thiết kế hệ dẫn động băng tải gồm có hộp giảm tốc hai cấp bánh răng côn trụ răng thẳng và bộ truyền xích

1

n Chi Tit Mỏy

Lời nói đầu
Thiết Kế Đồ án Chi Tiết Máy là một môn học cơ bản của ngành cơ khí. Môn học
này không những giúp cho sinh viên có một cái nhìn cụ thể hơn thực tế hơn đối với
các kiến thức đã đợc học, mà nó còn là cơ sở rất quan trọng của các môn chuyên
ngành sẽ đợc học sau này.
Đề tài sinh viên đợc giao là thiết kế hệ dẫn động băng tải gồm có hộp giảm tốc
hai cấp bánh răng côn trụ răng thẳng và bộ truyền xích . Hệ thống đợc dẫn động
bằng động cơ điện thông qua khớp nối, hộp giảm tốc và bộ truyền xích sẽ truyền
chuyển động tới băng tải. Trong quá trình tính toán và thiết kế các chi tiết máy cho
hộp giảm tốc sinh viên đã sử dụng và tra cứu các tài liệu sau:
Tập 1 và 2 chi tiết máy của GS.TS-Nguyễn Trọng Hiệp.
Tập 1 và 2 Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí của PGS.TS Trịnh
chất và TS Lê Văn Uyển.
Dung sai và lắp ghép của GS.TSNI.NINH C TN
Do là lần đầu làm quen với công việc thiết kế chi tiết máy,cùng với sự hiểu biết
còn hạn chế cho nên dù đã rất cố gắng tham khảo các tài liệu và bài giảng của các
môn có liên quan song bài làm của sinh viên không thể tránh khỏi những sai sót.
Kính mong đợc sự hớng dẫn và chỉ bảo nhiệt tình của các thầy cô trong bộ môn
giúp cho em ngày càng tiến bộ.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy trong bộ môn, đặc biệt là thầy
HOàNG XUÂN KHOA đã trực tiếp hớng dẫn, chỉ bảo tận tình để em hoàn thành
tốt nhiệm vụ đợc giao .

Sinh viên: Thái Doãn Thuyết

[1]
SV:Thỏi Doón Thuyt

2

n Chi Tit Mỏy

THIếT Kế HộP GIảM TốC 2 CấP PHÂN ĐÔI CấP
NHANH
Phần I. TíNH CHọN đông cơ,phân phối tỉ số truyền và mômen
xoắn trên các trục

A. Chọn động cơ
1. Xác định công suất cần thiết của động cơ
Công suất tơng đơng xác định theo công thức : P =

P


Trong đó:
+ Công suất công tác Pt:
Pt= = =5,52 KW
Với : v =0,46 m/s - vận tốc băng tải;
F =12000 N - lực kéo băng tải;
+ Hiệu suất hệ dẫn động :
= nib .
Theo sơ đồ đề bài thì : =k.3ôl.ot 2br.d;
Tra bảng( 2.3) Ttttkhdđck tập1 , ta đợc các hiệu suất:
k = 0,99

- hiệu suất nối trục.

ol = 0,99

- hiệu suất một cặp ổ lăn;

ot= 0,98

- hiệu suất một cặp ổ trợt;
[2]

SV:Thỏi Doón Thuyt


3

n Chi Tit Mỏy

br = 0,96

- hiệu suất một cặp bánh răng trụ;

đ

- hiệu suất bộ truyền đai để hở;

= 0,95

= 0,99. 0,993. 0,98.0,962.0,95 = 0,82;
+ Hệ số xét đến sự phân bố tải không đều :
2

T t
2,8
4,7
= i ữ . i = 12.
+ 0,742.
= 0,82
T
t
8
8
1 ck
Công suất cần thiết Pct đợc xác định bằng công thức:

2. Xác định tốc độ đồng bộ của động cơ điện
Chọn sơ bộ tỉ số truyền của toàn bộ hệ thống là uc.Theo bảng 2.4, truyền động
bánh răng trụ hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh, truyền động đai (bộ truyền
ngoài):
uc= uh. uđ;
uh: tỉ số truyền sơ bộ hộp giảm tốc; uh =(6..30);
uđ: tỉ số truyền của bộ truyền đai;chon uđ= 4
uc=(6..30).4= (24..120) ;

+ Số vòng quay của trục máy công tác là nlv :

Trong đó:
[3]
SV:Thỏi Doón Thuyt

4

n Chi Tit Mỏy

v: vận tốc băng tải; v = 0,46 m/s;
D: đờng kính băng tải; D=300 mm;
Số vòng quay sơ bộ của động cơ nsb:

nsb = nlv . uc = 29(24..120) = (696..3480) vg/ph;
Ta chọn số vòng quay đồng bộ: nđb=3000 v/ph;

3. Chọn động cơ
Chọn động cơ phải thỏa mãn điều kiện: Pđc Ptđ, nđc nsb

Tk
T
mm =1, 7
Tdn
T

Từ kết quả : pct = 5, 52 Kw

nsb = (696..3480)vg / ph ;

Tmm
=1, 7
T

Ta chọn động cơ ký hiệu: 4A112M2Y3(theo bảng P 1.3 tập 1)
Các thông số kĩ thuật của động cơ 4A112M2Y3 nh sau:

Kiểu động cơ Công suất Vận tốc
KW
quay vg/ph
7,5
2922
4A112M2Y3
B. Phân phối tỉ số truyền
Nh đã biết tỷ số truyền chung: uc = uh. uđ
mặt khác:

uc =

ndc 2922
=
= 100,75
nlv
29
[4]

SV:Thỏi Doón Thuyt

Cos

%

Tmax
Tdn

0,88

87,5

2,2

TK
Tdn

2,0


5

n Chi Tit Mỏy

Do đó :
uh =

+ Chọn uđ= 4

100,75
= 25,1
4

mà uh= u1. u2
Trong đó : u 1: Tỉ số truyền cấp nhanh cặp bánh răng trụ răng nghiêng;
u2: Tỉ số truyền cấp chậm cặp bánh răng trụ răng thẳng;

để thỏa mãn các chỉ tiêu ta chon u1,u2 theo bảng 3.1:
u1= 6,6
u2= 3,8

C. Xác định các thông số trên các trục
1. Công suất tác dụng lên các trục
+ Trục công tác: Plv=

F .v 12000.0, 46
=
= 5,52 KW
1000
1000

+ Trục III P3 =

Plv
5,52
=
= 5,69 KW
not .nk 0,98.0,99

+ Trục II

P2 =

P3
5,69
=
= 5,98 KW
nol .nbr 0,99.0,96

+ Trục I

P1 =

P2
5,98
=
= 6,3 KW
nol .nbr 0,99.0,96

2. Số vòng quay trên các trục
[5]
SV:Thỏi Doón Thuyt


6

Đồ Án Chi Tiết Máy

+ Tèc ®é quay cña trôc I

n1 =

ndc 2922
=
= 730 vg/ph
ud
4

+ Tèc ®é quay cña trôc II

n2 =

n1
730
=
=110 vg/ph
u1
6, 6

+ Tèc ®é quay cña trôc III

n3 =

n2 110
=
= 29vg / ph
u2 3,8
Pi
Ti = 9,55.106. ni

3. M« men xo¾n trªn c¸c trôc
Trôc I

T1 = 9,55.106.

P1
6,3
= 9,55.106.
= 82417.8 Nmm
n1
730

Trôc II

T2 = 9,55.106.

P2
5,98
= 9,55.106.
= 519172,7 Nmm
n2
110

P3
5,69
= 9,55.106.
= 1873775,8 Nmm
n3
29

Trôc III

T3 = 9,55.106.

Trôc c«ng t¸c

Tct = 9,55.106.

Plv
5,52
= 9,55.106.

= 1817793 Nmm
nlv
29

D. b¶ng tæng kÕt
Trôc
Th«ng sè

§éng c¬

I

Uk = 1

II
U1 = 6,6

III
U2 = 3,8

C«ng t¸c
U® =4

C«ng suÊt

7,5

6,3

5,98

6,3

5,52

Sè vßng quay

2922

730

110

29

29

m«men
SV:Thái Doãn Thuyết

24512,3

[6]
82417,8

519172,7

1873775,8

1817793

7

n Chi Tit Mỏy

Phần II. tính TOáN bộ truyền ngoài (bộ truyền đai thang)
1. Chọn loại đai
-Tính mômen xoắn trên trục dẫn:
P
7,5
T1 =9,55.106. n1 =9,55.106.
=24512,3 Nmm
1
2922

Căn cứ vào mômen xoắn trên truc dẫn:ta chọn đai là đai thang thờng loai A.
2. Xác định đờng kính bánh đai
+ theo bảng 4.13 chọn đờng kính bánh đai nhỏ: d1= 160 mm
+
: đờng kính bánh đai lớn là:
d2=uđd1(1- )=4.160(1-0,02)=627 mm
lấy d2 theo dãy chuẩn: d2=630 mm
3. Tính tỉ số truyền thực
ut=

d2
630
=
= 4,01

d1.(1 ) 160.(1 0,02)

ta có: u =

ut u 4.01 4
=
.100% = 2% < 4%
u
4

4. Tính khoảng cách trục và chiều dài đai
+ chọn sơ bộ khoảng cách trục theo bảng 4.14 .
Với uđ= 4 =>

a
= 0,95 => a=1,2d2=0,95.630=598,5 mm
d2

+ tính chiều di đai theo a

[7]
SV:Thỏi Doón Thuyt


8

Đồ Án Chi Tiết Máy

π .( d1 + d 2 )

( d 2 − d1 ) 2
L = 2a +
+
2
4a
π .(160 + 630) (630 −160) 2
= 2.598,5 +
+
2
4.598,5
= 2529
LÊy L theo tiªu chuÈn: L=2500 mm
+ nghiÖm sè vßng ch¹y cña ®ai trong 1 s

i=
v=

v
L

π .d1.n1 π .d1.ndc 3,14.160.2922
=
=
= 24.4 m/s
60000 60000
60000

v 24,4
=
= 9,76 < imax = 10

L 2,5
+ tÝnh kho¶ng c¸ch trôc a theo chiÒu dµi chuÈn: L=2500 mm
 i=

2

1
π (d1 + d 2 )  π .(d 2 − d1 ) 
a = (L −
+ L −
− 2.(d 2 − d1 ) 2

4
2
2


2

1
3,14.(160 + 630) 
3,14(630 − 160) 
= (2500 −
+  2500 −
− 2(630 − 160) 2

4
2
2



= 582mm

5. TÝnh gãc «m
α 1 = 180o −

57o ( d 2 − d1 )
57o (630 − 160)
= 180o −
= 134o > [ α ] = 120o
a
582

[8]
SV:Thái Doãn Thuyết


9

n Chi Tit Mỏy

6. Tính số đai z
Theo công thức 4.16 ta có:
Z=p1.kđ/([p0]. C.Cl .Cu .C z
theo bang 4.7: kđ=1,25
=134 => c = 1 0,003(180 134) = 0,862

1

với l0=1700 => l/l0=

2500
= 1, 47 => Cl = 1,08 (bảng 4.16)
1700

theo bảng (4.17): U=4 => Cu=1,14
theo bảng (4.19): [p0]=3,9 kw (với v=24,4 vg/ph; d1=160)
ta có:

P1
p
7,5
= dc =
= 1,92
[ P0 ] [ P0 ] 3,9
=>Cz=0,97

Vậy số đai z =

7,5.1, 25
= 2,33
3,9.0,862.1,08.1,14.0,97

lấy số đai: z=3
7. Chiều rộng bánh đai
+ chiều rộng bánh đai

B = ( z - 1)t + 2e

[9]

SV:Thỏi Doón Thuyt


10

n Chi Tit Mỏy

Theo bảng 4.21. t=15, e=10

Chiều rông bánh đai:
B=(3-1)15+2.10=50 mm

+ đờng kính ngoài của bánh đai
da= d+2h0= 160+2.3,3=166,6 mm
8. Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục
+ lực căng ban đầu

F0 = 780.P1.kd / (v.c .z ) + Fv
Trong đó:
Fv=qm.v2=0,105.24,42= 62,5 N

=> F0 =

( qm tra bảng 4.22)

780.7,5.1, 25
= 173,8 N
24, 4.0,862.2

+ lực tác dụng lên trục

Fr=2zF0sin( 1 / 2 )=2.2.173,8.sin(134/2)=640 N
9. Bảng kết quả

Thông số

đai thang thờng

đờng kính bánh đai nhỏ,d1,mm

160

đờng kính bánh đai lớn,d2,mm

630

[10]
SV:Thỏi Doón Thuyt


11

n Chi Tit Mỏy

Chiều rộng bánh đai,B,mm

50

Chiều dai đai,L,mm

2500

Khoảng cách trục,a,mm

582

Số đai z

2

Lực tác dụng lên trục,Fr,N

640

Phần III. tính toán bộ truyền bánh răng
A. Tính toán bộ truyền cấp nhanh(bánh răng trụ răng nghiêng)
1. Chọn vật liệu
Với chế độ làm việc êm ta chọn vật liệu:
+ bánh nhỏ:thép 45 tôi cải thiện đạt độ cứng HB1192..240
Có b = 750 MPa

ch =450 MPa
+ bánh lớn: thép 45 thờng hóa đạt độ cứng HB2 170..217
Có

b = 600 Mpa
ch = 340 Mpa

Ta chọn độ cứng :bánh nhỏ
bánh lớn

HB1=230
HB2=210

2. Xác định ứng suất cho phép
* ứng suất tiếp xúc cho phép

[H ] > H
tính sơ bộ chọn Z R .Z v .K XH =1
[11]
SV:Thỏi Doón Thuyt


12
=> [ σ H ]

Đồ Án Chi Tiết Máy

σ o H lim
=
.K HL
SH

Trong ®ã:

σ oH lim = 2 HB + 70

σ oH lim1 = 2 HB1 + 70 = 2.230 + 70 = 530 MPa
σ o H lim2 = 2 HB2 + 70 = 2.210 + 70 = 490MPa
Theo (6.5)

N H 0 = 30.HB 2,4
N H 01 = 30.HB12,4 = 30.2302,4 = 1,3.107
N H 02 = 30.HB2 2,4 = 30.2102,4 = 1,1.107

Theo (6.7)

N HE = 60.c.∑ (Ti / Tmax )3.ni .ti
N HE 2 = 60.c.
= 60.1.

n1
.∑ti .∑(Ti / Tmax )3.ti / t ck
u1

730
2,8
4, 7
.11000.(13.
+ 0,743.
)
6,6
8
8

= 4,3.107
NHE2>NH0 do ®ã KHL2=1

NHE1=u1.NHE2 do ®ã KHL1=1
SH lµ hÖ sè an toµn khi tiÕp xóc,tra b¶ng 6.2 ta cã
SH=1,1

[12]
SV:Thái Doãn Thuyết


13

n Chi Tit Mỏy

Thay vào ta đợc:

o H lim1
530.1
[ H ] 1 = S .K HL1 = 1,1 = 481,18MPa
H

[ H2]

o H lim2
490.1
=
gK HL =
= 445,45MPa
SH
1,1

[ H ] của bánh răng nghiêng có thể lấy giá trị nhỏ trong các trị số dới đây:
[ H ] = 0.5.([ H 1 ] + [ H 2 ] ) = 0,5.(481,18 + 445,45) = 463,3MPa
[ H ] = 1,18.[ H 2 ] = 1,18.445, 45 = 525,6MPa
Vậy ứng suất tiếp cho phép [ H ] =463,3Mpa
* ứng suất uốn cho phép

[ F ]

o F lim .YR .YS .K XF .K FC .K FL
=
SF

tính sơ bộ chọn

YR .YS .K XF =1

o F lim .K FC .K FL
=> [ F ] =
SF
Dựa vào bảng 6.2 ta có:

o F lim1 = 1,8.HB1 = 1,8.230 = 414 MPa
o F lim 2 = 1,8.HB1 = 1,8.210 = 378MPa
- KFL là hệ số tuổi thọ xác định theo công thức:
[13]
SV:Thỏi Doón Thuyt


14

n Chi Tit Mỏy

K FL= mF N F 0 / N FE
- NFE là số chu kỳ thay đổi ứng suất tơng đơng

N FE = 60c (Ti / Tmax )6 niti

N FE 2 = 60.1.

730
2,8
4,7
.11000.(16. + 0,746. ) = 3.107
6,6
8
8

Vì NFE2=3.107>NF0=4.106 do đó KFL2=1
NFE1=u1.NFE2 do đó KFL1=1
- KFC=1 (do đặt tải một chiều)
- SF=1,75 (tra bảng 6.2)
Vậy ứng suất uốn cho phép:

o F lim1.K FC .K FL1 414.1.1
=
= 236,5MPa
[ F1 ] =
SF
1,75

[ F2]

o F lim 2 .K FC .K FL 2 378.1.1
=
=

= 216 MPa
SF
1,75

*
ứng suất quá tải cho phép
+ ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải

[ H ] max = 2,8. ch
[ H 2 ] max = 2,8.340 = 952MPa
+ ứng suất uốn cho phép khi quá tải

[ F ] max = 0,8. ch
[14]
SV:Thỏi Doón Thuyt


15

n Chi Tit Mỏy

[ F1 ] max = 0,8.450 = 360MPa
[ F 2 ] max = 0,8.340 = 272MPa
3. Tính thiết kế các thông số của bộ truyền bánh răng nghiêng
a. Xác định sơ bộ khoảng cách trục:theo (6.15a)

aw = K a (u + 1) 3

aw1 = 43(6,6 + 1) 3

Ti K H

[ H ]

2

u ba

41209.1,16
= 157mm
463,32.6,6.0,3

Trong đó: theo bảng 6.6 chon ba = 0,3 ; với răng nghiêng Ka=43(bảng 6.5); theo
(6.16) bd = 0,5. ba (u + 1) = 0,5.0,3(6,6 + 1) = 1,14 ,do đó theo bảng 6.7, K H = 1,16
(sơ đồ 3); Tb1=T1/2= 82417,8/2=41209Nmm.
Lấy aw1=157mm
b. Xác định các thông số ăn khớp
theo 6.17 m=(0,01 ữ 0,02)aw1=(0,01 ữ 0,02).157=(1,57

ữ

3,14)mm

theo bảng 6.8 chọn môđun pháp m=2,5 mm
chọn sơ bộ = 30o ,do đó cos =0,866,theo (6.31) số răng bánh nhỏ

z1 =

2aw cos 2.157.0,866
=

= 14,3
m(u + 1) 2,5.(6,6 + 1)

Lấy z1=14
Số răng bánh lớn
z2=uz1=6,6.14=92,4
[15]
SV:Thỏi Doón Thuyt


16

n Chi Tit Mỏy

lấy z2=93
do đó ti số truyền thực sẽ là ut1=93/14=6,64
+Tính lại khoảng cách trục
aw=m(z1+z2)/2cos=2,5(14+93)/2.0,866=154,4 mm
lấy aw1=155,do khoảng cách lấy và khoảng cách thực chênh lệch nhau it nên ta
không cần phải dùng dịch chỉnh.
Theo (6.27) góc ăn khớp

cos tw = zt m cos / (2aw1 ) = (14 + 93).2,5.cos(20o ) / (2.155) = 0,81 do đó
tw = 36o

cos = m( z1 + z2 ) / (2aw ) = 2,5.(14 + 93) / (2.155) = 0,862

= 30, 4o

Suy ra

c . Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:
theo(6.33),ứng suất tiếp xúc trên măt răng làm việc

H = Z M Z H Z 2T1K H (u + 1) / (bwud 2 w1 )
- theo bảng 6.5, ZM=274 Mpa1/3;
- theo (6.35)
tg b = cos t .tg = cos(36o ).tg (30, 4o ) = 0, 47
Với t = tw = 36o
=> b = 25,1o
Do đó theo (6.34):

Z H = 2cos b / sin 2 tw = 2cos(25,1o ) / sin(2.36o ) = 1,37
Theo (6.37):
[16]
SV:Thỏi Doón Thuyt


17

n Chi Tit Mỏy

= bw sin / (m ) = 0,3.155sin(30, 4o ) / (2,5. ) = 3
Theo (6.38b):

1 1
1 1

= 1,88 3, 2( + ) cos = 1,88 3, 2( + cos(30, 4o ) = 1, 4
z1 z2

14 93


Theo (6.38):

Z = 1/ = 1/1, 4 = 0,8
- đờng kính vòng lăn bánh nhỏ

d w1 = 2aw1 / (ut1 + 1) = 2.155 / (6,64 + 1) = 40,6 (mm)
- Theo (6.40), v =

d w1n1 3,14.40,6.730
=
= 1,55 (m/s)
60000
60000

Với v = 1,55 m/s theo bảng 6.13 dùng cấp chính xác 9.theo bảng 6.14 với cấp chính
xác 9 và v<2,5 m/s, K H = 1,13 .
Theo (6.42), vH = H g 0 v aw / u = 0,002.73.1,55 155 / 6,64 = 1,14
Trong đ ó theo bảng 6.15, H =0,002,theo bảng 6.16, g0=73.
Theo (6.41)

K Hv = 1 + vH bw d w1 / (2Tb1K H K H ) = 1 + 1,14.46,5.40,6 / (2.41209.1,16.1,13) = 1,02
theo (6.39), K H = K H K H K HV = 1,16.1,13.1, 02 = 1,3
Thay các giá tri vừa tinh đợc vào (6.33) ta đợc:

H = 274.1,37.0,8 2.41209.1,3.(6,64 + 1) / (46,5.6, 64.40,62 ) = 380 MPa
+ xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép:
do v < 5 m/s nên: Zv=1

[17]
SV:Thỏi Doón Thuyt


18

n Chi Tit Mỏy

chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8,khi đó Ra=2,5..1,25 à m nên ZR=0,95
với da<700 mm ,KxH=1
do đó theo (6.1) và (6.1a) ta có

[ H ] = [ H ] .ZV .Z R .K xH = 463,3.1.0,95.1=440 Mpa
[ H ] > H vậy cặp bánh răng nghiêng thỏa mãn điều kiện tiếp xúc.
d. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
theo (6.43): F 1 = 2T1K F Y Y YF 1 / (bwd w1m)
trong đó:
+ Tb1 = 41209 Nmm: mômem xoắn trên trục bánh chủ động;
+ m = 2,5 mm : môđun pháp ;
+ bw = 46,5 mm: chiều rộng vành răng;
+ dw1 = 40,6 mm: đờng kính vòng lăn của bánh chủ động;
+ Y: hệ số kể đến độ nghiêng của răng;

Y = 1 o /140 = 1 30, 4o /140 = 0,78
+ với = 1,4 Y =1/ =0,71;
+ YF: hệ số dạng răng, tra bảng 6.18
Zv1=z1/cos3 =14/(0,862)3=21
Zv2=z2/cos3

93/(0,862)3=145

YF1 =4,05 ; YF2=3,6 (với x1 =0 và x2=0);
+ KF: hệ số tả trọng khi tính về uốn:
KF = KF .KF .KFv;
[18]
SV:Thỏi Doón Thuyt


19

n Chi Tit Mỏy

KF: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng,
KF=1,4
KF: hệ số kể đến sự phân bố không đều của tải trọng cho các đôi răng đồng thời
ăn khớp, tra bảng 6.14, ta đợc:
KF =1,37;
KFV: hệ số tải trọng động suất hiện trong vùng ăn khớp:
KF =1+F.b.dw1/(2.T1.KFKF )
Theo (6.47):
Trong đó:

F = F .g0 .v. a w / u
F = 0,006 bảng (6.15)
g0= 73

bảng (6.16)

F = 0,006.73.1,55. 155 / 6,64 = 3,28 ;
Do đó:

KFv = 1 + 3,28.46,5. 40,6/(2.41209.1,4.1,37)=1,04;
KF = 1,4. 1,37. 1,04 = 2;
2.41209.2.0,71.0,78.4,05
= 78(MPa)
F1 =
46,5.2,5.40,6
Với m=2,5 mm, Ys=1,08-0,0695ln(2,5)=1,01; YR=1; KxF=1(da<400)
Do đó theo (6.2) và (6.2a):

[ F1 ] = [ F1 ] .YR.YS .K xF = 236,5.1.1,01.1 = 238,865MPa > F 1 =78MPa
[ F 2 ] = [ F 2 ] .YR .Ys .kxF = 216.1.1,01.1 = 218MPa
F2 = F1 .YF2/YF1 = 78.3,6/ 4,05 = 70 (MPa) <[F2]=218;
Nh vậy: điều kiện bền uốn đợc đảm bảo.
[19]
SV:Thỏi Doón Thuyt


20

n Chi Tit Mỏy

e. Kiểm nghiệm răng về quá tải
theo (6.48) Kqt=Tmax/T=1,7;

H 1max = H K qt = 433 1,7 = 564,5MPa < [ H ] max = 952 MPa
Theo (6.49):

F1max = F 1 K qt = 78.1,7 = 132,6MPa < [ F 1 ] max = 630MPa

F 1max = F 2 K qt = 70.1,7 = 119 MPa < [ F 2 ] max = 272MPa
g. Các thông số và kích thứớc bộ truyền
Khoảng cách trục
môđun pháp
Chiều rộng vành răng
tỉ số truyền
Góc nghiêng của răng
Số răng bánh răng
hệ số dịch chỉnh
đờng kính vòng chia
đờng kính đỉnh răng
đờng kính đáy răng

aw1=155mm
m=2,5mm
bw=46,5mm
u=6,64
= 30,4
z1=14; z2=93
x1=0; x2=0;
d1=40,6mm; d2=270mm
da1=d1+2(1+x1- y ).m=45,6mm
da2=d2+2(1+x2- y ).m=275mm
df1=d1-(2,5-2x1)m=34,35mm
df2=d2-(2,5-2x2)m=263,75mm

h. Tính lực ăn khớp
lực vòng:

Ft1=Ft2=2T1/dw1=2.41209/40,6=2030N

lực hớng tâm: Fr1=Fr2=Ft1.tg tw/cos =2030.tg20/cos30,4=857N
lực dọc trục:

Fa1=Fa2=Ft1tg =2030.tg30,4=1191N

B. Tính toán bộ truyền cấp chậm (bánh răng trụ răng thẳng)
1. Chọn vật liệu

[20]
SV:Thỏi Doón Thuyt


21

n Chi Tit Mỏy

- Để thống nhất vật liệu,chọn vật liệu của cặp bánh răng cấp chậm cũng là thép
45.
+ bánh nhỏ: thép 45 thờng hóa đạt độ cứng HB 170..217
có: b 3 = 600 MPa

ch 3 = 340MPa
+ bánh lớn: thép 45 thờng hóa đạt độ cứng HB 170..217
có: b 3 = 600 MPa

ch 3 = 340MPa
Chọn độ rắn của hai bánh là: HB3= 210

HB4= 200
2. Xác định ứng suất cho phép
+ứng suất tiếp xúc cho phép

[H ]

o H lim
=
Z R ZV K xH K HL
SH

+ ứng suất uốn cho phép

[ F ]

o F lim
=
YRYS K xF K FC K FL
SF

(

)

o
tính sơ bộ chọn: ZRZVKxH=1 => [ H ] = H lim / S H .K HL

YRYS K xF =1; KFC=1 (do tải một chiều)

(

)

o
=> [ F ] = F lim / S F .K FL

Theo bảng 6.2 với thép 45 thờng hóa, ta có:

[21]
SV:Thỏi Doón Thuyt


22

n Chi Tit Mỏy

Ho lim3 = 2 HB3 + 70 = 2.210 + 70 = 490 MPa
Ho lim 4 = 2 HB4 + 70 = 2.200 + 70 = 470 MPa

Fo lim3 = 1,8HB3 = 1,8.210 = 378MPa
Fo lim 4 = 1,8HB4 = 1,8.200 = 360 MPa
Vì cùng lắp trên một trục nên số vòng quay của bánh nhỏ cấp chậm bằng số vòng
quay của bánh lớn cấp nhanh.Do đó ta có:
NHE3=NHE2=4,3.107

N HE 3 4,3.107
=
= 1,13.107
=> N HE 4 =
U2

3,8
NHO3= 30 HB32,4 = 30.2102,4 = 1,12.107
NH04= 30 HB42,4 = 30.2002,4 = 9,9.106
Ta có: NHE3 > NHO3 => KHL3 = 1
NHE4 > NHO4 => KHL4 = 1

NFO=4.106
NFE3=NFE2=3.107

N FE 3 3.107
=
= 7,9.106
=> N FE 4 =
U2
3,8
ta có: NFE3 > NFO => KFL3 = 1
NFE4 > NF0 => KFL4 = 1
- SH Và SF là hệ số an toàn khi tiếp xúc và khi uốn,theo bảng 6.2
SH = 1,1;

SF=1,75
[22]

SV:Thỏi Doón Thuyt


23

n Chi Tit Mỏy

=> ứng suất tiếp xúc và uốn cho phép

[H ]3 =

490.1
= 445, 45MPa
1,1

[ H ]4 =

470.1
= 427, 27 MPa
1,1

[F ]3 =

378.1
= 216 MPa
1,75

[F ]4 =

360.1
= 205,7 MPa
1,75

+ứng suất quá tải cho phép

[ H ] 3max = 2,8 ch3 = 2,8.340 = 952MPa
[ H ] 4max = 2,8 ch 4 = 2,8.340 = 952MPa

[ F ] 3max = 0,8 ch3 = 0,8.340 = 272MPa
[ F ] 4 max = 0,8 ch 4 = 0,8.340 = 272MPa

3. Tính thiết kế các thông số của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng.
Vì bộ truyền là bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng nên:

[ H ] = min ( [ H 3 ] ;[ H 4 ] ) = 427, 27
a. Xác định sơ bộ khoảng cách trục

aw 2 = K a ( u2 + 1)

3

T2 .K H

[ H ]

2

.u2 . ba

trong đó:
Ka= 49,5 (theo bảng 6.5).
[23]
SV:Thỏi Doón Thuyt


24

n Chi Tit Mỏy

T2 là mômen xoắn trên trục bánh chủ động
T2= 519172,7 (Nmm)
Theo bảng 6.5: ba = 0,3 bd = 0,53. ba ( u2 + 1) = 0,53.0,3(3,8 + 1) = 0,76
Theo bảng 6.7: K H = 1,04 (sơ đồ 3)
khoảng cách trục:

aw2 = 49,5.( 3,8 + 1)

3

519172,7.1.04

( 427,27 )

2

.3,8.0,3

= 326(mm)

Lấy aw2=326 mm.
b. Xác định các thông số ăn khớp.
- Môđun:
theo 6.17 m=(0,01 ữ 0,02)aw2=(0,01 ữ 0,02).326=(3,26
chọn môđun theo dãy chuẩn m=4mm.
- Số răng bánh nhỏ:

z3 =

2.aw 2
2.326
=
= 34
m(u2 + 1) 4.(3,8 + 1)

lấy z3 nguyên: z3=34 răng
- Số răng bánh lớn:

z4 = u2 .z3 = 3,8.34 = 129, 2
lấy z4 nguyên: z4=129 răng
- Tỉ số truyền thực: ut 2 =

z2 129
=
= 3,8
z1 34

- Tính lại khoảng cách trục.

m ( z1 + z2 ) 4 ( 34 + 129 )
=
= 326(mm)
2
2
[24]
SV:Thỏi Doón Thuyt
aw 2 =

ữ

6,52) (mm)


25

n Chi Tit Mỏy

Vì khoảng cách trục khi tính sơ bộ và tính kiểm nghiệm giống nhau ta lấy
aw2=326mm nên không cần dịch chỉnh.
- Chiều rộng bánh răng:

bw2 = ba .aw2 = 0,3.326 = 97,8(mm)
- Đờng kính vòng lăn:
dw3= mz3=4.34=136 (mm)
dw4= mz4=4.129=516 (mm)
4. Tính kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng trụ
a.Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
- Yêu cầu cần phải đảm bảo: H [ H ]
- Theo công thức (6.33).

H = Z M Z H Z

2.T2 .K H . ( u2 + 1)
bw 2 .u2d w2 3

trong đó:
- theo 6.5:
ZM=274 MPa1/3.
- ZH: hệ số xét đến hình dạng bề mặt tiếp xúc

Z H = 2cos b / sin 2 tw

( )

o
theo (6,27): cos tw = zt m cos / 2aw 2 = ( 34 + 129 ) .4.cos 20 / (2.326) = 0,94

do đó tw = 19,9o
ZH =

(

)

2.cos0o / sin 2.19,9o = 1,76

- Z : hệ số xét đến sự trùng khớp của răng.
ta có: = bw 2 sin / ( m ) = 0

(do =0 )



1 1
1 1
o
= 1,88 3,2( + ) cos = 1,88 3,2 +
ữ cos0 = 1,76
z3 z4

34 129


[25]
SV:Thỏi Doón Thuyt