ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC TRỤC VÍT BÁNH VÍT

Đồ án môn học Chi tiết máy
==============================================
Lời nói đầu
()
Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là nội dung không thể thiếu
trong chơng trình đào tạo kỹ s cơ khí. Đồ án môn học Chi Tiết Máy là
môn học giúp cho sinh viên có thể hệ thống hoá lại các kiến thức của
các môm học nh: Chi tiết máy, Sức bền vật liệu, Dung sai, Chế tạo
phôi, Vẽ kỹ thuật đồng thời giúp sinh viên làm quen dần với công
việc thiết kế và làm đồ án chuẩn bị cho việc thiết kế đồ án tốt nghiệp
sau này.
Hộp giảm tốc là cơ cấu truyền động bằng ăn khớp trực tiếp, có tỷ
số truyền không đổi và đợc dùng để giảm vận tốc góc, tăng mô men
xoắn . Với chức năng nh vậy ,ngày nay hộp giảm tốc đợc sử dụng rộng
rãi trong các ngành cơ khí , luyện kim, hoá chất , trong công nghiệp
đóng tàu . Trong giới hạn của môn học em đợc giao nhiệm vụ thiết kế
hộp giảm tốc trục vít - bánh vít. Trong quá trình làm đồ án đợc sự giúp
đỡ tận tình của các thầy trong bộ môn, đặc biệt là thầy Lê Văn Uyển,
em đã hoàn thành xong đồ án môn học của mình. Do đây là lần đầu,
với trình độ và thời gian có hạn nên trong quá trình thiết kế không thể
tránh khỏi những sai sót xảy ra , em xin chân thành cảm ơn những ý
kiến đóng góp của các thầy trong bộ môn .
Sinh viên
Phạm Văn
Toàn


Phụ lục:
Trang
============================================
Sinh viên thiết kế: Phm Vn Ton: CTM8-K49

Giáo viên h ớng dẫn:TS: Lê Văn Uyển
1
Đồ án môn học Chi tiết máy
==============================================

Phần I Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền. 3
1. Chọn động cơ. 3
2. Phân phối tỷ số truyền . 3
3. Tính các thông số trên các trục và lập bảng.
5
Phần II Tính toán thiết kế chi tiết máy. 7
I. Thiết kế bộ truyền: 7
1. Thiết kế hộp giảm tốc. 7
1.1. Thiết kế bộ truyền bánh trụ răng thẳng. 7
1.2. Thiết kế bộ truyền trục vít , bánh vít. 15
2. Thiết kế bộ truyền xích. 22
3. Chọn khớp nối. 26
II. Tính trục-ổ lăn: 27
A. Tính trục- then. 27
1. Chọn vật liệu 27
2. Xác định lực tác dụng lên trục 27
3. Tính thiết kế trục 28
4. Tính chính xác trục theo hệ số an toàn. 31
B. Tính chọn ổ lăn. 43
1. Tính chọn ổ lăn cho trục I 43
2. Tính chọn ổ lăn cho trục II 44
3. Tính chọn ổ lăn cho trục III 47
Phần III : Thiết kế kết cấu (vỏ hộp giảm tốc,các chi tiết,bôi trơn điều
chỉnh
ăn khớp và lắp ghép ).

50
1. Kết cấu vỏ hộp giảm tốc, bôi trơn và điều chỉnh ăn khớp 50
2. Kết cấu chi tiết 51
3. Một số kết cấu khác. 53
4. Bảng thống kê các kiểu lắp và dung sai
54


phần I : chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền
1. chọn động cơ:
1.1Xác định công suất đặt trên trục động cơ :
============================================
Sinh viên thiết kế: Phm Vn Ton: CTM8-K49
Giáo viên h ớng dẫn:TS: Lê Văn Uyển
2
Đồ án môn học Chi tiết máy
==============================================

.
td ct
yc
P P
P


= =
(KW)
Trong đó :
ct
P

:Công suất trên một trục công tác
1000
.vF
P
ct
=
(KW)
Với : F là lực kéo trên băng tải:F=15000 (N),
v là vận tốc dài trên băng tải:v=0,30 (m/s).

ct
P
=
15000.0,30
1000
= 4,5 (KW)


:Hệ số kể đến sự biến đổi của tải trọng.

ckck
i
ck
ii
k
i
ck
ii
t
t

T
T
t
t
T
T
t
t
T
T
t
t
P
P
2
2
1
21
2
1
1
2
1
2
1
1
2
1
.)(.)(.)(.)( +===

==

2 2
5 3
1 . 0,8 . 0,93
8 8
= + =
Xác định hiệu suất truyền động :

3
1
. . . .
k
m
i ol tv br x kn
i

=
= =

Tra bảng 2.3[I] - trang 19 ta có :
ol

=0,992: Hiệu suất của một cặp ổ lăn đợc che kín .
tv

= 0,8: Hiệu suất của bộ truyền trục vít, chọn
1
Z
= 2 đối với bộ truyền

trục vít không tự hãm đợc che kín.
br

= 0,97: Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ đợc che kín.
x

= 0,92: Hiệu suất bộ truyền xích để hở.
kn

= 1 : Hiệu suất của nối trục đàn hồi.

= 0,992
3
. 0,8 . 0,97 . 0,92 . 1 = 0,6969.
Vậy:
4,5
0,93. 6,01.
0,6969
yc
P = =
(KW)
1.2Xác định tốc độ đồng bộ của động cơ điện :

'
db
n
= n
ct
.U
x

.U
h
Trong đó:
+ n
ct
: là tốc độ của bộ phận công tác
0,30
60000. 60000. 15,92
. 3,14.360
ct
v
n
D

= = =
(vòng/phút)
(Với D là đờng kính tang: D =360 mm )
+ U
x
: Tỉ số truyền của bộ truyền xích, chọn U
x
= 2,0 .
Tra bảng 2.4[I] - trang 21,ta chọn tỉ số truyền của hộp giảm tốc 2 cấp
bánh răng - trục vít: U
h
= 55.

'
db
n

= 15,92 . 2 . 55 =1751(vòng/phút).
Chọn tốc độ đồng bộ của động cơ điện : n
đb
= 1500 (vòng/phút).
1.3Chọn động cơ:
============================================
Sinh viên thiết kế: Phm Vn Ton: CTM8-K49
Giáo viên h ớng dẫn:TS: Lê Văn Uyển
3
Đồ án môn học Chi tiết máy
==============================================
Động cơ điện phải thoả mãn các yêu cầu:
dc yc
P P
; n
đb

'
db
n
;
K
yc
dn
T
K
T
>
Tra bảng P1.1[I] - trang 234,ta chọn loại động cơ điện có kí hiệu :
K160S4 với các thông số :

+ Công suât động cơ:
dc
P
= 7,5 KW.
+ Tốc độ quay của động cơ: n
dc
= 1450 (vòng/phút)
+
2,2
K
yc
dn
T
K
T
= > =
1
1,5 .
mm
T
T
=
+Khối lợng của động cơ : M = 94 (kg).
+ Hiệu suất : % = 87,5
+ Cos = 0,86.
+ Tra bảng P1.4[I] - trang 239 ta có đờng kính trục động cơ điện:
d
dc
=38(mm)
2. phân phối tỷ số truyền :

2.1 Xác định tỉ số truyền chung :
1450
91,08.
15,92
dc
c
ct
n
U
n
= = =
2.2 Phân phối tỉ số truyền
c
U
cho bộ truyền ngoài và trong hộp giảm tốc
:
U
c
= U
x
. U
h

Chọn tỷ số của bộ truyền ngoài : U
x
= 2,30.


91,08
39,60.

2,30
c
h
x
U
U
U
= = =
2.3 Phân phối tỉ số truyền U
h
cho các bộ truyền (U
1
và U
2
)
U
h
= U
1
. U
2
Chọn tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng là : U
1
= 2,40.

tỷ số truyền bộ truyền trục vít :
2
1
39,60
16,50

2,40
h
U
U
U
= = =
.

số răng bánh vít:
2 1 2
. 2.16,50 33Z Z U= = =

tỷ số truyền thực của bộ truyền trục vít là : U
2
=
2
1
33
16,50
2
Z
Z
= =
.

Tính chính xác lại tỷ số truyền bộ truyền xích:

1 2
91,08
2,30

. 2,40.16,50
c
x
U
U
U U
= = =
.
3.Tính các thông số trên các trục và lập bảng :
Công suất trên trục công tác:
ct
P
= 4,5 (KW).
Công suất trên trục 3: P
3
=
.
ct
ol x
P

=
4,5
0,992.0,92
= 4,93 (KW).
============================================
Sinh viên thiết kế: Phm Vn Ton: CTM8-K49
Giáo viên h ớng dẫn:TS: Lê Văn Uyển
4
Đồ án môn học Chi tiết máy

==============================================
Công suất trên trục 2: P
2
=
tvol
P

.
3
=
4,93
0,992.0,8
= 6,21 (KW).
Công suất trên trục 1: P
1
=
brol
P

.
2
=
6,21
0,992.0,97
= 6,45 (KW).
Tốc độ trục 1: n
1
=n
dc
=1450 (vòng/phút).

Tốc độ trục 2: n
2
=
1
1
u
n
=
1450
2,40
= 604,17 (vòng/phút).
Tốc độ trục 3: n
3
=
2
2
u
n
=
604,17
16,50
= 36,62 (vòng/phút).
Tốc độ trục công tác: n
ct
=
x
u
n
3
=

36,62
2,30
=15,92 (vòng/phút).
Tính mô men xoắn trên các trục: áp dụng công thức :
T
i
=9,55. 10
6
.
i
i
p
n

ta có:
Mômen xoắn trên trục động cơ: T
dc
=9,55.10
6
.
dc
dc
P
n
= 9,55.10
6
.
7,5
1450
=

49397
(N.mm)
Mômen xoắn trên trục 1: T
1
=9,55.10
6
.
1
1
P
n
= 9,55.10
6
.
6,45
1450
=42481
(N.mm)
Mômen xoắn trên trục 2: T
2
=9,55.10
6
.
2
2
P
n
= 9,55.10
6
.

6,21
604,17
=98160
(N.mm)
Mômen xoắn trên trục 3: T
3
=9,55.10
6
.
3
3
P
n
= 9,55.10
6
.
4,93
36,62
=1285677
(N.mm)
Mômen xoắn trên trục công tác: T
ct
=9,55.10
6
.
ct
ct
P
n
= 9,55.10

6
.
4,5
15,92
=
2699435 (N.mm)

Từ các số liệu tính toán trên ta có bảng kết quả sau:
============================================
Sinh viên thiết kế: Phm Vn Ton: CTM8-K49
Giáo viên h ớng dẫn:TS: Lê Văn Uyển
Trục
Thông số
Động cơ I II III Công tác

Khớp nối U
1
=
2,40
U
2
=16,50
U
x
= 2,30
P
(KW)
7,5 6,45 6,21 4,93 4,5
n
(vg/ph)

1450 1450

604,17 36,62 15,92
T
(N.mm)
49397 42481 98160 1285677 2699435
5
Đồ án môn học Chi tiết máy
==============================================
Bảng 1:
phần II :tính toán thiết kế chi tiết máy.
I-Thiết kế bộ truyền:
1. Thiết kế hộp giảm tốc.
1.1 Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng:
Số liệu thiết kế:
P
1
= P
I
= 6,45 (KW)
T
1
=T
I
= 42481 (Nmm) ( Lấy ở bảng1 )
n
1
= n
I
= 1450 (vòng/phút)

U
1
= 2,40
Thời hạn phục vụ : l
h
= 10000 (giờ).
Tính toán:
a.Chọn vật liệu chế tạo bánh răng:
Dựa theo quan điểm thống nhất hoá trong thiết kế ta chọn vật liệu chế
tạo bánh răng giống vật liệu chế tạo trục vít, Theo bảng 6.1[I]- trang 92,
ta chọn mác thép : C45.
+Chọn bánh răng nhỏ là thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn từ HB =241
ữ
285
có độ bền :
b1
= 850 (MPa),
ch1
= 580 (MPa).
+Chọn bánh răng lớn là thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn từ HB=192
ữ
240
có độ bền : :
b2
= 750 (MPa),
ch2
= 450 (MPa).
b.Xác định ứng suất cho phép:
ứng suất tiếp xúc cho phép [
H

] và ứng suất uốn cho phép [
F
] đợc xác
định theo công thức:
[
H
] =
H
o
H
S
lim

.Z
R
. Z
v
. K
xH
. K
HL

============================================
Sinh viên thiết kế: Phm Vn Ton: CTM8-K49
Giáo viên h ớng dẫn:TS: Lê Văn Uyển
6
Đồ án môn học Chi tiết máy
==============================================
[
F

] =
0
limF
F
S

.Y
R
.Y
S
.K
xF
.K
FC
.K
FL

Thiết kế sơ bộ ta lấy: Z
R
. Z
v
. K
xH
=1 và Y
R
.Y
S
.K
xF
=1.

Tra bảng 6.2[I]- trang 94,với thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB =180
ữ
350 thì :

o
Hlim
= 2HB + 70 , S
H
= 1,1.

o
Flim
= 1,8HB , S
F
= 1,75.
Chọn độ rắn bánh răng nhỏ : HB
1
= 255.


o
Hlim1
= 2HB
1
+ 70 = 2.255 + 70 = 580 (MPa).

o
Flim1
= 1,8HB
1

= 1,8.255 = 459 (MPa).
Chọn độ rắn bánh răng lớn : HB
2
= 240.


o
Hlim2
= 2HB
2
+ 70 = 2.240 + 70 = 550 (MPa).

o
Flim2
= 1,8HB
2
= 1,8.220 = 432 (MPa).
áp dụng công thức tính số chu kì cơ sở khi thử về tiếp xúc (6.5[I]-trang
93) :
N
Ho
= 30.HB
2,4

N
Ho1
= 30.255
2,4
= 1,79.10
7

N
Ho2
= 30.240
2,4
= 1,55.10
7
áp dụng công thức 6.7[I]-trang93, tính số chu kì thay đổi ứng suất tơng
đơng khi thử về tiếp xúc ta có : N
HE
=

=
n
i
ii
i
tn
T
T
c
1
3
max
)( 60


N
HE2
=
2

3 3 3 7
1
1
1 max
1450 5 3
60. . . . ( ) . 60.1. .10000.(1 . 0,8 . ) 29,62.10
2,40 8 8
i i
i
i
i
T t
n
c t
u T t
=
= + =


Vì N
HE2
= 29,62.10
7
> 1,55.10
7
= N
Ho2


Hệ số tuổi thọ: K

HL2
= 1

N
HE1
= U
1
. N
HE2
> N
Ho1
=1,79.10
7


Hệ số tuổi thọ: K
HL1
= 1
Vậy, sơ bộ xác định ứng suất tiếp xúc cho phép,theo công thức 6.1a[I]-
trang 93 ta có:
[
H
] =
o
Hlim
.
H
HL
S
K

[
H1
] = 580.
1,1
1
= 527,3 (MPa)
[
H2
] = 550.
1,1
1
= 500 (MPa)
Vì bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng nên ứng suất tiếp xúc cho phép
là :
[
H
] =min{[
Hi
] }=[
H2
] = 500 (MPa)
áp dụng công thức 6.7[I]-trang 93, tính số chu kì thay đổi ứng suất tơng
đơng khi thử về uốn :
============================================
Sinh viên thiết kế: Phm Vn Ton: CTM8-K49
Giáo viên h ớng dẫn:TS: Lê Văn Uyển
7
Đồ án môn học Chi tiết máy
==============================================

N
FE
=

=
n
i
ii
i
tn
T
T
c
1
6
max2
2
)( 60

N
FE2
=
2
6 6 6 7
1
1
1 max
1450 5 3
60. . . . ( ) . 60.1. .10000.(1 . 0,8 . ) 26, 22.10
2,40 8 8

i i
i
i
i
T t
n
c t
u T t
=
= + =


Vì N
FE2
= 26,22.10
7
> 4.10
6
= N
FEo


K
FL2
= 1

N
FE1
= U
1

. N
FE2
> 4.10
6
= N
FEo

K
FL1
= 1
Đối với bộ truyền quay một chiều

K
FC
= 1
Vậy, sơ bộ xác định ứng suất tiếp xúc cho phép, theo 6.2a[I]-trang93 :
[
F
] =
o
Flim
.K
FC
.
F
FL
S
K

[

F1
] = 459.1.
75,1
1
= 262,29 (MPa).

[
F2
] = 432.1.
75,1
1
= 246,86 (MPa).
ứng suất cho phép khi quá tải,theo 6.13[I]-trang 95 và 6.14[I]-trang 96:
[
H
]
max
= 2,8.
ch2
= 2,8.450 = 1260 (MPa)
[
F1
]
max
= 0,8.
ch1
= 0,8.580 = 464 (MPa)
[
F2
]

max
= 0,8.
ch2
= 0,8.450 = 360 (MPa).
c. Tính thiết kế:
Xác định sơ bộ khoảng cách trục :
3
1
2
1
1
][
.
)1(
baH
H
aw
U
KT
UKa


+=
Tra bảng 6.5[I] - trang 96,ta có đối với cặp bánh răng trụ thẳng : thép
thép thì
K
a
= 49,5.

H

K
: là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng
vành răng khi tính về tiếp xúc.
Tra bảng 6.6[I] - trang 97,ta có đối với cặp bánh răng phân bố đối xứng
so với các ổ trong hộp giảm tốc ta chọn :
ba
= 0,4.
Theo công thức 6.16[I] trang97:
bd
= 0,53.
ba
(U
1
+1) = 0,53.0,4.
( 2,40 +1) = 0,7208.
Tra bảng 6.7[I] - trang 98,chọn

H
K
ứng với sơ đồ 5 ( bánh răng phân
bố không đối xứng ).
Khi
bd
= 0,6



H
K
= 1,03

Khi
bd
= 0,8



H
K
= 1,05
============================================
Sinh viên thiết kế: Phm Vn Ton: CTM8-K49
Giáo viên h ớng dẫn:TS: Lê Văn Uyển
8
Đồ án môn học Chi tiết máy
==============================================
Khi
bd
= 0,7208

sử dụng phơng pháp nội suy ta có :

H
K
= 1,05 -
)7208,08,0.(
6,08,0
03,105,1

= 1,04208.

3
2
42481.1,04208
49,5(2, 40 1)
500 .2,40.0,4
w
a = +
= 95,80 (mm)

Chọn a
w
= 95
(mm)
Xác định các thông số ăn khớp :
mô đun : m = ( 0,01
ữ
0,02 ).a
w
= ( 0,01
ữ
0,02 ).95 = 0,95
ữ
1,9
(mm)
Tra bảng 6.8[I] - trang 99 ,ta chọn mô đun tiêu chuẩn m = 1,5 (mm).
Số răng bánh nhỏ :
1
1

2.
2.95
37, 25
( 1) 1,5(2,40 1)
w
a
Z
m U
= = =
+ +
chọn Z
1
= 37.

số răng bánh lớn: Z
2
= U
1
.Z
1
= 2,40.37 = 88.8.

lấy Z
2
= 89.
Nh vậy tỉ số truyền thực: U
'
1
2
1

Z
Z
=
=
89
37
=2,40= U
1
.
Do đó:
1 2
( ) 1,5(37 89)
94,5
2 2
w
m Z Z
a
+ +
= = =
(mm).
Để đảm bảo khoảng cách trục
w
a
=95 (mm)

cần phải tiến hành dịch
chỉnh:
Tính hệ số dịch chỉnh tâm theo công thức 6.22[I]-trang 100 :
1 2
95

0,5( ) 0,5(37 89) 0,33
1,5
w
a
y Z Z
m
= + = + =
1000 1000.0,33
2,62
37 89
y
t
y
K
Z
= = =
+
(theo công thức 5.23[I]-trang 100).
Tra bảng 6.10 - trang 101 ,ta có :
Khi
y
K
= 2


x
K
= 0,032
Khi
y

K
= 3


x
K
= 0,064

Khi
y
K
= 2,62 sử dụng phơng pháp nội suy ta có :
0,064 0,032
0,032 (2,62 2) 0,052
3 2
x
K

= + =

.
Hệ số giảm đỉnh răng :
.
0,052.(37 89)
0,0066
1000 1000
x t
K Z
y
+

= = =
Tổng hệ số dịch chỉnh,theo 6.25[I]-trang 100: x
t
= y+y = 0,33+0,0066 =
0,3366
Hệ số dịch chỉnh bánh răng 1 :
2 1
1
( ) (89 37)0,33
0,5.( ) 0,5.(0,3366 ) 0,1
89 37
t
t
Z Z y
x x
Z

= = =
+
============================================
Sinh viên thiết kế: Phm Vn Ton: CTM8-K49
Giáo viên h ớng dẫn:TS: Lê Văn Uyển
9
Đồ án môn học Chi tiết máy
==============================================
Hệ số dịch chỉnh bánh răng 2 : x
2
= x
t
- x

1
= 0,3366 - 0,1 =
0,2366
Góc ăn khớp :
. cos( )
(37 89).1,5.cos(20)
( ) 0,9347
2 2.95
t
tw
w
Z m
Cos
a


+
= = =
(chọn
=20
o
)


tw
= 21,81
o
= 21
o
4836.

d. Tính kiểm nghiệm:
* kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:
áp dụng công thức 6.33[I]-trang 105, tính ứng suất tiếp xúc xuất hiện
trên mặt răng của bộ truyền:

H
= Z
M
Z
H
Z


1 1
2
1 1
2. . .( 1)
. .
H
w w
T K u
b u d
+

[
H
] ;
Trong đó :
Z
M

: Hệ số xét đến ảnh hởng cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn
khớp, Tra bảng 6.5[I] - trang 96 ,ta có Z
M
= 274 (Mpa)
1/3
Z
H
: Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc
Z
H
=
2
sin 2
w

=
0
2
sin(2.21,81 )
= 1,70.
Z

là hệ số kể đến sự trùng khớp của răng : Z

=
3
4

=
1 2
1 1 1 1
1,88 3, 2( ) 1,88 3, 2( )
37 89Z Z
+ = +
=1,7576

Z

=
4 1,7576
0,8646
3

=
d
w1
: Đờng kính vòng lăn của bánh nhỏ :
1
1
2.
2.95
55,88
1 2,40 1
w
w

a
d
U
= = =
+ +
(mm).
Vận tốc bánh răng nhỏ : v =
( )
1 1
. .
3,14.55,88.1450
4,24 /
60.1000 60000
w
d n
m s

= =
.
Với v=4,24 (m/s) Tra bảng 6.13[I]- trang 106 ,ta chọn cấp chính xác 8
Tra bảng 6.16 [I]- trang 107,ta chọn hệ số kể đến ảnh hởng của sai
lệch bớc
răng : g
o
= 56.
K
H
là hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc : K
H
= K

H

. K
Hv
. K
H

K
Hv
là hệ số kể đến tải trọng động trong vùng ăn khớp :


HH
wwH
Hv
KKT
db
K
2

1
1
1
+=
Với : +
2
.
u
a
vg

w
oHH

=
,(theo công thức 6.42[I]-trang107).
============================================
Sinh viên thiết kế: Phm Vn Ton: CTM8-K49
Giáo viên h ớng dẫn:TS: Lê Văn Uyển
10
Đồ án môn học Chi tiết máy
==============================================
Tra bảng 6.15[I] - trang 107 ,ta có hệ số kể đến ảnh hởng của sai số ăn
khớp đối với răng thẳng không vát đầu răng ( HB 350 )


H
=
0,006


95
0,006.56.4, 24. 8,963
2,40
H

= =
.
+ b
w
: là chiều rộng vành răng : b

w
=
ba
. a
w
= 0,4.95=38
(mm)
+
H
K

: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi
răng đồng thời ăn khớp :
H
K

=1.


8,963.38.55,88
1 1, 215
2.42481.1, 04208.1
Hv
K = + =

K
H
= 1,04208. 1,215.1 = 1,266
Vậy

H
= 274.1,70.0,8646.
( )
( )
2
2.42481.1, 266. 2,40 1
456,4
38.2,40.55,88
MPa
+
=
.
Tính ứng suất tiếp xúc cho phép ,theo 6.1[I]-trang 91:
[
H
] =
H
o
H
S
lim

.Z
R
. Z
v
. K
xH
. K

HL
= [
H
] .Z
R
. Z
v
. K
xH
. K
HL

Trong đó:
Z
v
: Hệ số kể đến ảnh hởng của vận tốc vòng ,Với vận tốc trên
bánh1 : v = 4,24 (m/s) <5 (m/s)

Z
v
= 1
Z
R
:Hệ số kể đến độ nhám của mặt răng làm việc,Với cấp chính
xác động học là 8, chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8, khi
đó cần gia công đạt độ nhám bề mặt răng : R
z
= 10
ữ
40 (àm)

Z
R
= 0,95.
K
xH
: Hệ số kể đến ảnh hởng của kích thớc bánh răng,
d
a
<700(mm)

K
xH
= 1

[
H
] = 500.0,95.1.1 = 475 ( MPa).
Vậy
H
= 456,4 (MPa) < 475 ( MPa) = [
H
]

bộ truyền bánh
răng làm việc đủ điều kiện bền tiếp xúc.
* Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:
ứng suất uốn sinh ra tại chân răng các bánh răng theo công thức
6.43[I]-trang108:

1 1
1
1
2. . . . .
. .
F F
F
w w
T K Y Y Y
b d m


=

[]
F1


2
2 1
1
.
F
F F
F
Y
Y

=

[]
F2

Trong đó:
============================================
Sinh viên thiết kế: Phm Vn Ton: CTM8-K49
Giáo viên h ớng dẫn:TS: Lê Văn Uyển
11
Đồ án môn học Chi tiết máy
==============================================
Y

là hệ số kể đến sự trùng khớp của răng : Y

=
1 1
0,569
1, 7576


= =
Y

: Hệ số kể đến độ nghiêng của răng,đối với bộ truyền bánh trụ
răng thẳng

Y

= 1
Y

F1
và Y
F2
là hệ số dạng răng của bánh răng 1 và 2 tra bảng
6.18[I]-trang 109 ,ta có:
Dùng phơng pháp nội suy:
Với x
1
=0,1

30 : 3,70
40 : 3,63
F
F
Z Y
Z Y
= =


= =


Với x
2
=0,2366


3,58 3,54
80 : 3,54 0,0634. 3, 5527
0,3 0,1

3,58 3,55
100 : 3,55 0,0634. 3,5595
0,3 0,1
F
F
Z Y
Z Y


= = + =






= = + =




Do đó: với Z
1
=37 :
1
3,70 3, 63
3, 63 (40 37) 3,651
40 30
F
Y

= + =

.
Với Z
2
=89 :
2
3,5595 3,5527
3,5527 (89 80) 3,556
100 80
F
Y

= + =

.
K
F
là hệ số tải trọng khi tính về uốn : K
F
= K
F

. K
Fv
. K
F

+ K

F

là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng
vành răng khi tính về uốn.Tra theo
bd
dựa vào bảng6.7[I]-trang98:
Chọn sơ đồ phân bố bánh răng theo sơ đồ 5 ta có :
Khi
bd
= 0,6

K
F

= 1,08
Khi
bd
= 0,8

K
F

= 1,12
Vậy Khi
bd
= 0,7208

sử dụng phơng pháp nội suy ta có :
K
F

=
1,12 1,08
1, 08 (0,7208 0,6) 1,104
0,8 0,6

+ =

.
+ K
F

: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng
đồng thời ăn khớp khi tính về uốn, với bộ truyền bánh răng thẳng

K
F

= 1 .
+ K
Fv
là hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp khi
tính về uốn :


FF
wwF
Fv
KKT
db

K
2

1
1
1
+=
Với
1
.
w
F F o
a
g v
u

=
Tra bảng 6.15[I]- trang 107 ,ta có khi HB < 350


F
= 0,016 ( đối
với răng thẳng không vát đầu răng ).
============================================
Sinh viên thiết kế: Phm Vn Ton: CTM8-K49
Giáo viên h ớng dẫn:TS: Lê Văn Uyển
12
Đồ án môn học Chi tiết máy
==============================================

95
0,016.56.4,24. 23,90
2,40
F

= =
.


23,90.38.55,88
1 1,541
2.42481.1,104.1
Fv
K = + =


K
F
= 1,104. 1,541.1= 1,701.
Vậy:
( )
1
2.42481.1, 701.0,569.1.3,651
94,38
38.55,88.1, 5
F
MPa

= =

.

( )
2
3, 556
94,38. 91,92
3, 651
F
MPa

= =
.
Vậy
F1
= 94,38 (MPa) < 262,29 (MPa) = [
F1
]

F2
= 91,92 (MPa) < 262,46 (MPa) = [
F2
]


Bộ truyền bánh răng làm việc đủ điều kiện bền tiếp xúc.
* Kiểm nghiệm răng về quá tải:
ứng suất tiếp xúc cực đại và ứng suất uốn cực đại trên răng phải thoả
mãn:

Hmax

=
H.
qt
K



[
H
]
max


Fmax
=
H
.K
qt


[
F
]
max
(Theo 6.48[I] và 6.49[I]-trang110)
Trong đó: K
qt
là hệ số quá tải: K
qt
=

1
mm
T
T
=1,5.
Vậy ta có:

Hmax
=
H.
qt
K

= 456,4.

1,5
= 559(MPa)

Fmax
=
H
.K
qt



F1max
=
F1
.K

qt
= 94,38.1,5 = 141,57 (MPa)

F2max
=
F2
.K
qt
= 91,92.1,5 = 137,88 (MPa)
Vậy
Hmax
= 559 (MPa) < 1260 (MPa) = [
H
]
max

F1max
= 141,57 (MPa) < 464 (MPa) = [
F1
]
max

F2max
= 137,88 (MPa) < 360 (MPa) = [
F2
]
max

Bộ truyền bánh răng làm việc an toàn khi quá tải lúc mở máy.
e. Các thông số và kích thớc bộ truyền :

Khoảng cách trục a


= 95 (mm)
Mô đun m = 1,5 (mm)
Chiều rộng vành răng b
w
= 38 (mm)
Tỷ số truyền U
1
= 2,40
Góc nghiêng của răng = 0
Số răng bánh nhỏ Z
1
= 37
Số răng bánh lớn Z
2
= 89
Hệ số dịch chỉnh x
1
= 0,1 ; x
2
=
0,2366 .
============================================
Sinh viên thiết kế: Phm Vn Ton: CTM8-K49
Giáo viên h ớng dẫn:TS: Lê Văn Uyển
13
Đồ án môn học Chi tiết máy
==============================================

Đờng kính chia d
1
= 55,5 (mm) ; d
2
= 133,5
(mm).
Đờng kính đỉnh răng d
a1
= 58,78 (mm) ; d
a2
= 137,19
(mm).
Đờng kính đáy răng d
f1
= 52,05 (mm) ; d
f2
= 130,46
(mm) .
Góc ăn khớp
0
21,81
tw

=

1.2 Thiết kế bộ truyền trục vít , bánh vít :
Số liệu thiết kế:
Lấy ở bảng 1 có:
Số vòng quay trục vít: n
1

=n
II
= 604,17 (vòng/phút).
Mô men xoắn trên trục bánh vít: T
2
= T
III
= 1285677 (N.mm).
Tỉ số truyền: U
2
= 16,50
Thời hạn sử dụng : l
h
= 10000 (giờ).
Tính toán:
a. Chọn vật liệu:
Tính sơ bộ vận tốc trợt theo công thức 7.1[I]-trang 147 :
5
3
1 2
4,5.10 . .
sb
V n T

=
=
5
3
4,5.10 .604,17. 1285677

=2,96 (m/s).
Với
sb
V
=2,96 (m/s) < 5 (m/s)

dùng đồng thanh không thiếc để chế
tạo bánh vít, cụ thể là đồng thanh_ nhôm_ sắt_nicken : pAH 10-4-4
, chọn vật liệu chế tạo trục vít là thép 45 tôi bề mặt đạt độ rắn 45
ữ
50
HRC, ren thân khai sau khi cắt ren đợc mài.
b. Tính các ứng suất cho phép:
+ ứng suất tiếp xúc cho phép [
H
]:
Tra bảng 7.1[I]-trang 146, với bánh vít bằng pAH 10-4-4 dùng
khuôn kim loại hoặc đúc li tâm :
b
= 600 (MPa),

ch
= 200 (MPa).
============================================
Sinh viên thiết kế: Phm Vn Ton: CTM8-K49
Giáo viên h ớng dẫn:TS: Lê Văn Uyển
14
Đồ án môn học Chi tiết máy
==============================================
Tra bảng 7.2[I]-trang 148, với cặp vật liệu : pAH 10-4-4 và thép tôi

ta có:
Khi v
t
= 2 (m/s)

[
H
] = 250 (MPa)
Khi v
t
= 3 (m/s)

[
H
] = 220 (MPa)

Khi v
t
= 2,96 (m/s) sử dụng phơng pháp nội suy

[
H
] =
( )
250 220
220 (3 2,96) 221,2
3 2
MPa

+ =

.
+ ứng suất uốn cho phép [
F
]:
ứng suất uốn cho phép đợc xác định theo 7.6[I]-trang 148:
[
F
]= [
Fo
].K
FL

Đối với bộ truyền làm việc một chiều thì ứng suất uốn cho phép ứng với
số chu
kì cơ sở N = 10
6
đợc tính theo công thức 7.7[I]- trang 149:
[
Fo
] = 0,25.
b
+ 0,08.
ch
= 0,25.600 + 0,08.200 = 166 (MPa)
Hệ số tuổi thọ,theo công thức 7.9[I]-trang 149:
9
6
10
FE

FL
N
K =

trong đó N
FE
tính theo công thức 7.10[I]-trang 149:
N
FE
=
9
2
2
1
2max
60. ( ) . .
n
i
i i
i
T
n t
T
=

=
2
9
2
1

max
60. . . ( ) .
i i
i
i
i
T t
n t
T t
=



Lấy ở bảng 1: n
2
=n
III
=36,62 (vòng/ phút)

N
FE
=
9 9 6
5 3
60.36,62.10000.(1 . 0,8 . ) 14,84.10
8 8
+ =

6
9
6
10
0,741
14,84.10
FL
K = =
Vậy: ứng suất uốn cho phép:
[
F
] = [
Fo
] . K
FL
= 166.0,741 = 123,01 (MPa)
ứng suất quá tải cho phép, với bánh vít,theo công thức 7.14[I]-
trang149:
[
H
]
max
= 2.
ch
= 2.200 = 400 (MPa)
[
F
]
max
= 0,8.

ch
= 0,8.200 = 160 (MPa).
c .Tính thiết kế
Xác định sơ bộ khoảng cách trục a
w
. Theo công thức 7.16[I]-trang150:
============================================
Sinh viên thiết kế: Phm Vn Ton: CTM8-K49
Giáo viên h ớng dẫn:TS: Lê Văn Uyển
15
Đồ án môn học Chi tiết máy
==============================================
2
2
3
2
2
. .
170
( )
.[ ]
H Hv
w
H
T K K
a z q
z q

= +
ữ

Có: T
2
= T
III
=1285677 (N.mm)
Z
2
=33: số răng bánh vít.
Chọn sơ bộ hiệu suất truyền động

=0,8
+ K
H
: Hệ số tải trọng, Chọn sơ bộ K
H
= 1,2;
+ q: Hệ số đờng kính : Tính sơ bộ: q

( 0,25
ữ
0,3 ).Z
2


Chọn q = 0,25.Z
2
= 0,25.33 = 8,25 .Tra bảng 7.3[I]-

trang150,Chọn theo tiêu chuẩn q = 8.
Vậy, Khoảng cách trục sơ bộ:

3
2
2
2
2

].[
170
)(
q
KKT
z
qza
HvH
H
w










+=

( )
2
3
170 1285677.1, 2
(33 8) 193,19
33.221, 2 8
w
a mm

= + =
ữ



chọn tiêu chuẩn: a
w
= 200 (mm).
Tính môđun :
( )
2
2.
2.200
9,3
10 33
w
a
m mm
q Z
= = =
+ +

.
Tra bảng 7.3[I]-trang150, ta chọn môđun tiêu chuẩn : m = 10 (mm).
Do đó:
( )
2
10
( ) (8 33) 205
2 2
w
m
a q Z mm= + = + =
.
Chọn a
w
= 200 (mm)

Tính hệ số dịch chỉnh theo 7.18[I]-trang151:
x=
w
a
m
- 0,5(q + z
2
)=
200
10
- 0,5(8 + 33)= - 0,5
d.Tính kiểm nghiệm:
*Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc:
ứng suất tiếp xúc xuất hiện trên mặt răng bánh vít phải thoả mãn:

============================================
Sinh viên thiết kế: Phm Vn Ton: CTM8-K49
Giáo viên h ớng dẫn:TS: Lê Văn Uyển
16
Đồ án môn học Chi tiết máy
==============================================
3
2 2
2
.170
. . .
H
H
w
Z q T K
Z a q


+
=
ữ



[
H

]
Trong đó: z
2

, q, a
w
, T
2
đã biết, ta tính [
H

] và K
H
:
*Vận tốc trợt thực tính theo công thức 7.20[I]-trang151 :
w
w
t
nd
v


cos.60000

11
=
Lấy ở bảng1: n
1
=n
II
=604,17 (vòng/ phút)
Với d
w1
: đờng kính vòng lăn trục vít: d

w1
= ( q + 2x ).m =( 8 - 2.0,5).10
=70 (mm)
w

:Góc vít lăn,Theo công thức 7.21[I]-trang151:

0
1
2
15,94
2 8 2.0,5
w
Z
arctg arctg
q x

= = =
+



( )
0
3,14.70.604,17
2,30 /
60000.cos(15,94 )
t
v m s= =
.

vật liệu chọn là phù hợp.
Theo bảng 7.2[I]-trang148 ta xác định đợc ứng suất giới hạn: với vận
tốc trợt: v
t
=2 (m/s)
( )
MPa
H
250][ =

v
t
=3 (m/s)
( )
MPa
H
220][ =


với v
t
=2,30 (m/s)
[ ]
( ) ( )
250 220
220 . 3 2,30 241
3 2
H
MPa

= + =

.
Hiệu suất truyền động của trục vít đợc tính theo công thức 7.22.[I]-
trang151:

( )



+
=
tg
tg
.95,0
Trong đó:

: Góc ma sát,Tra bảng 7.4[I]-trang152, ta có :
Khi v
t
= 2 (m/s)

= 3,15
Khi v
t
= 2,5 (m/s)

= 2,87

Khi v
t
= 2,30 (m/s) sử dụng phơng pháp nội suy ta có :


3,15 2,87
2,87 (2,5 2,30) 2,982
2,5 2


= + =



: Góc vít chia:

=arctg(
1
z
q
) = arctg(
2
8
) = 14,04
0

Hiệu suất thực tế của bộ truyền trục vít:
0
0 0

(14,04 )
0,95. 0,78
(14,04 2,982 )
tg
tg

= =
+
* K
H
: Hệ số tải trọng, K
H
=
.
H HV
K K

.
+
H
K

: Hệ số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành
răng, theo công thức 7.24[I]-trang152 :
)1.()(1
3
2
tH
k
Z

K +=


============================================
Sinh viên thiết kế: Phm Vn Ton: CTM8-K49
Giáo viên h ớng dẫn:TS: Lê Văn Uyển
17
Đồ án môn học Chi tiết máy
==============================================
Trong đó :
2
1
max
.
i i
t
i
i
T t
k
T t
=
=


=
5 3
1. 0,8.
8 8
+

= 0,925


: Hệ số biến dạng của trục vít. Tra bảng 7.5[1]-trang153:
Với: z
1
=2; q = 8


= 57
Vậy:
3
33
1 ( ) .(1 0,925) 1,015
57
H
K

= + =
+
HV
K
:Hệ số tải trọng động: Theo bảng 7.7[I]-trang153 , chọn cấp chính
xác 8
với vận tốc trợt: + v
t
=1,5 (m/s)
1,1=
HV
K

+ v
t
= 3 (m/s)
2,1=
HV
K

với v
t
=2,30 (m/s)
1, 2 1,1
1,1 (2,30 1,5) 1,153
3 1,5
HV
K

= + =

.

ứng suất tiếp xúc:
( )
3
3
2
2
2
. .
170 170 33 8 1285677.1,015.1,153
. . . . 207,36

33 200 8
H HV
H
w
T K K
Z q
MPa
Z a q



+ +

= = =
ữ
ữ


Nh vậy
( )
207,36
H
MPa

=
<
( )
[ ] 241
H
MPa

=
,

Bộ truyền làm việc đảm
bảo điều kiện bền tiếp xúc.
* Kiểm nghiệm độ bền uốn:
ứng suất uốn sinh ra tại chân răng bánh vít phải thoả mãn điều kiện:

F
=
2
2 2
1, 4. . .
. .
F F Fv
n
T Y K K
b d m


[
F
] ( Công thức 7.26[I]-
trang154)
Tra bảng 7.9[I]-trang1515,ta có các thông số của bộ truyền trục vít
bánh vít :
+ Chiều rộng bánh vít :Z
1
= 2

b
2

0,75.d
a1

Với d
a1
: đờng kính vòng đỉnh, d
a1
= m.( q + 2 ) = 10.( 8 +2 ) = 100
(mm)

b
2

0,75.100 = 75 (mm)

chọn b
2
= 75 (mm)


2
3 3 0
33
37,12
cos ( ) cos (15,94 )
v

w
Z
Z

= = =
Tra bảng 7.8[I]-trang154 ,ta có :
Khi
v
Z
= 37

Y
F
= 1,61
Khi
v
Z
= 40

Y
F
= 1,55

khi
v
Z
= 37,12 sử dụng phơng pháp nội suy ta có :

F
1, 61 1,55

Y 1,55 .(40 37,12) 1,6076
40 37

= + =

.
============================================
Sinh viên thiết kế: Phm Vn Ton: CTM8-K49
Giáo viên h ớng dẫn:TS: Lê Văn Uyển
18
Đồ án môn học Chi tiết máy
==============================================
K
F

= K
H

; K
Fv
= K
Hv
d
2
: Đờng kính vòng chia bánh vít : d
2
= m.Z
2
=10.33=330 (mm)
m

n
: Mô đun pháp của răng bánh vít: m
n
=m.cos

=10.cos14,04
0
=9,7
(mm)
Vậy:
F
=
2
2 2
1, 4. . .
. .
F F Fv
n
T Y K K
b d m

=
( )
1, 4.1285677.1,6076.1, 015.1,153
14,11
75.330.9,7
MPa=
.
Vì
( )

14,11
F
MPa

=
<
( )
[ ] 123,01
F
MPa

=


Bộ truyền làm việc đảm bảo độ
bền uốn.
* Kiểm nghiệm răng bánh vít về quá tải:
ứng xuất tiếp xúc cực đại
Hmax
và ứng xuất uốn cực đại
Fmax
trên răng
bánh vít phải thoả mãn:
Hmax
=
H
.
qt
K

[
Hmax
]

Fmax
=
F
.
qt
K


[
Fmax
]
Với
qt
K
=
1
mm
T
T
=1,5 : Hệ số quá tải


Hmax
= 207,36.
1,5
= 253,96 (MPa) < 400 (MPa) = [

Hmax
]

Fmax
= 16,2.1,8 = 29,16 (MPa)


Fmax
= 14,11 (MPa) < 160 (MPa) = [
Fmax
]
Vậy bộ truyền trục vít - bánh vít làm việc an toàn khi quá tải lúc mở
máy.
e. Các thông số hình học bộ truyền trục vít bánh vít:
Khoảng cách trục: a
w
= 200 (mm)
Mô đun : m = 10 (mm)
Hệ số đờng kính : q = 8
Tỷ số truyền : u = 16,50
Số ren trục vít và số răng bánh vít : z
1
= 2 ; z
2
= 33
Hệ số dịch chỉnh bánh vít : x

= - 0,5
Góc vít :
w

= 15,94
0
Chiều dài phần cắt ren của trục vít: b
1
= 100 (mm)
Chiều rộng bánh vít : b
2
= 75 (mm)
============================================
Sinh viên thiết kế: Phm Vn Ton: CTM8-K49
Giáo viên h ớng dẫn:TS: Lê Văn Uyển
19
Đồ án môn học Chi tiết máy
==============================================
Đờng kính chia : d
1
= 80 (mm); d
2
= 330(mm)
Đờng kính vòng lăn truc vít: d
w1
=70 (mm).
Đờng kính vòng đỉnh : d
a1
= 100 (mm); d
a2
= 340
(mm)
Đờng kính ngoài bánh vít : d
aM2

= 355 (mm);
Đờng kính đáy : d
f1
= 56 (mm); d
f2
= 296 (mm)
Góc ôm : = 52
o
8
* Kiểm tra điều kiện kết cấu :
Điều kiện kết cấu thoả mãn khi: a
w2
> a
w1
+
1
2
a
d
+
E

+ +
Trong đó:
E

+ +
50 (mm)

a

w1
+
1
2
a
d
+
E

+ +
95+
58,78
2
+50=174,39
(mm)
a
w2
= 200 (mm) ; Vậy, a
w2
> a
w1
+
1
2
a
d
+
E

+ +

Điều kiện kết
cấu đợc thoả mãn.
g.Tính nhiệt truyền động trục vít , bánh vít:
Theo công thức 7.32[I]-trang157,Diện tích thoát nhiệt cần thiết của
hộp giảm tốc (không dùng quạt gió ) :

)]).([1.(.
)1(1000
0
1
ttK
P
A
dt
+

=


Trong đó: +

=0,78; P
1
=P
II
=6,21 (KW) ( lấy ở bảng 1 )
+ K
t
là hệ số toả nhiệt của vật liệu vỏ hộp giảm tốc : Chọn K

t
= 13
( W/m
2
c
o
)
+ là hệ số kể đến sự giảm nhiệt sinh ra trong một đơn vị thời gian
do tải trọng giảm so với tải trọng danh nghĩa :
2
1 1 1
1 1
1 1 1
1, 081
5 3
.
1. 0,8.
( ). ( ).
8 8
ck
n n
i i i i i i
i i i
ck i i
t
P t P t T t
P P t T t

= = =
= = = = =

+


============================================
Sinh viên thiết kế: Phm Vn Ton: CTM8-K49
Giáo viên h ớng dẫn:TS: Lê Văn Uyển
20
Đồ án môn học Chi tiết máy
==============================================
+ là hệ số kể đến sự thoát nhiệt qua đáy hộp xuống bệ máy : chọn
= 0,25
+ [t
d
] là nhiệt độ cao nhất cho phép của dầu, đối với hộp giảm tốc trục
vít đặt dới ,chọn [t
d
] = 90
o

+ t
o
là nhiệt độ môi trờng : chọn t
0
= 20
o
Vậy A
1000(1 0,78).6, 21
1,11
13.1, 081.(1 0,25).(90 20)

=
+
( m
2
).
2. Thiết kế bộ truyền xích:
Số liệu thiết kế:
P = P
III
= 4,93 (KW)
N = n
III
= 36,62 (vòng/phút) ( Lấy ở bảng 1)
U
x
= 2,30
Số ca = 2
Tải trọng va đập nhẹ, Bộ truyền nằm ngang
1,5
mm
dn
T
T
=
Tính toán:
a.Chọn loại xích
Vì tải trọng nhỏ, vận tốc thấp nên ta dùng xích con lăn.
b. Xác định các thông số của bộ truyền xích:
* Chọn số răng đĩa xích:
Tra bảng 5.4[I]-trang80 ,đối với xích con lăn có tỉ số truyền U

x
= 2,30

ta chọn số răng đĩa nhỏ : Z
1
= 25

Số răng đĩa lớn : Z
2
= U
x
.Z
1
= 2,30.25 = 57,5
Chọn Z
2
= 57

tỉ số truyền thực của bộ truyền xích :
U
x
=
2
1
57
2,28
25
Z
Z
= =

Sai số tỉ số truyền : U =
2,30 2,28
.100 0,87%
2,30

=
.
*Xác định bớc xích p:
Theo công thức 5.3[I]-trang81, sơ bộ chọn xích 1 dãy: công suất tính
toán :
P
t
= P.k.k
z
.k
n

[P
0
]
Trong đó :
P
t
: công suất tính toán (KW).
P : công suất cần truyền : P = 4,93 (KW)
============================================
Sinh viên thiết kế: Phm Vn Ton: CTM8-K49
Giáo viên h ớng dẫn:TS: Lê Văn Uyển

21
Đồ án môn học Chi tiết máy
==============================================
k
z
: hệ số số răng : k
z
=
1
25 25
1
25Z
= =
k
n
: hệ số số vòng quay : k
n
=
1
01
n
n
Với n
01
là số vòng quay đĩa xích dẫn làm việc trong điều kiện thí nghiệm
( bộ truyền nằm ngang, khoảng cách trục : a = ( 30 50 )p có thể
điều chỉnh lực căng xích, bộ truyền chịu tải trọng tĩnh, làm việc một ca
và đợc bôi trơn bằng phơng pháp nhỏ giọt). Dựa vào bảng 5.5[I]-trang
81:
chọn n

01
= 50 (vòng/phút).

k
n
=
01
1
50
1,365
36,62
n
n
= =

k = k
o
. k
a
. k
đc
. k
bt
. k
đ
. k
c
Tra bảng 5.6[I]-trang 82,ta có:
+k
o

là hệ số kể đến ảnh hởng của vị trí bộ truyền , vì bộ truyền nằm
ngang

k
o
= 1.
+k
a
là hệ số kể đến khoảng cách trục và chiều dài dây xích, chọn a =
40p

k
a
= 1.
+k
đc
là hệ số kể đến ảnh hởng của việc điều chỉnh lực căng dây xích
bằng một trong các đĩa xích

k
đc
= 1.
+k
bt
là hệ số kể đến ảnh hởng của bôi trơn, tra bảng 5.6[I]& bảng5.7[I]-
trang 82 , với môi trờng làm việc có bụi, bôi trơn đạt yêu cầu

k
bt
=

1,3.
+k
đ
là hệ số kể đến tải trọng động, đối với tải trọng va đập nhẹ

k
đ
=
1,3
+k
c
là hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền xích, với bộ truyền
làm việc 2 ca

k
c
= 1,25
Vậy: k = 1.1.1.1,3.1,3.1,25 = 2,1125.

P
t
= 4,93.2,1125.1.1,365 = 14,22 (KW).
Tra bảng 5.5[I]-trang 81, tìm đợc trị số công suất cho phép :
[P
0
]=14,7 (KW) >P
t
ứng với bớc xích p = 44,45 (mm)
Để giảm va đập và đờng kính các đĩa xích ta giảm bớc xích p bằng
cách dùng xích 2 dãy.

k
d
= 1,7
khi đó công suất bộ truyền là : P
d
=
14,22
8,36
1, 7
t
d
P
k
= =
(KW).
Tra bảng 5.5[I] ,với n
01
= 50 (vòng/phút) ta chọn bớc xích :
p = 38,1 (mm)

Công suất cho phép [P] = 10,5 (KW) > 8,36 (KW) = P
d
.
Khoảng cách trục : a = 40p = 40.38,1 = 1524 (mm).
số mắt xích đợc xác định theo công thức 5.12[I]-trang 85:

a
pZZZZ
p

a
x
.4
.)(
2
2
2
2
1221


+
+
+=
============================================
Sinh viên thiết kế: Phm Vn Ton: CTM8-K49
Giáo viên h ớng dẫn:TS: Lê Văn Uyển
22
Đồ án môn học Chi tiết máy
==============================================
2
2
2.1524 25 57 (57 25) .38,1
121, 65
38,1 2 4.3,14 .1524
x
+
= + + =
Chọn số mắt xích: x = 122

tính lại khoảng cách trục ,theo công
thức 5.13[I]-trang85 :
2 2
2 1
2 1 2 1
0,25 [ 0,5( ) [ 0,5( )] 2( ) ]
Z Z
a p x Z Z x Z Z


= + + +

2 2
57 25
0,25.38,1[122 0,5(25 57) [122 0,5(25 57)] 2( ) ] 1530,74
3,14

= + + + =
(mm)
Để đảm bảo xích không chịu lực căng quá lớn khoảng cách trục a cần
phải giảm đi một lợng : a = (0,002
ữ
0,004)a = 3,06
ữ
6,12 (mm)

chọn a = 5,74 (mm)

Vậy khoảng cách trục : a = 1530,74 - 5,74 = 1525 (mm).
Số lần va đập của xích :

1
. 25.36, 62
0,5 [ ] 25
15 15.122
Z n
i i
x
= = = < =
( theo bảng
5.9[I]-trang85).
c. Kiểm nghiệm xích về độ bền:
Theo công thức 5.15[I]-trang85: Hệ số an toàn của xích :
( )
d t o v
Q
S
K F F F
=
+ +
Trong đó :
Q là tải trọng phá hỏng (N), tra bảng 5.2[I]-trang78 có: Q = 254000
(N).
K
đ
là hệ số tải trọng động, khi
1,5
mm
dn
T
T

=


K
đ
= 1,2.
F
t
là lực vòng (N) : F
t
=
v
P.1000
,với P = 4,93 (KW),

1
. . 25.38,1.36,62
0,58
60000 60000
Z p n
v = = =
(m/s)


F
t
=
( )
1000.4,93
8500

0,58
N=
.
F
v
là lực căng do lực li tâm sinh ra (N) : F
v
= q.v
2

Tra bảng 5.2[I]-trang78 ,ta có khối lợng 1 mét xích : q = 11 (kg).


F
v
= 11.0,58
2
= 3,70 (N).
F
o
là lực căng do trọng lợng nhánh xích động sinh ra (N) :
F
o
= 9,81.k
f
.q.a
Với bộ truyền nằm ngang:k
f
= 6.

F
o
= 9,81.6.11.1,525 = 987,38 (N).
============================================
Sinh viên thiết kế: Phm Vn Ton: CTM8-K49
Giáo viên h ớng dẫn:TS: Lê Văn Uyển
23
Đồ án môn học Chi tiết máy
==============================================
Vậy
254000
22,69
(1, 2.8500 987,38 3,70)
S = =
+ +

Tra bảng 5.10[I]-trang86 ,ta có với n 50 (vòng/phút) thì [S] = 7
Vậy S = 22,69 > 7 = [S]

bộ truyền xích làm việc an toàn.
d. Các thông số của đĩa xích:
đờng kính vòng chia đĩa xích: theo công thức 5.17[I]-trang86 :
1
1
38,1
303, 99
sin( ) sin( )
25
p

d
Z

= = =
(mm)
2
2
38,1
691, 62
sin( ) sin( )
57
p
d
Z

= = =
(mm).
Đờng kính đỉnh răng các đĩa xích:
1
1
[0,5 cot ( )] 38,1.[0,5 cot ( )] 320,64
25
a
d p g g
Z

= + = + =
(mm)
2
2

[0,5 cot ( )] 38,1.[0,5 cot ( )] 709,62
57
a
d p g g
Z

= + = + =
(mm).
Đờng kính chân răng các đĩa xích:
d
f1
= d
1
-2r =303,99-2.11,22 =281,55 (mm).
d
f2
= d
2
-2r =691,62 2.11,22 =669,18 (mm).
Với r =0,5025d
l
+0,05 =0,5025.22,23+0,05=11,22 (mm)
Và d
l
=22,23 ( tra bảng 5.5[I]-trang 78 ).
e. Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích
áp dụng công thức 5.18[I]-trang87, ứng suất tiếp xúc trên mặt răng đĩa
xích:
d
vddtrH

kA
E
FKFK
.
) (47,0 +=

Trong đó :
F
vđ
là lực va đập trên 1 dãy xích, theo 5.19[I]-trang 87 :
F
vđ
= 13.10
-7
.n.p
3
.m ; ( m =2 là số dãy xích )


F
vđ
= 13.10
-7
.36,62.38,1
3
.2 = 5,27 (N)
K
đ
là hệ số tải trọng động : k
đ

= 1,3 (va đập nhẹ).
K
r
là hệ số kể đến ảnh hởng của số răng đĩa xích,
với Z
1
= 20

K
r
= 0,48
với Z
1
= 30

K
r
= 0,36

Khi Z
1
= 25

K
r
=
0,48 0,36
2
+
=0,42

Chọn vật liệu đĩa xích và dây xích bằng thép 45

E = 2,1.10
5

(MPa).
A là diện tích chiếu của mặt tựa bản lề, tra bảng 5.12[I]-trang87 , với
p=38,1, xích 2 dãy

A = 672 (mm
2
).
============================================
Sinh viên thiết kế: Phm Vn Ton: CTM8-K49
Giáo viên h ớng dẫn:TS: Lê Văn Uyển
24
Đồ án môn học Chi tiết máy
==============================================

5
2,1.10
0,47 0, 42(8500.1,3 5, 27). 434,22
672.1, 7
H

= + =
(MPa).
Với vật liệu thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 170
ữ
HB 210 có ứng

suất tiếp xúc cho phép [
H
] = 500
ữ
600 (MPa)
Nh vậy
H

< [
H
]

răng đĩa xích làm việc đảm bảo điều kiện bền tiếp
xúc.
f. Xác định lực tác dụng lên trục:
Lực tác dụng lên trục đĩa xích đợc tính theo công thức 5.20[I]-trang88:
F
r
= K
x
.F
t

Với K
X
:Hệ số kể đến trọng lợng xích, bộ truyền nằm ngang: K
X
=1,15

F

r
=1,15.8500 = 9775 (N).
3. Chọn khớp nối:
a. Chọn khớp nối là nối trục vòng đàn hồi.
Đặc điểm của khớp loại này là cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, dễ thay
thế, làm việc bình thờng khi độ lệch tâm từ 0,2
ữ
0,6 mm,độ lệch góc
đến 1
0
.
Theo bảng 16.10a[II]-trang68 ta có kích thớc cơ bản của nối trục vòng
đàn hồi là:
T
Nm
d D d
m
L l d
1
D
0
Z n
max
B B
1
l
1
D
3
l

2
125 3
2
12
5
65 165 8
0
56 90 4 460
0
5 42 30 28 32
b. Kiểm nghiệm điều kiện bền dập:
Từ công thức:
[ ]
.

2
30
d
c
d
ldDZ
Tk

=
Trong đó: + k: Hệ số chế độ làm việc, máy công tác là băng tải. k = 1,5
(Theo bảng 16.1.[II]-trang58 )
+Theo bảng 16.10b.[II]-trang69: l
3
=28 mm; d
c

=14 mm;
l
1
=34 mm; l
2
= 15 mm;
+
[ ]
d

=2
ữ
4( MPa)


( )
2.1,5.49397
1, 05
4.90.14.28
d
MPa

= =
<
[ ]
d

Vậy, điều kiện bền dập thoả mãn
c. Kiểm nghiệm điều kiện bền uốn:
Điều kiện sức bền của chốt:

[ ]
u
c
u
Dd
lTk

=
0
3
0
1,0

Trong đó:
( )
mm
l
ll 5,41
2
15
34
2
2
10
=+=+=


( )
[ ] 60 80
u

MPa

= ữ



( )
3
1,5.49397.41,5
31,13
0,1.14 .90.4
u
MPa

= =
.<
[ ]
u

============================================
Sinh viên thiết kế: Phm Vn Ton: CTM8-K49
Giáo viên h ớng dẫn:TS: Lê Văn Uyển
25