Đồ án chi tiết máy thiết kế hệ dẫn động xích tải

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
_____________________________________________________________________
PHẦN 1: TÍNH HỆ DẪN ĐỘNG
I. Chọn động cơ : Động cơ mộ chiều
1.Xác định công suất đặc trưng cho trục động cơ (P
đ/c
) :
P
đ/c
> P
y/c
P
y/c
= P
td
=
η
β
.
ct
P
• Công suất trục tang quay (đĩa xích ) :P
y/c
=
992.4
1000
78,0.6400
1000
.
==
Fv

(kw)
v (m/s): Vận tốc băng tải (thông số đã biết )
F(N): Lực kéo băng tải (thông số đã biết)
• Hiệu suất bộ truyền động:

η
=
η
ot
.
η
x
.
η
ol
3
.
η
Br
2
.
η
k
Tra bảng 2.3[I] có:

η
ot
=0.98 Hiệu suất ổ trục.

η

x
=0.96 Hiệu suất bộ truyền xích.

η
ol
=0.992 Hiệu suất ổ lăn.

η
Br
=0.97 Hiệu suất bánh răng.

η
k
=0.99 Hiệu suất khớp nối
Thay số được:
η
=0,98. 0,96. 0,992
3
.0,97
2
. 0,99= 0,855
•
β
: số tải trọng tương đương :

β
=
∑
=









n
i
ck
ii
t
t
P
P
1
2
1
.)(
=
).()(.1
2
2
1
21
ckck
t
t
P
P

t
t
+
(do thời gian mở máy :t
mm
<<t
ck
à bỏ qua t
mm
)
=
)
8
4
.()
4.1
7.0
(
8
4
.1
2
+
=0.79
__________________________________________________________________
Sinh Viên: Nguyễn Quang Nhị
Lớp: Cơ Điện Tử 2_K49
1
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
_____________________________________________________________________

àP
y/c
=
61,4
855,0
79,0.992,4
=
Kw
2.Xác định tốc độ đồng bộ của động cơ :
n
sb
= n
ct
.u
sb
• Với n
ct
là số vòng quay của trục máy công tác ( trục tang quay)
n
ct=
D
v
.
.60000
π
Với :
V : Vận tốc băng tải (m/s).
D=350 mm : Đường kính tang quay .

⇒

n
ct
=
58,42
350.41,3
78,0.60000
=
(v/p).
Theo công thức [2.15]/ [I] ta có: u
sb
=u
sbh
.u
sbbtn

à n
sb
= n
ct
.u
sbh
. u
sbbtn
Bộ truyền ngoài là xích .Theo bảng 2.4[I] chọn:
u
sbh
=18

u
sbbtn

=2.2
à n
sb
=42,58. 18. 2,2 = 1686 (V/p).
Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ n
đb
=1500(V/p)
Với P
y/c
=4.61kW
Theo bảng P1.1 trong phần phụ lục [I] a chọn động cơ :K132M4
Với các thông số :
P
đ/c
=5.5 kW > P
y/c
=4.61kw
n
đ/c
=1445 V/p
≈
n
đb
T
k
/T
d/n
=2 > T
m
/T =1.4

'
/ cđ
P
=P
1
/
η
ol
.
η
k
)(945,5
992,0.96,0
662,5
kW=
__________________________________________________________________
Sinh Viên: Nguyễn Quang Nhị
Lớp: Cơ Điện Tử 2_K49
2
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
_____________________________________________________________________
II.Phân phối tỉ số chuyền chung
U
chung
=
==
ngh
ct

cđ
UU
n
n
.
/
94,33
58,42
1445
=
Chọn U
ng
=2.2
à U
h
=
43,15
2,2
94,33
==
ng
ch
U
U
*Phân phối tỉ số chuyền .
Do hộp giảm tốc là đồng trục lên :
U
1
=U
2

=
93,343,15 ==
h
U
Tính lại U
ng
=
2
21
93,3
94,33
.
=
UU
U
ch
=2,2
*Tính toán các thông số động học
Nguyên tắc:
• P
i
tính từ trục công tác về trục động cơ: P
i
=
11
1
.
+
+
ηη

i
i
P
P
3
=
242,5
992,0.96,0
992,4
.
==
otx
ct
P
ηη
kW

P
2
=
44,5
97,0.292,0
242,5
.
3
==
brx
P
ηη
kW

P
1
=
662,5
96,0.992,0
242,4
.
2
==
brot
P
ηη
kW
P
đ/c

945,5
992,0.96,0
662,5
.
1
==
otk
P
ηη
kW
•
n
i
tính từ trục động cơ đến trục công tác : n

1_
1
+
+
=
ii
i
i
u
n


P
đ/c
=5.945 kW
n
1
= n
đc
/u
1
=1445/1=1445 (v/p)
n
2
=
368
93.3
1445
12
1

==
n
n
(v/p)
__________________________________________________________________
Sinh Viên: Nguyễn Quang Nhị
Lớp: Cơ Điện Tử 2_K49
3
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
_____________________________________________________________________
n
3
=
94
93.3
368
23
2
==
n
n
(v/p)
n
ct
=
43
2.2
94
3
==

x
n
n
(v/p)
•
Mô men xoắn:và T
i
=9,55.10
6
.P
i
/n
i
T
đ/c
=9,55.10
6
.
5,39290
1445
945,5
.10.55,9
6
/
/
==
cđ
cđ
n
P

N.m

1,37420
1445
662.5
.10.55,9.10.55,9
6
1
1
6
1
===
n
P
T
N.mm
T
2
=9,55.10
6
.
52,141381
368
448,5
10.55,9
6
2
2
==
n

P
(N.mm)
T
3
=
532565
94
242,5
10.55,9
6
=
(N.mm)
T
ct
=9,55.10
6
.
4,1108688
43
992,5
10.55,9.
6
==
ct
ct
n
P
(N.mm)
Bảng thông số động học
II. Thiết kế bộ truyền ngoài : Bộ truyền xích

Với các số liệu : P
3
=5,242 kW ; n= 94 v/p ; U =2,2 làm việc 2 ca
α
=30
0
1) Theo bảng 5,4 [I] : Với u = 2,2 ta chọn số răng đĩa nhỏ Z
1
=27 àsố răng đĩa lớn :
Z
2
=u.Z
1
= 2,2.57 =59,4 àchọn Z
2
=60 < Z
max
__________________________________________________________________
Sinh Viên: Nguyễn Quang Nhị
Lớp: Cơ Điện Tử 2_K49
4
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
_____________________________________________________________________
Tính lại tỉ số truyền u =
27
60
1
2
=
Z

Z
=2,22
2) Xác định bước xích p :
K= K
0
.K
a
.K
đc
.K
bt
.K
c
.K
đ
(1)
Tra bảng 5.6 [I] ta đươc:

Hệ số tải trọng động : K
đ
=1,2 ( do tải trọng va đập nhẹ).

Hệ số ảnh hưởng của vị trí bộ truyền : K
0
=1 do
α
=30
0
<60
0


Hệ số điều chỉnh lực căng xích (điều chỉnh được) : K
đc
=1

Hệ số ảnh hưởng điều kiện tròn trơn ( môi trường không bụi ): K
đc
=1

Hệ số kế đến chế độ làm việc của bộ truyền: K
c
=1,25
Thay vào (1) ta được : K=1,2.1.1.1.1,25.1 =1,5
Điều kiện đảm bảo độ bền mỏi xích :
Theo công thức (5.3) [I] : P
t
=
≤
Y
zn
K
KKKP
[P]
 Hệ số răng đĩa dẫn : K
z
=
926,0
27
2525
1

==
Z
 Hệ số vòng quay : K
n
=
532,0
94
50
3
03
==
n
n
 K
x
= 1( do xích một dãy )
Thay công thức vào công thức (5.3) [I] P
t
=
874,3
1
5,1.926,0.532,0.242,5
=

kW
Tra bảng 5.5 [I] với n
03
=50 chọn xích dãy có bước xích p=31,75 là loại xích con lăn hệ
thống thông tin di động dãy có [P]= 5,83 kW vậy
P

t
= 3,874 kW
≤
[P] =5,83 kW (thỏa mãn điều kiện bền mòn)
3)Xác định sơ bộ khoảng cách trục a :
a=40.p=40.31,75 = 1270 mm

Số mắt xích X tính theo công thức 5.12[I]:
__________________________________________________________________
Sinh Viên: Nguyễn Quang Nhị
Lớp: Cơ Điện Tử 2_K49
5
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
_____________________________________________________________________
X=
a
PZZZZ
P
q
4
.)(
2
)(
2
2
2
1221
π
−
+

+
+
=
19,124
1270 4
75,31.)2760(
2
)6027(
75,31
1270.2
2
2
=
−
+
+
+
π
Chọn X=124

Tính khoảng cách trục chính xác : CT 5.13 [I] :
a=0,25.P.{X-0,25.(Z
2
+ Z
1
) +
ZZZZX
2
12
2

12
]/).[(2)].(5,0[
π
−−+−
}
=0,25.31,75.{124-0,25.(60

+ 27)+
22
]/)2760.[(2)]2760.(5,0124[
π
−−+−
}
=1266,95mm = 1267 mm
Để khỏi căng xích ta giảm a một lượng
=∆
a
0,0023.a= 0,0023.1267=2,95 mm
Do vậy : a= 1266,95 – 2,95 =1264 mm
4) Tính đường kính đĩa xích:

Đường kính vòng chia của đĩa xích :
d
1
=
mm
Z
P
49,273
)

27
180
sin(
75,31
)sin(
1
==
π
d
2
=
mm
Z
P
66,606
)
60
180
sin(
75,31
)sin(
2
==
π

Đường kính vòng đỉnh đĩa xích:
d
a1
=P(0,5+cotg(
mmg

Z
51,287)
27
180
(cot5,0.75,31))
1
=






+=
π
d
a2
=P(0,5+cotg(
mmg
Z
70,621)
60
180
(cot5,0.75,31))
2
=







+=
π

Đường kính vòng chân răng xích :
r=0,5025.d
1
+0,05=0,5025.19,05+0,05=9,63 (d
1
tra bảng 5.2 [I] ).
d
f1
=d
1
-2.r=273,49 -2.9,63=254,23 mm
d
f2
=d
2
-2.r=606,66 -2.9,63=578,4 mm
5) Tính lực tác dụng lên trục :
__________________________________________________________________
Sinh Viên: Nguyễn Quang Nhị
Lớp: Cơ Điện Tử 2_K49
6
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
_____________________________________________________________________

Lực vòng : F

z
=
94.75,31.27
242,5.10.6

.10.6
7
1
7
=
npZ
P
=3903,13 N

Lực tác dụng hướng tâm : F
r
= K
t
.F
t
Hệ số kể đến trọn lực của xích : K
t
=1,15 (do
α
=30
0
< 40
0
)
Do vậy : F

r
=1,15.3903,13 =4488,6 N
6) Kiểm nghiệm độ bền :
Theo công thức (5.15) [I] :
s=
).(
0 vtd
FFFK
Q
++
 Tra bảng 5.2 [I] ,tải trọng phá hỏng Q= 88,5 kN, khối lượng 1 mét xích là :q =3,8 kg
 Hệ số tải trọng động : K
đ
=1,2 (ở trên phần 1)
 F
v
: lực căng do lực li tâm sinh ra ;Tính theo công thức:
F
v
= q.v
2
=q.(
85,6)
60000
94.75,31.27
.(8,3)
60000

(
22

1
==
npZ
N
 F
0
: lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động gây ra :
F
0
= 9,81.K
f
.q.a
K
f
: hệ số ảnh hưởng độ võng f của xích và vị trí bộ truyền
K
f
=4 (do
α
=30
0
< 40
0
)
àF
0
=9,81.1264.10
-3
=188,48 N
a: khoảng cách truc (m).

às=
14,18
)85,648,18813,3903.2,1(
10.5,88
3
=
++
Tra bảng 5.10 [I] có [s]=8,5
Vậy s = 18,14 > [s] =8,5 àbộ truyền xích đảm bảo đủ bền.
7) Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc:
Theo công thức 5.18 [I]:

( )
d
vđđtr
H
kA
EFKFk


.47,0
+
=
σ

][
H
σ
≤
__________________________________________________________________

Sinh Viên: Nguyễn Quang Nhị
Lớp: Cơ Điện Tử 2_K49
7
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
_____________________________________________________________________
Trong đó :

][
H
σ
-ứng suất tiếp xúc cho phép.
K
r
-hệ số ảnh hưởng cả số răng đĩa xích ,phụ tuọc vào Z;Tra bảng trang 87 [I] ta
được: K
r
=0,40
F
vđ
-lực va đập: F
vđ
=13.10
7−
.n
1
.
mmp 6,82,2.75,31.94.10.13.
373
==
−

K
đ
=1,2 ( hệ số trải trọng động )
E- môdun đàn hồi của bản lề : E=2,1.10
5
MPa
A- diện tích chiếu của bản lề (mm
2
): Tra bảng 5.12 [I] được: A=262 mm
2
K
d
- hệ số phân bố không đều tải trọng cho các dãy: K
d
=1 (do xích một dãy ).
Do vậy :

H
σ
=0,47.
35,526
1.262
10.1,2).6,813,3903.(4.0
5
=
+

][
H
σ

≤
Tra bảng 5.11 [I] ta chọn thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB210 sẽ đạt được ứng suất
tiếp xúc cho phép
][
H
σ
=600 MPa
Ta có :
][
H
σ
=600 MPa
≥
H
σ
=526,35 MPa
⇒
Đảm bảo độ bền tiếp xúc cho rằng đĩa
xích
Góc nghiêng
β
của lực F
r
với đường nối tâm hai trục :
tg
β
=
2164.2
49,27366,606
.2

12
−
=
−
a
dd
=0,1318
⇒

β
=7,5
o
III. Thiết kế bộ truyền trong:
Các thông số chung :
T
mm
=1,4 . T
1

ht
ht
ht
TT
ck
.8
.4
.4
.7,0
2
1

12
=
=
=
=
Và tỷ số truyền u=3,93
__________________________________________________________________
Sinh Viên: Nguyễn Quang Nhị
Lớp: Cơ Điện Tử 2_K49
8
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
_____________________________________________________________________

⇒
Ta có sơ đồ tải trọng:
T
1
T
2
T
mm
T
 
A.Tính bộ truyền cấp chậm răng thẳng:
1.Chọn vật liệu chế tạo bánh răng:
Bánh răng cấp chậm chọn thép 45 ( tôi cải thiện ) có cứng 250HB÷280HB
•
Bánh răng nhỏ : HB=275

MPa

MPa
ch
b
700
950
1
1
=
=
σ
σ
•
Bánh răng lớn : HB=265

550
850
2
2
=
=
ch
b
σ
σ
2. Xác định ứng sất cho phép:
Tra bảng 6.2 [I] với thép 45 tôi cải thiện HB180…350






==
=+=
75,1;8,1
1,1;702
lim
lim
F
o
F
H
o
H
SHB
SHB
σ
σ
__________________________________________________________________
Sinh Viên: Nguyễn Quang Nhị
Lớp: Cơ Điện Tử 2_K49
9
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
_____________________________________________________________________

⇒
o
H 1lim
σ
=2.HB
1

+70=2 . 275 + 70 = 620 MPa
o
H 2lim
σ
=2HB
2
+ 70=2 . 265+ 70= 600 MPa

⇒
o
F 1lim
σ
=1,8 . HB
1
=1,8. 275= 495 MPa

o
F 2lim
σ
=1,8 . HB
2
=1,8. 265= 477 MPa
Theo công thức (6.5) [I] : N
01H
= 30.H
4,2
HB
do đó
N
01H

= 30 . 275
4,2
= 2,1. 10
7
N
02H
= 30 . 265
4,2
=1,9. 10
7
n
1
=368 (v/p )
n
2
= 94 (v/p )
Theo công thức (6.7 ) [I] : N
HE
= 60.c.
∑
ii
mã
i
tn
T
T
)(
3
•
iii

tnT ,,
lần lượt là mômen xoắn , số vòng quay và tổng số giờ làm việc ở chế độ
thứ i .
•
c: Số lần ăn khớp trong một vòng quay : c=1
a. Ứng suất uốn cho phép :
N
2HE
= 60. 1. 1900. 94. (
8
4
.7,0
8
4
.1
33
+
)= 7,196. 10
7
> 1,8. 10
2
7
HO
N=

⇒
K
2HL
=1
N

1HE
= u. N
2HE
=3,93. 7,196. 10
7
>2,1. 10
1
7
HO
N=

⇒
K
1HL
=1
Do vậy theo công thức (6.1a) [I] :
H
HL
HH
S
K
.][
0
lim
σσ
=
,sơ bộ xác định được:

MPa
MPa

H
H
54,545
1,1
1.600
][
6,563
1,1
1.620
][
2
1
==
==
σ
σ
Trong cấp chậm, hệ thống chuyển động là bánh răng thẳng nên chọn :
__________________________________________________________________
Sinh Viên: Nguyễn Quang Nhị
Lớp: Cơ Điện Tử 2_K49
10
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
_____________________________________________________________________

MPa
H
45,545][ =
σ

min
].[25,145,545][
HH
σσ
<=
= 1,25. 527,3=659,1 MPa
b. Ứng suất tiếp xúc cho phép :
Theo công thức (6.2a) [I] :

FFLFC
o
FF
SKK /
lim
σσ
=
• K
FC
- Hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải :K
FC
= 1 (do bộ truyền một chiều ).
• N
FE
- Chu kì thay đổi ứng suất tương đương , được tính theo công thức 6.8 [I]
N
FE
=
ii
i
tn

T
T
c )( 60
6
max
∑
Ta có : N
2FE
= 60.1.19000.94.(1
6766
10.410.6)
8
4
.7.0
8
4
. =>=+
FO
N

⇒
K
2FL
=1
Tương tự ta cũng có : K
1FL
=1
Thay số vào công thức (6.2a) [I] :

MPa

MPa
F
F
3,262
75,1
1
.1.459][
9,282
75,1
1
.1.495][
2
1
==
==
σ
σ
Vậy ứng suất cho phép khi quá tải , theo công thức (6.13) [I] và 6.14 [I] :

2max
.8,2][
chH
σσ
=
=2,8. 550=1540 MPa

MPa
chF
560700.8,0.8,0][
1max1

===
σσ

MPa
chF
440550.8,0.8,0][
2max2
===
σσ

3. Tính toán các thông số thiết kế :
a. Xác định sơ bộ khoảng cách trục :
Theo công thức (6.15a) [I] :
a
2w
= K
a
. (u
2
+1).
3
2
2
2
][
.
baH
H
u
KT

ψσ
β
__________________________________________________________________
Sinh Viên: Nguyễn Quang Nhị
Lớp: Cơ Điện Tử 2_K49
11
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
_____________________________________________________________________
• K
a
-Hệ số phụ thuộc vào vật liệu bánh răng , tra bảng (6.5) [I] : K
a
= 49,5
•
)1.(.53,0 += u
babd
ψψ
chọn trước
ba
ψ
= 0,45
=⇒
bd
ψ
0,53. 0,45.(3,93+ 1)=1,18
• K
β
H
-Hệ số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng răng , tra bản (6.7) [I]:
K

β
H
= 1,17
3
2
2
45,0.45,545.93,3
17,1.5,141318
).193,3.(5,49 +==⇒
ww
aa
= 166 mm

b. Xác định các thông số ăn khớp :
Theo công thức (6.17) [I] : m = (0,01÷ 0,02) .a
w
= (0,01÷ 0,02 ).166= 1,16 ÷ 3,32
Chọn theo tiêu chuẩn : m= 2,5
Theo công thức (6.31) [I] : Z
1
=
)193,3.(5,2
166.2
)]1.([
.2
+
=
+um
a
w

= 26,94
Do Z
∈
nguyên
⇒
chọn Z
1
=27

⇒
Z
2
= u.Z
1
= 3,93 . 27 = 106,11
⇒
chọn , Z
2
= 106
Do đó tính lại tỉ số truyền : u
m
=
27
106
1
2
=
Z
Z
= 3,926

Theo công thức ( 6.27 ) [I] , góc ăn khớp :

166.2
)20cos(.5,2).10627(
.2
cos.).(
21
o
w
tw
a
mZZ
Cos
+
=
+
=
α
α
=0,9411
o
tw
76,19=⇒
α

c. Kiểm nhiệm độ bền tiếp xúc :
Theo công thức (6.35 ) [I] :

2
1

1

)1.( 2

ww
H
HMH
dub
uKT
ZZZ
+
=
ε
σ
với :
βα
HHHvH
KKKK =
• Z
M
- Hệ số xét đến ảnh hưởng cơ tính vật liệu ,Tra bản (6.5 ) [I] :Z
M
=274
• Z
H
- Hệ số kể đến hình dạng tiếp xúc :
Z
H
=
tw

b
α
β
2sin
cos.2
=
)
76,19.2sin(
0cos.2
o
=1,77
• Z
ε
-Hệ số xét đến sự trùng khớp của răng ,với bánh trụ răng thẳng dùng công
thức (6.361) :
Z
87,0
3
731,14
3
4
=
−
=
−
=
α
ε
ε
__________________________________________________________________

Sinh Viên: Nguyễn Quang Nhị
Lớp: Cơ Điện Tử 2_K49
12
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
_____________________________________________________________________
(
731,1)
106
1
27
1
.(2,388,1)
11
.(2,388,1
21
=+−=+−=
ZZ
α
ε
)
• Đường kính vòng lăn bánh nhỏ :
d
mm
u
a
m
w
w
4,67
1

27
106
166.2
1
.2
2
1
=
+
=
+
=
d
mmud
mww
6,264926,3.4,67.
12
===
• Theo công thức (6.40) [I] : v =
sm
nd
w
/3,1
60000
368.4,76.14,3
60000

11
==
Π

theo bảng (6.13 ) chọn cấp chính xác 9 ,do vậy tra bảng (6.14)[I] ,(6.15)[I],
(6.16)[I] lần lượt ta được : Hệ số phân bố không đều tải trọng: K
3,1=
α
H
,hệ
số xét đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp:
06,0=
H
δ
, hệ số ảnh hưởng của
sai lệch các bước răng: g
o
=73 , theo công thức (6.42)[I] :


oHH
g
δυ
=
v.
7,3
93,3
166
.3,1.73.006,0
2
==
u
a
w

Do đó : K
αβ
υ
HH
wwH
Hv
KKT
db
2

1
1
1
+=
với b
mmd
bdww
8053,7918,1.4,67.
1
≈===
ψ
05,1
13,1.17,1.5,141381.2
4,67.80.7,3
1 =+=⇒
Hv
K
Thay vào (6.33)[I] ta được :
MPa
H

14,491
4,67.93,3.80
)193,3.(17,1.13,1.05,1.5,141381.2
.87,0.77,1.274
2
=
+
=
δ
Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép :
* do v=1,3 m/s <5m/s
⇒
Z
v
=1
* Cấp chính xác động học là 9 ,chọn cấp chính về mức tiếp xúc la 8 , khi đó cần
gia công đại độ nhám R
a
=2,5 ÷ 1,25
m
µ
,do đó Z
R
=0,95 với d
1700 =⇒<
XHa
Kmm
Vậy theo công thức (6.1)[I] và (6.1a)[I] :

MPaKZZ

XHRvHH
26,5181.95,0.1.45,545 ].[][ ===
δδ

MPaMPa
HH
26,518][14,491 =<=
δδ
⇒
Thỏa mãn độ bền tiếp xúc .
__________________________________________________________________
Sinh Viên: Nguyễn Quang Nhị
Lớp: Cơ Điện Tử 2_K49
13
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
_____________________________________________________________________
d. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn :
Theo công thức (6.43)[I] :

mdb
YYYKT
ww
FF
F

2
1
11
1
βε

δ
=

• Tra bảng (6.7)[I] có hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều
rộng vành răng :K
β
F
=1.3
• Tra bảng (6.14)[I] với v<2,5 và cấp chính xác 9 ta được hệ số phân bố tải
trọng không đều cho cac cặp răng đồng thời ăn khớp K
α
F
=1,37
• Theo công thức (6.47)[I] :

7,3
93,3
166
.3,1.73.006,0
0
===
u
a
vg
w
FF
δυ

006,0=
F

δ
( tra bảng (6.15)[I] )

73=
o
g
( tra bảng (6.16[I] )
`
04,1
37,1.3,1.5,141381.2
4,67.80.7,3
1
2

1
1
1
=+=+=⇒
αβ
υ
FF
wwF
Fv
KKT
db
K


⇒
K

852,104,1.37,1.3,1 ===
FvFFF
KKK
αβ
• Với
==⇒=
α
εα
ε
ε
1
731,1 Y
578,0
731,1
1
=
• Hệ số kể đến độ nghiêng của răng : Y
1=
β
( do răng thẳng
0=
β
)
• Hệ số dạng răng:
• Với Z
1
=27 và Z
2
= 106 tra bảng (6.18)[I] ta được:Y
1F

=3,5 và Y
2F
=3,6
• Với m=2,5
⇒
hệ số xét đến độ nhậy của vật liệu đối với tập trung ứng suất :
Y
0163,15,2ln.0695,008,1ln.0695,008,1 =−=−= m
S
• Hệ số xét đến độ nhám mặt lượn chân răng : K
R
=1
• Do d
a
<400 mm
1=⇒
XF
K

⇒
Theo công thức (6.2)[I] và (6.2a)[I] ta có :

MPaYYY
MPaYYY
XFSRFF
XFSRFF
58,2661.0163,1.1.3,262 ].[][
51,2871.0163,1.1.9,282 ].[][
22
11

===
===
δδ
δδ
Thay vào công thức (6.43)[I] ta được :
__________________________________________________________________
Sinh Viên: Nguyễn Quang Nhị
Lớp: Cơ Điện Tử 2_K49
14
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
_____________________________________________________________________

MPaMPa
FF
51,287][45,86
5,2.4,67.80
85,3.1.578,0.852,1.5,141381.2
11
=<==
δδ


MPaMPa
Y
Y
F
F
F
FF
58,266][84,80

85,3
6,3
.45,86.
2
1
2
11
=<===
δδδ
⇒
Vậy thỏa mãn độ bền uốn .
e. Các thông số kích thước của bộ truyền cấp chậm :
- Khoảng cách trục : a
w
= 166 mm
- Môdun pháp tuyến : m= 2.5
- Chiều rộng bánh răng : b=80 mm
- Tỉ số truyền : u =3,93
Số răng của cặp bánh ăn khớp :Z
1
=27 ; Z
2
=106
Hệ số dịch chỉnh : x
1
= x
2
= 0
- Đường kính vòng chia :
d

1
= 67,4 mm
d
2
= 264,6 mm
- Đường kính vòng đỉnh :
d
)1.(2
111
yxd
a
∆−++=
.m= 67,4+2.(1+0-0 ).2,5=72,4mm
d
mmmyxd
a
6,2695,2).001.(26,264).1.(2
222
=−++=∆−++=

- Đường kính đáy răng :
d
mmmd
f
15,615,2.5,24,67.5,2
11
=−=−=

d
mmmd

f
35,2585,2.5,26,264.5,2
22
=−=−=

f. Lực tác dụng lên trục :
- Lực vòng : F
=
1t
F
N
d
T
w
t
3,4195
4,67
5,141381.2
.2
1
1
2
===
- Lực hướng tâm : F
1r
= F
2r
= F
Ntgtg
o

twt
09,150776,19.3,4195.
1
==
α
B. Tính toán bộ truyền bánh răng nghiêng cấp nhanh
__________________________________________________________________
Sinh Viên: Nguyễn Quang Nhị
Lớp: Cơ Điện Tử 2_K49
15
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
_____________________________________________________________________
1. Chọn vật liệu :
Bánh răng lớn làthép 45 thường hóa ,tra bảng (6.1)[I] ta được :
HB =170

MPa
MPa
ch
b
230
460
=
=
δ
δ
Bánh răng nhỏ là thép 45 thường hóa ,tra bảng (6.1)[I] ta được :
HB=180

MPa

MPa
ch
b
250
500
=
=
δ
δ
Công suất trên bánh răng nhỏ : P
1
=5,662 Kw
Tốc độ : n
1
=1445 v/p
Tỉ số truyền : u=3,93
Mômen xoắn : T =37420,1 N.mm
2. Xác định ứng suất cho phép :
Tra bảng (6.2)[I] ta được :
70.2
lim
+= HB
o
H
δ
và
1,1=
H
S

HB
o
F
.8,1
lim
=
δ
và
75,1=
F
S

⇒

MPa
MPa
o
F
o
H
324180.8,1
43070180.2
1lim
1lim
==
=+=
δ
δ
của bánh nhỏ

⇒
MPa
MPa
o
F
o
H
306170.8,1
41070170.2
2lim
2lim
==
=+=
δ
δ
của bánh lớn
Theo công thức (6.5)[I] :
4,2
.30
HBHO
HN =

64,2
2
64,2
1
10.67,6170.30
10.76,7180.30
==

==
HO
HO
N
N
Theo công thức (6.7)[I] :
ii
i
HE
tn
T
T
cN )( 60
3
max
∑
=

__________________________________________________________________
Sinh Viên: Nguyễn Quang Nhị
Lớp: Cơ Điện Tử 2_K49
16
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
_____________________________________________________________________

110.76,710.15,28
110.76,610.6,110)
8
4
.7,0

8
4
.1.(1445.19000.1.60
1
6
1
7
2
1
2
6
2
7
.3
3
2
=⇒=>==
=⇒=>=+=
HLHO
HE
HE
HLHOHE
KN
u
N
N
KNN
Theo công thức (6.14)[I] sơ bộ xác định được :
H
HLH

H
S
K
.lim
][
δ
δ
=

MPa
MPa
H
H
73,372
1,1
1.410
][
91.390
1,1
1.430
][
1
==
==
δ
δ

MPa
HH
H

82,381
2
73,37291,390
2
][][
][
21
=
+
=
+
=⇒
δδ
δ

Theo công thức (6.2a)[I] :
F
FLFC
o
F
F
S
KK
][
lim
δ
δ
=
- Do bộ truyền một chiều nên
1=

FC
K
- theo công thức (6.7)[I] :
ii
i
FE
tn
T
T
cN )( 60
6
max
∑
=

110.410.05,92)
8
4
.7,0
8
4
.1.(1445.19000.1.60
2
6766
2
=⇒=>=+=
KLFOFE
KNN
Ta cũng có
1

1
=
KL
N
Thay số vào (6.2a)[I] ta được :

MPa
MPa
F
F
86,174
75,1
1.1.306
][
14,185
75,1
11.324
][
2
1
==
==
δ
δ


⇒
Ứng suất tiếp xúc quá tải cho phép :

MPa

MPa
chH
chH
644230.8,2.8,2][
200250.8,2.8,2][
22max
11max
===
===
δδ
δδ

⇒
Ứng suất uốn quá tải cho phép :
__________________________________________________________________
Sinh Viên: Nguyễn Quang Nhị
Lớp: Cơ Điện Tử 2_K49
17
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
_____________________________________________________________________

MPa
MPa
chF
chF
184230.8,0.8,0][
200250.8,0.8,0][
22max
11max
===

===
δδ
δδ

⇒
Xác định khoảng cách trục :
Do là hộp đồng trục khai triển cấp nhanh, nên
a
mma
ww
166
21
==

3. Các thông số ăn khớp :
Môdun pháp tuyến :m=(0,01 ÷ 0,02 )a
1w
=1,66 ÷ 3,32 chọn theo tiêu chuẩn m=2,5
Chọn sơ bộ
9848,0cos10 =⇒=
ββ
o
theo công thức (6.31) số răng nhỏ :
Z
52,26
)193,3.(5,2
9848,0.166.2
)1.(
cos 2
1

1
=
+
=
+
=
um
a
w
β
chọn Z
1
=26
Z
18,10226.93,3.
12
=== Zu
chọn Z
2
=102
Tính lai tỉ số truyền u
1m
=
92,3
26
102
2
1
==
Z

Z

0
1
21
44,159639,0
166.2
)26102.(5,2
.2
).(
cos =⇒
+
=
+
=
ββ
W
a
ZZm

⇒
đường vòng lăn kính bánh nhỏ và bánh lớn là :

mmdud
mm
u
a
d
ww
m

w
w
5,26448,67.92,3.
48,67
193,3
166.2
1.
.5,2
112
1
1
===
=
+
=
+
=


0
0
0
1
69,20)
44,15cos(
20
()
cos
( ====
tg

arctg
tg
aarcta
wt
β
α
αα

Chiều dày bánh răng :
⇒=== mmab
baww
4,23141,0.166.
ψ
chọn
mmb
w
25=
Do hộp đồng trục nên
mmaa
ww
166
21
==
Chọn sơ bộ
⇒= 04,1
β
H
K
141,0
93,3.82,381

04,1.1,37420
.
)193,3.(43
166
.][
.
.
)1.(43
2
3
2
1
3
=






+
=






+
=

−−
u
KT
u
a
K
H
H
w
H
δ
β
β

35,0)193,3.(141,0.5,0)1.(.5,0 =+=+=⇒ u
bad
ψψ
Tra bản (6.7)[I] ứng với sơ đồ 4[I]
03,1=⇒
β
H
K
__________________________________________________________________
Sinh Viên: Nguyễn Quang Nhị
Lớp: Cơ Điện Tử 2_K49
18
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
_____________________________________________________________________
Sai số :
96,0

04,1
03,104,1
=
−
% (chấp nhận được ).
4. Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc :
Theo công thức (6.33)[I]:
2
1

)1.( 2

ωω
ε
δ
dub
uKT
ZZZ
H
HMH
+
=
-
M
Z
: hệ số xét đến ảnh hưởng của cơ tính vật liệu , tra bảng (6.5)[I] được:
274=
M
Z

- Theo công thức (6.34)[I] :
71,1
)69,20.2sin(
44,15cos.2
2sin
cos.,2
0
0
===
t
b
H
Z
α
β
( hìnhg dạng xét đến hình dạng bề mặt tiếp xúc )
- Hệ số xét đến sự trùng khớp răng
ε
Z
Theo công thức (6.37) :
858,0
5,2.14,3
44,15
sin.25
.
sin. =







=
Π
=
m
b
wb
β
ε
Lại có :
66,144,15cos.
102
1
26
1
.2,388,1cos.
11
2,388,1
21
=















+−=
















+−=
βε
α
ZZ


792,0
66,1

858,0
3
)858,01).(66,14(
3
)1).(4(
=+
−−
=+
−−
=⇒
α
α
ε
ε
εεε
bb
Z
- Hệ số tải trọng tĩnh về tiếp xúc :
HvHHH
KKKK
αβ
=

Tra bảng (6.7)[I] được
03,1=
β
H
K

Có : v=

103,5
60000
1445.48,67.14,3
1000.60

11
==
Π nd
w

tra bảng (6.13)[I] được cấp chính xác là 8, tra bảng (6.14)[I] được
1,1=
α
H
K
Công thức (6.42)[I] :
7,3
93,3
166
.103,5.56.002,0 ===
u
a
vg
w
oHH
δυ

07,1
1,1.03,1.1,37420.2
48,67.25.7,3

1
2

1
1
1
=+=+=⇒
αβ
υ
HH
wwH
Hv
KKT
db
K

223,107,1.1,1.03,1 ==⇒
H
K
Thay số vào (6.33)[I] được :
__________________________________________________________________
Sinh Viên: Nguyễn Quang Nhị
Lớp: Cơ Điện Tử 2_K49
19
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
_____________________________________________________________________

MPa
H
74,371

48,67.93,3.25
)193,3.(223,1.1,37420.2
.792,0.71,1.274
2
=
+
=
δ
Xác địmh chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép :
XHRvHH
ZZZ ].[][
δδ
=
v=5,103m/s>5m/s
1=⇒
XH
K

00,1103,5.85,0013,5.85,0.85,0
1,01,01,0
==== vZ
v

1=
R
Z
( do chọn
mR
a
µ

25,1 5,2=
).

MPa
H
82,3811.1.1.82,381][ ==⇒
δ
>
MPa
H
74,371=
δ
Vậy thỏa mãn điều kiện tiếp xúc .
4. Kiểm nghiệm độ bền uốn :
Công thức (6.43)[I] :
mdb
YYYKT
ww
FF
F

2
1
11
1
βε
δ
=
- Tra bảng (6.7)[I] có
06,1=

β
F
K
tra bảng (6.14)[I] với cấp chính xác 8 được
27,1=
α
F
K

6,106,2.187,1.27,1
187,1
27,1.06,1.1,37420.2
48,67.25.14,11
1
2

1
14,11
93,3
166
.103,5.56.006,0
1
1
===⇒
=+=+=⇒
===
βα
αβ
υ
δυ

FFvFF
FF
wwF
Fv
w
oFF
KKKK
KKT
db
K
u
a
vg
- Do
602,0
66,1
11
66,1 ===⇒=
α
α
ε
ε
S
Y
- Có
89,0
140
44,15
1
140

144,15
0
=−=−=⇒=
o
Y
β
β
β
⇒
Số răng tương đương :

→=== 03,29
)44,15(cos
26
cos
33
1
1
o
V
Z
Z
β
chọn
29
1
=Z

→=== 9,113
)44,15(cos

102
cos
33
2
2
o
V
Z
Z
β
chọn
114
2
=Z
Tra bảng (6.18)[I] được :
6,3
8,3
2
1
=
=
F
F
Y
Y
__________________________________________________________________
Sinh Viên: Nguyễn Quang Nhị
Lớp: Cơ Điện Tử 2_K49
20
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

_____________________________________________________________________
m = 2,5
0163,15,2ln.0695,008,1ln.0695,008,1 =−=−=→ mY
S
do gia công răng bằng phay nên
1=
R
Y
do
1400 =→<
XFa
Kmmd
Theo công thức (6.2)[I] và (6.2)[I] :

MPaYYY
MPaYYY
XFSRFF
XFSRFF
66,1771.016.1.1.86,174 ].[][
1,1881.0163,1.1.14,185 ].[][
22
11
===
===
δδ
δδ
Thay các thông số vào (6.43)[I] ta được :

MPaMPa
Y

Y
MPaMPa
F
F
F
FF
FF
66,177][76,54
8,3
6,3
.8,57.
1,188][8,57
5,2.48,67.25
8,3.89,0.602,0.6,1.1,37420.2
2
1
2
22
11
=<===
=<==
δδδ
δδ
⇒
Vậy thỏa mãn độ bền uốn .
6. Các thông số bộ truyền cấp nhanh :
• Khoảng cách trục : a
w
=166 mm
• Môdun pháp tuyến : m=2,5

• Chiều dày bánh răng : b
w
=25 mm
• Tỉ số truyền :u= 3,93
• Góc nghiêng
β
=15,44
• Số răng :
114
29
2
1
=
=
Z
Z
• Hệ số dịch chỉnh : x
1
=x
2
=0
• Đường kính vòng chia :
mmd
mmd
5,264
48,67
2
1
=
=

• Đường kính vòng đỉnh :
mmmyxdd
mmmyxdd
a
a
5,26925,2.25,264).1.(2
48,725,2.248,67).1.(2
122
111
=+=∆−++=
=+=∆−++=
• Đường kính đáy răng :
mmmdd
mmmdd
f
f
25,2585,2.5,25,264.5,2
23,615,2.5,248,67.5,2
22
11
=−=−=
=−=−=
__________________________________________________________________
Sinh Viên: Nguyễn Quang Nhị
Lớp: Cơ Điện Tử 2_K49
21
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
_____________________________________________________________________
7. Các lực tác dụng :
• Lực vòng :

N
d
T
FFF
w
ttt
07,1109
48,67
1,37420.2
.2
1
1
21
=====
• Lực dọc trục:
NtgtgFFFF
o
taaa
5,30644,15.07,1109.
21
=====
β
• Lực hướng tâm :
N
tgtg
FFF
o
o
trr
54,434

44,15cos
69,20
.07,1109
cos
.
21
====
β
α
IV. Phần tính trục :
1. Chọn vật liệu làm trục là thép 45 tôi cải thiện có giới hạn bền :

MPa
MPa
ch
b
340
600
=
=
δ
δ

2. Xác định sơ bộ đường kính các trục :
Theo công thức (10.9)[I] đường kính trục thứ k :
].[2,0
τ
k
k
T

d =

với
k
k
k
n
P
T .10.55,9
6
=
do vật liệu là thép 45 nên chọn
MPa6,27][ =
τ


3
.120
k
k
k
n
P
d =⇒
với
:
k
P
công suất trục k

:
k
n
vận tốc quay trục k

mm
n
P
d 85,29
368
662,5
.120.120
3
3
1
1
1
===

mm
n
P
d
mm
n
P
d
mm
n
P

d
cđ
cđ
ctrđ
23,19
1445
945,5
.120.120
5,59
43
242,5
.120.120
44,46
94
448,5
.120.120
3
3
/
/
/
3
3
3
3
3
3
3
2
2

2
===
===
===
Chọn sơ bộ :
__________________________________________________________________
Sinh Viên: Nguyễn Quang Nhị
Lớp: Cơ Điện Tử 2_K49
22
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
_____________________________________________________________________

mmd
mmd
mmd
mmd
ctrđ
20
59
46
30
/
3
2
1
=
=
=
=
3. Xác định khoảng cánh giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực :

- Tra bảng (10.2)[I] ta chọn sơ bộ chiều rộng ổ lăn :

mmb
mmb
mmb
31
25
19
03
02
01
=
=
=
- chiều dày mayơ đĩa xích ,mayơ răng trụ được tính theo công thức (10.100[I]:

2,1(=
mk
l
÷1,5)
k
d
Trục 1 :
)(45 3630).5,1 2,1()5,1 2,1(
11
mmdl
m
===
Trục 2 :
)(69 2,5546)5,1 2,1()5,1 2,1(

22
mmdl
m
===
Trục 3 :
)(5,88 8,7059)3,1 2,1().5,1 2,1(
33
mmdl
m
===
chọn :

mml
mml
mml
mml
m
m
m
m
80
56
54
42
32
13
22
12
=
=

=
=
• Với trụ 1:

( )
[ ]
nomc
hkblll +++−=−=
3121212
5,0
Chọn :










=
=
=
=
=
16
14
6
10

19
3
2
1
n
o
h
k
k
k
mmb

( )
[ ]
mml 5.6016141942.5,0
12
=+++−=⇒

( )
mmll
mmkkbll
om
1115,55.2.2
5,55610)1956.(5,05.0
1311
211313
===
=+++=+++=
• Với trục 2:
__________________________________________________________________

Sinh Viên: Nguyễn Quang Nhị
Lớp: Cơ Điện Tử 2_K49
23
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
_____________________________________________________________________

mmlll
mml
mmkkbll
bklll
mmkkbll
om
o
om
2895,715,217
5,21725105,71111
5,71610)3180.(5,0).(5,0(
5,58610)2554.(5,0)(5,0
322321
23
213232
1321123
212222
=+=+=
=+++=⇒
=+++=+++=
+++=
=+++=+++=
• Với trục 3 :

mml
mmhkbll
lll
mmll
mml
nomc
c
5,2285,85143
5,851614)3180.(5,0).(5,0
1435,71.22
5,71
33
33233
333133
3231
32
=+=⇒
=+++=+++=
+=
===
=
d/c

__________________________________________________________________
Sinh Viên: Nguyễn Quang Nhị
Lớp: Cơ Điện Tử 2_K49
24
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
_____________________________________________________________________

4. Tính và kiểm nghiệm trục 3 :
Theo tính toán bộ truyền :

NF
NF
NF
X
x
y
6,4488
3,4195
09,1507
1
1
=
=
=

Góc nghiêng
→
F
với trục ox là:
o
5,375,730 =+=+=
βεγ
__________________________________________________________________
Sinh Viên: Nguyễn Quang Nhị
Lớp: Cơ Điện Tử 2_K49
25