Đồ án chi tiết máy tính toán hệ dẫn động tời kéo

Đồ án Chi Tiết Máy Thày giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
BẢN THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG TỜI KÉO

MỤC LỤC
Trang
MỤC LỤC 1
Phần I : Tính động học hệ dẫn động 3
1. Chọn động cơ điện
2. Phân phối tỉ số truyền
3. Xác định các thông số động học
Phần II: Thiết kế bộ truyền ngoài 6
1. Chọn vật liệu
2. Các thông số của bột truyền
3. Xác định tiết diện đai và chiều rộng bánh đai
4. Xác định lực
Phần III: Truyền động bánh răng
I. Bộ truyền bánh răng thẳng cấp nhanh 9
1. Chọn vật liệu
2. Phân phối tỉ số truyền
3. Xác định ứng suất cho phép
4. Tính toán bộ truyền bánh răng
5. Các thông số và kích thước của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng
II. Bộ truyền bánh răng thẳng cấp chậm 19
1. Chọn vật liệu
2. Phân phối tỉ số truyền
3. Xác định ứng suất cho phép
4. Tính toán bộ truyền bánh răng
5. Các thông số và kích thước của bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng
Phần IV: Tính toán thiết kế trục 28
1. Chọn vật liệu

2. Tính toán đường kính trục
3. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực
4. Xác định trị số và chiều của các chi tiết quay tác dụng lên trục
5. Xác định phản lực tại các gối đỡ
6. Tính momen tại các tiết diện nguy hiểm
7. Tính mối ghép then
8 Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi
9 Kiểm nghiệm then
Phần V Tính toán ổ lăn 45
I Trục I
II Trục II
III Trục III
IV Nối trục đàn hồi
Phần VI Vỏ hộp và các chi tiết phụ 54
I Thiết kế vỏ hộp
II Các chi tiết phụ khác
Cơ điện tử 2 K49 ĐHBKHN - 1 - Sv thực hiện: Lê Viết Minh Đức
Đồ án Chi Tiết Máy Thày giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
I. Tính thông số động học của hệ dẫn động:
1. Chọn động cơ điện:
a. Xác định công suất:
Từ các số liệu: Lực kéo dây cáp: F = 6800 N
Vận tốc kéo cáp: v = 0,58 m/s
Công suất trên trục công tác P
ct
Công suất trên trục công tác:
ct
F. v 6800.0,58
P = 3,94
1000 1000

= =
Công suất của động cơ: P
đc
Điều kiện: P
đc
> P
tđ
Công suất yêu cầu: P
yc
= P
tđ
Công suất yêu cầu của động cơ
ct
yc td
P .
P =P =
β
η
β: Hệ số tải trọng tương đương
η
: Hiệu suất bộ truyền
1
n
i
i
η η
=
=
∏
3 2

1
. . . .
n
i d ol br k ot
i
η η η η η η η
=
=> = =
∏
Tra bảng
2.3
1
19
TL
tr
ta có hiệu suất của:
Bộ truyền đai η
đ
= 0,95 – 0,96 Chọn η
đ
= 0,96
Cặp ổ lăn η
ol
= 0,99 – 0,995 Chọn η
ol
= 0,99
Bộ truyền bánh răng trụ η
br
= 0,96 – 0,98 Chọn η
br

= 0,97
Khớp nối η
k
= 0,99 – 1 Chọn η
k
= 0,99
Cặp ổ trượt η
ot
= 0,98 – 0,99 Chọn η
ot
= 0,99
η
=
0,96 . 0,99
3
. 0,97
2
. 0,99

. 0,99

= 0,86
Vậy
ct
yc td
P .
3,94.0,86
P =P = 3,94( w)
0,86
k

β
η
= =
Cơ điện tử 2 K49 ĐHBKHN - 2 - Sv thực hiện: Lê Viết Minh Đức
Đồ án Chi Tiết Máy Thày giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
b. Xác định tốc độ đồng bộ:
n
sơ bộ
= n
côngtác .
u
sơ bộ
Với
ct
60000 . 60000.0,58
n = 32,6( / )
. .340
v
vong phut
D
π π
= =
D: Đường kính tang
Mà ta có u
sơ bộ
= u
sbHộp .
u
sbNgoài
Theo kinh nghiệm ta có:

u
sbHộp
= 8 - 40 Chọn u
sbHộp
= 15 ( Hộp khai triển )
u
sbNgoài
= 2 - 5 Chọn u
sbNgoài
= 3 ( Đai thang )
=> u
sơ bộ
= u
sbHộp .
u
sbNgoài
= 32,6 . 15 . 3 =1467 (Vg/p)
=>Chọn động cơ có tốc độ đồng bộ là 1500 Vg/p
Từ bảng 1-1/234[TL1] Chọn động cơ K123M4 với các chỉ số như sau:
Công suat P = 5,5 kW
van toc quay: n = 1445 (Vg/p)
K123M4
2,0
k
dn
T
T








=


2. Phân phối tỷ số truyền:
a. Xác định chung:
1445
44,3
32,6
dc
chung
ct
n
u
n
= = =
Mà
.
44,32
14,77
3
3
chung Hop Ngoai
chung
Hop
Ngoai
Ngoai

u u u
u
u
u
u
=


=> = = =

=


b. Phân phối tỷ số truyền:
• Theo phương pháp kinh nghiệm:
Hộp khai triển: u
1
= (1,2 – 1,3) . u
2
• Theo yêu cầu bôi trơn: Từ đường cong của đồ thị trong bảng 3-17/41[TL1]
Chọn u
1
= 1,2 . u
2
Mà
2
1 2 2
2
1 2
. 1,2.

14,77
3,5
1, 2 1, 2
1,2. 1,2.3,5 4,2
Hop
Hop
u u u u
u
u
u u
= =
=> = = =
=> = = =
Tỷ số truyền của
Ngoai dai
u u=
1 2
44,32
3,01
. 3,5.4,2
chung
Ngoai dai
u
u u
u u
= = = ≈
Cơ điện tử 2 K49 ĐHBKHN - 3 - Sv thực hiện: Lê Viết Minh Đức
Đồ án Chi Tiết Máy Thày giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
3. Tính toán các thông số động học :
a. Công suất:

. 6800.0,58
3,94( )
1000 1000
ct
F v
P kW= = =
3
3,94
4,02( )
. 0,99.0,99
ct
k ot
P
P kW
η η
= = =
3
2
4,02
4,19( )
. 0,99.0,97
Br ol
P
P kW
η η
= = =
2
1
4,19
4,36( )

. 0,97.0,99
Br ol
P
P kW
η η
= = =
'
1
4,36
4,54( )
. 0,96
dc
d ol
P
P kW
η η
= = =
b. Tốc độ quay:
( )
( )
( )
( )
( )
1
1
2
1
2
3
2

3
1445 /
1445
480,1 /
3,01
480,1
114,3 /
4,2
114,3
32,6 /
3,5
32,6 /
dc
dc
d
ct
n Vg p
n
n Vg p
u
n
n Vg p
u
n
n Vg p
u
n n Vg p
=
= = =
= = =

= = =
= =
c. Mômen xoắn trên trục:
( )
6
9,55.10
i
i
i
P
T Boqua
n
β
=
Mômen xoắn trên trục động cơ:
( )
'
' 6 6
4,54
9,55.10 9,55.10 30004,8 .
1445
dc
dc
dc
P
T N mm
n
= = =
Mômen xoắn trên trục 1:
( )

6 6
1
1
1
4,36
9,55.10 9,55.10 86727,8 .
480,1
P
T N mm
n
= = =
Mômen xoắn trên trục 2:
( )
6 6
2
2
2
4,19
9,55.10 9,55.10 350083,1 .
114,3
P
T N mm
n
= = =
Mômen xoắn trên trục 3:
( )
6 6
3
3
3

4,02
9,55.10 9,55.10 1177638,0 .
32,6
P
T N mm
n
= = =
Mômen xoắn trên trục công tác:
( )
6 6
3,94
9,55.10 9,55.10 1154202,4 .
32,6
ct
ct
ct
P
T N mm
n
= = =
Cơ điện tử 2 K49 ĐHBKHN - 4 - Sv thực hiện: Lê Viết Minh Đức
Đồ án Chi Tiết Máy Thày giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
Bảng thông số động học:
Động cơ 1 2 3 Công tác
P (kW) 4,54 4,36 4,19 4,02 3,94
u u
đai
= 3,01 u
1
= 4,2 u

2
= 3,5 u
k
= 1
n (Vg/p) 1445 480,1 114,3 32,6 32,6
T (N.mm) 30004,8 86727,8 350083,1 1177638 1154202,4
Cơ điện tử 2 K49 ĐHBKHN - 5 - Sv thực hiện: Lê Viết Minh Đức
Đồ án Chi Tiết Máy Thày giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
II. Tính toán bộ truyền ngoài
Bộ Truyền đai
Ta có:
Công suất trên trục động cơ: P
độngcơ
= 4,54 (kW)
Tốc độ quay: n
độngcơ
= 1445 (Vg/p)
Tỉ số truyền: u
đai
= 3,01
Mômen xoắn trên trục động cơ: T
động cơ
= 30004,8 (N.mm)
≈
30 (N.m)
1. Chọn tiết diện đai
Theo bảng 13-5/23[TL3] ,từ mômen xoắn trên trục động cơ ta chọn
Đai thang thường tiết diện A
Theo bảng 4-13/59[TL1] và bảng 13-5/23[TL3] ta tra được các thông số đai:
Đường kính bánh đai nhỏ nhất d

1min
= 90 mm
Diện tích tiết diện: A
1
= 81 mm
2
Chiều dày đai: h = 8 mm
Chiều dài chuẩn: L
0
= 1700 mm
2. Xác định đường kính bánh đai:
Đường kính bánh đai nhỏ:
d
1
≥
1,2 . d
1min
= 1,2 . 90 = 108 mm
Chọn theo tiêu chuẩn 4.26/67[TL1] d
1
= 140
Đường kính bánh đai lớn:
Theo công thức 4-2/53[TL1] với hệ số trượt đai ε = 0,01
( )
1
2
. 140.3,01
425,6
1 1 0,01
d u

d mm
ε
= = =
− −
Theo bảng 4.26/67[TL1] chọn đường kính tiêu chuẩn d
2
= 400 mm
Như vậy, tỉ số truyền thực tế:
( ) ( )
2
1
400
2,89
. 1 140. 1 0,01
t
d
u
d
ε
= = =
− −
Vậy
2,89 3,01
= 0,03 3%
3,01
t
u u
u
u
− −

∆ = = =
Vận tốc đai:
( )
1 1
. 3,14.140.1445
10,59 /
60000 60000
d n
v m s
π
= = =
Khoảng cách trục sơ bộ a được chọn theo bảng 4-14/60[TL1] a = d
2
. 1 = 400 mm (do u = 3,01)
Chiều dài đai l được xác định theo công thức 4.4/54[TL1]:
( ) ( )
( )
2 2
2 1
1 2
400 140
140 400
2. . 2.400 3,14. 1690,1
2 4. 2 4.400
d d
d d
l a mm
a
π
− −

+ +
= + + = + + =
Chiều dài tiêu chuẩn được chọn theo bảng 4-13/59[TL1] l = 1600 mm
Cơ điện tử 2 K49 ĐHBKHN - 6 - Sv thực hiện: Lê Viết Minh Đức
Đồ án Chi Tiết Máy Thày giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
Nghiệm số vòng chạy của đai trong 1 giây, theo 4.15/60[TL1]
( ) ( )
10,59
6,6 / 10 /
1,6
v
i s s
l
= = = <
Khoảng cách trục a theo chiều dài tiêu chuẩn l = 1250 mm được tính theo công thức 4.6/54[TL1]:
2 2
8
4
a
λ λ
+ − ∆
=
Với λ = l – π.(d
1
+ d
2
).0,5=1600 – 3,14.(140+400).0,5=752,2
∆ = (d
2
- d

1
).0,5 = (400 – 140).0,5 = 130
2 2 2 2
8. 752,2 752,2 8.130
352,1
4 4
a
λ λ
+ − ∆ + −
=> = = =
Vậy a = 352,1 mm
Góc ôm α
1
tính thep công thức 4.7/54[TL1]
2 1
1 min
400 140
180 57 180 57 137,9
352,1
d d
a
α α
− −
= − = − = >
3. Xác định số đai z
Số đai z được xác định theo công thức 4.16/60[TL1]
[ ]
( )
1
0 1

. . .
d
u z
PK
z
P C C C C
α
=
Trong đó:
P
1
= 4,54 kW Công suất trên trục bánh đai chủ động
[P
0
]=2,20 kW Công suất cho phép xác định bằng bộ truyền có số đai bằng 1, chiều
dài đai l
0
, tỉ số truyền u=1 và tải trọng tĩnh (Bảng 4.19[TL1])
K
d
= 1,1 Hệ số tải trọng động (Bảng 4.7[TL1]) (Băng tải, động cơ loại II)
C
α
= 0,89 Hệ số kể đến ảnh hưởng góc ôm α
1
=137,9
o
(Bảng 4.15[TL1])
C
l

= 1,0 Hệ số kể đến ảnh hưởng của chiều dài đai l/l
o
=0,94(Bảng 4.16[TL1])
C
u
= 1,14 Hệ số kể đến ảnh hưởng của tỉ số truyền u=3,01 (Bảng 4.17[TL1])
C
z
= 0,95 Hệ số kể đến ảnh hưởng của sự phân bố không đều tải trọng cho các
dây đai (Bảng 4.18[TL1]) (Z’= P
1
/[P]=2,06)
[ ]
( )
1
0 1
4,54.1,1
2,3
2,20.0,89.1,0.1,14.0,95
. . .
d
u z
PK
z
P C C C C
α
= = =
Lấy z = 3 đai
Chiều rộng bánh đai theo 4.17/63[TL1] và bảng 4.21/63[TL1]
(Với đai thang tiết diện A có t = 15, e = 10, h

0
= 3,3)
B = (z – 1).t + 2.e = (3 – 1).15 + 2.10 =50 (mm)
Đường kính ngoài của bánh đai:
d
a1
= d
1
+ 2.h
0
= 100 + 2.3,3 = 106,6 (mm)
d
a2
= d
2
+ 2.h
0
= 315 + 2.3,3 = 321,6 (mm)
Cơ điện tử 2 K49 ĐHBKHN - 7 - Sv thực hiện: Lê Viết Minh Đức
Đồ án Chi Tiết Máy Thày giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
4. Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục
Lực căng ban đầu được tính theo 4.19/63[TL1]
1
0
780. .
. .
d
v
P K
F F

v C z
α
= +
Trong đó:
F
v
Lực căng do lực li tâm sinh ra. F
v
= 0 khi bộ truyền có khả năng tự điều chỉnh lực
căng. Nếu định kỳ điều chỉnh lực căng thì F
v
= q
m
.v
2
(q
m
: Khối lượng 1 mét chiều
dài đai tra bảng13.3/22[TL3]). F
v
= 0,105 . 10,59
2
= 11,8 (N)
( )
1
0
780. .
780.4,54.1,1
11,8 149,6
. . 10,59.0,89.3

d
v
P K
F F N
v C z
α
= + = + =
Lực tác dụng lên trục được tính theo 4.21/64[TL1]
( )
1
0
137,9
2. . .sin 2.149,6.3.sin 1223,2
2 2
o
r
F F z N
α
= = =
Cơ điện tử 2 K49 ĐHBKHN - 8 - Sv thực hiện: Lê Viết Minh Đức
Đồ án Chi Tiết Máy Thày giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
III. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
1. Chọn vật liệu:
Với đặc tính của động cơ đã chọn cùng yêu cầu của đầu bài ra và quan điểm thống nhất hóa trong
thiết kế nên ta chọn vật liệu 2 cấp bánh răng như nhau
Cụ thể theo bảng 6-1/92[TL1] ta chọn :
Bánh nhỏ: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 241 285 có
1 1
850 , 580
b ch

MPa MPa
σ σ
= =
Chọn độ rắn bánh răng nhỏ là HB
1
= 245
Bánh lớn: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 192 240 có
2 2
750 , 450
b ch
MPa MPa
σ σ
= =
Do tốc độ quay và cường độ làm việc nhỏ hơn bánh nhỏ nên chọn độ rắn bánh lớn
thấp hơn 10-15 .Chọn độ rắn bánh răng nhỏ là HB
2
= 230
A. Bộ truyền cấp nhanh: Bánh trụ răng thẳng, tỉ số truyền u
1
=4,2
2. Xác định ứng suất cho phép:
Theo bảng 6-2/94[TL1], với thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn 180 350 ta có:
lim
2 70
o
H
HB
σ
= +
;

1,1
H
S =
;
lim
1,8
o
F
HB
σ
=
;
1,75
F
S =
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 là HB
1
= 245
Chọn độ rắn bánh răng lớn là HB
2
= 230
Vậy:
lim1 1
2 70 2.245 70 560
o
H
HB MPa
σ
= + = + =
lim1 1
1,8 1,8.245 441
o
F
HB MPa
σ
= = =
lim2 2
2 70 2.230 70 530
o
H
HB MPa
σ
= + = + =
lim2 2
1,8 1,8.230 414

o
F
HB MPa
σ
= = =
Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc:
Theo 6-5/93[TL1]:
2,4
0
30
H HB
N H=
Do đó:
2,4 6
1
30.245 16.10
Ho
N = =
2,4 6
2
30.230 13,9.10
Ho
N = =
Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn:
6
4.10
Fo
N =
(Vì chọn vật liệu là thép)
Xác định hệ số tuổi thọ:

Cơ điện tử 2 K49 ĐHBKHN - 9 - Sv thực hiện: Lê Viết Minh Đức
Đồ án Chi Tiết Máy Thày giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
0
HL
k =
H
mH
HE
m
N
;
0
FL
k =
F
mF
FE
m
N
mH,mF:bậc của đường cong mỏi khi thu về tiếp xúc và uốn.
Do chọn độ rắn mặt răng HB<350 nên m
H
=6;m
F
=6.
Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương
Vì bộ truyền chịu tải trọng thay đổi nhiều bậc nên N
HE
, N
HF

được tính theo công thức 6-
7/93[TL1]; 6-8/93[TL1]:
3
HE
max
N =60.c. ( ) .
i
i i
T
n t
T
∑
;
1
FE
max 1 max
n
N =60.c. ( ) . . 60.c. . ( ) .
u
F F
m m
i i
i i i
T T
n t t
T T
=
∑ ∑
Với T
i

là mômen xoắn ở chế độ i của bánh răng đang xét.
n
i
là số vòng quay ở chế độ i của bánh răng đang xét.
t
i
tổng số giờ làm việc ở chế độ i của bánh răng đang xét.
c số lần ăn khớp trong 1 vòng quay
Tính bánh răng bị động:
3 3 3 6
1
HE2
max 1
n 480,1 4 4
N =60.c. ( ) . . . 60.1. . 1 . 0,7 . .19000 87.10
u 4,2 8 8
i i
i
i
T t
t
T t
 
= + =
 ÷
 
∑ ∑
∑
N
HE2

> N
Ho2
do đó lấy hệ số tuổi thọ K
HL2
= 1; Lấy N
HE2
= N
Ho2
6 6 6
FE2
max
480,1 4 4
N =60.c. ( ) . . 60.1. . 1 . 0,7 . .19000 72,8.10
4,2 8 8
F
m
i
i i
T
n t
T
 
= + =
 ÷
 
∑
N
FE2
> N
Fo2

do đó lấy hệ số tuổi thọ K
FL2
= 1, tương tự K
FL1
= 1
Tính bánh răng chủ động:
N
HE1
> N
HE2
>

N
Ho1
N
FE1
> N
FE2
> N
Fo1
Nên lấy hệ số tuổi thọ K
HL1
= 1; K
FL1
= 1
Ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép được tính theo công thức 6-1/91[TL1] và 6-
2/91[TL1]
[ ]
lim
. . . .

o
H
H R V xH HL
H
Z Z K K
S
σ
σ
=
[ ]
lim
. . . . .
o
F
F R s xF FC FL
F
Y Y K K K
S
σ
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
( Độ rắn mặt răng HB < 350, Z
V

=0,85.v
0,1
)
K
xH
Hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng.
Y
R
Hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng
Cơ điện tử 2 K49 ĐHBKHN - 10 - Sv thực hiện: Lê Viết Minh Đức
Đồ án Chi Tiết Máy Thày giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
Y
s
Hệ số xét đến ảnh hưởng của vật liệu đối với tập trung ứng suất.
K
xF
Hệ số xét đến kích thước của bánh răng ảnh hưởng đối với độ bền uốn.
K
FC
Hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải. Bộ truyền quay 1 chiều => K
FC
= 1
K
HL
; K
FL
Hệ số tuổi thọ
S
H
; S

F
Hệ số an toàn khi tính tiếp xúc bền uốn.
σ
Hlim
Ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với chu kỳ cơ sở
σ
Flim
Ứng suất uốn cho phép ứng với chu kỳ cơ sở
Khi thiết kế sơ bộ ta lấy Z
R
.Z
V
.K
xH
= 1 và Y
R
.Y
s
.K
xF
= 1
Vậy ta có
[ ]
lim
.
H
H HL
H
K
S

σ
σ
=
[ ]
lim
. .
F
FL FC
F
F K K
S
σ
σ
=
Thay số
[ ]
( )
lim1
1
1
560
. .1 509
1,1
H
H HL
H
K MPa
S
σ
σ

= = =
[ ]
( )
lim2
2
2
530
. .1 481,8
1,1
H
H HL
H
K MPa
S
σ
σ
= = =
[ ]
( )
lim1
1
1
441
. . .1.1 252
1,75
F
F FL Fc
F
K K MPa
S

σ
σ
= = =
[ ]
( )
lim2
2
2
414
. . .1.1 236,6
1,75
F
F FL Fc
F
K K MPa
S
σ
σ
= = =
Bộ truyền cấp nhanh là bộ truyền bánh trụ răng thẳng nên theo công thức 6-12 ta có
[ ] [ ]
( )
2
481,8
H H
MPa
σ σ
= =
Ứng suất quá tải cho phép:
[ ]

( )
2
ax
2,8. 2,8.450 1260
H ch
m
MPa
σ σ
= = =
[ ]
( )
1 1
ax
0,8. 0,8.580 464
F ch
m
MPa
σ σ
= = =
[ ]
( )
2 2
ax
0,8. 0,8.450 360
F ch
m
MPa
σ σ
= = =
Cơ điện tử 2 K49 ĐHBKHN - 11 - Sv thực hiện: Lê Viết Minh Đức

Đồ án Chi Tiết Máy Thày giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
3. Tính toán cấp nhanh
a. Xác định sơ bộ khoảng cách trục:
Theo công thức 6-15a/96[TL1]
( )
[ ]
1β
3
2
.
1 .
σ . .ψ
H
w a
H ba
T K
a K u
u
= +
Trong đó
a
w
khoảng cách trục
K
a
hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng:
Tra bảng 6-5/96[TL1] ta được
(
)
1

3
49,5
a
K Mpa=
T
1
Mômen xoắn trên trục bánh chủ động T
1
=86727,8
[ ]
σ
H
Ứng suất tiếp xúc cho phép
[ ]
( )
σ 481,8
H
MPa=
u Tỉ số truyền u = 4,2
w
w
ψ
ba
b
a
=
b
w
là chiều rộng vành răng. Hộp khai triển =>
ψ 0,3 0,5

ba
= ÷
Chọn
ψ 0,3
ba
=
( ) ( )
ψ 0,53.ψ . 1 0,53.0,3. 4,2 1 0,8
bd ba
u→ = + = + =
βH
K
Hệ số kể đến sự phân bố không đềi tải trọng trên chiều rộng vành răng khi tính về
tiếp xúc
Tra bảng 6-7/98[TL1] =>
β
1,05
H
K =
( )
[ ]
( )
1β
3
3
2
2
.
86727,8.1,05
1 . 49,5. 4,2 1 . 174,45

481,8 .4,2.0,3
σ . .ψ
H
w a
H ba
T K
a K u
u
= + = + =
mm
Lấy tròn a
w
= 175 mm
Cơ điện tử 2 K49 ĐHBKHN - 12 - Sv thực hiện: Lê Viết Minh Đức
Đồ án Chi Tiết Máy Thày giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
b. Xác định các thông số ăn khớp
Theo công thức 6-17[TL1] ta có m=(0,01
÷
0,02).a
w
= 1,75
÷
3,5
Theo tiêu chuẩn bảng 6-8/99[TL1] chọn m = 3
Chọn sơ bộ góc nghiêng β=10
o
, do đó cosβ = 0,9848 Theo 6-31/103[TL1]
Số bánh răng nhỏ:
( ) ( )
1

1
2. .cos
2.175.cos10
22,1
. 1 3 4,2 1
w
a
z
m u
β
= = =
+ +
Lấy tròn z
1
=22
Số bánh răng lớn:
2 1
. 22.4,2 92,4z z u= = =
Lấy tròn z
2
=94
Tỉ số truyền thực tế sẽ là:
2
1
94
4,27
22
m
Z
u

Z
= = =
Tính toán dịch chỉnh:
Theo 6-21/99[TL1]
( ) ( )
1 2
. 3. 22 94
.
174
2 2 2
t
w
m z z
m z
a
+ +
= = = =
Vậy cần dịch chỉnh khoảng cách trục từ 174 lên a
w2
= 175 mm
Tính hệ số dịch chỉnh tâm theo 6-22/100[TL1]
2
1 2
175
0,5.( ) 0,5.(22 94) 0,33
3
w
a
y z z
m

= − + = − + =
Theo 6-23/100[TL1]
1000. 1000.0,33
2,92
114
y
t
y
k
z
= = =
Theo bảng 6.10a/101[TL1] ta có k
x
= 0,061
Do đó theo 6.24/100[TL1] hệ số giảm đỉnh răng:
.
0,061.(94 22)
0,007
1000 1000
x t
y
k z
+
∆ = = =
Theo 6-25/100[TL1] tổng hệ số dịch chỉnh x
t
x
t
= y+ ∆y = 0,33 + 0,007= 0,337
Theo 6-26/101[TL1] hệ số dịch chỉnh bánh 1:

( )
2 1
1
94 22 .0,33
( ).
0,5. 0,5. 0,337 0,006
114
t
t
z z y
x x
z
− 
 
−
= − = − =
 
 
 
 
Hệ số dịch chỉnh của bánh 2 là:
x
2
= x
t
-x
2
=0,337 - 0,06 =0,277
Góc ăn khớp α
tw

tính theo công thức 6-26/101[TL1]
( ) ( )
1
0 0
1 2
0
1
. .cos20 22 94 .3.cos20
. .cosα
cosα 0,934 α 20,88
2. 2. 2.175
t
tw tw
w w
Z Z m
Z m
a a
+ +
= = = = ⇒ =
Cơ điện tử 2 K49 ĐHBKHN - 13 - Sv thực hiện: Lê Viết Minh Đức
Đồ án Chi Tiết Máy Thày giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
c. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
Theo 6-33/105[TL1]
( )
[ ]
1
ε
2
1
2. . . 1

σ . . . σ
. .
H m
H M H H
w m w
T K u
Z Z Z
b u d
+
= ≤
Trong đó:
Z
M
Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp,
trị số Z
M
tra trong bảng 6-5/96[TL1].
(
)
1
3
M
Z = 274 Mpa
Z
H
Hệ số kể đến hình dáng bề mặt tiếp xúc
2.cosβ
sin 2α
b
H

tw
Z =
với β
b
là góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở. β
b
= 0
α
tw
: Góc ăn khớp α
tw
=20,88
o
=>
2.cos0
1,73
sin(2.20,88)
H
Z = =
ε
Z
Hệ số kể đến sự trùng khớp của bánh răng. Tính theo công thức6-36/105[TL1]
0
α
1 2
1 1 1 1
ε 1,88 3,2. .cosβ = 1,88 3,2. cos 0 1,7
22 94Z Z
 
 

 
 
= − + − + =
 
 ÷
 ÷
 
 
 
 
 
( )
α
ε
4ε
4 1,7
0,87
3 3
Z
−
−
= = =
K
H
Hệ số tải trọng động khi tính về tiếp xúc, được tính theo thức6-39/106[TL1]
β α
. .
H H H Hv
K K K K=
Trong đó:

βH
K
Hệ số kể đến sự phân bố không đều của tải trọng trên bề rộng vành
răng. Tra bảng 6-7/98[TL1] =>
β
1,05
H
K =
αH
K
Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng
thời ăn khớp. Bánh răng thẳng =>
αH
K
=1
Hv
K
Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp, trị số
Hv
K

tính theo công thức
1
1β α
ν . .
1
2. . .
H w w
HV
H H

b d
K
T K K
= +
với
m
w
0HH
u
a
.v.g.δν =
Vận tốc vòng theo 6-40/106[TL1]
( )
1 1
π. .
π.66,4.480,1
1,7 /
60000 60000
w
d n
v m s= = ≈
với
1
2.
2.175
66,4
1 4,27 1
w
w
m

a
d
u
= = =
+ +
Cơ điện tử 2 K49 ĐHBKHN - 14 - Sv thực hiện: Lê Viết Minh Đức
Đồ án Chi Tiết Máy Thày giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
Theo bảng 6-13/106[TL1] chọn cấp chính xác 9
Theo bảng 6-15/107[TL1] và 6-16/107[TL1]
73;006,0δ
0
==→ g
H
( )
175
ν 0,006.73.1,7. 4,8
4,27
ψ . 0,3.175 52,5
H
w ba w
b a mm
= =
= = =

1
1β α
ν . .
4,8.52,5.66,4
1 1 1,09
2. . . 2.86727,8.1,05.1

H w w
HV
H H
b d
K
T K K
→ = + = + =
Vậy
β α
. . 1,05.1.1,09 1,14
H H H Hv
K K K K= = =
Thay số:
( ) ( )
1
ε
2 2
1
2. . . 1 2.86727,8.1,14. 4,27 1
σ . . . 274.1,73.0,87. 423,5
. . 52,5.4,27.66,4
H m
H M H
w m w
T K u
Z Z Z
b u d
+ +
= = =
Theo 6-1/91[TL1] và 6-1a/93[TL1]

[ ] [ ]
o
Hlim
H
σ
σ ' . . . . σ . . .
S
H R V xH HL H R V xH
Z Z K K Z Z K= =
Trong đó
Z
R
Hệ số xét đến độ nhám của mặt răng làm việc
Cấp chính xác 9 => R
( )
9,0μ4010 =⇒→=
Rz
Zm
Z
V
Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng, độ rắn mặt răng nhỏ hơn
350MPa nên Z
V
= 0,85.1,7
0,1
= 0,89
K
xH
Hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng.Đường kính vòng đỉnh
răng d

a
<700mm => K
xH
= 1
[ ] [ ]
( )
o
Hlim
H
σ
σ ' . . . . σ . . . 481,8.0,89.1 428,8
S
H R V xH HL H R V xH
Z Z K K Z Z K MPa= = = =
Ta có
[ ]
σ σ '
H H
<
Mà chênh lệch
[ ]
[ ]
σ ' σ
428,8 423,5
0,01 1%
σ ' 428,8
H H
H
−
−

= = =

Vậy độ bền tiếp xúc thỏa mãn điều kiện
Cơ điện tử 2 K49 ĐHBKHN - 15 - Sv thực hiện: Lê Viết Minh Đức
Đồ án Chi Tiết Máy Thày giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
d. Kiểm nghiệm độ bền uốn
Theo công thức 6-43/108[TL1] ta có
[ ]
1ε β 1
1 1
1
2. . . . .
σ σ
. .
F F
F F
w w
T K Y Y Y
b d m
= ≤
Trong đó:
T
1
Mômen xoắn trên trục chủ động T
1
= 86727,8
m Môđun pháp m=3 (mm)
b
w
Chiều rộng vành răng b

w
=52,5(mm)
d
1w
đường kính vòng lăn bánh chủ động
( )
1
66,4
w
d mm=
Y
ε
Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng
1 1
0,588
1,6998
Y
ε
α
ε
= = =
Với
1,6998
α
ε
=
là hệ số trùng khớp ngang
Y
β
Hệ số kể đến độ nghiêng của răng

1Y0 =→=
β
β
Y
F1
,Y
F2
Hệ số dạng răng của bánh 1 và 2
Theo 6.18/109[TL1] ta có
1
1 1
3
2
22;
cosβ
92
V
V
Z
Z Z
Z
= = =
=
Với hệ số dịch chỉnh x
1
=0,06; x
2
=0,277
Tra bảng 6-18 được
1 2

3,87; 3,56
F F
Y Y= =
K
F
Hệ số tải trọng khi tính về uốn
K
FVFFF
K.K.K
αβ
=
Trong đó:
K
Fβ
= 1,12 . Tra bảng 6-7/98[TL1] với
bd
ψ
=0,8
Theo bảng 6.14/107[TL1] chọn K
F
α

= 1,37
K
FV
= 1 +
αβ
ν
FF1
1wwF

K.K.F2
d.b.
với
m
w
0FF
u
a
V.g.δν =

Trong đó:
016,0
F
=δ
; v=1,7; g
0
=73
( )
175
ν 0,016.73.1,7 12,7 /
4,27
F
m s⇒ = =
=>K
FV
=
12,7.52,5.66,4
1 1,17
2.86727,8.1,12.1,37
+ =

K
F
=1,12.1,37.1,17 = 1,796
Y
s
- Hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu đến tập trung ứng suất
Y
s
= 1,08- 0,0695 .ln (m) Với m =3 mm
Thay số Y
s
=1,08-0,0695.ln 3 = 1,004
Y
R
- Hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng , chọn y
R
= 1 ( bánh răng phay )
Cơ điện tử 2 K49 ĐHBKHN - 16 - Sv thực hiện: Lê Viết Minh Đức
Đồ án Chi Tiết Máy Thày giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
Y
xF
Hệ số xét đến kích thước bánh răng ảnh hưởng đến độ bền uốn. Y
xF
= 1 do d
a
<400
[ ] [ ]
( )
1lim
R S xF R S xF

1 1
1
' . . .Y .Y .K .Y .Y .K 252.1.1,004.1 253
F
F FL FC
F
K K F MPa
S
σ
σ σ
= = = =
[ ] [ ]
( )
2lim
R S xF R S xF
2 2
2
' . . .Y .Y .K .Y .Y .K 236,6.1.1,004.1 237,5
F
F FL FC
F
K K F MPa
S
σ
σ σ
= = = =
Thay vào 6.43 ta có

1ε β 1
1

1
2. . . . .
2.86727,8.1,796.0,588.1.3,87
σ 67,8
. . 52,5.66,4.3
F F
F
w w
T K Y Y Y
b d m
= = =
< [σ
F1
] =253 MPa

( )
2
2 1
1
3,56
67,8 62,4
3,87
F
F F
F
Y
Mpa
Y
σ σ
= = =

< [σ
F2
] =186,7 MPa
Như vậy độ bền uốn thỏa mãn
Cơ điện tử 2 K49 ĐHBKHN - 17 - Sv thực hiện: Lê Viết Minh Đức
Đồ án Chi Tiết Máy Thày giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
e. Kiểm nghiệm răng về quá tải
Điều kiện về quá tải theo công thức 6-48/110[TL1] và 6-49/110[TL1] với K
qt
= T
max
/T = 1,5

[ ]
max
max
σ σ 401, 44 1,5 491,66 σ
H H qt H
K= = = < =
1260 MPa

[ ]
1max 1 1
max
σ σ . 67,8.1,5 101,7 σ 464
F F qt F
K MPa= = = < =

[ ]
2max 2 2

max
σ σ . 62,4.1,5 93,6 σ 360( )
F F qt F
K Mpa= = = < =
Vậy khả năng quá tải đạt yêu cầu
5. Thông số và kích thước bộ truyền
Thông số Kí
hiệu
Công thức tính Kết quả Đơn
vị
Khoảng cách trục chia a a= 0,5.(d
2
+ d
1
) = 0,5m(z
2
+ z
1
)/cosβ 174 mm
Mô đun m 3 mm
Tỉ số truyền u 4,27
Khoảng cách trục a
w
a
w
=acosα
t
/cosα
tw
175 mm

Đường kính chia d d
1
=m.z
1
/cosβ
d
2
=m.z
2
/cosβ
66
282
mm
mm
Đường kính lăn d
w
d
w1
=2.a
w
/(u+1)
d
w2
= d
w1
.u
66,4
283,5
mm
mm

Đường kính đỉnh răng d
a
d
a1
=d
1
+2(1+x
1
-
y∆
).m
d
a2
=d
2
+2(1+x
2
-
y∆
).m
72,3
289,6
mm
mm
Đường kính đáy răng d
f
d
f1
=d
1

- ( 2,5 - 2x
1
)m
d
f2
=d
2
- ( 2,5 - 2x
2
)
.m
58,9
276,1
mm
mm
Đường kính cơ sở d
b
d
b1
=d
1
cosα
d
b2
=d
2
cosα
62,02
264,99
mm

mm
Góc nghiêng của răng β 0 Độ
Góc prôfin gốc α Theo TCVN1065-71 20
o
Độ
Góc prôfin răng α
t
α
t
=arctg(tgα/cosβ) 20
o
Độ
Góc ăn khớp α
tw
α
tw
=arccos(a.cosα
t
/a
w
) 20,88
o
Độ
Số bánh răng z
1
z
2
22
94
Răng

Răng
Tổng hệ số dịch chỉnh x
t
x
1
x
2
x
t
=[(z
2
+ z
1
)(invα
tw
– invα
t
)]/(2.tgα) 0,337
0,06
0,277
mm
mm
mm
Hệ số trùng khớp ngang
α
ε
[ ]
1 1 2 2 2 1 w
. . ( ). /(2 )
a a t

z tg z tg z z tg
α
ε α α α π
= + + +
1,7
Cơ điện tử 2 K49 ĐHBKHN - 18 - Sv thực hiện: Lê Viết Minh Đức
Đồ án Chi Tiết Máy Thày giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
B. Bộ truyền cấp chậm: Bánh trụ răng nghiêng
Tỉ số truyền
2
1
14,7
3,52
4,18
hop
u
u
u
= = =
2. Xác định ứng suất cho phép:
Theo bảng 6-2/94[TL1], với thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn 180 350 ta có:
lim
2 70
o
H
HB
σ
= +
;
1,1

H
S =
;
lim
1,8
o
F
HB
σ
=
;
1,75
F
S =
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 là HB

3
= 260
Chọn độ rắn bánh răng lớn là HB
4
= 245
Vậy:
lim3 3
2 70 2.260 70 590
o
H
HB MPa
σ
= + = + =
lim3 3
1,8 1,8.260 468
o
F
HB MPa
σ
= = =
lim4 4
2 70 2.245 70 560
o
H
HB MPa
σ
= + = + =
lim4 4
1,8 1,8.245 441
o

F
HB MPa
σ
= = =
Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc:
Theo 6-5/93[TL1]:
2,4
0
30
H HB
N H=
Do đó:
2,4 6
3
30.260 18.10
Ho
N = =
2,4 6
4
30.245 16.10
Ho
N = =
Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn:
6
4.10
Fo
N =
(Vì chọn vật liệu là thép)
Xác định hệ số tuổi thọ:
0

HL
k =
H
mH
HE
m
N
;
0
FL
k =
F
mF
FE
m
N
mH,mF:bậc của đường cong mỏi khi thu về tiếp xúc và uốn.
Do chọn độ rắn mặt răng HB<350 nên m
H
=6;m
F
=6.
Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương
Vì bộ truyền chịu tải trọng thay đổi nhiều bậc nên N
HE
, N
HF
được tính theo công thức 6-
7/93[TL1]; 6-8/93[TL1]:
Cơ điện tử 2 K49 ĐHBKHN - 19 - Sv thực hiện: Lê Viết Minh Đức

Đồ án Chi Tiết Máy Thày giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
3
HE
max
N =60.c. ( ) .
i
i i
T
n t
T
∑
;
1
FE
max 1 max
n
N =60.c. ( ) . . 60.c. . ( ) .
u
F F
m m
i i
i i i
T T
n t t
T T
=
∑ ∑
Với T
i
là mômen xoắn ở chế độ i của bánh răng đang xét.

n
i
là số vòng quay ở chế độ i của bánh răng đang xét.
t
i
tổng số giờ làm việc ở chế độ i của bánh răng đang xét.
c số lần ăn khớp trong 1 vòng quay
Tính bánh răng bị động:
3 3 3 6
1
HE4
max 1
n 480,1 4 4
N =60.c. ( ) . . . 60.1. . 1 . 0,7 . .19000 87.10
u 4,2 8 8
i i
i
i
T t
t
T t
 
= + =
 ÷
 
∑ ∑
∑
N
HE4
> N

Ho4
do đó lấy hệ số tuổi thọ K
HL4
= 1; Lấy N
HE4
= N
Ho4
6 6 6
FE4
max
480,1 4 4
N =60.c. ( ) . . 60.1. . 1 . 0,7 . .19000 72,8.10
4,2 8 8
F
m
i
i i
T
n t
T
 
= + =
 ÷
 
∑
N
FE4
> N
Fo4
do đó lấy hệ số tuổi thọ K

FL4
= 1, tương tự K
FL4
= 1
Tính bánh răng chủ động:
N
HE3
> N
HE4
>

N
Ho3
N
FE3
> N
FE4
> N
Fo3
Nên lấy hệ số tuổi thọ K
HL3
= 1; K
FL3
= 1
Ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép được tính theo công thức 6-1/91[TL1] và 6-
2/91[TL1]
[ ]
lim
. . . .
o

H
H R V xH HL
H
Z Z K K
S
σ
σ
=
[ ]
lim
. . . . .
o
F
F R s xF FC FL
F
Y Y K K K
S
σ
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
( Độ rắn mặt răng HB < 350, Z
V
=0,85.v

0,1
)
K
xH
Hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng.
Y
R
Hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng
Y
s
Hệ số xét đến ảnh hưởng của vật liệu đối với tập trung ứng suất.
K
xF
Hệ số xét đến kích thước của bánh răng ảnh hưởng đối với độ bền uốn.
K
FC
Hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải. Bộ truyền quay 1 chiều => K
FC
= 1
K
HL
; K
FL
Hệ số tuổi thọ
S
H
; S
F
Hệ số an toàn khi tính tiếp xúc bền uốn.
σ

Hlim
Ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với chu kỳ cơ sở
σ
Flim
Ứng suất uốn cho phép ứng với chu kỳ cơ sở
Cơ điện tử 2 K49 ĐHBKHN - 20 - Sv thực hiện: Lê Viết Minh Đức
Đồ án Chi Tiết Máy Thày giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
Khi thiết kế sơ bộ ta lấy Z
R
.Z
V
.K
xH
= 1 và Y
R
.Y
s
.K
xF
= 1
Vậy ta có
[ ]
lim
.
H
H HL
H
K
S
σ

σ
=
[ ]
lim
. .
F
FL FC
F
F K K
S
σ
σ
=
Thay số
[ ]
( )
lim3
3
3
560
. .1 509
1,1
H
H HL
H
K MPa
S
σ
σ
= = =

[ ]
( )
lim4
4
4
530
. .1 481,8
1,1
H
H HL
H
K MPa
S
σ
σ
= = =
[ ]
( )
lim3
3
3
441
. . .1.1 252
1,75
F
F FL Fc
F
K K MPa
S
σ

σ
= = =
[ ]
( )
lim4
4
4
414
. . .1.1 236,6
1,75
F
F FL Fc
F
K K MPa
S
σ
σ
= = =
Bộ truyền cấp nhanh là bộ truyền bánh trụ răng thẳng nên theo công thức 6-12 ta có
[ ]
[ ] [ ]
( )
3 4
509 481,8
495,4
2 2
H H
H
MPa
σ σ

σ
+
+
= = =
Ứng suất quá tải cho phép:
[ ]
( )
4
ax
2,8. 2,8.450 1260
H ch
m
MPa
σ σ
= = =
[ ]
( )
3 3
ax
0,8. 0,8.580 464
F ch
m
MPa
σ σ
= = =
[ ]
( )
4 4
ax
0,8. 0,8.450 360

F ch
m
MPa
σ σ
= = =
Cơ điện tử 2 K49 ĐHBKHN - 21 - Sv thực hiện: Lê Viết Minh Đức
Đồ án Chi Tiết Máy Thày giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
3. Tính toán cấp chậm
a. Xác định sơ bộ khoảng cách trục:
Theo công thức 6-15a/96[TL1]
( )
[ ]
1β
3
2
2
.
1 .
σ . .ψ
H
w a
H ba
T K
a K u
u
= +
Trong đó
a
w
khoảng cách trục

K
a
hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng:
Tra bảng 6-5/96[TL1] ta được
(
)
1
3
43
a
K Mpa=
T
1
Mômen xoắn trên trục bánh chủ động T
2
=
350083
[ ]
σ
H
Ứng suất tiếp xúc cho phép
[ ]
( )
σ 495,4
H
MPa=
u
2
Tỉ số truyền u
2

= 3,52
w
w
ψ
ba
b
a
=
b
w
là chiều rộng vành răng. Hộp khai triển =>
ψ 0,3 0,5
ba
= ÷
Chọn
ψ 0,3
ba
=
( ) ( )
ψ 0,53.ψ . 1 0,53.0,3. 4,2 1 0,8
bd ba
u→ = + = + =
βH
K
Hệ số kể đến sự phân bố không đềi tải trọng trên chiều rộng vành răng khi tính về
tiếp xúc
Tra bảng 6-7/98[TL1] =>
β
1,12
H

K =
( )
[ ]
( ) ( )
1β
3
3
2
2
2
2
.
350083.1,12
1 . 43. 3,52 1 . 223,1
495,4 .3,52.0,3
σ . .ψ
H
w a
H ba
T K
a K u mm
u
= + = + =
Lấy tròn a
w
= 230 mm
b. Xác định các thông số ăn khớp
Theo công thức 6-17[TL1] ta có m=(0,01
÷
0,02).a

w
= 2,3
÷
4,6
Theo tiêu chuẩn bảng 6-8/99[TL1] chọn m = 3
Chọn sơ bộ góc nghiêng β=10
o
, do đó cosβ = 0,9848 Theo 6-31/103[TL1]
Số bánh răng nhỏ:
( ) ( )
1
2
2. .cos
2.230.cos10
33,4
. 1 3 3,52 1
w
a
z
m u
β
= = =
+ +
Lấy tròn z
3
=33
Số bánh răng lớn:
4 3
. 33.3,52 116,16z z u= = =
Lấy tròn z

4
=116
Tỉ số truyền thực tế sẽ là:
4
3
116
3,52
33
m
z
u
z
= = =
Góc nghiêng β:
cosβ =
3 4
( )
3.(116 33)
0,9717
2. 2.230
w
m z z
a
+
+
= =
⇒ β =13
0
39’14”=13,65
o

Cơ điện tử 2 K49 ĐHBKHN - 22 - Sv thực hiện: Lê Viết Minh Đức
Đồ án Chi Tiết Máy Thày giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
c. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
Theo 6-33/105[TL1]
( )
[ ]
1
ε
2
1
2. . . 1
σ . . . σ
. .
H m
H M H H
w m w
T K u
Z Z Z
b u d
+
= ≤
Trong đó:
Z
M
Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp,
trị số Z
M
tra trong bảng 6-5/96[TL1].
(
)

1
3
M
Z = 274 Mpa
Z
H
Hệ số kể đến hình dáng bề mặt tiếp xúc
2.cosβ
sin 2α
b
H
tw
Z =
với β
b
là góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở.
tgβ
b
= cosα
t
.tgβ
α
t
= α
tw
= arctg(tgα/cosβ)
= arctg(tg20/0,9717) = 20,53
0
=> tgβ
b

= cos(20,53
0
).tg (13
0
39’14) = 0,2275
=> β
b
= 12,81
0
( )
0
0
2.cos12,81
1,723
sin 2.20,53
H
Z⇒ = =
Theo 6.37, hệ số trùng khớp dọc
ε
β
= b
w.
sinβ/(π.m) = 0,3 . 230 sin(13
0
39’14”)/(π.3) = 1,728
Do đó theo 6.36 ta có
Z
ε
=
=

α
ε
1
1
0,76
1,728
=
Trong đó
α
ε
=
3 4
1 1
1,88 3,2 cos
z z
β
 
 
− −
 
 ÷
 
 
1 1
1,88 3,2 0,98125 1,152
33 116
 
 
= − − =
 ÷

 
 
 
Đường kính vòng lăn bánh nhỏ
d
w3
=
2.
2.230
101,77
1 3,52 1
w
m
a
u
= =
+ +
mm
Theo 6.40, vận tốc vòng
v =
3 2
π. .
3,14.101,77.114,3
0,609
60000 60000
w
d n
= =
m/s
Tra bảng 6.13 chọn cấp chính xác 9

Với cấp chính xác 9 tra bảng 6.14/107[TL1] được K
Hα
= 1,13
Cơ điện tử 2 K49 ĐHBKHN - 23 - Sv thực hiện: Lê Viết Minh Đức
Đồ án Chi Tiết Máy Thày giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
Theo 6.42/107[TL1]
0
230
. . . 0,002.73.0,609. 0,719
3,52
w
H H
a
v g v
u
δ
= = =

Trong đó
Tra bảng 6.15/107[TL1] δ
H
= 0,002
Tra bảng 6.16/107[TL1] g
o
= 73
=> theo 6.41/107[TL1] :
3
2β α
ν . .
0,719.0,3.230.101,77

1 1 1,006
2. . . 2.350083,1.1,12.1,13
H w w
HV
H H
b d
K
T K K
= + = + =
Theo 6.39: hệ số tải trọng động khi tính về tiếp xúc
K
HvHHH
KKK
αβ
=
= 1,12.1,13.1,006 = 1,27
=>
( )
2
ε
2 2
3
2. . . 1
2.350083,1.1,27.(3,52 1)
σ . . . 274.1,723.0,76. 453,5
. . 0,3.230.3,52.101,77
H m
H M H
w m w
T K u

Z Z Z
b u d
+
+
= = =
MPa
Xác định các ứng suất tiếp xúc cho phép
Với v = 0,609 < 5 m/s Z
v
= 1
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 R
a
= 2,5…1,25 μm. Do đó Z
R
= 0,95;
Với d
a
< 700 mm, K
xH
= 1
=> [σ
H
]’ = [σ
H
]. Z
v
Z
R
K

xH
= 495,4. 1.0,95.1 = 470,63 MPa

Ta có
[ ]
σ σ '
H H
<
Mà chênh lệch
[ ]
[ ]
σ ' σ
470,63 453,5
0,036 3,6%
σ ' 470,63
H H
H
−
−
= = =

Vậy độ bền tiếp xúc thỏa mãn điều kiện
Cơ điện tử 2 K49 ĐHBKHN - 24 - Sv thực hiện: Lê Viết Minh Đức
Đồ án Chi Tiết Máy Thày giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
d. Kiểm nghiệm về độ bền uốn
Theo công thức 6-43/108[TL1] ta có
[ ]
2ε β 1
1 3
3

2. . . . .
σ σ
. .
F F
F F
w w
T K Y Y Y
b d m
= ≤
Trong đó
T
1
: momen xoắn trên bánh chủ động T
3
= 350083,1 N.mm
m: modun pháp m = 3 mm
b
w
: chiều rộng vành răng b
w
= 0,3.230=69 mm
d
w1
: đường kính vòng lăn bánh chủ động d
w3
= 101,77 mm
Y
ε
: hệ số kể đến sự trùng khớp của răng
Y

ε
Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng
1 1
0,588
1,6998
Y
ε
α
ε
= = =
Với
1,6998
α
ε
=
là hệ số trùng khớp ngang
Y
β
: Hệ số kể đến độ nghiêng của răng
β =13
0
39’14”=13,65
o
=> Y
β
= 1 -
13,65
0,9
140
=

3 4
,
F F
Y Y
hệ số dạng răng của bánh 3 và bánh 4
- Số răng tương đương :

3
3
3 3
33
35,97
cosβ 0,9717
V
z
Z = = =
4
2
3 3
116
126,43
cos 0,9717
V
z
Z
β
= = =
Tra bảng 6-18/109[TL1] được
3 4

3,75 ; 3,6
F F
Y Y= =
K
F
Hệ số tải trọng khi tính về uốn K
FVFFF
KKK
αβ
=
Trong đó:
K
F
β

= 1,24 (tra bảng 6-7/98[TL1]) với
bd
ψ
=0,8
K
F
α

= 1,37 (tra bảng 6.14/107[TL1])
K
FV
= 1 +
3
2β α
ν . .

2 . .
F w w
F F
b d
T K K
với
m
w
FF
u
a
vg δν
0
=

Theo bảng (6.15)
006,0δ =
F
; theo bảng (6.16) g
0
=73
230
ν 0,006.73.0,609 2,16
3,52
F
⇒ = =
=> K
FV
= 1 +
2,16.69.101,77

1,012
2.350083,1 .1,24.1,37
=
K
F
= 1,24. 1,37. 1,012 = 1,72
Thay vào ta có

2ε β 1
3
3
2. . . . .
2.350083,1.1,72.0,588.0,9.3,75
113,4
. . 69.101,77.3
F F
F
w w
T K Y Y Y
b d m
σ
= = =
Mpa
Cơ điện tử 2 K49 ĐHBKHN - 25 - Sv thực hiện: Lê Viết Minh Đức