Đồ án môn cơ khí chế tạo máy

Đồ án TKHTDDCK
GVHD:
Th.s Nguyễn Quang Huy


A. Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền......................................................................1
I . Xác định công suất cần thiết , số vòng quay sơ bộ hợp lý của động cơ điện và
chọn động cơ điện:........................................................................................................2
II. Xác định tỉ số truyền động U của toàn bộ hệ thống và phân phối tỷ số truyền cho
từng bộ truyền của hệ thống dẫn động , lập bảng công suất , mô men xoắn , số vòng
quay trên các trục:.........................................................................................................3
B. Thiết kế các bộ truyền...................................................................................................4
I. Chọn vật liệu:............................................................................................................4
II. Xác định ứng suất cho phép:.....................................................................................4
III. Tính bộ truyền bánh răng........................................................................................5
V.Tính toán truyền động đai.........................................................................................9
C. Thiết kế trục ................................................................................................13
i . Chọn vật liệu ...........................................................................................................14
III. Tính mối ghép then . .............................................................................................19
IV. Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi .................................................................22
V.Tính kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh .................................................................27
D. ổ lăn............................................................................................................................27
I. Tính cho trục 1.........................................................................................................27
II.Tính cho trục 2.........................................................................................................29
d = 45(mm) ; D = 85(mm) ; C = 25,7(KN) ; C0 = 18,1(KN)...........................30
E. Nối trục đàn hồi ..........................................................................................................30
G.Tính kết cấu vỏ hộp.....................................................................................................31
I.Vỏ hộp ......................................................................................................................32
H. Bôi trơn hộp giảm tốc ................................................................................................35
I. Các phơng pháp bôi trơn trong và ngoài hộp giảm tốc ...........................................36

k- Xác định và chọn các kiểu lắp....................................................................................37
M- phơng pháp lắp ráp hộp giảm tốc...............................................................................39
I-Phơng pháp lắp ráp các tiết máy trên trục................................................................39
II- Phơng pháp điều chỉnh sự ăn khớp bộ truyền .......................................................40
III.Phơng pháp điều chỉnh khe hở các ổ lăn................................................................40
Tài liệu tham khảo.......................................................................................................41
A. Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền
1

Đồ án TKHTDDCK
GVHD:
Th.s Nguyễn Quang Huy


I . Xác định công suất cần thiết , số vòng quay sơ bộ hợp lý của động cơ điện và
chọn động cơ điện:
- Công suất cần thiết đợc xác định theo công thức:
P
ct
=

t
P
Trong đó: P
ct
là công suất cần thiết trên trục động cơ(kW).
P
t
là công suất tính toán trên trục máy công tác (kW).
là hiệu suất truyền động.

- Hiệu suất truyền động: =
ol
2
.
br
.
d

tg

k

Trong đó:

ol
=0,97: là hiệu suất của một cặp ổ lăn.

br
=0,97: hiệu suất của 1 bộ truyền bánh răng

d
=0,95 là hiệu suất của bộ truyền đai

tg
=0,8 là hiệu suất của ổ tang

k
=0,98 là hiệu suất của nối trục
Thay số: = 0,97
2

.0,97. 0,95. 0,8 .0,98 = 0,67
- tính p
t
: Trờng hợp tảI trọng không đổi
P
t
= P
lv
+Xác định P
lv
: khi tính sơ bộ ta bỏ qua ma sát ở puli.
F =3000(N)
V
d
=1,3 (m/s)



P
lv
=
9,3
1000
3,1.3000
1000
.
==
VF
(kw)
P

ct
=
67,0
9,3
=

t
P
= 5,82(kw)
- Xác định số vòng quay sơ bộ hợp lý của động cơ điện.
n
lv
=
280.14,3
3,1.1000.60
.
.1000.60
=
D
V
d

=88,72(v/p)
Theo bảng 2- 4 Trang 21/ tập 1, ta chọn sơ bộ
- Tỉ số truyền bánh răng 1 cấp : u = 4
-Bộ truyền đai thang: i
đ
= 4
- Số vòng quay sơ bộ của động cơ:
n

sb
= n
lv
. u
t
=n
lv
.u.i
đ
=88,72.4.4 = 1 419,52
Trong đó: n
sb
là số vòng quay đồng bộ
n
lv
là số vòng quay của trục máy công tác ở đây là trục tang
u
t
là tỷ số truyền của toàn bộ hệ thống
- Thay số n
sb
= 1419,52 (v/p) ; chọn n
db
= 1500(v / p)
- Chọn quy cách động cơ:
Động cơ đợc chọn phải thoả mãn ba điều kiện sau:
P
đc
>P
ct.

; n
đc
n
sb
;
dn
kmm
T
T
T
T
<
.
2

Đồ án TKHTDDCK
GVHD:
Th.s Nguyễn Quang Huy


Theo bảng phụ lục p1.2/1/ sách tt thiết kế CTM với P
ct
=5,65 (KW)
và n
đb
=1500 v/hp ta chọn đợc động cơ có :
Ký hiệu Dk52 4
Công suất động cơ P
đc
=7 kw

Vận tốc quay n
dc
=1440
Tỷ số
dn
k
T
T
= 1,5
So với điều kiện trên ta có: P
đc
=7> P
ct
=5,82
n
đc
= 1440 n
sb
= 1419,52 [v/ph].
dn
k
T
T
= 1,5 >
=
T
T
mm
1
II. Xác định tỉ số truyền động U

t
của toàn bộ hệ thống và phân phối tỷ số truyền
cho từng bộ truyền của hệ thống dẫn động , lập bảng công suất , mô men xoắn , số
vòng quay trên các trục:
- Xác định tỷ số truyền u
t
của hệ thống dẫn động
u
t
=
lv
dc
n
n
Trong đó: n
dc
là số vòng quay của động cơ.
n
lv
là số vòng quay của trục tang.
Thay số u
t
=
72,88
1440
= 16,23
- Phân phối tỷ số truyền của hệ dẫn động u
t
cho các bộ truyền
u

t
=u
n
.u
h
Chọn u
n
theo tiêu chuẩn u
n
= 4

u
h
=
n
t
u
u
= 4,06
Đây là hộp giảm tốc bánh răng trụ 1 cấp với u
h
= 4,06
- Xác định công suất, mô men và số vòng quay trên các trục:
- Dựa vào sơ đồ dẫn động ta có :
+Trục I
Với P
ct
= 5,82 kw
P
1

= P
ct
.
( )
kw
o
d
36,597,0.95,0.82,5.
1
==

n
1
=n
dc
/u
d
= 1440/4= 360(v/p)
( )
Nmm
n
p
T
56
1
1
6
1
10.42,1
360

36,5
.10.55.9.10.55,9
===
+Trục II
P
( )
kwP
o
05,597,0.97,0.36,5..
1br2
1
===
n
( )
pv
u
n
/9,88
06,4
360
1
1
2
===
3

Đồ án TKHTDDCK
GVHD:
Th.s Nguyễn Quang Huy

( )
NmmT
56
2
10..42,5
9,88
05,5
.10.55,9
==
- Dựa vào kết quả tính toán ở trên ta có bảng sau:
Trục
Thông số
Động cơ 1 2
Công suất P
( )
kw
lv
5,82 5,36 5,05
Tỷ số truyền U 2,02 4,06
Số vòng quay n
( )
p/v
1440 360 88,9
Mô men xoắn
T(Nmm)
1,42.10
5
5,05.10
5

B. Thiết kế các bộ truyền.
I. Chọn vật liệu:
- Với đặc tính của động cơ cùng với yêu cầu bài ra và quan điểm thống nhất hoá
trong thiết kế nên ta chọn vật liệu hai cấp bánh răng nh nhau . Theo bảng 6-1 chọn
Bánh nhỏ : Thép 45 tôi cải thiện có
HB = 241285 lấy giá trị HB =245 ;

( )
Mpa850
1b
=

;
( )
Mpa580
1ch
=

Bánh lớn : Để tăng khả năng chạy mòn nhiệt luyện với độ rắn mặt răng
nhỏ hơn từ 1015HB nên ta chọn thép 45 tôi cải thiện có
HB = 192240 lấy giá trị HB =230 ;

=
2b

750Mpa ;
=
2ch

450Mpa

II. Xác định ứng suất cho phép:
- Theo bảng 6-2 với thép 45 tôi cải thiện thì :
70HB2
0
limH
+=

;
1,1S
H
=
;
HB8,1
0
limF
=

;
75,1S
F
=
- Chọn độ rắn bánh nhỏ HB
1
=245 ; độ rắn bánh lớn HB
2
=230

( )
Mpa56070245.270HB2
1

0
1limH
=+=+=

( )
Mpa441245.8,1HB.8,1
1
0
1limF
===

( )
Mpa53070230.270HB2
2
0
2limH
=+=+=

( )
Mpa414230.8,1HB.8,1
2
0
2limF
===

- Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc
Theo 6-5 N
4,2
HB0H
H30

=
thay số
N
64,2
1Ho
10.26,16245.30
==
; N
64,2
2Ho
10.97,13230.30
==
- Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn
N
6
Fo
10.4
=
với tất cả các loại thép
- Do bộ truyền chịu tải trọng tĩnh :
N
HE
= N
FE
= 60.C.n. t

4

Đồ án TKHTDDCK
GVHD:

Th.s Nguyễn Quang Huy


Trong đó : c là số lần ăn khớp trong 1vòng quay.
n là số vòng quay trong một phút.
t

là tổng số giờ làm việc của bánh răng đang xét.
Thay số N
HE2
= 60.1.721,8.88,9.14000 = 8,83.10
7
>N
HO2
lấy
K
HL2
=1
Tơng tự N
HE1
>N
HO1
K
HL1
=1
N
HE3
>N
HO3
K

HL3
=1
N
HE4
>N
HO4
K
HL4
=1
áp dụng công thức 6-1a tập 1 :
[ ]
H
HL
0
limHH
S
K
.
=

Sơ bộ xác định chọn :
Z
r
.Z
V
.K
xh
=1 ;
[ ]
( )

Mpa509
1,1
1
.560
1
H
==

;
[ ]
)Mpa(8,481
1,1
1
.530
2
H
==

;
-Tính N
FE
=60.C.n.t
I
N
FE2
= >N
FO
K
FL2
= 1

Tơng tự ta có : K
FL1
= K
FL3
= K
FL4
= 1
Theo 6-2a
[ ]
F
FL.FC
0
limFF
S
KK
.
=
Sơ bộ xác định đợc

[ ]
( )
[ ]
( )
Mpa
Mpa
F
F
6,236
75,1
1

.1.414
252
75.1
1
.1.441
2
1
==
==
-ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải
[ ]
( )
[ ]
( )
[ ]
( )
[ ]
( )
Mpa360450.8,0.8,0
Mpa464580.8,0.8,0
Mpa1260450.8,2.8,2
Mpa1624580.8,2.8,2
4,2ch
4,2max
2F
3,1ch
3,1max
1F
4,2ch
4,2max

H
3,1ch
3,1max
H
===
===
===
===




III. Tính bộ truyền bánh răng
1. Xác định sơ bộ khoảng cách trục
a
( )
[ ]
3
1
2
1
1
..
.
.1
baH
H
aw
u
KT

uk
+=
Trong đó
K
a
là hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng
Tra bảng 6-5 tập 1 đợc k
( )
3
1
5.49 Mpa
a
=
T
1
Mô men xoắn trên trục bánh chủ động T
1
= 1,42.10
5
Nmm
Theo bảng 6-6 chọn
3,0
ba
=


( ) ( )
80,0105.4.3,0.53,01..53,0
=+=+=
u

babd
Theo bảng 6-7 sơ đồ 3
H
K

=1,03
5

Đồ án TKHTDDCK
GVHD:
Th.s Nguyễn Quang Huy


Thay vào trên
a
w
( ) ( )
mm4,199
3,0.05,4.8,481
03,1.10.42,1
.106.4.5.49
3
2
5
=+=

2. Xác định thông số ăn khớp , mô đun
Theo 6-17 m
( ) ( )
4,199.02,001,002,001,0

==
w
a
=

988,3994,1
=
m
theo bảng tiêu chuẩn 6-8 chọn m = 3
- Xác định số răng bánh nhỏ : = 0 Theo công thức 6-19 tập 1
Lấy tròn Z
1
=26 răng
Theo 6-20 Z
2
=u
2
.Z
1
= 4.06.26 = 105,56 làm tròn Z
2
= 106 răng Tính
lại khoảng cánh trục :

Chọn a
w
=200
Tỷ số truyền thực u
08,4
26

106
1
2
===
Z
Z
m
Kiểm tra lại :

%4%49,0%100.
06.4
06.408,4
1
1
<=

=

u
uu
m
thoả mãn đk TST
3. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
Theo 6-33 tập 1
( )
2
11
11

..

1...2
...
wmw
mH
HMH
dub
uKT
ZZZ
+
=
Trong đó :
Z
M
là hệ số kể đến cơ tính của vật liệu tra bảng 6-5 đợc Z
( )
3
1
M
Mpa274
=
Z
H
hệ số kể đến hình dáng bề mặt tiếp xúc
Z
tw
H
2sin
2
=

76,1
20.2sin
.2
==
H
Z
Do đó Z

là hệ số kể đến sự trùng khớp của răng đợc tính theo công thức (6.36).
Z
3
4

a


=
với
73,1
11
.2,388,1
21

=

+=
ZZ

87,0
3
73,14

=

=
Z
d
w1
=2.a
w
/(u +1) = 2.200/(106/26+1) = 78,8 mm
K
H
là hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc K
HvHHH
K.K.K

=
Trong đó

6
27,26
)106.4(3
4,199.2
)1.(
2
11
1
=
+
=
+
=
um
a
Z

198
2
)10626(3
2
)(
211
1
=
+
=
+
=
zzm

a


Đồ án TKHTDDCK
GVHD:
Th.s Nguyễn Quang Huy


K

H
là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng
Tra bảng 6-7 tập 1
03,1

=
H
K
K

H
là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng ăn khớp
Theo bảng (6.13) .Chọn cấp chính xác chính xác 8 theo 6.14 K

H
=1
K
HV
là hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp
K

HH2
3wwH
HV
K.K.T.2
d.b.
1
+=
với
m
w
0HH
u
a
.v.g.
=
Vận tốc vòng
V=
60000
n.d.
11w



( )
s
m
V 48,1
60000

360.8,78.14,3
==
Tra bảng 6-15 ; 6-16 tập 1
56;006,0
0
==
g
H
( )
mmab
wbaw
H
60200.3,0.
49,3
06,4
200
.48,1.56.006,0
===
==

06,1
1.03,1.10.42,1.2
8,78.60.49,3
1
5
=+=
HV
K

Thay vào 6-33

( )
( )
Mpa
H
5,417
8,78.06,4.60
106,4.06,1.1.03,1.10.42,1.2
.87,0.73,1.274
2
5
=
+
=
Xác định chính xác ứng suất cho phép :
Theo 6-1
[ ] [ ]
XHRVHH
K.Z.Z.
=
= 481,8.0,89.0,95.1 = 407,4 Mpa

Cấp chính xác động học là 8 chọn mức chinh xác tiếp xúc là 8
Khi đó gia công đạt độ nhám
R
( )
95,0Zm25,15,2
Ra
==

.Z

v
= 0,85.v
0,1
= 0,89
Đờng kính đỉnh răng d
1K700d;700
XH2a1a
=<<
Nh vạy với a
w
=190
h
<[
H
] = 407,4
Thoả mãn điều kiện bền tiếp xúc
4. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
Theo 6-43
mdb
YYYKT
ww
FF
F
..
.....2

1
11
1
=

Trong đó:
T
1
Mô men xoắn trên bánh chủ động T
1
= 1,42.10
5
(N.mm)
m Mô đun m=3 (mm)
b
w
Chiều rộng vành răng b
( )
mm
w
60
=
d
w1
Đờng kính vòng lăn bánh chủ động d
w1
= 78,8 mm
Y

Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng
Y

1
=
với


hệ số trùng khớp ngang
57,0
74,1
1
74,1

===
Y
Y

Hệ số kể đến dộ nghiêng của răng do
10

==
Y
7
%4%3,2%100
4,407
4,4075,417
%4%100
][
][
<=

<

h
hh



Đồ án TKHTDDCK
GVHD:
Th.s Nguyễn Quang Huy


Y
21
,
FF
Y
Hệ số dạng răng của bánh 1và bánh 2
Ta có Z
v1
=Z
1
= 26 ,Z
v2
=Z
2
=106
Tra bảng 6-18 đợc
6,3,90,3
21
==

FF
YY
K
F
Hệ số tải trọng khi tính về uốn K
FVFFF
K.K.K

=
Trong đó:
K
F


= 1,252 . Tra bảng 6-7 với
bd

=0,83
K
F


= 1,27 tra bảng 6.14
K
FV
= 1 +


FF2
3wwF

K.K.T2
d.b.
với
m
w
FF
u
a
Vg ..
0
=

Trong đó:
016,0
=
F
;
64,2
=
; g
0
=56
31,9
06,4
200
48,1.56.016,0
==
F
K
FV

=1+
1,1
27,1.252,1.10.42,1.2
8,78.60.31,9
5
=
K
F
=1,1.1,252.1,27= 1,75
Thay vào 6.43 ta có

( )
Mpa
F
89,77
3.8,78.60
9,3.1.57,0.75,1.10.42,1.2
5
1
==


( )
Mpa
Y
Y
F
F
FF
9,71

9,3
6,3
.89,77
1
1
12
===


- Xác định chính xác ứng suất uốn cho phép :
[]

= []
tk
.Y
R
.Y
S
.K
XF
Y
R
=1 ; Y
S
=1,08- 0,0695ln(2,5) = 1,016
K
XF
=1 vì d < 400mm
[]
1

= 176,41.1,002.1= 180,3 (Mpa)
[]
2
= 165,6.1,1.1,002 = 169,2(Mpa)
Nh vậy độ bền uốn thoả mãn
5. Kiểm nghiệm răng về quá tải
Theo 6.48 K
qt
=
3,1
T
T
max
=

( )
[ ]
max
max
5223,171,457
HqtHH
MpaK
<===

[ ]
)(4641,1093,1.89,83.
max
11max1
mpaK
FqtFF

=<===

[ ]
)(36047,933,1.9,71.
max
22max2
mpaK
FqtFF
=<===
6. Các thông số và kích thớc bộ truyền.
Khoảng cách trục a
w
=200 mm
Mô đun pháp m=32,5 mm
Chiều rộng vành răng b
w
=60 mm
Tỉ số truyền u
m
=4,06
Góc nghiêng của răng
= 0
Số răng bánh răng Z
1
=26; Z
2
=106
Hệ số dịch chỉnh X
1
= 0; Z

2
= 0
Đờng kính vòng chia d
1
=78 mm; d
2
= 318mm
8

Đồ án TKHTDDCK
GVHD:
Th.s Nguyễn Quang Huy


Đờng kính đỉnh răng d
a1
=84 mm; d
a2
=324mm
Đờng kính đáy răng
d
f1
=70,5mm;d
f2
=316,5
mm
Đờng kính lăn d
w1
=2.200/(4,06+1)=79,05
d

w1
=321 mm

V.Tính toán truyền động đai.
Theo đầu đề thiết kế cơ cấu máy , bộ truyền dẫn động từ động cơ đến hộp giảm tốc
là truyền động đai thang do đó ta phải tính toán thiết kế bộ truyền đai thang.
1. chọn loại đai và tiết diện đai .
Dựa theo đặc điểm công suất của cơ cấu, P
ct
= 5,82 (KW), và số vòng quay bánh
đai nhỏ là n = 1440 ( vg/ph ) ta chọn loai đai hình thang thờng
Các thông số của đai thờng loại :
b
t
= 11 (mm), b = 13(mm), h = 8 (mm), y
o
= 2,8 (mm)
b
b
y
40
h
t
o
2. Xác định các thông số của bộ truyền.
2.1. Đờng kính bánh đai nhỏ.
Chọn đờng kính bánh đai nhỏ d
1
theo bảng 4.13 trang 59 sách tính toán thiết kế hệ
dẫn động cơ khí tập 1, chọn d

1
= 100 (mm).
Xác định vận tốc đai từ đờng kính bánh đai d
1
.
9
Diện tích tiết diện đai
A = 81 (mm
2
), đờng kính bánh đai
nhỏ d
1
= 100ữ200 (mm),
Chiều dài đai l = 560 ữ 4000 (mm)
Hình 1. đai hình thang thờng.

Đồ án TKHTDDCK
GVHD:
Th.s Nguyễn Quang Huy


60000
n.d.
v
11

=
(m/s) (5-1)
trong đó:
n

1
là số vòng quay của động cơ, n
1
= n
dc
= 1440 (v/ph)
do đó (5-1)
==
60000
1440.100.14,3
v
7,536(m/s)
Đờng kính bánh đai lớn d
2
đợc tính từ đờng kính bánh đai nhỏ d
1
theo công thức:
d
2
= d
1
.u.(1-) (5-2)
ở đây: u = 4, - là hệ số trợt, chọn = 0,01
d
2
= 100.4.(1- 0,01) = 396 (mm)
lấy d
2
theo dãy tiêu chuẩn d
2

= 400 (mm), từ các giá trị d
2
, d
1
đã tính đợc suy ra tỉ số
truyền u theo (5-2):
( ) ( )
=

=

=
01,01.100
400
1.d
d
u
1
2
m
4,04
sai lệch giữa tỉ số truyền mới và tỉ số truyền cũ là rất nhỏ có thể giữ nguyên các
thông số đã chọn.
Số vòng quay thực tế của bánh đai lớn là:
===
04,4
1440
1
2
m

tt
u
n
n
356,4 (v/ph)
2.2. Khoảng cách trục a.
Khoảng cách trục a đợc chọn theo bảng 4.14 trang 60 sách tính toán thiết kế hệ dẫn
động cơ khí tập 1 dựa vào tỉ số truyền u và d
2
.
Theo bảng 4.14 với u 4 a/d
2
= 0,95 a = 0,95.d
2
= 380 (mm)
Kiểm tra trị số a đã tính ở trên theo điều kiện:
)dd.(2ah)dd.(55,0
2121
+++
( ) ( )
1000a281
400100.2a6400100.55,0

+++
Vậy khoảng cách trục đã chọn thoả mãn điều kiện đề ra
2.3. Chiều dài đai.
Chiều dài đai l đợc xác định theo a từ công thức:
10

Đồ án TKHTDDCK

GVHD:
Th.s Nguyễn Quang Huy


( ) ( )
a.4
dd
2
dd.
a.2l
2
1221

+
+
+=
(5-3)
( ) ( )
380.4
100400
2
400100.14,3
380.2l
2

+
+
+=
= 1604,21 (mm)
Chọn l = 1600 (mm) theo tiêu chuẩn trong bảng 4.13.

Kiểm nghiệm giá trị l đã tính đợc ở công thức (5-3) theo điều kiện về tuổi thọ của
đai.
107,4
6,1
536,7
10
max
<====
ii
l
v
i
Vậy đai thoả mãn điều kiện về tuổi thọ.
Từ chiều dài đai l = 1600 (mm) tính chính xác lại khoảng cách trục a theo công
thức:
4
.8
a
22
+
=
(5-4)
Trong đó:
( ) ( )
=+=+

=
400100.
2
14,3

1600dd.
2
l
21
815
2
100400
2
dd
12

=

=
= 150
thay các giá trị này vào công thức (5-4), ta đợc:
( ) ( )

+
=
4
150.8815815
a
22
378(mm)
2.4. Góc ôm (
1
).
Góc ôm
1

trên bánh đai nhỏ đợc xác định theo công thức:
( )
( )


=

=
378
57.100400
180
a
57.dd
180
12
1




135

1
thoả mãn điều kiện
1
> 120
3. Xác định số đai .
Số đai z đợc tính theo công thức:
[ ]
zul0

d1
C.C.C.C.P
K.P
z

=
(5-5)
trong đó:
11

Đồ án TKHTDDCK
GVHD:
Th.s Nguyễn Quang Huy


P
1
là công suất trên trục bánh đai chủ động, P
1
= 5,82 (KW)
[P
0
] - là công suất cho phép, tra bảng 4.19 trang 62 sách tính toán thiết kế hệ dẫn động
cơ khí tập 1 ta đợc [P
0
] = 1,85 (KW).
K
d
là hệ số tải trọng động, theo bảng 4.7 trang 55 sách tính toán thiết kế hệ dẫn động
cơ khí tập 1 K

d
= 1,1.
C

- là hệ số kể đến ảnh hởng của góc ôm
1
, tra bảng 4.15 trang 61 sách tính toán thiết
kế hệ dẫn động cơ khí tập 1 C

= 0,875 với
1
= 135.
C
l
là hệ số kể đến ảnh hởng của chiều dài đai, với tỉ số
l/l
0
= 1600/1320 = 1,2 theo bảng 4.16 cho giá trị C
l
= 1,04.
C
u
là hệ số kể đến ảnh hởng của tỉ số truyền, theo bảng 4.17 trang 61 ta có C
u
= 1,14.
C
z
là hệ số kể đến ảnh hởng của sự phân bố không đều tải trọng cho các dây đai, tra
bảng 4.18 với z =
[ ]

== 15,3
85,1
82,5
0
1
P
P
. C
z
= 0,95
Thay các giá trị vừa tra đợc vào công thức (5-5):
==
95,0.14,1.04,1.875,0.85,1
1,1.82,5
z
3,51 lấy z = 4
từ số đai z = 4, xác định chiều rộng bánh đai theo công thức:
B = (z-1).t + 2.e
Với t = 15, e= 10 (theo bảng 4.21 trang 63 sách tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí
tập 1) B = (2-1).15 + 2.10= 35 (mm)
Đờng kính ngoài của bánh đai.
d
a
= d + 2.h
0
= 100 + 2.3,3 = 106,6 (mm)
4. Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục.
Lực căng trên một đai F
0
đợc tính theo công thức:

v
d1
0
F
z.C.v
K.P.780
F
+=

(5-6)
F
v
là lực căng do lực ly tâm sinh ra, điều chỉnh định kì lực căng.
F
v
= q
m
. v
2
(5-7)
Trong đó: q
m
là khối lợng một mét chiều dài đai, tra bảng 4.22 trang 64 sách tính
toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1 q
m
= 0,105 (kg/m)
12

Đồ án TKHTDDCK
GVHD:

Th.s Nguyễn Quang Huy


(5-7) F
v
= 0,105. (7,536)
2
= 5,96 (N)
thay các số liệu vào công thức (5-6), ta có:
96,5
4.875,0.536,7
1,1.82,5.780
0
+=
F
= 195,28 (N)
lực tác dụng lên trục:
F
r
= 2.F
0
.z.sin(
1
/2) = 2.195,28.4.sin(135/2) = 1 443,3 (N)
Sau khi đã xác định đợc các kích thớc của bộ truyền ta liệt kê các giá trị này trên
bảng 4.
Bảng 4. Các thông số và kích thớc của bộ truyền.
Thông số Công thức tính hoặc bảng Giá trị
Tiết diện đai
Kí hiệu đai

đờng kính bánh đai nhỏ bảng 4.13 100 (mm)
đờng kính bánh đai lớn
d
2
= d
1
.u.(1 - )
396 (mm)
Vận tốc đai
v = .d
1
. n
1
/60000
7,536 (m/s)
Trị số tiêu chuẩn của d
2
bảng 4.21 400 (mm)
Tỉ số truyền thực tế
u = d
2
/d
1
.(1 - )
4,04
Sai lệch tỉ số truyền
u = ((u
t
- u)/u).100%
1%

Khoảng cách trục sơ bộ a = 0,95. d
2
380 (mm)
Khoảng cách trục chính xác a =
4/).8(
22
+
378 (mm)
Chiều dài tính toán
l = 2a+.(d
1
+d
2
)/2+(d
2
-d
1
)
2
/4a
1604,2(mm)
Chiều dài tiêu chuẩn Bảng 4.13 1600(mm)
Số vòng chạy của đai i = v/l 4,7(1/s)
Góc ôm trên bánh đai nhỏ

1
= 180 - (d
2
d
1

).57/a 135
Các hệ số K
d
tra bảng 4.7 1,1
C

tra bảng 4.15
0,875
C
l
tra bảng 4.16 1,04
C
u
tra bảng 4.17 1,14
C
z
tra bảng 4.18 0,99
Công suất cho phép
[P
0
] tra bảng 4.19
1,85(KW)
Số đai cần thiết
z = P
1
.K
d
/([P
0
].C

.C
l
.C
u
.C
z
)
3,51
Số đai chọn Chọn theo số nguyên 2
Chiều rộng bánh đai B = (z-1).t + 2.e 35(mm)
đờng kính ngoài bánh đai d
a1
= d
1
+ 2.h
0
106,6 (mm)
d
a2
= d
2
+ 2.h
0
406,6 (mm)
Lực căng ban đầu
F
0
= 780.P
1

.K
d
/(v.C

.z) + F
v
195,28 (N)
Lực tác dụng lên trục
F
r
= 2.F
0
.z.sin(
1
/2)
1443,3(N)
C. Thiết kế trục
13

Đồ án TKHTDDCK
GVHD:
Th.s Nguyễn Quang Huy


i . Chọn vật liệu
Trục là bộ phận quan trọng trong hộp giảm tốc có tác dụng truyền chuyển
động quay giữa các bánh răng ăn khớp .Đồng thời , trục còn tiếp nhận đồng thời
cả mômem uốn và mô men xoắn .
Do những yêu cầu và đặc điểm trên nên ngoài thiết kế đạt độ chính xác
hình học cao . Trục còn phảI đảm bảo về độ cứng vững, độ bền mỏi, độ ổn định

dao động
Vì vậy, để đảm bảo yêu cầu làm việc trên , yêu cầu ngời thiết kế chọn vật liệu
chế tạo hợp lý , giá thành rẻ , dễ gia công . từ đó ta chọn vật liệu chế tạo các trục
là thép 45 có :
b
= 600 Mpa
[] = 15 - 30 (Mpa)
I- Xác định sơ bộ đờng kính trục và khoảng cách gối trục .
d
K
=
3
].[2,0

k
T
.
Trong đó: d
k
- Đờng kính trục thứ k.
[]- Mômen xoắn cho phép chọn [] = 17 Mpa.
T
k
- Mômen xoắn trên trục thứ k.
T
I
= 1.42.10
5
[N.mm].
T

II
= 5,05.10
5
[N.mm].
d
sb1
=
3
].[2,0

I
T
=
3
5
17.2,0
10.42,1
= 34,70[mm].
d
sb2
=
3
].[2,0

II
T
=
3
5
17.2,0

10.05,5
= 52,96 [mm] .
Vậy ta chọn : d
sb1
= 35 [mm] .
chọn : d
sb2
= 55 [mm].
tra bảng 10.2/1/ ta đợc chiều rộng các ổ: b
o1
= 21mm, b
o2
= 29mm,
1- xác định chiều rộng các may ơ.
+ chiều rộng may ơ bánh đai :
l
m12
= (1,2..1,5).d
sb1
= (1,2..1,5).35 [mm]
Chọn l
m22
= l
m23
= 45 [mm].
+ chiều rộng may ơ bánh răng :
l
m13
= (1,2..1,5).d
sb1

= (1,2..1,5).35 [mm]
Chọn l
m22
= l
m23
= 45 [mm].
l
m22
= (1,2..1,5).d
sb2
= (1,2..1,5).55 [mm].
14

Đồ án TKHTDDCK
GVHD:
Th.s Nguyễn Quang Huy


Chọn l
m22
= 70 [mm].
+ Chiều rộng may ơ nửa khớp nối, ở đây chọn nối trục vòng đàn hồi nên ta có:
l
m23
= (1,4..2,5).d
sb2
= (1,4...2,5).55 [mm].
Chọn l
m 23
= 80 [mm]

2- Xác định chiều dài giữa các ổ.
Ta có :
k
1
khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến thành trong của
hộp ,hoặc khoảng cách giữa các chi tiết quay .Tra bảng 10.3/1/ chọn k
1
= 12
[mm].
k
2
khoảng cách từ mặt cạnh của ổ đến thành trong của hộp . Tra bảng
10.3/1/ đợc k
2
= 10 [mm].
k
3
- Khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến lắp ổ, .Tra bảng
10.3/1/ đợc k
3
= 15 [mm].
h- Chiều cao lắp ổ và đầu bulông, tra bảng 10.3/1/ lấy h
n
= 15 [mm] .
- Xác định chiều dài giữa các ổ
+Trục 1
l
( )
n3012m12c

hkbl.5,0
+++=
trong đó b
1o
là chiều rộng ổ b
( )
mm
o
21
1
=
l
c12
là khoảng cách công xôn
l
( ) ( ) ( )
mmllmm
cc
636315152145.5,0
121212
===+++=

2101313
)(5,0 kkbll
m
+++=
Trong đó
l
13m
Chiều dài may ơ của bánh răng côn trên trục 1

l
m13
= 45 mm
theo trên b
01
= 21 mm

( )
mml 551012)2145.(5,0
13
=+++=
l
11
= 2l
13
= 110 mm
-Trục II.
( )
( ) ( )
( )
( ) ( )
( )
mmkkblll
mmkllll
mmkkbll
mm
mm
m
22310.229912.37070.2.3
5,152127070.5,05,70.5,0

5,7010122970.5,0.5,0
2102232221
123222223
21022222
=++++=++++=
=+++=+++=
=+++=+++=
IV.xác định trị số và chiều của các lực từ chi tiết quay tác dụng lên trục
Chọn hệ trục toạ độ xyz:
15

Đồ án TKHTDDCK
GVHD:
Th.s Nguyễn Quang Huy


Bỏ qua ma sát giữa các răng , bỏ qua trọng lợng bản thân và các chi tiết lắp
trên trục thì lực tác dụng lên bộ truyền gồm 3 lực
Lực vòng
t
F
có phơng tiếp tuyến với vòng lăn ,chiều ngợc với chiều

Lực hớng tâm F
R
có phơng hớng kính ,chiều hớng về tâm mỗi bánh
a.Lực tác dụng lên bộ truyền đai
F
rd
=896,4 (N)

F
x12
= F
td
cos60 =448,2 N
F
y12
= -F
td
sin60 =776,3 N
b. Lực tác dụng lên bộ truyền cấp nhanh
F
( )
2
1
1
1
6,2828
70
99000.2.2
t
m
t
FN
d
T
====
( )
0
5,102920.6,2828.

21
2
0
11
==
====
aa
rtr
FF
FNtgtgFF

b.Lực tác dụng lên bộ truyền cấp chậm
F
t3
=
( )
4
3
2
8,8023
7,100
404000.2.2
t
w
FN
d
T
===
F
( )

4
0
0
.3
3
6,3121
6,6cos
13,21
.8,8023
cos
.
r
twt
r
FN
tg
tgF
====


F
4
0
33
)(4,9286,6.8,8023.
ata
FNtgtgF
====

Phơng chiều của các lực đợc xác định nh trên sơ đồ hình I :
Hình I
a. Trục 1
- dựa vào sơ đồ hình vẽ II để xác định phản lực tại các gối tựa 0 và 1
X = 0
- F
X10
+ F
t
F
x11
= 0
M
oy
= 0
F
t1
.l
13
+ F
x11
.l
11
=0
F
x10
= 1934,6 (N)
F
X11
= 894 (N)

Y = 0
F
Y12
+F
r
+ F
y10
F
y11
= 0
M
0x
= 0
F
y11
.l
11
F
r
l
13
+ F
12
.l
11
= 0
F
y10
= 987,8 (N)
F

y11
= 119,3(N)
Biểu đồ mô men M
X
:
M
x11
= 0
M
x13
= F
x13
.(l
11
l
13
) = 136335 (N.mm)

16