ĐỒ ÁN NGUYÊN LÍ CHI TIẾT MÁY ĐỀ 5 FULL_SPKT

GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

LỜI NÓI ĐẦU
Ngành cơ khí là một ngành ra đời sớm so với các ngành khác ,nó được xem là ông
tổ của nền công nghiệp .Ngày nay nó đóng vai trò rất quan trọng trong tiến trình
công nghiệp hóa ,hiện đại hóa của đất nước ta nói riêng và trên thế giới nói chung.
Lần đầu tiên thiết kế các chi tiết máy và bộ phận máy, đây là một công việc hoàn
toàn mới mẻ đòi hỏi người thực hiện phải vận dụng những kiến thức đã và đang
học vào thực tế. Công việc này đã đem lại những giá trị bổ ích cho các sinh viên,
riêng em qua đồ án này em đã rút ra được nhiều kinh nghiệm và bài học quý giá.
Em chân thành cảm ơn đến Thầy TRẦN QUỐC HÙNG là giảng viên hướng dẫn
em thực hiện đồ án này. Về những đóng góp quý báu trong quá trình em thực hiện
đồ án. Ngoài ra, để hoàn thành được đồ án này em có tham khảo một số sách như
Chi tiết máy của Nguyễn Trọng Hiệp, Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí
của Trịnh Chất và Lê Văn Uyển tập I và II cùng nhiều tài liệu khác lưu hành nội
bộ trường Đại học Sư phạm Kỹ Thuật Tp. Hồ Chí Minh như Dung sai kỹ thuật đo,
Vật liệu học, Sức bền vật liệu,... Rất mong được sự đóng góp ý kiến của thầy để
việc học của em ngày một tốt hơn. Chân thành cảm ơn !

SVTH: VŨ HOÀNG TRÍ

Trang 1


GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

NHẬN XÉT CỦA GVHD:

.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................

.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
Tp. Hồ Chí Minh, ngày

tháng

năm

Mục lục
SVTH: VŨ HOÀNG TRÍ

Trang 2


GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH

SVTH: VŨ HOÀNG TRÍ

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Trang 3


GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

PHẦN I: TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ VÀ TỶ SỐ TRUYỀN

SVTH: VŨ HOÀNG TRÍ

Trang 4


GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

I. Chọn động cơ:
1. Công suất trên trục công tác:
 Điều kiện làm việc với số liệu ban đầu:
- Lực vòng trên băng tải (2F):
2F = 6400 (N).
- Vận tốc tải xích tải (v):
v = 1,2 (m/s).
- Số răng đĩa xích tải (Z):
Z = 9 (răng).
- Bước xích tải (t):
P = 110 (mm)
- Số năm làm việc (y):
a = 6 (năm)
 Đặc điểm của tải trọng:
- Tải trọng và va đập nhẹ, quay 1 chiều.
- Một năm làm việc 300 ngày, 1 ngày 2 ca, 1 ca 8 giờ. Sai số cho phép tỷ số truyền
∆i=(2÷3)%.

2. Tính toán công suất hệ thống:
Hiệu suất chung:
η = ηđ.ηol4.ηBr3.ηnt.
Tra bảng 2.3 trang 19 ta có:
ηđ = 0,96 : Hiệu suất bộ truyền đại.
ηol = 0.995 : Hiệu suất 1 cặp ổ lăn.
ηBr = 0,97 : Hiệu suất 1 cặp bánh răng.
Ηnt = 1 : Hiệu suất nối trục.
- Vậy η = 0,96.0,9954.0,973.1 = 0,86
3. Chọn động cơ:
Ta có: công suất máy công tác:
F.v
6400.1,2
=
= 7,68 (kW)
1000
P = 1000
.

Theo đề bài tải trọng va đập nhẹ nên
P12 .t1 +P22 .t 2
t1 +t 2

Ptd =
P và T tỉ lệ thuận:
T2 = 0,8T1 => P2 = 0,8P
=> Ptd =
SVTH: VŨ HOÀNG TRÍ

7,682 .0,7+(0,8.7,68) 2 .0,3

= 7,25 (kW)
0,7+0,3
Trang 5


GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

=>Công suất cần thiết cho động cơ.
Ptd
7,25
=
= 8,43 (kW).
η
0,86
Pct =

Ta có Pct nên ta cần chọn động cơ có công suất thỏa điều kiện.
Pđc > Pct.
Theo công thức 2.18 :

n sb = n lv .u t
u sbđ = ubr .u = 3.8 = 24
60000.v
60000.1,2
=
= 72,72
z.t
9.110

n sb = 72,72.24 = 1745,28 (v/ph)
n lv =

=>

Ta có Pct nên cần chọn động cơ có công suất thỏa điều kiện: Pđm > Pct.
Chọn nđb =1500 vòng/phút. Dựa vào các thông số đã cho và mục đích giảm
bớt về kinh tế → Sự lựa chọn động cơ loại 4A132M4Y3 (Tra bảng P1.3/238).
Các thông số kỹ thuật:
Công suất: P = 11(kW).
Vận tốc quay: n=1458 (Vòng/phút)
II. Phân phối Tỉ số truyền:
Ta có nlv = 72,72(v/p)
u=

n
n

đc

=

1458
= 20,05
72,72

lv
Tỷ số truyền chung:
Theo sơ đồ động ta có: u = uđ.uh.unt.

uđ : Tỷ số truyền của đai.
uh : Tỷ số truyền hộp giảm tốc.
unt :Tỷ số truyền nối trục.
Tra bảng 2.4 về tỷ số truyền đại SGK trang 21, chọn uđ=3,1
Mà: un.uc =
un: Tỷ số truyền cấp nhanh.
uc: Tỷ số truyền cấp chậm.
SVTH: VŨ HOÀNG TRÍ

Trang 6


GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Để tạo điều kiện bôi trơn các bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc bằng
phương pháp ngâm dầu:
un = (1,2÷ 1,3).uc
Chọn un=1,25uc.
Suy ra:
=> u h =

u 20,05
=
=6,47
uđ
3,1

Mà ta lại có uh = un.uc

 uc = 2,275 => un= 2.84
 ukt = uđ.un.uc.unt = 3,1.2,275.2,84.1 = 20,08
Vu =

u - u kt
|20,05 - 20,03|
0,02
=
=
= 2%
100
100
100

→ Hợp lý với yêu cầu sai số vè tỷ số truyền.
∆u=2÷9%.
Từ các kết quả đã tính được ta có số liệu tính sau:
Tính công suất từng trục: Ta có
Pct = 8,43(KW).
PI = Pct.ηđ.ηol = 8,43.0,95.0,96 = 8,05 (kW).
PII = PI.ηbr.ηol =8,05.0,995.0,97 = 7,77 (kW).
PIII = PII.ηnt. ηbr2.ηol2 = 8,14.0,972.0,9952 .1 = 7,24 (kW).
9,55.106 .P
ni
Công thức Mômen xoắn trên các trục: Ti =
;
9,55.106 .8,43
= 55217 (N.mm)
1458
Tđc =

;

n
1458
9,55.106 .8,05
= 470,32
= 163458 (N.mm) n1 = dc =
u
3,21
470,32
đ
T1 =
;
(Vòng/phút).
n
470,32
9,55.106 .7,77
= 165,6
= 448089 (N.mm) n 2 = 1 =
un
2,84
165,6
T =
.
(Vòng/phút).
2

n
165,6
9,55.106 .7,24

= 72,79
= 949883 (N.mm) n 3 = 2 =
u
2,275
72,79
c
T3 =
.
(Vòng/phút).

SVTH: VŨ HOÀNG TRÍ

Trang 7


GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Bảng phân phối tỷ số truyền:
Trục
Thông số
u

Động
cơ

I

uđ = 3,1

II

un = 2,84

III

uc = 2,275

n ( v/ph )
P ( Kw )

1458
8,43

470,32
8,05

165,6
7,77

72,79
7,24

9,55.10 6 .P
ni
Ti =

55217

163458

448089

949883

( N .mm )

Phần II: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN (BỘ TRUYỀN ĐAI)
I. Xác định các thông số bộ truyền :
1. Chọn loại đai:
Giả thiết vận tốc của đai v < 25 m/s, ta có thể dùng loại đai loại A hoặc Б (bảng
4.1 và bảng 4.13 : các thông số của đai hình thang).
Ta có điều kiện làm việc:
n = 1458 (v/ph)
Pđc = 8,43 (kw)
uđ = 3,1
Chế độ làm việc ngày 2 ca, 1 ca 8 giờ.
Theo hình 4.1/trang 59: Chọn đai thang thường.
Chọn đai có kí hiệu Б từ điều kiện làm việc như trên:
ký hiệu Б với các thông số sau:
Kích thước tiết diện:
bt = 14 mm.
A = 138 .
SVTH: VŨ HOÀNG TRÍ

Trang 8


GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

h = 10,5 mm.
y0 = 4 mm.
Đường kính bánh đai nhỏ: d1 ∈ (140÷280) mm.
Chiếu dài giới hạn l: l ∈ (800÷6300)mm.
2. Xác định thông số bộ truyền:
Tra bảng 4.13/trang 59.
 Chọn d1 = 200 (mm)
v1 =

π.d1.n dc
3,14.200.1458
60x1000 =
60000
≈ 15,27 (m/s)

Vận tốc đai :
Thỏa điều kiện: v1 = 15,27(m/s) < vmax = 25 (m/s).
 Tính đường kính d2:
Theo 4.2(trang 53):
d2 =
Chọn ε = 0,01 ( hệ số trược ε = 0,01÷ 0,02)
 d2 = = 626,26 (mm)
Tra bảng 4.26/trang 67: chọn d2 = 630 mm
Như vây tỷ số truyền thực tế:
u tt =

d2

630
=
= 3,18
d1.(1-ε)
200.(1-0,01)

u đ -u
(3,18-3,1)
.100% =
.100% = 2,6%
3,1
Với ∆u = u

=> ∆u = 2,6% < 4%

=> Thỏa điều kiện trong giới hạn cho phép.

3. Khoảng cách 2 trục a:
Ta có u = 3,1


a= d2 = 630 mm

a thỏa điều kiện theo công thức 4.14/trang 160:
0,55(d1+d2)+h ≤ a ≤ 2(d1+d2).
467
Với a = 630 (mm)


Thỏa điều kiện.

SVTH: VŨ HOÀNG TRÍ

Trang 9


GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

4. Tính chiều dài đai:
Công thức 4.4/trang 54:
π(d1 +d 2 )
(d -d ) 2
+ 2 1
2
4a
3,14.(200+630)
(630-200) 2
= 2.630 +
+
= 2637,13 (mm)
2
4.630

l = 2a +

Tra bảng 4.13/trang 59, chọn chiều dài chuẩn:

l = 2650 (mm)

 Kiểm nghiệm về điều kiện tuổi thọ: (công thức 4.15)
i=

v
≤ i max =10/s
l

Với:
i : Số lần cuốn của đai.
v : Vận tốc đai.
l: 2650mm - chiều dài đai.
i=

15,27
= 5,76/s ≤ i max = 10/s
2,65

Thỏa điều kiện.
 Tính chính xác khoảng cách a:


Theo 4.6/trang 54:
Trong đó:
*

∆=

a=
λ = l - π.

λ+

λ 2 + 8∆ 2
4

(d1 +d 2 )
(200+630)
= 2650 - 3,14.
= 1346,2(mm)
2
2

(d 2 -d1 )
(630-200)
=
= 215 (mm)
2
2

1346,2 + 1346,22 - 8.2152
= 636,8 (mm)
4
 a=


Thõa điều kiện 461,5 < a=643,36 < 1640
Vậy khoảng cách trục a = 643,36 (mm)

SVTH: VŨ HOÀNG TRÍ

Trang 10


GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

5. Tính góc ôm α1:
Điều kiện α1 ≥ 1200 (do đây là đai thang).
(d 2 -d1 ).570
(630-200).57
180 = 180 = 141,510
α
a
636,8
Theo 4.7 /trang 54: 1 =
0

Vậy α1 = 141,510 > αmin = 1200
 Thỏa điều kiện.
6. Xác định số đai z :
z=

Số đai z được xác định theo 4.16/trang 60:
Trong đó:
* P1 = 8,43 kW công suất trên bánh dẫn.

P1.k d
[ P0 ] cα .cu .cz .cl

* [ 0 ] = 5,07 kW công suất cho phép (tra bảng 4.19/trang 62)
* Kđ : hệ số tải trọng động (tra bảng 4.7/trang 55).
Với chế độ ngày làm việc 2 ca và dao động nhẹ:
=>Kđ = 1,1+0.1 = 1,2
P

* Cα = 0,89 hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm (tra bảng 4.10/trang )


Cl = 1,04 - hệ số kể đến ảnh hưởng chiều dài đai (tra bảng 4.16/

trang61)



Cu =1,14 - hệ số kể đến ảnh hưởng tỷ số truyền (tra bảng 4.17)

Cz =0,97 - hệ số kể đến ảnh hưởng sự phân bố không điều tải trọng

cho các dây đai (tra bảng 4.18).
Nên Z =
Chọn z = 2
7. Chiều rộng bánh đai:
Theo 4.17 và 4.21:
B = (z-1)t + 2e
Các thông số: t = 19
e = 12,5
=> B = ( 2- 1 ).19 + 2.12,5 = 44(mm)

SVTH: VŨ HOÀNG TRÍ

Trang 11


GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

8. Đường kính ngoài bánh đai:
Theo công thức 4.18:
da = d + 2h0
Tra bảng 4.21 ta được: h0 = 4,2
• Đường kính ngoài bánh đai dẫn:
da1 = d1 + 2h0 = 200 + 2.2,4 = 208,4 (mm)
• Đường kính ngoài bánh đai bị dẫn:
da2 = d2 + 2h0 = 630 + 2.2,4 = 638,4 (mm)
9. Xác định lực căng ban đầu và lực căng tác dụng lên trục :
Lực căng đai F0:
Theo công thức 4.19/trang 63:
F0 = 780.
2
Với Fv = qm.v lực căng do lực li tâm sinh ra (Công thức 4.20/trang 20)
Ta có tiết diện đai loại Б → tra bảng 4.22/trang 22 → qm = 0,178 kg/m.
=> Fv = 0,178.(15,7)2 = 41,5 (N)
Nên :

8,43.1,2
+ 41,29 = 331,8
F0 = 780. 15,27.0,89.2

(N)

Lực tác dụng lên trục Fr Theo công thức 4.21/trang 64:
Fr = 2F0.z.sin(α1/2) = 2.331,8.2.sin(141,510/2) = 1253 (N).


PHẦN III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRONG HỘP GIẢM TỐC
I.Chọn vật liệu:
Dựa vào điều kiện làm việc không đòi hỏi đặc biệt,và đây là bộ truyền bánh răng
trụ thẳng nên ta chọn vật liệu 2 cấp bánh răng như sau:
Theo bảng 6.1/trang 92 ta chọn:
 Bánh nhỏ: thép C45 tôi cải thiện.
Đạt độ rắn HB=241÷285
•
•

σ b1 = 850 ( MPa )
σ ch1 = 580 ( MPa )

 Bánh lớn (bị dẫn) : thép C45 tôi cải thiện
Đạt độ rắn HB=192÷240
•
•

σ b 2 = 750 ( MPa )
σ ch 2 = 450 ( MPa )

SVTH: VŨ HOÀNG TRÍ

Trang 12

GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

II.Xác định ứng suất cho phép:
Theo bảng 6.2/trang 94 đối với thép C45 tôi cải thiện đạt HB <350 (180÷350)
o
Có: σ H lim = 2HB + 70
S = 1,1(hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc)
σ o F lim = 1,8.HB
H

S = 1,75 (hệ số an toàn khi tính về uốn)
Chọn độ rắn:
- Bánh nhỏ: HB1 = 245
- Bánh lớn: HB2 = 230 (để tăng khả năng chạy mòn của răng,nên chọn nhiệt
luyện
bánh răng lớn đạt độ rắn thấp hơn độ rắn bánh răng nhỏ từ 10 đến
15 đơn vị )
o
σ
H
Nên: lim1 = 2×245 + 70 = 560 (Mpa)
F

σ Fo lim1 = 1,8×245 = 441 (Mpa)
σ Ho lim 2 = 2×230+70 = 530 (Mpa)
σ Fo lim 2 = 1,8×230 = 414 (Mpa)

Theo 6.5/trang 93 :
NHo = 30 H2,4HB
Do đó: NHo1 = 30× 2452.4 = 1,6.107
NHo2 = 30×2302.4 = 1,39.107
Vì bộ truyền làm việc có tải trọng thay đổi. `nếu số chu kì thay đổi ứng suất tương
đương được tính theo 6.7/trang 93.
NHE =60.c.Σ (Ti / Tmax)3 .ni.ti
Với : * c =1 số lần ăn khớp trong 1 lần quay.
* Ti moment xoắn ở chế độ i.
* ni (v/p) số vòng quay bánh dẫn.
* ti = 8x 2x 300x 6 = 28800(h) tổng thời gian làm việc.
=> NHE1 = 60×1.(0,7.13 +0,3.0,83) ×(1455/3,25)×33600 = 77,04.107.
3

 T  t
n
=> N HE2 = c. 1 . ∑ t i . ∑  i ÷ . i
u1
 Tmax  åt i
470,32
= 60.1.
.28800.(13 .0,7+0,83 .0,3)
2,84
= 24,43.107
SVTH: VŨ HOÀNG TRÍ

Trang 13


GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

HE2

Ta có N = 24,43.107 > N HO1 = 1,39.107 ⇒ K HL2 = 1
Tương tự cho NHE1
=> NHE1 > NHO1 => KHL1 = 1
Ứng suất tiếp xúc sơ bộ.được xác định :

[ σ H ] =σ Hlim .

Theo công thức (6.1a)/ trang 93:
=>

K Hl
SH

560.1
= 1,1 = 509( MPa )
530.1
[ σ H ] 2 = 1,1 = 481,82 ( MPa )

[ σH ] 1

-Với cấp nhanh sử dụng răng trụ răng thẳng do đó:

[ σ H ] = [ σ H ] 2 = 481,82 (MPa)
[ σ H ] = 481,82 (MPa) < 1,25. [ σ H ] 2 = 1,25.481,82 = 602,28(MPa)

-Với cấp chậm dùng răng trụ răng chữ V:

[ σH ] =

[ σH ] 1 + [ σH ] 2
2

=

509+481,82
= 495,41
2
(MPa)

 Số chu kì thay đổi ứng suất uốn.
mF

Theo 6.8/trang 93:

N FE = 60.c.

∑

 Ti 

÷
Tmax 

.
.n i .t i

* m F :bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc và uốn.
* Ti, ni, ti lần lượt là momen xoắn ,số vòng quay, tổng số giờ làm việc ở chế
độ của bánh răng đang xét.
Với HB(180÷350) ⇒ mF = 6. (tra bảng 6.4/trang 95).
Với

⇒
⇒

470,32
= 60.1. 2,84 .18000.( 16. 0,7 + 0,3.0,86) = 22,6.107

N FE2
NFE2 = 22,6.107 > NFo = 4.106 số chu kì thay đổi ứng suất cở sở khi thử về

uốn
⇒

KFL2 =1
Tương tự cho NFE1
⇒
KFL1 =1
SVTH: VŨ HOÀNG TRÍ

Trang 14


GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

 Ứng suất uốn cho phép, tính theo 6.2a/trang 93.

[σF ] = σ

o
Flim

K FC .K FL
. SF

Trong đó: KFC=1:hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải với bộ truyền quay một chiều.
0
Nên: σ Flim =1,8HB
σ F0 lim1 = 1,8.245 = 441MPa ;

SF = 1,75.

σ F0 lim 2 = 1,8.230 = 414MPa ;

[ σ F1 ]
[ σ F2 ]

441.1.1
= 1,75 = 252 ( MPa )
414.1.1
= 1,75 = 236,57 ( MPa )

Theo (6.13 và 6.14)/trang 95 , ứng suất quá tải cho phép.

Với bánh răng thường hoá, thép tôi cải thiện
*
*
*

[ σ H2 ] max

= 2,8.σ ch2 = 2,8×450 = 1260 ( MPa )

[ σ H1 ] max

= 2,8.σ ch1 = 2,8×580 = 1628 ( MPa )

[ σ H ] max

= 2,8.σch2 = 2,8×450 = 1260 ( MPa )

*σ[

]

F max

= 0,8.σ

ch

khi HB ≤ 350.

*[

σ F1 ] max = 0,8.σ ch1

= 0,8.580 = 464 (MPa)

*[

σ F2 ] max = 0,8.σ ch2

= 0,8.450 = 360 (MPa)

III. Tính toán bộ truyền cấp nhanh:
1. Xác định sơ bộ khoảng cách aw:

a w = K a .(u+1). 3
Theo 6.15a/trang 96:
Trong đó:

SVTH: VŨ HOÀNG TRÍ

T1.K Hβ

[ σH ]

2

.u.Ψ ba

Trang 15

GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

* K a (MPa1/3) = 49,5: hằng số phụ thuộc vào vật liệu ở cặp bánh răng và loại
răng tra bảng 6.5/trang 96.
* u1 = un = 2,84
* T 1 = 163458 (N.mm).
* Ψba = 0,4 - tra bảng 6.6/trang 97.
=> Ψ bd = 0,53.0,4.(2,84 + 1) = 0,81 (công thức 6.16/trang 97).

* K HB = 1,02 - hằng số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng
vành răng khi tính về tiếp xúc , theo bảng 6.7/trang 98.
49,5.(2,84 + 1) 3

=>

a w1 =
Chọn aw1 = 163 (mm)

163458.1,02
= 163,14
(481,82) 2 .2,84.0,4
(mm)

2. Xác định các thông số ăn khớp:
a) Xác định modun m:
Theo bảng 6.17/trang 97:
m = (0,01÷0,02).aw1 = (0,01÷0,02).163 = (1,63÷3,26) (mm)

Chọn m = 3 (mm)
b) Xác định số răng và góc nghiêng β:
Đối với bánh răng thẳng
⇒ β =0: góc nghiêng của răng
m. ( z1 +z 2 )

Từ 6.18/trang 49:
aw = 2.cos β
* z1: bánh răng bánh dẫn
* z2: bánh răng bánh bị dẫn
2a w1

2.163
= 28,29
⇒ z1= m.(u+1) 3.(2,84+1)
(theo 6.19)
=

Chọn z1 = 28 răng
⇒ z2 = un.z1= 2,84.28 = 79,52 răng
Chọn z2 = 79 răng
⇒ zt = z1+z2 = 28+79 = 107 răng
c) Khoảng cách thật sự giữa 2 trục:

SVTH: VŨ HOÀNG TRÍ

Trang 16


GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

m.z t
3.107
=
= 160,5
2
2
awt =

Tỷ số truyền thực sự là:
z2 79
=
= 2,82
z
28
um = 1

Hệ số dịch tâm
a w1
161
- 0,5.(z1 + z 2 ) =
- 0,5.(27 + 79) = 0,167
m
3
1000.y 1000.0,167
ky =
=
= 1,56

zt
107
y=

-

Do đó theo công thức (6.24) hệ số giảm đỉnh răng:

k x .z t
0,032.111
=
= 2,354.10 −3
1000
1000
k = 0,022
- Theo bảng 6.10a chọn x

Δy =

x t = y + Δ y = 0,167 + 2,354.10−3 = 0,17

-Theo 6.26 hệ số dịch chuyển bánh 1
x1 = 0,5.x t -

(z 2 - z1 )
(79 - 28)
y = 0,5.0,17 0,167 = 0,047
zt
107

-Hệ số dịch chỉnh bánh 2
x 2 = x t - x1 = 0,17 - 0,047 = 0,123

Theo công thức 6.27 góc ăn khớp;
cosαtw =

z t .m.cosα 107.3.cos20
=
= 0,937
2a w1
2.161

⇒ α tw = 20,480

3. Kiểm nghiệm răng theo độ bền tiếp xúc:
Ứng suất tiếp xúc xuất hiện trên mặt răng của bộ truyền phải thỏa mãn điều kiện
sau:
σ H = ZM .ZHε.Z

Công thức 6.33/trang 105 :
Trong đó:

2.T1.K H .(u+1)
b w .u.d w 2

≤

[ σH ]

• Z M = 274 (MPa)1/3 hằng số kể đến cơ tính vật liệu của bánh răng ăn khớp,

trị số ZM được tra theo bảng 6.5/trang 96.

SVTH: VŨ HOÀNG TRÍ

Trang 17


GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH

2

• ZH=

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

cosβb
sin2α wt

hằng số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc.
βb – góc nghiêng của rang trên hình trụ cơ sở
Theo công thức (6.34)/trang 105.
Tgβb=cosαt.tgβ.
Vì β = 0 → Tgβb = 0 → βb = 0
=>

ZH =

2.cos00
=

sin(2.200 )

2.1
= 1,747
sin(2.20,480 )

* Zε : Hệ số sự trùng khớp của rãnh.
Theo công thức 6.37/trang 105.
εβ =

εβ

bω.sinβ
mπ

: Hệ số trùng khớp dọc.

sin β = 0

bw = ψ ba .aw = 0, 4.161 = 64, 4 ( mm )


εβ



Tính

= 0.

Zε =

εβ

theo công thức 6.36a/trang 105.

4 - εα
3

ε α : Được tính theo công thức 6.38b/105.

 
 1
1 
 1 1 
0
ε α = 1,88 - 3,2 
+
÷cosβ  = 1,88 - 3,2.  + ÷cos0  = 1,72
Z2 
 28 79 

 Z1

 
Zε =

4 - 1,72
= 0,87
3

KH : Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc theo công thức 6.39/trang 106.
Theo công thức 6.39/ trang 106: KH = KHβ.KHα.KHV.
* KHβ : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành
răng.
Chọn
KHβ = 1,02
* KHα : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng các đôi răng đồng thời
ăn khớp bánh răng.
SVTH: VŨ HOÀNG TRÍ

Trang 18


GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Đối với bánh răng thẳng tra bảng 6.14/trang 107 => KHα =1,01
* KHV : Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp.
Theo công thức 6.41 /trang 107.
K HV = 1 +

v H .b w .d w1
2.T1K Hβ .K Hα

v H = δ H .g 0 .v.

aw
um

*
- δH = 0,006 : Hằng số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp tra bảng
6.15/trang 107.
- g 0 = 56 : Hằng số kể đến ảnh hưởng của các sai lệch các bước răng bánh 1
và 2 tra bảng 6.16/107.
π.d w1.n1
60000 (6.40/trang 106).
2a w1
2.161
d w1 =
=
= 84,29 (mm)
u
+
1
2,82
+
1
m
Với
;
v=



v=

3,14.84,29.470,32
= 2,076 (m/s)

60000

v H = 0,006.56.2,076.


161
= 5,27
2,86

Chiều rộng vành răng:

b w = ψ ba .a w = 0,4.161 = 64,4 (mm)

-



K HV = 1 +

5,27.64,4.84,29
= 1,08
2.163458.1,02.1,01

KH = KHβ.KHα.KHV = 1,02.1,01.1,08 = 1,11
Vậy với:
ZM = 274(MPa)1/3
KH = 1,11
dw1 = 84,29(mm)
σ H = ZM .ZHε.Z . 3

ZH = 1,747
Zε = 0,87
T1 = 163458(N.mm)um = 2,82
bw = 64,4(mm)

2T1.K H .(u m +1)
2.163458.1,11.(2,82+1)
= 274.1,747.0,87. 3
2
bω.u m .d ωm
64,6.2,85.(84,29) 2

= 431,65 (MPa)

Xác định ứng suất cho phép:
Theo công thức 6.1/trang 91 và công thức 6.1a:
•

SVTH: VŨ HOÀNG TRÍ

Trang 19


GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

[ δ H ] = [ δ H ] .ZR .ZV .K xH
'

→

Với:

[ δ H ] = [ δ H ] 2 = 481,8( MPa)
'

*v = 2,076 m/s <5m/s => ZV = 0,91.
*ZR : Hệ số xét đến độ nhám của mặt làm việc. Cấp chính xác động học là 8
dp01 cần gia công độ nhám là Ra ≤ 1, 25 ÷ 0, 63 ( µ m) => ZR = 1.
d1 = m.z1 = 84 ( mmβ) ( = 0 => cosβ = 1

Với:

d 2 = m.z 2 = 237 ( mm )

)

=> d a1 = d1 + 2.(1 + x1 - Δy).m

= 84 + 2. ( 1 + 0,047 - 2,354.10 -3 ) .3
= 90,27 ( mm )

=> d a2 = d 2 + 2.(1 + x 2 - Δy).m

= 237+2. ( 1+0,137-2,354.10 -3 ) .3
= 243,72 ( mm )

Với da < 700 (mm) =>KxH = 1


Vậy ta có


[σH ]

= 481,82.0,91.1.1 = 438,5 (MPa)

σ H =431,65 < [ σ H ] = 438,5 (MPa)

Thoả điều kiện ứng suất.

4. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:
Để đảm bảo độ bền uốn cho răng , ứng suất uốn sinh ra tại chân răng không để
vượt quá 1 giá trị cho phép:
σ F1 =

2T1.K Fε.Y β.Y F1
.Y
b w .d w1.m

Theo 6.43/trang 108: Độ bền uốn
Trong đó:
*Yε = 1/εα:Hệ số kể đến độ khớp của răng.


Yε =

≤ [ σ F1 ]

1
= 0,58
1, 72

*T1 : mômen xoắn trên bánh chủ động
*m = 3 mô đun pháp.
SVTH: VŨ HOÀNG TRÍ

: T1 = 163458 (Nmm).
Trang 20


GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH

*YB = 1 -

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

β
140

β=0 → Yβ = 1: Hệ số kể đến độ nghiêng của răng.
* YF1;YF2 : Hệ số dạng răng của bánh 1 và 2 vào số răng tương đương.
Dựa vào bảng 6.18/trang 109 → YF1 = 3,784
→ YF2 = 3,58
Tra bảng 6.7/trang 98 → KFβ = 1,03
Theo 6.14/trang 107→ KFα = 1,27
KF = KFβ. KFα. KFV
aw
u

υ F = δ F .g o .v

δF = 0,016 tra bảng 6.15/107
g0 = 56.
161
2,82 = 14,05
 υF = 0,016.56.2,076.

Theo công thức 6.4/trang 109.
K FV = 1 +

vF .b w .d w1
14,05.64,4.84,29
= 1+
= 1,18
2T1.K Fβ .K Fβ
2.163458.1,03.1,27

KF = 1,03.1,27.1,18 = 1,54
σ F1 =

2.163458.1,54.0,58.1.3,78
= 67,78 (MPa)
64,4.84,29.3

Theo công thức 6.44/trang 108
σ F2 =

σ F1.YF2

67,78.3,58
=
= 64,19 (MPa)
YF1
3,78

Theo công thức 6.2 và công thức 6.2a:
=> [ σ F ] = [ σ F ] .YR .YS .K xF
'

Với:
YR = 1: Hệ số xét đến ảnh hưởng độ nhám bề mặt lượn chân răng.
YS = 1,08 – 0,0695.ln(m) = 1,08 – 0,0695ln(3) = 1,004 : Hệ số xét đến độ
nhạy của vật liệu được tâp trung ứng suất, trong đó mô đun tính bằng mm.
KxF = 1: Hệ số xét đến kiểm tra bánh răng đến độ uốn với da ≤ 400(mm).
[ σ F1 ] = 252.1,004.1.1 = 253,008(MPa),

[ σ F2 ]

= 236,6.1,004.1.1 = 236,944 (MPa)

SVTH: VŨ HOÀNG TRÍ

Trang 21


GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH

Ta có:


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

σ F1 < [ σ F1 ]
σ F2 < [ σ F2 ]

Thoả điều kiện về độ bền uốn.

5. Kiểm nghiệm răng về quá tải:
Theo công thức 6.48/trang 110
σ H max = σ H . K qt ≤ [ σ H ] max
Với

[ σ H ] max

Ta có:

= 2,8.σ ch

K qt =

Tmax
=1
T

σ Hmax = σ H . K qt = 431,65 (MPa)
=> σ H max = 431, 65 ≤ [ σ H ] max = 1260 ( MPa )

Theo công thức 6.49. Ứng suất cực đại σ Fmax thoả.
σ

= σ F .K qt ≤ [ σ F ] max
Điều kiện: Fmax
Với bánh dẫn:
Vậy

σ F1max = σ F1.K qt = 67,78 (MPa)

σ Fmax ≤ [ σ Fmax ] = 464 ( MPa )

Và bánh bị dẫn:

σ F2max = σ F2 .K qt = 64,19 (MPa)

Vậy: F2max [ F ] max
Kết luận: bộ truyền đạt yêu cầu về quá tải
σ

≤ σ

=360(MPa)

6. Các thông số và kích thước bộ truyền răng cấp nhanh:
* Khoảng cách trục:
* modum
* Bề rộng bánh răng:
* Hệ số hiệu chỉnh
* Số răng
* Đường kính vòng chia:
*Đường kính đỉnh răng:

SVTH: VŨ HOÀNG TRÍ

a = 161 mm
m = 3 mm
b = 64,4 mm
x1 = 0,047
x2 = 0,123 mm
z1=28 răng ; z2=79 răng
d1 = 84 mm
d2 = 237 mm
da1= 90 mm
da2 = 243 mm
Trang 22


GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

* Đường kính đáy răng:

df1 = d1- (2,5-2x1) = 76,78 mm
df2 = d2- (2,5-2x2) = 230,24 mm

IV. Tính toán bộ truyền cấp chậm:
1. Xác định khoảng cách trục:
T2 .K Hβ

[ σH ]

2

.u c .ψ ba
aw2 = Ka(u2+1)
Trong đó: Ka = 43 (MPa1/3) (răng chữ V, thép – thép)
T2 = 448089 (Nmm)
= 495,41 (MPa)
uc = 2,5
ψba = 0,3
ψbd = 0,5. ψba(u+1) = 0,53.0,3.(2,275+1) = 0,49
Theo bảng 6.7: ta chọn KHβ = 1,08
448089.1, 06
3

( 495, 41)
⇒ aw2 = 43.(2,275+1)

2

.2, 275.0,3

= 199,32 (mm)

Chọn aw2 = 199(mm)

2. Xác định các thông số ăn khớp:
Theo (6.17) modun:
m = (0,01 : 0,02).aw = (0,01 : 0,02).199 = 1,88 : 3,16 (mm)
Chọn modun pháp m = 3 (mm)
Xác định số răng, góc nghiêng β, hệ số dịch chỉnh

Chọn sơ bộ: β = 350 => cosβ = 0,819
Số răng bánh nhỏ: Z1= = = 33,18
Chọn Z1 = 33 răng.
Số răng bánh lớn: Z2 = uc.Z1 = 2,275.33 = 75,08
Chọn Z2 = 75 răng.
Do đó, tỷ số truyền thực tế là: um= = 2,28
cosβ = m.(Z1+Z2)/(2aw) = = 0,79
⇒ β = 37040’ < 400
Vì z1 > 30 răng nên không dùng dịch chỉnh.
3. Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc:
Theo công thức (6,33) ứng suất tiếp xúc trên rang làm việc:
SVTH: VŨ HOÀNG TRÍ

Trang 23


GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

σH = ZmZHZε ≤ [σH]
Trong đó
* ZM = 274 (MPa1/3) Cơ tính của vật liệu chế tạo là thép
* ZH : hệ số kéo nén hình dạng bề mặt tiếp xúc
ZH =
 tan α 
α tw = α t = arctan 
÷
 cos β 
Ta có:

Mà α = 200 (Theo TCVN 1065-71)


α tw = 23057 ' = αt

Với tgβb = cosαt.tgβ
⇒ tg βb = cos 23057’.tg 37040’
= 0,710
⇒ βb = 35,20
⇒ ZH = = 1,48
εb = = = 3,8
Vì εb ≥ 1 ⇒ Zε =
Với = [1,88 – 3,2()].cosβ
= [1,88 – 3,2()].cos 37040’ = 1,417
Zε = = = 0,84
dw2 = = = 121,34 (mm)
v = = = 1,05(m/s)
Với v = 0,66 (m/s) Tra bảng 6.13 được cấp chính xác là 9
Tra bảng 6.14 ta được KHα = 1,13
Tra bảng 6.15 và 6.16 ta được δH = 0,002; go = 73.
⇒ vH = δH.go..v. = 0,002.73.1,05 = 1,43 (m/s)
Theo công thức 6.41:
KHv = 1+ = 1 + = 1,01
Theo 6.39: KH = KHβ.KHα.KHv = 1,06.1,13.1,01 = 1,21
Thay các giá trị vừa tìm được vào σH ta được :
σH = ZmZHZε

2T2 K H (u + 1)
b w u.d 2w 2

= 274.1,52.0,86
= 453,79(MPa)
Xác định ứng xuất tiếp xúc cho phép:
[σH] = [σH].Zv.ZR.KxH
Với [σH] = 495,4 MPa
SVTH: VŨ HOÀNG TRÍ

Trang 24


GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

[σH] = [σH].Zv.ZR.KxH = 495,4.0,85.1.1 = 421,1 MPa.
Như vậy σH = 453,79 >[σH] = 421,1 (MPa)


Ta tiến hành kiểm nghiệm lại: aw=210
z1 = 35 răng z2 = 80 răng bw=63 (mm)
=>um = 2,29 m=3 (mm)
cos β =

3.(35 + 80)
= 0,8214
2.210
=> 34,7710

ZH = 1,51

ε α = 1, 45
Zε = 0,83
dw2 = 127,66 (mm)
v=1,11 (m/s) => vH = 1,43
=>KHv = 1,01 => KH = 1,21
=> σ H = 423 (MPa)
Vì

σH > [ σH ]

không quá 4%:
2

 σ 
=>b w = ψ ba .a w .  H ÷
[σ ] ÷
 H 

2

 423 
= 0,3.210. 
÷
 421,1 
= 63,57 ( mm )

4. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:
2.T2 K FβYε F2
YY
bw d w m

σF =
Theo bảng 6.7: KFβ = 1,2.
Theo bảng 6.14: Với v < 5 m/s và cấp chính xác là 9, KFα = 1,37.
Theo (6.47) : vF = δF.g0.v.
Theo bảng 6.15: δF = 0,006 ; g0 = 73
⇒ vF = 0,006.73.1,11. = 4,66
vF .bw .d w 2
2.T2 .K F β .K Fα

KFv = 1+
= 1+ = 1,02
Do đó: KF = KFβ.KFα.KFv = 1,2.1,37.1,02 = 1,67
Với εα = 1,45 ⇒ Yα = 1/εα = 1/1,45 = 0,69
Với β = 34,7710 ⇒ Yβ = 1- 34,771/140 = 0,75
Số răng tương đương:
Bánh nhỏ:
SVTH: VŨ HOÀNG TRÍ

Trang 25