Đồ án thiết kế hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh

Oiộ m òn

Í7 « tònạ. OO.Où Oiáeh 3Choa Oũà QỈẬÍ

i ồ Q'hie i k ếm á ụ .

J íè i n á i đ ẩ u .
Chi tiết máy là môn khoa học nghiên cứu các phương pháp tính toán và
thiết kế các chi tiết máy có công dụng chung. Môn học Chi tiết máy có nhiệm
vụ trình bày những kiến thức cơ bản về cấu tạo, nguyên lý cũng như phương
pháp tính toán các chi tiết máy có công dụng chung, nhằm bồi dưỡng cho sinh
viên khả năng giải quyết những vấn đề tính toán và thiết kế các chi tiết máy,
làm cơ sở để vận dụng vào việc thiết kế máy. Đối với các ngành cơ khí, chi
tiết máy là môn kỹ thuật cơ sở cuối cùng, là khâu nối giữa phần bồi dưỡng
những chi thức về khoa học kỹ thuật cơ bản với phần bồi dưỡng kiến thức
chuyên môn.
Trong nội dung một đồ án môn học, được sự chỉ bảo hướng dẫn tận tình
của thầy giáo Trinh Chất, em đã hoàn thành bản thiết kế Hệ dẫn động băng tải
vói hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh. Tuy nhiên, do kiến thức còn hạn chế nên
em không tránh khỏi sai sót.Em rất mong tiếp tục được sự chỉ bảo, góp ý của
thầy cô và các bạn.
Nhân đây, em cũng xin bày tỏ lòng cảm ơn đối với thầy giáo Trịnh Chất
và các thầy giáo trong bộ môn Cơ sở Thiết kế máy đã giúp đỡ em hoàn thành
đồ án này.

Hà Nội tháng 12 năm 2003.
Sinh viên

Nguyễn Manh Linh

£ â ft

Qlạuụễn Mạnh, lin h

1

tin 1 —JC 4 5


ÇJettò’nụ OO.Où Oiáeh 3Choa Oôà Qiậí

Oiộ m òn

i ồ ÇJhiti hỉ'm iíụ

PHẦN 1
CHỌN ĐỘNG Cơ VÀ PHÂN PHỐI TỶ s ố TRUYỀN

1. CHỌN ĐỘNG C ơ
a\.Xác định công suất cần thiết của động cơ
Theo công thức (2.8),(2.10) và (2.11) [TKHDD - 1] ta có công suất cần thiết
pA ct ••
p = f;v
“ 1 0 0 0 ì7
Trong đó theo công thức (2.9)[TKHDD - 1] ta có:

n = n V Tlkhr Twn*m : Số cặp ổ lăn (m = 4);
k : Số cặp bánh răng (k = 3)
Tra bảng (2.3) [TKHDD - 1], ta được các hiệu suất:
r|ol= 0,99 ( vì ổ lăn được che kín)
ĩlbr= 0,97

Tlk= 1
r|x= 0,93 (bộ truyền xích để hở )
=> r| = 0,994. 0,973. 1. 0,93 = 0,82
...
,
Vậy CÓ

_ _ F .V
1 5 0 0 0 .0 ,6
t n n n 1 -nr
P ct= —— — = — — — — = \ Q , 9 1 k W
1000^
1 0 0 0 .0 ,8 2

B\. Xác định tốc độ đồng bộ của động cơ.

Qlạuụễn M ạnh lin h

£ â ft

2

tin 1 —JC 45


'Tĩriiồnạ

Oiíieh 3Choa '3ÔỈL Qiậí

Oiộ m òn @&i ổ C ĩhìỉi kếm áụ.

Chọn sơ bộ tỉ số truyền của toàn bộ hệ thống là usb .Theo bảng (2.4)
[TKHDD -1] , truyền động bánh răng trụ hộp giảm tốc 2 cấp, truyền động xích
(bộ truyền ngoài):
usb= usbh. usbđ = 17.3 = 51
Theo công thức (2.16) (TKHTDD- I) ta có số vòng quay của trục máy
công tác là nlv:

60000.V
7 Ĩ.D

Trong đó :

60000.0,6
= 28,66 vg/ph
~ 3,14.400

V : Vận tốc xích tải
D : Đường kính tang .

Số vòng quay sơ bộ của động cơ nsbđc:
n sbđc

= nlv. usb= 28,66.51

=

1461,66 vg/ph

Chọn số vòng quay sơ bộ của động cơ là ndb= 1500 vg/ph.

Theo bảng phụ lục P1.3 Phụ lục vói Pct = 10,97 k w . Ta chọn được kiểu
động cơ là : K I60 M4
Các thông số kĩ thuật của động cơ như sau :
Pdc = 1 ì k w

; ndc = 1450.vg / ph ;

= 1,6
dn

Kết luận: Động cơ K I60 M4 có kích thước phù hợp với yêu cầu thiết
kế.

2/. PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
Ta đã biết usb - usbhu sbd Tỷ số truyền chung
u

n,
1450
__
= — = — —— = 5 0 ,5 9
n ìv
2 8 ,6 6

Chọn uxích = 3

u,hộp

50,59

= 16,86 ; uh =uỊu 7

Qlạuụễn Mạnh, lin h

£ â ft

3

tin 1 —JC 45


'Tĩriiồnạ

Oiíieh 3Choa '3ÔỈL Qiậí

Oiộ m òn @&i ổ C ĩhìỉi kếm áụ.

Trong đó : Uj : Tỉ số truyền cấp nhanh
u2 : Tỉ số truyền cấp chậm
Theo bảng (3.1) [TKHDD -1] thì Ui = 4,91 ; u2 = 3,26.
Tính lại giá trị uxích theo u ^ à u2trong hộp giảm tốc
TT

= uc _ 50,59
uxu 2 4,91.3,26

Kết luận : uh = 16,86; Uj = 4,91; u2= 3,26 ; uxích=3,16.
3/.XÚC định công xuất, momen và số vòng quay trên các trục.
Tính công suất, mô men, số vòng quay trên các trục (I, II, III, IV) của
hệ dẫn động.

Công suất, số vòng quay :
Pct=10,97 kw ; nlv =28,66 vg/ph.
pỊ = Pcr W k =10,97.0,99.1 = 10,86k w ;
ni= ndc = 1450 vg/ph
pn = PI V oỉrịl =10,86.0,99.0,972 = 10,12k w ;
nn = ni/Ul =1450/4,91 = 295,32 vg/ph
pm =Pu*ĩbr*loi =10,12.0,99.0,97 = 9,72 k W ;
nm= nn /un= 295,32/ 3,26 = 90,59 vg/ph
Mô men Tđc=9,55. 106. 5 ^ = 9,55.106. - ! J - = 72448 N. mm.
ndc
1450
Tị = 9,55. 106. — = 9,55.106. ^ ^ = 71526 N.mm.
ĩĩj
1450
Tn = 9,55. 106. — = 9,55.106. 10,12 =327259 N.mm.
nn
295,32
Tm= 9,55. 106. ^ - = 9,55.106.-? ^ ? - = 1024683 N.mm.
nIU
90,59
Kết quả tính toán được ta ghi thành bảng sau
Qlạttụễn Mạnh, lin h

£ â ft

4

tin 1 —JC 45

'Tĩriiồnạ

Oiíieh 3Choa '3ÔỈL Qiậí

Trục
Công suất p, kw

Oiộ m òn @&i ổ C ĩhìỉi kếm áụ.

Động cơ

1

2

3

11

10,86

10,12

9,72

Tỉ số truyền u
Số vòng quay n, v/ph
Mo men xoắn T, N.mm

4.9 1

3.26

1450

1420

295,32

90,59

72448

71526

327259

1024683

Qlạuụễn Mạnh, lin h

£ â ft

5

tin 1 —JC 45


Oiộ m òn

ÇJettò’nụ OO.Où Oiáeh 3Choa Oôà Qiậí

i ồ Ç Jhiti h ỉ'm iíụ

PHẦN 2
THIẾT KÊ BỘ TRUYỀN
A.Thiết kế bộ truyền ngoài
Ta đi thiết kế bộ truyền xích với các thông số kỹ thuật như sau:
Tỷ số truyền: u =3,16.
Công suất: N =9,72 KW.
Số vòng quay trục dẫn: n = 90,59 v/p.
l/.Chon loai xích.
Vì tải trọng nhỏ, vận tốc thấp nên dùng xích con lăn.
2/. Xác đỉnh các thông số của bỏ truyền xích.
Theo bảng (5.4) [TKHDD - I] với u=3,16 chọn số răng đĩa nhỏ Zj=25,
do đó số răng đĩa lớn:
z2=uz1=3,16.25 =79 < zmax=120 (răng).
Theo công thức (5.3) [TKHDD - 1] công suất tính toán:
^ P m - k .k A
Trong đó:
7

25

k - ——= — = 1
Z1
25
k ” nm

90,59

: Hê sô sô răng.

= 0,55 : Hê số sốvòng quay.

Theo (5.4) [TKHDD - 1] ta có:
k=k0. ka. kđc. kbt. kđ. kc
k0= l

: Hệ số kể đến sự ảnh hưởng của bộ truyền. Đường nối hai tâm

đĩa xích so vói đường nằm ngang < 60°
ka= l

: Khoảng cách trục a=(30-ỉ-50)p

kdc=l,25 : Vị trí trục không điều chỉnh được.
J lổ p

Qlạuụễn JÌLạnh lin h

6

tín 1 —JC 4 5


'Tĩriiồnạ

Oiíieh 3Choa '3ÔỈL Qiậí

Oiộ m òn @&i ổ C ĩhìỉi kếm áụ.

kbt= l,3

: Môi trường có bụi, bôi ươn nhỏ giọt.

kđ= l

: Tải trọng va đập vừa.

kc=l,25 : Bộ truyền làm việc hai ca.
Vậy có:
k = 1.1.1,25.1,3.1,25.1,3 = 2,64.
Lúc đó có:
pt= 9,72.2,64.1.0,55 = 14,11 kN
Theo bảng (5.5)[TKHDD -1], với n01= 50v/p, chọn bộ truyền xích một
dãy có bước xích p = 44,45 mm thoả mãn điều kiện bền mòn:
Nt<[N]
Ta có khoảng cách trục a= 40p = 40.44,45 = 1778 mm
Theo công thức (5.12)[TKHDD -1] , ta có số mắt xích:
x=2a/p + 0,5(z1+z2) + (z2-z1)2p/(47ĩ2a)
= 2.1778/44,45 + 0,5(25 + 79) + (79 - 25)2.44,45/(4tĩ21778)
= 133,85 mắt.
Lấy số mắt xích chẵn là X = 134.
Theo công thức (5.13)[TKHDD -1] , ta tính lại khoảng cách trục a là:

ứ = 0,25/? Ịx -0,5(Zj + z 2) + yj[x -0,5(Zj + z 2)]2 - 2 [ ( z 2 -Z j)/;r]21
a = 0,25.44,45jl3 4 - 0,5(79 + 25) + Ự[l34 -0 ,5 (2 5 + 79)]2 - 2[(79 - 25)/;r]2
a = 1781,44 mm.
Để xích không căng quá ta giảm a một lượng bằng:

Aa= 0,003a = 0,003.1781,44 = 5,34 mm
Khoảng cách trục a = 1776 mm.
3/.Đường kính đĩa xích.

Qlạuụễn Mạnh, lin h

£ â ft

7

tin 1 —JC 45


'Tĩriiồnạ

Oiíieh 3Choa '3ÔỈL Qiậí

Oiộ m òn @&i ổ C ĩhìỉi kếm áụ.

V
44 45
d, = ---- - ------ = ---- — ------ = 354,65mm
sin ( tt/ z ỉ) sin(3,14/25)

n
44 45
d 7 = -------------= ----- ------------= 1118,05 mm
sin ( ;r / z 2) sin(3,14/79)
4. Xác đỉnh lưc tác dung lẽn truc
Theo (5.20) ta có

Fr =
Trong đó :kx = 1,15 do bộ truyền nghiêng một góc nhỏ hơn 60°nên :
^ = 1000.P
Ft
—•
V
nm-z vP _ 90,59.25.44,45 = 1 6g
60.1000
60000
=>F. =

1000.14,11

1,68

= 8398,8 (N)

=>Fr =1,15.8398,8 = 9658,6(N)
5.Kiểm nghiêm đô bền xích.
Theo (5.15) [TKHDD -1] ta có:
s= Q/(kd.Ft+F0+Fv)
Theo bảng (5.2) [TKHDD - 1] , tải trọng phá hỏng Q = 172,4 kN; q =7,5;
kd= 1,2
kp=2

F0 = 9,81.kp.q.a =9,81.2.7,5.1,776=261,34 N
Fv=qv2=7,5.1,682 =21,17 N
Vậy có: s =172,4.1000/(1,2.8398,8+261,34+21,17)=16,64.
Theo bảng (5.10) [TKHDD -1] ta có: [s]=9,3.
Vậy xích thoả mãn điều kiện bền.

Qlạttụễn Mạnh, lin h

£ â ft

8

tin 1 —JC 45


'Tĩriiồnạ

Oiíieh 3Choa '3ÔỈL Qiậí

Oiộ m òn @&i ổ C ĩhìỉi kếm áụ.

ổ.Các thống số bố truyền
+Bước xích p = 44,45 mm
+Khoảng cách trục a = 1776 mm
+SỐ mắt xích R = 134 mắt
+Kích thước đĩa xích :d1 = 354,68 mm
d2 = 1118,05 mm

B/ THIẾT KẾ HỘP GIẢM T ố c
I.THIẾT KẾ CẤP NHANH
1. Chọn vật liệu.
Bánh nhỏ : Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 241 -ỉ- 285 có:
ơbl = 850 MPa ;ơch! = 580 MPa.

Chọn HB1 = 250 (HB)

Bánh lớn : Thép 45, tôi cải thiện đạt đọ rắn MB 192...240 có:
ơb2 = 750 Mpa ;ơch2 = 450 MPa.

Chọn HB2 = 240 (HB)

2. Xác định ứng suất cho phép.
\ƠH ] =
C h ọ n sơ b ộ Z RZvKxH= 1

/s H

RZy K xHK HL ;

=^> [ơH ] = Ơ°HỉìmK HL / s H

Sịị : Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc. SfỊ =1,1.
cr°íljm: ứng suất tiếp xúc cho phép ứng vói số chu kì cơ sở;
2H B + 70 => ơ°Hliml = 570 MPa; ơ°Hlim2 = 550 MPa;
Qlạuụễn Mạnh, lin h

£ â ft

9

tin 1 —JC 45


'Tĩriiồnạ

Oiíieh 3Choa '3ÔỈL Qiậí

k hl=

Oiộ m òn @&i ổ C ĩhìỉi kếm áụ.

mị l N HO / N HE với mH = 6.

mH: Bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc.
Nho: Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc.
N ho = 3 0 .H ^
H hb : độ rắn Brinen.
N H0Ỉ =30.2452,4 =1,6.107
Nhe: Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương.
N HE= ^ . n r ỵ.tí ỵ . { T l ỊTí)ĩ í l ltCK
C: Số lần ăn khớp trong một vòng quay.
T ị, ĩiị, t ị : Lần lượt là mômen xoắn , số vòng quay và tổng số giờ làm việc ở
chế độ i của bánh răng đang xét.
N HCÍ=60£ .nv ỵ i r ỵ ( T , r r t f ì , / t ct
í 4A.
__3V
N h e i = 60.1.509.15000. 1 —+ (0.7)3.— = 11,38.107 > N HOl = 1,6.107
8y
V 8
ta có : N ịịe! > Nh01 —> KHL1 —1
>[0 ^ ! = ^

ỉ = 518,18MPa ; [aH]2=

u

= SQOMPa
1,1

Vì bộ truyền là bộ truyền bánh trụ răng nghiêng nên :
[ơ„ ] =

= 518.18 + 500 = 509y09MPa

Tra bảng : ơ°Flim = 1,8HB; Sp =1,75 ;
ơ Fliml = 1,8.250 = 450 Mpa.
ơ Flim2 = 1,8 240 = 432 Mpa.
k fl=

m{ lN F o /N FE vói mF = 6.

mF: Bậc của đường cong mỏi khi thử vể uốn.
Qlạuụền Mạnh, lin h

£ â ft

10

tin 1 —JC 45


'Tĩriiồnạ

Oiíieh 3Choa '3ÔỈL Qiậí

Oiộ m òn @&i ổ C ĩhìỉi kếm áụ.

Nfo: Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn.
Npo = 4 .106vì vật liệu là thép 45,
Nee: Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương.
N Fe=60Jc.nl . ĩ . t r ĩ . { T , ỉ r t Ỵ ' l l / t ct
c : Số lần ăn khớp trong một vòng quay.
Tị, ĩiị, t ị : Lần lượt là mômen xoắn , số vòng quay và tổng số giờ làm việc ở
chế độ i của bánh răng đang xét.
65 . /nm 6 3
N fe1= 60.1.111,36.15000. 1 - + (0,9)°.
= 8,26.107 > N fo1 = 4.10e
V

8

8y

Ta có : Npp! > Npoi —> K fli —1
[ơF1] = 450.1.1 / 1,75 = 257 MPa,
[ƠF2] = 432.1.1 / 1,75 = 247 MPa,
3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục:
awl = Ka(u1+ l)
Vói: Tx: Mômen xoắn trên trục bánh chủ động, N.mm ;
Ka : hệ số phụ thuộc vào loại răng ;

Hệ số TV = bw/aw;
T1=71526Nmm;
Ka= 43( do răng nghiêng)
Yba

= 0,3 => Y b d = 0.5 .y/ba(ux +1) = 0,5.0,4.(4,91 + 1) = 1,18

Tra ở sơ đồ 3 bảng (6.6), [TKHDD -1] ta được

KhP=1>2 ;
Uj=

4,91;

[ơh]=500 MPa

Qlạuụễn Mạnh, lin h

£ â ft

11

tin 1 —JC 45


'Tĩriiồnạ

Oiíieh 3Choa '3ÔỈL Qiậí

Oiộ m òn @&i ổ C ĩhìỉi kếm áụ.

Thay số ta đinh được khoảng cách trục :
«*= 43.(4,91+1).

(71526/2)1,2
3

5002.4,91.0,3

= 127,23 mm

Chọn a ^ = 130 ram
4. Xác định các thông số ăn khớp
* M ôđun: m
m = (0,01 4- 0,02).^! = (0,01 4 0,02). 130 = 1,3 4 2,6.
Chọn m = 2,5,
*SỐ răng
Số răng bánh nhỏ: z x = 2 awl/(m (Ul+1)) = 2.130/2,5(4,91+1) = 17
Số răng bánh lớn: z 2 = u l x l = 4,91.17 = 83.
Do đó tỉ số truyền thực là:
um= 83/17 = 4,88.
cosP=m.(Z1+Z2)/2(aw)=2,5(17+83)/2.130=0,96154.
=> p =15,94°
5. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.
Yêu cầu cần phải đảm bảo

Trong đó : - ZM : Hệ số xét đến ảnh hưởng cơ tính vật liệu;
- ZjỊ : Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc;
- Zg : Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng;
- KH : Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc;
- bw : Chiều rộng vành răng.
- dw : Đường kính vòng chia của bánh chủ động;
T1 = 71526 N m m ;
£ â ft

12

tin 1 —JC 45


'Tĩriiồnạ

Oiíieh 3Choa '3ÔỈL Qiậí

Oiộ m òn @&i ổ C ĩhìỉi kếm áụ.

bw= 0,3- aw= 0,3- 130 = 39 mm ;
Z m = 274 Mpa1/3 tra bảng (6.5) [TKHDD -1] ;
Theo bảng (6.35)[TKHDD - 1] đối với bánh răng nghiêng không dịch
chỉnh ta có:
a tw= a t=arctg (tg a/cos p) =20,73°.
tgPb = cosoit .tgP = 0,268.
cosPb = 0,9658.
Vậy ta có:
= Ị2cosj0b
^

V sin2aJ

Ị 2.0,9658~ = ị 7Ỉ

.

Vsin(2.20,73°)

um= 4,88;
Theo bảng (6.11) [TKHDD -1] ta có;
d ^ = 2 ^ 0 1 + 1 ) =2.130/(4,88+1) = 44,2 mm
Vậy:
2(1 — 1 ,88-3,2

1

+

1

cosp

VZ 1 Z 2J)
= 1,51

Mạt khac: K ịị —K ịịp.KịịyK ịịoi ;
Trong đó:
Khp —I j 2 ;
__
- , , ,
n ả ,.n ,
;r.44,2.1450 _ _ _
Vận tốc bánh dẫn : V= — wl 1 = —
— = 3,35 m/s;
60000
60000
Vì V < 4 m/s tra bảng (6.13) [TKHDD - 1] chọn cấp chính xác 9, tra

bảng(6.16) [TKHDD -1] chọn g0= 73
Qlạuụền Mạnh, lin h

£ â ft

13

tin 1 —JC 45


'Tĩriiồnạ

Oiíieh 3Choa '3ÔỈL Qiậí

Oiộ m òn @&i ổ C ĩhìỉi kếm áụ.

Tra bảng (6.14) [TKHDD -1] với bánh trụ răng nghiêng, vận tốc vòng
nhỏ hơn 5 m/s ta có;KHa =1,16

Theo công thức (6.42) [TKHDD -1] :
VH = ổ H .g ov u

H

\u m

= 0,002.73.3,35.

\ 4,88

= 2,52

Theo bảng (6,15 ) [TKHDD -1] => ỖH =0,002

K Hv =1 + ——
------ = 1+
2,52.39.44,2------= 1 04
Hv
2 . { £ J 2 ) K Hp.KHa
2.(71526/2).!,2.1,16

K hv = 1,04

KH = 1,2.1,16.1,04 = 1,45

2.(71526/2).1,45.(4,88 + 1)
Thay sô : ƠH = 2 7 4 . 1 , 7 1 . 0 , 8 1 . ------- - = 486,04 MPa
J
H
’
’ M
39.4,88.44,22
Tính chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép : [ơH] = [ơH]. ZRZvKxH.
Với V =3,35 m/s => z v = 1 (vì V < 5m/s ) ,

Cấp chính xác động học là

9, chọn mức chính xác tiếp xúc là 9. Khi đó cần gia công đạt độ nhám là Ra
= 1,25...0,63 pm. Do đó Z r = 1, vói da< 700mm => KxII = 1.
[ơH] = 500.1.1.1 = 500 MPa , ƠH < [ơH] .

Kiểm tra thừa bền:
[gj>] - gj>= 509.09-486.04
[ơH]
509,09
Răng thoả mãn về độ bền tiếp xúc.

6. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn.
Yêu cầu ƠF < [ơp] ; ơp = 2.(T1/2)KFY8YpYF1/( bwdwl.m)
Qlạuụễn Mạnh, lin h

£ â ft

14

tin 1 —JC 45


'Tĩriiồnạ

Oiíieh 3Choa '3ÔỈL Qiậí

Oiộ m òn @&i ổ C ĩhìỉi kếm áụ.

Tứih các thông số :
Theo bảng (6.7) [TKHDD -1] ta có KFp = 1,32 ;
Do bánh răng nghiêng nên tra bảng (6.14) [TKHDD -1] Kpa = 1,37;
Tra bảng (6.16) chọng0= 73
Theo bảng (6.15) => ỗp =0,006
=>

7,57.39.44,2
z . ụ \ / z ) K Ffi.KFa

2.(71526/2). 1,.32.1,37

1,1

^ Kp = .Kpp.Kpa.Kpv = 1,32.1,37.1,1 = 1,99
Với Sa = 1,51 => Y e = 1/Sa = 1/1,51 = 0,66;
p = 15,94°

Yp

= 1 - p/140 = 1 -15,947140 = 0,89;

Số răng tương đương:
Zv! = Z1/cos3p = 17 /(0,96154)3 = 19
Z y 2 = Z 2/ c o s 3P =

83/(0,96154)3 = 93

Với Zv! = 19, Zy2 = 93 ưa bảng (6.18 ) thì YF1= 4,08, Yp2= 3,60;
úng suất u ố n :
ƠF1 = 2.(71526/2). 1,99 .0,66.0,89.4,08/ (39.44,2.2,5) = 79,15 MPa;
ơp2 = ƠF1. Yp2/ YF1 = 79,15.3,60/ 4,08 = 69,84 MPa;
Tính ứng suất uốn cho phép :
[ƠF ] = ( ^ Ì im / s F

xFK FCK FL ;

Chọn sơ bộ Y rY sKxIĨ = 1 =>[ơ"F ] = Sp: Hệ số an toàn khi tính về uốn. Sp =1,75.
ơ>ljm: ứng suất uốn cho phép ứng vci số chu kì cơ sở;
Qlạuụền Mạnh, lin h

£ â ft

15

tin 1 —JC 45


'Tĩriiồnạ

Oiíieh 3Choa '3ÔỈL Qiậí

ơ-;iim= 1,8.HB

Oiộ m òn @&i ổ C ĩhìỉi kếm áụ.

ằ miml = 1,8. 280 = 504 MPa;
Ơ M = 1,8. 240= 432 MPa;

KpC : hệ số ảnh hưởng đặt tải, KpC = 1 do bộ truyền quay một chiều;
k fl=

m4 N FolN FE với mF = 6.

mF: Bậc của đường cong mỏi khi thử về uốn.
Nfo: Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn.

N fo = 4 .106vì vật liệu là thép 45,
Nee: Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương.
N PE= 6 0 r .n l . ỵ t l .ĩ.{Tl /T ỉỴ r l , / t ct
C: Số lần ăn khớp trong một vòng quay.
T ị, ĩiị, t ị : Lần lượt là mômen xoắn , số vòng quay và tổng số giờ làm việc ở
chế độ i của bánh răng đang xét.
6 5 . /nm 6 3
N fe2 =60.1.111,36.15000. 1 ' - + (0 ,9 ).
= 8,26.107 > N FO2 = 4.10'
V 8
8y
Ta có : Np^ > NF02 —> K ht? —1
[ơF1] = 504.1.1 / 1,75 = 288 MPa,
[ơpj = 432.1.1 / 1,75 = 246,85 MPa,
Ta thấy độ bền uốn được thoả mãn vì ƠF1 < [ơF1] ,ƠP2 < [ơp2];
7. Kiểm nghiệm răng về quá tải.
úng suất quá tải cho phép : [ơH]max = 2,8 ơch2 = 2,8. 450 = 1260 MPa;
[ơFi]max = 0,8ơchl= 0,8. 580 = 464 MPa;
[ơF2]max= 0,8ơch2= 0,8. 450 = 360 MPa;
Kqt= Tmax/T = 1.6;
ơHimax=ơH •

= 486,04.7^6 = 614,79 MPa < [ơH]max = 1260 MPa;

ơpimax = ƠF1- Kqt = 79,15.1,6 = 126,64 MPa ;
Qlạuụễn Mạnh, lin h

£ â ft

16

tin 1 —JC 45


ÇJettò’nụ OO.Où Oiáeh 3Choa Oôà Qiậí

Oiộ m òn

i ồ ÇJhiti hỉ'm iíụ

ƠKmax = ơrc- Kqt = 69,15.1,6 = 110,64 MPa
vì ơpimax < [ơF1]max ,ơF2max < [ơF2]max nên răng thoả mãn
Kết luận: với vật liệu trên thì bộ truyền cấp nhanh thoả mãn các yêu cầu kĩ
thuật.
Thông số cơ bản của bộ truyền cấp nhanh :
Đường kính chia : á í = m . z í = 2,5.17 = 42,5mm
d2 = m.Z2 =2,5. 83 =207,5 mm;
Đường kính đỉnh răng : dal = dx+ 2.( l+ x r Ay )m = 47,5 nun;
da2 = d2 + 2. ( 1+X2-Ay )m =212,5 nun,
Đường kính đáy răng : dfl = dx- ( 2,5 - 2.xx) . m = 36,25 nun,

dQ= d2- ( 2,5 - 2.x2) . m = 206,25 nun,
Đường kính cơ sở :dbi = áv cos a =42,5. cos 20 = 39,94 mm;
db2 = d2. cos a = 212,5. cos 20° = 199,68 mm
Góc prôfin răng bằng góc ăn khớp : a t = a tw = 20,73 ;
II.THlẾT k ế c ấ p c h ậ m .
1. Chọn vật liệu.
Bánh nhỏ : Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 241 -ỉ- 285 có:
ơbl = 8 5 0 M P a;ơ chl = 580M Pa.

Chọn HB1 = 285 (HB)

Bánh lớn : Thép 45, tôi cải thiện đạt độ rắn HB 241...285 có:
ơb2 = 7 5 0 M p a;ơ ch2 = 450M Pa.

Chọn HB2 = 280 (HB)

2. Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép.
\ƠH ] = (^Tí/lim/ s H 'jz RZy K xHK HL ;
C h ọ n sơ b ộ Z RZvKxH= 1

=> [ơ„] = ơ°HlìmK HL/ S H

Sfj : Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc. SfỊ =1,1.
cr°íljm: ứng suất tiếp xúc cho phép ứng vói số chu kì cơ sở;
Qlạuụễn JÌLạnh lin h

£ â ft

17

tin 1 —JC 45


'Tĩriiồnạ

O iíieh 3C hoa '3ÔỈL Q iậ í

Oiộ m òn @& i ổ C ĩh ìỉi k ếm á ụ .

ờmm= 2H B + 70 => ơ Hiúni = 640 MPa; ơ Hlim2 = 630 MPa;
K iil= mH4 N ho ! N he vốd mH = 6.
mH: Bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc.
Nh0: Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc.
N ho = 30. H £
H ịịb : độ rắn Brinen.
N H0Ị =30.2452,4 =1,6.107
Nhe: Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương.
N H Ĩ = ^ . n i .ỵ.tí ỵ . { T l ỊTí)ĩ í l ltCK
C: Số lần ăn khớp trong một vòng quay.
T ị, ĩiị, t ị : Lần lượt là mômen xoắn , số vòng quay và tổng số giờ làm việc ở
chế độ i của bánh răng đang xét.
N
iv HE1 -= 60.c.n1. I í ỉ. .I ( 7 \ / r $ tị ỉ t ck
( 4
__ 3 V
N
ly HE1 = 60.1.509.15000. I3- + (0.7)3.— = 11,38.107 > N HOl = 1,6.10
^ 8
8J
Ta có : Nhe1 > NH01 —> KHL1 —1
=>[0 ^ = ^ 1
1,1

= 5 8 1 ,8 2 ^ 0 ; [ơH]2= ^ l l = 572,72MPữ
1,1

Vì bộ truyền là bộ truyền bánh trụ răng thẳng nên :
[ơH ] = m in d o ^ \ , [ơH ]2) = 572,72 MPa
3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục:

Trong đó : T2=327259 Nmm;
Ka=49,5( do răng thẳng)
JOĩp

18

tín 1 —JC 45


ÇJettò’nụ OO.Où Oiáeh 3Choa Oôà Qiậí

Oiộ m òn

i ồ ÇJhiti hỉ'm iíụ

0>4
=> ¥bd = 0,5.^te {u2 +1) = 0,5.0,4. (3,26 + 1) = 0,85

Vba =

Tra ở sơ đồ 7 bảng (6.7) [TKHDD - I]

có KHp=l,02 ; u2= 3,26 ;

[ơh]=572,72 MPa
Thay số ta đươc : aw2= 49,5.(3,26+1). 3 / — 327259.1,02— _
} ]Ị (572,72)2.3,26.0,4

mm

Chọn khoảng cách trục: aw2 = 175 ram
4. Xác định các thông số ăn khớp
* Môđun : m = (0,01 + 0,02). aw2= (0,01 + 0,02). 175 = 1,75 + 3,50
Chọn môđun pháp m = 2,5
* Tính số răng của bánh răng:
Z í = 2 a w2 / (m(u2+ l)) = 2.175/ 2,5(3,26+1) = 32,86 (răng)
Chọn Z 1 = 32 răng, lúc đó có:

z 2 = U2Z 1= 3,26.32 = 104,42. Lấy z 2 = 104 (răng)
Do đó tỉ số truyền thực là: u ^ = 104/32 =3,25
Theo (6.27)[TKHDD - 1] ta có góc ăn khớp:
cosatw= (Z1+Z2)m.cosa/(2aw)= (32+104).2,5.cos(20°)/(2.175)=0,9128
Do vậy a tw= 24,1°
5. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.
Yêu cầu cần phải đảm bảo ƠH < [ơH] ,
ƠH —

Zfỉ Zg

2 T 2.K h .(u +1)

V

Trong đó: T2=327259 Nmm;
bw= 0,4.aw= 0,4.175 = 70 mm,
dwl=2aw2 /(um+l)=82,35 ram;
^>(1^=82,35.3,25=267,63mm
Olạuụễn M ạnh lin h

£ â ft

19

tin 1 —JC 45


'Tĩriiồnạ

Oiíieh 3Choa '3ÔỈL Qiậí

Oiộ m òn @&i ổ C ĩhìỉi kếm áụ.

Zm= 274 Mpa1/3 (tra bảng 6.5 ) ;

Ị 2cos Ph = Ị
^

V sin2aíw

8a = 1 ,88-3,2

2.1

= 1,638 ;

Vsin(2.24,r)

'l

+

o

= 1,88-3,2

VZ 1 Z 2y

í ì
ì^
= 1,749,
32 + 104

I------------/4 -1 ,7 4 9
Z „ = Ậ 4 -£ j/3 =J
— =0,866

Mạt khac: K jị —KjỊp.KỊỊyKỊja ;
KhP = l,2(Tính ở trên);
Vân tốc bánh dẫn : V =

= ^-82,35.295,32 =
60000
60000

Vì V< 4 m/s tra bảng (6.13) [TKHDD -1] chọn cấp chính xác 9 ;
Tra bảng (6.16) [TKHDD -1] chọn g0= 73
Tra bảng (6.14) KHa = 1,37 (tra bảng 6.14).
Theo bảng (6,15) => ỖH =0,004
Theo công thức (6.42)

VH = ổh -80v !
K

Hv

= 1+

V

175
= 0 ,0 0 4 .7 3 .1 ,2 7 .4 -^- = 2,72
u.
3,25

Vn K <

3

=1 +

l T 2K Hfỉ.KHa

3,21.70.82,35
2.327259.1,2.1,37

=

1,0 2 1

KH= 1,2.1,37.1,021 = 1,67.

Thay số : ƠH = 274.1,638.0,866.

V

2327259A’67-(3’25 + 1) = 511 37 MPa
70.3,25.(82,35)2

Tính chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép : [ơH] = [ơH]. ZRZvKxH.

Qlạuụễn Mạnh, lin h

£ â ft

20

tin 1 —JC 45


'Tĩriiồnạ

Oiíieh 3Choa '3ÔỈL Qiậí

Với V =0,597 m/s

Oiộ m òn @&i ổ C ĩhìỉi kếm áụ.

Zy = 1 (vì V < 5m/s ) , Cấp chính xác động học là 9,

chọn mức chính xác tiếp xúc là 9. Khi đó cần gia công đạt độ nhám là Ra =
10...40 pm. Do đó Z r = 0,95, với da< 700mm => KxIỈ = 1.

[ơHl = 572,72.1.0,95.1 = 544,08 MPa.
■H
Mặt khác [ơỉỉ] ơ‘
[*■*]

544,08-511,37
544,08

= 6 % < 10 %

Do ƠH < [ơH] nên răng thoả mãn độ bền tiếp xúc.

6. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn.
Yêu cầu ơp < [ơpl ; ơp = 2.T2.KFYEYpYF1/( bwdw3.m)
Túứi các thông số :
Theo bảng (6.7) [TKHDD -1] ta có KpP = 1,03 ;
Do bánh răng thẳng nên Kpa = 1;
Tra bảng (6.16) chọng0= 7 3
Theo bảng (6.15) => ỗp =0,011

=>
= 1+

7,483.52.82,35
2.327259.1,03.1,37

^ Kp = .Kpp.Kpa.Kpv = 1,03.1.1,068 = 1,1
Vói ea = 1,749 ^ Ye = l/ea = 1/1,749 = 0,57;
p = 0° => Yp = 1 - p/140 = 1 -07140 = 1;
SỐ răng tương đương:

Zyj = Zj/cos3p = 32 / l 3 = 32

Qlạuụền Mạnh, lin h

£ â ft

21

tin 1 —JC 45


ÇJettò’nụ OO.Où Oiáeh 3Choa Oôà Qiậí

Oiộ m òn

i ồ ÇJhiti hỉ'm iíụ

Zy2 = Z2/cos3ß = 104/13 = 104
Với Zyj = 32, Zy2 = 104 tra bảng (6.18 ) thì YF1= 3,75, Yp2= 3,60;
úng suất uốn :
ƠF1 = 2.327259.1,1.0,57.1.3,75/ (70.82,35.2,5) = 106,78 MPa;
ơK = ƠF1. Yra/ YF1 = 106,78.3,60/ 3,75 = 102,52 MPa;
Tính ứng suất uốn cho phép :
\.ƠF ] = (ơ F]ìm/SF

s K xFK fcK fl

;

Chọn sơ bộ Y rY sKxH= 1 =>[ơ"F ] —(7p \\mK FrK HỊ Ịsp

Sp : Hệ số an toàn khi tính về uốn. Sp =1,75.
ơ°Fìịm: ứng suất uốn cho phép ứng vói số chu kì cơ sở;
ơFSa = 1,8.HB => a'nta! = 1,8. 280 = 504 MPa;
ơ FRm2 = 1,8. 240= 432 MPa;
K fc : hệ số ảnh hưởng đặt tải, KFC= 1 do bộ truyền quay một chiều;
K el= "¡¡Nm Ị N fe với mF = 6.
mF: Bậc của đường cong mỏi khi thử về uốn.
Nf0: Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn.
Nf0 = 4 .106vì vật liệu là thép 45,
Nee: Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương.

JVra=60r.«1..Zí,.E(7’,./ri)'"' t j t 1,ck
C: SỐ lần ăn khớp trong một vòng quay.
T j, rq, tị : Lần lượt là mômen xoắn , số vòng quay và tổng số giờ làm việc ở
chế độ i của bánh răng đang xét.

5

3^\

8

8j

N FE2 =60.1.111,36.15000. l6- + (0,9)6.V

= 8,26.107 > N Fn, = 4.1 o6

Ta có : Npßa > NFQ2 —> K hl2—1
Olạuụễn OÌLạnh lin h

£ â ft

22

tin 1 —JC 45


'Tĩriiồnạ

Oiíieh 3Choa '3ÔỈL Qiậí

Oiộ m òn @&i ổ C ĩhìỉi kếm áụ.

[ơF1] = 504.1.1 /1 ,7 5 = 288 MPa,
[ctk ] = 432.1.1 /1 ,7 5 = 246,85 MPa,
Ta thấy độ bền uốn được thoả mãn vì ƠF1 < [ơF1] ,ƠF2 < [ơF2];
7. Kiểm nghiệm răng về quá tải.
Úng suất quá tải cho phép : [ơH]max = 2,8 ơch2 = 2,8. 450 = 1260 MPa;
[ơFilmax= 0,8ơchl= 0,8. 580 = 464 MPa;

[ơF2lmax= °>8ơch2= 0,8. 450 = 360 MPa;
Kqt= Tmax/T = 1,6;
ơ Him ax=ơ H

■

= 511,37.VŨ> = 646,84MPa < [ơH]max = 1260 MPa;

ơFimax = ơn . Kqt =106,78 .1,6 = 170,85 MPa ;

ơF2max = ƠF2- Kqt = 102,52.1,6 = 164,03 MPa
vì ơFlmax < [ơF1]max ,oHmax < [ơ k ] ^ nên răng thoả mãn
Kết luận: vói vật liệu trên thì bộ truyền cấp chậm thoả mãn các yêu cầu
kĩ thuật.

Thông số cơ bản của bộ truyền cấp chậm :

-

Đường kính chia : d3 = m. z 3/ cosP=2,5.32/l= 80 mm,
d4 = m .Z,J cos p =2,5. 104 /1 =260 mm;

-

Đường kính đỉnh răng : da3 = d3+ 2.m = 80 + 2. 2,5 = 85mm,
da4 = d4 + 2.m =260 + 2. 2,5=265 mm,
Đường kính đáy răng :
df3 = d3- 2,5.m = 80 - 2,5. 2,5 = 73,75 mm,
df4 = d4 - 2,5.m = 260- 2,5. 2,5 = 253,75 mm,

-

Đường kính cơ sở : db3 = d3. cos a = 80.COS 20° = 75,18 mm,

db4 = d4. cos a = 260.COS 20 = 244,32 mm
Qlạuụễn Mạnh, lin h

£ â ft

23

tin 1 —JC 45


'Tĩriiồnạ

-

Oiíieh 3Choa '3ÔỈL Qiậí

Oiộ m òn @&i ổ C ĩhìỉi kếm áụ.

GÓC prôfín răng bằng góc ăn khớp :

a t = a tw= arctg(tga/cosP) = arctg(tg20°/l)=20°
8.Kiểm tra điều kiện bôi trơn của hộp giảm tốc:
Điều kiện bôi trơn:
-ài- Đường kính chia của bánh bị dẫn của bộ truyền cấp nhanh.

-cU: Đường kính chia của bánh bị dẫn của bộ truyền cấp chậm.
cLị =260 mm; ẩ2 =207,5 mm

Vậy bộ truyền thoả mãn điều kiện bôi trơn

Qlạttụễn Mạnh, lin h

£ â ft

24

tin 1 —JC 45


^ ĩn iĩin ạ

O iíieh 3C hoa '3ôà. Q ỉộ i

Oiộ m ôn (Otí iồ Q’h ìê i k ếtn á ụ .

PHẦN 3
TÍNH TRỤC VÀ CHỌN ổ
I/TÍNH S ơ BỘ TRỤC HỘP GIẢM T ố c
l.Chọn vật liệu và phân tích lực
a. Chọn vật liệu:
Chọn vật liệu chế tạo trục là thép 45, tôi cóơb= 600 MPa.
Úng suất xoắn cho phép [x] = 12..20 Mpa
b.Sơ đồ đăt lưc:

{Mtpuịễn M ạnh linh

Jlớp

25

Un 1 —JC 45