Thiết kế hệ dẫn động băng tải hộp giảm tốc bánh răng trục vít biết lực băng tải, vận tốc băng tairi, đường kính tang đề 5 ĐHBKHN

Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Phần I
Tính toán động học và động lực học
I. Chọn động cơ
Công suất cần thiết:

1000
.vF
P
ct
h
P
==
Trong đó F: Lực kéo băng tải;
v: Vận tốc băng tải;
: Hiệu suất của toàn bộ bộ truyền.
=
1
.
2
.
3
.
m
ổ lăn
(m: số cặp ổ lăn của bộ truyền).

1
,
2
,

3
,
ổ lăn
: Các hiệu suất cụ thể của từng bộ truyền đ-
ợc xác định trong bảng 2.3
19
]1[
;
Tra bảng ta có:

1
=
TV
= 0,8: Bộ truyền trục vít không tự hãm;

2
=
BR
= 0,97: Bộ truyền bánh răng trụ đợc che kín;

3
=
xích
= 0,92: Bộ truyền xích để hở;

ổ lăn
=0,992: Hiệu xuất một cặp ổ;
=
1
.

2
.
3
.
m
ổ lăn
= 0,8.0,97.0,92,0,992)
4
= 0,691
P
ct
=
1)(1000.0,69
4700.0,52
= 3,54 (kw).
Xác định số vòng quay của động cơ
n
sb
= n
lv
u
h
.u
ng
Trong đó n
lv
số vòng quay của tang:
0431
320
52010006010060

,
.
,
D.
v
n
lv
=

=

=
(v/ph);
Chọn u
ng
= u
xích
= 2;
u
h
= u
TV-BR
= 45;
n
sb
= 31,04.2.45 =2795,6 (v/ph).
Chọn động cơ dựa vào:

sbdb
ctdc
nn
pP
Nguyễn Năng Quang Lớp CTM2-K45 Trang 2
Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Từ đó ta chọn đọng cơ điện loại 4A kiểu 4A10052YS
Có P
đc
= 4,0 (kw) >3,54 (kw).
n
sb
= 2880 (v/ph);
2p = 2;
= 86,5
0
/
0
;
Đờng kính trục động cơ: d
1
=28mm;
Khối lợng động cơ: M=36,0kg.
Kiểm tra điều kiện 2.6 T
mm
/T = 1,4 < T
k
/T

dn
= 2,0.
II. Phân phối tỷ số truyền
Tỷ số truyền chung:
ngh
lv
dc
ch
u.u
,
,n
n
u
=
=== 78492
0431
2880
Chọn u
ng
= u
xích
u
h
= u
ch
/u
ng
= 2880/31,04 = 46,392
Mặt u
h

= u
nh
.u
ch
= u
TV
u
BR
.
Nguyễn Năng Quang Lớp CTM2-K45 Trang 3
Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Chọn u
BR
= 3
`,
,
u
u
u
BR
h
TV
46415
3
39246
===
Vậy ta có phân phối tỷ số truyền:
u
TV
= 15,464

u
BR
= 3
u
xích
= 2.
III. Tính toán các thông số động học và động lực học
Ta có:
Tốc độ quay của trục 1: n
1
= n
đc
= 2880 (v/ph);
Tốc độ quay của trục 2:
24186
46415
2880
1
2
,
,u
n
n
nh
===
(v/ph);
Tốc độ quay của trục 3:
0862
3
24186

2
3
,
,
u
n
n
ch
===
(v/ph);
Tốc độ quay của trục công tác:
0431
2
0862
3
,
,
u
n
n
xich
ct
===
(v/ph).
Công suất trên trục:
4442
1000
5204700
1000
,

,.Fv
PP
lvct
====
(kw);
Nguyễn Năng Quang Lớp CTM2-K45 Trang 4
Thuyết minh đồ án chi tiết máy
6782
9209920
4442
3
,
),.,(
,
)(
P
P
x.ol
ct
==

=
(kw);
7832
9709920
6782
3
2
,
),.,(

,
)(
P
P
BR.ol
==

=
(kw);
5073
809920
7832
2
1
,
),.,(
,
)(
P
P
TV.ol
==

=
(kw);
Từ đó ta tính đợc mô men tơng ứng trên các trục
i
i
i
n

P
T
6
10.55,9
=
36
1
1
6
1
106311
2880
5073
1055910559 .,
,
,
n
P
.,T
===
(Nmm);
36
2
2
6
2
1071142
24186
7832
1055910559 .,

,
,
,
n
P
.,T
===
(Nmm);
36
3
3
6
3
1097411
0862
6782
1055910559 .,
,
,
,
n
P
.,T
===
(Nmm);
366
1094751
0431
4442
1055910559 .,

,
,
,
n
P
.,T
ct
ct
ct
===
(Nmm);
Kết quả tính toán ghi trên bảng:
Trục Đ/cơ 1 2 3 Ct
Công suất (kw) 4 3,507 2,783 2,678 2,444
Tỷ số truyền (u) 15,464 3 2
Số vòng quay(v/ph) 2880 2880 186,24 62,08 31,04
Mô mem (Nmm) 11,63.10
3
142,71.10
3
411,97.10
3
751,94.10
3
Nguyễn Năng Quang Lớp CTM2-K45 Trang 5
ThuyÕt minh ®å ¸n chi tiÕt m¸y
NguyÔn N¨ng Quang Líp CTM2-K45 Trang 6
Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Phần II
Thiết kế bộ truyền

I. Thiết kế bộ truyền ngoài
Thông số đã biết:
T
4
= 751,94.10
3
Nmm; n
4
= 31,04 (v/ph); u =2.
Tải trọng va đập vừa; số ca làm việc: 2 ca; thời gian làm việc: l
h
= 15000
h
;
xích chỉnh đợc.
Sơ đồ tải trọng:
T
mm
=1,4T
1
; T
2
=0,7T
1
; t
1
= 6
h
; t
2

= 2
h
; t
ck
= 8
h
.
1. Chọn loại xích
Với yêu cầu vận tốc trung bình và tải bình thờng nên ta dùng xích con lăn.
2. Xác định các thông số của xích và đĩa xích nhỏ
Tỷ số truyền u = 2 số răng dĩa xích nhỏ:
Z
1
= 29-2u = 29-2.2 = 25 (răng);
Z
2
=uZ
1
= 2.25 = 50<Z
max
=120 chọn Z
2
= 51 (răng);
Tỷ số truyền thực:
04,2
25
51
1
2
===

Z
Z
u
0
0
0
0
42
2
2042
=

=

=
,
u
uu
u
th
Thoả mãn
Xác định bớc xích p:
Theo công thức 5.3[1]; Công suất tính toán:
P
t
= P
1
.k.k
Z
.k

n
;
P
1:
Công suất trên trục đĩa nhỏ;
Nguyễn Năng Quang Lớp CTM2-K45 Trang 7
1,4T
1
T
1
0,7T
1
2-3s
t
1
t
2
t
ck
Sơ đồ tải trọng
Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Với Z
1
= 25
1
25
25
==
z
k

Chọn n
o1
= (200v/ph) kn = 200/62,08 =3,22.
k=k
0
k
a
k
dc
k
đ
k
c
k
bt
;
Trong đó:
k
0
= 1: Đờng tâm nối hai đĩa xích làm với phơng nằm ngang góc
<40
0
);
k
a
= 1: Chọn a = 40p;
k
dc
= 1,1: Chọn xích điều chỉnh bằng đĩa căng;
k

c
= 1,25: Số ca làm việc 2 ca;
k
đ
= 1,22: Tải trọng va đập vừa;
k
bt
= 1,3: Môi trờng có bụi chất lợng bôi trơn II.
k = 1.1,1.1,22.1,25.1,3 = 2,18.
Vậy: P
t
= P
1
.k.k
Z
.k
n
= 2,678.2,18.3,22 = 18,798 (kw).
Theo bảng 5.5 [1] với n
01
=200 (v/ph) chọn bộ truyền xích 2 dãy có bớc xích p
= 25,4 (mm) ứng với công suất P
0
= 11kw.
Khi đó P
d
= P
t
/k
d

=18,798/1,7 = 11,058 (kw)

0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
4530100
11
1105811
100
<=

=

=
,
,
P
PP
P
d
Thoả mãn.
Định khoảng cách trục và số mắt xích:
a = 40p = 40.25,4 = 1016 (mm).

Số mắt xích đợc xác định theo công thức 5.12[1] :
)mm(,
)(
,)()(
,
.
)a(
p)ZZ()ZZ(
p
a
x
43118
10164
4252551
2
5125
425
10162
4
2
2
2
2
2
2
1221
=


+

+
+=


+
+
+=
Lấy số mắt xích x=118 (mắt xích).
Tính lại khoảng cách trục:
[ ] [ ]
{ }
[ ] [ ]
{ }
{ }
).mm(,,,
)()(,)(,,,
)ZZ()ZZ(,x)ZZ(,xp,a
5101001626338118356
25512512550118512550118425250
25050250
22
2
12
2
2121
=+=
+++=
+++=
Để xích không quá căng ta giảm khoảng cách trục a một lợng:
a = 0,003a = 0,003.1010,5 = 3,0315 (mm)

Nguyễn Năng Quang Lớp CTM2-K45 Trang 8
Thuyết minh đồ án chi tiết máy
a = 1010,5 - 3,0315 = 1007,47 (mm).
Lấy a =1007 mm.
Số lần va đập của xích (theo 5.4[1]):
30][88,0
118.15
08,62.25
15
11
=<===
i
x
nZ
i
(bảng 5.9[1]).
3. Kiểm nghiệm xích theo độ bền
Theo 5.15[1] ta có:
).(
0 vtd
FFFk
Q
S
++
=
Q: Tải trọng phá hỏng Q =113,4 kw; khối lợng 1m xích q=5kg;
k
đ
: Tải trọng va đập vừa k
đ

=1,7;
)(657,0
60000
08,62.4,25.25
1000.60
11
s
m
pnZ
v
===
F
t
= 1000.P/v = 1000.2,6778/0,657 = 4076,02 (N);
F
v
= qv
2
= 5(0,657)
2
= 2,158 (N);
F
0
= 9,81.k
f
.q.a = 9,81.6.5.1,007 =296,36 (N);
Trong đó k
f
=6 bộ truyền nghiêng một góc <40
0

.

69,15
)158,236,29602,4076.7,1(
10.4,113
3
=
++
=
S
Tra bảng 5.10 với n
01
=200 v/ph [S] = 8,2 S>[S] đủ bền.
4. Đờng kính đĩa xích
( )
( )
( )
[ ]
( )
[ ]
);mm(,gcot,,
Z
gcot,pd
);mm(,gcot,,
Z
gcot,pd
);mm(,
sin
,
Z

sin
p
d
);mm(,
sin
,
Z
sin
p
d
a
a
52424
51
5042550
76213
25
5042550
60412
51
425
66202
25
425
2
1
2
2
1
1

2
1
=

+=













+=
=

+=

+=
=

=







=
=

=







=
Ta thấy d
a2

<820 (mm) chấp nhận đợc (đĩa xich lớn không quá lớn).
d
f1
= d
1
- 2r
với r =0,5025d
1
+ 0,05
và d
1
đợc tra ở bảng 5.2[1] d
1
=15,88 (mm).
Nguyễn Năng Quang Lớp CTM2-K45 Trang 9
Thuyết minh đồ án chi tiết máy
r = 0,5025d
1
+ 0,05 = 0,502515,88 + 0,05 = 8,03 (mm);
d
f1
= d
1
- 2r = 202,66 - 2.8,03 = 186,60 (mm).
Tơng tự ta tính đợc: d
f2
=396,54 (mm).
5. Lực tác dụng lên trục
áp dụng công thức:
F

r
= k
x
.F
t

k
x
: hệ số ảnh hởng của góc nghiêng của bộ truyền <40
0
k
x
=1,15 (N).
F
r
= k
x
.F
t
= 1,15.4076,02 = 4687,42 (N).
II. Thiết kế bộ truyền trong hộp giảm tốc
1. Thiết kế bộ truyền trục vít
Các số liệu:
P
1
=11.63kw; n
1
=2880v/ph; u =15,464; bộ truyền quay một chiều, tải
trọng thay đổi theo sơ đồ sau (Hình vẽ); thời gian làm việc l
h

=15000
h
;
T
mm
=1,4T
1
; T
2
=0,7T
1
; t
1
= 6
h
; t
2
= 2
h
; t
ck
= 8
h
.
Nguyễn Năng Quang Lớp CTM2-K45 Trang 10
1,4T
1
T
1
0,7T

1
2-3s
t
1
t
2
t
ck
Sơ đồ tải trọng
Thuyết minh đồ án chi tiết máy
1.1. Tính sơ bộ vận tốc trợt
( )
s
m
.,.,.,
unP.,v
sb
1028804641563111088
1088
3
23
3
2
11
3
=
=
Với vsb5m/s dùng vật liệu đồng thanh thiếc để chế tạo bánh vít. Chẳng hạn
dùng vật liệu nhóm I, Đồng thanh, thiếc, kẽm, chì: # 5-5-5. Đúc trong
khuôn kim loại có:

b
=240MPa;
ch
=90MPa;
Trục vít bằng thép 45 tôi bề mặt đại độ rắn 50HRC ren thân khai, sau khi cắt
ren đợc mài.
1.2. Xác định ứng suất cho phép
ứng suất tiếp xúc cho phép
[
H
] =[
H0
].k
KL
Trong đó: [
H0
] =0,9.
b
=0,9.235 =211,5 (MPa)
8
7
10
HE
HL
N
k
=
Với:
( )

+=








=

8
2
70
8
6
124186150006060
4
4
2
4
2
2
,, tn

T
T
N
ii
max
i
HE
=13,577.10
7
<25.10
7
k
HL
=0,722;
[
H
] =211.5.0722 =152,70 (MPa)
ứng suất uốn cho phép
Với bánh vít bằng vật liệu đồng thanh thiếc ứng suất uốn cho phép đợc xác
định theo công thức:
[
F
] = [
F0
].k
FL
Với [
F0
] =0,25
b

+0,08
ch
=0,25.230+0,08.90 = 64,47 (MPa).
Hệ số tuổi thọ:
9
6
10
FE
FL
N
K
=
Trong đó:
( )






+=








=

8
2
70
8
6
124186150006060
9
9
2
9
2
2
,, tn
T
T
N
ii
max
i
FE
= 127,4.10
6
<25.10
7
Nguyễn Năng Quang Lớp CTM2-K45 Trang 11
Thuyết minh đồ án chi tiết máy

5840
104127

10
9
6
6
,
.,
K
FL
==
[
F
] =64,7.0,584 =37,78 (MPa).
ứng suất cho phép khi quá tải
Với bánh vít là đồng thanh thiếc:
[
H
]
max
= 4
ch
=4.90 = 360 (MPa)
[
F
]
max
= 0.8
ch
=0,8.90 = 72 (MPa)
1.3. Xác định các thông số cơ bản
Với u= 15,464; chọn Z

1
=2 Z
2
=u.Z
1
=25,464.2 =30,93 (răng);
Lấy Z
2
= 31 (răng).
Tính sơ bộ q: q =(0,25ữ0,3)Z
2
= (0,25ữ0,3)31 =7,75ữ9,3
Chọn q=8.
Chọn sơ bộ k
v
=1,2; k

=1 k
H
=1,2
Tính sơ bộ khoảng cách trục:
( )
( )
)mm(,
,.,
,.
q
kT
]H[Z
qZa

H
w
58119
8
2171142
7015231
170
831
170
3
2
3
2
2
2
2
=






+=

+=
Lấy a
w
=120mm.
Tính sơ bộ mô đun bánh vít
26
318
1202
2
2
,
.
zq
a
m
w
=
+
=
+
=

Chọn m=6,3mm.
Tính lại khoảng cách trục:
a
w
=0,5m(Z

2
+q)=0,56,3(31+8) = 122,85 (mm);
Chọn a
w
=120mm.
Tính dịch chỉnh:
x= a
w
/m - 0,5(q+Z
2
) =120/6,3 - 0,5(8+31)=-0,45 (mm);
-0,7<x<0,7 thoả mãn điều kiện dịch chỉnh.
1.4. Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc
Nguyễn Năng Quang Lớp CTM2-K45 Trang 12
Thuyết minh đồ án chi tiết máy
][
q
k.T
a
qZ
Z
H
H
w
H

+
=
2
3
2
2
170
(*)
Vận tốc trợt tính theo công thức :
v
s
=d
w1
n
1
/(60.1000cos
w
)
Trong đó góc vít
w
đợc tính theo công thức:

w
=arctg(Z1/q+2x)=arctg[2/8+2(-0,45)]=15,73
0
d

w1
=(q+2x)m =[8+2(-0,45)]6,3 =44,73 (mm)
v
s
=.44,73.2880/(60000.cos15,73
0
) =7 (m/s).
Nh vậy vật liệu đã chọn cho bánh vít phù hợp với điều kiện làm việc; và có
[
H
]=152,70MPa.
Theo bảng 7.4[1] =1,107
0
Góc vít trên trục chia: =arctg(Z
1
/q) =arctg(14,036
0
)
Hiệu suất bộ truyền:
= 0,95tg/tg(+)
=0,95tg(14,036
0
)/tg(14,036
0
+1,107
0
) = 0,87.
Lại có k
H
=k

k
v
















+=

max
tb
T
TZ
k
2
2
3
2

11
Trong đó: Z
2
=31; =57 (bảng 5.7[1]).
( )
( )
9250
8
2
70
8
6
1
2
2
2
2
,,
ntT
ntT
T
T
iimax
ii
max
tb
=+=

=



( )
012192501
57
31
1
3
,,k =






+=

k
H
= 1,012.1,2 =1,214
Thay các số vừa tính đợc vào (*) ta đợc:
( ) ( )
.MPa,][MPa

, ,
HH
70152149
8
21411071142
120
831
31
170
3
3
=<=






+
=
Thoả mãn điều kiện bền tiếp xúc.
1.5. Kiểm nghiệm độ bền uốn
Nguyễn Năng Quang Lớp CTM2-K45 Trang 13
Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Chiều rộng bánh vít:
b
2
0,75d
a1
d

a1
= m(q+2)= 6,3(8+2)=63 (mm)
b
2
0,75.63 =47,25
Lấy b
2
=45mm.
Số răng tơng đơng:
Z
v
=Z
2
/cos
3
=31/cos
3
(14,036
0
)
Z
v
= 34 Y
F
=1,66 (bảng7.8).
d
2
= mZ
2
= 6,3.31 = 195,3 (mm).

Chiều dài phần cắt ren trục vít:
b
1
(8+0,06.Z
2
)m =(8+0,06.31)6,3 =62,12 (mm).
Lấy b
1
=70mm.
Hệ số tải trọng kF =kH =1,214
( )
( ) ( )
MPa,MPa,
,cos.,.,.
,., ,.,
cosmdb
k.Y.T.,
FF
F
783757
03561436319545
241661107114241
41
0
3
22
2
<==

=

1.6. Các thông số bộ truyền:
Tính góc ôm giữa bánh vít và trục vít:
=arcsin[b
2
/(d
a1
- 0,5m)]=
=arcsin[45/(63 - 0,5.6,3)] =48,75
0
.
Khoảng cách trục a
w
120 mm
Mô đun m 6,3 mm
Hệ số đờng kính q 8 mm
Tỷ số truyền u 15,464
Số mối ren trục vít và số răng bánh vít Z Z
1
=2; Z
2
=31
Chiều dài phần cắt ren trục vít b
1
70 mm
Chiều rộng bánh vít b
2
45 mm
Đờng kính ngoài bánh vít d
aM
210 mm

Đờng kính vòng chia d d
1
=50,4; d
2
=195,3 mm
Đờng kính vòng đỉnh d
a
d
a1
=63; d
a2
=202,23 mm
Đờng kính vòng đáy d
f
d
f1
=35,28; d
f2
=174,51 mm
Góc ôm

48,75 độ
1.7. Tính toán nhiệt
Từ công thức:
Nguyễn Năng Quang Lớp CTM2-K45 Trang 14
Thuyết minh đồ án chi tiết máy
( )
( )
[ ]
[ ]

( )
0
2
30170
11000
ttdk,k,
P
A
tpt
++


Trong đó:
(
)
(
)
Ct;Ct;
Cm
w
k
;
Cm
w
k;,
,
.,.
t
nP
t

dtp
t
ck
ii
ck
0
0
0
02
02
207540
10250
081
8
2
70
8
6
1
1
===
==
=






+

=
















=

Diện tích cần thiết của hộp giảm tốc:
( )
( )
[ ]
( )
)m(,
,.,.,, ,
,.,.
A
2
340

20750811870403025011070
870178321000
=
++

=
1.8. Lực tác dụng
)N(,
,cos
tg
,
cos
tg
FFF
)N(,
,
.,.
d
T.
FF
)N(,
,
.,.
d
T.
FF
trr
ta
ta
30548

03614
20
441461
51461
3195
1063112
2
441461
3195
10711422
2
0
0
3
1
1
3
2
2
211
12
21
==


==
====
====
2. Thiết kế bộ truyền bánh răng
Thiết kế bộ truyền bánh rang nghiêng cấp chậm trong hộp giảm tốc với các

số liệu sau:
P
1
=2,783kw; n
1
=186,24v/ph; u =3; bộ truyền quay một chiều thời hạn sử
dụng l
h
=15000
h
; tải trọng va đập vừa và thay đổi theo sơ đồ sau:
Nguyễn Năng Quang Lớp CTM2-K45 Trang 15
Thuyết minh đồ án chi tiết máy
2.1. Chọn vật liệu
Dùng vật liệu nhóm I:
Vật liệu Nhiệt luyện G/hạn bền G/hạn chảy Độ cứng
Bánh chủ động Thép 40XH Tôi cải thiện 850 600
230280
Bánh bị động Thép 40XH Tôi cải thiện 800 580
240
2.2. Xác định ứng suất cho phép
ứng suất tiếp xúc
Chọn HB
1
=240; HB
2
=250;
Số chu kỳ chịu tải: N
H0
=30.HB

2,4
N
H01
=30.240
2,4
=1,55.10
7
; N
H02
=30.250
2,4
=1,707.10
7
.
Số chu kỳ thực:
Nguyễn Năng Quang Lớp CTM2-K45 Trang 16
1,4T
1
T
1
0,7T
1
2-3s
t
1
t
2
t
ck
Sơ đồ tải trọng

Thuyết minh đồ án chi tiết máy
( )
( )
7
3
3
3
1
7
3
3
3
1
10674
8
2
70
8
6
1086215000160
60
1014
8
2
70
8
6
12418615000160
60
2

1
.,,,
tn
T
T
cN
.,,
tn
T
T
cN
ii
i
HE
ii
i
HE
=






+=

=
=






+=








=


N
HE1
>N
H01
k
HL1
=1

N
HE2
>N
H02
k
HL2
=1
Theo bảng 6.2[1] với thép 40XH tôi cải thiện độ rắn 230280
Ta có:
702
0
+= HB
limH
Do đó:
( )
MPa.HB
limH
550702402702
1
0
1
=+=+=

( )
MPa.HB
limH
570702502702
2
0
2

=+=+=
SH=1,1; tạm thời lấy Z
R
.Z
v
.K
xH
=1; Nên ta có:
[ ]
H
HLlimH
H
S
K
0

=
[ ]
( )
[ ]
( )
[ ]
[ ]
[ ]
( )
MPa
MPa
,S
K
MPa

,S
K
'
H
'
H
'
H
H
HLlimH
'
H
H
HLlimH
'
H
509
2
518500
2
518
11
570
500
11
550
2
1
2
22

2
1
11
1
0
0
=
+
=
+
=







==

=
==

=

ứng suất uốn
Số chu kỳ cơ sở: N
F0
= 4.10
6

Số chu kỳ thực tế:
Nguyễn Năng Quang Lớp CTM2-K45 Trang 17
Thuyết minh đồ án chi tiết máy
( )
( )
6
6
6
6
1
6
6
6
6
1
1054743
8
2
70
8
6
1086215000160
60
1064130
8
2
70
8
6
12418615000160

60
2
1
.,,,
tn
T
T
cN
.,,,
tn
T
T
cN
ii
i
FE
ii
i
FE
=






+=

=
=






+=








=


N
FE1
>N
F01
k

FL1
=1
N
FE2
>N
F02
k
FL2
=1
Chọn S
F
=1,57;
( )
( )





==
==

=
MPa.,
MPa.,
HB,
limF
limF
limF
45025081

43224081
81
0
0
0
2
1
Bộ truyền quay một chiều nên k
FC
=1; tạm thời lấy Y
S
.K
xF
.Y
R
=1;
Nên:
F
FLlimF
F
S
k
][
0

=
( )
( )

==

=
==

=

MPa,
,
.
S
k
][
MPa,
,
.
S
k
][
F
FLlimF
'
F
F
FLlimF

'
F
7264
751
1450
8246
751
1432
2
22
2
1
11
1
0
0
ứng suất khi quá tải
Theo 6.13 và 6.14[1] ta có:
[
H
]
max
=2,8
ch
=2,8.580 =1624 (MPa)
[
F1
]
max
=0,8

ch1
=0,8.600 =480 (MPa)
[
F2
]
max
=0,8
ch2
=0,8.580 =464 (MPa)
2.3. Tính sơ bộ khoảng cách trục
Nguyễn Năng Quang Lớp CTM2-K45 Trang 18
Thuyết minh đồ án chi tiết máy
áp dụng công thức:
( )
[ ]
3
2
2
1
u
KT
uka
Hba
H
aw

+=

Với bánh răng nghiêng k
a

=43(MPa)
1/3
; chọn
ba
=0,325
Do đó:
bd
=0,5
ba
(u+1) =0,5.0,325(3+1) =0,65
Tra bảng 6.7[1] với sơ đồ 5 k
H

=1,04
Suy ra:
( )
[ ]
( )
( )
)mm(,
,
, ,
u
KT
uka
Hba
H
aw
12205
35093250

0411 097411
1343
1
3
2
3
3
2
2
=+=
=

+=


Lấy a
w
=210mm.
2.4. Xác định một số thông số của bộ truyền
Mô đun pháp m =(0,01ữ0,02)a
w
=(0,01ữ0,02)210 =2,1ữ4,2 (mm).
Chọn m theo tiêu chuẩn: m =2 (mm)
Chọn sơ bộ góc nghiêng =15
0

Số răng bánh nhỏ:
( )
( )
( )

( )
ngăr,
,cos
um
cosa
Z
w
750
132
036142102
1
2
0
1
=
+
=
+

=
Lấy Z
1
=51 (răng) Số răng bánh lớn: Z
2
=uZ
1
=3.51 =153 (răng)
Tính lại góc nghiêng:
( )
( )

9710
2102
153512
2
21
,
.a.
ZZm
cos
w
=
+
=
+
=
=13,73
0
.
Bề rộng bánh răng: b
w
=
ba
.a
w
=0,325.210 =68.25 (mm)
2.5. Kiểm nghiệm bánh răng theo độ bền tiếp xúc
Dựa vào công thức kinh nghiệm:
Nguyễn Năng Quang Lớp CTM2-K45 Trang 19
ThuyÕt minh ®å ¸n chi tiÕt m¸y
( )

][
u.b
uKKKT
d
Z.Z.Z
H
w
HvHH
w
HM
H
σ≤
+
=σ
αβ
ε
12
1
1
(**)
X¸c ®Þnh h»ng sè:
Víi bé truyÒn b¸nh r¨ng b»ng thÐp: Z
M
=274(MPa)
1/2
tw
b
H
sin
cos

Z
α
β
=
2
2
Trong ®ã: tgβ
b
=cosα
t
.tgβ;
α
t
=α
tw
=arctg(tgα/cosβ)=arctg(tg20
0
/cos13,73
0
) =20,54
0
⇒ tgβ
b
=cosα
t
.tgβ =cos20,54
0
.tg13,73
0
=0,2288 ⇒ β

b
=12,89
0
;
⇒
( )
7221
54202
89122
2
2
0
0
,
,.sin
,cos
sin
cos
Z
tw
b
H
==
α
β
=
α
ε
ε
=

1
Z
Víi ε
α
=[1,88-3,2(1/Z
1
+1/Z
2
)]cosβ=
=[1,88-3,2(1/51+1/153)]cos13,73
0
=1,745
7570
7451
1
,
,
Z
==⇒
ε
®êng kÝnh vßng l¨n b¸nh nhá:
( )
αβ
+=
=
+
=
+
=
HH

wwH
Hv
w
w
kkT
dbv
k
mm
.
u
a
d
1
1
2
1
105
13
2102
1
2
1
Víi:
u
a
vgv
w
HH 0
δ=
δ

H
=0,002;
g
0
=73;
v =πd
w1
n
1
/(60.1000)= π.105.186,24/60000 =1,024 (m/s);
( )
s
m
,, ,v
H
251
3
210
0241730020
==⇒
0091
131041103974112
1052568251
1 ,
,., ,.
.,.,
k
Hv
=+=
NguyÔn N¨ng Quang Líp CTM2-K45 Trang 20

Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Thay các số vừa tính vào (**) ta đợc:
( )
MPa
.,
)(,.,., ,.,.,.
H
470
32568
1300911310 4110974112
105
75707221274
3
=
+
=
ứng suất cho phép:
Với v=1,024m/s Z
v
=1 cấp chính xác 9; Ra =2,5ữ1,25; Z
R
=0,95;
d
a
<700 k
xH
=1.
[
H
] = [

H
]

Z
v
Z
R
k
xH
=509.1.0,95.1 =483,55 (MPa)
0,95[
H
]=0,95.483,55 =459,37 (MPa)
0,95[
H
] <
H
<[
H
] đạt yêu cầu.
2.6. Kiểm nghiệm bánh răng theo độ bền uốn
Ta có:
F1
=2T1
k
Y

Y

Y

F1
/(b
w
d
w1
m) [
F1
] (***).
Bảng 6.7 sơ đồ 5 có: k
F

=1,1Với cấp chính xác 9 và vận tốc v = 1,024
k
F

=1,57.

+=
FF
wwF
Fv
kkT
dbv
k
1
1
2
1
u
a

vgv
w
FF 0
=
;
F
=0,006; g
0
=73;
( )
s/m,, ,v
F
75253
3
210
0241730060
==
021
371111 0974112
105256875253
1
2
1
3
1
1
,
,., ,.
.,.,
kkT

dbv
k
FF
wwF
Fv
=+=+=



= 1,745 Y

=1/

=1/1,745 =0,573
=13,73
0
; Y

= 1-/140 =1-13,73/140 =0,902
Số răng tơng đơng:
][.ngảB
,Y,
),(coscos
Z
Z
,Y,
),(coscos
Z
Z
FV

FV
1186
6035157
7313
153
6433552
7313
51
22
11
033
2
033
1







===

=
===

=
Thay các số vừa tính đợc vào (***) ta có:
Nguyễn Năng Quang Lớp CTM2-K45 Trang 21
Thuyết minh đồ án chi tiết máy

( )
MPa,
,
,.,.,.,., ,.
F
48121
21052568
6433902057300211110974112
3
1
==
ứng suất uốn cho phép:
[
F
] =[
F
].Y
R
.Y
S
.k
xF
Y
R
=1; Y
S
=1,08-0,0695lnm =1,08-0,0695ln2 =1,03; k
xH
=1.
[

F1
] = 246,8.1.1,03.1 =254,20 (MPa)

F1
< [
F1
]

F2
=
F1
(Y
F2
/Y
F1
) =121,48.(3,60/3,643) =120 (MPa)
[
F2
] =[
F2
].Y
R
.Y
S
.k
xH
= 264,7.1.1,03.1 =272,64 (MPa)

F2
< [

F2
]
Vậy thoả mãn yêu cầu của bộ truyền.
2.7. Kiểm nghiệm bánh răng vế quá tải
Ta có: k
qt
=T
max
/T =1,4
( ) ( )
( ) ( )
( ) ( )
MPa][MPa,.k
MPa][MPa,.,k
MPa][MPa,k
maxFqtFmaxF
maxFqtFmaxF
maxHqtHmaxH
46416841120
4801704148121
162455741470
222
111
=<===
=<===
=<===
2.8. Các kich thớc và thông số của bộ truyền
Khoảng cách trục a
w
210 mm

Mô đun m 2 mm
Góc nghiêng của răng

13,73 độ
Tỷ số truyền u 3
Số răng Z Z
1
=51; Z
2
=153
Hệ số dịch chỉnh x x
1
=x
2
= 0; mm
Chiều rộng vành răng b
w
68,25 mm
Đờng kính vòng chia d d
1
=105; d
2
=315 mm
Đờng kính vòng đỉnh d
a
d
a1
=109; d
a2
=319 mm

Đờng kính vòng đáy d
f
d
f1
=100; d
f2
=310 mm
2.9. Lực tác dụng
Nguyễn Năng Quang Lớp CTM2-K45 Trang 22
Thuyết minh đồ án chi tiết máy
( )
( )
( )
N,,tg.,tgFtFF
N,
,cos
,tg.,
cos
tgFt
FF
N,
.,.
d
T
FF
waa
t
rr
w
tt

3191773130578471
83026
7313
5420057847
1
057847
105
103974412
2
0
0
0
1
1
21
21
21
====
==


==
====
3. Kiểm nghiệm điều kiện bôi trơn
a
TV
+d
a1
/2 =120+63/2 =151,5 (mm) <D
f4

/2=310/2=155 (mm);
H
ng
=D
a4
/2-(a
TV
+d
f1
/2) =315/2-(120+35,28/2) =19,86 (mm).
Vậy điều kiện bôi trơn đợc thoả mãn.
Phần iii
Nguyễn Năng Quang Lớp CTM2-K45 Trang 23
D
a4
H
ng
d
f1
a
TV
Thuyết minh đồ án chi tiết máy
thiết kế trục
I. Tính sơ bộ trục và chọn sơ bộ ổ
1. Tính sơ bộ đờng kính và độ dài của trục
Chọn vật liệu cho tất cả các trục là nh nhau và chọn thép 45, tôi cải thiện có
giới hạn bền
b
=600 (MPa) (bảng 6.1[1]); do đó ứng suất cho phép khi thiết kế
trục [] =55 (MPa) (bảng 10.5).

Đờng kính sơ bộ đợc tính theo công thức:
( )
3
].[2,0

i
i
T
d

với =12ữ20 (MPa).
Đờng kính trục vào của hộp giảm tốc:
( ) ( )
( )
mm,,
].[,
.,
].[,
T
d 514017
20
106311
20
3
3
3
1
1
ữ=

=


Nhng:
( ) ( ) ( )
mm,,,,d,,d
dc
63342228218021801
ữ=ữ=ữ=
;
Chọn d
1
=30mm
Đờng kính truc trung gian:
( ) ( )
( )
mm,,
].[,
.,
].[,
T
d 033039
20
1071142
20
3
3
3
2
2

ữ=

=


Chọn d
2
= 40mm.
Đờng kính trục ra của hộp giảm tốc:
( ) ( )
( )
mm,,
].[,
.,
].[,
T
d 946655
20
1097411
20
3
3
3
3
3
ữ=

=

Chọn d
3
= 50mm.
2. Tính sơ bộ khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực
Xác định độ dài của trục I (trục vít):
Chiều dài phần cắt ren trên trục vít: b
1
=70mm;
Với d=30mm chọn sơ bộ bề rộng ổ lăn: b
0
=19mm (Bảng 10.2[1]);
l
11
=(0,9ữ1)210=189 ữ 210 (mm); Lấy l
11
=200mm.
l
13
=l
11
/2 =200/2 = 100 (mm);
l
12
=-l
c12

=-[0,5(b
1
+2b
0

)+k
3
+h
n
] =0,5(70+19)+12,5+18=75 (mm).
Xác định độ dài của trụcII (trục trung gian):
Chiều dài mayơ bánh vít:
Nguyễn Năng Quang Lớp CTM2-K45 Trang 24
Thuyết minh đồ án chi tiết máy
l
m1
=(1,2ữ1,8)d
2
=(1,2ữ1,8)40 =48ữ72 (mm);
Chọn l
m1
=55mm.
Khoảng cách giữa bánh vít và bánh răng:
k
1
=8ữ15 (mm); chọn k
1
=14mm.
Khoảng cách từ mặt cạnh ổ tới thành trong của hộp:
k
2
=5ữ15 (mm); chọn k
2
=14mm.
Với d

2
=40mm chọn bề rọng ổ lăn b
02
=23mm.
Từ đó ta có các khoảng cách từ gối đỡ tới các chi tiết quay thứ i:
l
12
= 0,5(l
m1
+b
02
)+k
1
+k
2

=0,5(55+23)+14+14=67 (mm);
l
22
= l
12
+k
1
+0,5b (b chiều rộng vành răng bánh nhỏ)
=67+15+0,5+70=117 (mm);
l
32
= l
22
+l

12
=67+17=184 (mm).
Xác định độ dài của trụcIII (trục ra)
Chiểu dầy mayơ bánh răng lớn:
l
m3
=(1,2ữ1,5)d
3
=(1,2ữ1,5)60 =72ữ90 chọn l
m3
=75mm;
Với d
3
=60 chọn b
03
=31mm.
Chiều dầy mayơ đĩa xích:
l
mx
=(1,2ữ1,5)d
3
=(1,2ữ1,5)60 =72ữ90 chọn l
mx
=75mm;
Từ đó ta có các khoảng cách từ gối đỡ tới các chi tiết quay thứ i:
Để thoả mãn điều kiện ăn khớp giữa hai bánh răng thì:
l
13
= l
22

=117mm;
l
33
= l
13
+0,5(l
m3
+b
03
)+k
1
+k
2

=117+0,5(75+31)+6+8=184 (mm);
l
33
= 0,5(l
mx
+b
03
)+k
3
+h
n

=0,5(75+31)+15+17=85 (mm);
II. Tính kết cấu trục và chọn ổ lăn
1. Sơ đồ đặt lực
Tính góc lực tác dụng của xích lên trục:

Htg=820mm;
Nguyễn Năng Quang Lớp CTM2-K45 Trang 25
F
r
H
h
a
x
H
tg


Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Hh=a=210mm;
sin =(Htg-Hh)/ax=(820-210)/1007=0,610
=37,28
0
.
tg=d1/ax=202,66/1007 =11,38
0
. =+=37,28
0
+11,38
0
=48,66
0
2. Trục I
Các thông số:
l
12

=70 mm; l
11
=200 mm; l
13
=100 mm; d
1
=50,4mm; n
1
=2880v/ph;
F
t1
=461,51N; F
a1
=1461,44N; F
r1
=548,30N; T
1
= 11,63.10
3
Nmm;
Lực khớp nối: F
k
=(0,2ữ0,3)F
tk
=(0,2ữ0,3)2T/D
k
(D
k
là đờng kính khớp nối đ-
ợc tra trong bảng 16-10a[1] chọn D

k
=50mm)
F
k
=(0,2ữ0,3)2.11,63.103/50 =93,04ữ139,56 (N)
F
k
=130N
2.1. Tính phản lực tại các gối tựa:
Theo 0y:
Nguyễn Năng Quang Lớp CTM2-K45 Trang 26
F
a4
F
r
F
a4
F
t2
F
t1
F
r2
F
a1
F
r1
F
r3
F

a3
F
t2
F
t4
F
a2
n
2
n
1
n
3

Sơ đồ dặt lực