
2 2
1 1
d
.0,7 (0,8 ) .0,3
0,7 0,3
ck ck
t
ck ck
p t p t
P
t t
+
=
+

2 2
d
8,04 0.7 (0,8 8,04) 0,3

0.7 0.3
t
P
× + ×
=
+
=7,59
SVTT: PHAN BÁ TRUNG. Trang 7
GVHD: VĂN HỮU THỊNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Công suất cần thiết trên trục động cơ:
P
ct
=
7,59
8,83( ).
0,86
td
P
KW
η
= =
Ta có P
ct
nên ta cần chọn động cơ có công suất thỏa điều kiện.
P
đm
> P
ct
.
- Thực tế có nhiều động cơ thỏa điều kiện này. Dựa vào các thông số đã cho và mục đích

giảm bớt về kinh tế → Sự lựa chọn động cơ loại DK52-4 (Tra bảng 1,3/235).
Các thông số kỹ thuật:
Công suất: P = 11(KW).
Vận tốc quay: n=1458 (Vòng/phút).
II. Phân phối Tỉ số truyền:
Ta có vận tốc trục công tác:
. . 60000.
65,45
60*1000 11.100
lv
Z P n V
V
n
= ⇒ = =
(v/p)
Với Z = 11(răng).
P = 100(mm).
V = 1,2 (m/s).
Tỷ số truyền chung:
1458
22,27
đc
lv lv
U
n
n n
= = =
Mặt khác theo sơ đồ động ta có: U=U
n
.U

h
.U
nt.
U=U
n
.U
h
=U
đ
.U
h
22,27
8,91
2,5
h
đ
U
U
U
⇒ = = =
U
đ
=U
n
: Tỷ số truyền ngoài hộp.
U
h
: Tỷ số truyền hộp giảm tốc.
U
nđ

=1:Tỷ số truyền nối trục.
Tra bảng 2.4 về tỷ số truyền đại SGK trang 21, chọn U
đ
=3,2.
Mặt khác: U
h
=U
n
.U
c
.
U
n
: Tỷ số truyền cấp nhanh.
U
c
: Tỷ số truyền cấp chậm.
Chọn U
n
=1,2U
c
2
.
Nên U
h
=1,2.U
c
2
→
8,91

2,72
1,2 1,2
h
C
U
U
= = = ⇒
U
n
=
8,91
3,28
2,72
h
c
U
U
= =
.
Kiểm tra.
U
kt
=U
đ
.U
n.
U
c
=2,5.3,28.2,72=22,30
SVTT: PHAN BÁ TRUNG. Trang 8

GVHD: VĂN HỮU THỊNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
22,27 22,30 0,03
3%
100 100 100
kt
U U−
−
= = =
→ Hợp lý với yêu cầu sai số vè tỷ số truyền.
∆
i
=2÷3%.
Tính công suất từng trục: Ta có P
ct
= 8,83(KW).
P
I
= P
ct
.η
đ.
η
ol
= = 8,83.0,95.0,96 = 8,43(KW).
P
II
= P
I
.η
br.

η
ol
=8,43.0,995.0,97 = 8,14(KW).
P
III
= P
II
.η
nt
. η
br
2
.
η
ol
2

= 8,14.0,97
2
.0,995
2
.1= 7,58(KW).
Mômen xoắn: T
i
=
i
n
P.10.55,9
6
;

T
đc
=
6
1
9,55.10 .
ct
P
n
=
6
9,55.10 .8,83
57837,11( . )
1458
N mm=
;

T
1
=
6
9,55.10 .8,43
138042,69( . )
583,2
N mm=
;
1
1458
583,20
2,5

dc
đ
n
n
u
= = =
(Vòng/phút).
T
2
=
6
9,55.10 .8,14
437215,97( . )
177,8
N mm=
.
1
2
583,2
177,80
3,28
n
n
n
u
= = =
(Vòng/phút).
T
3
=

6
9,55.10 .7,58
1107373,41( . )
65,37
N mm=
.
2
3
177,8
65,37
2,72
c
n
n
u
= = =
(Vòng/phút).
Bảng phân phối tỷ số truyền:
Trục
Thông số
Động cơ I II III
u u
đ
= 2,5 u
n
= 3,28 u
c
= 2,73
n ( v/ph ) 1458 583,2 177,8 65,37
P ( Kw ) 8,83 8,43 8,14 7,58

T
i
=
i
n
P.10.55,9
6

( N .mm )
57837,11 138042,69 437215,97 1107373,41
SVTT: PHAN BÁ TRUNG. Trang 9
GVHD: VĂN HỮU THỊNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Phần II:
THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐỘNG
… o0o…
A-THIẾT KẾ TRUYỀN ĐỘNG ĐAI
I. Xác định các thông số bộ truyền :
Từ điều kiện làm việc
n = 1458 (v/ph)
P
ct
= 8,83 (kw)
U = 2,5
- Chế độ làm việc ngày 2 ca, 1 ca 8 giờ.
Theo hình 4.1/trang 59 chọn loại đai tiết diện đai hình thang thường
ký hiệu A với các thong số sau:
Kích thước tiết diện: b
t
=14.
b = 17. d

1

∈
(140÷280) mm.
h = 10,5. l
∈
(800÷8300)mm.
y
0
= 4,0.
A =138.
Tính đường kính 2 trục:
Tra bảng 4.13/trang 59.
 Chọn d
1
= 140 (mm)
- Vận tốc đai :
1
1
. .
v
60x1000
dc
d n
π
=
=
3,14.200.1458
60000
=15,26 (m/s)

Thỏa điều kiện: v
1
= 15,26(m/s) < v
max
= 25 (m/s).
 Tính đường kính d
2:
Theo 4.2/trang 53 d
2
= d
1
.u./(1-
ε
)
Chọn ε = 0,02 hệ số trượt
 d
2
=
1
2
200. 200.1458
510,2
(1 ). (1 0,02).583,2
n
n
ε
= =
− −
(mm)
Tra bảng 4.26/trang 67, chọn d

2
= 500 mm
Như vây tỷ số truyền thực tế:
2
1
500
2,55
.(1 ) 200.(1 0,02)
tt
d
u
d
ε
= = =
− −
SVTT: PHAN BÁ TRUNG. Trang 10
GVHD: VĂN HỮU THỊNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Với ∆u =
(2,55 2,5)
.100% .100% 2,%
2,5
d
u u
u
−
−
= =
=> ∆u = 2, % < 4% => Thỏa điều kiện trong giới hạn cho phép.
2.khoảng cách trục
a thỏa điều kiện theo công thức 4.14/trang 60:

0,55(d
1
+d
2
)+h ≤ a ≤ 2(d
1
+d
2
).
0,55(200+500)+10,5 ≤ a ≤ 2(200+500).
395,5 ≤ a ≤ 1400
Với a = 500 (mm)
 Thỏa điều kiện.
3.Tính chiều dài đai:
Công thức 4.4/trang 54:
2
1 2 2 1
( ) ( )
= 2a +
2 4
d d d d
l
a
π
+ −
+

2
3,14.(200 500) (500 200)
2.550 2199,41( )

2 4.500
mm
+ −
+ + =
Tra bảng 4.13/trang 59, chọn chiều dài chuẩn l = 2500 mm
 Kiểm nghiệm về điều kiện tuổi thọ
max
= i 10
v
i
l
≤ =
/s
Với: i : Số lần cuốn của đai.
v : Vận tốc đai.
l: 2000mm=2m chiều dài đai.

max
15,26
6,1/ 10/
2,5
i s i s= = ≤ =

 Thỏa điều kiên.
 Tính chính xác khoảng cách a:
Theo 4.6/trang 54
2 2
8
a =
4

λ λ
+ + ∆
Trong đó: *
1 2
( ) (200 500)
. 2500 3,14. 1401( ).
2 2
d d
l mm
λ π
+ +
= − = − =
*
2 1
( ) (500 200)
150( ).
2 2
d d
mm
− −
∆ = = =
SVTT: PHAN BÁ TRUNG. Trang 11
GVHD: VĂN HỮU THỊNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
 a =
2 2
1401 1401 8.150
684,05
4
mm
+ −

=
4.Tính góc ôm
1
α
:
Điều kiện
1
α
≥ 120
0
Theo 4.7 /trang 54
1
α
=
0
0 0
2 1
( ).57 (500 200).57
180 180 155
684,05
d d
a
− −
− = − ≈
Vậy
1
α
= 155> α
min
= 120

0

 Thỏa điều kiện.
II.Xác định số đai z :
Số đai z được xác định theo 4.16/trang 60:
[ ]
1
0
.
z =
. . .
d
u z l
P k
P c c c c
α
Trong đó:
* P
1
= 8,83kw công suất trên bánh dẫn.
*
[ ]
0
P
= 5,53 kw công suất cho phép (tra bảng 4.19/trang 62)
* k
đ
: hệ số tải trọng động (tra bảng 4.7/trang 55). Vì chế độ làm việc ngày 2 ca
nên lấy trị số trong bảng tăng thêm 0,1 vậy.
k

đ
= 1,25 + 0,1=1,35
*
c
α
= 0,93 hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm (tra bảng 4.10/trang )
l
=2000(mm)
0
l
=2240(mm) tra bảng
0
2500
1,116
2240
l
l
= =

l
c
= 1 hệ số kể đến ảnh hưởng chiều dài đai (tra bảng 4.16/ trang61)
v ới u =3,2

u
c
=1,14 hệ số kể đến ảnh hưởng tỷ số truyền (tra bảng 4.17)
*
z
c

=1 hệ số kể đến ảnh hưởng sự phân bố không điều tải trọng cho các dây
đai (tra bảng 4.18).
Nên
8,83 x 1,35
z = 2,03
5,53 x 0,93 x 1,14 1
≈
×
Chọn z = 2
-Chiều rộng bánh đai:
Theo 4.17 và 4.21 B = (z-1)t + 2e
Các thông số: t = 19 h
0
= 4,2 e = 12,5
SVTT: PHAN BÁ TRUNG. Trang 12
GVHD: VĂN HỮU THỊNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
=> B = ( 2- 1 ).19 + 2x12,5 = 44(mm)
- Đường kính ngoài bánh đai:
d
a
= d + 2h
0
• Đường kính ngoài bánh đai dẫn:
d
a1
= d
1
+ 2h
0
= 200 + 2x4,2=208,4 (mm)

• Đường kính ngoài bánh đai bị dẫn:
d
a2
= d
2
+ 2h
0
= 500 + 2.4,2 = 508,4 (mm)
III.Xác định lực căng ban đầu và lực căng tác dụng lên trục :
- Lực căng đai F
0
:
Theo CT 4.19/trang 63 F
0
= 780.
1
.
+ F
. .
d
P k
v c z
α
α
Với
* F
v
= q
m
.v

2
lực căng do lực li tâm sinh ra (CT 4.20/trang 20)
Với tiết diện đai loại A → tra bảng 4.22/trang 22 → q
m
= 0,105 kg/m.
=> F
v
= 0,178.(15,26)
2
= 41,45 (N)
Nên : F
0
= 780.
1,35.8,83
41,45 369,03
15,26.0,93.2
+ =
(N)
 Lực tác dụng lên trục F
r
Theo CT 4.21/trang 64
F
r
= 2F
0
.z.sin(α
1
/2) = 2x369,03x2xsin(155
0
/2) = 1441,13 (N).

B. THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC.
- Khai triển với các số liệu:
P
1
= 8,83 KW, n
1
= 583,2 Vòng/phút, u
h
= 8,91 u
n
= 3,28.
u
c
= 2,73 KW, n
2
= 177,8 vòng/phút, T
1
= 138042,69 T
2
= 1107373,41.
Thời gian sử dụng 300 ngày, làm việc 2 ca, 1 ca 8 giờ, năm làm việc 5 năm.
 Tổng thời gian sử dụng: 300.(2.8).5 = 24000(giờ).
B.1 THIẾT KẾ BÁNH RĂNG CẤP NHANH- BÁNH TRỤ RĂNG THẲNG
I.Chọn vật liệu:
Dựa vào điều kiện làm việc không đòi hỏi đặc biệt,và theo quan điểm thống nhất
hoá thiết và đây là bộ truyền bánh răng trụ thẳng nên ta chọn vật liệu 2 cấp bánh răng như
sau:
Theo bảng 6.1/trang 92 ta chọn:
 Bánh nhỏ: thép C45 tôi cải thiện.
Đạt độ rắn HB=241÷285

•
1b
σ
= 850 ( MPa )
SVTT: PHAN BÁ TRUNG. Trang 13
GVHD: VĂN HỮU THỊNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
•
1ch
σ
= 580 ( MPa )
 Bánh lớn (bị dẫn) : thép C45 tôi cải thiện
Đạt độ rắn HB=192÷240
•
2b
σ
= 750 ( MPa )
•
2ch
σ
= 450 ( MPa )
II.Xác định ứng suất cho phép:
Theo bảng 6.2/trang 94 đối với thép C45 tôi cải thiện đạt HB <350 (180÷350)
Có:
limH
o
σ
= 2HB + 70 S
H
= 1,1

limF
o
σ
= 1,8.HB S
F
= 1,75
Chọn độ rắn:
- Bánh nhỏ: HB
1
=245
- Bánh lớn: HB
2
=230
Nên:
o
H lim1
σ
= 2×245 + 70 = 560 (Mpa)

o
Flim1
σ
= 1,8×245 = 441 (Mpa)

o
H lim 2
σ
= 2×230+70 = 530 (Mpa)

o

Flim 2
σ
= 1,8×230 = 414 ( Mpa)
Theo 6.5/trang 9
N
Ho
= 30 H
2,4
HB
Do đó: N
Ho1
= 30× 245
2.4
= 1.6x10
7
N
Ho2
= 30×230
2.4

= 1,39x10
7

Vì bộ truyền làm việc có tải trọng thay đổi. nếu số chu kì thay đổi ứng suất tương đương
được tính theo 6.7/trang 93.
N
HE
=60.c.Σ (Ti / T
max
)

3
.n
i
.t
i
Với : * c =1 số lần ăn khớp trong 1 lần quay.
* T
i
moment xoắn ở chế độ i.
* n
i
số vòng quay bánh dẫn.
* t
i
= 8 x 2 x 300 x 5 = 24000(h) tổng thời gian làm việc.
N
HE1
=60 c .
1
1
u
n
∑
T
i
∑
( T
i
/ T
max

)
3
.n
i
/
∑
t
i
= ( 60 . 1 .
583,2
3,28
. 24000 ).( 1
3
.0,7 + 0,8
3
.0,3) = 21,9.10
7
Ta có N
HE1
= 21,9.10
7
> N
HO1
= 1,6.10
7

⇒
K
HL1
= 1

SVTT: PHAN BÁ TRUNG. Trang 14
GVHD: VĂN HỮU THỊNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Tương tự K
HL2
=1
Ứng suất tiếp xúc sơ bộ.được xác định :
Theo công th ức ( 6.1a ):
[ ]
/
Hl
H Hlim
H
K
σ =σ .
S
S
H
: Là hệ số an toàn khi tiếp xúc và cuốn, tra bảng 6.2/trang 94 → S
H
=1,1, với K
HL1
= K
HL2
=1.
Nên:
[ ]
1
H
σ
=

560.1
1,1
= 509( MPa )

[ ]
2
H
σ
=
530.1
1,1
=481,82 ( MPa )
-Với cấp nhanh sử dụng răng trụ răng thẳng do đó:
[ ]
H
σ
=
[ ]
2
σ
H
= 481,82 (MPa)
[ ]
H
σ
=481,82 (MPa)<1,25
[ ]
2
H
σ

=602,28(MPa)
-Với cấp chậm dùng răng trụ răng nghiêng

[ ]
'
H
σ
=
[ ] [ ]
1 2
509 481,82
495,41
2 2
H H
σ σ
+
+
= =
(MPa)
 Số chu kì thay đổi ứng suất uốn.
Theo 6.8/trang 93: N
FE
= 60 .c
∑
( T
i
/ T
max
)
F

m
.n
i
.t
i
*
F
m
:bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc và uốn.
Với HB(180÷350)HB
⇒
m
F
= 6. (tra bảng 6.4/trang 95).

⇒
N
2FE
= 60.1.
583,2
3,28
.24000.( 1
6
. 0,7 + 0,3.0,8
6
) = 19,94.10
7
Ta thấy:

⇒

N
FE2
= 19,94.10
7
> N
Fo
= 4.10
6
số chu kì thay đổi ứng suất cở sở khi thử về uốn

⇒
K
FL2
=1
Tương tự cho N
FE1

⇒
K
FL1
=1
 Ứng suất uốn cho phép, tính theo 6.2a/trang 93.
[ ]
F
σ
=
o
Flim
σ
.K

FC
.K
FL
/S
F

Trong đó: K
FC
=1:hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải với bộ truyền quay một chiều.
Nên:
HB
Flin
8,1
0
=
σ
0
1
1,8.245 441
Flin
MPa
σ
= =
; S
F
= 1,75.
SVTT: PHAN BÁ TRUNG. Trang 15
GVHD: VĂN HỮU THỊNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
0
2

1,8.230 414
Flin
MPa
σ
= =
;
•
[ ]
/
1F
σ
=
441.1.1
1,75
= 252 ( MPa )
•
[ ]
/
2F
σ
=
414.1.1
1,75
= 236,57 ( MPa )
Theo (6.13 và 6.14)/trang 95 , ứng suất quá tải cho phép.
Với bánh răng thường hoá, thép tôi cải thiện
*
[ ]
H ch2
max

σ =2,8.σ = 2,8 450 = 1260 MPa×
*
[ ]
MPaH
ch
1628580.8,2.8,2
1
max
1
===
σσ
*
[ ]
MPaH
ch
1260450.8,2.8,2
2
max
2
===
σσ
[ ]
chF
σσ
.8,0
max
=⇒
khi HB ≤ 350.
*
[ ]

F1 ch1
max
σ =0,8.σ
= 0,8.580 = 464 MPa
*
[ ]
F2 ch2
max
σ =0,8.σ
= 0,8.450 = 360 Mpa
III. Tính toán bộ truyền cấp nhanh(bánh răng trụ răng thẳng)
1.Xác định sơ bộ khoảng cách trục
Theo 6.15a/trang 96: a
[ ]
3
1 H
w a
2
H ba
T .K
K .(u 1).
.u.
β
= +
σ Ψ
Trong đó:
* K
a
(MP
a

1/3
) = 49,5 : hằng số phụ thuộc vào vật liệu ở cặp bánh răng và loại răng
tra bảng 6.5/trang 96.
* u
1
= u
n
= 3,28
* T
1
= 138042,69 (N.mm).
*
[ ]
H
σ
= 481,82 MPa
*
ba
Ψ
= 0,4 tra bảng 6.6/trang 97.

bd
Ψ
=0,53.04.(3,28+1) = 0,907 (ct 6.16/trang 97).
*
1,15
HB
K =
hằng số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành
răng khi tính về tiếp xúc , theo bảng 6.7/trang 98.

=> a
w1
=
3
2
138042,69.1,15
49,5.(3,28 1) 170,49
(481,82) .3,28.0,4
+ =
mm
Chọn a
w1
= 170 mm
2.Xác định các thông số ăn khớp:
a.Xác định modun m:
theo bảng 6.17/trang 97: m = (0,01÷0,02).a
w1
= (0,01÷0,02).170 = (1,7÷3,4) mm
SVTT: PHAN BÁ TRUNG. Trang 16
GVHD: VĂN HỮU THỊNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Chọn m = 3 (mm)
b.Xác định số răng và góc nghiên β:
Đối với bánh răng thẳng
⇒

β
=0: góc nghiêng của răng,
Từ 6.18/trang 49: a
w
= m(z

1
+z
2
)/2cos
β
*z
1
:bánh răng bánh dẫn
*z
2
:bánh răng bánh bị dẫn
Số rang ư bánh nhỏ:
⇒
z
1
=
1
2 2.170
26,48
( 1) 3.(3,28 1)
aw
m u
= =
+ +
(theo 6.19)
Chọn z
1
=26 răng
Số rang bánh lớn:

⇒
z
2
= u
n
.z
1
= 3,28x26 = 85,28 răng
Chọn z
2
=85răng
⇒
z
t
= z
1
+z
2
= 26+85 = 111 răng
c.Khoảng cách thật sự giữa 2 trục:
a
wt
=
. 3.111
166,5
2 2
m Zt
= =
Tỷ số truyền thực sự là:
U

m
=
2
1
85
3,27
26
Z
Z
= =
Hệ số dịch tâm
w1
1 2
167
0,5( ) 0,5(85 26) 0,167
3
a
y z z
m
= − + = − + =
1000 1000 0,167
1,505
111
y
t
y
k
z
×
= = =

-Do đó theo công thức 6,24 hệ số giảm đỉnh răng:
.
0,032.111
0,0036
1000 1000
x t
y
k z
∆ = = =
-Theo bảng 6.10a chọn
0,032
x
k =
0,167 0,0036 0,17
t y
x y= +∆ = + =
-Theo 6.26 hệ số dịch chuyển bánh 1
2 1
1
( ) (85 26)
0,5 . 0,5 0,17 .0,167 0,04
111
t
t
z z
x x y
z
 
− −
 

= − = − =
 
 
 
 
-Hệ số dịch chỉnh bánh 2
2 1
0,17 0,04 0,13
t
x x x= − = − =
SVTT: PHAN BÁ TRUNG. Trang 17
GVHD: VĂN HỮU THỊNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Theo coong thức 6.27 góc ăn khớp;
w
w1
0
w
. .cos
111.3.cos 20
cos 0,9203
2 2.170
23,03
t
t
t
z m
a
α
α
α

= = =
⇒ =
IV. Kiểm nghiệm răng theo độ bền tiếp xúc:
Ứng suất tiếp xúc xuất hiện trên mặt răng của bộ truyền phải thỏa mãn điều kiện sau:
Công thức 6.33/trang 105 :
2
1

)1.( 2

ww
H
HMH
dub
uKT
ZZZ
+
=
ε
σ

≤

[ ]
H
σ

Trong đó:
•
Z

M
= 274 (MPa)
1/3
hằng số kể đến cơ tính vật liệu của bánh răng ăn khớp, trị số
Z
M
được tính tra bảng 6.5/trang 96.
•
Z
H
=
w
2cos / sin 2
b t
β α
hằng số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc.
Theo ct 6.35/trang 105.
Tgβ
b
=cosα
t
.tgβ.
Vì β = 0 → Tgβ
b
= 0 → β
b
= 0, theo TCVN/1065-71: α = 20
0
.
0

0
2.cos0
1,667
sin(2.23,03 )
H
Z = =
*
ε
Z
: Hệ số sự trùng khớp của rãnh
Theo công thức 6.37/trang 105.
π
βω
ε
β
m
b sin.
=
β
ε
: Hệ số tănng khớp dọc.
SVTT: PHAN BÁ TRUNG. Trang 18
GVHD: VĂN HỮU THỊNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Vì β = 0 →
1
sin 0
w . 0,4.170 66,8
ba
b aw
β

=
 
 
 
 
= Ψ = =
 
 
 
β
ε
= 0.
 Tính
β
ε
theo công thức 6.36a/trang 105.
ε
Z
=
3
4
α
ε
−
α
ε
: Được tính theo công thức 6.38b/105.
[ ] [ ]
0
1 2

1,88 3,2(1/ 1/ ) cos 1,88 3,2(1/ 26 1/ 85) .cos0 1,72Z Z
α
ε β
= − + = − + =
ó
4 1,72
0,87
3
Z
ε
−
= =
K
H
: Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc theo công thức 6.39/trang 106.
K
H
= K
Hβ
.K
Hα
.K
HV.
* K
Hβ
: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng.
Chọn K
Hβ
= 1,15
* K

Hα
: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng các đôi răng đồng thời ăn
khớp bánh răng.
Đối với bánh răng thẳng tra bảng 6.14/trang 107 K
Hα
=1,05.
* K
HV
: Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp.
Theo công thức 6.14/trang 107.
1
. w. w
1
2. .
H t
HV
H H
V b d
K
T K K
β α
= +
*
w
0
. . .
H H
m
a
V g V

u
δ
=
- δ
H
= 0,006 : Hằng số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp tra bảng
6.15/trang 107.
-
0
g
= 56 : Hằng số kể đến ảnh hưởng của các sai lệch các bước răng bánh 1 và 2
tra bảng 6.16/107.
w1 1
. .
60000
d n
V
π
=
(6.40/trang 106).
Với :
w1
1
2
2.170
w 79,63( )
1 3, 27 1
m
a
d mm

u
= = =
+ +
; với
1
2
85
3,27
26
m
Z
u
Z
= = =
SVTT: PHAN BÁ TRUNG. Trang 19
GVHD: VĂN HỮU THỊNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

3,14.79,63.583, 2
2,43( / )
60000
V m s= =
w
0
. . .
H H
m
a
V g V
u
δ

=

170
0,006.43.2,43. 4,52
3,27
H
V = =
w
. 0,4.170 68
ba
b a
ω
ψ
= = =
1
. w. w
1
2. .
H t
HV
H H
V b d
K
T K K
β α
= +

4,52.68.79,63
1 1,07
2.138042,69.1,15.1,05

HV
K = + =
K
H
= K
Hβ
.K
Hα
.K
HV
= 1,15.1,05.1,07 = 1,29
Vậy với:
Z
M
= 274; Z
H
=1,667; Z
ε
= 0,87.
K
H
= 1,29; T
1
= 138042,69(N.mm); u
m
= 3,27.
D
m
= 79,63 (mm); b
w

= 68.
[ ]
1
3
3
2 2
w
2 . .( 1)
2 138042,69 1,312 (3,27 1)
. . . 274 1,667 0,865.
. . w 68 3,27 (79,63)
363,36( )
H m
H M H H
m m
T K u
Z Z Z
b u d
MPa
ε
δ δ
+
× × × +
= ≤ = × ×
× ×
=
Theo công thức 6.1 với v=2,43(m/s) ,z
v
=1 với cấp chính xác động học là 8 khi đó cần gia
công đạt độ nhám R

z
=10 40(
m
µ
) => z
r
=0,95 với d
a
<170mm, k
xh
=1 do đó theo 6,1
và 6,1a ta có:

[ ] [ ]
. . . 481,82 1 0,95 1 457,73( )
H H R V XH
Z Z K MPa
δ δ
= = × × × =
Vậy ta có :
[ ] [ ]
363,36 457,73( )
H H
MPa
δ δ
= < =
=>thỏa điều kiện ứng suất
Thông số và kích thước bộ truyền
-khoảng cách trục a
w1

=170(mm)
-modun m=3
-Chiều rộng bánh răng b
w
=68
-tỷ số truyền u
m
=3,27
-góc nghiêng B
0
=0
0
SVTT: PHAN BÁ TRUNG. Trang 20
GVHD: VĂN HỮU THỊNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
-Hệ số dịch chỉnh x
1
=0,04
-Hệ số dịch chỉnh x
2
=0,13
-đường kính chia d
1
=mz
1
=3.26=78(mm)
d
2
=3.81=243(mm)
-Đường kính đỉnh răng d
a1

= d
1
+2(1+x
1
-
∆
y
).m =78+2(1+0,04-0,0036).3
= 84,22(mm)
d
a
=249,76(mm)
-Đường kính đáy răng:
d
f1
=d
1
-(2,5-2x
1
).m
=78-(2,5-2.0,04).3 = 70,74(mm)
d
f2
=236,28(mm)
B.2 TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN CẤP CHẬM
(BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG CHỮ V)
Trong bộ truyền cấp chậm, có 2 bộ bánh răng làm việc hoàn toàn giống nhau, đặt
song song. Do đó, ta tính thông số cho 1 bộ truyền bộ còn lại cũng giống như bộ thiết kế:
I. Xác định các thông số cơ bản của bộ truyền:
1.Xác định sơ bộ khoảng cách trục a

w
:
Theo (6.15a):
[ ]
3
2 Hβ
w a 2
2
H 2 ba
T .K
a = K .(u +1).
σ .u .Ψ
• K
a
= 43 bảng 6.5/trang 96
• u = 2,73
• T
2
= 43721597 Nmm
•
ba
Ψ
= 0,54
do bánh răng chữ V nên
ba
Ψ
=1,35
ba
Ψ
=0,54

2
0,53. ( 1) 0,53.0,54.(2,73 1) 1,07
bd ba
u
ψ ψ
= + = + =
Tra bảng 6.7/trang 98 với ψ
bd
=0,8 → chọn K
Hβ
= 1,15
SVTT: PHAN BÁ TRUNG. Trang 21
GVHD: VĂN HỮU THỊNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
•
[ ]
'
H
σ = 495,41 MPa
=>
3
2
2
437215,97.1,15
43.(2,73 1) . 178,98( )
(495,41) .2,73.0,54
w
a mm= + =
Chọn a
w
= 179 ( mm )

2. Xác định các thông số ăn khớp:
a.Xác định modum m:
Từ CT 6.17/trang 97: m = ( 0,01
÷
0,02 ) . a
w
= (0,01
÷
0,02).179 = (1,79
÷
3,58)
Chọn: m = 3
b.Xác định số răng, góc nghiêng
β
, hệ số dịch chỉnh x:
Bộ truyền cấp chậm gồm hai bộ bánh răng góc nghiêng đối xứng nhau. Ta xem
đây như răng chữ V.
Chọn sơ bộ
0
35
β
=
=>
cos 0,82
β
=
Theo 6.31/trang 103:
0
1
2

2 .cos 2.179.cos35
26,23
( 1) 3.(2,73 1)
aw
Z
m u
β
= = =
+ +
Số răng bánh nhỏ:
Chọn z
1
= 26 răng
⇒
z
2
= u.z
1
= 2,7.26 = 70,98
Chọn z
2
= 71 răng
⇒
z
t
= z
1
+z
2
= 71+26 = 98 răng

• Tính lại cấp chính xác góc nghiêng
β
:
CT 6.32/trang 103:
w
.
3.98
cos 0,8128
2 2.179
t
m Z
a
β
= = =

0
35,63
β
⇒ =
• Tỉ số truyền thực là :
2
1
71
2,731
26
Z
u
Z
= = =
II. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:

Ứng suất tiếp xúc σ
H
được tính theo 6.33/trang 105 , thỏa điều kiện:

2
2
2

)1.( 2

wdubw
uKT
ZZZ
H
HMH
+
=
ε
δ

Trong đó:
Z
M
= 274 (hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp bảng
6.5/trang 96
Z
H
=
tw
b

2.cosβ
sin2.α
bảng 6.34/trang 105
SVTT: PHAN BÁ TRUNG. Trang 22
GVHD: VĂN HỮU THỊNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Ở đây:
*
b
β
: góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở.
* tg
b
β
=cos
tw
α
.tg
β
bảng 6.35/trang 105
Theo tiêu chuẩn việt nam(TCVN1065-71)góc profin gốc
0
20
α
=
Góc profin răng
t
tgα
α = arctg
cosβ
 

 ÷
 
Vì là răng nghiêng không sử dụng dịch chỉnh :
=>
tw t
tgα
α = α = arctg
cosβ
 
 ÷
 
=
( )
( )
0
0
20
.( ) 24,12
cos 35,63
tg
arctg =
Góc nghiêng trụ cơ sở
=>
( ) ( )
0
cos . cos 24,12 . 35,63 0,654 33,182
b t b
tg tg tg
β α β β
= = = ⇒ =

=> β
b
= 33,18
0
Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc,theo 634 ta có:
( )
w
2.cos( )
sin 2.
b
H
t
Z
β
α
=
Nên:
( )
0
2.cos(33,18 )
1,49
sin 2.24,12
H
Z = =
b
w
= ψ
ba
.a
w

= 0,54.197 = 1,49(mm)
ε
β
=
.sin 96,66.sin(35,63)
5,98
. 3.3,14
bw
m
β
π
= =
Do
1
β
ε
>
theo 6.36c/trang 105 tính
ε
α
1
z =
ε
Theo 6.38b/trang 105
( )
0
1 2
1 1 1 1
1,88 3,2. .cos 1,88 3, 2. .cos 35,63 1,39
26 71Z Z

α
ε β
 
 
 
 
= − + = − + =
 
 ÷
 ÷
 
 
 
 
 
=>
1
0,85
1,39
Z
ε
= =
K
H
= K
H
α
.K
Hβ
.K

Hv

Với : K
Hβ
= 1,15 bảng 6.7/trang 98
K
H
α
= 1,13 (hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng ) (bảng 6.14 )
Đường kính vòng lăn bánh nhỏ:

1
2
2 2.179
95,95( )
1 2,73 1
aw
dw mm
u
= = =
+ +
SVTT: PHAN BÁ TRUNG. Trang 23
GVHD: VĂN HỮU THỊNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Vận tốc vòng theo công thức 6.40:
Và
1 1
. 3,14.95,95.177,8
0,89( )
60000 60000
dw n

V mm
π
= = =

V=0,89m/s < 2,5m/s.tra bảng 6,13 ta được cấp chính xác 9
H w w1
HV
2 Hβ H
v .b .d
K = 1+
2.T .K .K
α
từ 6.41.trang 107
trong đó:
w
H H 0
a
V = δ .g .v.
u

Ta có các thông số:
δ
H
=0,002 (hệ số kể đến ảnh hưởng của sai số ăn khớp) bảng 6.15/trang 107
g
0
=73(hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch bước răng) bảng 6.16/trang 107
=>
179
0,002.73.0,89. 1,05

2,731
H
V = =
T
2
= 437215,97 Nmm.
Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp:
1,05.96,66.95,95
1 1,01
2.437215,97.1,15.1,13
HV
K⇒ = + =
 K
H
= K
Hβ
.K
H
α
.K
Hv
= 1,15.1,13.1,01=1,31
Thay các giá trị.
Z
M
= 274; Z
H
= 1,49; Z
ε
= 0,85; T

2
=437215,97 Nmm.
K
H
= 1,31; u = 2,731; b
w
= 96,66mm; d
w1
= 95,95mm.
ứng suất tiếp trên bề mặt làm việc:
2
2 2
1
2. . ( 1) 2.437215,97.1,31.(2,731 1)
. . . 274.1,49.0,85.
. . 96,66.2,731.(95,95)
460,19( )
H
H M H
T K u
Z Z Z
bwu d w
MPa
ε
δ
+ +
= =
=
Với cấp chính xác động học là 9, chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 9
khi đó ta cần gia công đạt độ nhám R

Z
(10
÷
40)
m
µ
Nên Z
R
=0,9 với d
a
<700 (mm)
XH
K =1⇒
Theo 6.1a/trang 93 và 6.1/trang 91 ứng suất tiếp cho phép:
[ ]
H
HL
H
S
KH .lim
0
/
δ
δ
=
[ ]
XHVR
H
HL
H

ZZZ
S
KH

.lim.
0
δ
δ
=
SVTT: PHAN BÁ TRUNG. Trang 24
GVHD: VĂN HỮU THỊNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
[ ] [ ]
XHVRHH
ZZZ
/
δδ
=⇔
Với
[ ] [ ]
/
2
495,41
H H
δ δ
= =
[ ]
495,41.0,9.1 445,87( )
H
MPa
δ

= =
Nhưng do:
[ ]
445,87
H H
MPa
δ δ
> =
do đó cần tăng thêm khoảng cách trục a
w
và kiểm
nghiệm kết quả ta được:
a
w=
185mm
H
δ
=425,7<
[ ]
H
δ
=445,87(Mpa)
wt
α
=23,35
Z
1
=28(răng) z
2
=76(răng)

2
m
1
76
U 2,71
28
z
z
= = =
b
w
=99,9 d
w1
=99,73
0
33,52
β
=
V=0,93(m/s)
III. Kiểm nghiệm vể độ bền uốn:
Để đảm bảo độ bền uốn cho răng, ứng suất uốn sinh ra tại chân răng không được vượt
quá một giá trị cho phép
Theo (6.43):
[ ]
2 Fε β F
F F
w w2
2.T .K .Y .Y .Y
σ = σ
b .d .m

≤
Trong đó:
• T
2
= 437215,97 Nmm
• m = 3 mm
• b
w
= 96,9mm
• d
w
= 99,73mm
K
F
: K
FB
.K
Fα
.K
FV
: Hệ số tải trọng khi tính về uốn.
K
FB
= 1,32 tra bảng 6.7/trang 98.
K
Fα
= 1,37 tra bảng 6.14/trang 107.
K
FV
= 1,02: H ệ số k ể →tải trọng động xuất hiện trong vòng ăn khớp khi tính về

uốn.
F w w1
FV
2 Fβ F
v .b .d
K = 1+
2.T .K .K
α
(CT 6.46/trang 109).
K
Fα
: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp
khi tính về uốn.
w
F F o
a
= .g .v.
u
υ δ
(CT 6.47/trang 109).
δ
F
và g
0
tra bảng 6.15 và 6.16 tính theo V.
SVTT: PHAN BÁ TRUNG. Trang 25