ĐỒ án môn học CHI TIẾT máy TÍNH TOÁN THIẾT kế bộ TRUYỀN ĐAI hộp GIẢM tốc PHÂN đôi cấp NHANH, f= 13000n, v=0,54

Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

Lời nói đầu.
Chi tiết máy là mơn khoa học nghiên cứu các phương pháp tính tốn
và thiết kế các chi tiết máy có cơng dụng chung. Mơn học Chi tiết máy có
nhiệm vụ trình bày những kiến thức cơ bản về cấu tạo, nguyên lý cũng như
phương pháp tính tốn các chi tiết máy có cơng dụng chung, nhằm bồi
dưỡng cho sinh viên khả năng giải quyết những vấn đề tính tốn và thiết kế
các chi tiết máy, làm cơ sở để vận dụng vào việc thiết kế máy. Đối với các
ngành cơ khí, chi tiết máy là mơn kỹ thuật cơ sở cuối cùng, là khâu nối giữa
phần bồi dưỡng những chi thức về khoa học kỹ thuật cơ bản với phần bồi
dưỡng kiến thức chuyên môn.
Trong nội dung một đồ án môn học, được sự chỉ bảo hướng dẫn tận
tình của thầy giáo Trịnh Chất, em đã hoàn thành bản thiết kế Hệ dẫn động
băng tải với hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh. Tuy nhiên, do kiến thức cịn
hạn chế nên em khơng tránh khỏi sai sót.Em rất mong tiếp tục được sự chỉ
bảo, góp ý của thầy cô và các bạn.
Nhân đây, em cũng xin bày tỏ lòng cảm ơn đối với thầy giáo Trịnh
Chất và các thầy giáo trong bộ môn Cơ sở Thiết kế máy đã giúp đỡ em hoàn
thành đồ án này.
Hà Nội, tháng 4 năm 2007
Sinh viên
Dương Thế Quang

Sinh viờn: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

1

Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

Phần 1:Tính động học hệ dẫn động:
1. Chọn động cơ điện:

-

-

Pdc > Pyc
ndc ≈ ndb
*Pyc= Pct /η.β
Tớnh η:
η =ηdai. η3br. η3ol. ηot. ηk = 0,95.0,962.0,993.0,98.1 (bảng 2.3 [1])
= 0,83
Với: ηdai Hiệu suất của bộ truyền đai
ηbr Hiệu suất một cặp bánh răng
ηol Hiệu suất một cặp ổ lăn
ηot Hiệu suất một cặp ổ trượt
ηk Hiệu suất nối trục di động
Tớnh β:
2

β=
-

P  t 
∑  Pi ÷ .  t i ÷

i  1   ck 

= 0,85

Tớnh Pct:
Pct = F.v/1000= 13000.0,54/1000
= 7,02
Pyc= 7,02/0,83.0,85 = 10 (KW)

* ndb = nct.usb
nct = 60000.v/z.t = 60000.0,54/25.31,75 = 41
Chọn sơ bộ usb= 41

ndb = 36,51.41 = 1496,91 ≈ 1500
Vậy chọn được động cơ với thụng số:
Kiểu động cơ:
DK 52-4
Số vũng quay thực:
ndc =1440(v/f)
Cụng suất:
Pdc= 7(kW)
Sinh viờn: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

2


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

TK
T
=1,5 > K = mm =1,4
Tdn
T1

cosϕ = 0,85

2. Phõn phối tỷ số truyền:






uch= ndc/nct = 1440/36,51 = 39,44
= ungoai.uh
Chọn trước ungoai= 3
uh = uch/ungoai = 39,44/3 = 13,15
uh = u1.u2
Chọn theo kinh nghiệm: u1 = 1,2u2
u2 = 13,15/1,2 = 3,31
u1 = 1,2.3,31 = 3,97
Chọn lại : ungoai =

U ch
u1 .u 2

=

39,44
3,31.3,97

= 3,00

3. Tính tốn thơng số động học
a. Số vũng quay: tớnh từ trục động cơ (v/f)
n1 =

ndc 1440
=
= 480(v / f )
ud
3

n2 =

n1 480
=
= 120,9(v / f )
u1 3,97

n3 =

n2 120,9
=
= 36,5(v / f )
u2
3,31

b. Cụng suất : tớnh từ trục cụng tỏc (kW)
P3 =

Pct
4, 29
=
= 4, 38( kw)
ηk .ηot 1.0,98

P2 =

P3
4,38
=
= 4, 61( kw)
ηr .ηoL 0, 96.0, 99

Sinh viờn: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

3


Đồ án môn học Chi Tiết Máy
P=
1

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

P2
4, 61

=
= 5, 05( kw)
η r .ηol 0,96.0,99
2

P 'dc =

P 5, 05
1
=
= 5, 37(kw)
ηd 0,95

c. Momen xoắn :
Được tớnh theo cụng thức : T = 9,55.106.P/n (N.mm)
9,55.106.Pct 9,55.106.4, 29
Tct =
=
= 1122144, 62( N .mm)
nct
36,51
9,55.106.P3 9,55.106.4,38
T3 =
=
= 1146000( N .mm)
n3
36,5
9,55.106.P2 9,55.106.4, 61
T2 =
=

= 364148, 06( N .mm)
n2
120,9
9,55.106.P 9,55.106.5, 05
1
T1 =
=
= 100473,96( N .mm)
n1
480
'

T dc

9,55.106.P 'dc 9,55.106.5,37
=
=
= 35613,54( N .mm)
ndc
1440

Dựa vào thụng số tớnh toỏn ở trờn ta cú bảng sau :

Trục
Thụng số
Tỷ số
truyền u
Cụng
suất
P(kW)

Số vũng
quay

( v \ p)

Động cơ

1

3

2
3,97

3

Cụng tỏc

3,31

5,11

2,425

4,61

4,38

4,29

1440

480

120,9

36,5

36,51
4

Sinh viờn: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49
n

Momen
xoắn
T(Nmm)

35613,5
4

50236,9
8

364148,0
6

114600
0

1122144,6
2


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

Phần 2:Tớnh toỏn thiết kế bộ truyền ngoài :
Điều kiện làm việc :
P1 = P’đc=5,37(kw)
n1 = nđc = 1440vg/ph)
u = uđ = 3
T1 = T’dc = 35613,54

1.Chọn loại đai :
Điều kiện làm việc : va chạm nhẹ
d 2 = u.d1 .(1 − ε )

→

chọn loại đai vải cao su

2.Cỏc thụng số bộ truyền :
a.

Đường kính bánh dẫn :
Theo CT4.1 [TL1]
d1 = (5, 2 ÷ 6, 4). 3 T1 = (5, 2 ÷ 6, 4). 3 35613,54a = 171, 08 ÷ 210,56

(mm)
Theo tiờu chuẩn ta chọn : d1 = 200 (mm)theo tiờu chuẩn 4.19/62[tl1]
b.Vận tốc đai :
vd =

π .d1.n1 π .200.1440
=
= 15,08
60000
60000

(m/s)

c. Đường kính bánh đai bị dẫn :
d 2 = u.d1.(1 − ε )

trong đó
chọn
→

ε

ε

là hệ số trượt

= 0,01

ε = 0, 01 ÷ 0, 02

−

d2 = 3.200.(1 0,01) = 594 (mm)
Theo tiờu chuẩn ta chọn : d2 = 630 (mm)

Sinh viờn: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

5


Đồ án môn học Chi Tiết Máy
→

tỉ số truyền thực tế
ut =

→

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

d2
630
=
= 3,18
d1.(1 − ε ) 200.(1 − 0, 01)

Sai lệch tỉ số truyền

∆u =

ut − u

u
→ ∆u > 4 0 0

=

3,18 − 3
3

= 0, 06 = 6 0 0

→

Xác định lại tỉ số truyền
Chọn uđ = 3,18
→ uh =

uch 39, 44
=
= 12, 40
ud
3,18

u2 =

uh
12, 40
=
= 3, 2

1, 2
1, 2

→
→

1

u1=1,2 . 3,21= 3,85

Tớnh lại ud : ud =

uch
39, 44
=
= 3,19
u1.u2 3,85.3, 21

→ d 2 = ud .d1.(1 − ε ) = 3,19.200.(1 − 0, 01) = 631, 62

(mm)

Theo tiờu chuẩn lấy d2 = 630 (mm)
Tỉ số truyền thực tế
d2
630
=
= 3,18
d1.(1 − ε) 200(1 − 0, 01)

ut =
Sai lệch tỉ số truyền
∆u =

ut − u
u

=

3,18 − 3,19
3,19

= 0, 0031 < 4%

=> thỏa món
Khoảng cỏch trục :

a ≥ (1,5...2)(d1 + d 2 ) = (1,5...2)(200 + 630) = 1245...1660

(mm)

Chọn a = 1500 (mm)
→

chiều dài đai :

Sinh viờn: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

6

Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

π .(d1 + d 2 ) (d 2 − d1 ) 2
+
2
4.a
π .(200 + 630) (630 − 200) 2
= 2.1500 +
+
2
4.1500
= 4334,58( mm)

l = 2.a +

Số vũng chạy của đai :
i=

v
15, 08
=
= 3, 48( s −1 ) ≤ imax = 3 ÷ 5( s −1 )
−3
l 4334,58.10

Góc ơm của đai :
α1 = 180 − 57.

d 2 − d1
630 − 200
= 180 − 57.
= 163, 660
a
1500

→ α1 > α min = 1500

→

thỏa món
Xác định tiết diện đai và chiều rộng bánh đai :
Ft = 1000.

P
5,37
1
= 1000.
= 356,10( N )
v
15, 24

Đối với đai vải cao su :
(

δ
1
) max =

d1
40

→δ =

d1 200
=
=5
40 40

(mm)

Theo bảng 4.1 [TL1] ta chọn loại đai

ΒΚΗΠ − 65

δ

khụng cú lớp lút

trị số tiờu chuẩn (số lớp = 5)
Ứng suất cú ớch cho phộp :
[σ F ]=[σ F ]0 .Cα .Cv .C0

σ 0 = 1,8MPa

Chọn
(góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài = 300 )
Theo bảng 4.9 [TL1]
k1 = 2,5


k2 = 10
→ [σ F ]0 = k1 − k2 .

δ
5
= 2,5 − 10.
= 2, 25( MPa )
d1
200

Sinh viờn: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

7


Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Theo bảng 4.10 [TL1] :
Theo bảng 4.11 [TL1] :
Theo bảng 4.12 [TL1] :

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

Cα = 0,95
Cv = 0,95
C0 = 1

→ [σ F ]=2,25.0,95.0,95.1=2,03(MPa)

Hệ số tải trọng động :

Theo bảng 4.7 [TL1] : kđ = 1,1 (dẫn động bằng động cơ nhóm 1)
Chiều rộng đai :
0
σ F lim = 1,8( HB)

Chiều rộng đai
b=

Ft .kd
356,10.1,1
=
= 38, 59
[σ F ].δ
2, 03.5

theo tiờu chuẩn chọn : b = 40 (mm)
Chiều rộng bánh đai :
Theo bảng 21.16 [TL2] : B = 50 mm
Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng trên trục :
F0 = σ 0 .b.δ = 1,8.40.5 = 360( N )
Fr =

2.F0
2.360
=
= 727,38( N )
α1
163, 66
sin( ) sin(
)

2
2

Sinh viờn: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

8


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

Phần 3:Tớnh truyền động bánh răng
Số liệu:

P1 = 2,43 kW
n1 = 480 ( vg/ph)
u1 = 3,97

u2 = 3,31

Thời hạn làm việc: 20 000 h
Làm việc ờm

I . Cấp nhanh:
1. Chọn vật liệu:
Theo bảng 6.1 chọn:
Sinh viờn: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

9

Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

Bánh nhỏ: thép 45 thường hoá đạt độ rắn HB 192…240, có úb1 = 750MPa
úch1 = 450MPa
Bánh lớn: thép 45 thường hố đạt độ rắn HB 170…217, có úb2 = 600 MPa
úch2

= 340MPa

2. Phõn phối tỉ số truyền:
u1 =3,97;

u2 = 3,31

3. Xác định ứng suất cho phép
Theo bảng 6.2 với thép 45, tôi cải thiện đạt rắn HB 180…350
o
σ H lim = 2HB + 70

o
σ F lim = 1,8HB

Trong đó

o
σ H lim

và

phộp

SH = 1,1
SF = 1,75

o
σ F lim

là ứng suất tiếp xỳc cho phộp và ứng suất uốn cho

ứng với số chu kỡ cơ sở

SH , SF là hệ số an toàn khi tớnh về tiếp xỳc và uốn
Chọn độ rắn bánh răng nhỏ HB1 = 200; độ rắn bánh răng lớn HB2 = 185
o
σ H lim1 = 2HB1 + 70 = 2.200 + 70 = 470MPa

o
σ Flim1 = 1,8 . 200 = 360MPa

o
σ H lim 2 = 2HB2 + 70 = 2.185 + 70 = 440MPa

o
σ Flim 2 = 1,8 . 185=333MPa

Số chu kỡ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc

NHO =

30 H 2,4
HB

Sinh viờn: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

10


Đồ án môn học Chi Tiết Máy
=>

NHO1 =

=>

NHO2 =

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

30 H 2,4 = 30.2002,4 = 9,99.106
HB1
30 H 2,4 = 30.1852,4 = 8, 29.106
HB2

Số chu kỡ thay đổi ứng suất tương đương
 t
60. c .∑  i
t

 max

NHE =

=> NHE2 =

3


t
 .

 ∑ ti

 t
60. c. n 1 .∑ t i .∑  i
t
 max

= 60.1.

480
3,97

3


t
 .


 ∑ ti

.20 000.( 13. 0,5 + 0,73.0,5 )

= 10,97. 107 > NHO2 . Do đó hệ số tuổi thọ KHL1 = 1
=> NHE1 >NHO2

=> KHL2 = 1

Ứng suất tiếp xỳc cho phộp
o
σ H lim
Z R Z V K xH K HL
SH

[úH] =
Trong đó

ZR: hệ số xét đến độ nhám của mặt răng làm việc
Zv: hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vũng
KxH: hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng

Chọn sơ bộ ZR.Zv.KxH = 1

=> [úH]1 =

[úH]2 =

360
.1 = 327,3

1,1
333
.1 = 302, 7
1,1

MPa

MPa

Với cấp nhanh sử dụng bánh răng nghiêng

Sinh viờn: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

11


Đồ án môn học Chi Tiết Máy
[σΗ ]=(

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

[σΗ1 ]+[σΗ2 ]
327, 3 + 302, 7)
)=(
= 315
2
2

<1,25[úH]2 =378,38

Với cấp chậm thỡ dựng bỏnh răng thẳng
Do đó [úH] = [úH]2 =302,7

Theo ( 6.8 )(I)

NFE =

NFE2 = 60.1.

480
3,97

 t
60. c .∑  i
t
 max

6


t
 .

 ∑ ti

.17 000.( 16. 0,5 + 0,76.0,5 ) = 9,16. 107 > NFO = 4.106

.
Do đó

KFL1 = 1

Tương tự
=> KFL2 = 1
Theo 6.2

[úF] =

o
σ F lim
YR YS K xF .K FC K FL
SH

Với KFC: Hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải. Với bộ truyền quay 1 chiều KFC
=1
YR : hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng
YS: hệ số xét đến độ nhậy của vật liệu đối với tập trung ứng suất
KxF : hệ số xét đến kích thước bánh răng ảnh hưởng đến độ bền uốn
Chọn sơ bộ YR.YS.KxF = 1

=> [úF]1 =

=> [úF]2 =

360.1.1
= 226, 28
1, 75
333.1.1
= 209,31
1, 75

MPa

MPa

Sinh viờn: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

12


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

Ứng suất quỏ tải cho phộp
[úH]max = 2,8. úch2 = 2,8. 340 = 952 MPa
[úF1]max = 0,8. úch1 = 0,8. 450 = 464 MPa
[úF2]max = 0,8. úch2 = 0,8. 340 = 360 Mpa
4. Xác định sơ bộ khoảng cách trục:
Công thức xác định khoảng cách trục aω của bộ truyền bánh răng trụ răng
thẳng bằng thép ăn khớp ngoài như sau: (6.15a)
3

T1 .K Hβ .K Hv

[ σ H ] 2 .u 1 .ψ a

aω1 ≥ 43 (u1 + 1)
Trong đó:
- T1 là mơmen xoắn trên trục bánh chủ động (là trục I)

- Ψd = bω/dω1 = 0,5.Ψa.(u+1) là hệ số chiều rộng bánh răng.
- KHβ là hệ số kể đến sự phân bố tải trọng không đều trên chiều
rộng vành răng khi tính về tiếp xúc.
- KHv là hệ số kể ảnh hưởng của tải trọng động.
- u1 là tỉ số truyền của cặp bánh răng.
ở đây ta đã có:
- T1 = 50236,98(N.mm), u1 =3,97; ψa = 0,2 và [σ] = 315 (MPa)
-Ψd = 0,5.Ψa.(u+1) = 0,53.0,2.(3,97+1) = 0,53 .Tra Bảng 6.7 (Trang 98Tập 1: Tính tốn thiết kế hệ dẫn động cơ khí) ta xác định được KHβ = 1,11
(Sơ đồ 6).
- Chọn sơ bộ KHv = 1.
Thay số vào công thức ta sẽ xác định được khoảng cách giữa 2 trục aω1:
3

50236,98.1,11
= 190, 45
3152.3,97.0, 2

aω1≥ 43.(3,97+1).
Vậy ta chọn sơ bộ aω1 = 190 (mm).

(mm)

5. Xác định các thông số ăn khớp
a.Môđun của bánh răng trụ răng thẳng (m) được xác đinh như sau:
m = (0,01 ÷ 0,02).aω1 = (0,01 ÷ 0,02).190 = 1,9 ÷ 3,8.
Sinh viờn: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

13

Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

Theo dãy tiêu chuẩn hoá ta sẽ chọn m = 3 mm.
Chọn sơ bộ:õ=35o =>cos õ = 0,819
b. Số răng trên bánh lớn và bánh nhỏ lần lượt là Z1và Z2 ta có :
Z1 =

2.aw cos β 2.190.0,819
=
= 20,87
m. ( u + 1)
3. ( 3,97 + 1)

Chọn Z1 = 21 răng.
⇒ Z2 = U1 Z1 =3,97.21 = 83,37 .Chọn Z2 = 83 răng.
Tỉ số truyền thực: um=

83
21

=3,95

m( Z1 + Z 2 ) 3(83 + 21)
=
= 0,821
2.aw
2.190

Cosõ =
õ=34,81o

6. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.
Yêu cầu cần phải đảm bảo điều kiện σH ≤ [σH] = 315 MPa.
Z M .Z H Z ε
d ω1

2.T1 .K H .(U nh + 1)
b ω .U nh

Do σH =
;
Trong đó : - ZM : Hệ số xét đến ảnh hưởng cơ tính vật liệu;
- ZH : Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc;
- Zε : Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng;
- KH : Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc;
- bω : Chiều rộng vành răng.
- dω1 : Đường kính vịng chia của bánh chủ động;
Ta đã biết được các thông số như sau:
- T1 = 50236,98 (N.mm).
- bω = ψa . aω = 0,2.190 = 38 mm ; l ấy bω = 40.
- um = 3,95 và dω1 = m.Z1 = 3.21 = 63 (mm).
- ZM = 274 Mpa1/3 vì bánh răng làm thép tra Bảng 6.5 (Trang 96-Tập 1:
Tính tốn ...).
Theo cơng thức 6.35:
tg õb = cosỏt. tg õ= cos23,9.tg34,81 = 0,63
õb = 32,44o
với ỏt = arctg(tgỏ/cos õ) = arctg(tg20/cos34,81) = 23,9o
Sinh viờn: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

14


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

- ZH =

- Zε =
Ta có
εα

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

2.cos βb
2.cos 32, 44
=
= 1,50
sin 2α tw
sin 2.23, 90
1
1
=
= 0,849
εα
1,387


 1
1 


 1 1 
 1,88 − 3, 2  + ÷÷cos β = 1,88 − 3, 2  + ÷÷cos 34,81 = 1,387

÷
 21 83  

 Z1 Z 2  


=
.
+ KH – hệ số tải trọng khi tớnh về tiếp xỳc
KH = KHõ. KHỏ. KHv
* KHõ – hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên
⇒

chiều rộng vành răng, tra bảng 6.7
KHõ = 1,11
π.d w1n 1
v=
60000
- Vận tốc vũng
(m/s)
Với dw1 – đường kính vũng lăn bánh nhỏ
n1 – số vũng quay của bỏnh chủ động

dw1 =

v=

2.a w
u t1 + 1

=

2.190
3,95 + 1

= 76,77 (mm)

π.d w1.n1 π.76,77.480
=
= 1,93
60000
60000

(m/s)
* KHỏ – hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng
đồng thời ăn khớp
Theo bảng 6.13, với răng trụ răng nghiêng, v ≤2, 5 (m/s), ta
chọn cấp chớnh xỏc 9.
⇒

KHỏ = 1,13
* KHv – là hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong
vùng ăn khớp
υ H .b w .d w1
2.T1 '.K Hβ .K Hα
KHv = 1+

Với
Sinh viờn: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

15


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

υH

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

aw
u t1

= ọH. go. v.

Trong đó:
- v = 1,93 m/s
- go – hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch các
bước răng 1 và 2
Tra bảng 6.16, với m < 3,35, cấp chớnh xỏc 9

⇒

go = 73
- ọH – hệ số kể đến ảnh hưởng của sai số ăn khớp
Tra bảng 6.15 ọH = 0,002
=

⇒

⇒
⇒

⇒

ừH=0,002.73.

KH =

υH .bw .d w1
1,95.40.76, 77
= 1+
= 1, 045
2T1.K H β .K H α
2.50236,98.1,11.1,13

KH = KHỏ .KHõ.KHv=1,1 1.1,13. 1,045 = 1,31

σ H = Z M Z H Zε

2.T1 ' K H ( ut1 + 1)
( bwut1d w21 )

=274.1,5.0,849.


aw
190

= 0, 002.73.1,93
= 1,95
u
3,95

2.50236,98.1,31.(3, 95 + 1)
= 291,87
35.3, 95.76, 77 2

Tớnh chớnh xỏc [úH]
[ú’H] = [úH].Zv.ZR.KXH = 315.1.0,95.1= 299,25
+ Tớnh ZR: Chọn Ra = 2,5..1,25ỡm
+ Tớnh ZV: Lấy ZV = 1
+ KxH = 1
⇒

⇒

ZR = 0,95

úH < [úH]

Sinh viờn: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

16

(MPa)


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

σ H − [σ H ] 291,87 − 299, 25
=
= 2,53% < 10%
σH
291,87
⇒

Thỏa món điều kiện tiếp xỳc

7.Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
Ứng suât uốn sinh ra tại chân răng tính theo cơng thức
2T1 '.K F .Yε .Yβ .YF1
úF1 =

b w .d w1.m

≤ [úF1]

YF2
YF1

úF2 = úF1.
≤ [úF2]
T’1 = 11500 (Nmm)
m = 2 (mm)
bw = 35,4 (mm)
dw1 = 38,7 (mm)

+ Yồ – hệ số kể đến sự trùng khớp của răng. Yồ = 1/ồỏ
Với ồỏ – hệ số trựng khớp ngang.
⇒

ồỏ = 1,612
Yồ = 1/1,612 = 0,62
+ Yõ – hệ số kể đến độ nghiêng của răng
Yõ = 1 – õ/140 = 1 – 14,961/140 = 0,893
+ YF1, YF2 – hệ số dạng răng của bánh 1 và 2, phụ thuộc vào zv1, zv2
zv1 = z1/cos3õ = 18/0,96613 = 19,962
zv2 = z2/cos3õ = 92/0,96613 = 102
Tra bảng 6.18 ta được:
YF1 = 4,08
YF2 = 3,60
+ KF – hệ số tải trọng khi tớnh về uốn
KF = KFõ. KFỏ. KFv
* KFõ – hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều
⇒

rộng vành răng khi tính về uốn, tra bảng 6.7, ứng với sơ đồ 3 KFõ =
1,12
* KFỏ – hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi
răng đồng thời ăn khớp khi tính về uốn, tra bảng 6.14, với cấp chính
xác 9, v < 5 (m/s)
⇒

KFỏ = 1,4
* KFv – hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn
khớp khi tính về uốn:
Sinh viờn: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

17


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

υ F .b w .d w1
2.T1 '.K Fβ .K Fα

υF
KFv = 1+
Với
= ọF. go. v.
Trong đó:
- v = 3 m/s
- go – hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch các
bước răng 1 và 2

Tra bảng 6.16, với m < 3,35, cấp chớnh xỏc 9

aw
u t1

⇒

go = 73
- ọF – hệ số kể đến ảnh hưởng của sai số ăn khớp
Tra bảng 6.15, ọH = 0,006

⇒
⇒
⇒

ừ = 0,006.73.3.
KHv = 1+

118
5,1

= 6,32

6,32.38,7.35,4
2.11500.1,4.1,12

= 1,24

KH = 1,12. 1,4. 1,24 = 1,944
2T1 '.K F .Yε .Yβ .YF1
2.16474.2,192.0,62.0 ,893.4,08

⇒

úF1 =
(MPa)
⇒

b w .d w1.m
YF2
YF1

=

37,7.35,4.2

= 58,678

3,90
4,08

úF2 = úF1.
= 58,678.
= 56,089 (MPa)
+ Tớnh chớnh xỏc [úF1], [úF2]
[úF] = ú°Flim.YR.YS.KxF.KFC.KFL/SF
* Chọn YR = 1,05
* YS = 1,08 – 0,0695ln(m) = 1,08 – 0,0695ln(2) = 1,0318
* KxF = 1 ứng với da < 400mm
⇒

[úF1] = 262,29. 1,05. 1,0318. 1 = 284,162 (MPa)
[úF2] = 246,89. 1,05. 1,0318. 1 = 267,487 (Mpa)

Dễ dàng thấy [úF1] > úF1 và [úF2] > úF2

⇒

Thỏa món điều kiện

uốn

8.Kiểm nghiệm răng về quá tải

Sinh viờn: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

18


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

+ Hệ số quỏ tải Kqt = Tmax/T = 1,5
K qt
1,5
+ úHmax = [úH].
= 344,8.
= 448,347 < [úH]max = 1260
+ úF1max = úF1. Kqt = 58,678. 1,6 = 90,68 < [úF1]max = 464
úF2max = úF2. Kqt = 56,089. 1,6 = 89,74 < [úF2]max = 360
⇒

Thỏa món điều kiện về quỏ tải

Các thơng số và kích thước bộ truyền
Khoảng cỏch trục
Module phỏp
Chiều rộng vành răng
Tỉ số truyền
Gúc nghiêng của răng
Số răng

Dịch chỉnh

aw1 = 190 mm
m = 3 mm
bw1 = 40 mm
u1 =3,95
õ = 34,81°
z1 = 21
x1 = 0

x2

z2 = 83
=0

Đường kính chia:
mz1
3.21
cos β
0,821
d1 =
=
= 76,73 mm

d2 =

mz2
cos β

=

3.83
0,821

= 303,2 mm

Đường kính lăn:
dw1 = 2aw(ut1+1) = 2.118(5,11+1) = 1441,96 mm
dw2 = dw1ut1 = 1441,96. 5,11 = 7368,41 mm
Đường kính đỉnh răng
da1 = d1 + 2m = 76,73+ 2.3= 82,73mm
da2 = d2 + 2m = 303,2+ 2.3= 309,2 mm
Đường kính đáy răng
df1 = d1 – 2,5m = 76,73 – 2,5.3 = 69,23mm
df2 = d2 – 2,5m = 303,2 - 2,5.3 = 295,7 mm
→

Cấp chậm :
P2 = 4,61 (kw)
Sinh viờn: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

19


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

n2 =

n1 480
=

= 121
u1 3, 95

9, 55.106.

T2 =

u2 =

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

(vg/ph)

P2
4, 61
= 9,55.10 6.
= 363847,1
n2
121

(N.mm)

uh 13,15
=
= 3,35
u1 3,95

thời gian phục vụ :20000 (h)
số ca làm việc : 2 ca
đặc tính làm việc : va đập nhẹ

II. Cấp chậm :(bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng)
* Chọn vật liệu:
Theo bảng 6.1 chọn:
Bánh nhỏ: thép 45 thường hoá đạt độ rắn HB 192…240, có úb1 = 750MPa
úch1 = 450Mpa chọn HB=225
Bánh lớn: thép 45 thường hố đạt độ rắn HB 170…217, có úb2 = 600 MPa
úch2
−

= 340Mpa chọn HB=210

Xác định ứng suất cho phép :
Theo bảng 6.2 [TL1] đối với thép 45 tôi cải thiện :
giới hạn mỏi tiếp xỳc :
0
σ H lim = 2.HB + 70

hệ số an toàn tiếp xỳc :
SH = 1,1
giới hạn bền uốn :
0
σ F lim = 1,8( HB)

Sinh viờn: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

20


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

hệ số an toàn uốn :
SF = 1,75
0
σ H lim1 = 2.225 + 70 = 520 MPa

→ 0
σ F lim1 = 1,8.250 = 405MPa


σ 0
= 2.210 + 70 = 490MPa

→  H lim 2
0
σ F lim 2 = 1,8.210 = 378MPa


Theo CT6.5 [TL1] :
Số chu kỡ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc :
N H 0 = 30.HB 2,4

→ N H 01 = 30.2252,4 = 1,33.107
→ N H 02 = 30.2102,4 = 1,12.107

Theo CT6.7 [TL1] :
Số chu kỡ thay đổi ứng suất tương đương :
N HE = 60.c.∑ (

N HE 2 = 60.c.

3

Ti
) .ni .ti
Tmax

T
t
n1
.∑ ti .( i )3 . i
u1
Tmax ∑ ti

= 60.1.

120,9
.20000.(13.0,5 + 0,83.0,5) = 2, 76.107
3,35

→ N HE 2 > N H 02
→ K HL 2 = 1
N HE1 > N H 01

Suy ra
theo CT6.1a [TL1] :
0
[σ H ]=σ Hlim .

do đó

K HL1 = 1

K HL
SH

Sinh viờn: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

21


Đồ án môn học Chi Tiết Máy
→ [σ H ]1 =520.

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

1
= 472( MPa)
1,1

→ [σ H ]2 =490.

1
= 445( MPa)
1,1

Với cấp chậm sử dụng bánh răng thẳng :
[σ H ]=[σ H ]2 = 445( MPa)

Theo CT6.8 [TL1] :
Số thay đổi chu kỡ ứng suất tương đương :
N FE = 60.c.∑ (

→ N FE 2 = 60.1.

Ti 6
) .ni .Ti
Tmax

120,9
.20000.(16.0,5 + 0,86.0,5) = 2,31.107
3,35

→ N FE2 > N FO = 4.106

do đó : KFL2 = 1
tương tự : KFL1 = 1
Theo CT6.2a [TL1] với bộ truyền quay 1 chiều KFC = 1,ta được :
0
σ F lim .K FC .K FL
[σ F ]=
SF

→ [σ F ]1 =

405.1.1
= 231, 4( MPa)
1, 75

→ [σ F ]2 =

378.1.1
= 216(MPa )
1, 75

Ứng suất quỏ tải cho phộp :
Theo CT6.13 và CT6.14 [TL1] :

[σ H ]max = 2,8.σ ch 2 = 2,8.340 = 952( MPa)
[σ F1 ]max = 0,8.σ ch1 = 0,8.450 = 360( MPa)
[σ F2 ]max = 0,8.σ ch 2 = 0,8.340 = 272( MPa)

Sinh viờn: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

22


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

1. Xác định sơ bộ khoảng cách trục :
Theo CT6.15a [TL1] :
aw2 = K a .(u1 + 1) 3

T1.K H β
[σ H ]2 .u1.ψ ba

ψ ba = 0,5

theo bảng 6.6 [TL1] chọn :
(vị trí bánh răng đối xứng đối với
các ổ trong hộp giảm tốc)
theo bảng 6.5 [TL1] với răng thẳng chọn : Ka =49,5
ψ bd = 0,5.ψ ba .(u1 + 1) = 0,5.0,5.(3,35 + 1) = 1, 2

theo CT6.16 [TL1] :
do đó theo bảng 6.7 [TL1] dùng nội suy ta tính được:
 K H β = 1, 04


 K F β = 1, 06


→ aw2 = 49,5.(3,35 + 1) 3

(sơ đồ 3)

363847,1.1, 04
= 226,3
445.3,35.0,5

(mm)

Lấy aw2 = 240 (mm)
2. Xác định các thông số ăn khớp :
Theo CT6.17 [TL1] :

m = (0, 01 ÷ 0, 02).aw2 = (0, 01 ÷ 0, 02).230 = 2,3 ÷ 4, 6

(mm)
Theo bảng 6.8 [TL1] chọn môđun pháp : m = 2,5 (mm)
Theo CT6.31 [TL1] :
Số răng bánh nhỏ :
z1 =

→

2.aw2
2.230
=
= 42,3
m.(u2 + 1) 2,5.(3,35 + 1)

lấy z1 = 42
Số răng bánh lớn :
z2 = u1.z1 = 3,35.42 = 142
lấy z2 = 142
tỉ số truyền thực :
um =

z2 142
=
= 3, 38
z1 42

Sinh viờn: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

23


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

Tớnh lại aw :
aw2 =

m.( z1 + z2 ) 2,5.(42 + 142)
=
= 230(mm)
2
2

Do đó khụng cần dịch chỉnh
Theo CT6.27 [TL1] : góc ăn khớp :
zt .m.cosα (44 + 148).2,5.cos200
cosα tw =
=
= 0, 94
2.aw2
2.240
→ α tw = 19,90

3.Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc :
σ H = Z M .Z H .Zε .

2.T2 .K H .(um + 1)

2
bw .um .d w1

Theo CT6.33 [TL1] :
Theo bảng 6.5 [TL1] : Zm = 274 Mpa1/3
ZH =

2.cosβ b
2.1
=
= 1,81
sin(2.α tw )
sin(2.19,9 0 )

Theo CT6.34 [TL1] :
Với bánh răng thẳng : theo CT6.36a [TL1] :
Zε =

4 − εα
4 − 1, 77
=
= 0,86
3
3

ε α = [1,88-3,2.(

1 1
1
1

+ )].cosβ = [1,88-3,2.( +
)].1 = 1, 77
z1 z 2
38 128

Với
Đường kính vũng lăn bánh nhỏ :
d w1 =

2.aw2

um + 1

=

2.230
= 105(mm)
142
+1
42
v=

π .d w1.n1 π .105.121
=
= 0, 66(m / s )
60000
60000

Theo CT6.40 [TL1] :
Theo bảng 6.13 [TL1] : chọn cấp chớnh xỏc 9

Do đó theo bảng 6.16 [TL1] : chọn g0 = 73
ν H = δ H .g 0 .v.

Theo CT6.42 [TL1] :

aw2
230
= 0, 006.73.0,59.
= 2,18
um
3,38

Sinh viờn: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

24


Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Với

δ H = 0, 006

(theo bảng 6.15 [TL1])

K Hα = 1 +

Do đó
Với

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

ν H .bw .d w1

2.T1.K H β .K Hα

bw = ψ ba .aw = 0, 5.230 = 115

(mm)

Theo bảng 6.14 [TL1] với cấp chớnh xỏc 9 và v < 2,5 mm :
→ K Hv = 1 +

K Hα = 1,13

2, 04.115.105
= 1, 03
2.363847,1.1, 04.1,13

→ K H = K H β .K Hv .K H α = 1, 04.1, 03.1,13 = 1, 2

→ σ H = 274.1, 71.0,86.

2.363847,1.1, 2.(3,38 + 1)
= 405,93
115.3, 38.1052

MPa

Theo CT6.1 [TL1] với v = 0,59 m/s ; Zv = 1
với cấp chính xác động học là 9

chọn cấp chớnh xỏc về mức tiếp xỳc là 9
khi đó cần gia cơng đạt độ nhám Ra = 1,25 . . . 0,63
do đó ZR = 1
với da < 700 mm ; KxH = 1
do đó theo CT6.1 và CT6.1a [TL1] :
[σ H ]' = [σ H ].Z v .Z R .K xH = 445.1.1.1 = 445

MPa

σ H − [σ H ]'
405,93 − 445
→
=
= 9, 62% < 10%
σH
405,93
→

thỏa món điều kiện bền

4.Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn :
σ F1 =

2.T1.K F .Yε .Yβ .YF1

Theo bảng 6.7 [TL1] :

bw .d w1.m

K F β = 1, 06

Theo bảng 6.14 [TL1] : với v < 2,5 m/s và cấp chớnh xỏc 9 :
Sinh viờn: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

K Fα = 1,37

25

µm