ĐỒ án môn học CHI TIẾT máy TÍNH TOÁN THIẾT kế bộ TRUYỀN ĐAI hộp GIẢM tốc PHÂN đôi cấp NHANH, f= 60000n, v=0,65

Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ c Nam

Lời nói đầu.
Chi tiết máy là môn khoa học nghiên cứu các phơng pháp tính toán và
thiết kế các chi tiết máy có công dụng chung. Môn học Chi tiết máy có
nhiệm vụ trình bày những kiến thức cơ bản về cấu tạo, nguyên lý cũng nh
phơng pháp tính toán các chi tiết máy có công dụng chung, nhằm bồi dỡng
cho sinh viên khả năng giải quyết những vấn đề tính toán 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 môn kỹ thuật cơ sở cuối cùng, là khâu nối giữa phần bồi
dỡng những chi thức về khoa học kỹ thuật cơ bản với phần bồi dỡng kiến
thức chuyên môn.
Trong nội dung một đồ án môn học, đợc sự chỉ bảo hớng dẫn tận tình
của thầy giáo Trịnh Chất, em đà hoàn thành bản thiết kế Hệ dẫn động băng
tải với hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh. Tuy nhiên, do kiến thức còn hạn
chế nên em không tránh khỏi sai sót.Em rất mong tiếp tục đợc 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 đà giúp đỡ em hoàn
thành đồ án này.
Hà Nội, tháng 4 năm 2007
Sinh viên
Dơng Thế Quang

Phn 1:Tớnh ng học hệ dẫn động:
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

1

Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

1. Chọn động cơ điện:
Pdc > Pyc
ndc  ndb
*Pyc= Pct./
Tính :
 =dai. 3br. 3ol. ot. k = 0,95.0,963.0,993.0,98.1 (bảng 2.3 [1])
= 0,799
Với: dai Hiệu suất của bộ truyền đai
br Hiệu suất một cặp bánh răng
ol Hiệu suất một cặp ổ lăn
ot Hiệu suất một cặp ổ trượt
k Hiệu suất nối trục di động
-

Tính :

=

P  t 
i  Pi  . t i 
 1   ck 

2

= 0,86

Tính Pct:
Pct = F.v/1000= 6600.0,65/1000
= 4,29
Pyc= 4,29.0,86/0,799 = 4,62(KW)
* ndb = nct.usb
nct = 60000.v/.D = 60000.0,65/.340 = 36,51
Chọn sơ bộ usb= 41

ndb = 36,51.41 = 1496,91  1500
Vậy chọn được động cơ với thơng số:
Kiểu động cơ:
DK 52-4
Số vịng quay thực:
ndc =1440(v/f)
Công suất:
Pdc= 7(kW)
T
TK
1,5  K  mm 1,4
Tdn
T1

cos = 0,85

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

2

Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

2. Phân 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
U ch

Chọn lại : ungoai = u .u =
1
2

39,44
3,31.3,97

= 3,00

3. Tính tốn thơng số động học
a. Số vịng quay: tính từ trục động cơ (v/f)
ndc 1440

480(v / f )
ud

3
n
480
n2  1 
120,9(v / f )
u1 3,97
n 120,9
n3  2 
36,5(v / f )
u2
3,31
n1 

b. Cơng suất : tính từ trục công tác (kW)
Pct
4, 29

4,38(kw)
k ot 1.0,98
P
4,38
P2  3 
4, 61(kw)
r oL 0,96.0,99
P
4, 61
P1   2 
5, 05(kw)
 r ol 0,96.0,99
P 5, 05

P 'dc  1 
5,37( kw)
d 0,95
P3 

c. Momen xoắn :
Được tính theo cơng thức : T = 9,55.106.P/n (N.mm)
Tct 
T3 

9,55.106.Pct 9,55.106.4, 29

1122144, 62( N .mm)
nct
36,51

9,55.106.P3 9,55.106.4,38

1146000( N .mm)
n3
36,5

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

3


Đồ án môn học Chi Tiết Máy
T2 
T1 

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

9,55.106.P2 9,55.106.4, 61

364148, 06( N .mm)
n2
120,9

9,55.106.P1 9,55.106.5, 05

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 thơng số tính tốn ở trên ta có bảng sau :

Trục
Động cơ
Thơng số
Tỷ số
truyền u
Cơng suất

P(kW)
Số vịng
quay
n v \ p
Momen
xoắn
T(Nmm)

1

3

2
3,97

3

Cơng tác

3,31

5,11

2,425

4,61

4,38

4,29

1440

480

120,9

36,5

36,51

35613,5
4

50236,9
8

364148,0
6

114600
0

1122144,6
2

Phần 2:Tính tốn thiết kế bộ truyền ngồi :
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

4

Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

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   )
 chọn loại đai vải cao su

2.Các thơng 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 tiêu chuẩn ta chọn : d1 = 200 (mm)theo tiêu chuẩn 4.19/62[tl1]
b.Vận tốc đai :
 .d .n  .200.1440
vd  1 1 
15, 08 (m/s)
60000
60000

c. Đường kính bánh đai bị dẫn :
d 2 u.d1.(1   )
trong đó  là hệ số trượt  0, 01 0, 02
chọn  = 0,01
 d2 = 3.200.(1  0,01) = 594 (mm)

Theo tiêu chuẩn ta chọn : d2 = 630 (mm)
 tỉ số truyền thực tế
ut 

d2
630

3,18
d1.(1   ) 200.(1  0, 01)

 Sai lệch tỉ số truyền

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

5


Đồ án môn học Chi Tiết Máy
u 

ut  u



3,18  3

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

0, 06 6 0 0

u
3
 u  4 0 0
 Xác định lại tỉ số truyền

Chọn uđ = 3,18
 uh 
 u2 

uch 39, 44

12, 40
ud
3,18
uh
12, 40

3, 2 1
1, 2
1, 2

 u1=1,2 . 3,21= 3,85
uch
39, 44

Tính lại ud : ud = u .u 3,85.3, 21 3,19
1 2
 d 2 ud .d1.(1   ) 3,19.200.(1  0, 01) 631, 62 (mm)

Theo tiêu chuẩn lấy d2 = 630 (mm)
Tỉ số truyền thực tế
d2

630

ut = d .(1    200(1  0, 01) 3,18
1
Sai lệch tỉ số truyền
u 

ut  u
3,18  3,19

0, 0031  4%
u
3,19

=> thỏa mãn
Khoảng cách trục :
a (1,5...2)(d1  d 2 ) (1,5...2)(200  630) 1245...1660 (mm)

Chọn a = 1500 (mm)
 chiều dài đai :
 .(d1  d 2 ) (d 2  d1 ) 2
l 2.a 


2
4.a
 .(200  630) (630  200) 2
2.1500 

2
4.1500
4334,58(mm)

Số vòng chạy của đai :
v
15, 08
i 
3, 48( s  1 ) imax 3 5( s  1 )
3
l 4334,58.10

Góc ơm của đai :
d 2  d1
630  200
180  57.
163, 660
a
1500
0
150

1 180  57.

 1   min
 thỏa mãn

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

6


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

Xác định tiết diện đai và chiều rộng bánh đai :
Ft 1000.

P1
5,37
1000.
356,10( N )
v
15, 24

Đối với đai vải cao su :

1
) max 
d1
40
d
200

 1 
5 (mm)
40 40
(

Theo bảng 4.1 [TL1] ta chọn loại đai   65 khơng có lớp lót
trị số  tiêu chuẩn (số lớp = 5)
Ứng suất có ích cho phép :
[ F ]=[ F ]0 .C .Cv .C0
Chọn  0 1,8MPa (góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài = 300 )

Theo bảng 4.9 [TL1]
 k1 2,5

 k2 10


5
2,5  10.
2, 25( MPa )
d1
200
Theo bảng 4.10 [TL1] : C 0,95
Theo bảng 4.11 [TL1] : Cv 0,95
Theo bảng 4.12 [TL1] : C0 1
 [ F ]=2,25.0,95.0,95.1=2,03(MPa)
 [ F ]0 k1  k2 .

Hệ số tải trọng động :
Theo bảng 4.7 [TL1] : kđ = 1,1 (dẫn động bằng động cơ nhóm 1)

Chiều rộng đai :
 F0 lim 1,8( HB)

Chiều rộng đai
F .k
356,10.1,1
b t d 
38,59
[ F ].
2, 03.5

theo tiêu 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  0 .b. 1,8.40.5 360( N )
2.F0
2.360
Fr 

727,38( N )
1
163, 66
sin( ) sin(
)
2
2

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

7


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

Phần 3:Tính truyền động bánh răng
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

8


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Số liệu:

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

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

u2 = 3,31

Thời hạn làm việc: 20 000 h
Làm việc êm

I . Cấp nhanh:
1. Chọn vật liệu:

Theo bảng 6.1 chọn:
Bánh nhỏ: thép 45 thường hoá đạt độ rắn HB 192…240, có σb1 = 750MPa
σch1 = 450MPa
Bánh lớn: thép 45 thường hố đạt độ rắn HB 170…217, có σb2 = 600 MPa
σch2

= 340MPa

2. Phân 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
 Ho lim  2HB  70

 Fo lim 1,8HB

Trong đó

SH = 1,1
SF = 1,75

 Ho lim và  Fo lim là ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn

cho phép

ứng với số chu kì cơ sở

SH , SF là hệ số an tồn khi tính về tiếp xúc và uốn
Chọn độ rắn bánh răng nhỏ HB1 = 200; độ rắn bánh răng lớn HB2 = 185
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

9


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

 Ho lim1  2HB1  70  2.200  70  470MPa

o
 Flim1
1,8 . 200  360MPa

 Ho lim 2  2HB2  70  2.185  70  440MPa

o
 Flim
2 1,8 . 185=333MPa

Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc
NHO = 30 H 2,4
HB
=>

2,4
 9,99.106

NHO1 = 30 H 2,4
HB1  30.200

=>

2,4
8, 29.106
NHO2 = 30 H 2,4
HB2  30.185

Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương
NHE =

 t
60. c .  i
 t max

=> NHE2 =

3


t
 .
  ti

 t
60. c. n 1 . t i .  i
 t max

3


t
 .
  ti

480

= 60.1. 3,97 .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 xúc cho phép
 Ho lim
Z R Z V K xH K HL
[σH] =
SH

Trong đó

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

Chọn sơ bộ ZR.Zv.KxH = 1
360

=> [σH]1 = 1,1 .1 327,3 MPa

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

10


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

333

[σH]2 = 1,1 .1 302, 7 MPa
Với cấp nhanh sử dụng bánh răng nghiêng
[ ]=(

[ ]+[ ]
327,3  302, 7)
) (
315 <1,25[σH]2 =378,38
2
2

Với cấp chậm thì dùng bánh răng thẳng
Do đó [σH] = [σH]2 =302,7
Theo ( 6.8 )(I)

NFE =

 t
60. c .  i
 t max

6


t
 .
  ti

480

NFE2 = 60.1. 3,97 .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
 Fo lim
YR YS K xF .K FC K FL
[σF] =
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
360.1.1

=> [σF]1 = 1, 75 226, 28 MPa
333.1.1

=> [σF]2 = 1, 75 209,31 MPa
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

11


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

Ứng suất quá tải cho phép
[σH]max = 2,8. σch2 = 2,8. 340 = 952 MPa
[σF1]max = 0,8. σch1 = 0,8. 450 = 464 MPa
[σF2]max = 0,8. σch2 = 0,8. 340 = 360 Mpa
4. Xác định sơ bộ khoảng cách trục:
Công thức xác định khoảng cách trục a của bộ truyền bánh răng trụ răng
thẳng bằng thép ăn khớp ngoài nh sau: (6.15a)
a1  43 (u1 + 1)

3

T1 .K H .K Hv

  H  2 .u 1 . a

Trong đó:

- T1 là mômen xoắn trên trục bánh chủ động (lµ trơc I)
- d = b/dd1 = 0,5.a.(u+1) lµ hƯ số chiều rộng bánh răng.
- KH 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 hởng của tải trọng động.
- u1 là tỉ số truyền của cặp bánh răng.
ở đây ta đà cã:
- T1 = 50236,98(N.mm), u1 =3,97; a = 0,2 vµ [] = 315 (MPa)
-d = 0,5.a.(u+1) = 0,53.0,2.(3,97+1) = 0,53 .Tra Bảng 6.7 (Trang 98Tập 1: Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí) ta xác định đợc KH = 1,11 (Sơ Sơ
đồ 6)).
- Chọn sơ bộ KHv = 1.
Thay số vào công thức ta sẽ xác định đợc khoảng cách giữa 2 trục a1:
a1 43.(3,97+1).

3

50236,98.1,11
190, 45 (mm)
3152.3,97.0, 2

Vậy ta chọn sơ bộ a1 = 190 (mm).mm).
5. Xác định các thông số ăn khớp
a.Môđun của bánh răng trụ răng thẳng (m) đợc xác đinh nh sau:
m = (0,01 0,02).a1 = (0,01  0,02).190 = 1,9  3,8.
Theo d·y tiêu chuẩn hoá ta sẽ chọn m = 3 mm.

Chọn sơ bộ:=35o =>cos = 0,819
b. Số răng trên bánh lớn và bánh nhỏ lần lợt là Z1và Z2 ta cã :
Z1 

2.aw cos  2.190.0,819

20,87 Chän Z1 = 21 răng.
m. u 1
3. 3,97 1

Z2 = U1 Z1 =3,97.21 = 83,37 .Chän Z2 = 83 răng.
Sinh viờn: Dng Th Quang - C in t 2 – K49

12


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

83
=3,95
21
m( Z1  Z 2 ) 3(83  21)

0,821
Cosβ =
2.aw
2.190

Tỉ số truyền thực: um=

=34,81o
6. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.
Yêu cầu cần phải đảm bảo điều kiện H  [H] = 315 MPa.
Do H =

Z M .Z H Z 
d 1

2.T1 .K H .( U nh  1)
b  .U nh

;

Trong ®ã : - ZM : HƯ số xét đến ảnh hởng cơ tính vật liệu;
- ZH : Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xóc;
- Z : HƯ sè kĨ ®Õn sù trïng khíp của răng;
- KH : Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc;
- b : Chiều rộng vành răng.
- d1 : Đờng kính vòng chia của bánh chủ động;
Ta đà biết đợc các thông số nh sau:
- T1 = 50236,98 (N.mm).
- b = a . a = 0,2.190 = 38 mm ; l ấy y b = 40.
- um = 3,95 vµ d1 = m.Z1 = 3.21 = 63 (mm).
- ZM = 274 Mpa1/d3 vì bánh răng làm thép tra Bảng 6.5 (Trang 96-Tập 1:
Tính toán ...).
Theo công thức 6.35:
tg βb = cosαt. tg β= cos23,9.tg34,81 = 0,63
βb = 32,44o

víi αt = arctg(tgα/dcos β) = arctg(tg20/dcos34,81) = 23,9o
- ZH =

2.cos b
2.cos 32, 44

1,50
sin 2 tw
sin 2.23,90

- Z =

1
1

0,849

1,387

Ta cã

 1
1 

 1 1 
  =  1,88  3, 2     cos   1,88  3, 2     cos 34,81 1,387 .
 21 83  

 Z1 Z 2  


+ KH – hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc
KH = KHβ. KHα. KHv
* KHβ – hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên
chiều rộng vành răng, tra bảng 6.7  KHβ = 1,11
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

13


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

- Vận tốc vòng v 

π.d w1 n 1
(m/s)
60000

Với dw1 – đường kính vịng lăn bánh nhỏ
n1 – số vòng quay của bánh chủ động
2.a w
2.190
dw1 = u  1 =
= 76,77 (mm)
3,95 1
t1

v

π.d w1.n1 π.76,77.480

1,93 (m/s)
60000
60000

* KHα – 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 chính xác 9.
 KHα = 1,13
* KHv – là hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong
vùng ăn khớp
υ H .b w .d w1

KHv = 1+ 2.T '.K .K
1
Hβ
Hα
υ H = δH. go. v.

Với

aw
u t1

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 chính xác 9  go
= 73
- δH – hệ số kể đến ảnh hưởng của sai số ăn khớp
Tra bảng 6.15 δH = 0,002


υH=0,002.73. 
 .b .d

aw
190
0, 002.73.1,93
1,95
u
3,95
1,95.40.76, 77

1, 045
 KH = H w w1 1 
2T1.K H  .K H 
2.50236,98.1,11.1,13



KH = KHα .KHβ.KHv=1,1 1.1,13. 1,045 = 1,31

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

14

Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

2.T1 ' K H  ut1  1
bwut1d w21 

  H Z M Z H Z 

=274.1,5.0,849.

2.50236,98.1,31.(3,95 1)
291,87 (MPa)
35.3,95.76, 77 2

 Tính chính xác [σH]
[σ’H] = [σH].Zv.ZR.KXH = 315.1.0,95.1= 299,25
+ Tính ZR: Chọn Ra = 2,5..1,25μm m  ZR = 0,95
+ Tính ZV: Lấy ZV = 1
+ KxH = 1

σH < [σH]
 H  [ H ] 291,87  299, 25

2,53%  10%
H
291,87

 Thỏa mãn điều kiện tiếp xúc

7.Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
Ứng suât uốn sinh ra tại chân răng tính theo cơng thức
σF1 =

2T1 '.K F .Yε .Yβ .YF1
b w .d w1 .m

YF2

σF2 = σF1. Y

≤ [σF1]

≤ [σF2]

F1

T’1 = 11500 (Nmm)
m = 2 (mm)
bw = 35,4 (mm)
dw1 = 38,7 (mm)
+ Yε – hệ số kể đến sự trùng khớp của răng. Yε = 1/εα
Với εα – hệ số trùng khớp ngang.

εα = 1,612
Yε = 1/1,612 = 0,62
+ Yβ – hệ số kể đến độ nghiêng của răng
Yβ = 1 – β/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/cos3β = 18/0,96613 = 19,962
zv2 = z2/cos3β = 92/0,96613 = 102
Tra bảng 6.18 ta được:
YF1 = 4,08
YF2 = 3,60
+ KF – hệ số tải trọng khi tính về uốn
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

15


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

KF = KFβ. KFα. KFv
* KFβ – 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 
KFβ = 1,12
* KFα – hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đơi
răng đồng thời ăn khớp khi tính về uốn, tra bảng 6.14, với cấp chính
xác 9, v < 5 (m/s)

KFα = 1,4
* KFv – hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn
khớp khi tính về uốn:
υ F .b w .d w1

a

w
KFv = 1+ 2.T '.K .K
Với υ F = δF. go. v.
u
1
Fβ
Fα
t1
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 chính xác 9  go
= 73
- δF – hệ số kể đến ảnh hưởng của sai số ăn khớp
Tra bảng 6.15, δH = 0,006



 σF1 =

118
= 6,32
5,1
6,32.38,7.35,4
2.11500.1,4.1,12 =



υ = 0,006.73.3.



KHv = 1+

1,24

KH = 1,12. 1,4. 1,24 = 1,944
2T1 '.K F .Yε .Yβ .YF1
b w .d w1 .m

=

2.16474.2,192.0,62.0,893.4,08
37,7.35,4.2

=

58,678 (MPa)
Y

 σF2 = σF1. F2 = 58,678.
Y
F1

3,90
4,08

= 56,089 (MPa)

+ Tính chính xác [σF1], [σF2]
[σF] = σ°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

[σF1] = 262,29. 1,05. 1,0318. 1 = 284,162 (MPa)
[σF2] = 246,89. 1,05. 1,0318. 1 = 267,487 (Mpa)
Dễ dàng thấy [σF1] > σF1 và [σF2] > σF2  Thỏa mãn điều kiện
uốn
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

16


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

8.Kiểm nghiệm răng về quá tải
+ Hệ số quá tải Kqt = Tmax/T = 1,5
+ σHmax = [σH]. K = 344,8. 1,5 = 448,347 < [σH]max = 1260
+ σF1max = σF1. Kqt = 58,678. 1,6 = 90,68 < [σF1]max = 464
σF2max = σF2. Kqt = 56,089. 1,6 = 89,74 < [σF2]max = 360

Thỏa mãn điều kiện về quá tải
qt

Các thơng số và kích thước bộ truyền

Khoảng cách trục
Module pháp
Chiều rộng vành răng
Tỉ số truyền
Góc nghiêng của răng
Số răng
Dịch chỉnh

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

x2

z2 = 83
=0

Đường kính chia:
mz

3.21

mz

3.83

d1 = cos 1 = 0,821 = 76,73 mm
d2 = cos 2 = 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 viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

17


Đồ án môn học Chi Tiết Máy
n

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

480

1
n2 = u  3,95 121 (vg/ph)
1

P

4,61

6
6
2
T2 = 9,55.10 . n 9,55.10 . 121 363847,1 (N.mm)
2

u

13,15

h
u2 = u  3,95 3,35
1

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 σb1 = 750MPa
σch1 = 450Mpa chọn HB=225
Bánh lớn: thép 45 thường hoá đạt độ rắn HB 170…217, có σb2 = 600 MPa
σch2

= 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 xúc :
 H0 lim 2.HB  70

hệ số an toàn tiếp xúc :
SH = 1,1
giới hạn bền uốn :
 F0 lim 1,8( HB)

hệ số an toàn uốn :
SF = 1,75

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

18


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

 0
2.225  70 520MPa
  H0 lim1
 F lim1 1,8.250 405MPa

 0
2.210  70 490 MPa
  H0 lim 2
 F lim 2 1,8.210 378MPa

Theo CT6.5 [TL1] :
Số chu kì 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 kì thay đổi ứng suất tương đương :
3

N HE 60.c. (

N HE 2 60.c.

Ti
) .ni .ti
Tmax

T
t
n1
. ti .( i )3 . i
u1
Tmax  ti

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
Suy ra N HE1  N H 01 do đó K HL1 1
60.1.

theo CT6.1a [TL1] :
K HL
SH
1
 [ H ]1 =520.
472( MPa)
1,1
1
 [ H ]2 =490.
445( MPa)
1,1
0
[ H ]= Hlim
.

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

Theo CT6.8 [TL1] :
Số thay đổi chu kì ứng suất tương đương :
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

19


Đồ án môn học Chi Tiết Máy
N FE 60.c. (

 N FE 2 60.1.

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam
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 :
 F0 lim .K FC .K FL
[ F ]=
SF
 [ F ]1 

405.1.1
231, 4( MPa)

1, 75

 [ F ]2 

378.1.1
216( MPa)
1, 75

Ứng suất quá tải cho phép :
Theo CT6.13 và CT6.14 [TL1] :
[ H ]max 2,8. ch 2 2,8.340 952( MPa)
[ F1 ]max 0,8. ch1 0,8.450 360( MPa)
[ F2 ]max 0,8. ch 2 0,8.340 272( MPa)

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

T1.K H 
[ H ]2 .u1. ba

theo bảng 6.6 [TL1] chọn :  ba 0,5 (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
theo CT6.16 [TL1] :  bd 0,5. ba .(u1 1) 0,5.0,5.(3,35 1) 1, 2
do đó theo bảng 6.7 [TL1] dùng nội suy ta tính được:
 K H  1, 04

(sơ đồ 3)
 K F  1, 06

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

20