ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY: THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC MỘT CẤP

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
---------------------------------

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc
------------------------------------

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
CHI TIẾT MÁY
Họ và tên sinh viên: ĐẶNG HỮU NGHĨA

Lớp: Cơ điện 3

Khóa: 11

khoa: Cơ Khí

Giáo viên hướng dẫn: NGUYỄN TRÍ DŨNG
NỘI DUNG
THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC MỘT CẤP
Loại hộp: Hộp giảm tốc bánh răng trụ răng nghiêng
1

T

2

5

3

Tmm
T1
T2

4

tmm

t2

t1
tck

1.

Băng tải

4.
Bộ truyền
xích
Các số liệu cho trước:
1.
2.
3.

2.
hồi
5.

Nối trục đàn

Hộp giảm tốc

Động cơ

Lực kéo bang tải : F = 1500N
Vận tốc băng tải : v = 0,24m/s
Đường kính tang : D = 250mm

SV : ĐẶNG HỮU NGHĨA
LỚP : CĐ CĐ3 - K11

3.

Tmm = 1,4 T1
T2 = 0,72 T1
t1 = 2,6h

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY
Page 1


4.
5.
6.
7.

Thời hạn phục vụ : lh = 1700giờ
Số ca làm việc

: số ca 3
Đặc tính làm việc : va đập nghẹ

t2 = 4,2h
tck = 8h

Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài: 30

Yêu cầu thực hiện:
I.

Phần thuyết minh:

Trình bày đầy đủ các nội dung tính toán thiết kế, bao gồm:
-

Tính chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền và mô men xoắn trên các

trục .
-

II.
TT
1

Tính toán bộ truyền ngoài.
Tính toán bộ truyền bánh răng.
Tính toán thiết kế trục.
Tính chọn ổ đỡ.
Lựa chọn kết cấu hộp.

Phần bản vẽ:
Tên bản vẽ
Bản vẽ lắp hộp giảm tốc

SV : ĐẶNG HỮU NGHĨA
LỚP : CĐ CĐ3 - K11

Khổ giấy
A0

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY
Page 2

Số lượng
1


ĐỒ ÁN MÔN HỌC
CHI TIẾT MÁY
THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC MỘT CẤP
Loại hộp: bánh răng trụ răng nghiêng
I.
CHỌN ĐỘNG CƠ
Tính toán công suất cần thiết của động cơ.

-

+

công suất làm việc: plv = F.v/1000

Trong đó:
plv : công suất cần thiết trên trục tang (kw)
F : lực kéo bang tải (N)
v : vận tốc băng tải (m/s)
plv = F.v/1000 = 11500.0,24/1000 = 2,76 (kw)
+ Công suất cần thiết của động cơ.
pct = pt / µ
Trong đó:
pt : là công suất tính toán trên trục máy công tác.
Pt được tính bằng công thức:

Pt = plv
µ : hiệu suất các bộ truyền truyể động
µ = µxích . µ2ổ lăn. µbảnh răng.µkhớp nối .µổ trượt
theo bảng (2.3) trị số hiệu suất của các bộ truyền và ổ ta có:
SV : ĐẶNG HỮU NGHĨA
LỚP : CĐ CĐ3 - K11

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY
Page 3


µxích = 0,93
µ2ổ lăn = 0,995.0,995
µbảnh răng = 0,98
µkhớp nối = 0,99
µổ trượt = 0,99
=∑ µ = 0,93.0,995.0,995.0,98.0,99.0,99 = 0.89
Vậy công suất cần thiết của động cơ

Pct = pt /µ = 3,57/0,89 = 4,0(kw)
Xác định số vòng quay đồng bộ của động cơ
+
tốc độ trục tang:
nlv = 60.103 .v/π.D = 18,33 (v/p)
-

+

tỷ số truyền toàn bộ hệ:

Ut = Uh . Ux
Chọn sơ bộ: Uh = 6 , Ux = 6
+

số vòng quay sơ bộ của động cơ

nsb = nlv . Ut = 659,88 (v/p)
Chọn số vòng sơ bộ của động cơ nđc = 720 v/p
Tra bảng 1.3 chọn động cơ: A132S8Y3

Bảng thông số động cơ:
Kiểu đ/c

Công suất Vận tốc
kw
quay, v/p
A132S8Y3 4
720

SV : ĐẶNG HỮU NGHĨA
LỚP : CĐ CĐ3 - K11

cos
0,7

,%
83

Tmax/Tdn

Tk/Tdn

2,2

1,8

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY
Page 4


II.

PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN

Tỷ số truyền của hệ:
Ut = Uh . Ux = nđc /nlv =720/18,33 =39,06
Với loại hộp giảm tốc 1 cấp bánh răng trụ răng nghiêng ta chọn Uh = 5
=>Ux = 39,06/5 = 7.812
III.

trục tang:

XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ TRỤC

p = plv /µkhớp nối = 2,76/0,99 = 2,78 (kw)

n = nlv = 18,33(v/p)
T = 9,55.106 . plv /nlv = 1,45.106 Nmm
trục 2 :

p2 = plv / µkhớp nối . µổ lăn = 2,78/0,99.0,99 = 2,83 (kw)
n2 = nlv = 18,33(v/p)
T2 = 9,55.106 . p2 /n2 = 1,47.106 Nmm

trục 1:

p1 = p2 / µổ lăn µbảnh răng = 2,83/0,995.0,99 = 2,95(kw)
n1 = n2 .Uh = 91,65 (v/p)
T1 = 9,55.106 .p1/n1 = 0,3.106 Nmm

Trục động cơ:

pđộng cơ = p1 / µổ lăn µxích = 2,95/0,95.0,93 = 3,31(kw)
nđộng cơ = n1.Ux = 716(v/p)
Tđộng cơ = 9,55.106 . pđộng cơ / nđộng cơ = 0,045.106 Nmm

Trục
Thông số
Công suất p,kw
Tỷ số truyền u

Số vòng quay n v/p
Momen xoắn T,

Tang

2

1

Động cơ

2,68

2,83

2,95

3,31

1
18,33
1,46.106

SV : ĐẶNG HỮU NGHĨA
LỚP : CĐ CĐ3 - K11

7,81
18,33
1,46.106

5
91,65
0,3.106

716
0,045.106

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY
Page 5


Nmm
IV. TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN NGOÀI (BỘ TRUYỀN XÍCH)
1.
Chọn loại xích
Vì tải trọng nhỏ, vận tốc thấp nên ta chọn xích con lăn.
2.
Xác định các thông số xích và bộ truyền.
Theo bảng 5.4, với U = 7,812 chọn số răng đĩa nhỏ z1 = 15 răng, do đó
số răng đĩa lớn z2=118 răng < zmax = 120m
Theo CT 5.3 công suất tính toán
Pt = p.k.kz.kn
Trong đó: kz = 25/15 = 1,6
Với n01 = 800v/p =∑kn = n01 / n1 = 800/716 =1,12
Theo CT 5.4 và bảng 5.6:
k = k0 .ka .kđc .kđ .kc .kbt
k = 1.1.1.1,35.1,45.1,3 = 2,5
với k0 = 1(đường tâmđĩa xích hợp với phương nằm ngang một góc < 400 )
ka = 1(chọn a = 40p)
kđc = 1(điều chỉnh bằng một trong các đĩa xích)

kđ = 1,35(tải trọng va đập nhẹ)
kbt 1,3 (làm việc theo chu kì 6÷8 h)
Như vậy: pt = 4.2,5.1,6.1,12 = 17,92(kw)
Theo bảng 5.5 với n0 = 800v/p chọn bộ xích 1 dãy có bước xích 25,4mm
thỏa mãn điều kiện mòn: pt <[p] = 30,7 kw
Đồng thời theo bảng 5.8 p < pmax
Khoảng cách trục a = 40p = 40.25,4 = 1006 mm
Theo CT 5.12 chọn số mắt xích:
x = 2a/p + 0,5(z1 + z2 ) + (z2 – z1 )2 .p/(4ᴨ2 .a)
x = 152,45
lấy số mắt xích chẵn x = 154, tính lại khoảng cách trục a theo 5.13
a = 0,25p{xc – 0,5(z2 +z1 ) +

}

a = 641,6 mm
do xích không chịu lực căng quá lớn ta giảm a một lượng ∆a = 0,003a =3mm
do đó a = 644mm
Số lần va đập của xích theo 5.14
SV : ĐẶNG HỮU NGHĨA
LỚP : CĐ CĐ3 - K11

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY
Page 6


i = z1 .n1 /15x = 15.716/15.154
i = 4,61<[i] = 35 (bảng 5.9)
3.
Tính kiểm nghiệm xích về độ bền

Theo 5.15: S = Q/(kđ .Ft + F0 + Fv )
Theo bảng 5.2 tải trọng phá hỏng Q = 31800N, khối lượng xích q =
1,9kg
Kđ = 1,2(tải trọng mở máy bằng 1,4 lần tải trọng danh nghĩa)
v = z.t.n1 /60000 = 15.25,4.716/60000 = 4,54(m/s)
Ft = 1000p/v = 1000.4,37/5,54 = 962N
Fv = q.v2 = 1,9.4,542 = 39,76 N
F0 = 9,81.kf.q.a = 9,81.4.1,9.0,762 = 56,81 N
Trong đó kf =4 (bộ truyền nghiêng 1 góc <400 )
Do đó S = 31800/(1,2.923+56,81+36,28)
S = 26,48
Theo bảng 5.10 với n = 800v/p [S] = 11,7
Vậy S ˃[S] bộ chuyền đảm bảo độ bền.
4.
Đường kính theo CT 5.17 và bảng 13
d1 = p/sin(π/z1) = 25,4/ sin(π/15) =122,1mm
d2 = p/sin(π/z2) = 25,4/ sin(π/118) = 954.1mm
da1 = p[0,5 + cot(π/z1) = 25,4[0,5 + cot(π/15) = 132,1mm
da2= p[0,5 + cot(π/z2) = 25,4[0,5 + cot(π/118) = 966,58mm
df1 = d1 – 2r = 122,1 - 2.6,03 = 115,7mm
df2 = d2 – 2r = 954,1 – 2.6,03 = 941,98mm
Với r = 0,0025d1 + 0,5 = 6,03mm
d1 = 11,91 (bảng 5.2)
kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích theo 5.18
σH1 = 0,47
σH1 = 422,8 MPa
trong đó: z1 = 15
SV : ĐẶNG HỮU NGHĨA
LỚP : CĐ CĐ3 - K11

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY
Page 7


kr = 0,44
E = 2,1.105 MPa, A = 106mm2
Kđ = 1 (xích 1 dãy)
Lực va đập trên 1 dãy xích theo 5.19
Fvđ = 13.10-7 .n1 .p3 .m = 13.10-7 .716.25.43 .1 => Fvđ = 15,25N
Như vậy dung thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB = 210 sẽ đạt được ứng
xuất cho phép [σH]=600MPa đảm bảo được độ bền tiếp xúc cho đĩa
5.
Xác định lực tác dụng lên trục
Theo 5.20 Fr = kx . Ft = 1,15.923 = 1061N
Trong đó đối với bộ truyền nghiêng 1 góc nhỏ hơn 400 kx = 1,15.
Thông số
Loại xích
Số răng
Bước xích
Khoảng cách trục
Số mắt xích
Đường kích đĩa
xích

V.
1.

Kích thước
Xích con lăn, 1 dãy
Z1 = 15 răng

Z2 =118 răng
25,4mm
a = 644mm
x = 154
d1 =122,1mm
d2 = 954.1mm

TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG

Chọn vật liệu

Do tổng công suất truyền tải trung bình không có yêu cầu đặc biệt về vật
liệu, để thống nhất trong thiết kế ở đây chọn vật liệu như sau:
Bánh nhỏ: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB (211÷280), có σB1 = 850 MPa,
σch1 = 580MPa.
SV : ĐẶNG HỮU NGHĨA
LỚP : CĐ CĐ3 - K11

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY
Page 8


Bánh lớn: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB(195÷240), có σB2 = 750MPa,
σch2 = 450MPa.
2.

Xác định công suất cho phép

[σH] = [σ0/SH ].ZR .Zv .KXH .KHL
[σF] = [σ0/SF ].YR .Ys .KXF . KFL

Trong đó: ZR hệ số xét đến độ giãn mặt răng làm việc.
Zv hệ số ảnh hưởng của vận tốc vòng.
KXH hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thướ bánh răng.
YR hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng.
Ys hệ số sét đến độ nhạy của vật liệu với tập trung ứng suất.
KXF hệ số xét đến kích thước bánh răng ảnh hưởng độ bền uốn.
Trong bước tính toán thiết kế sơ bộ lấy ZR .Zv .KXH = 1 và YR .Ys .KXF = 1
Trong đó: [σH] = σHLim0 KHL/SH
[σF] = σFLim0 KFC KFL /SF
Với σHLim0 , σFlim0 lần lượt là ứng suất tiếp súc cho phép và ứng suất uốn cho
phép ứng với chu kì cơ sở. SH , SF hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn.
KFC: hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải.
KHL, KFL: hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng của thời gian phục vụ
và cấp độ tải trọng của bộ truyền.
σH1Lim0 = 2HB + 70 = 2.245 + 70 = 560MPa
σH2Lim0= 2HB + 70 = 2.235 + 70 = 540MPa
SH = 1,1
σF1Lim = 1,8HB = 1,8.245 = 441MPa
SV : ĐẶNG HỮU NGHĨA
LỚP : CĐ CĐ3 - K11

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY
Page 9


σF2Lim = 1,8HB = 1,8.235 = 423MPa
SF = 1,75

Với mH, mF : bậc của đường cong khi thử về tiếp xúc và uốn. HB < 350 lấy
mH = 6, mF = 6

NH0: số chu kì thay đổi úng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc.
NH0 = 30
HB: độ rắn Brien
NH01 = 30.2452,4 = 1,6.107
NH02 = 30.2352,4 = 1,47.107
NF0 : số chu kì thay đổi ứng xuất cơ sở khi thiết kế về uốn.
NHE, NFE: số chu kì thay đổi ứng suất tương đương, trường hợp bộ truyền
làm việc với tải trọng thay đổi nhiều bậc.
NHE và NFE được tính theo CT:
NHE = 60.c.∑(Ti/Tmax)3ni.ti
NFE = 60.c.∑(Ti/Tmax)mF ni.ti
Trong đó: c = 1 số lần ăn khớp trong một vòng quay
n số vòng quay trong một phút
t tổng số giờ làm việc
NHE1 = 60.1.1700.128,318[(T1/Tmm)3.t1/tck + (T2/Tmm)3.t2/tck]
Trong đó: Tmm = 1,4T1
T2 = 0,72T1
SV : ĐẶNG HỮU NGHĨA
LỚP : CĐ CĐ3 - K11

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY
Page 10


t1 = 2,6
t2 = 3,5
tck = 8
NHE1 = 60.1.1700.128,318[(1/1,4)3.2,6/8 + (0,72/1,4)3.3,5/8]
NHE1 = 22.106 (chu kì)
Vì NHE1 ˃ NH01 lên lấy NHE = NH0 = 1,6.107 và do đó KHL = 1

Do n1 > n2 => NHE1 > NHE2 > NH02
=>KHL2 = 1
Vậy [σH1] = σHLim0 KHL1/SH = 560.1/1,1 = 509 MPa
[σH2] = σHLim0 KHL2/SH = 540.1/1,1 = 491 MPa
Với bánh răng cấp nhanh sử dụng bánh răng nghiêng ta có:
[σH] = ([σH1] + [σH2])/2 = (509 +491)/2 = 500 < 1,25. [σH]min = 1,25.491 =
613,75 (MPa)
Số chu kì thay đối ứng suất tương đương
NFE = 60.c. .∑(Ti/Tmax)6ni.ti
-

NFE = 60.1.1700.128,318[(T1/Tmm)6.t1/tck + (T2/Tmm)6.t2/tck]
NFE = 60.1.1700.128,318[(1/1,4)6.2,6/8 + (0,72/1,4)6.3,5/8]
NF
E

= 6,65.106 > NF0 = 4.106

Khi đó lấy KFL = 1 chọn KF0 = 1 ta có:
[σF1] = 441.1/1,75 = 252 MPa
[σF2] = 423.1/1,75 = 241,7 MPa
Ứng xuất quá tải cho phép:
[σH1]max = 2,8σch1 = 2,8.580 = 1624 MPa
[σH2]max = 2,8σch2 = 2,8.450 = 1260 MPa
[σF1]max = 0,8σch1 = 0,8.580 = 464 MPa
SV : ĐẶNG HỮU NGHĨA
LỚP : CĐ CĐ3 - K11

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY
Page 11

[σF2]max = 0,8σch2 = 0,8.450 = 360 Mpa
A.
1.

Bộ chuyền bánh răng trụ răng nghiêng
Xác định các thông số của bộ chuyền

Xác định sơ bộ khoảng cách trục aw với cấp nhanh

aw = ka.(u1+1)
trong đó: Ψba = 0,315 ()
Ka: hệ số phụ thuộc vào vật liệu của bánh răng với vật liệu thép tra bảng 6.5
lấy ka = 4.3
Ubr = tỉ số truyền Ubr = 5
[σH] ứng suất tiếp súc cho phép [σH] = 495,4 MPa
T1 mô men xoắn trên trục chủ động T1 = 0,3.106 Nmm
Ψba = 0,315 (bảng 6.6)
=˃ Ψbd = 0,53 . Ψba (u+1)
Ψbd = 1,00
Tra bảng 6.7 và sơ đồ 3 ta được: kHβ = 1,15
-

Vậy aw = ka . (5+1
aw = 197,8 mm, chọn aw = 200mm
xác định các thông số ăn khớp
1.
Xác định mô đun khi đã xác định được aw
m = (0,01÷0,02)aw

m = 2,0 ÷4,0
dựa vào bảng 6.8 và điều kiện đảm bảo độ bền uốn ta chọn m = 3
2.

Xác định số răng, goc nghiêng β, và hệ số dịch chỉnh.

Chọn sơ bộ β = 200 =>cosβ = 0,939
Suy ra số răng bánh nhỏ
SV : ĐẶNG HỮU NGHĨA
LỚP : CĐ CĐ3 - K11

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY
Page 12


Z1 =

≤

= 20,01. Chọn Z1 = 20

Số răng bánh lớn: Z2 = 5.19 = 100 răng
Có cosβ =

=

=> β = 18 đảm bảo điều kiện: 8≤ β ≤ 20
Trong trường hợp này vì số răng z1 nhỏ nên ta không dung dịch chỉnh.
3.
Tỉ số truyền thực:

ut = z2/z1 = 100/20 = 5
2.
Kiểm nghiệm răng theo độ bền tiếp xúc
Ứng suất trên bề mặt làm việc:

[σH] = Zm.ZH.Zɛ.
Trong đó T1 = 0,3.106 Nmm
Zm hệ số xét đến cơ tính vật liệu của bánh răng ăn khớp, tra bảng
6.5 có
Zm = 273MPa
ZH hệ số kể đén biên dạng bề mặt tiếp súc.

ZH =
Trong đó βb: góc nghiêng răng trong hình trụ cơ sở
Tag βb = cosαt .tagβ
αt : profin răng
SV : ĐẶNG HỮU NGHĨA
LỚP : CĐ CĐ3 - K11

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY
Page 13


αtw: góc ăn khớp
theo TCVN (1065 – 71) thì α0 = 200
αt = αtw = arctag(tagα/cosβ) = 20,70
βb = arctag(cosαt .tagβ) = 15,10

=> ZH =

= 1,634

Zɛ hệ số xét đến sụ trùng khớp của răng.
Ta có ɛβ = bw.sinβ/mᴨ
ɛβ = Ψba.aw. sinβ/mᴨ
ɛβ =0,315.178.sin16,1/3ᴨ
ɛ β= 1,936 ˃ 1
vậy Zɛ =
ɛα = [ 1,88 – 3,2(1/z1+1/z2)cosβ ]
ɛα = [ 1,88 – 3,2(1/19+1/95)cos16,1 ]
ɛα = 1,86
-

=> Zɛ = 1/1,29 = 0,775

dw1 đường kính vòng lăn bánh nhỏ

dw1 = 2aw/(u+1) = 2.200/(5+1) = 66mm
kH hệ số tải khi tính về tiếp xúc
kH = kHβ .kHα.kHv
kHβ hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên vành răng.
Tra bảng 6.7 có kHβ = 1,15

SV : ĐẶNG HỮU NGHĨA
LỚP : CĐ CĐ3 - K11

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY
Page 14

kHα = hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng
đồng thời ăn khớp.
-

có v = ᴨ .dw1.n/60000 = 0,32 < 4(m/s)
tra bảng 6.14 với cấp chính xác 9 kHα = 1,13
kHv hệ số tải động suất hiện trong vùng răng ăn khớp, tra phụ lục 2.3
có kHv = 1,01.
Từ đó ta có: kH = kHβ .kHα.kHv = 1,15.1,13.1,01=1,312
bw: bề rộng răng.

-

bw = Ψba.aw = 0,315.200 = 63,00mm. Chọn bw = 63mm
tỉ số truyền thực ut = 5

vậy: σH = Zm.ZH.Zɛ.

σH = 273.1,677.0,775.
3.
-

=>

σH = 471,1 MPa

Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép
Với v = 0,28 < 4 nên chọn zv = 1(hệ số xứt đến ảnh hưởng vân tốc

vòng)

Với cấp chính xác động hoc là 9 và cấp chính xác tiếp xúc là 8 khi đó
cần độ nhám:
Ra = 2,5 ÷1,5 mm do đó ZR = 0,09 (hệ số xét đến ảnh hưởng độ nhám mặt
răng làm việc)
-

Khi da < 700mm =>kXH = 1, theo bảng 6,2 SH = 1,1
[σH] = σHLim ZR .Zv .KXH KHL/SH = 540.0,95.1.1,1/1,1 = 466,36
σH < [σH] nên bánh răng thiết kế thỏa mãn điều kiện tiếp xúc
4.

Kiểm nghiệm độ bền uốn

SV : ĐẶNG HỮU NGHĨA
LỚP : CĐ CĐ3 - K11

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY
Page 15


σF1 = 2T. KF .Yɛ.Yβ.YF1
trong đó: Zv1 = z1/cos3β = 20/ cos318 = 21,4
Zv2 = z2/cos3β =100/ cos318= 107,11
Tra bảng 6,18 và sử dụng nội suy được:
YF1= 3,119
YF2= 3.47
-

KF = KFβ .KFα .KFv/0,85bmdm1

KFβ sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng khi tính uốn
KFβ = 1,32 (6.7)
+

+ KFα hệ số xét điến sự phân bố không đều cho các đôi răng. Tra bảng 6.14
KFα = 1.37
+ KFv hệ số kể đến tải trọng động suất hiện trong vùng ăn khớp. KFv = 1,01
=> KF = KFβ .KFα .KFv = 1,32.1,37.1,01 = 1,81
Yɛ =1/ɛα hệ số trùng khớp răng
-

Yɛ =1/1,677 = 0,59
Yβ = 1- β/140 hệ số xét đến độ nghiêng răng.
Yβ = 0,885
Vậy

σF1 = 1,81.0,76.0,885.3,9/0,85.34.63.3
σF1 = 160,9 MPa
σF2 = σF1.Y2/Y1 = 160,9.3,6/3,9 =141,7 MPa

5.

Kiểm nghiệm răng khi quá tải

Kqt = Tmm/T =1,4
σHmax = σH

= 466,36.

SV : ĐẶNG HỮU NGHĨA

LỚP : CĐ CĐ3 - K11

= 551,8 MPa
ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY
Page 16


σHmax < [σH]max = 1624 MPa
σF1max = σF1.Kqt = 160,9.1,4 = 225,26 MPa
σF1max < [σF1max] = 463 MPa
σF2max = σF2.Kqt = 147,7.1,4 = 206,78 MPa
σF2max <[ σF2max] = 360 MPa
6.

Các thông số của bộ chuyền

THÔNG SỐ
Khoảng cách trục
Mô đun bánh răng
Chiều rộng răng
Góc nghiêng răng
Tỉ số truyền
Số răng
Hệ số dịch chỉnh
Đường kính vòng chia
Đường kính vòng đỉnh
Đường kính vòng đáy

SV : ĐẶNG HỮU NGHĨA
LỚP : CĐ CĐ3 - K11

KÍCH THƯỚC
aw = 200mm
m=3
bw = 63 mm
β = 180
u=5
z1 = 20 răng
z2 = 100 răng
x1 = 0
x2 = 0
d1 = m. z1/cosβ = 63 mm
d2 = m. z2/cosβ = 315 mm
da1 = d1+2m = 69 mm
da2 = d2+2m = 311 mm
df1 = d1 – 2,5m = 56 mm
df2 = d2 – 2,5m = 308 mm

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY
Page 17


VI.
1.

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC

Chọn vật liệu chế tạo cho các trục là thép C45 có

suất xoắn cho phép [

2.

= 600 MPa, ứng

MPa

Xác định sơ bộ đường kính trục

Với p1 = 2,95 kw; n1 = 91,61 v/p; T1 = 0,3.106



d1



d1

= [10

MPa, chọn

40mm

Với p2 = 2,81 kw, n2 = 18,33 v/p, T2 = 1,46.106



d2



d2

= [10

MPa, chọn

mm

3.
Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt, dựa vào đường
kính các trục sử dụng bảng 10.2 để chọn chiều rộng ổ lăn.
Với d1 = 40 mm chọn bo = 23mm
Với d2 =70 mm chọn bo = 35 mm
Chọn chiều dài may ơ đĩa xích bánh răng trụ.
SV : ĐẶNG HỮU NGHĨA
LỚP : CĐ CĐ3 - K11

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY
Page 18


Lm1 = (

)d1 = 48mm

Lm2 = (

)d2 = 84mm

Xác định chiều dài các đoạn trục trên trục 1. Với loại hộp giảm tốc bánh
răng trụ 1 cấp.
l12 = lc12 = 0,5 (lm13 + bo) +k3 + hn
với lm13 = 48, bo = 23 k3 = 15, hn = 18
chọn l12 = 60mm
trong đó: lm13 khoảng cách từ mặt mút đĩa xích tới lắp ổ.
bo bề rộng ổ lăn.
k3 khoảng cách từ mặt mút bánh răng tới nắp ổ.
hn chiều cao nắp ổ và bu lông.
l13 = 0,5(lm13 + bo)+k1 + k2
với lm13 = 48; bo = 23 k1 = 15; k2 = 15
chọn lm13 = 60mm
trong đó: lm13 khoảng cách từ mặt mút đĩa xích tới lắp ổ.
bo bề rộng ổ lăn.
k1 khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của
hộp.
k2 khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp.
l11 = 2l13 = 2.60 = 120mm
trục 1:

SV : ĐẶNG HỮU NGHĨA
LỚP : CĐ CĐ3 - K11

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY
Page 19


Xác định chiều dài các đoạn trục trên trục 2.
l22 = l13 = 60mm

l21 = l11= 120mm
l23 = lc23 = 0,5 (lm23 + bo) +k3 + hn
với lm13 = 70, bo =35 k3 = 15, hn = 18
chọn l23 = 80mm
trong đó: lm13 khoảng cách từ mặt mút khớp nối tới lắp ổ.
bo bề rộng ổ lăn.
k1 khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của
hộp.
k2 khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp.
truc 2:

4.

Xác định trị số và chiều của các lực từ chi tiết quay tác dụng lên trục.

Trục 1:

SV : ĐẶNG HỮU NGHĨA
LỚP : CĐ CĐ3 - K11

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY
Page 20


Trong mặt phẳng xz ta có:
Ftx = 6.107 .R/v trong đó:
R công suất trên truc, R = 2,95
v vận tốc xích: v = z.n.t/6000 = 15.91,56.25,4/6000 = 4,54 m/s


Ftx = 6,758 kN

Frx = kt.Ftx = 1,1.6,785 = 7,1kN
Trong đó: kt hệ số ảnh hưởng của trọng lượng xích lên trục, kt = 1,1.
Lực tác dụng lên bánh răng 1:
Ft1 = 2T1/D1 = 2.0,3.106/40 = 15.103 N
Fr1 = Ft1.tag /cos = 5,7.103 N
Fa1 = Ft1.tag = 3,2.103 N
Trong đó: T1moomen xoắn trên trục 1
D1 đường kính trục 1
SV : ĐẶNG HỮU NGHĨA
LỚP : CĐ CĐ3 - K11

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY
Page 21


góc ăn khớp

= 20,70
0

góc nghiêng răng,

Chiều của các lực tác dụng như trên hình vẽ.
Xác định các phản lực tại các ổ lăn.
Phương trình cân bằng mô men đối với điểm B:
ΣMB = Frx.60 + Ma1+Fr1.60 – RxD.120 = 0


RxD =

= 7,2.103 N

Trong đó Ma1 = Fa1.31,5 = 100.103 Nmm
Phương trình cân bằng lực theo phương x.
ΣFx = Frx –RxB – Fr1 + RxD =0



RxB = Frx - Fr1 + RxD
RxB = 8,6 .103 N

Xác định giá trị mô men tại điểm B
MB = Frx.60 = 426.103 Nmm
Xác định giá trị mô men tại điểm C
MC = RxD .60 = 423.103 Nmm
Kể đến tập trung mô men tại C
MC = 423.103 - 100.103 = 323.103 Nmm
Trong mặt phẳng yz ta có:
Phương trình cân bằng mô men đối với điểm B:
ΣMB = Ftx .60 + FT1.60 – RyD.120 =0
SV : ĐẶNG HỮU NGHĨA
LỚP : CĐ CĐ3 - K11

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY
Page 22




RyD =

= 10,8 .103 N

Phương trình cân bằng lực theo phương y:
ΣFy = Ftx + FT1 – RyB – RyD =0


RyB = Ftx + FT1 – RyD = 10,9.103N

Xác định giá trị mô men tại điểm B:
MB = Ftx.60 = 405 .103 Nmm
Xác định giá trị mô men tại điểm C:
MC = RxD.60 = 654.103 Nmm

BIỂU ĐỒ MÔ MEN TRUC 1:

SV : ĐẶNG HỮU NGHĨA
LỚP : CĐ CĐ3 - K11

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY
Page 23


T

300.10
Nmm
3

*xác định đuờng kính trục:
Theo phần tính sơ bộ đường kính trục: d1 = 40mm
vật liệu chế tạo trục là thép C45 có tôi cải thiện có Ϭb

600MPa tra bảng

10.5 có [Ϭ] = 50MPa.
SV : ĐẶNG HỮU NGHĨA
LỚP : CĐ CĐ3 - K11

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY
Page 24


Đường kính tại các mặt cắt trên trục đuợc xác định theo công thức:

+d =
Trong đó Mtd là trị số của mômen tương đương trên các mặt cắt mà ta xét
đến và được xác định theo công thức :

Mtd =
*Xét mặt cắt tại A vị trí lắp bánh xích.
Mô men uốn đứng:My = 0
Mô men uốn ngang:Mx = 0
Mô men xoắn:Mz = 0,3.106 Nmm
=> Mtd =

= 0,25.106 Nmm

Vậy đường kính trục qua A là: dA =

= 30mm.

*xét mặt cắt qua vị trí của điểm B vị trí có ô bi đỡ chặn của bộ truyền.
Mô men uốn ngang:

= 426.103 Nmm

Mô men uốn đứng:

= 405.103 Nmm

Mômen xoắn:MZ = 0,3.106 Nmm.
Mô men tương đương tại điểm B

SV : ĐẶNG HỮU NGHĨA
LỚP : CĐ CĐ3 - K11

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY
Page 25