chi tiet may hop giam toc khai trien

TRƯỜNG SĨ QUAN KỸ THUẬT QUÂN SỰ
KHOA KỸ THUẬT CƠ SỞ
--------o0o--------

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
CHI TIẾT MÁY

Học viên thực hiện: Nguyễn Minh Quang
Phạm Xuân Mười
Phan Văn Vũ
Lớp:DQS 03021
Giáo viên hướng dẫn: Thượng úy, Lê Văn Nhân

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2016
1


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
CHI TIẾT MÁY
Học viên thực hiện: Nguyễn Minh Quang
Phạm Xuân Mười
Phan Văn Vũ
Người hướng dẫn: Thượng úy Lê Văn Nhân
ĐỀ TÀI
Đề số 1 : THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
Phương án số :…1…

1

T1

T2

2

T3

3

4

t1

t2

t3

5

Hệ thống dẫn động xích tải gồm:
1 –Động cơ điện 3 pha không đồng bộ; 2- Bộ truyền đai thang; 3-Hộp giảm
tốc bánh răng trụ hai cấp khai triển; 4-Nối trục đàn hồi; 5-Xích tải.
Số liệu thiết kế:
Lực vòng trên xích tải, F(N)
Vận tốc xích tải, v(m/s)
Số răng đĩa xích dẫn, z
Bước xích, p(mm)
2


Thời gian phục vụ, L(năm)

Quay một chiều, tải va đập nhẹ, 1 ca làm việc 8 giờ.
BẢNG SỐ LIỆU ĐỀ 1:
Phương án
1
Lực vòng trên xích tải, F(N)
8500
Vận tốc xích tải, v(m/s)
1,2
Số răng đĩa xích dẫn, z
Bước xích, p(mm)
Thời gian phục vụ, L(năm)
Số ngày làm việc trong năm,(ngày)

9
110
4
210

Số ca làm việc trong ngày, (ca)

2

t1(giây)

14

t2(giây)

11

t3giây)

16

T1

T

T2

0,8T

T3

0,7T

3


MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
1.1 Chọn động cơ................................................................................................6
1.2. Phân phối tỉ số truyền...................................................................................7
1.2.1.Tỷ số truyền chung của hệ dẫn động..................................................7
1.2.2.Công suất trên các trục.......................................................................7
1.2.3.Số vòng quay trên các trục.................................................................8
1.2.4.Tính moent xoắn trên các trục............................................................8
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN
2.1 Thiết kế bộ truyền đai thang........................................................................9
2.1.1 Chọn loại đai.....................................................................................9

2.2.2 Tính các thông số bộ truyền..............................................................9
2.1.3 Xác định số dây đai...........................................................................11
2.1.4 Lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục........................................12
2.2 Thiết kế bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc........................................12
2.2.1 Vật liệu và nhiệt luyện bánh răng.......................................................12
2.2.2 Xác định ứng suất cho phép..............................................................13
2.2.2.1 Ứng suất tiếp xúc cho phép.............................................................13
2.2.2.2 Ứng suất uốn cho phép....................................................................14
2.2.2.3 Ứng suất quá tải cho phép...............................................................14
2.3.Tính toán cấp nhanh: bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng........................14
2.3.1.Xác định sơ bộ khoảng cách trục.......................................................15
2.3.2.Xác định các thông số ăn khớp...........................................................15
2.3.3.Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc................................................16
2.3.4.Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn......................................................18
2.3.5.Kiểm nghiệm răng về quá tải.............................................................20
2.3.6.Các thông số và kích thước bộ truyền................................................20
2.4.Tính toán cấp chậm: bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng..........................20
2.4.1 .Xác định sơ bộ khoảng cách trục......................................................20
2.4.2. Xác định các thông số ăn khớp..........................................................21
2.4.3.Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc................................................22
2.4.4. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn.....................................................25
2.4.5. Kiểm nghiệm răng về quá tải............................................................26
2.4.6. Các thông số và kích thước bộ truyền...............................................26
2.5.Kiểm tra điều kiện bôi trơn ngâm dầu...........................................................26
CHƯƠNG 3:THIẾT KẾ TRỤC-THEN-KHỚP NỐI
3.1.Thiết kế trục – then........................................................................................28
3.1.1.Xác định sơ bộ khoảng cách trục.......................................................28
4

3.2 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lưc.......................28
3.2.1 Trục I..........................................................................................28
3.2.2 Trục II.........................................................................................29
3.2.3 Trục III.......................................................................................29
3.3 Xác định và chiều các lực từ các chi tiết quay tác dụng lên trục.........30
3.4 Xác định đường kính các đoạn trục......................................................30
3.4.1 Trục I..........................................................................................30
3.4.1 .1 Kiểm tra bền tại bánh răng 1................................................33
3.4..1.2 Kiểm tra bền tại vị trí ổ lăn...................................................35
3.4.1.3 Kiểm tra bền tại vị trí đai.......................................................36
3.4.2 Trục II.........................................................................................37
3.4.2.1 kiểm tra bền tại bánh răng 2..................................................40
3.4.2.2 Kiểm tra bền tại bánh răng 3..................................................43
3.4.3 Trục III.......................................................................................45
3.4.3.1 Kiểm tra bền tại bánh răng 4.................................................48
3.4.3.2 Kiểm tra bền tại vị trí lắp ổ lăn...............................................50
3.5 Chọn khớp nối...............................................................................................51
CHƯƠNG 4:TÍNH TOÁN VÀ CHỌN Ổ LĂN
4.1.Trục I.............................................................................................................55
4.1.1.Chọn loại ổ.........................................................................................55
4.1.2.Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ...............................................55
4.2.Trục II............................................................................................................56
4.2.1.Chọn loại ổ.........................................................................................56
4.2.2.Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ...............................................56
4.3.Trục III...........................................................................................................57
4.3.1.Chọn loại ổ.........................................................................................57
4.3.2.Kiểm nghiệm khả năng tải đọng của ổ...............................................58
CHƯƠNG 5 :KÍCH THƯỚC HỘP GIẢM TỐC ĐÚC. CHỌN CÁC CHI
TIẾT PHỤ, BẢNG DUNG SAI LẮP GHÉP
5.1 Kích thước hộp giảm tốc đúc........................................................................59

5.2 Chọn các chi tiết phụ.....................................................................................60
5.2.1.Nắp quan sát.......................................................................................60
5.2.2.Nút thông hơi......................................................................................61
5.2.3.Nút tháo dầu.......................................................................................62
5.2.4.Que thăm dầu......................................................................................62
5.2.5.Vòng chắn dầu....................................................................................63
5.2.6.Chốt định vị........................................................................................63
5.2.7.bulon vòng..........................................................................................63
5.3 Bảng thống kê các kiểu lắp và dung sai........................................................64
5.4 Bảng vật liệu..................................................................................................66
5


CHƯƠNG 1 : XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ
SỐ TRUYỀN
1.1 Chọn động cơ:
 Công suất làm việc:
Plv =

F .v 8500.1,2
=
= 10,2(kW )
1000
1000

 Tải trọng thay đổi theo bậc phải tính:

(Ti / Tmax )2 .ti
12.14 + 0,82.11 + 0,72.16
Ptd = Plv .

= 10,2.
= 8,56(kW )
14 + 11 + 16
∑ ti
 Hiệu suất chung của hệ thống:

η = ηknηbr 2ηdηol4 = 1.0,982.0,95.0,994 = 0,87
Công suất cần tính trên trục động cơ:
P
8,56
Pct = td =
= 9,8( kW )
η∑ 0,87
 Với:

ηkn = 1

: hiệu suất khớp nối.
ηbr = 0,98
: hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ .
ηd = 0,95
: hiệu suất bộ truyền đai.
ηol = 0,99
: hiệu suất ổ lăn.
Số vòng quay sơ bộ:
nsb = nlv.ut

Trong đó:

6

6.104.v 6.10 4.1,2
nlv =
=
= 72,72 ( vg / ph )
z. p
9.110
ut = ud .uhgt
Chọn sơ bộ: ud = 3 , uhgt = 6

⇒ nsb = 3.6.72,72 = 1308 ( vg / ph )

 Chọn động cơ điện:
 Tra bảng phụ lục P1.3,tài liệu [1].Chọn động cơ thỏa mãn điều kiện

 Pdc ≥ Pct = 9,8 ( kW )

ndc ≈ nsb (vg\ phut)
Chọn động cơ 4A160S4Y3 có công suất 15kW, có

ndc

=1460(vg/ph).

1.2 Phân phối tỷ số truyền
1.2.1 Tỷ số truyền chung của hệ dẫn động:
u∑ =

ndc 1460

=
= 20,07
nlv 72,72
u

∑

= u .u
d hgt

Chọn
ud=2,5 và uhgt=8
 Tra bảng 3.1 trang 43 Tài liệu [1], ta chọn tỷ số truyền hộp giảm tốc bánh

răng trụ hai cấp khai triển.

u1 = 3,3

u2 = 2,42
1.2.2 Công suất trên các trục:
7


P3 =

Plv
10, 2
=
= 10,3 ( kW )
ηkn .ηol 1.0,99

P2 =

P3
10,3
=
= 10,6 ( kW )
ηbr .ηol 0,99.0,98

P1 =

P2
10,6
=
= 10,9 ( kW )
ηol .ηbr 0,98.0,99







Pdc =


P1
10,9
=
= 11,59 ( kW ) < 15 ( t / m )

ηd .ηol 0,95.0,99

1.2.3 Số vòng quay trên các trục:
n2 =


n
1460
n1 584
= 584(vg / ph)
=
= 176,9 ( vg / ph ) n1 = dc =
ud
2,5
u1 3,3


n
176,9
n3 = 2 =
= 73,1( vg ph )
u2
2,42





nlv = n3 = 73,1( vg / ph )
∆n =

73,1 − 72,72
72,72

.100% = 0,52%

1.2.4 Tính toán moment xoắn trên các trục:

8


Tdc = 9,55.106


Pdc
11,59
= 9,55.106 ×
= 75811,3 ( N .mm )
ndc
1460

T1 = 9,55.106

P1
10,9
= 9,55.106 ×
= 178244,86 ( N .mm )
n1
584

T2 = 9,55.106

P2
10,6
= 9,55.106 ×
= 572244,2 ( N .mm )
n2
176,9

T3 = 9,55.106

P3
10,3
= 9,55.106 ×
= 1345622,4 ( N .mm )
n3
73,1







Tct = 9,55.106.
Trục
Thông số
Công suất
P(KW)
Tỷ số truyền u

Số vòng quay
n(v/p)
Momentxoắn
T(Nmm)

Plv
10,2
= 9,55.106.
= 1332558,1( N .mm)
nlv
73,1

ĐC

I

II

III

Trục
Công tác

11,59

10,9

10,6

10,3

10,2

2,5

3,3

2,42

1

1460

584

176,9

73,1

73,1

75811,3

178244,8
6

572244,2

1345622,4

1332558,1

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN
2.1 Thiết kế bộ truyền đai thường
Khi thiết kế bộ truyền ta đã biết các thông số sau:
Pdc = 11,59(kW ); n = 1460 ( vg / phut ) ; ud = 2,5
2.1.1Chọn loại đai
Dựa vào hình 4.1 trang 59 của [1]
Ta có: Pđc=11,59(kW) và n = 1460(vg/phut) chọn đai thang thường ký hiệu
Б.

9


b
bt
y0
h

400
Hình 2.1: Kích thước đai
Có: bt=14, b=17, h=10.5, y0=4
2.1.2.Tính các thông số bộ truyền
Đường kính bánh đai nhỏ d1.
d1: = 140 – 280 (mm)
l: = 800 – 6300(mm)
Dựa vào bảng 4.21 trang 63 của [1]
Đường kính bánh đai nhỏ được xác định theo công thức

d1 = 3 3 T = 3 3 75811.3 = 126,9(mm)

+ Chọn đường kính đai nhỏ là d1 =140(mm)
Vận tốc đai:
v=

π .d1.n1 3,14.140.1460
=
= 10,7( m / s) < 25 ( m / s )
60000
60000

Điều kiện bánh đai lớn:
Theo công thức 4.2 - [1] đường kính bánh đai lớn là.

d 2 = d1.u.( 1 − ε ) = 140.2,5. ( 1 − 0,02 ) = 343 ( mm )

Trong đó :

ε = 0,01: 0,02

Dựa vào bảng 4.26- [1] ta chọn
10


Chọn: d2 =355(mm)
Tỉ số truyền thực tế:
u' =

Sai lệch

:

d2
355
=
= 2,58
d1.( 1 − ε ) 140.( 1 − 0,02 )

u' − u
2,58 − 2,5
∆u =
.100% =
.100% = 3,2% < 4%
u
2,5

Vậy chọn: d1 =140 (mm)
d2 =355 (mm)
Tính khoảng cách trục:
Định khoảng cách trục sơ bộ theo bảng 4.14: asb=d2=355(mm)

Chiều dài dây đai theo asb (mm)

π .(d1 + d 2 ) (d 2 − d1 ) 2
l = 2a +
+
2
4a
π .( 140 + 355 ) ( 355 − 140 )
= 2.355 +
+

= 1519,7( mm)
2
4.355
2

Tra bảng 4.13 chọn chiều dài dây đai tiêu chuẩn l = 1600 (mm)
Nghiệm số vòng chạy của đai trong 1 giây:
i=

v
10,7
=
≈ 6,68 < 10
l 1600.10−3

Xác định lại a theo l = 1600 (mm)

11


2


 π .( d1 + d 2 ) 
1  π .( d1 + d 2 )
2
a = . l −
+ l −
 − 2.( d 2 − d1 ) 
4 

2
2




2


π .( 140 + 355 )

π .( 140 + 355 ) 
1 
2
= . 1600 −
+ 1600 −
 − 2.( 355 − 140 ) 
4 
2
2




=396,86 ( mm )

Khoảng cách trục phải thỏa điều kiện:
0,55.( d1 + d2 ) + h < a < 2.( d1 + d2 )

⇔ 0,55 ( 140 + 355 ) + 10.5 < a < 2.(140 + 355)

⇔ 282.75 < a < 990

Góc ôm

α1

trên bánh nhỏ :
o
57
57
o
α1 = 180 − (d 2 − d1 ).
= 180 − (355 − 140).
= 149o > 120o
a
396,86

2.1.3. Xác định số dây đai :

z=

P1.K d
[ Po ] .Cα .Cl .Cu .C z

Trong đó:
Kd : hệ số tải trọng động : 1,1

[ Po ]
Cα

: công suất cho phép : 2,3

: hệ số góc ôm : 0,91
12


CL
Cu
Cz

: hệ số chiều dài đai : 1
: hệ số tỉ số truyền : 1,135
: hệ số phân bố tải lên các dây : 0,9
Thay vào ta được:

z=

P1.K d
11,59.1,1
=
= 5,96
[ Po ] .Cα .CL .Cu .C z 2,3.0,91.1.1,135.0,9

Chọn z =6 (dây)
Chiều rộng bánh đai:
Áp dụng công thức 4.17 tài liệu [1] ta có.
B = ( z − 1) .t + 2.e = ( 6 − 1) .19 + 2.12,5 = 120 ( mm )
Đường kính ngoài của bánh đai:
Áp dụng công thức 4.18 tài liệu [1] ta có.
d a1 = d1 + 2.ho = 140 + 2.4,2 = 148,4 ( mm )

d a2 = d 2 + 2.ho = 355 + 2.4,2 = 363,4 ( mm )

2.1.4.Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên các trục.

F0 =

780.P1 K d
+ Fv
v.Cα .z

Trong đó:

Fv = qm .v 2 = 0,105.10,7 2 = 20,4 N

P1=11,59(kW)
Kd=1,1
13


⇒ Fo =

780.11,59.1,1
+ 20,4 = 190,6 ( N )
10,7.0,91.6

Lực tác dụng lên trục:

Fr = 2.F0 .z.sin(

α1
149
) = 2.190,6.6.sin(
) = 2204 ( N )
2
2

2. 2 Thiết kế bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc
2.2.1 Vật liệu và nhiệt luyện bánh răng.
Theo bảng 6.1 chọn
Bánh nhỏ : thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB241…285 có:
σ b1 = 850 MPa,σ ch1 = 580 MPa
Bánh lớn : thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB192…240 có:
σ b 2 = 750MPa,σ ch 2 = 450MPa
2.2.2 Xác định ứng suất cho phép
2.2.2.1. Ứng suất tiếp xúc cho phép.
Theo bảng 6.2 với thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB180…350
0
σ H0 lim = 2 HB + 70;SH = 1,1;σ Flim
= 1,8 HB;SF = 1,75
Chọn độ rắn bánh nhỏ HB1 =245 ; độ rắn bánh lớn HB2 = 230 khi đó
0
σ H0 lim1 = 2.245 + 70 = 560MPa ; σ Flim1
= 1,8.245 = 441MPa
0
σ H0 lim 2 = 2.230 + 70 = 530 MPa ; σ Flim
2 = 1,8.230 = 414 MPa
2,4
H HB

Theo (6.5) NHo = 30
do đó
Số chu kỳ làm việc cơ sở.
NHo1 = 30.2452,4 = 1,626.107 chu kỳ
NHo2 = 30.2302,4 = 1,397.107 chu kỳ

N FO = 4.106

chu kỳ

14


3

Ta có:

 T 
N HE1 = 60.c.Lh .∑  i ÷ ni .ti
 Tmax 
13.14 + 0,83.11 + 0,73.16
= 60.1.584.4.365.24.
41
8
= 7,5.10 (chu kyø)

 T  3 
N HE2 = 60.c.Lh ∑  i ÷ .ni .ti
i =1  Tmax  



13.14 + 0,83.11 + 0,73.16
= 60.1.176,9.4.210.2.8.
41
7
= 8,7.10 chu ky
n

N FE

1

 T  6 
= 60.c.Lh ∑  i ÷ .ni .ti
 Tmax  


16.14 + 0,86.11 + 0,76.16
= 60.1.4.210.2.8.584.
41
8
= 2,1.10 (chu kyø)

N FE

2

 T 6 
= 60.c.∑  i ÷ .ni .ti
 Tmax  



= 60.1.4.210.2.8.176,9.

16.14 + 0,86.11 + 0,76.16
41

= 6,5.108 (chu kyø)

Do NHE1> NHO1 ,NHE2> NHO2 ,NFE1> NFO1 ,NFE2> NFO2
nên chọn KHL1 = KHL2 = KFL1 = KFL2 = 1
Ứng suất tiếp xúc và Ứng suất uốn cho phép.
K
1
[ σ H ] 1 = σ H0 lim1 HL = 560. = 509MPa
sH 1
1,1

[ σ H ] 2 = σ H0 lim2

K HL
1
= 530. = 482 MPa
sH 2
1,1
15


Với cấp nhanh và cấp chậm sử dụng răng nghiêng, do đó theo (6.12)
[ σ ] + [ σ ] 509 + 482 = 495,5MPa < 1, 25 σ

[σH ] = H 1 H 2 =
[ H ]2
2
2
2.2.2.2 Ứng suất uốn cho phép.
σoH lim
σ F  =
.K FC .K FL
SF
Trong đó:

σoH lim = 1,8.HB; SF = 1,75

Với bộ truyền quay 1 chiều KFC=1, ta được:
K FL K FC
1.1
0
= 1,8.245.
= 277,2 MPa
[ σ F1 ] = σ Flim1
sF
1,75
0
[ σ F 2 ] = σ Flim2

K FL K FC
1.1
= 1,8.230.
= 260,2 MPa
sF

1,75

2.2.2.3 Ứng suất quá tải cho phép.
[ σ H ] max = 2,8σ ch 2 = 2,8.450 = 1260 MPa

[ σ F 1 ] max = 0,8σ ch1 = 0,8.580 = 464MPa
[ σ F 2 ] max = 2,8σ ch 2 = 0,8.450 = 360MPa

2.3.Tính toán cấp nhanh: bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng.
Thông số:
T1 = 178244 ( Nmm)
u = 3,3
n = 584 (vg/ph)

2.3.1.Xác định sơ bộ khoảng cách trục.
Chiều rộng vành răng được xác định theo tiêu chuẩn dựa và bảng 6.6 chọn

ψ ba = 0,3
Từ đó ta tính được
ψ bd = 0,53.ψ ba ( u1 + 1) = 0,53.0,3.(3,3 + 1) = 0,6837
16


Dựa vào

ψ bd

tra bảng 6.7 ta xác định được hệ số tập trung tải trọng.
K H β = 1,09

Xác định sơ bộ khoảng cách trục:
aw = K a (u1 + 1) 3

T1K H β

= 43.( 3,3 + 1)

ψ ba .[ σ H ] .u1
2

3

178244.1,09
= 165,3 ( mm )
495,52.3,3.0,3

Lấy aw = 175 (mm)
2.3.2.Xác định các thông số ăn khớp.

m= (0.01÷0.02). aw = (0,01÷0,02) .175 = 1,75 ÷ 3,5mm
Theo bảng 6.8 ta chọn mn=2,5mm

(

β = 8o : 20o
góc nghiêng sơ bộ
- số răng bánh dẫn:
-

(

)

2.aw .cos 20 o
mn . ( u1 + 1)

⇔

(

) ≤z

2.175.cos 20 o
2,5.( 3,3 + 1)

1

≤

) ≤z

1

( )

2.aw .cos 8o
mn . ( u1 + 1)

≤

( )

2.175.cos 8o
2,5.( 3,3 + 1)

⇔ 30,6 ≤ z1 ≤ 32,3
⇒ z1 = 31

+ chọn z1=31 (răng) ta có số răng bánh bị dẫn z2=u1.z1=3,3.31=102,3(răng).
Ta chọn z2 = 103 (răng)
- vậy:
cos β =

mn .( z1 + z2 ) 2,5.(31 + 103)
=
= 0,96
2.aw
2.175

⇒ β = 16,8o
2.3.3 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.
Ứng suất tiếp xúc xuất hiện trên mặt răng làm việc:

17


σ H = Z M Z H Zε 2T1 K H ( u1 + 1) / ( bw .u1.d w12 ) ≤ [ σ H ]
Trong đó:
MPa1/3

ZM-hs kể đến cơ tính vật liệu tra bảng (B6.5) có: ZM =274
ZH hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc theo công thức 6.34 tài liệu [1]
2.cos βb
ZH =
sin 2α tw
Trong đó: βb góc nghiêng của răng trên hình trục cơ sở

 tg20o 
 tgα 
α tw = α t = arctg 
=
ar
ctg
= 20,8o

÷
o ÷
 cos β 
 cos16,8 

⇒ tgβb = cos α t .tgβ = cos ( 20,8 ) .tg(16,8) = 0,28
⇒ βb = 15,6o

⇒ ZH =

(

2.cos 15,6o
sin ( 2.20,8)

) = 1,7

bw = ψba.aw = 0,3.175 = 52,5
ta chon b w = 54 ( mm )
⇒ εβ =

bw .sin βb 54.sin15,6
=
= 1,8 > 1
mn .π
2,5.π

⇒ Zε =

1
εα

Trong đó


 1 1 

 1
1 
ε α = 1,88 − 3,2.  + ÷ cos β = 1,88 − 3,2.  +
÷ .cos16,8 = 1,67
z
z
31
103





 1
2 


Zε =

Vậy:

1
1
=
= 0,77
εα
1,67
18


Ta có hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc:
KH=KHβKHαKHv
Trong đó:
KHβ-hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng
tra bảng (B6.7) có KHβ =1,09
KHα-hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng.
m .z
2,5.31
d1 = n 1 =

= 81( mm )
cos β cos16,8
Trong đó:
2.a w1 2.175
d w1 =
=
= 81,39
um + 1 3,3 + 1
(mm)
+ vận tốc vòng của bánh chủ động :
π.d w1.n1 π.81,39.584
v=
=
= 2,47 ( m / s )
6.104
6.104
+ vận tốc vòng của bánh chủ động v=2,47<4(m/s) theo bảng 6.13 ta chọn
cấp chính xác là 9.
+ theo bảng 6.14 cấp chính xác là 9 ta chọn
K Hα = 1,13
-hs kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp theo công thức
KHv
6.41 tài liệu [1].
v .b .d
K HV = 1 + H w w1
2.T1.K Hβ .K H α
vH = δ H .go .v.

aw
u

Trong đó:
δ H = 0,002
Với: +
: hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp tra bảng 6.15
+ go=73 :hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch bước răng 1 và 2 bảng 6.16
19


u=
+

z2 103
=
= 3,3
z1 31

:tỉ số truyền thực tế
175
vH = 0,002.73.2,49.
= 2,6 ( m / s )
3,3

Vậy:
K HV = 1 +

Vậy:

vH .bw .d w1
2,5.54.81,39

=1+
= 1,025
2.T1.K H β .K H α
2.178244,86.1,09.1,13

K H = K H α .K Hβ .K HV = 1,13.1,09.1,025 = 1,26

⇒ σ H = Z M .Z H .Z ε .

2T1.K H .(u1 + 1)
bw .u1.d w12

⇒ σ H = 274.1, 697.0, 77.

2.178244,86.1, 26. ( 3,3 + 1)
= 460 ( MPa )
54.3,3.81,392

xác định chính xác ứng suất cho phép.
Với v=2,47(m/s) < 5(m/s), Zv=1, cấp chính xác động học là 9, chon cấp
chính xác về mặt tiếp xúc là 8.
Ra = 2,5....1,25µm
Khi đó cần gia công độ nhám
do đó Zr=0,95 với vòng
đỉnh bánh răng da<700(mm). chọn KxH = 1
Vậy :
'
[ σ H ] = [ σ H ] .Zv .Z R .Z xH = 495,5.1.0,95.1 = 470,725 ( MPa )
-

Như vậy

σH  < σ H 

'

nên cặp bánh răng đảm bảo độ tiếp xúc.

2.3.4. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn

σF =
Ta có điều kiện bền uốn là:

2T1K FYε Yβ YF
bw d w1mn

< σ F 
20


-

Xác định số răng tương đương:
z
31
zv = 13 =
= 35,33 choïn zv = 36 raêng
3
1
1

cos β cos ( 16,8)

zv =
2

-

Theo bảng 6.7

-

Khi đó hệ số
Vậy :

z2
103
=
= 117,4 choïn z v = 118 raêng
3
2
cos β cos3 ( 16,8 )

K Fβ = 1,2.

K Fα = 1,37,δF = 0,006

Theo bảng 6.14
a
175
vF = δ F .go .v. w = 0,006.73.2,49.

= 7,94 ( m / s )
u
3,3

K Fv = 1 +

vF .bw .d1
7,94.54.81
= 1+
= 1,06
2.T.K Fβ .K Fα
2.178244,86.1,2.1,37

K F = K Fβ .K F α .K Fv = 1,2.1,37.1,06 = 1,74

-

-

Vậy:
Hệ số dạng răng YF theo bảng 6.18:
+ đối với bánh răng dẫn:YF1=3,76
+ đối với bánh răng bị dẫn: YF2=3,6
Khi đó:
1
1
Yε =
=
= 0,6
ε α 1,67

là hệ số kể đến sự trùng khớp của răng
0
β
16,80
Yβ = 1 −
=1−
= 0,88
140
140
là hệ số kể đến độ nghiêng của răng
Với mn=2,5, Ys=1,08-0,0695.ln2,5=1,022; Yr=1, KxF=1(da<400mm) do đó:
σ F1  = σ F1  .YR .Ys .YxF = 277,2.1.1,022.1 = 283,29 ( MPa )
σ F 2  = σ F 2  .YR .Ys .YxF = 260,2.1.1,022.1 = 265,9 ( MPa )

-

Độ bền uốn là:

21


σ F1 =

2T1.K F .Yε .Yβ .YF 1
bw .d1.mn

=

2.178244,86.1, 74.0, 6.0,88.3, 76
= 112, 6 ( MPa )

54.81.2,5

⇒ σ F 1 = 112, 6 ( MPa ) < [ σ F 1 ] = 283, 29 ( MPa )

σF2 =

2T2 .K F .Yε .Yβ .YF 2
bw .d1.mn

=

( t / m)

2.178244,86.1, 74.0, 6.0,88.3, 6
= 107,8 ( MPa )
54.81.2,5

⇒ σ F 2 = 107,8 ( MPa ) < [ σ F 2 ] = 265,9 ( MPa )

( t / m)

2.3.5. Kiểm nghiệm răng về quá tải
Với hệ số quá tải tra bảng phụ lục P1.3 ta có:
K qt =

Tmax
= 2,2
Tdn

- Ứng suất tiếp quá tải

σ Hmax = σ H K qt = 495,5. 2, 2 = 734,94 ≤ [σ H ]max = 1260 ( MPa )

σ F 1max = σ F 1.K qt = 112, 6.2, 2 = 247,72 ( MPa ) < [ σ F 1 ] max = 464 ( MPa )

σ F max 2 = σ F 1.K qt = 107,8.2, 2 = 237,16 ( MPa ) < [ σ F 2 ] max = 360 ( MPa )
Ta có:

2.3.6. Các thông số và kích thước bộ truyền
+ Khoảng cách trục: a =175 mm
+ Mô đun: mn = 2,5mm
+ Chiều rộng vành răng: b =54 mm
+ Tỉ số truyền: u =3,3 mm
+ Góc nghiêng răng: β = 16,80
+ Số răng: z1 = 31 răng; z2 =103 răng.
+ Đường kính chia: d1 =81 mm; d2 =269 mm.
+ Đường kính đỉnh răng: da1 =86 mm; da2 =274 mm.
+ Đường kính đáy răng: df1 =74,4 mm; df2 =262,7 mm.
2.4. Tính toán cấp chậm: bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng:
Thông số kỹ thuật.
- T2 = 572274 Nmm
22


-

u = 2,42
n= 176,9

2.4.1. Xác định sơ bộ khoảng cách trục.

- Ta có:
ψ bd = 0,53.ψ ba .( u + 1) = 0,53.0,36.(2,42 + 1) = 0,65

ψ bd

-

Dựa vào

tra bảng 6.7 ta xác định được hệ số tập trung tải trọng.
K H β = 1,035

-

Xác định sơ bộ khoảng cách trục:
T2 K H β
572274.1,035
aw = K a (u + 1) 3
= 43.(2,42 + 1) 3
= 206,5 ( mm )
2
0,36.495,52.2,42
ψ ba [ σ H ] u

Lấy aw2 = 210(mm)
2.4.2. Xác định các thông số ăn khớp.
m = (0,01÷0,02).aw=(0,01÷0,02).210=2,1÷4,2mm
Chọn môđun tiêu chuẩn của cấp chậm bằng cấp nhanh m= 2,5 mm

(

β = 8o : 20o
góc nghiêng sơ bộ
- số răng bánh dẫn:

)

-

( ) ≤ z ≤ 2.a .cos ( 8 )

2.aw .cos 20o
mn .( u1 + 1)

⇔

o

w

mn . ( u1 + 1)

1

( ) ≤ z ≤ 2.210.cos ( 8 )

2.210.cos 20o

2,5.( 2,42 + 1)

o

1

2,5. ( 2,42 + 1)

⇔ 46,16 ≤ z1 ≤ 48,6
 z = 47
⇒ 1
 z2 = 48
+ chọn z1=47 (răng) ta có số răng bánh bị dẫn z2=u1.z1=2,42.47=113,74(răng).
Ta chọn z2 = 114 (răng)
- vậy:
23


cos β =

mn .( z1 + z2 )
2.aw

=

2,42.(47 + 114)
= 0,93
2.210

⇒ β = 21,9o
Không thỏa mãn yêu cầu.

+ chọn z1=48 (răng) ta có số răng bánh bị dẫn z2=u1.z1=2,42.47=116,16(răng).
Ta chọn z2 = 117 (răng)
- vậy:
cos β =

mn .( z1 + z2 )
2.aw

=

2,42.(48 + 117)
= 0,95
2.210

⇒ β = 18,19o

2.4.3 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
Ứng suất tiếp xúc xuất hiện trên mặt răng làm việc:

σ H = Z M Z H Zε 2T1 K H ( u2 + 1) / ( bw .u2 .d 2 2 )
Trong đó:
ZM-hệ số kể đến cơ tính vật liệu tra bảng (B6.5) có: ZM =274
2.cos βb
ZH =
sin 2α tw

MPa1/3

 tg20o 
 tgα 

α tw = α t = arctg 
= arctg 
= 20,96o
÷
o ÷
 cos β 
 cos18,19 

(

)

⇒ tgβb = cos α t .tgβ = cos 20,96o .tg(18,19o ) = 0,30
⇒ βb = 16,69o
⇒ ZH =

(

) = 1,69
sin ( 2.20,96 )

2.cos 16,69o
o

24


-

ta có:

bw = ψ ba.aw = 0,36.210 = 75,6

choïn b w = 76 ( mm )

bw .sin βb 76.sin16,69o
⇒ εβ =
=
= 2,78 > 1
mn .π
2,5.π
⇒ Zε =

1
εα

Trong đó


 1 1 

 1
1 
o
ε α = 1,88 − 3,2.  + ÷ cosβ = 1,88 − 3,2.  +
÷ .cos18,19 = 1,69
 48 117  


 z1 z2  

Zε =

1
1
=
= 0,77
εα
1,69

Vậy:
Ta có hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc:
KH=KHβKHαKHv
Trong đó:
KHβ-hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng
tra bảng (B6.7) có KHβ =1,035
KHα-hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng.
m .z
2,5.48
d1 = n 1 =
= 126 ( mm )
cos β cos18,19
Trong đó:
2.aw1
2.210
dw1 =
=
= 122,8(mm)
u + 1 2,42 + 1
+ vận tốc vòng của bánh chủ động :
π.dw1.n1 π.122,8.176,9

v=
=
= 1,13 ( m / s )
6.10 4
6.104
+ vận tốc vòng của bánh chủ động v=1,13<4(m/s) theo bảng 6.13 ta chọn
cấp chính xác là 9.
25