Thuyết minh đồ án chi tiết máy

Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Lời nói đầu
Hiện nay khoa học kỹ thuật đang phát triển nh vũ bão, mang lại
những lợi ích cho con ngời về tất cả nhữnh lĩnh vực tinh thần và vật chất.
Để nâng cao đời sống nhân dân, để hoà nhập vào sự phát triển chung của
các nớc trong khu vực cũng nh trên thế giới. Đảng và Nhà nớc ta đã đề ra
những mục tiêu trong những năm tới là nớc công nghiệp hoá hiện đại hoá.
Muốn thực hiện đợc điều đó một trong những ngành cần quan tâm
phát triển nhất đó là ngành cơ khí chế tạo máy vì ngành cơ khí chế tạo
máy đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra các thiết bị công cụ
cho mọi ngành kinh tế quốc dân. Để thực hiện việc phát triển ngành cơ
khí cần đẩy mạnh đào tạo đội ngũ cán bộ kỹ thuật có trình độ chuyên môn
cao, đồng thời phải đáp ứng đợc các yêu cầu của công nghệ tiên tiến,
công nghệ tự động hoá theo dây truyền trong sản xuất .
Nhằm thực hiện mục tiêu đó, chúng em là sinh viên trờng Đại
Học Kỹ Thuật Công Nghiệp - Thái Nguyên nói riêng và những sinh viên
của các trờng kỹ thuật nói chung trong cả nớc luôn cố gắng phấn đấu
trong học tập và rèn luyện, trau dồi những kiến thức đã đợc dạy trong tr-
ờng để sau khi ra trờng có thể đóng góp một phần trí tuệ và sức lực của
mình vào công cuộc đổi mới của đất nớc trong thế kỷ mới .
Qua đồ án này Em đã tổng hợp đợc nhiều kiến thức chuyên môn,
giúp Em hiểu rõ hơn những công việc của một kỹ s tơng lai. Song với
những hiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiệm thực tế cha nhiều nên
đồ án của Em không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong đợc sự chỉ
Sinh viên thực hiện: Trần Anh Tuấn Lớp K35 MA Trang 1
Thuyết minh đồ án chi tiết máy
bảo của các thầy trong bộ môn Nguyên Lý Máy Chi Tiết Máy và các
Thầy Cô giáo trong khoa để đồ án của Em đợc hoàn thiện hơn .
Cuối cùng Em xin chân thành cảm ơn sự quan tâm chỉ bảo của các
Thầy Cô trong khoa và bộ môn Nguyên Lý Máy Chi Tiết Máy tr ờng Đại
Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên và đặc biệt là sự h ớng dẫn

tận tình của cô giáo : Nguyễn Thị Hồng Cẩm
Ngày 16 tháng 06 năm 2002
Sinh viên :Trần Anh Tuấn
Sinh viên thực hiện: Trần Anh Tuấn Lớp K35 MA Trang 2
Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Thuyết minh đồ án chi tiết máy
I/- Chọn loại động cơ điện:
1/- Chọn kiểu, loại động cơ:
Chọn loại động cơ xoay chiều ba pha không đồng bộ lồng sóc. Loại
động cơ này dùng phổ biến trong các nghành công nghiệp. Với hệ dẫn động
cơ khí ( hệ dẫn động băng tải, xích tải ... dùng với các hộp giảm tốc).
2/- Chọn công suất động cơ:
Chọn công suất định mức của động cơ điện:
a/- Tính công suất cần thiết trên trục làm việc:
).(3,8
1000
1,1.7600
10
.
3
1
KW
VP
P
t
LV
C
===
b/- Tính công suất cần thiết trên trục động cơ:

=
n
P
P
LV
ct
dc
C1
Trong đó:

n
: Là hệ suất của toàn hệ dẫn động.

n
=
Khop
n
.
4
ol
n
.
2
BRT
n
.
Xích
n
.
Tra bảng (2.3)

93,0.97,0.99,0.1
2
=

n
=0,84
).(95,9
84,0
36,8
KWP
dc
ct
==
Vậy công suất định mức của động cơ điện:
).(95,9 KWPP
dc
ct
dc
dm
=
3/- Xác định số vòng quay trên trục động cơ:
Tính số vòng quay trên trục làm việc: n
LV
.
)/(82,61
340.14,3
1,1.10.60
.
.10.60
33

phutV
D
V
n
LV
===

.
Sinh viên thực hiện: Trần Anh Tuấn Lớp K35 MA Trang 3
Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Chọn sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ: n
db
=1450.
U
Sb
=
.26,24
82,61
1500
0
==
LV
db
n
n
Kiểm tra điều kiện U
Sb
= 24,26 nằm trong khoảng nên đúng và thoả mãn
điều kiện sau:
MaxúbMin

UUU


.
.162.8.
===

nNgoaihopMiHopMinMin
UUU
.2005.40.
===

xNgoaihopMaHopMaxMax
UUU

U
Sb
.26,24
=
.16
=

Min
U
.200
=

Max
U

MaxúbMin
UUU


.
Vậy U
Sb
thoả mãn điều kiện:
MaxúbMin
UUU


.
4/- Chọn động cơ:
Theo bảng P11 phụ lục
Với
)(95,9 KWP
dc
dm
=
và n
db
=1450(V/phut).
Ta dùng động cơ K160M4 có P
d/c
=11KW, n
đc
=1450 ( V/phút ).
Vậy các thông số của động cơ là:

Min
động cơ
Công suất
định
mức(KW)
Số vòng
quay
(V/Phut)
Cos
M(Kg)
Dn
Max
T
T
Dn
K
I
I
n%
K160M4 11 1450 0,87 110 1,6 6,1 87,5
Sinh viên thực hiện: Trần Anh Tuấn Lớp K35 MA Trang 4
Thuyết minh đồ án chi tiết máy
5/- Kiểm tra điều kiện mở máy:
Khi khởi động, động cơ caand sinh ra một công suất máy đủ lớn để
thắng sức ỳ của hệ thống. Vì vậy cần kiểm tra mở máy của động cơ:
.
dc
bd
dc
Min

PP



..
dc
K
dc
dm
dc
mm
PPP
=
Với P
mm
dc
: Công suất mở máy động cơ (KW).
P
cbd
dc
: Công suất cản động cơ trên trục đọng cơ (KW).
K
bd
=1,4.
Trong đó:
6,1
==
DN
Max
dc

K
T
T
P
Vậy
).(6,176,1.11. KWPPP
dc
K
dc
dm
dc
mm
===
).(93,134,1.95,9. KWKPP
bd
dc
ct
dc
cbd
===
Ta thấy:
).(6,17 KWP
dc
mm
=
).(93,13 KWP
dc
cbd
=
Vậy thoả mãn điều kiện:

>=
)(6,17 KWP
dc
mm
)(93,13 KWP
dc
cbd
=
Vậy động cơ ta chọn ở trên hoàn toàn thoả mãn mọi điều kiện của máy.
II/- Phân phối tỉ số truyền:
Tỉ số truyền chung của toàn bộ hệ thống:
45,23
82,61
1450
===

ct
dc
n
n
U
n
dc
: Số vòng quay của động cơ đã chọn. n
dc
= 1450 (v/phut).
n
ct
: Số vòng quay của trục ct. n
ct

= 61,82 (v/phut).
Tỉ số truyền của bộ truyền ngoài hộp xích:
Ta lại có:
(*).
ngh
UUU
=


Sinh viên thực hiện: Trần Anh Tuấn Lớp K35 MA Trang 5
Thuyết minh đồ án chi tiết máy
U
h
: Tỉ số truyền của hộp giảm tốc.
U
ng
: Tỉ số truyền của bộ truyền ngoài hộp.
Theo công thức kinh nghiệm với hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng nối với một
bộ truyền ngoài hộp.
U
ng
=(0,15ữ0,1)U
h
.
Chọn U
ng
=0,1U
h
.
Mà U

ng
=

U1,0
.
Với U

= 23,45.
U
ng
=
531,145,23.1,0
=
Vậy từ (*) ta có:
31,15
531,1
45,23
===

ngoai
h
U
U
U
Tỉ số truyền của các bộ truyền trong hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng nối với
một bộ truyền ngoài hộp.
Tính toán theo chỉ tiêu khối lợng nhỏ nhất tỉ số truyền cấp nhanh.
Ta có: U
h
=U

1
.U
2
Với U
1
=0,825.
08,5)31,15(815,0
3
2
3
2
==
h
U
U
2
=
01,3
08,5
31,15
1
==
U
U
h
III/- Xác định các thông số trên các trục.
1/- Tính tốc độ quay của các trục:
Trục I:
n
I

=
Idc
dc
U
n

U
dc-I
: Tỉ số truyền của bộ truyền (hoặc khớp nối) nối giữa động cơ với
trục I. Vậy ta chọn U
dc-I
= 1.
Vậy n
I
= n
dc
=1450(v/phut).
Sinh viên thực hiện: Trần Anh Tuấn Lớp K35 MA Trang 6
Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Trục II:
n
II
=
)/(43,285
08,5
1450
1
phutv
U
n

I
==
Trục III:
n
III
=
)/(82,94
01,3
43,285
2
phutv
U
n
II
==
Trục IV:
n
IV
=
x
III
U
n
Với U
x
= U
ng
= 1,531.
n
IV

=
)/(93,61
531,1
82,94
phutv
U
n
X
III
==
2/- Tính công suất trên các trục:
Chọn công suất danh nghĩa là công suất lớn nhất.
- Công suất danh nghĩa trên trục động cơ:
)(95,9 KW
n
P
PP
ct
LV
dc
LVdc
===

.
- Công suất trên trục I:
P
I
= P
LI
dc

.
)(85,999,0.1.95,9. KW
OLK
==

- Công suất trên trục II:
P
II
= P
I
.
)(45,999,0.97,0.85,9. KW
OLBR
==

- Công suất trên trục III:
P
III
= P
II
.
)(07,999,0.97,0.45,9. KW
OLBR
==

- Công suất trên trục IV:
P
IV
= P
III

.
)(35,899,0.93,0.07,9. KW
OLX
==

3/- Tính momen xoắn trên các trục:
Với công thức:
Sinh viên thực hiện: Trần Anh Tuấn Lớp K35 MA Trang 7
ThuyÕt minh ®å ¸n chi tiÕt m¸y
T
K
=
K
k
n
P.10.55,9
6
Trªn trôc I:
T
I
=
)(13,64874
1450
85,9.10.55,9
6
Nmm
=
Trªn trôc II:
T
II

=
)(13,316180
82,285
45,9.10.55,9
6
Nmm
=
Trªn trôc III:
T
III
=
)(53,913504
82,94
07,9.10.55,9
6
Nmm
=
Trªn trôc IV:
T
IV
=
)(12,1287623
93,61
35,8.10.55,9
6
Nmm
=
B¶ng th«ng sè lµm viÖc
Th«ng
sè

Trôc
U P(KW) N(v/phut) T(Nmm)
I 5,08 9,85 1450 64847,13
II 3,01 9,45 285,43 316180,13
III 1,531 ,07 94,82 913504,53
IV 8,35 61,93 1287623,12
Sinh viªn thùc hiÖn: TrÇn Anh TuÊn – Líp K35 MA – Trang  8 
Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Phần II
Thiết kế bộ truyền xích
I/- Chọn loại xích:
Với vận tốc và tải trọng nhỏ, nên ta chọn xích ống con lăn 1 dây. Vì độ bền
của xích ống con lăn cao và chế tạo cũng không phức tạp.
II/- Xác định các thông số xích và bộ truyền:
1/- Chọn số răng đĩa xích:
Từ phần I ta đã tính toán và xác định đợc:
U
x
= U
ngoai
= 1,531 n
3
= 94,829(v/phut)
n
x
= n
III
= 94,82(v/phut) P
3
= 9,07(KW)

Tra bảng 5.4 với U = 1,531. Ta có:
Z
1
= 27(Z
1
là số răng đĩa xích nhỏ).
Do đó ta có số răng đĩa xích lớn Z
2
là:
Z
2
= U
x
.Z
1
Z
max
.
Z
max
: Đợc xác định từ điều kiện hạn chế độ tăng xích do bản lề bị
mòn sau một thời gian làm việc.
Z
max
= 120 đối với xích ống con lăn.
Z
2
= U.Z
1
= 1,531.27 = 41,33. Ta lấy Z

2
= 41.
Z
2
= 41 Z
max
= 120.
Tỉ số truyền thực: U
x
=
518,1
27
41
=

2/- Xác định b ớc xích P:
Sinh viên thực hiện: Trần Anh Tuấn Lớp K35 MA Trang 9
Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Theo công thức 5.3 công suất tính toán và điều kiện đảm bảo chỉ tiêu của
bên mòn.
P
tx
= P.k.k
Z
.k
n
[P].
Trong đó:
Z
1

= 27.
P, P
1
, [P]: Lần lợt chỉ số dẫn truyền, chỉ số tính toan, chỉ số cho phép.
k
Z
: Hệ số số răng.
k
Z
=
10
01
Z
Z
, với Z
01
: Là bớc xích tiêu chuẩn của bộ truyền xích có số răng đĩa
nhỏ, Z
01
= 25.
K
Z
=
925,0
27
25
=

k
n

: Hệ số vòng quay.
k
n
=
x
n
n
01
Với n
01
: Số vòng quay đĩa nhỏ, n
01
= 200(v/phut).
n
x
= 94,82(v/phut).
k
n
=
2,2
82,94
200
=

Ta lại có:
k = k
0
. k
a
. k

dc
. k
bt
. k
d
. k
c
Ta bảng 5.6 ta có:
k
0
: Hệ số kể đến ảnh hởng vị trí bộ truyền, lấy k
0
=1.
Chọn độ nghiêng giữa ...bộ truyền và phơng ngang<40
0
.
k
a
: Hệ số kể đến khoảng cách trục và chiều dài xích, lấy k
a
=
1( Khoảng cách trục a(30...50)).
Sinh viên thực hiện: Trần Anh Tuấn Lớp K35 MA Trang 10

Thuyết minh đồ án chi tiết máy
k
dc
: Hệ số kể đến ảnh hởng lực căng xích khi đầu chính đĩa xích, lấy
k
dc

= 1,25( vị trí trục không điều chỉnh đợc).
k
bt
: Hệ số kể đến ảnh hởng của bôi trơn, lấy k
bt
= 1,3( vì có bục bôi
trơn loại II).
k
d
: Hệ số tỉa trọng động kể đến tính chất cảu tải trọng, lấy k
d
= 1.
K
c
: Hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền , lấy k
c
= 1,25( vì
làm việc hai ca).
Vậy:
k = 1.1.1,25.1,3.1.1,25 = 2,09.
Vậy ta xác định đợc P
tx
từ công thức trên:
P
tx
= P.k.k
Z
.k
n
= 9,07.2,09.0,925.2,2 = 38,65(KW).

P
tx
= 38,65 [P].
Với n
01
= 200(v/phut). Tra bảng 5.5 ta chọn đợc bộ truyền xích:
P = 44,45(mm) bớc xích.
[P] = 43,7(KW).
P
tx
= 38,65(KW).
Thoả mãn điều kiện P
tx
= 38,65 [P] = 43,7(KW).
Theo bảng 5.8 với n
1
= 94,82 < 300(v/phut).
P = 44,45 < P
max
= 50,8(mm), với P
max
là bớc xích lớn nhất cho phép.
3/- Khoảng cách truc và số mắt xích:
Khoảng cách trục nhỏ nhất giới hạn bởi khe hở nhỏ nhất cho phép giữa các
đĩa xích(30ữ50) mm.
Khi thiết kế sơ bộ chọn: a = (30ữ50)P, hệ số nhỏ dùng khi U = 1..2.

Vậy a = 30P = 30.44,45 = 1333,5(mm).
Sinh viên thực hiện: Trần Anh Tuấn Lớp K35 MA Trang 11

Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Mặt khác để tránh lực căng quá lớn do trọng lợng bản thân xích gây lên,
khoảng cách trục không nên quá lớn a a
max
= 80.P.
a
max
= 80.P = 80.44.45 = 3556(mm).
a< a
max
.
Từ khoảng cách trục a = 1333,5. Ta xác định đợc số mắt xích x:
( )
( )
03,100
5,1333.14,3.4
45,44.2741
2
4127
45,44
5,1333.2
4
.
2
2
2
2
2
2
1221

=

+
+
+=


+
+
+=
a
Pzzzz
P
a
x
Lấy mắt xích: x = 100.
Tính lại khoảng cách trục a theo số mắt xích x = 100.
a
*
= 0,25.P {x- 0,5.(z
2
+ z
1
) +
( )
[ ]
( )
[ ]
}/25,0
2

12
2
2
12
+
zzzzx
= 0,25.44,45 {100- 0,5.(41+27) +
( )
[ ]
( )
[ ]
}14,3/2741227415,0100
2
2
2
+
= 1463,23.
Vậy chọn a
*
= 1463 mm.
Để xích không chịu lực căng quá lớn, giảm a một lợng a.
a = (0,002..0,004)a.
Chọn a = 0,002.a = 0,002.1463 3.
Do đó: a = 1460 (mm).
Sau khi xác định đợc số mắt xích và khoảng cách trục, cần tiến hành kiểm
nghiệm số lần va đập i của bản lề xích trong một giây:
)/(796,1
100.15
82,94.27
.15

.
11
slan
x
nz
i
===
.
Mà i [i].
Sinh viên thực hiện: Trần Anh Tuấn Lớp K35 MA Trang 12

Thuyết minh đồ án chi tiết máy
[i]: Số lần va đập cho phép trong một giây.
Tra theo bảng 5.9. Dựa vào P = 44,45 ta có: [i] = 15.
Vậy thoả mãn i < [i].
4/- Kiểm nghiệm xích về độ bền:
Với cả bộ truyền xích bị quá tải lớn khi mở máy hoặc thờng xuyên
chịu tải trọng va đập trong quá trình làm việc cần tiến hành kiểm nghiệm về
quá tải theo hệ số an toàn:
Theo công thức (5,15):
[ ]
S
FFFk
Q
Vtd

++
=
0
.

.
Trong đó:
Q: Tải trọng phá hỏng, tra theo bảng 52.
Q = 172,4kN = 172,4.10
3
(N).
Khối lợng một mét xích: q = 7,5
K
d
= 1,7( Tải trọng mở máy bằng 2 lần tải trọng danh nghĩa)
F
t1
: Lực ròng, F
t1
= 1000.
V
P
3
.
Trong đó: V =
)/(896,1
10.60
82,94.45,44.27
10.60
.
33
11
sm
nPz

==

F
t1
=
)(75,4783
896,1
07,9.1000
N
=

F
V
: Lực căng do li tâm sinh ra.
F
V
= q.V
2
với q = 7,5 tra bảng 52.
F
V
= 7,5.(1,896)
2
= 26,96(N).
F
0
: Lực căng do trọng luwongj nhánh xích bị động sinh ra. Tính theo
công thức (5.16):
F
0

= 9,81.k
f
.q.a(N).
Sinh viên thực hiện: Trần Anh Tuấn Lớp K35 MA Trang 13

Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Trong đó: a: khoảng cách trục
K
f
: Hệ số phụ thuộc độ rộng f của xích vào vị trí bộ truyền,
f = (0,01ữ0,02)a
Lấy k
f
= 4 ( Bộ truyền nghiêng một góc < 40
0
).
F
0
= 9,81.4.7,5.1,460 = 429,6(N).
Vậy ta tính đợc


07,20
6,42996,267,1.75,4783
10.4,172
.
3
0
=
++

=
++
=
Vtd
FFFk
Q

.
07,20
=

.
Tra bảng 5.10 ta dựa vào bớc xích P và n ta tìm đợc [S] = 9,3.
Vậy S > [S] Bộ truyền xích đảm bảo độ bền.
5/- Xác định các thông số của đĩa xích và lực tác dụng lên trục:
a/- Xác định thông số của đĩa xích:
- Đờng kính của vòng chia đợc xác định theo công thức:
d
1
=









1

z
Sin
P
và d
2
=









2
z
Sin
P
d
1
=
)(88,382
27
180
45,44
mm
Sin
=

d
2
=
)(67,580
41
180
45,44
mm
Sin
=






- Đờng kính vòng đỉnh của đĩa xích 1,2:
da
1
= P.
23,317
27
cot5,0.45,44cotg 0,5
1
=

+=















+

g
z
da
2
= P.
892,216
41
14,3
cot5,0.45,44cotg 0,5
2
=












+=

+
g
z
Sinh viên thực hiện: Trần Anh Tuấn Lớp K35 MA Trang 14

Thuyết minh đồ án chi tiết máy
d
f1
= d
1
- 2r. Với d
1
= 25,70 tra bảng 5.2:
Với r = 0,5025d
1
+ 0,05 = 0,0525.25,70 + 0,05 = 12,96(mm).
d
f1
= 382,88 - 2.12,96 = 356,96(mm).
d
f2

= d
2
- 2r = 680,67 - 2.12,96 = 554,75(mm)
d
f1
và d
f2
là đờng kihs vòng đáy của đĩa xích 1 và 2.
b/- Kiểm nghiệm độ bền của đĩa xích:
Công suất tiếp xúc
H
trên mặt răng đĩa xích phải thoả mãn điều kiện:
( )
[ ]
H
d
vddtr
H
Ak
EFkFk


+
=
.
..
.47,0

Trong đó:
[

H
]: ứng suất tiếp xúc cho phép àpa.Chọn vật liệu làm đĩa xích là
thép 45 [
H
] = 600àpa.
Chọn vật liệu thép 45 tôi cải thiện đạt đọ cứng HB210 đảm bảo đợc đọ bền
tiếp xác cho răng đĩa 1.
Trong đó: Z
1
= 27, k
r
= 0,4.
K
r
: Hệ số kể đến ảnh hởng của số răng đĩa xích phụ thuộc vào Z.
F
Vd1
: Lực va đập trên m dây xích, N tính theo công thức 5.19.
F
Vd1
= 13.10
-7
.n
1
.p
3
.m
Với n
1
= 94,82(v/phut)

P = 44,45
m = 1
F
Vd1
= 13.10
-7
.94,82.44,45
3
.1 = 10,8 (N)
F
t
:Lực vòng = 4783,75 (N).
K
d
: Hệ số tải trọng động, tra bảng 5.6 ta lấy k
d
= 1.
A Diện thích mặt tựa bản lề, tra bảng 5.12 ta lấy A = 473(mm
2
).
Sinh viên thực hiện: Trần Anh Tuấn Lớp K35 MA Trang 15

Thuyết minh đồ án chi tiết máy
K
d
: Hệ số phân bố không đều tải trọng cho các dãy, k
d
= 1 vì có 1
dãy.
E =

21
21
2
EE
EE
+
, Mô đun đàn hồi Mpa.
E
1
,E
2
: Mô đun đàn hồi của vật liệu con mặt đĩa.
E = 2,1.10
5
Mpa.
Vậy ứng suất tiếp xúc
H
:
( )
)(7,433
1.473
10.1,2.8,101.75,4783.4,0
.47,0
5
1
MPa
H
+
=

H1
= 433,7 Mpa.
[
H1
] = 600 Mpa.
Thoả mãn điều kiện
H1
<[
H1
].
Đĩa xích 2:
Tơng tự đĩa xích 1 ta có điều kiện:
( )
[ ]
2
22
2
.
..
.47,0
H
d
vddtr
H
Ak
EFkFk


+

=

Với k
r2
= 0,26 và tơng tự đĩa xích 1 ta có:
( )
)(65,349
1.473
10.1,2.8,101.75,4783.26,0
.47,0
5
2
MPa
H
=
+
=

Cùng vật liệu avf tôi cải thiện nh đĩa xích 1 nên [
H2
] = 600 MPa.
Thoả mãn điều kiện
H2
<[
H2
].
6/- Xác định lực tác dụng lên trục:
Xác định theo công thức 5.20:
F
r

= k
x
.F
t1
=
nPZ
Pk
x
..
..10.6
7
Sinh viên thực hiện: Trần Anh Tuấn Lớp K35 MA Trang 16

Thuyết minh đồ án chi tiết máy
K
x
: Hệ số kể đến trọng lợng xích. Lấy k
x
= 1,15. Vì đây là bộ truyền
nghiêng một góc < 40
0
.
F
r
= 1,15.4783,75 = 5501,31 (N).
Sai số vòng quay trên trục làm việc là:

n
=
832,1%100.

087,63
93,61087,63
%100.
=

=

Thuc
LV
Truoc
LV
Thuc
LV
n
nn
%.
Vậy
n
= 1,832% < 5%.
Sai số nằm trong khoảng cho phép.
7/- Thông số lích th ớc bộ truyền xích:
- Số răng đĩa xích 1 và 2: Z
1
= 27, Z
2
= 41 (răng).
- Tỉ số truyền thực: U
x
= 1,518.
- Bớc răng: 44,45(mm).

- Khoảng cách hai trục a = 1460 (mm).
- Số mắt xích x = 100 (mắt).
- Đờng kính vòng chia của đĩa xích 1 và 2: d
1
= 382,88(mm),
d
2
= 580,67(mm).
- Đờng kính vòng chính của đĩa xích 1 và 2: d
1
= 317,23(mm),
d
2
= 216,892(mm).
- Đờng kính vòng đáy của đĩa xích 1 và 2: d
1
= 356,96(mm),
d
2
= 544,78(mm).
P
Bớc
xích
B
(mm)
d
0
(mm)
d
1

(mm)
L
(mm)
h
(mm)
b
(mm)
a
(N)
q
1
(rg)
44,45 25,4 12,70 25,70 0 42,4 62 172,4 7,5
Phần III
Thiết kế bộ truyền bánh răng
Sinh viên thực hiện: Trần Anh Tuấn Lớp K35 MA Trang 17

Thuyết minh đồ án chi tiết máy
I/- Bộ truyền bánh răng trụ cấp nhanh.
Số liệu ban đầu:
P
I
= 9,85(KW) n
1
= 1450(v/phut).
P
II
= 9,45(KW) n
2
= 285,43(v/phut).

1/- Chọn vật liệu.
Ta thấy hộp giảm tốc ta thiết kế có công suất nhỏ trung bình. Vì vậy
ta chọn vật liệu nhóm I có độ rắn HB 350. Với loại vật liệu này bánh răng
có độ rắn thấp và có thể cắt chính xác sau khi nhiệt luyện. Cặp bánh răng
này có khả năng chạy mòn tốt và bánh răng đợc nhiệt luyện bằng thờng hoá
hoặc tôi cải thiện.
a/- Bánh nhỏ: Dùng thép 45 có tôi cải thiện.

b
= 750àpa

Ch
= 450àpa
HB
1
= 200.
b/- Bánh lớn: Dùng thép 45.

b
= 600 Mpa

Ch
= 340 Mpa
HB
2
= 1700.
2/- Xác định ứng suất cho phép.
Gồm có ứng suất và ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất cho phép
khi quá tải.
a/- ứng suất tiếp xúc cho phép:

Theo công thức:
[ ]
HLXHVR
H
Hluu
H
kkZZ ...
0



=

Trong đó:
Sinh viên thực hiện: Trần Anh Tuấn Lớp K35 MA Trang 18

Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Z
R
: Hệ số xét đến độ nhám của mắt răng làm việc, lấy Z
R
= 1.
Z
V
: Hệ số xét đến ảnh hởng của vận tốc vòng, Z
V
= 1.
k
XH
: Hệ số xét đến ảnh hởng của kích thớc bánh răng, lấy k

XH
= 1
( d
a
< 700).
k
HL
: Hệ số xét đến tuổi thọ. Theo công thức (6.3)
HE
H
HL
N
N
k
0
=
Với m
H
= 6 (Khi HB 350) K
HL
=
6
0
HE
H
N
N
N
h0
: Chu kỳ thay đổi ứng suất khi thử kề tiếp xúc.

N
H0
= 80.H
HB
2,4
= 30.200
2,4
= 10
7
(6.5).
N
HE
: Số chu kỳ thay đổi ứng suất tơng đơng.
N
EH
= 60.C.n
1
.t

C,n
1
,t

: Lần lợt số lần ăn khớp trong một vòng quay, số vòng quay một phút
và tổng số giờ đang xét.
Với t

= 365.5.
3
2

.0,8.24 = 23360 (giờ).
C =1
n
1
= 1450(v/phut).
203232000023360.1450.1.60
!
==
HE
N
.
N
H0
là đờng cong mới gần đúng là một đờng thẳng song song với trục hoành
tức là ... tiếp xúc mới không thay đổi. Khi tính ra đợc N
HE
> N
Ho
.
Lấy N
HE
= N
Ho
k
HL1
= 1.

0
Hluu
: ứng suất tiếp xúc ứng với số chu kỳ cơ sở.

Sinh viên thực hiện: Trần Anh Tuấn Lớp K35 MA Trang 19

Thuyết minh đồ án chi tiết máy

0
Hluu
= 2HB + 70. (Tra theo bảng 6.2 với vật liệu).

H
: Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc tra bảng 6.2,
H
= 1,1.
Với bánh nhỏ (bánh 1):
Có HB = 200

Hluu
0
= 2HB + 70 = 2.200 + 70 = 470 ( MPa ) .

H
= 1,1.
K
HL
=
6
0
HE
H
N
N

Trong đó: N
EH
= 60.C.n
1
.t

Với t

= 365.5.
3
2
.0,8.24 = 23360 (giờ).
C =1
n
1
= 1450(v/phut).
203232000023360.1450.1.60
!
==
HE
N
.
N
HO1
= 30.HB
1
2,4
= 30.200
2,4
= 10

7
.
Ta thấy: N
HE
> N
Ho
Do đó: k
HL1
= 1.
Vậy ứng suất tiếp xúc ở bánh 1(Bánh nhỏ là).
[
H1
] =
)(27,4271.1.1.1.
1,1
470
....
1
0
MPakkZZ
HLXHVR
H
Hluu
==


.
Với bánh lớn (bánh 2):

0

Hluu
= 2HB + 70 = 2.170 + 70 = 410 ( MPa ) .

H
= 1,1.
Sinh viên thực hiện: Trần Anh Tuấn Lớp K35 MA Trang 20

Thuyết minh đồ án chi tiết máy
K
HL2
=
6
2
02
HE
H
N
N
Trong đó: N
HE2
= 60.C.n
2
.t

= 60.1.285,43.23360 = 362215488.
N
HO2
= 30.HB
2
2,4

= 30.170
2,4
= 6763923,172.
Ta thấy: N
HE2
> N
HO2
Do đó: K
HL1
= 1.
Vậy ứng suất tiếp xúc ở bánh lớn (bánh 2) là:
[
H
] =
[ ] [ ]
)(400
2
73,37227,427
2
21
MPa
HH
=
+
=
+

.
Mà [
H

] 1,25[
H
]
min
.
Với [
H
]
min
= [
H2
] = 372,73 (Mpa).
1,25. [
H
]
min
= 1,25.372,73 = 465,91 (Mpa).
Thoả mãn điều kiện đã cho:
[
H
] = 400 < 1,25[
H
]
min
= 465,91 ( MPa )
b/- ứng suất uốn cho phép:
[
F
] =
)2.6(.....

0
FCFLXFVR
F
Fluu
kkkYY


.
Trong đó:

F
: Hệ số an toàn về uốn. Tra bảng 6.2 đợc
F
= 1,75.
Y
R
: Hệ số xét đến ảnh hởng của độ nhám mặt lợn chân răng, lấy Y
R
= 1.
Y
S
: Hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu đối với tập trung ứng suất,
lấyY
S
= 1.
F
XF
: Hệ số xét đến kiểm tra bánh răng ảnh hởng độ bền uốn, lấy k
XF
= 1.

Chọn sơ bộ: Y
R
.Y
S
.F
XF
= 1.
K
FC
: Hệ số kể đến đặt tải, lấy K
FC
= 1.
Sinh viên thực hiện: Trần Anh Tuấn Lớp K35 MA Trang 21

Thuyết minh đồ án chi tiết máy
K
FL
: Hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hởng của thời gian phục vụ và chế độ tải
trọng bộ truyền (Công thức 6.4).
K
mF
FE
FO
FL
N
N
=
với mF = 6 khi HB 350.

0

Fluu
: ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở.
0
Fluu
= 1,8.HB.
Với bánh răng nhỏ ( bánh 1)
HB
1
= 200

F
= 1,75 (Tra bảng 6.2).

0
Fluu1
= 1,8.200 = 360 (Mpa).
[
F
] =
FCFLXFVR
F
Fluu
kkkYY .....
0


Với
1...
=
FCXFVR

kkYY
K
6
1
1
1
FE
FO
FL
N
N
=
N
FO1
: Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn. N
FO1
= 4.10
6
đối với
tất cả các loại thép.
N
FE1
: Số chu kỳ thay đổi ứng suất tơng đơng.
N
FE1
= N
HE1
= 2032320000 (6.6)
Vậy N
FE1

> N
FO1
k
FL1
= 1.
[
F1
] =
)(71,2051.1.1.1.1.
75,1
360
.....
1
0
1
MPakkkYY
FCFLXFVR
F
Fluu
==


.
Với bánh lớn ( bánh 2).
HB = 170
= 1,75
Sinh viên thực hiện: Trần Anh Tuấn Lớp K35 MA Trang 22

Thuyết minh đồ án chi tiết máy

0
Fluu2
= 1,8HB = 1,8.170 = 306 (Mpa)
ứng suất cho phép của bánh lớn:
[
F2
] =
FCFLXFVR
F
Fluu
kkkYY .....
2
0
2


Với
0
Fluu2
= 306 Mpa

F
= 1,75
1...
=
FCXFVR
kkYY
6
2
2

2
FE
FO
FL
N
N
k
=
Với N
FO2
= 4.10
6

N
FE2
= N
HE2
= 362215488 (6.6)
N
FE2
> N
FO2
k
FL2
= 1.
Vậy ta có:
[
F1
] =
)(857,1741.1.1.1.1.

75,1
306
Mpa
=
.
Vậy ứng suất uốn [
F
] là:
c/- ứng suất cho phép khi quá tải
ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải:
[
H
]
max
= 2,8.
ch
với bánh răng thờng hoá tôi cải thiện hoặc tôi thể tích
( CT 6.13)
- Với bánh nhỏ:
[
H1
]
max
= 2,8.
ch1
= 2,8.450 = 1260(Mpa)
- Với bánh lớn:
[
H2
]

max
= 2,8.
ch2
= 2,8.340 = 952 (Mpa)
ứng suất uốn cho phép khi quá tải:
Sinh viên thực hiện: Trần Anh Tuấn Lớp K35 MA Trang 23

Thuyết minh đồ án chi tiết máy
[
F
]
max
= 0,8.
ch
khi HB 350 ( CT 6.14)
- Với bánh nhỏ:
[
F1
]
max
= 0,8.
ch1
= 0,8.450 = 360 (Mpa)
- Với bánh lớn:
[
F2
]
max
= 0,8.
ch2

= 0,8.340 = 272 (Mpa)
3/- Xác định thông số cơ bản của bộ truyền:
Đối với hộp giảm tốc thông số cơ bản là khoảng cách trục aw, nó đợc
xác định theo công thức (6.15).
aw
1
= ka(u
1
+ 1)
[ ]
3
1
2
1
..
.
abH
HB
U
kT

(6.15)
Trong đó:
k
a
: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng đợc tra trong bảng
6.5.
k
a
= 43MP

a
1/3
( Bảng 6.5).
T
1
: Momen xoắn trên bánh chủ động, Nmm.
T
1
= 64874,13.
U
1
: Tỉ số truyền của trục 1.
U
1
= 5,08.
[
H
]: ứng suất tiếp xúc cho phép.

ba
=
aw
bw
, tra bảng 6.6 chọn
ba
= 0,31.
K
HB
: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải tọng trên chiều rộng
bánh răng khi tính về tiếp xúc.

Tra bảng (6.7) với
bd
: Theo công thức 6.16.

bd
= 0,5.
ba
(U
1
+1) = 0,5.0,3.(5,08+1) = 0,91.
Sinh viên thực hiện: Trần Anh Tuấn Lớp K35 MA Trang 24

Thuyết minh đồ án chi tiết máy
Với
bd
= 0,91 tra bảng (6.7) k
HB
= 1,14.
Vậy:
aw
1
= 43(5,08 + 1).
)(176
3,0.08,5.400
14,1.13,64874
3
2
mm
=
Chọn aw

1
= 176 bw
1
=
ba
.aw
1
= 0,3.176 = 52,8 (mm).
4/- Xác định các thông số ăn khớp:
Mô đun đợc xác định từ điều kiện bền uốn. Tuy nhiên để thuận tiện
trong thiết kế, sau khi tính đợc khoảng cách trục aw
1
có thể dựa theo công
thức sau để tính mô đun, sau đó kiểm nghiệm răng về độ bền uốn.
m = (0,01ữ0,02)aw = (0,01ữ0,02) .167 = 1,76ữ3,52 (Theo công thức
6.17).
Theo bảng 6.8 chọn mô đun tiêu chuẩn là m = 2,5 (mm).
Xác định số răng, góc nghiêng và hệ số dịch chỉnh.
Giữa khoảng cách trục aw, số răng bánh nhỏ nhất Z
1
, số răng bánh lớn nhất
Z
2
, góc nghiêng của răng và mô đun trong bộ truyền ăn khớp ngoài liên
hệ với nhau theo công thức.
a
w
=
( )

Cos
ZZm
2
21
+
(*) theo công thức 6.18.
Chọn sơ bộ Cos = 10 = 0,984.
Số răng bánh 1:
Từ công thức 6.18 ta có:
Z
1
=
( )
1
.2
1
+
Um
Cosaw

Theo công thức (6.19):
Với a
w
= 167(mm)
Cos = 0,984
Sinh viên thực hiện: Trần Anh Tuấn Lớp K35 MA Trang 25