đồ án chi tiết máy bánh răng côn BKHN

Đồ án chi tiết máy

Đề số : 40 8 –HN

1
GVHD : Nguyễn Xuân Hạ

Trang 1

SV : N. Q. T


Đồ án chi tiết máy

Đề số : 40 8 –HN

MỤC LỤC
PHẦN 1: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC
1.1.Chọn động cơ điện
1.2.Phân phối tỉ số truyền
1.3.Tính các thông số trên các trục
1.4.Bảng tổng hợp thông số động học
PHẦN 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI
2.1.Chọn loại đai và tiết diện đai
2.2. Chọn đường kính hai đai
2.3.Xác định khoảng cách trục
2.4.Tính số đai Z
2.5.Các thông số cơ bản của bánh đai
2.6.Xác định lực tác dụng lên các truc.
2.7.Bảng tổng hợp tính toán
PHẦN 3 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG

3.1.Chọn vật liệu bánh răng
3.2.Xác định ứng suất cho phép
3.3.Xác định các thông số bộ truyền
3.4.Xác định các thông số ăn khớp
3.5.Xác định các hệ số và một số thông số động học
3.6.Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng
3.7.Một vài thông số hình học của cặp bánh răng
3.8.Bảng tổng kết các thông số của bộ truyền bánh răng
PHẦN 4 :TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC
4.1. Chọn khớp nối
4.2.Lực tác dụng lên trục và khoảng cách giữa các gối đỡ & điểm đặt lực
4.2.1 Chọn vật liệu
4.2.2.Tính sơ bộ đường kính trục
2
GVHD : Nguyễn Xuân Hạ

Trang 2

SV : N. Q. T


Đồ án chi tiết máy

Đề số : 40 8 –HN

4.2.3.Xác định sơ bộ khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực
4.2.4.Sơ đồ phân tích lực chung
4.3.Tính toán thiết kế cụm trục I
4.3.1.Tính lực tác dụng lên trục
4.3.2.Tính chọn then

4.3.3.Tính chọn ổ lăn
4.3.4.Sơ đồ đặt lực và kết cấu trục I
4.4.Thiết kế cụm trục II ( chi tiết )
4.4.1.Lực tác dụng lên trục
4.4.2.Vẽ biểu đồ moomen và kết cấu trục II
4.4.3.Chọn then
4.4.4.Kiểm nghiệm trục II theo độ bền mỏi
4.4.5.Tính chọn ổ lăn
PHẦN 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU
5.1.Tính toán vỏ hộp giảm tốc
5.2.Kết cấu nắp ổ ,cốc lót và một số chi tiết khác
5.3.Kết cấu bánh răng
PHẦN 6: BÔI TRƠN ,LẮP GHÉP VÀ DUNG SAI
6.1.Bôi trơn
6.1.1.Bôi trơn trong hộp giảm tốc..
6.1.2.Bôi trơn ổ lăn
6.1.3.Điều chỉnh ăn khớp
6.2. Bảng thống kê các kiểu lắp và dung sai.
6.3.Điều chỉnh ăn khớp.
Tài liệu tham khảo

3
GVHD : Nguyễn Xuân Hạ

Trang 3

SV : N. Q. T


Đồ án chi tiết máy

Đề số : 40 8 –HN

PHẦN 1 : TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC
1.1.Chọn động cơ điện
1.1.1.Xác định công suất yêu cầu của trục động cơ
P
Pyc = ct

η

Trong đó Pct : Công suất trên một trục công tác
Pyc : Công suất trên trục động cơ
Hiệu suất của bộ truyền:
(1)
2.3
[ I]
19
Tra bảng
ta có:
Hiệu suất của 1 cặp ổ trượt :

= 0,98

Hiệu suất của một cặp ổ lăn :
Hiệu suất của bộ đai :
0,96
Hiệu suất của bộ truyền bánh răng côn :
Hiệu suất của khớp nối:
Thay số vào (1) ta có:

= 0,992.0,98.0,96.0,97 = 0,89
Vậy công suất yêu cầu trên trục động cơ là :

ηol

= 0,99

0,97

ηkn =

1

1.1.2.Xác định số vòng quay của động cơ
Trên trục công tác ta có:

n lv =

60000.v
π.D

ndc ( sb ) = nct .usb
4
GVHD : Nguyễn Xuân Hạ

Trang 4

SV : N. Q. T

Đồ án chi tiết máy

Đề số : 40 8 –HN

usb = ud .ubr

Trong đó :
B

(2)

2.4
[ I]
21

Tra bảng
ta chọn được tỉ số truyền sơ bộ của:
Truyền động đai thang :
3
Truyền động bánh răng côn: ubr = 4 (hộp giảm tốc một cấp)
Thay số vào (2) ta có:

usb = ud .ubr

=3.4 = 12

ndc ( sb ) = nct .usb =
Suy ra :
56,23.12 = 674,76 (v/ph)
Chọn số vòng quay đồng bộ :ndc = 730 (v/ph)

1.1.3.Chọn động cơ
Từ Pyc = 1,91 kW & ndc =730 v/ph
Tra bảng thông số ĐCĐ Việt – Hung ta có :

Kiểu động cơ
3K132S8

Pđc(KW)
2,2

ndc (v/ph)

Dđc(mm) m (kg)
41

730

55,5

1.2.Phân phối tỉ số truyền
1.2.1Xác định tỉ số truyền chung của hệ thống
Theo tính toán ở trên ta có:
ndc= 730 (v/ph)
nct= 56,23 (v/ph)
Tỉ số truyền chung của hệ thống là :
1.2.2 Phân phối tỉ số truyền cho hệ
Chọn trước tỉ số truyền của bộ truyền trong

ubr

= 4,5

Vậy ta có:
• uch = 12,98
• ubr = 4,5
5
GVHD : Nguyễn Xuân Hạ

Trang 5

SV : N. Q. T

Mmax/M
dd
2,2


Đồ án chi tiết máy

Đề số : 40 8 –HN

• uđ = 2,88
1.3.Tính các thông số trên các trục
1.3.1.Số vòng quay
Số vòng quay trên trục động cơ: ndc = 730 (vg/ph)
Số vòng quay trên trục I:
Số vòng quay trên trục II:
Số vòng quay thực của trục công tác là:
1.3.2.Công suất
Công suất trên trục công tác (tính ở trên) là: Pct = 1,7(

KW

)

Công suất trên trục II là :

Công suất trên trục I là :
Công suất thực của động cơ là:
1.3.3.Mômen xoắn trên các trục
Mômen xoắn trên trục I là :
Mômen xoắn trên trục II là :
Mômen xoắn trên trục công tác là :
Mômen xoắn thực trên trục động cơ là :
1.3.4 Bảng thông số động học
Thông
số/Trục
U
n(v/ph)

ĐC

І

ІІ

uđ= 2,88
730

253,5

ubr = 4,5
56,3

CT
ukn=1
56,3

6
GVHD : Nguyễn Xuân Hạ

Trang 6

SV : N. Q. T


Đồ án chi tiết máy
P(KW)
T(N.mm)

Đề số : 40 8 –HN
1,89
24725

1,8
67811

1,73
293455

1,7
288366

PHẦN 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI.
Tính toán thiết kế bộ truyền đai thang.

Các thông số yêu cầu:

 P = Pdc = 1,91

T = Tdc = 24725

n = 730
ud = 2,88

 β = 1800 − 120 0 = 600

2.1.Chọn loại đai và tiết diện đai.
Chọn đai thang thường.
Tra đồ thị 4.1 và bảng
đai: O

4.13
[ 1]
59

với các thông số:P=1,91 và n =730 ta chọn tiết diện

2.2.Chọn đường kính hai đai:
d1

Chọn

d1 và d 2
B

theo tiêu chuẩn theo bảng:

4.21
[ 1] :
63

d1

Ta chọn =125 mm
Kiểm tra vận tốc đai :
⇒

thỏa mãn.

Xác định
ε

d2

:

:Hệ số trượt,với
B

ε = 0, 02 ÷ 0, 04

4.26
[ 1]
63

Tra bảng
ta chọn
Tỷ số truyền thực :
Sai lệch tỷ số truyền :
∆U =

d2

Chọn

ε = 0, 02

theo tiêu chuẩn:

d 2 = 355 ( mm )

Ut −U
2,9 − 2,88
.100% =
.100% = 0, 69% < 4%
U
2,88

7

GVHD : Nguyễn Xuân Hạ

Trang 7

SV : N. Q. T


Đồ án chi tiết máy

Đề số : 40 8 –HN

⇒

Thỏa mãn.
2.3.Xác định khoảng cách trục a.
B

Dựa vào ut = 2,9 Tra bảng .
Vậy :

4.14
[ 1]
60

asb = d 2 = 355 ( mm )

Chiều dài đai :

. Ta chọn

d + d 2 ( d 2 − d1 )
L = 2.asb + π . 1
+
2
4.asb

a
=1
d2

2

125 + 355 ( 355 − 125 )
L = 2.355 + 3,14.
+
= 1500 ( mm )
2
4.355
2

B

Dựa vào bảng

4.13
[ 1]
59

ta chọn L theo tiêu chuẩn :Chọn

Số vòng chạy của đai trong
⇒

1( s )

i=

:

L = 1500 ( mm )

( )

v 4, 78
1
=
= 3,19  ÷ < imax = 10 1
s
L 1,5
s

Thỏa mãn.
a=

Tính chính xác khoảng cách trục :
λ = L −π.

Trong đó :
∆=

λ + λ 2 − 8.∆ 2
4

d1 + d 2
125 + 355
= 1500 − 3,14.
= 746, 4
2
2

d 2 − d1 355 − 125
=
= 115
2
2

a=

746, 4 + 746, 4 2 − 8.1152
= 354,55 ( mm )
4

Vậy:
Xác định góc ôm trên bánh đai nhỏ:
α1 = 180° − 57°.

d 2 − d1
355 − 125
= 180° − 57°.
= 143, 02°

a
354,55

2.4.Tính số đai Z.
Z=

P.kd
[ P0 ] .Cα .CL .Cu .Cz

Số đai Z được tính theo công thức:
P:Công suất trên bánh đai chủ động . P= 1,91(KW)
8
GVHD : Nguyễn Xuân Hạ

Trang 8

SV : N. Q. T


Đồ án chi tiết máy

[ P0 ]

Đề số : 40 8 –HN
B

:Công suất cho phép.Tra bảng

( s)

v = 4, 78 m

Và

.Ta có:

4.19
[ 1]
62

[ P0 ] = 1,1( KW )

l0 = 1700 ( mm )

B

kd

theo tiết diện đai A,

4.7
[ 1]
55

:Hệ số tải trọng động.Tra bảng
ta được
:Hệ số ảnh hưởng của góc ôm.
4.15
B
[ 1] α = 143, 02°

Cα = 0,9
61
1
Tra bảng
với
ta được:

d1 = 125 ( mm )

kd = 1

CL

:Hệ số ảnh hưởng của chiều dài đai.
4.16
= 0.88
B
[ 1] ll = 1500
CL = 0,97
1700
61
0
Tra bảng
với
ta được:
Cu

:Hệ số ảnh hưởng của tỷ số truyền.
4.17
B

[ 1] U = 2,9
Cu = 1,14
61
t
Tra bảng
với
ta được :
Cz

:Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng giữa các dây đai.
P 1,91
4.18
Z' =
=
= 1, 74
B
[ 1]
Cz = 1
P
1,1
[
]
0
61
Tra bảng
theo
ta được:
Z=

Vậy:

P.k d
1,91.1
=
= 1, 74
[ P0 ] .Cα .CL .Cu .Cz 1,1.0,9.0,97.1,14.1

Lấy Z=2

2.5.Các thông số cơ bản của bánh đai.
Chiều rộng bánh đai
B=(Z-1).t+2.e

9
GVHD : Nguyễn Xuân Hạ

Trang 9

SV : N. Q. T


Đồ án chi tiết máy

B

Tra bảng
Vậy

4.21
[ 1]

63

Đề số : 40 8 –HN

ta được :

 h0 = 2,5 ( mm )

t = 12 ( mm )

e = 8 ( mm )

 H = 10 ( mm )
ϕ = 38°


B = ( Z − 1) .t + 2.e = ( 2 − 1) .12 + 2.8 = 28 ( mm )
ϕ = 38°

Góc chêm của mổi rãnh đai:
Đường kính ngoài của bánh đai:

d a1 = d1 + 2.h0 = 125 + 2.2,5 = 130 ( mm )
d a 2 = d 2 + 2.h0 = 355 + 2.2,5 = 360 ( mm )

Đường kính đáy bánh đai:

d f 1 = d a1 − H = 130 − 10 = 120 ( mm )
d f 2 = d a 2 − H = 360 − 10 = 350 ( mm )

2.6.Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục.
780.P.kd
F0 =
+ Fv
v.Cα .Z
Lực căng ban đầu:
Fv = qm .v 2
Bộ truyền định kì điều chỉnh lực căng tra :
qm

_khối lượng 1(m) đai
4.22
B
[ 1]
qm
64
tra bảng
với tiết diện đai A ta được =0,061(kg/m)
Nên

Fv = 0, 061.4, 782

Do đó:

= 1,39 (N)

780.P.kd
780.1,91.1
F0 =
+ Fv =

+ 1,39 = 174,54 ( N )
v.Cα .Z
4, 78.0,9.2

Lực tác dụng lên trục bánh đai:

10
GVHD : Nguyễn Xuân Hạ

Trang 10

SV : N. Q. T


Đồ án chi tiết máy

Đề số : 40 8 –HN

 143, 02° 
α 
Fr = 2.F0 .Z .Sin  1 ÷ = 2.174,54.2.sin 
÷ = 662,12 ( N )
 2
 2 

 P = 1,91( N )


n = 730 v p


U d = 2,88

( )

2.7.Tổng kết các thông số của bộ truyền đai:với :

Thông số
Tiết diện đai
Đường kính bánh đai nhỏ

Ký hiệu
O

Giá trị

d1 ( mm )

125

Đường kính bánh đai lớn

d 2 ( mm )

355

Đường kính đỉnh bánh đai nhỏ

d a1 ( mm )

130

Đường kính đỉnh bánh đai lớn

d a 2 ( mm )

360

Đường kính chân bánh đai nhỏ

d f 1 ( mm )

120

Đường kính chân bánh đai lớn

d f 2 ( mm )

350

Góc chêm rãnh đai

ϕ°

38o

Số đai

z

2

Chiều rộng đai

B ( mm )

28

Chiều dài đai

L ( mm )

1500

Khoảng cách trục

a ( mm )

354,55

Góc ôm bánh đai nhỏ

α1 ( ° )

143,02

Lực căng ban đầu

F0 ( N )

174,54

11
GVHD : Nguyễn Xuân Hạ

Trang 11

SV : N. Q. T


Đồ án chi tiết máy

Đề số : 40 8 –HN
Fr ( N )

Lực tác dụng lên trục

PHẦN III : THIẾT KẾ BỘ CHUYỀN BÁNH RĂNG CÔN
Thông số đầu vào:
P = P1 =1,8 (KW)
T = T1 = 67811 (N.mm)
n = n1 =253,5 (v/ph)
u = ubr = 4,5
Lh = 14500 (giờ)
3.1 Chọn vật liệu
Vật liệu bánh nhỏ:

-

Nhãn hiệu thép: C45
Chế độ nhiệt luyện: tôi cải thiện

Độ rắn: HB = 241÷285; ta chọn HB2 = 245
Giới hạn bền: σb2 = 850 MPa
Giới hạn chảy: σch2 = 580 MPa
Vật kiệu bánh lớn :

-

Nhãn hiệu thép: C45
Chế độ nhiệt luyện: tôi cải thiện
Độ rắn: HB = 192÷240; ta chọn HB1 = 230
Giới hạn bền: σb1 = 750 MPa
Giới hạn chảy: σch1 = 450 MPa
12

GVHD : Nguyễn Xuân Hạ

Trang 12

SV : N. Q. T

662,12


Đồ án chi tiết máy

Đề số : 40 8 –HN

3.2 Xác định ứng suất cho phép
Xác định ứng suất tiếp xúc và uốn cho phép
 σ 0Hlim 

[σH ]= 
÷.ZR .ZV .K xH .KHL
 SH 
 σ 0Flim 
[σF ]= 
÷.YR .YS .K xF .KFC .K FL
S
 F 

Chọn sơ bộ: ZR.Zv.KxH = 1
YR.YS.KxF = 1 và KFC = 1 (tải quay 1 chiều)
do đó ta có:
 σ0 
[σH ]=  Hlim ÷.KHL
 SH 
 σ 0Flim 
[σF ]= 
÷.KFL
 SF 

SH, SF : Hệ số an toàn khi tính về ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn
Tra bảng 6.2 với:

- Bánh răng chủ động: SH1=1,1 ; SF1=1,75
- Bánh răng bị động: SH2= 1,1 ; SF2=1,75
σoHlim1 = 2.HB1+ 70 = 2. 245+ 70 = 560 (MPa)
σoFlim1 = 1,8.HB1 = 1,8 . 245 = 441 (MPa)
σoHlim2 = 2.HB2 + 70 = 2. 230 + 70 = 530 (MPa)
σoFlim2 = 1,8. HB2 = 1,8 . 230 = 414 (MPa)
+ KHL, KFL : là hệ số tuổi thọ xác định theo công thức:

K HL = m N HO / N HE
H

K FL = m N FO / N FE
F

Với: mH , mF : là bậc đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc và uốn,
do HB < 350 → mH = mF = 6
+ NHO: Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc.
N HO1 = 30HB12,4 = 30.2452,4 = 16,26.106

N HO2 = 30HB2,4
= 30.2302,4 = 13,97.106
2
13
GVHD : Nguyễn Xuân Hạ

Trang 13

SV : N. Q. T


Đồ án chi tiết máy

Đề số : 40 8 –HN

+ NFO : số chu kì ứng suất cơ sở khi thử về uốn : NFO = 4.106
+ NHE , NFE : số chu kì thay đổi ứng suất tương đương :
NHE1 = NFE1 = 60.c.n1.t∑ = 60.1. 253,5.14500 = 221.106
NHE2 = NFE2 = 60.c.n2.t∑ = 60.1. 56,3.14500 = 49.106

NHE1 > NHO1 => KHL1 = 1
NHE2 > NHO2 => KHL2 = 1
NFE1 > NFO1 => KFL1 = 1
NFE2 > NFO2 => KFL2 = 1
Thay vào ta được :
 560 
[σH1 ]= 
÷.1=509,09 (MPa)
 1,1 
 530 
[σH2 ]= 
÷.1=481,82 (MPa)
 1,1 
 441 
[σF1 ]= 
÷.1=252 (MPa)
 1,75 
 414 
[σF2 ]= 
÷.1=236,57 (MPa)
1,75



Do đây là bánh răng côn răng thẳng nên
σH

[σH1 ] [σH2 ]
[ ] = min(
,

) = 481,82 (MPa)
Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải là
[σH]max = 2,8.σch ⇒ [σH1]max = [σH2]max = 2,8.580 = 1624(MPa)
Ứng suất uốn cho phép khi quá tải
[σF2]max = 0,8.σch2 ⇒ [σF2]max = [σF2]max = 0,8.450 = 360 (MPa)
[σF1]max = 0,8.σch1 ⇒ [σF1]max = [σF1]max = 0,8.580 = 464 (MPa)

3.3 Xác định các thông số của bộ truyền
Xác định sơ bộ chiều dài côn ngoài Re và đường kính chia ngoài de
R e = K R . u 2 + 1. 3 T1.K Hβ / [(1 − K be )K beu[σH ]2

Chiều dài côn ngoài
Trong đó:
+ KR : hệ số phụ thuộc vật liệu bánh răng và loại răng,với bộ truyền bánh côn
răng thẳng bằng thép
KR = 0,5.Kd = 0,5. 100 = 50 MPa1/3 (do Kd=100 Mpa1/3 ) ;
14
GVHD : Nguyễn Xuân Hạ

Trang 14

SV : N. Q. T


Đồ án chi tiết máy

Đề số : 40 8 –HN

+ Kbe : hệ số chiều rộng vành răng
Kbe= 0,25..0,3 , do u1 = 4,5 > 3 → Kbe = 0,25

+ KHβ : hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng
bánh răng côn. Theo bảng 6.21 , với:
Kbe.u1/( 2 - Kbe) = 0,25.4,5/(2 – 0,25) = 0,64
với ổ đũa → ta được : KHβ = 1,13
+ T1 = 67811 Nmm - mômen xoắn trên trục I
+ [σH]=481,82 MPa
Vậy : chiều dài côn ngoài sơ bộ Re là:
R e = 50. 4,52 +1. 3 67811.1,13/[(1-0,25).0,25.4,5.481,822 ]=168,57(mm)
Đường kính chia ngoài sơ bộ de1 của bánh răng chủ động là:
2R e
2.168,57
d e1 =
=
=73,14 (mm)
2
u +1
4,52 +1
3.4 Xác định các thông số ăn khớp
a. Số răng bánh nhỏ Z1:
Từ de1 = 73,14 (mm) và tỉ số truyền u = 4,5 ,tra bảng (6.22) ,ta có: Z1p = 17
Với: HB1, HB2 < 350 ⇒ Z1 = 1,6.Z1p = 1,6.17 = 27,2
⇒ chọn Z1 = 27 răng
+ Đường kính trung bình và mô đun trung bình sơ bộ :
d m1 = (1 − 0,5K be )d e1 = (1 − 0,5.0, 25).73,14 = 64(mm)
m tm = d m1 / Z1 = 64 / 27 = 2,37(mm)

Tra bảng 6.8Tr99/TL1, chọn mte theo tiêu chuẩn :
mte = 2,5 (mm)
Mô đun trung bình tính lại là:
mtm = mte.(1 – 0,5.Kbe) = 2,5.(1- 0,5.0,25) = 2,18(mm)

b. Xác định số răng :
lấy Z2=131
Tỷ số truyền thực tế:
Sai lệch tỷ số truyền:
c. Xác định góc côn chia :
15
GVHD : Nguyễn Xuân Hạ

Trang 15

SV : N. Q. T


Đồ án chi tiết máy

Đề số : 40 8 –HN

d. Xác định hệ số dịch chỉnh:
Đối với bộ truyền bánh răng côn răng thẳng ta sử dụng chế độ dịch chỉnh đều:
x1 + x 2 = 0
Tra bảng 6.20Tr112 [1] với Z1 = 29 ; ut = 4,5 ta được: x1 = 0,33x2 = 0,33
e. Xác định đường kính trung bình và chiều dài côn ngoài :
Đường kính trung bình :
Chiều dài côn ngoài :
3.5. Xác định các hệ số và thông số động học:
Tỉ số truyền thực tế:,5
Vận tốc vòng trung bình của bánh răng:
Tra bảng 6.13Tr106/TL1 với bánh răng côn răng thẳng và v = 0,84 (m/s) ta được
cấp chính xác của bộ truyền là: CCX =9
Tra phụ lục 2.3 [250/TL1] với:

 CCX = 9
 HB < 350
 Răng thẳng
 v = 0,84 (m/s)
 tra bảng 2.3/T250 /TL1 :
Tra bảng 6.21/T113/TL1 Hệ số tập trung tải trọng :
– Hệ số phân bố không đều tải trọng trên các đôi răng khi tính về ứng suất tiếp
xúc, uốn: Do bộ truyền là bánh răng côn răng thẳng
3.6. Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng :
a. Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc :
- ứng suất tiếp xúc cho phép:
= . ZR Zv = 481,82.0,95.1.1 = 457,73 (MPa)
ZM – Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp: Tra bảng
6.5Tr96[1]
– Hệ số kể đến hình dạng hình học của bề mặt tiếp xúc: Tra bảng 6.12Tr106 [1]
với và ta được:
– Hệ số trùng khớp của răng:
16
GVHD : Nguyễn Xuân Hạ

Trang 16

SV : N. Q. T


Đồ án chi tiết máy

Đề số : 40 8 –HN

– hệ số trùng khớp ngang:

– Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc:
= 1.1,13.1,05 = 1,19
b- chiều rộng vành răng:
Thay vào ta được:
Kiểm tra:
b. Kiểm nghiệm về độ bền uốn:
, - ứng suất uốn cho phép của bánh chủ động và bị động:
– hệ số tải trọng khi tính vê uốn :
– hệ số kể đến sự trùng khớp của răng:
Yβ – Hệ số kể đến độ nghiêng của răng : Do là bánh răng côn răng thẳng :
Yβ = 1
– Hệ số dạng răng : Tra bảng 6.18 [109/TL1] với :
Tra bảng 6.18/T109/TL1 ta được:
Thay vào ta có :
Thỏa mãn.
c. Kiểm nghiệm về quá tải:
, trong đó :
Kqt – Hệ số quá tải :
Do vậy:
Thỏa mãn.
3.7. Một vài thông số hình học của cặp bánh răng :
Đường kính vòng chia :
Chiều cao răng ngoài :
Chiều cao đầu răng ngoài :
Chiều cao chân răng ngoài :
17
GVHD : Nguyễn Xuân Hạ

Trang 17

SV : N. Q. T


Đồ án chi tiết máy

Đề số : 40 8 –HN

Đường kính đỉnh răng ngoài :

 Lực ăn khớp trên bánh răng chủ động :
 Lực vòng:
 Lực hướng tâm:
=.tan= 2145,24. tan.cos = 762,35 (N)

 Lực dọc trục:
=.tan= 2145,24. tan.sin12,48 = 168,73 (N)

3.8 Bảng tổng hợp một vài thông số của bộ truyền bánh răng :

Thông số
Chiều dài côn ngoài
Mô đun vòng ngoài
Chiều rộng vành răng
Tỉ số truyền
Góc nghiêng của răng
Số răng của bánh răng
Hệ số dịch chỉnh chiều cao
Đường kính vòng chia
ngoài
Góc côn chia

Chiều cao răng ngoài
Chiều cao đầu răng ngoài
Chiều cao chân răng ngoài

Ký hiệu
Re
mte
b
utt
β
Z1
Z2
x1
x2
de1
de2
δ1
δ2
he
hae1
hae2
hfe1
hfe2

Đơn vị
mm
mm
mm
độ
mm

mm
mm
mm
độ
độ
mm
mm
mm
mm
mm

18
GVHD : Nguyễn Xuân Hạ

Trang 18

SV : N. Q. T

Kết quả tính
167,71
2,5
42
4,52
0
29
131
0,33
-0,33
72,50
327,5

12,48
77,52
5,5
3,33
1,68
2,17
3,82


Đồ án chi tiết máy

Đề số : 40 8 –HN

Đường kính đỉnh răng ngoài
Lực vòng
Lực hướng tâm
Lực dọc trục

dae1
dae2
Ft1
Fr1
Fa1

mm
mm
N
N
N

79
328,22
2145,24
762,35
168,73

PHẦN 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC
4.1 Tính toán khớp nối
Thông số đầu vào:
Momen cần truyền : T = TІІ = 293455 N.mm
4.1.1 Chọn khớp nối:
Ta sử dụng khớp nối vòng đàn hồi để nối trục:
Ta chọn khớp theo điều kiện:
cf

Tt ≤ Tkn

cf

dt ≤ d kn

Trong đó:
d sb =

3

TII
293455
=3
= 36,57

0, 2 [ τ ]
0, 2.30

= dt
Tt – Mô men xoắn tính toán: Tt = k.T với:
k – Hệ số chế độ làm việc, phụ thuộc vào loại máy. Tra bảng
B

16.1
[ 2]
58

ta lấy k = 1,3
T – Mô men xoắn danh nghĩa trên trục:
T = TII = 293455 (N.mm)
Do vậy:
Tt = k.T = 1,3.293455 = 381492 (N.mm)
cf
Tt = 381492( N .mm) ≤ Tkn

cf
dt = 36,57(mm) ≤ d kn

16.10a
B
[ 2]
68

Tra bảng
với điều kiện:

Ta được các thông số khớp nối như sau:

19
GVHD : Nguyễn Xuân Hạ

Trang 19

SV : N. Q. T


Đồ án chi tiết máy

.

Đề số : 40 8 –HN

Tkncf = 500( N .m)
 cf
d kn = 40(mm)

Z = 8
 D = 130(mm)
 0

B

Tra bảng

16.10b
[ 2]

69

với: .

Tkncf = 500( N .m)

ta được:

l1 = 34(mm)

l3 = 28(mm)
d = 14( mm)
 0

4.1.2 Lực tác dụng lên trục
Ta có:

Fkn = (0,1 ÷ 0,3) Ft
Ft =

; lấy

Fkn = 0, 2 Ft

trong đó:

2T 2.293455
=
= 4514, 69( N )
Do

130

Fkn = 0, 2 Ft = 0, 2.4514, 69 = 902,94( N )

4.1.3 Các thông số cơ bản của nối trục vòng đàn hồi:

Thông số
Mô men xoắn lớn nhất có thể truyền được

Ký hiệu Giá trị
Tkncf
500 (N.m)

Đường kính lớn nhất có thể của trục nối

d kncf

40(mm)

Số chốt
Đường kính vòng tâm chốt
Chiều dài phần tử đàn hồi
Chiều dài đoạn công xôn của chốt
Đường kính của chốt đàn hồi

Z
D0
l3
l1
d0

8
130 (mm)
28 (mm)
34 (mm)
14 (mm)

20
GVHD : Nguyễn Xuân Hạ

Trang 20

SV : N. Q. T


Đồ án chi tiết máy

Đề số : 40 8 –HN

4.2. Lực tác dụng lên trục và khoảng cách các gối đỡ và điểm đặt lực
4.2.1 Chọn vật liệu
Chọn vật liệu chế tạo trục là thép 45 có σ b = 600 MPa, ứng suất xoắn cho
phép [τ] = 12 ÷ 30 Mpa.
4.2.2 Tính sơ bộ đường kính trục
d sb1 =

3

TI
0, 2.[ τ ]

- Với trục I:
, trong đó:
TI – Mô men xoắn danh nghĩa trên trục I: TI =67811(N.mm)
[τ] - Ứng suất xoắn cho phép [τ] = 15 ÷ 30 (MPa) với trục vào hộp giảm tốc
ta chọn [τ] = 15 (MPa)
d sb1 =

3

67811
= 28, 27( mm)
0, 2.15

d sb 2 =

- Với trục II:

3

TII
0, 2.[ τ ]

21
GVHD : Nguyễn Xuân Hạ

Trang 21

SV : N. Q. T

Đồ án chi tiết máy

ta

Đề số : 40 8 –HN

TII – Mô men xoắn danh nghĩa trên trục II: TII = 293455 (N.mm)
[τ] - Ứng suất xoắn cho phép [τ] = 15 ÷ 30 (MPa) với trục vào hộp giảm tốc
chọn [τ] = 30 (MPa)
d sb 2 =

3

293455
= 36,57
0, 2.30

(mm)

Ta chọn:

d sb1 = 30(mm)

d sb 2 = 35( mm)

4.2.3 Xác định sơ bộ khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực
a. Xác định chiều rộng ổ lăn trên trục
B

Tra bảng

10.2
[ 1]
189

với:

d1 = 30( mm)

d 2 = 35(mm)

Ta được chiều rộng ổ lăn trên các trục:

b01 = 19(mm)

b02 = 21( mm)

b. Xác định khoảng cách trục

22
GVHD : Nguyễn Xuân Hạ

Trang 22

SV : N. Q. T


Đồ án chi tiết máy

Đề số : 40 8 –HN

o Chọn chiều dài may-ơ và các khoảng cách k1, k2, k3, hn
 Chiều dài may-ơ bánh răng côn:
 Theo công thức: 10.12Tr189[1] ta có:
Chọn lm13 = 40 (mm)
Chọn lm23 = 45 (mm)

 Chiều dài may-ơ nửa khớp nối trên trục II:
 Theo công thức: 10.12Tr189 [1] ta có:
Chọn lm22 = 60 (mm)

23
GVHD : Nguyễn Xuân Hạ

Trang 23

SV : N. Q. T


Đồ án chi tiết máy

Đề số : 40 8 –HN

 Chiều dài may-ơ bánh đai trên trục I:
 Theo công thức: 10.10Tr189[1] ta có:
Chọn lm12 = 40 (mm)
 Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp:
k1 = 8, ta chọn k1 = 10
 Khoảng cách từ mặt mút của ổ đến thành trong của hộp:

k2 = 5, ta chọn k2 = 10

 Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến nắp ổ
k3 = 10, ta chọn k3 = 10
 Chiều cao nắp ổ và đầu bu-lông: hn = 15 ta chọn hn = 18
(các giá trị k1, k2, k3, hn chọn theo bảng B10.3Tr189[1])

 Chiều rộng vành răng thứ i trên trục k:
 Khoảng cách các điểm đặt lực trên các trục
o Khoảng công-xôn (khoảng chìa): theo công thức 10.14Tr190[1]
o Khoảng cách đặt lực trên trục I:



Chọn l11 = 80 (mm)

Chọn l13 = 130 (mm)

o Trên trục II:


Chọn

Chọn
4.2.4 Sơ đồ phân tích lực chung

24
GVHD : Nguyễn Xuân Hạ

Trang 24

SV : N. Q. T


Đồ án chi tiết máy

Đề số : 40 8 –HN

.

- Lực tác dụng từ trục II lên khớp nối : Fkn = 902,94 (N)
- Lực tác dụng lên trục I từ bộ truyền đai: F dx = Fd.sinβ =662,12.sin60
=573,41 N
F dy = Fd.cosβ=662,12.cos60
=331,06 N
- Lực tác dụng lên bánh răng:
Ft1 = Ft2 = 2145,24(N)
25
GVHD : Nguyễn Xuân Hạ

Trang 25

SV : N. Q. T