Đồ án thiết kế hệ dẫn động băng tải

ỏn mụn hc Chi Tit Mỏy Giỏo viờn hng dn: c Nam
Lời nói đầu.
Chi tiết máy là môn khoa học nghiên cứu các phơng pháp tính toán và
thiết kế các chi tiết máy có công dụng chung. Môn học Chi tiết máy có
nhiệm vụ trình bày những kiến thức cơ bản về cấu tạo, nguyên lý cũng nh
phơng pháp tính toán các chi tiết máy có công dụng chung, nhằm bồi dỡng
cho sinh viên khả năng giải quyết những vấn đề tính toán và thiết kế các chi
tiết máy, làm cơ sở để vận dụng vào việc thiết kế máy. Đối với các ngành cơ
khí, chi tiết máy là môn kỹ thuật cơ sở cuối cùng, là khâu nối giữa phần bồi
dỡng những chi thức về khoa học kỹ thuật cơ bản với phần bồi dỡng kiến
thức chuyên môn.
Trong nội dung một đồ án môn học, đợc sự chỉ bảo hớng dẫn tận tình
của thầy giáo Trịnh Chất, em đã hoàn thành bản thiết kế Hệ dẫn động băng
tải với hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh. Tuy nhiên, do kiến thức còn hạn
chế nên em không tránh khỏi sai sót.Em rất mong tiếp tục đợc sự chỉ bảo,
góp ý của thầy cô và các bạn.
Nhân đây, em cũng xin bày tỏ lòng cảm ơn đối với thầy giáo Trịnh
Chất và các thầy giáo trong bộ môn Cơ sở Thiết kế máy đã giúp đỡ em hoàn
thành đồ án này.

Hà Nội, tháng 4 năm 2007
Sinh viên
Dơng Thế Quang
Sinh viờn: Dng Th Quang - C in t 2 K49 1
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam
Phần 1: Tính động học hệ dẫn động:
1. Chọn động cơ điện:
P
dc
> P
yc

n
dc
≈ n
db
*P
yc=
P
ct
.β/η
- Tính η:
η =η
dai
. η
3
br
. η
3
ol
. η
ot
. η
k
= 0,95.0,96
3
.0,99
3
.0,98.1 (bảng 2.3 [1])
= 0,799
Với:η
dai

Hiệu suất của bộ truyền đai
η
br
Hiệu suất một cặp bánh răng
η
ol
Hiệu suất một cặp ổ lăn
η
ot
Hiệu suất một cặp ổ trượt
η
k
Hiệu suất nối trục di động

- Tính β:
β =
2
1
.
i i
i
ck
P t
P t
 
 
 ÷
 ÷
 
 

∑
= 0,86
- Tính P
ct
:
P
ct
= F.v/1000= 6600.0,65/1000
= 4,29
P
yc
= 4,29.0,86/0,799 = 4,62(KW)
* n
db
= n
ct
.u
sb
n
ct
= 60000.v/∏.D = 60000.0,65/∏.340 = 36,51
Chọn sơ bộ u
sb
= 41
 n
db
= 36,51.41 = 1496,91 ≈ 1500
Vậy chọn được động cơ với thông số:
Kiểu động cơ: DK 52-4
Số vòng quay thực: n

dc
=1440(v/f)
Công suất: P
dc
= 7(kW)
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49 2
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam
4,15,1
1
==>=
T
T
K
T
T
mm
dn
K
cosϕ = 0,85
2. Phân phối tỷ số truyền:
u
ch
= n
dc
/n
ct
= 1440/36,51 = 39,44
= u
ngoai
.u

h
Chọn trước u
ngoai
= 3
 u
h
= u
ch
/u
ngoai
= 39,44/3 = 13,15
u
h
= u
1
.u
2
Chọn theo kinh nghiệm: u
1
= 1,2u
2
 u
2
= 13,15/1,2 = 3,31
 u
1
= 1,2.3,31 = 3,97
Chọn lại : u
ngoai
=

21
.uu
U
ch
=
97,3.31,3
44,39
= 3,00
3. Tính toán thông số động học
a. Số vòng quay: tính từ trục động cơ (v/f)
dc
1
1440
480( / )
3
d
n
n v f
u
= = =

1
2
1
480
120,9( / )
3,97
n
n v f
u

= = =

2
3
2
120,9
36,5( / )
3,31
n
n v f
u
= = =
b. Công suất : tính từ trục công tác (kW)
ct
3
4,29
4,38( w)
1.0,98
k ot
P
P k= = =
η .η
3
2
4,38
4,61( w)
0,96.0,99
r oL
P
P k= = =

η .η
2
1
4,61
5,05( w)
0,96.0,99
r ol
P
P k
2
= = =
η .η
'
1
5,05
5,37( w)
0,95
dc
d
P
P k= = =
η
c. Momen xoắn :
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49 3
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam
Được tính theo công thức : T = 9,55.10
6
.P/n (N.mm)
6
6

9,55.10 .
9,55.10 .4,29
1122144,62( . )
36,51
ct
ct
ct
P
T N mm
n
= = =
6
6
3
3
3
9,55.10 .
9,55.10 .4,38
1146000( . )
36,5
P
T N mm
n
= = =
6
6
2
2
2
9,55.10 . 9,55.10 .4,61

364148,06( . )
120,9
P
T N mm
n
= = =
6
6
1
1
1
9,55.10 . 9,55.10 .5,05
100473,96( . )
480
P
T N mm
n
= = =
6 '
6
'
9,55.10 .
9,55.10 .5,37
35613,54( . )
1440
dc
dc
dc
P
T N mm

n
= = =
Dựa vào thông số tính toán ở trên ta có bảng sau :
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49 4
Trục
Thông số
Động cơ 1 2 3 Công tác
Tỷ số
truyền u
3 3,97 3,31
Công suất
P(kW)
5,11 2,425 4,61 4,38 4,29
Số vòng
quay
n
( )
pv \
1440 480 120,9 36,5 36,51
Momen
xoắn
T(Nmm)
35613,54 50236,98
364148,0
6
114600
0
1122144,62
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam
Phần 2:Tính toán thiết kế bộ truyền ngoài :

Điều kiện làm việc :
P
1
= P’
đc
=5,37(kw)
n
1
= n
đc
= 1440vg/ph)
u = u
đ
= 3
T
1
= T’
dc
= 35613,54
1.Chọn loại đai :
Điều kiện làm việc : va chạm nhẹ

2 1
. .(1 )d u d
ε
= −

→

chọn loại đai vải cao su
2.Các thông số bộ truyền :
a. Đường kính bánh dẫn :
Theo CT4.1 [TL1]
3
1 1
(5,2 6,4).d T= ÷
3
(5,2 6,4). 35613,54 171,08 210,56a= ÷ = ÷
(mm)
Theo tiêu chuẩn ta chọn : d
1
= 200 (mm)theo tiêu chuẩn 4.19/62[tl1]
b.Vận tốc đai :

1 1
. . .200.1440
15,08
60000 60000
d
d n
v
π π
= = =
(m/s)
c. Đường kính bánh đai bị dẫn :

2 1
. .(1 )d u d
ε

= −
trong đó
ε
là hệ số trượt
0,01 0,02
ε
= ÷
chọn
ε
= 0,01

→
d
2
= 3.200.(1
−
0,01) = 594 (mm)
Theo tiêu chuẩn ta chọn : d
2
= 630 (mm)
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49 5
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam
→
tỉ số truyền thực tế

2
1
630
3,18
.(1 ) 200.(1 0,01)

t
d
u
d
ε
= = =
− −
→
Sai lệch tỉ số truyền

0
0
0
0
3,18 3
0,06 6
3
4
t
u u
u
u
u
− −
∆ = = = =
→ ∆ >
→
Xác định lại tỉ số truyền
Chọn u
đ

= 3,18

39,44
12,40
3,18
ch
h
d
u
u
u
→ = = =
→

2
12,40
3,2
1,2 1,2
h
u
u = = =
1
→
u
1
=1,2 . 3,21= 3,85
Tính lại u
d
: u
d

=
1 2
39,44
3,19
. 3,85.3,21
ch
u
u u
= =
2 1
. .(1 ) 3,19.200.(1 0,01) 631,62
d
d u d
ε
→ = − = − =
(mm)
Theo tiêu chuẩn lấy d
2
= 630 (mm)
Tỉ số truyền thực tế
u
t
=
2
1
630
3,18
.(1 200(1 0,01)
d
d

= =
−ε) −
Sai lệch tỉ số truyền
3,18 3,19
0,0031 4%
3,19
t
u u
u
u
− −
∆ = = = <
=> thỏa mãn
Khoảng cách trục :

1 2
(1,5 2)( ) (1,5 2)(200 630) 1245 1660a d d≥ + = + =
(mm)
Chọn a = 1500 (mm)
→
chiều dài đai :
2
1 2 2 1
2
.( ) ( )
2.
2 4.
.(200 630) (630 200)
2.1500
2 4.1500

4334,58( )
d d d d
l a
a
mm
π
π
+ −
= + +
+ −
= + +
=
Số vòng chạy của đai :

1 1
ax
3
15,08
3,48( ) 3 5( )
4334,58.10
m
v
i s i s
l
− −
−
= = = ≤ = ÷
Góc ôm của đai :
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49 6
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

0
2 1
1
630 200
180 57. 180 57. 163,66
1500
d d
a
α
− −
= − = − =
0
1 min
150
α α
→ > =
→
thỏa mãn
Xác định tiết diện đai và chiều rộng bánh đai :
1
5,37
1000. 1000. 356,10( )
15,24
t
P
F N
v
= = =
Đối với đai vải cao su :
ax

1
1
( )
40
m
d
δ
=

1
200
5
40 40
d
δ
→ = = =
(mm)
Theo bảng 4.1 [TL1] ta chọn loại đai
65ΒΚΗΠ −
không có lớp lót
trị số
δ
tiêu chuẩn (số lớp = 5)
Ứng suất có ích cho phép :
0 0
[ ]=[ ] . . .
F F v
C C C
α
σ σ

Chọn
0
1,8MPa
σ
=
(góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài = 30
0
)
Theo bảng 4.9 [TL1]
1
2
2,5
10
k
k
=


=

0 1 2
1
5
[ ] . 2,5 10. 2,25( )
200
F
k k MPa
d
δ
σ

→ = − = − =
Theo bảng 4.10 [TL1] :
0,95C
α
=
Theo bảng 4.11 [TL1] :
0,95
v
C =
Theo bảng 4.12 [TL1] :
0
1C =
F
[ ]=2,25.0,95.0,95.1=2,03(MPa)
σ
→
Hệ số tải trọng động :
Theo bảng 4.7 [TL1] : k
đ
= 1,1 (dẫn động bằng động cơ nhóm 1)
Chiều rộng đai :
0
lim
1,8( )
F
HB
σ
=
Chiều rộng đai
d

F
.
356,10.1,1
38,59
[ ]. 2,03.5
t
F k
b = = =
σ δ
theo tiêu chuẩn chọn : b = 40 (mm)
Chiều rộng bánh đai :
Theo bảng 21.16 [TL2] : B = 50 mm
Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng trên trục :
0 0
. . 1,8.40.5 360( )F b N
σ δ
= = =
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49 7
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam
0
1
2.
2.360
727,38( )
163,66
sin( )sin( )
22
r
F
F N

α
= = =
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49 8
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam
Phần 3:Tí nh truyền động bánh răng
Số liệu: P
1
= 2,43 kW
n
1
= 480 ( vg/ph)
u
1
= 3,97 u
2
= 3,31
Thời hạn làm việc: 20 000 h
Làm việc êm
I . Cấp nhanh:
1. Chọn vật liệu:
Theo bảng 6.1 chọn:
Bánh nhỏ: thép 45 thường hoá đạt độ rắn HB 192…240, có σ
b1
= 750MPa
σ
ch1
= 450MPa
Bánh lớn: thép 45 thường hoá đạt độ rắn HB 170…217, có σ
b2
= 600 MPa

σ
ch2
= 340MPa
2. Phân phối tỉ số truyền:
u
1
=3,97; u
2
= 3,31
3. Xác định ứng suất cho phép
Theo bảng 6.2 với thép 45, tôi cải thiện đạt rắn HB 180…350
70 HB2
o
limH
+=
σ
S
H
= 1,1
HB8,1
o
limF
=
σ
S
F
= 1,75
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49 9
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam
Trong đó

o
limH
σ
và
o
limF
σ
là ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho
phép ứng với số chu kì cơ sở
S
H
, S
F
là hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn
Chọn độ rắn bánh răng nhỏ HB
1
= 200; độ rắn bánh răng lớn HB
2
= 185
o
Hlim1 1
2HB 70 2.200 70 470MPa
σ
= + = + =

o
Flim1
1,8 . 200 360MPa
σ
= =

o
Hlim2 2
2HB 70 2.185 70 440MPa
σ
= + = + =
o
Flim2
1,8 . 185=333MPa
σ
=
Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc
N
HO
=
2,4
HB
H30
=> N
HO1
=
2,4 2,4 6
HB1
30 H 30.200 9,99.10= =
=> N
HO2
=
2,4 2,4 6
HB2
30 H 30.185 8,29.10= =

Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương
N
HE
=
∑
∑








i
3
max
i
t
t
.
t
t
. c.60
=> N
HE2
=
∑
∑∑









i
3
max
i
i1
t
t
.
t
t
.t.n c 60
= 60.1.
480
3,97
.20 000.( 1
3
. 0,5 + 0,7
3
.0,5 )
= 10,97. 10
7
> N
HO2

. Do đó hệ số tuổi thọ K
HL1
= 1
=> N
HE1
>N
HO2
=> K
HL2
= 1
Ứng suất tiếp xúc cho phép
[σ
H
] =
HLxHVR
H
o
limH
KK
S
ZZ
σ
Trong đó Z
R
: hệ số xét đến độ nhám của mặt răng làm việc
Z
v
: hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng
K
xH

: hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49 10
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam
Chọn sơ bộ Z
R
.Z
v
.K
xH
= 1
=> [σ
H
]
1
=
360
.1 327,3
1,1
=
MPa
[σ
H
]
2
=
333
.1 302,7
1,1
=
MPa

Với cấp nhanh sử dụng bánh răng nghiêng
[ ]+[ ] 327,3 302,7)
[ ]=( ) ( 315
2 2
Η1 Η2
Η
σ σ +
σ = =
<1,25[σ
H
]
2
=378,38
Với cấp chậm thì dùng bánh răng thẳng
Do đó [σ
H
] = [σ
H
]
2
=302,7
Theo ( 6.8 )(I) N
FE
=
∑
∑









i
6
max
i
t
t
.
t
t
. c.60
N
FE2
= 60.1.
480
3,97
.17 000.( 1
6
. 0,5 + 0,7
6
.0,5 ) = 9,16. 10
7
> N
FO
= 4.10
6
.

Do đó K
FL1
= 1
Tương tự
=> K
FL2
= 1
Theo 6.2
[σ
F
] =
FLFCxFSR
H
o
limF
K.KK
S
YY
σ
Với K
FC
: Hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải. Với bộ truyền quay 1 chiều K
FC
= 1
Y
R
: hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng
Y
S
: hệ số xét đến độ nhậy của vật liệu đối với tập trung ứng suất

K
xF
: hệ số xét đến kích thước bánh răng ảnh hưởng đến độ bền uốn
Chọn sơ bộ Y
R
.Y
S
.K
xF
= 1
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49 11
ỏn mụn hc Chi Tit Mỏy Giỏo viờn hng dn: c Nam
=> [
F
]
1
=
360.1.1
226,28
1,75
=
MPa
=> [
F
]
2
=
333.1.1
209,31
1,75

=
MPa
ng sut quỏ ti cho phộp
[
H
]
max
= 2,8.
ch2
= 2,8. 340 = 952 MPa
[
F1
]
max
= 0,8.
ch1
= 0,8. 450 = 464 MPa
[
F2
]
max
= 0,8.
ch2
= 0,8. 340 = 360 Mpa
4. Xác định sơ bộ khoảng cách trục:
Công thức xác định khoảng cách trục a


của bộ truyền bánh răng trụ răng
thẳng bằng thép ăn khớp ngoài nh sau: (6.15a)

a

1
43 (u
1
+ 1)
[ ]
3
a1
2
H
HvH1
.u.
K.K.T


Trong đó: - T
1
là mômen xoắn trên trục bánh chủ động (là trục I)
-
d
= b

/d

1
= 0,5.
a
.(u+1) là hệ số chiều rộng bánh răng.
- K

H

là hệ số kể đến sự phân bố tải trọng không đều trên chiều
rộng vành răng khi tính về tiếp xúc.
- K
Hv
là hệ số kể ảnh hởng của tải trọng động.
- u
1
là tỉ số truyền của cặp bánh răng.
ở đây ta đã có:
- T
1
= 50236,98(N.mm), u
1
=3,97;
a
= 0,2 và [] = 315 (MPa)
-
d
= 0,5.
a
.(u+1) = 0,53.0,2.(3,97+1) = 0,53 .Tra Bảng 6.7 (Trang 98-
Tập 1: Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí) ta xác định đợc K
H

= 1,11 (Sơ
đồ 6).
- Chọn sơ bộ K
Hv

= 1.
Thay số vào công thức ta sẽ xác định đợc khoảng cách giữa 2 trục a

1
:
a

1
43.(3,97+1).
3
2
50236,98.1,11
190,45
315 .3,97.0,2
=
(mm)
Vậy ta chọn sơ bộ a

1
= 190 (mm).

5. Xác định các thông số ăn khớp
Sinh viờn: Dng Th Quang - C in t 2 K49 12
ỏn mụn hc Chi Tit Mỏy Giỏo viờn hng dn: c Nam
a.Môđun của bánh răng trụ răng thẳng (m) đợc xác đinh nh sau:
m = (0,01 ữ 0,02).a

1
= (0,01 ữ 0,02).190 = 1,9 ữ 3,8.
Theo dãy tiêu chuẩn hoá ta sẽ chọn m = 3 mm.

Chọn sơ bộ:=35
o
=>cos = 0,819
b. Số răng trên bánh lớn và bánh nhỏ lần lợt là Z
1
và Z
2
ta có :
( ) ( )
1
2. cos
2.190.0,819
20,87
. 1 3. 3,97 1
w
a
Z
m u

= = =
+ +
Chọn Z
1
= 21 răng.
Z
2
= U
1
Z
1

=3,97.21 = 83,37 .Chọn Z
2
= 83 răng.
Tỉ số truyền thực: u
m
=
83
21
=3,95
Cos =
1 2
( ) 3(83 21)
0,821
2. 2.190
w
m Z Z
a
+ +
= =
=34,81
o
6. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.
Yêu cầu cần phải đảm bảo điều kiện
H
[
H
] = 315 MPa.
Do
H
=

nh
nhH1
1
HM
U.b
)1U.(K.T.2
d
ZZ.Z


+
;
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

: Chiều rộng vành răng.
- d

1

: Đờng kính vòng chia của bánh chủ động;
Ta đã biết đ ợc các thông số nh sau:
- T
1
= 50236,98 (N.mm).
- b


=
a
. a



= 0,2.190 = 38 mm ; l y b


= 40.
- u
m
= 3,95 và d

1
= m.Z
1
= 3.21 = 63 (mm).
- Z
M
= 274 Mpa
1/3

vì bánh răng làm thép tra Bảng 6.5 (Trang 96-Tập 1:
Tính toán ).
Theo công thức 6.35:
tg
b
= cos
t
. tg = cos23,9.tg34,81 = 0,63

b
= 32,44
o
Sinh viờn: Dng Th Quang - C in t 2 K49 13
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam
víi α
t
= arctg(tgα/cos β) = arctg(tg20/cos34,81) = 23,9
o
- Z
H
=
0
2.cos
2.cos32,44
1,50
sin 2 sin 2.23,9
b
tw
α
β

= =

- Z
ε
=
1 1
0,849
1,387
α
= =
ε
Ta cã
α
ε
=
1 2
1 1 1 1
1,88 3,2 cos 1,88 3,2 cos34,81 1,387
21 83Z Z
 
 
 
 
− + β = − + =
 ÷
 ÷
 ÷
 ÷
 ÷
 

 
 
 
.
+ K
H
– hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc
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, tra bảng 6.7
⇒
K
Hβ
= 1,11
- Vận tốc vòng
60000
nπ.d
v
1w1
=
(m/s)

Với d
w1
– đường kính vòng lăn bánh nhỏ
n
1
– số vòng quay của bánh chủ động
d
w1
=
1u
2.a
t1
w
+
=
2.190
3,95 1+
= 76,77 (mm)
1 1
π. .
π.76,77.480
v 1,93
60000 60000
w
d n
= = =
(m/s)
* K
Hα
– hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng

đồng thời ăn khớp
Theo bảng 6.13, với răng trụ răng nghiêng, v ≤2, 5 (m/s), ta
chọn cấp chính xác 9.
⇒
K
Hα
= 1,13
* K
Hv
– là hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong
vùng ăn khớp
K
Hv
= 1+
HαHβ1
w1wH
.K'.K2.T
.d.bυ
Với
H
υ
= δ
H
. g
o
. v.
t1
w
u
a

Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49 14
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam
Trong đó:
- v = 1,93 m/s
- g
o
– hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch các
bước răng 1 và 2
Tra bảng 6.16, với m < 3,35, cấp chính xác 9
⇒
g
o
= 73
- δ
H
– hệ số kể đến ảnh hưởng của sai số ăn khớp
Tra bảng 6.15 δ
H
= 0,002
⇒
υ
H
=0,002.73.
190
0,002.73.1,93 1,95
3,95
w
a
u
= = =

⇒
K
H
=

w w1
1
. .
1,95.40.76,77
1 1,045
2T . . 2.50236,98.1,11.1,13
H
H H
b d
K K
β α
υ
= + =
⇒
K
H
= K
Hα
.K
Hβ
.K
Hv
=1,1 1.1,13. 1,045 = 1,31
⇒

( )
( )
2
11
11
1'.2
wtw
tH
HMH
dub
uKT
ZZZ
+
=
ε
σ

=274.1,5.0,849.
2
2.50236,98.1,31.(3,95 1)
291,87
35.3,95.76,77
+
=
(MPa)
 Tính chính xác [σ
H
]
[σ
’

H
] = [σ
H
].Z
v
.Z
R
.K
XH
= 315.1.0,95.1= 299,25
+ Tính Z
R
: Chọn R
a
= 2,5 1,25μm
⇒
Z
R
= 0,95
+ Tính Z
V
: Lấy Z
V
= 1
+ K
xH
= 1
⇒
σ
H

< [σ
H
]
[ ] 291,87 299,25
2,53% 10%
291,87
H H
H
σ − σ −
= = <
σ
⇒
Thỏa mãn điều kiện tiếp xúc
7.Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
Ứng suât uốn sinh ra tại chân răng tính theo công thức
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49 15
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam
σ
F1
=
.m.db
.Y.Y.Y'.K2T
w1w
F1βεF1
≤ [σ
F1
]
σ
F2
= σ

F1
.
F1
F2
Y
Y
≤ [σ
F2
]
T’
1
= 11500 (Nmm) m = 2 (mm)
b
w
= 35,4 (mm) d
w1
= 38,7 (mm)
+ Y
ε
– hệ số kể đến sự trùng khớp của răng. Y
ε
= 1/ε
α
Với ε
α
– hệ số trùng khớp ngang.
ε
α
= 1,612
⇒

Y
ε
= 1/1,612 = 0,62
+ Y
β
– hệ số kể đến độ nghiêng của răng
Y
β
= 1 – β/140 = 1 – 14,961/140 = 0,893
+ Y
F1
, Y
F2
– hệ số dạng răng của bánh 1 và 2, phụ thuộc vào z
v1
, z
v2
z
v1
= z
1
/cos
3
β = 18/0,9661
3
= 19,962
z
v2
= z
2

/cos
3
β = 92/0,9661
3
= 102
Tra bảng 6.18 ta được: Y
F1
= 4,08 Y
F2
= 3,60
+ K
F
– hệ số tải trọng khi tính về uốn
K
F
= K
Fβ
. K
Fα
. K
Fv
* K
Fβ
– hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều
rộng vành răng khi tính về uốn, tra bảng 6.7, ứng với sơ đồ 3
⇒
K
Fβ
=
1,12

* 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, tra bảng 6.14, với cấp chính
xác 9, v < 5 (m/s)
⇒
K
Fα
= 1,4
* K
Fv
– hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn
khớp khi tính về uốn:
K
Fv
= 1+
FαFβ1
w1wF
.K'.K2.T
.d.bυ
Với
F
υ
= δ
F
. g
o
. v.
t1
w

u
a
Trong đó:
- v = 3 m/s
- g
o
– hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch các
bước răng 1 và 2
Tra bảng 6.16, với m < 3,35, cấp chính xác 9
⇒
g
o
= 73
- δ
F
– hệ số kể đến ảnh hưởng của sai số ăn khớp
Tra bảng 6.15, δ
H
= 0,006
⇒
υ = 0,006.73.3.
1,5
118
= 6,32
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49 16
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam
⇒
K
Hv
= 1+

12,1.4,1.11500.2
4,35.7,38.32,6
= 1,24
⇒
K
H
= 1,12. 1,4. 1,24 = 1,944
⇒
σ
F1
=
.m.db
.Y.Y.Y'.K2T
w1w
F1βεF1
=
237,7.35,4.
,893.4,08192.0,62.02.16474.2,
= 58,678
(MPa)
⇒
σ
F2
= σ
F1
.
F1
F2
Y
Y

= 58,678.
08,4
90,3
= 56,089 (MPa)
+ Tính chính xác [σ
F1
], [σ
F2
]
[σ
F
] = σ°
Flim
.Y
R
.Y
S
.K
xF
.K
FC
.K
FL
/S
F
* Chọn Y
R
= 1,05
* Y
S

= 1,08 – 0,0695ln(m) = 1,08 – 0,0695ln(2) = 1,0318
* K
xF
= 1 ứng với d
a
< 400mm
⇒
[σ
F1
] = 262,29. 1,05. 1,0318. 1 = 284,162 (MPa)
[σ
F2
] = 246,89. 1,05. 1,0318. 1 = 267,487 (Mpa)
Dễ dàng thấy [σ
F1
] > σ
F1
và [σ
F2
] > σ
F2

⇒
Thỏa mãn điều kiện
uốn
8.Kiểm nghiệm răng về quá tải
+ Hệ số quá tải K
qt
= T
max

/T

= 1,5
+ σ
H
max
= [σ
H
].
qt
K
= 344,8.
5,1
= 448,347 < [σ
H
]
max
= 1260
+ σ
F1
max
= σ
F1
. K
qt
= 58,678. 1,6 = 90,68 < [σ
F1
]
max
= 464

σ
F2
max
= σ
F2
. K
qt
= 56,089. 1,6 = 89,74 < [σ
F2
]
max
= 360
⇒
Thỏa mãn điều kiện về quá tải
Các thông số và kích thước bộ truyền
Khoảng cách trục a
w1
= 190 mm
Module pháp m = 3 mm
Chiều rộng vành răng b
w1
= 40 mm
Tỉ số truyền u
1
=3,95
Góc nghiêng của răng β = 34,81°
Số răng z
1
= 21 z
2

= 83
Dịch chỉnh x
1
= 0 x
2
= 0
Đường kính chia:
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49 17
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam
d
1
=
β
cos
1
mz
=
3.21
0,821
= 76,73 mm
d
2
=
β
cos
2
mz
=
3.83
0,821

= 303,2 mm
Đường kính lăn:
d
w1
= 2a
w
(u
t1
+1) = 2.118(5,11+1) = 1441,96 mm
d
w2
= d
w1
u
t1
= 1441,96. 5,11 = 7368,41 mm
Đường kính đỉnh răng
d
a1
= d
1
+ 2m = 76,73+ 2.3= 82,73mm
d
a2
= d
2
+ 2m = 303,2+ 2.3= 309,2 mm
Đường kính đáy răng
d
f1

= d
1
– 2,5m = 76,73 – 2,5.3 = 69,23mm
d
f2
= d
2
– 2,5m = 303,2 - 2,5.3 = 295,7 mm

→
Cấp chậm :
P
2
= 4,61 (kw)
n
2
=
1
1
480
121
3,95
n
u
= =
(vg/ph)
T
2
=
6 6

2
2
4,61
9,55.10 . 9,55.10 . 363847,1
121
P
n
= =
(N.mm)
u
2
=
1
13,15
3,35
3,95
h
u
u
= =

thời gian phục vụ :20000 (h)
số ca làm việc : 2 ca
đặc tính làm việc : va đập nhẹ
II. Cấp chậm :(bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng)
* Chọn vật liệu:
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49 18
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam
Theo bảng 6.1 chọn:
Bánh nhỏ: thép 45 thường hoá đạt độ rắn HB 192…240, có σ

b1
= 750MPa
σ
ch1
= 450Mpa chọn HB=225
Bánh lớn: thép 45 thường hoá đạt độ rắn HB 170…217, có σ
b2
= 600 MPa
σ
ch2
= 340Mpa chọn HB=210
−
Xác định ứng suất cho phép :
Theo bảng 6.2 [TL1] đối với thép 45 tôi cải thiện :
giới hạn mỏi tiếp xúc :
0
lim
2. 70
H
HB
σ
= +
hệ số an toàn tiếp xúc :
S
H
= 1,1
giới hạn bền uốn :
0
lim
1,8( )

F
HB
σ
=
hệ số an toàn uốn :
S
F
= 1,75

0
lim1
0
lim1
2.225 70 520
1,8.250 405
H
F
MPa
MPa
σ
σ

= + =

→

= =



0
lim2
0
lim2
2.210 70 490
1,8.210 378
H
F
MPa
MPa
σ
σ

= + =

→

= =



Theo CT6.5 [TL1] :
Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc :

2,4
0
30.
H
N HB=
2,4 7

01
30.225 1,33.10
H
N→ = =
2,4 7
02
30.210 1,12.10
H
N→ = =
Theo CT6.7 [TL1] :
Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương :
3
max
60. . ( ) . .
i
HE i i
T
N c n t
T
=
∑
3
1
2
1 ax
60. . . .( ) .
i i
HE i
m i
T t

n
N c t
u T t
=
∑
∑
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49 19
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

3 3 7
120,9
60.1. .20000.(1 .0,5 0,8 .0,5) 2,76.10
3,35
= + =

2 02HE H
N N→ >

2
1
HL
K→ =
Suy ra
1 01HE H
N N>
do đó
1
1
HL
K =

theo CT6.1a [TL1] :
0
H Hlim
[ ]= .
HL
H
K
S
σ σ

H 1
1
[ ] =520. 472( )
1,1
MPa
σ
→ =

H 2
1
[ ] =490. 445( )
1,1
MPa
σ
→ =
Với cấp chậm sử dụng bánh răng thẳng :
H 2
[ ]=[ ] 445( )
H
MPa

σ σ
=
Theo CT6.8 [TL1] :
Số thay đổi chu kì ứng suất tương đương :
6
ax
60. . ( ) . .
i
FE i i
m
T
N c n T
T
=
∑
6 6 7
2
120,9
60.1. .20000.(1 .0,5 0,8 .0,5) 2,31.10
3,35
FE
N→ = + =
2
6
4.10
FE FO
N N→ > =

do đó : K
FL2

= 1
tương tự : K
FL1
= 1
Theo CT6.2a [TL1] với bộ truyền quay 1 chiều K
FC
= 1,ta được :

0
lim
F
. .
[ ]=
S
F FC FL
F
K K
σ
σ

1
405.1.1
[ ] 231,4( )
1,75
F
MPa
σ
→ = =

2

378.1.1
[ ] 216( )
1,75
F
MPa
σ
→ = =
Ứng suất quá tải cho phép :
Theo CT6.13 và CT6.14 [TL1] :
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49 20
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam
max 2
[ ] 2,8. 2,8.340 952( )
H ch
MPa
σ σ
= = =
F1 max 1
[ ] 0,8. 0,8.450 360( )
ch
MPa
σ σ
= = =
F2 max 2
[ ] 0,8. 0,8.340 272( )
ch
MPa
σ σ
= = =
1. Xác định sơ bộ khoảng cách trục :

Theo CT6.15a [TL1] :
1
3
w2 1
2
H 1
.
.( 1)
[ ] .u .
H
a
ba
T K
a K u
β
σ ψ
= +

theo bảng 6.6 [TL1] chọn :
0,5
ba
ψ
=
(vị trí bánh răng đối xứng đối với
các ổ trong hộp giảm tốc)
theo bảng 6.5 [TL1] với răng thẳng chọn : K
a
=49,5
theo CT6.16 [TL1] :
1

0,5. .( 1) 0,5.0,5.(3,35 1) 1,2
bd ba
u
ψ ψ
= + = + =
do đó theo bảng 6.7 [TL1] dùng nội suy ta tính được:

1,04
1,06
H
F
K
K
β
β
=



=


(sơ đồ 3)

3
w2
363847,1.1,04
49,5.(3,35 1) 226,3
445.3,35.0,5
a→ = + =

(mm)
Lấy a
w2
= 240 (mm)
2. Xác định các thông số ăn khớp :
Theo CT6.17 [TL1] :
w2
(0,01 0,02). (0,01 0,02).230 2,3 4,6m a= ÷ = ÷ = ÷
(mm)
Theo bảng 6.8 [TL1] chọn môđun pháp : m = 2,5 (mm)
Theo CT6.31 [TL1] :
Số răng bánh nhỏ :
w2
1
2
2.
2.230
42,3
.( 1) 2,5.(3,35 1)
a
z
m u
= = =
+ +
lấy z
1
= 42
Số răng bánh lớn :
z
2

= u
1
.z
1
= 3,35.42 = 142
lấy z
2
= 142
→
tỉ số truyền thực :
2
1
142
3,38
42
m
z
u
z
= = =
Tính lại a
w
:
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49 21
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

1 2
w2
.( ) 2,5.(42 142)
230( )

2 2
m z z
a mm
+ +
= = =
Do đó không cần dịch chỉnh
Theo CT6.27 [TL1] : góc ăn khớp :
0
w
t
w2
. . os
(44 148).2,5. os20
os 0,94
2. 2.240
t
z m c
c
c
a
α
α
+
= = =
0
w
19,9
t
α
→ =

3.Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc :
Theo CT6.33 [TL1] :
2
2
w w1
2. . .( 1)
. . .
. .
H m
H M H
m
T K u
Z Z Z
b u d
ε
σ
+
=
Theo bảng 6.5 [TL1] : Z
m
= 274 Mpa
1/3
Theo CT6.34 [TL1] :
b
0
w
2. os
2.1
1,81
sin(2. ) sin(2.19,9 )

H
t
c
Z
β
α
= = =
Với bánh răng thẳng : theo CT6.36a [TL1] :
4
4 1,77
0,86
3 3
Z
α
ε
ε
−
−
= = =
Với
1 2
1 1 1 1
[1,88-3,2.( + )].cos [1,88-3,2.( + )].1 1,77
z z 38 128
α
ε β
= = =
Đường kính vòng lăn bánh nhỏ :
w2
w1

2.
2.230
105( )
142
1
1
42
m
a
d mm
u
= = =
+
+
Theo CT6.40 [TL1] :
w1 1
. .
.105.121
0,66( / )
60000 60000
d n
v m s
π
π
= = =
Theo bảng 6.13 [TL1] : chọn cấp chính xác 9
Do đó theo bảng 6.16 [TL1] : chọn g
0
= 73
Theo CT6.42 [TL1] :

w2
0
m
230
. . . 0,006.73.0,59. 2,18
u 3,38
H H
a
g v
ν δ
= = =
Với
0,006
H
δ
=
(theo bảng 6.15 [TL1])
Do đó
w
w1
1
. .
1
2. . .
H
H
H
H
b d
K

T K K
α
α
β
ν
= +
Với
w w
. 0,5.230 115
ba
b a
ψ
= = =
(mm)
Theo bảng 6.14 [TL1] với cấp chính xác 9 và v < 2,5 mm :
1,13
H
K
α
=
2,04.115.105
1 1,03
2.363847,1.1,04.1,13
Hv
K→ = + =
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49 22
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

. . 1,04.1,03.1,13 1, 2
H H Hv H

K K K K
β α
→ = = =
2
2.363847,1.1,2.(3,38 1)
274.1,71.0,86. 405,93
115.3,38.105
H
σ
+
→ = =
MPa
Theo CT6.1 [TL1] với v = 0,59 m/s ; Z
v
= 1
với cấp chính xác động học là 9
chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 9
khi đó cần gia công đạt độ nhám R
a
= 1,25 . . . 0,63
m
µ
do đó Z
R
= 1
với d
a
< 700 mm ; K
xH
= 1

do đó theo CT6.1 và CT6.1a [TL1] :
'
H H v
[ ] [ ].Z . . 445.1.1.1 445
R xH
Z K
σ σ
= = =
MPa
'
H
[ ] 405,93 445
9,62% 10%
405,93
H
H
σ σ
σ
− −
→ = = <
→
thỏa mãn điều kiện bền
4.Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn :
1 1
1
w
w1
2. . . . .
. .
F

F
F
T K Y Y Y
b d m
ε
β
σ
=
Theo bảng 6.7 [TL1] :
1,06
F
K
β
=
Theo bảng 6.14 [TL1] : với v < 2,5 m/s và cấp chính xác 9 :
1,37
F
K
α
=
Theo CT6.47 [TL1] :
w
0
230
. . . 0,016.73.0,54. 5,2
u 3,38
F F
a
g v
ν δ

= = =
Trong đó theo bảng 6.15 [TL1] :
0,016
F
δ
=
theo bảng 6.16 [TL1] :
0
73g =
Do đó theo CT6.46 [TL1] :
w
w1
1
. .
5,2.115.105
1 1 1,06
2. . . 2.363847,1.1,06.1,37
F
Fv
F
F
b d
K
T K K
α
β
ν
= + = + =
Do đó :
. . 1,06.1,37.1,06 1,5

F F Fv
F
K K K K
α
β
= = =
Với :
1 1
1,76 0,57
1,76
Y
α ε
α
ε
ε
= → = = =
Với bánh răng thẳng :
0 1Y
β
β
= → =
Số răng tương đương :
1 1
42
v
z z= =
2 2
142
v
z z= =

Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49 23
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam
Theo bảng 6.18 [TL1] dùng nội suy ta được :
1
3,48
F
Y =
2
3,47
F
Y =
Với m = 2,5 mm
1,08 0,0695.ln 2,5 1,02
S
Y→ = − =
1
R
Y =
(bánh răng phay)
1
xF
K =
(
400
a
d <
mm)
Do đó theo CT6.2 [TL1] và CT6.2a [TL1] :
'
F1 F1 R

[ ] [ ].Y . . 231,4.1.1,02.1 236,03
S xF
Y K
σ σ
= = =
MPa
'
F2 F2 R
[ ] [ ].Y . . 216.1.1,02.1 220,32
S xF
Y K
σ σ
= = =
MPa
Thay các giá trị vừa tính được vào công thức trên :
1
2.363847,1.1,5.0,57.1.3,48
71,7
115.105.2,5
F
σ
= =
MPa
2
2 1
1
3,47
. 71,7. 71,5
3,48
F

F F
F
Y
Y
σ σ
= = =
MPa
'
'
1 F1
2 F2
[ ]
[ ]
F
F
σ σ
σ σ

<

→

<


→
thỏa mãn điều kiện bền uốn
5.Kiểm nghiệm răng về quá tải :
Theo CT6.48 [TL1] : với
ax

1,5
T
m
qt
T
K = =

1 ax
. 445 1,5 545,01
qt
H
H m
K
σ σ
= = =
MPa <
max
H
[ ] 952
σ
=
MPa
Theo CT6.49 [TL1] :
1 ax 1
. 71,7.1,5 107,55
qt
F m F
K
σ σ
= = =

MPa <
max
F1
[ ] 360
σ
=
MPa
F2max 2
. 71,5.1,5 107,25
F
qt
K
σ σ
= = =
MPa <
max
2
[ ] 272
F
σ
=
MPa
→
thỏa mãn điều kiện quá tải
Các thông số kích thước bộ truyền cấp chậm:
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49 24
Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam
Khoảng cách
trục
a

w
=230 mm
Mô đun pháp m = 2,5 mm
Chiều rộng
vành răng
b
w
= 115 mm
Tỉ số truyền u
m
= 3,38
Góc nghiêng
của răng

0
0
β
=
Số răng bánh
răng
Z
1
= 42
Z
2
=142
Hệ số dịch
chỉnh
x
1

= 0
x
2
= 0
Đường kính
vòng chia

1 1
. 2,5.42 105d m z= = =
mm

2 2
. 2,5.142 355d m z= = =
mm
Đường kính
đỉnh răng
1 1 1
2.(1 ). 105 2.(1 0 0).2,5 110
a
d d x y m= + + − ∆ = + + − =
mm
2 2 2
2.(1 ). 355 2.(1 0 0).2,5 360
a
d d x y m= + + − ∆ = + + − =
mm
Đường kính
đáy răng
1 1 1
(2,5 2. ). 105 (2,5 2.0).2,5 98,75

f
d d x m= − − = − − =
mm

2 2 2
(2,5 2. ). 355 (2,5 2.0).2,5 348,75
f
d d x m= − − = − − =
mm
−
Kiểm tra điều kiện bôi trơn :
2
2
355
1,17
303,2
c
n
d
d
= =
→
thỏa mãn điều kiện bôi trơn
PhÇn 4: T hiÕt kÕ trôc
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49 25