Thiết kế hộp giảm tốc bánh răng hai cấp

MỤC LỤC
Mục lục ... .......................................................................................................................................................... 1
Phần I: MỞ ĐẦU... ......................................................................................................................................... 2
Phần II: NỘI DUNG... .................................................................................................................................... 3
Chương 1 : TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM THIẾT KẾ CTM .................................................................. 3
1.1. Giới thiệu Chung ............................................................................................................................... 3
1.2. Những khả năng của CTM ............................................................................................................... 3
1.3. Những Điều Cơ Bản Khi Sử Dụng CTM ......................................................................................... 4
1.3.1. Cài Đặt CTM ................................................................................................................................ 4
1.3.2. Khởi Động màn Hình Và Giao Diện ............................................................................................ 7
Chương 2 : NHỮNG KHẢ NĂNG CỦA CTM ............................................................................................. 8
2.1. Thiết Kế Các Bộ Truyền Động Cơ khí ............................................................................................. 8
2.1.1. Khởi động chương trình tính toán các bộ truyền động cơ khí ...................................................... 8
2.1.2. Các thao tác trong phần thiết kế các bộ truyền động cơ khí: ..................................................... 9
2.2. Tính Toán Và Chọn Ổ Lăn ............................................................................................................. 22
2.2.1. Tính toán và chọ ổ lăn .............................................................................................................. 22
2.2.2.Tra thông số ổ lăn ...................................................................................................................... 30
2.3. Tính Toán Thiết Kế hệ Dẫn Động Cơ khí...................................................................................... 30
2.4. Chạy AutoCAD ................................................................................................................................ 47
Chương 3 : LIÊN HỆ VỚI INVENTOR ..................................................................................................... 53
3.1. Giới Thiệu Về INVENTOR............................................................................................................. 53
3.2. Thư Viện Thiết Kế Chi Tiết Tiêu Chuẩn ....................................................................................... 54
3.3. Các Chi Tiết Sau Khi Thiết Kế Theo Tham Số ............................................................................. 54
3.4. Bản Vẽ Tổng Thể Hộp Giảm Tốc ................................................................................................... 57
Phần III: KẾT LUẬN... ................................................................................................................................ 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................................................. 61

-1-

I . MỞ ĐẦU
Thiết kế môn học chi tiết máy là môn học vận dụng các kiến thức
tổng hợp của các môn học kỹ thuật cơ sở như Chi tiết máy, kỹ thuật chế tạo
máy, dung sai & lắp ghép… vào thiết kế các bộ truyền động cơ khí, việc nắm
vững công nghệ sử dụng các phần mềm nâng làm cao năng suất thiết kế, đồng
thời giúp sinh viên củng cố các kiến thức đã học một cách toàn diện .
Hiện nay có rất nhiều các phần mềm thiết kế như AUTOCAD,
INVERTOR, MACHINIST CALCULATOR, AUTOCAD MECHANICAL… Nghiên

cứu, tìm hiểu tính năng có so sánh phân tích để phục vụ cho từng bài toán
thiết kế cụ thể là công việc của người kỹ sư ngành tự động hóa thiết kế cơ khí.
Đề tài thực hiện các nội dung sau :
Nghiên cứu tìm hiểu tính năng các phần mềm thiết kế cơ khí như : phần
mềm

“CTM” của Đại học BK HN, “TKM” của trung tâm công nghệ

CAD/CAM và Inventor của hãng Autodesk, Dynamic Designer… So sánh ưu
nhược điểm, phạm vi sử dụng của chúng, vận dụng để tính toán thiết kế một
đề bài cụ thể của môn học Chi tiết máy “ Thiết kế hộp giảm tốc bánh răng hai
cấp”. Với kết quả tính toán đưa vào Inventor để thiết kế hệ thống 3D và mô
phỏng động học nhờ phần mềm Dynamic Designer./.

-2-




II . NỘI DUNG

Chương I: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM THIẾT KẾ CTM
1.1 Giới thiệu chung
CTM là phầm mềm chuyên dùng cho các nhà thiết kế theo xu hướng tính
toán các chi tiết máy sau đó xuất ra thành các bản vẽ thiết kế. Nó phục vụ đắc
lực cho các nhà thiết kế cơ khí. CTM ra đời từ năm 2005 và được sử dụng rất
nhiều trong các trường kỹ thuật.
Tuy CTM là phần mền độc lập không phụ thuộc vào Auto Cad nhưng cơ
sở dữ liệu có thể trao đổi dễ dàng với Auto Cad. CTM có thể chuyển dữ liệu
sau khi tính toán sang Auto Cad để tạo thành bản vẽ kỹ thuật.
Một tính năng nổi trội của CTM là một phần mềm tiếng việt, rất dễ sử
dụng, hiệu quả cao, chỉ cần nhập các yêu cầu về kỹ thuật của chi tiết CTM sẽ
cho ta kích thước của các chi tiết đã được tiêu chuẩn hóa.
Yêu cầu đối với máy tính
Ổ cứng phải còn ít nhất 55,1MB
Đối với bộ sử lý trung tâm và Ram, phần mềm CTM yêu cầu không cao.
1.2 Những khả năng của CTM
Phần mềm CTM là phầm mềm thiết kế, tính toán cơ khí được xây dựng
trên công nghệ … tạo ra khả năng tính toán, thiết kế các chi tiết máy trong các
bộ truyền động cơ khí, hệ dẫn động cơ khí… một cách chính xác, nhanh
chóng và rất tiện lợi:
- Cho người thiết kế có được bản vẽ 2D của các chi tiết đơn lẻ
hoặc của cả cụm chi tiết khi đã tính toán xong.
- Các chi tiết được tiêu chuẩn hoá làm cho nó có khả năng lắp
ghép cao.

-3-

- Dễ dàng thay đổi chỉnh sửa kích thước của các chi tiết khi tính
toán.
- Có thể tính toán được các chi tiết máy theo yêu cầu sử dụng thực
tế như thời gian làm việc, công suất, khả năng chịu tải…
- Có khả năng chọn vật liệu làm chi tiết phù hợp với các yêu cầu
về kỹ thuật.
1.3 Những điều cơ bản khi sử dụng khi sử dụng CTM
1.3.1 Cài đặt chi tiết máy
a.

Cài đặt phần mềm :

- Chạy file "SetupCTM.exe"
- Làm theo hướng dẫn (nên để mặc định) rồi chọn "Next"
- Nhập Product ID như sau : CTM-VLH-DMR-HUT

- Tiếp tục đến khi hoàn tất cài đặt

-4-




Sau khi cài đặt xong sẽ xuất hiện thư mục trong menu : Start\Program
File\ CTM. Trong đó có chứa shortcut của các chương trình trong bộ phần
mềm.

b. Cài đặt menu CTM trong AutoCAD :
- Chạy file "SetupLISP.exe" hoặc chạy file "CTMCenter" rồi chọn chức
năng "Chạy AutoCAD"

-5-




- Chọn chức năng "Cài đặt cho AutoCAD2004" nếu máy tính của bạn
có cài đặt AutoCAD 2004 thì chương trình AutoCAD 2004 sẽ được gọi
thực thi và tự động cài đặt menu CTM vào trong AutoCAD. Nếu máy
tính của bạn không cài AutoCAD 2004 thì thực hiện thêm bước sau :
+ Chạy chương trình AutoCAD mà trong máy bạn đã cài đặt.
+ Chọn chức năng "Tools\Load Application ..." từ menu hoặc gõ lệnh
"AppLoad" từ dòng lệnh "Command:"
+ Thực hiện lệnh này sẽ hiển thị hộp thoại :

+ Bạn hãy chọn tới file có tên "MENUCTM.LSP" có trong thư mục chương
trình được cài đặt, mặc định là : C:\Program Files\CTM\ MENUCTM.LSP
+ Bấm nút "Load" rồi ấn nút "Close", sau khi thực hiện xong thì
trênmenu của AutoCAD sẽ có thêm mục menu mới như hình dưới.

-6-




1.3.2 khởi động và màn hình giao diện
Khởi

động

bằng

cách

nhấp

chuột

vào

Start\All

Program\CTM\CTMCenter
Sau khi khởi động CTM màn hình giao diện của CTM như sau:

Tuỳ theo yêu cầu cụ thể của công việc tính toán thiết kế ta lựa chọn chức
năng cụ thể của phần mềm CTM.

-7-




Chương II: NHỮNG KHẢ NĂNG CỦA CTM
2.1 Thiết kế các bộ truyền động cơ khí:
2.1.1: Khởi động chương trình tính toán các bộ truyền động cơ khí
Một trong những ưu điểm của phần mềm CTM chính là thiết kế các bộ
truyền động cơ khí. Khi muốn mở chức năng thiết kế này, ta click chuột trái
vào biểu tượng “CTM2.a - Thiết kế các bộ truyền động cơ khí”

Sau đó màn hình sẽ
hiện lên 1 cửa sổ mới, cửa sổ
mới được bố trí thành từng
vùng, bên phải gồm có sơ đồ
tải trọng, ô hiển thị các trạng
thái chịu tải làm việc và bên
trái là các ô thông số kỹ
thuật.

-8-




2.1.2: Các thao tác trong phần thiết kế các bộ truyền động cơ khí:
a: Nhập dữ liệu
Khi muốn thiết kế loại bộ truyền nào ta sẽ lựa chon ở ô “Loại bộ truyền”.
có 6 cách chọn cho phép ta tính toán thiết kế 6 loại bộ truyền khác nhau là Bộ
truyền đai, bộ truyền xích, bánh răng trụ, bánh răng côn, trục vít - bánh vít và
bánh ma sát.
ở đây tôi xin đưa ra một ví dụ vế tính toán một bộ truyền bánh răng trụ
răng nghiêng có công suất trên trục chủ động là 2,8(KW), số vòng quay trên
trục chủ động là 1420(n/p), tỉ số truyền u = 5,81. ngày làm việc 2 ca, 1 ca 8h,
1 năm làm việc 219 ngày, làm việc 5 năm. Có sơ đồ tải trọng như hình vẽ:

Đầu tiên ta chon ở ô “loại bộ truyền” chế độ bánh răng trụ. Sau đó lần
lượt nhập dữ liệu cho các ô “Công suất trên trục chủ động”, “Số vòng quay
trên trục chủ động”, “Tỉ số truyền”, “Loại răng và hướng răng”, “Số ca làm
việc”, “đặc tính làm việc”, “Thời hạn phục vụ”, “Thời gian mở máy”,
“mômen mở máy” với đơn vị đã được nêu ra trong của sổ của chương trình.

Tuỳ theo sơ đồ tải trọng mà ta chia ra các trạng thái khác nhau. Trong sơ
đồ trên có 2 trạng thái, trạng thái 1 có thời gian trạng thái là 5 giờ và có tỉ lệ
mômen là 1. trạng
thái 2 có thời gian
trạng thái là 3 giờ và
có tỉ lệ mômen là
0,5. sau khi nhập

-9-




song dữ liệu ở từng trạng thái ta click chuột và biểu tượng “thêm” ở góc dưới
bên trái của cửa số khi đó ở khung các trạng thái chịu tải làm việc sẽ hiện ra
các trạng thái với những thông số mà ta vừa nhập vào. Ta có thể sử dụng chức
năng xóa hoặc xoá tất cả để xoá các trạng thái cũ hoặc chức năng chèn để
chèn thêm vào các trạng thái mới.
Sau khi làm xong các thao tác trên, ta có thể lưu vào đĩa cứng trước khi
thực hiện các thao tác tiếp theo bằng cách click vào ô lưu vào File… hoặc có
thể huỷ chương trình bằng cách click vào ô kết thúc.
Để tính toán thiết kế một bộ truyền trước tiên ta phải nhập những thông
số cơ bản như trên, sau đó click chuột vào ô “Tính thiết kê” để chuyển sang
bước tiếp theo trong công việc thiết kế một bộ truyền động cơ khí.
Sau khi click vào ô này, chương
trình sẽ đưa ra 2 cửa sổ mới đó là cửa sổ
“Hiển thị
thông số” và “Nhập số liệu tính”.
Trong cửa sổ “Hiển thị thông số” cho ta
thấy thông số đầu vào, thông số cơ

bản… và qua đó ta có thể kiểm tra lại
những thông số mà ta vừa nhập. Ở đây ta
quan tâm hơn tới cửa sổ “Nhập số liệu
tính”
Trong cửa sổ này ta có thể thay đổi lại
loại bộ truyền bằng cách click vào các loại
bộ truyền khác nhau. Ta cũng có thể thay đổi
chế độ làm việc, chế độ tải và còn có thể
kiểm tra và thay đổi sơ đồ tải trọng bằng
cách click vào ô đặt chế độ tải. Khi click vào
ô đặt chế độ tải, một của sổ sẽ xuất hiện cho

-10-




ta quan sát sơ đồ tải trọng với các số liệu của sơ đồ và ta có thể dễ dàng kiểm
tra cũng như thay đổi nếu như số liệu chưa chính xác bằng chức năng cập
nhật.
Sau khi đã kiểm tra kỹ, ta kết thúc bước này bằng cách chon ô “OK” để
chuyển sang bước tiếp theo.
b: Chọn vật liệu và tính ứng suất cho phép
khi ta chuyển sang bước tiếp theo, một của sổ mới của chương trình sẽ
hiện lên. Chức năng của của sổ mới này chính là dùng để chọn vật liệu và tính
sức bền. Nhiệm vụ của ta chính là chọn loại vật liệu phù hợp. ở đây tôi xin
chọn vật liệu của bánh chủ động là thép 45 tôi cải thiện có HB=241…285.
Vật

liệu của

bánh bị động là
thép 45 tôi cải
thiện

có

HB=192…240.
và chương trình
sẽ ngay lập tức
cho ta các thông
số cần tính như
ứng suất tiếp xúc. ứng suất uấn…
Ta sẽ đi kiểm chứng lại tính chính xác của chương trình:
Xác định ứng suất tiếp xúc:
Số chu kỳ làm việc của bánh răng được tính theo công thức sau
3

Mi ⎞
Ntd = 60u ∑ ⎛⎜
⎟ ni.Ti
⎝ M max ⎠

Trong đó:
u: Số lần ăn khớp của 1 răng khi bánh răng quay được 1 vòng

-11-

Mi, ni ,ti : Mô men xoắn, Số vòng quay trong một phút, Tổng thời gian
làm việc ở chế độ i
Mmax : Mô men lớn nhất tác dụng lên bánh răng (không tính mô men
quá tải trong thời gian ngắn)
Số chu kỳ làm việc của bánh lớn :
N2=5.0,6.365.0,67.24.60.244,4(13.0.5+0.53*0,3)=7,423*107 >No
- Số chu kỳ làm việc của bánh nhỏ:
N1 = i. N2 = 5,81.7,423.107=43,128.107.
Vậy số chu kỳ làm việc của bánh nhỏ cũng lớn hơn số chu kỳ cơ sở
N0=107.
Do N1 và N2 đều lớn hơn số chu kỳ cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc
nên khi tính ứng suất cho phép của bánh nhỏ và bánh lớn lấy KHL = 1
Theo bảng (6.2) chọn
σ0 H lim1= 2.HB +70

(ứng suất giới hạn mỏi tiếp xúc ứng với chu kỳ cơ

sở)
Thay số vào ta có:
σ0 H lim1= 2.245 +70 = 560 Mpa
σ0

H lim2=

2.HB +70 (ứng suất giới hạn mỏi tiếp xúc ứng với chu kỳ cơ

sở)
Thay số vào ta có:
σ0 H lim2= 2.230 +70 = 530 Mpa

SH = 1,1
Từ công thức (6.1a)tính ứng suất cho phép về tiếp xúc:
[σH] = σ0 H lim. KHL/ SH
Thay số vào ta có:
[σH1] = 560.1/1,1= 509 Mpa
[σH2] = 530.1/1,1= 481,8 Mpa
Để tính sức bền ta dùng thông số:
[σH] = 0,5.( [σH1] + [σH2] ) = 0,5. (509 + 481,8) = 495,4 Mpa
-12-




Xác định ứng suất uốn:
m

Mi ⎞
Ntd2 = 60u ∑ ⎛⎜
⎟ ni.Ti
⎝ M max ⎠

ở đây m là bậc của đường cong mỏi với thép tôi cải thiện ta lấy m =
6
Bánh lớn :
Ntd2

=5.0,6.365.0,67.24.60.244,4(16.0.5+0.56*0,3)=13,031*107

>No
Bánh nhỏ :

Ntd1 =i* Ntd2 =5,81.13,031.107=75,71.106 > No
Do N1 và N2 đều lớn hơn số chu kỳ cơ sở của đường cong mỏi uấn
nên khi tính ứng suất cho phép của bánh nhỏ và bánh lớn lấy KFL = 1
Từ công thức (6.2a) tính ứng suất cho phép về uốn :
[σF] = σ0F lim.KFc.KFL/ SF
Trong đó :
σ0F lim : ứng suất giới hạn mỏi uốn ứng với chu kỳ cơ sở.
KFL : Hệ số tuổi thọ
Do tải trọng đặt một phía ( Bộ truyền quay 1 chiều) nên KFC = 1
Theo bảng 6.2 ta có :
SF=1,75;

σ0Flim=1,8HB;

Thay số vào ta có :
[σF1] = 1,8.245.1.1/1,75 = 252 Mpa
[σF2] = 1,8.230.1/1,75 = 236,6 Mpa
- ứng suất uốn cho phép khi quá tải :
[σF]max = 0,8. σch
Bánh nhỏ :

[σF1]max = 0,8. σch = 0,8.580 = 464 MPa

Bánh lớn :

[σF2]max = 0,8. σch = 0,8.450 = 360 Mpa

-13-

Như vậy ta có thể thấy chương trình cho ta một kết quả hết sức nhanh
chóng và chính xác.
c. Xác định các thông số.
Sau khi chon vật liệu và tính ứng
suất uấn cho phép ta đi xác địng các
thông số bằng cách click vào ô ‘‘tiếp
theo’’. Khi này chương trình sẽ hiện
ra một cửa sổ mới, để có thể xác định
được các thông số như số răng, tỷ số
truyền thực, góc nghiêng… ta cần
nhập dữ liệu vào ô cần thiết như
xi_ba ; sơ đồ bố trí bánh răng; chọn
aw; chọn T/c; chọn sơ bộ góc nghiêng;
tất cả các số liệu này đều phải được
chọn theo tiêu chuẩn thì mới cho ta
kết quả chính xác, đây chính là yêu cầu đối với mỗi kỹ sư khi sử dụng phần
mền này, đó chính là kiến thức của mỗi người mà không phải là phụ thuộc
hoàn toàn vào máy tính. ở đây tôi xin chọn các thông số như sau :
chọn

ψ ba = 0,3 ;

chọn a w = 115
Chọn m = 2
Riêng ở phần sơ đồ bố trí bánh
răng, ta sẽ thực hiện chon bằng cách
click vào ô “Sơ đồ bố trí bánh răng”
và lựa chọn các phương án như hình

vẽ

-14-




Ngay sau khi nhập song các số liệu, chương trình sẽ cho ta các thông số
về bộ truyền một cách chính xác.
Ta sẽ đi kiểm tra lại các kết quả bằng lý thuyết:
Kiểm tra khoảng cách trục A.
Ta có công thức tính khoảng cách trục (6.15a)
A = K a (i ± 1)3

T1.K Hβ

[σ H ]2 iψ ba

Với Ka: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng.
T1: Mômên xoắn trên trục bánh chủ động.
K Hβ : Hệ số kể đến sự phân bố không đồng đều tải trọng trên chiều rộng

vành răng khi tính về tiếp xúc.

ψ ba =

bW
aW

Theo bảng 6.5 ta có: Ka = 43

Theo bảng 6.6 ta có: ψ ba = 0,3
Theo bảng 6.7 ta có: K Hβ = 1,11

⇒ aW = 43(5,81 + 1)3

18642,47.1,11
=108,7
[481,8]2 5,81.0,3

Ta lấy aW = 115 mm
Kiểm tra số răng và góc nghiêng của răng:
Mô đun pháp:
mn = (0.01÷0.02)aW = (1.15÷2.3) (mm)
Lấy m = 2
Chọn sơ bộ góc nghiêng β=100 suy ra cosβ=0.985.
Số răng bánh nhỏ :
Z1 =2aWcosβ/ [m(i+1)] = 2*115.0,985/2(5,81+1) = 16,63(răng)
Lấy số răng bánh nhỏ bằng 17 răng.

-15-




Số răng bánh lớn :
Z2 = i.Z1 = 5.81.17 = 98,77 (răng)
Lấy số răng bánh lớn bằng 97 răng.
Vậy tỷ số truyền thực tế là :
itt = Z2/ Z1 = 93 /17 =5,81
Tính chính xác góc nghiêng β theo công thức:

Cos( β )=

m.(Z1 + Z 2 ) 2.114
=
= 0,9913 →
2a w
2.115

β = 7,56 O

Vậy tất cả các kết quả do chương trình đưa ra đều chính xác
d : Kiểm nghiệm vế sức bền.
Sau khi tính song các thông số cơ bản, ta đi kiểm tra về sức bền tiếp xúc,
sức bền uấn và sức bền khi chịu quá tải đột ngột trong thời gian ngắn. 3 thao
tác tiếp theo chính là 3 thao tác thực hiện công việc này. muốn thực hiện 3
thao tác này ta lần lượt click vào ô “tiếp theo” của chương trình.Ta sẽ đi tính
kiểm tra về sức bền theo lý thuyết và so sánh kết quả với chương trình:
Dưới đây là kết quả của chương trình:

-16-




Theo tính toán lý thuyết:
Ta có theo:
V=

2.π .a w .n1
2.3,14.115.1420

=
= 2,51(m / s)
60.1000.(in + 1) 60.1000.(5,81 + 1)

Với vận tốc vòng trên có thể chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng : 9
Chiều rộng bánh răng :
bW = ψA*aw= 0.3*115 = 35 (mm)
Đường kính vòng lăn bánh răng nhỏ:
d1=2aw/(i+1)=2*115/(5.81+1)=33,77 (mm).
Do đó:
ψbd= bW/d1= 35/33,77 =1,036
Lấy chính xác aw = 115 (mm)
Kiểm nghiệm sức bền tiếp xúc của răng:

)

(

Z .Z .Zε 2.T1.K HV . ibn +1
≤ ⎡σ ⎤
σ = M H
.
⎣ H⎦
H
d
b w .i
w1
bn

Theo bảng 6-5 ta có ZM = 274(MPa)1/2

T1 : mô men xoắn trên bánh dẫn;
[σH] : ứng suất cho phép về tiếp xúc ;
ZH : hệ số hình dạng bề mặt
ZH = 2.cos β / sin 2.αtw
b
β b : góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở

αtw : góc ăn khớp
tg β

b

= cos α t .tg β → β

b

= arctg(cos α t .tg β )

= arctg(cos20,16tg7,56) = 7,10
Trong đó α t : góc prôfin răng

-17-




α : góc prôfin gốc : 200
α t = αtw = arctg(tg α /cos β ) = arctg(tg20/cos7,56) = 20,160
Do đó :

ZH =

2. cos 7,1
=1,239
sin 2.20,16

Hệ số trùng khớp (theo 6-38b)
εα

⎡
⎛ 1
1 ⎞⎟ ⎤⎥ .cos β
⎢
⎜
= 1,88 − 3,2.
+
⎢
⎜Z
Z ⎟⎥
1
2 ⎠⎦
⎝
⎣

=

⎡
1 ⎞⎤
⎛1
⎢1,88 − 3.2.⎜ 17 + 97 ⎟⎥ cos 7,56 = 1,644

⎝
⎠⎦
⎣

Do ε β = bw Sinβ / (mπ ) = 35.Sin 7,56 / (2.3,14 ) = 0,733
Vậy theo 6.36c ta có
Zε =

1

εα

=

1
= 0,78
1,644

Đường kính vòng lăn bánh nhỏ :
dw1 = 2 aW/( ibn + 1) = 2.115/6,81 = 33,77 mm
Vận tốc vòng quay của bánh nhỏ:
V= π.dw.n1/60000 =3,14.33,77.1420 /60000 =2,5m/s . theo bảng 6.13
chọn
cấp chính xác 9 theo bảng 6.16 g0 =73
( hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch bước răng)
Theo bảng 6.14 với cấp chính xác 9 và v ≤ 2,5 m/s , KH α = 1,13;
Theo 6.7 KH β = 1,1 ;
Tính hệ số kể đến tải trọng động :
KHv = 1+ vH.bw.dw1/(2T1. KHβ. KHα) .

(*)

Tính vH :
vH = δH.g0.v. a w /i = 0,002.73.2,5. 115 / 5,81 = 1,624
bn
Trong đó : δH =0,002 (tra bảng 9.15)
Thay vào (*) ta được :
-18-




KHv = 1 + (1,624.35.33,77)/(2.18642,47.1,15.1,13) =1,04
Vậy KH = KHβ. KHα. KHv =1,1.1,13. 1,04 =1,29
Chiều rộng vành răng : bw = ψba. aW = 0,3.115 = 35 mm
Thay các giá trị vào (1) ta được :

σH =

274.1,239.0,78 2.18642,47.1,29.6,81
.
=447,7 (MPa)
33,77
35.5,81

Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép :
Theo 6-1 với v = 2,4 (m/s), vậy ZV = 1; với cấp chính xác động học là 9,
chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8, khi đó cần gia công đạt tới độ nhám
là Ra=2,5 do đó RZ = 0,95; với da < 700mm HxH = 1. do đó ta có

[σ H ] = [σ H ]ZV Z R K xH

= 495,4.1.1.0,95 = 470,7

Vậy σH < [σH] = 470,7(MPa)
Vậy bộ truyền đảm bảo bền tiếp xúc.
Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng.

Ta có σ F 1 =

2T1 K F Yε Yβ YF 1
bW dW 1m

≤ [σ F 1 ]

(CT 6-43)

Trong đó:
T1 : mô men bánh chủ động
dw1 : đường kính vòng lăn bánh nhỏ ( chủ động).
YF1, YF2 : hệ số dạng răng của bánh 1,2 nó phụ thuộc vào số răng tương
đương.
Y ε : hệ số kể đến sư trùng khớp.
Yõ = 1- õ/140 = 1 – 7,56/140 = 0,946
Với

KF = KF β .KF α .KFv

Theo bảng 6.7 ψbd = 1,08 chọn KF β = 1,16 ;
KF α : hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng.

Theo bảng 6-14

với CCX 9

-19-

chọn KF α = 1,37.




Theo (9.4) :
KFv = 1 + vF.bW.dw1/(2T1. KF β .KF α )

(*)

Trong đó :
vF = δF.g0.v.

aw
ibc

δF : tra bảng 6-15 chon δF = 0,006 vậy
vF = δF.g0.v.

aw
=
ibc

0,006.73.2,51.

115
= 4,89
5,81

Thay các giá trị vào (*) ta có :
KFv = 1 + 4,89.35. 33,77./(2.18642,47.1, 32.1,37) = 1,09
Do đó :
KF = 1,32.1,37.1,09 = 2
Với
ε α = 1,644

Hệ số Y ε = 1/ ε α = 0,61
Tính số răng tương đương:
Ztd1=Z1/cosβ3=17/0.99133=17 răng.
Ztd2=aw/ cosβ3=115/0.99133=118 răng.
Hệ số dạng răng tra theo bảng 6-18:
+Bánh nhỏ: YF1 = 4,26
+Bánh lớn: YF12 = 3,6
Thay số vào ta được :

σF1 =

2.18642,47.2.0,61.0,946.4,26
= 77,55 MPa
35.33,77.2

σF2 = σF1. YF2/ YF1 = 77,55.3,6/4,26 =65,54

MPa

<

[σF1]

<

[σF2]

Vậy bộ truyền đảm bảo bền

-20-




Kiểm nghiệm sức bền của răng trong trường khi chịu quả tải đội
ngột trong thời gian ngắn.

Ta có KQT = Tmax/TDN = 1,9
Kiểm nghiệm ứng suất tiếp theo công thức:

σH1MAX = σH

K QT = 453,15. 1,9 =624,6 < [σH]max=1624

ứng suất tiếp xúc quá tải nhỏ hơn ứng suất tiếp xúc cho phép quá tải của
bánh 1 và bánh 2 nên đảm bảo điều kiện bền về tiếp xúc .
Kiểm nghiệm ứng suất uấn sinh ra khi quá tải là:

σFmax = Kqt* σF <[σF]max
σF1max = Kqt* σF1 = 1,9.77,55 = 147,345 < 464 = [σ]F1max
σF2max = Kqt* σF2 =1,9.65,54 = 124,53 < 360= [σ]F2ma
e: Kết quả thiết kế bộ truyền.
Như vậy ta đó hoàn thành
việc thiết kế một bộ truyền, và
thao tác cuối cùng chính là
nhận kết quả, thao tác cuối cùng
này chính là thao tác thống kê
lại đầy đủ các thông số. vậy với
kết quả này ta đó có thể chế tạo
được một bộ truyền đáp ứng
đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật.

-21-




2.2 Tính toán và chọn ổ lăn

2.2.1 Tính toán và chọn ổ lăn
Trong tính toán thiết kế các hệ dẫn động cơ khí thi viêc lựa chọn ổ lăn
chiếm một vai trò rất quan trọng. Nếu lựa chọn không chính xác ổ lăn thì dẫn
đến hỏng ổ và phá hỏng toàn bộ hệ dẫn động, do đó không đảm bảo khả năng
làm việc của máy sau khi đã thiêt kế. Trong phần mềm CTM này có giúp cho
chúng ta lựa chọn ổ lăn phù hợp theo tiêu chuẩn và đảm bảo theo điều kiện
làm viêc của máy. Để khởi động công dụng tính toán và chọn ổ lăn ta sẽ lựa
chọn vào mục “TM2.b-Tính toán và chọn ổ lăn”, khi đó một cửa sổ chương

trình sẽ hiện ra:
Trong phần này sẽ cung cấp cho chúng ta hai phần là “ Nhập dữ liệu và
tính chọn ổ lăn….” và “Tra thông số ổ lăn”
Đầu tiên ta hãy đi vào phần “ Nhập dữ liệu và tính chọn ổ lăn….”
Kích chuột trái vao phần” Nhập dữ liệu và tính chọn ổ lăn…” trên màn
hình sẽ hiên ra ô tính toán và nhập dữ liệu như sau:

-22-




Ta có thể thấy được màn
hình sẽ hiện lên 1 cửa sổ mới,
cửa sổ mới được bố trí thành
từng vùng, bên phải gồm có sơ
đồ bố trí ổ, ô hiển thị các phản
lực trên các ổ; Thời gian làm
việc; Số vòng quay của trục;
Vòng nào quay;
Để có thể hiểu rõ hơn về phần tính toán ổ lăn này, ta sẽ đi giải quyết một
bài toán về tính toán và chọn ổ lăn như sau:
“chọn ổ lăn cho trục trung gian của hôp giảm tốc với các số liệu sau:
đường kính ngõng trục d =25 (mm) ;n =151,58 (v/p) ;thời hạn sử dụng Lh
=18781.44 h; Phản lực tại các ổ :Fxo =655.08N;Fyo =627.77 N ;lực dọc trục Fa
=4256.1 N ; chế độ tải va đập nhẹ; nhiệt độ làm việc của ổ là dưới 1000 C.”
Ta sẽ tính toán ổ lăn như sau:

• Tính toán bằng phần mềm
CTM:

Nhập số liệu vào bảng tính theo
những yêu cầu;
Sau khi nhập ta được như sau:

Với lưu ý rằng,
nếu như muốn thay đổi
chế độ tải trọng ta sẽ
click

vào

mục

tải

trọng.Ta sẽ thấy một ô
cửa sổ hỏi các chế độ

-23-




tải trọng và ta sẽ nhập theo yêu cầu thiết kế:
- Tiếp tục thiết kế bằng
cách click vào ô chấp nhận, ta sẽ
được một cửa sổ mới là cửa sổ
“Chọn loại ổ lăn”.
Lựa chọn loại ổ theo yêu
cầu; trong bảng dưới sẽ hiên ra

các thông số của loại ổ đã chọn.
Một trong những gợi ý để ta lựa
chọn ổ lăn là ta click vao dấu
“?” bên cạnh ô tỉ số Fa/Fr.Sau
đó ta click vào ô “tiếp theo”
Như vây ta sẽ nhận được
như sau:
Ta thấy rằng ổ lăn đã chọn
thoả mãn về yêu cầu khả năng tải
động.
Trên hai cột hiện ra các
thông số của các ổ lăn mà ta đã
lựa chon.
Tiếp tục click vào ô tiêp
theo để tiếp tục tính toán:
Sau khi click vào ô tiếp theo
ta sẽ thấy chương trình tiếp tục
kiểm tra ổ về khả năng tải tĩnh.
Như sau:

-24-




Do ổ của ta là đang chuyển động
do đó về khả năng tải tĩnh sẽ thừa như
trên.click vào ô tiếp theo thi sẽ có ô
nhắc ta như sau:
Click vào ô “no”. Như vậy ta đã hoàn thành quá trình tính toán ổ lăn cho

trục trung gian của hộp giảm tốc trục vít 2 cấp thoả mãn yêu cầu:
Trên ô “xem kết quả tính chọn ổ lăn” đã hiện lên va cho phép chúng ta
xem các kết quả vừa tính :
Click vào đó và ta sẽ nhận được kết quả như sau:

Trên đó ta thấy rõ ưu điểm của trương trình là cho phép ta lưu vào vào
file text hoặc là chung ta xuất sang Excel làm bảng tính để có thể vẽ đươc ổ
lăn .Phần vẽ ổ lăn va các chi tiết của hệ dẫn động chúng tôi sẽ trình bày sau:
Kết quả tính thiết kế : Kết quả tính toán và chọn ổ lăn
K
Thông số

Đơ

ý hiệu

Giá trị

n vị

Sơ đồ bố trí ổ
-<--------Sơ đồ 2 : kiểu chữ O

>-

Lực tác dụng
F
Lực dọc trục

a

0

Lực hớng tâm tại gối 0

-25-