Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí

Đồ Án Chi Tiết Máy 2

Mục Lục
Nội Dung
Lời nói đầu

Tr
3

Phần 1: Chọn Động Cơ Điện và Phân Phối Tỉ Số Truyền
1.1 - Chọn Động Cơ
1.2 - Phân phối tỉ số truyền
1.3 - Xác định công suất, số vòng quay và mô men xoắn trên các trục

5

Phần 2: Tính Toán Bộ Truyền Đai
2.1 - Chọn loại xích
2.2 - Tính đường kính bánh đai
2.3 - Xác định khoảng cách trục
2.4 - Tính số đai
2.5 - Các thông số cơ bản của bánh đai
2.6 - Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục
2.7 - Tổng kết các thông số cơ bản của bộ truyền đai

9

Chương 3: Tính Bộ Truyền Bánh Răng Trong Hộp Giảm Tốc
A - Tính toán cấp nhanh
3.1 - Chọn vật liệu
3.2 - Xác định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uấn cho phép

3.3 - Xác định sơ bộ khoảng cách trục
3.4 - Xác định các thông số ăn khớp
3.5 - Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
3.6 - Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
3.7 - Kiểm nghiêm răng về quá tải
B - Tính Toán Cấp Chậm
3.1 - Chọn vật liệu
3.2 - Xác định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uấn cho phép
3.3 - Xác định sơ bộ khoảng cách trục
3.4 - Xác định các thông số ăn khớp
3.5 - Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
3.6 - Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
3.7 - Kiểm nghiêm răng về quá tải

14
14

Phần 4: Tính Thiết Kế Trục
4.1 - Chọn vật liệu
4.2 - Xác định sơ bộ đường kính trục
4.3 - Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực.

32

SVTH: Trần Minh Vương

Page 1

23

Đồ Án Chi Tiết Máy 2

4.4 - Sơ đồ đặt lực chung
4.5 - Tính các phản tại các gối đỡ và vẽ biểu đồ mô men
4.6 - Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi
4.7 - Kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh
Phần
5: Tính toán chọn ổ lăn, then, khớp nối, các chi tiết khác và bôi trơn trong
hộp giảm tốc
A - Tính toán chọn ổ lăn
1 - Chọn ổ lăn cho trục I
1.1 - Chọn loại ổ lăn
1.2 - Chọn sơ bộ kích thước của ổ
1.3 - Kiểm tra khả năng của tải khi làm việc
2 - Chọn ổ lăn cho trục II
2.1 - Chọn loại ổ lăn
2.2 - Chọn sơ bộ kích thước của ổ
2.3 - Kiểm tra khả năng của tải khi làm việc
3 - Chọn ổ lăn cho trục III
3.1 - Chọn loại ổ lăn
3.2 - Chọn sơ bộ kích thước của ổ
3.3 - Kiểm tra khả năng của tải khi làm việc
B - Tính Toán Chọn Then
1 - Xét trục I
2 - Xét trục II
3 - Xét Trục III
C - Tính Các Chi Tiết Phụ Và Bôi Trơn Trong Hộp Giảm Tốc
1 - Các Chi Tiết Liên Quan Đến Cấu Tạo Vỏ Hộp
2 - Bôi trơn trong hộp giảm tốc

2.1 - Bôi trơn hộp giảm tốc
2.2 - Bôi trơn ổ lăn
2.3 - Lắp bánh răng lên trục và điều chỉnh sự ăn khớp

53
53

57

59

Phần 6 – Thiết kế vỏ hộp giảm tốc
1 - Thiết kế vỏ hộp giảm tốc
2 - Bảng thống kê các kiểu lắp ghép

63

Tài Liệu Tham Khảo

67

SVTH: Trần Minh Vương

Page 2


Đồ Án Chi Tiết Máy 2

SVTH: Trần Minh Vương

Page 3


Đồ Án Chi Tiết Máy 2

Lời nói đầu
Hiện nay khoa học kỹ thuật đang phát triển mạnh, mang lại nhiều lợi ích cho con
người. Để nâng cao đời sống nhân dân, để hoà nhập vào sự phát triển chung của các nước
trong khu vực cũng như trên thế giới. Đảng và Nhà nước ta đã đề ra những mục tiêu
trong những năm tới là nước công nghiệp hoá hiện đại hoá.
Muốn thực hiện được điều đó một trong những ngành cần quan tâm phát triển nhất
đó là ngành cơ khí chế tạo máy vì ngành cơ khí chế tạo máy đóng vai trò quan trọng
trong việc sản xuất ra các thiết bị công cụ cho mọi ngành kinh tế quốc dân. Để thực hiện
việc phát triển ngành cơ khí cần đẩy mạnh đào tạo đội ngũ cán bộ kỹ thuật có trình độ
chuyên môn cao, đồng thời phải đáp ứng được các yêu cầu của công nghệ tiên tiến, công
nghệ tự động hoá theo dây truyền trong sản xuất .
Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là nội dung không thể thiếu trong chương trình
đào tạo kỹ sư cơ khí đặc biệt là đối với kỹ sư nghành chế tạo máy. Đồ án môn học Chi
Tiết Máy là môn học giúp cho sinh viên có thể hệ thống hoá lại các kiến thức của các
môm học như: Chi tiết máy, Sức bền vật liệu, Dung sai, Chế tạo phôi, Vẽ kỹ thuật ....
Qua đồ án này em đã tổng hợp được nhiều kiến thức chuyên môn, giúp em hiểu rõ
hơn những công việc của một kỹ sư tương lai. Song với những hiểu biết còn hạn chế
cùng với kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất
mong được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong khoa để giúp em được hoàn thiện hơn .
Cuối cùng chúng em xin chân thành cảm ơn sự quan tâm, hướng dẫn tận tình của
thầy Nguyễn Xuân Hành đã giúp em hoàn thành đồ án này.
Hà Nội, ngày 16 tháng 11 năm 2015
Sinh viên thực hiện
Trần Minh Vương

SVTH: Trần Minh Vương

Page 4


Đồ Án Chi Tiết Máy 2

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
ĐỀ SỐ 49: THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ

1. Động cơ
1

Lực chịu tải

F

9600

N

2

Vận tốc tang tải

V

0.2

m/s

3

Đường kính tang tải

D

350

mm

4

Thời gian phục vụ

L

6

Năm

5

Thời gian làm việc t1

t1

4

h

6

Thời gian làm việc t2

t2

3

h

7

Chu kỳ làm việc

tck

8

h

8

Momen xoắn ở t1

T1

T1

9

Momen xoắn ở t2

T2

0,6 T1

Khớp nối
3. Hộp giảm tốc
4. Bộ truyền đai
5. Tang tải

SVTH: Trần Minh Vương

Page 5

2.


Đồ Án Chi Tiết Máy 2

SVTH: Trần Minh Vương

Page 6


Đồ Án Chi Tiết Máy 2

PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
1.1 - Chọn động cơ điện

1.1.1 - Xác định công suất yêu cầu của trục động cơ
Pct= (kW)
Trong đó Pct : Công suất cần thiết trên trục động cơ (kW)
Pt : Công suất làm việc của động cơ
(kW)
= 1,92 (kW)
- Hiệu suất của bộ truyền:
(1)
Tra bảng 2.3-19[1] ta có:
Hiệu suất của một cặp ổ lăn :
= 0,99
Hiệu suất của bộ đai :
0,95
Hiệu suất của bộ truyền bánh răng trụ :
0,97
Hiệu suất của khớp nối:
= 0,99
Thay số vào (1) ta có:
= 0,994.0,99.0,95.0,972. = 0,85
* * Vì tải trọng thay đổi theo thời gian. Cho nên khi tính toán chọn động cơ ta sẽ sử dụng
tải cố định tương đương với chế độ thay đổi của tải làm việc . Từ công thức 2.12 và
2.14[1]ta có:
1,53 (kW)
Vậy công suất yêu cầu trên trục động cơ là :

1.1.2 - Xác định số vòng quay của động cơ
- Tính vòng quay sơ bộ :
nsb = nlv.ut
Trong đó :
nlv - số vòng quay của trục công tác

nlv =

60000.v
π .D

ut - tỉ số truyền của toàn bộ hệ thống dẫn động
u t = uh . u d
SVTH: Trần Minh Vương

Page 7


Đồ Án Chi Tiết Máy 2

Tra bảng 2.4-21[1] ta chọn được tỉ số truyền sơ bộ của:
Truyền động đai:
4
Truyền động bánh răng trụ: ubr = 30 (hộp giảm tốc 2 cấp)
Thay số vào ta có:
ut = uh . ud =4.30 = 120
Suy ra : nsb = nlv.ut = 10,9 . 120 = 1309 (v/ph)
1.1.3 - Chọn động cơ
Từ Pct = 1,8 (kW) & nsb = 1309 (v/ph)
Tra bảng phụ lục P1.3-238[1] ta có động cơ điện
Kiểu động cơ

Pđc (KW)

ηdc (v / ph)

cosφ

ɳđc

4AX90L4Y3

2,2

1420

0,83

80

(Tk/Tdn)
2,2

2,0

1.1.4 - Kiểm tra động cơ
- Động cơ được chọn thỏa mãn:
- Có mômen mở máy thỏa mãn điều kiện:
= 2 > = 1,4
1.2 - Phân phối tỷ số truyền
- Tỉ số truyền của hệ dẫn động
- Phân phối tỉ số truyền của hệ dẫn động
ut = uh.ud
- Chọn sơ bộ ud = 4

Ta có: uh = u1.u2
Trong đó: u1 là tỉ số truyền của cấp nhanh
u2 là tỉ số truyền cảu cấp chậm
Theo bảng 3.1-43[1], ứng với uh = 30 HGT khai triển ta có tỉ số truyền cho các cấp bánh
răng: u1 = 7,96 và u2 = 3,77
- Tính lại giá trị của ud theo u1 và u2 trong hộp giảm tốc

SVTH: Trần Minh Vương

Page 8


Đồ Án Chi Tiết Máy 2

Vậy: uh = 30; u1 = 7,96; u2 = 3,77 và ud = 4,33
1.3 – Tính các thông số trên trục
1.3.1 - Công suất trên các trục
Công suất trên trục công tác
Pt = 1,53 (kW)
Công suất trên trục III

Công suất trên trục II

Công suất trên trục I

Công suất trên trục động cơ

1.3.2 - Số vòng quay
Số vòng quay trên trục động cơ: nđc = 1420 (vg/ph)
Số vòng quay trên trục I:

Số vòng quay trên trục II:
Số vòng quay trên trục III:
Số vòng quay trên trục IV:

1.3.3 - Mômen xoắn trên các trục
Mômen xoắn thực trên trục động cơ là :
Mômen xoắn trên trục I là :
Mômen xoắn trên trục II là :
Mômen xoắn trên trục III là :
Mômen xoắn trên trục IV là :
SVTH: Trần Minh Vương

Page 9


Đồ Án Chi Tiết Máy 2

1.3.4 - Bảng thông số động học
Trục
Động cơ

I

II

III

IV

Thông số

u
P
(v/ph)
n
(kW)
T
(N.mm)

ukn= 1

u1 =7,96

u2 =3,77

Ud =4,33

1,8

1,77

1,7

1,63

1,53

1420

1420

178,4

47,3

10,9

12105,6

11903,9

91003,4

329101,5

1338049,4

SVTH: Trần Minh Vương

Page 10


Đồ Án Chi Tiết Máy 2

PHẦN 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI
2.1 - Chọn loại đai và tiết diện đai.
- Chọn đai thang thường.
Theo mômen T= của trục bánh đai dẫn ta tra bảng 13.5-23[CTM2] ta chọn tiết diện đai
thang thường loại : B
2.2 - Tính đường kính bánh đai.
* Tính đường kính đai nhỏ : d1

- Đối với đai thang nên lấy đường kính đai nhỏ
– đường kính tối thiểu, tra bảng 13.5-23[CTM2] =200 (mm)
=> 240 (mm)
d1

Chọn

theo tiêu chuẩn theo bảng: 4.21-63[1]
d1

Ta chọn =224 mm
- Kiểm tra vận tốc đai:
< vmax = 25 ( m/s)
⇒
thỏa mãn.
* Tính đường kính đai lớn : d2.
d2

- Xác định :
ε
:Hệ số trượt tương đối giữa đai và bánh đai.
Thường ε = 0,01 ÷ 0,02 -> chọn ε = 0,015

d2

Tra bảng 4.26-63[1] ta chọn
theo tiêu chuẩn: d2 = 1000 (mm)
- Tỷ số truyền thực: ut = = = 4,4 = ud
2.3 - Xác định khoảng cách trục a.
- Khoảng cách trục a cần thỏa mãn điều kiện :Theo CT 4.14-60[1]

2(d1+d2) ≥ a ≥ 0,55 (d1 + d2) + h
 2(224+1000) ≥ a ≥ 0,55 (224 + 1000) + 13,5
 686,7 ≤ a ≤ 2448
(mm)
Dựa vào bảng 4.14-60[1] theo tỷ số truyền và tỷ số ta có :
=> a = 0,95 . 1000 = 950 (mm)
SVTH: Trần Minh Vương

Page 11


Đồ Án Chi Tiết Máy 2

* Chiều dài đai.
Theo CT 4.4-54 [1]
L = 2.a + π. +
Theo tiêu chuẩn bảng 4.13-59 [1] chọn : L= 4000 (mm)
- Số vòng chạy của đai trong

1( s )

⇒

Thỏa mãn.
* Xác định lại khoảng cách trục a
- Theo CT 4.6-54 [1] :
a=

λ + λ 2 − 8.∆ 2
4

Trong đó :
Vậy:
Vậy a = 961 (mm) được chọn thỏa mãn.
* Xác định góc ôm trên bánh đai nhỏ.
- Vì góc ôm bánh đai nhỏ trong TH này luôn nhỏ hơn góc ôm bánh đai lớn vì vậy nếu
góc ôm bánh đai nhỏ thỏa mãn thì góc ôm bánh đai lớn cũng thỏa mãn điều kiện không
trượt trơn.
Vì α1 > αmin = 120 o .
=> Thỏa mãn điều kiện không trượt trơn giữa đai và bánh đai.

SVTH: Trần Minh Vương

Page 12


Đồ Án Chi Tiết Máy 2

2..4 - Tính số đai Z.
- Số đai Z được tính theo công thức:
Z=

.

P.kd
[ P0 ] .Cα .CL .Cu .Cz

Trong đó:
P: Công suất trên bánh đai chủ động.
P== 1,63 (KW)

[ P0 ]

:Công suất cho phép.Tra bảng 4.19-62[1] theo tiết diện đai B,
[P0] = 1,83 (kW) ; l0= 3750
kd

:Hệ số tải trọng động.Tra bảng 4.7-55[1] ta được:
kd= 1,6 (Do cơ cấu làm việc 2 ca)
:Hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm. Cα tính theo công thức
Cα =1-0,0025.(180-α1) = 1-0,0025.(180-134) = 0,885

CL

:Hệ số ảnh hưởng của chiều dài đai.

CL = 1
Tra bảng 4.16-61[1] với = =1,06 ta được:
Cu

:Hệ số xét đến ảnh hưởng của tỷ số truyền.

Cu = 1,14
Tra bảng 4.17-61[1] ta được :
Cz

:Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng giữa các dây đai.
Tra bảng 4.18-61[1]
Z’ = = => Chọn Cz = 1

Vậy:
Lấy Z=1
2.5 - Các thông số cơ bản của bánh đai.
- Chiều rộng bánh đai
B=(Z-1).t+2.e
Tra bảng 4.21-63[1] với tiết diện đai B ta được :
Vậy : B=(Z-1).t+2.e = (1-1).25,5+2.17 = 34 (mm)
SVTH: Trần Minh Vương

Page 13


Đồ Án Chi Tiết Máy 2

- Góc chêm của mổi rãnh đai :
- Đường kính ngoài của bánh đai:
da1 = d1 + 2.h0 = 224 + 2.5,7 = 235,4 (mm)
da2 = d2 + 2.h0 = 1000+ 2.5,7 = 1011,4 (mm)

2.6 - Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục.
- Lực căng ban đầu:

F0 =

780.P.kd
+ Fv
v.Cα .Z

Trong đó:
Fv: Lực căng do lực li tâm sinh ra

Fv = qm .v 2
qm

: khối lượng 1(m) đai
qm

Tra bảng 4.22-64[1] với tiết diện đai B ta được =0,3(kg/m)
Nên :
Fv = 0,3.= 0,09 (kg.m/s2)
Do đó:
- Lực tác dụng lên trục bánh đai:

SVTH: Trần Minh Vương

Page 14


Đồ Án Chi Tiết Máy 2

2.7 - Tổng kết các thông số của bộ truyền đai:
Thông số

Ký hiệu

Tiết diện đai

B

Đường kính bánh đai nhỏ

d1 ( mm )

224

Đường kính bánh đai lớn

d 2 ( mm )

1000

Đường kính ngoài bánh đai nhỏ

d a1 ( mm )

235,4

Đường kính ngoài bánh đai lớn

d a 2 ( mm )

1011,4

Góc chêm rãnh đai

ϕ°

40 o

Số đai

Z

1

Chiều rộng bánh đai

B (mm)

34

Chiều rộng đai

B (mm)

22

Chiều dài đai

L ( mm )

4000

Khoảng cách trục

a ( mm )

961

Góc ôm bánh đai nhỏ

α1 ( ° )

134 o

Lực căng ban đầu

F0 ( N )

4179

Lực tác dụng lên trục

Fr ( N )

7694

SVTH: Trần Minh Vương

Page 15

Giá trị


Đồ Án Chi Tiết Máy 2

Phần 3: Tính Bộ Truyền Bánh Răng Trong Hộp Giảm Tốc
A-Tính toán cấp nhanh
3.1 - Chọn vật liệu
- Theo bảng 6.1-92[1]

-

Chọn vật liệu bánh nhỏ là thép 45 tôi cải thiện.

Có HB1 = 241 ÷ 285; = 850 MPa ;
-

= 580 MPa

Chọn vật liệu bánh lớn là thép 45 tôi cải thiện.

Có HB2 = 192 ÷ 240;

= 750 MPa ;

= 450 MPa

3.2 - Xác định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép cho phép
•

Theo bảng 6.2-94[1]với thép 45 tôi cải thiện có HB = 180 ÷ 350 thì:
;
SH = 1,1 ; SF = 1,75

Trong đó.

σoH lim

và lần lượt là ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép tương ứng
với số chu kỳ làm việc cơ sơ

S H,SF : lần lượt là hê số an toàn khi tính về ứng suất tiếp và ứng suất

uốn
- Chọn độ rắn bánh nhỏ là HB1 = 245 ; độ rắn bánh lớn HB2 = 230.
Ta có:

•

Số chu kỳ cơ sở khi thử về tiếp xúc: NHO = 30H2,4HB

Ta có: NHO1 = 30.2452,4 = 16.106
NHO2 = 30.2302,4 = 13,9.106
Với tải trọng thay đổi nhiều bậc theo công thức 6.7-93[1]
SVTH: Trần Minh Vương

Page 16


Đồ Án Chi Tiết Máy 2

=> NHE1 = u1.NHE2 = 7,96.3,17.108 = 25,23.108 (c.kì)
Ta thấy:
NHE1 > NHO1 => KHL1 = 1
NHE2 > NHO2 => KHL2 = 1
- Ứng suất tiếp xúc cho phép xác định theo công thức 6.1a-93[1]

- Do đây là cặp bánh trụ răng thẳng ăn khớp cho nên ứng suất tiếp xúc cho phép xác định
như sau:

•

Số chu kỳ làm việc của bộ truyền khi tính về sức bền uốn. Theo 6.8-93[1]

Với độ rắn mặt răng HB ≤ 350 → mF = 6

=> NFE1 = u1.NFE2 = 7,96.2,75.108 = 21,89.108 (c.kì)
Đối với tất cả các loại thép thì NFO = 4.106
Như vậy ta thấy:
NFE1 > NFO1 => KFL1 = 1
NFE2 > NFO2 => KFL2 = 1
Với bộ truyền quay một chiều thì: KFC = 1; SF = 1,75. Theo 6.2a-93[1] ta có:

SVTH: Trần Minh Vương

Page 17


Đồ Án Chi Tiết Máy 2

•

Ứng suất cho phép khi quá tải: Theo CT 6.13 và 6.14[1] ta có:

3.3 - Xác định sơ bộ khoảng cách trục
- Khoảng cách trục bộ truyền bánh răng được xác định theo công thức 6.15a-96[1]

Trong đó:
Ka - Hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng (bảng 6.5-96[1])
Ka = 49,5
T1 - Mômen xoắn trên trục bánh chủ động (Trục I) (N.mm)

T1 = 11903,9 (N.mm)
[σH] - Ứng suất tiếp xúc cho phép (MPa)
[σH] = 481,82 (MPa)
u1 - Tỉ số truyền cấp nhanh
u1 = 7,96
- Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng
Tra bảng 6.7-98[1] ta được: = 1,24 (sơ đồ 3)
= bw/aw - Hệ số, trong đó bw là chiều rộng vành răng
Tra bảng 6.6-97[1] chọn: do đó theo công thức 6.16-97[1]

Thay các giá trị trên vào công thức ta có:

Lấy aw1 = 132 (mm)
3.4 - Xác định các thông số ăn khớp
SVTH: Trần Minh Vương

Page 18


Đồ Án Chi Tiết Máy 2
-

Modul (m) của bánh răng trụ răng thẳng được xác đinh như sau:
m = (0,01 ÷ 0,02).aw1 = (0,01 ÷ 0,02).132 = 1,32 ÷ 2,64
Theo dãy tiêu chuẩn hoá ta sẽ chọn: m = 2

-

Số răng trên bánh lớn và bánh nhỏ lần lượt là Z1 và Z2. Theo CT 6.19 và 9.20-99[1]
ta có:

Chọn Z1 = 15 (răng)
Z2 = u1.Z1 = 7,96.15 = 119,4 (răng)
Chọn Z2 = 119 (răng)

-

Vậy Zt = Z1 + Z2 = 15 + 119 = 107 (răng)
Tỉ số truyền thực là: um = Z2/Z1 = 119/15 = 7,93
Tính lại khoảng các trục theo 6.21-99[1]

-

Tra bảng 6.9-100[1] ta có hệ số dịch chỉnh:
Góc ăn khớp: Theo công thức 6.27-101[1] với α = 20o ta có
Vậy αtw1 = 20o

3.5 - Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
- Ứng suất tiếp xúc xuất hiện trên mặt răng của bộ truyền cần phải đảm bảo điều kiện
(Công thức 6.33-105[1])
Trong đó
T1 : Momen xoắn trên trục bánh chủ động (Trục I), um là tỉ số truyền thực.
bw : Chiều rộng vành răng.
dw1 : Đường kính vòng lăn của bánh chủ động.
ZM : Hệ số xét đến ảnh hưởng cơ tính vật liệu. Tra Bảng 6.5-96[1] ta được ZM = 274
Mpa1/3 vì bánh răng làm thép.
ZH : Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc. Theo 6.34-105[1]
Zε : Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng. Với bánh răng thẳng, theo 6.36a105[1] ta có
Với tính theo 6.38b-105[1].

SVTH: Trần Minh Vương

Page 19


Đồ Án Chi Tiết Máy 2

KH : Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc.
Với:
+ Hệ số kể đến sự phân bố tải trọng không đều trên chiều rộng răng. Theo
bảng 6.7-98[1] (Sơ đồ 3)
+ Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời
ăn khớp. Với bánh răng thẳng
+ Theo công thức 6.40-106[1] vận tốc vòng:
v = = = 2,23 (m/s)
Theo bảng 6.13-106[1] với v ≤ 6, răng thẳng. Chọn cấp chính xác 8, do đó
theo bảng 6.16-107[1] ta được go = 56
Theo 6.42-107[1] với (tra bảng 6.15-107[1]) ta có:

Thay các giá trị trên vào công thức công thức 6.33-105[1] ta được

Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép
Theo 6.1-61[1] với v = 2,23(m/s) < 5(m/s), Z v = 1. Với cấp chính xác động học là 8, khi
đó cần gia công đạt độ nhám Ra = 2,5 – 1,25µm, do đó ZR = 0,95. Với da < 700mm, KxH =
1, do đó theo 6.1[1] và 6.1a[1] ta có:

Ta thấy do vậy bộ truyền đảm bảo độ bền về tiếp xúc.
3.6 - Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
- Theo 6.43 và 6.44-108[1] ta có:

Trong đó

SVTH: Trần Minh Vương

Page 20


Đồ Án Chi Tiết Máy 2

T1 :là mômen xoắn trên trục bánh chủ động Nmm)
m :là modul pháp (mm)
bw :là chiều rộng vành răng
dw1 :đường kính vòng lăn bánh chủ động (mm)
:là hệ số kể đến sự trùng khớp của răng, là hệ số trùng khớp ngang.
:là hệ số kể đến độ nghiêng của răng, (răng thẳng)
YF1 và YF2 :là hệ số dạng răng của bánh 1 và bánh 2, phụ thuộc vào số răng
tương đương và hệ số dịch chỉnh.
Tra bảng 6.18-109[1] ta có: YF1 = 3,72 và YF2 = 3,65
KF :là hệ số tải trọng khi tính về uốn. Theo 6.45-109[1]
Trong đó:
:là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng khi
tính về uốn. Theo bảng 6.7[1] ta có
:là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn
khớp khi tính về uốn. Với răng thẳng
Có vF tính theo 6.47-109[1]

về

:là hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp khi tính
uốn.
Theo 6.46-109[1] ta có:

Do đó KF = 1,13.1.1,37 = 1,55
Vậy

Mà
=> Bộ truyền đảm bảo về uốn.
3.7 - Kiểm nghiêm răng về quá tải

SVTH: Trần Minh Vương

Page 21


Đồ Án Chi Tiết Máy 2

- Để tránh biến dạng dư hoặc gẫy giòn lớp bề mặt, ứng suất tiếp xúc cực đại không được
vượt quá một giá trị cho phép. Theo 6.48-110[1]

Trong đó xác định theo 6.33-105[1] và 6.13-95[1].
- Đồng thời để đề phòng biến dạng dư hoặc phá hỏng tĩnh mặt lượn chân răng, ứng suất
uốn cực đại tại mặt lượn chân răng không được vượt quá một giá trị cho phép. Theo
6.49-110[1]

Trong đó: xác định theo 6.43-108[1] và 6.44-108[1] và 6.14-95[1].
Với Kqt = Tmax/Tdn = 2,2 ta có:

Vậy bộ truyền đảm bảo về quá tải.
3.8 -Một số thông số cơ bản của bánh răng
- Đường kính vòng chia:
(mm)

(mm)
- Đường kính vòng đỉnh:

- Đường kính vòng đáy:

Thông số tính toán cấp nhanh
Tên gọi
SVTH: Trần Minh Vương

Ký hiệu
Page 22

Giá trị

Đơn vị


Đồ Án Chi Tiết Máy 2

Khoảng cách trục
Modul pháp
Chiều rộng vành răng
Tỉ số truyền thực
Số răng bánh nhỏ và lớn
Đường kính chia
Đường kính đỉnh răng
Đường kính đáy răng
Góc profin gốc
Góc profin răng
Góc ăn khớp

SVTH: Trần Minh Vương

aw1
m
bw
um
Z1 và Z2
và dw2
da1 và da2
df1 và df2
α
αt
αtw

Page 23

134
2
40
7,93
15 và 119
30 và 238
35,2 và 240,8
26,2 và 231,8
20o
20o
20o

mm

mm
mm
răng
mm
mm
mm
độ
độ
độ


Đồ Án Chi Tiết Máy 2

B- Tính toán cấp chậm
3.1 - Chọn vật liệu
Theo bảng 6.1-92[1]
-

Chọn vật liệu bánh nhỏ là thép 45 tôi cải thiện.

Có HB3 = 241 ÷ 285; = 850 MPa ;
-

= 580 MPa

Chọn vật liệu bánh lớn là thép 45 tôi cải thiện.

Có HB4 = 192 ÷ 240;

= 750 MPa ;

= 450 MPa

3.2 - Xác định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uấn cho phép cho phép
•

Theo bảng 6.2-94[1]với thép 45 tôi cải thiện có HB = 180 ÷ 350 thì:
;
SH = 1,1 ; SF = 1,75

Chọn độ rắn bánh nhỏ là HB3 = 245 ; độ rắn bánh lớn HB4 = 230.
Ta có:

•

Số chu kỳ cơ sở khi thử về tiếp xúc: NHO = 30H2,4HB

Ta có: NHO3 = 30.2452,4 = 16.106
NHO4 = 30.2302,4 = 13,9.106
Với tải trọng thay đổi nhiều bậc ta có:

=> NHE3 = u2.NHE4 = 3,77.7,7.107 = 29,029.107 (c.kì)
Ta thấy:
NHE3 > NHO3 => KHL3 = 1
SVTH: Trần Minh Vương

Page 24


Đồ Án Chi Tiết Máy 2

NHE4 > NHO4 => KHL4 = 1
Do vậy ứng suất tiếp xúc cho phép xác định theo công thức 6.1a-93[1]

Do đây là cặp bánh trụ răng thẳng ăn khớp cho nên ứng suất tiếp xúc cho phép xác định
như sau:

•

Số chu kỳ làm việc của bộ truyền khi tính về sức bền uốn. Theo 6.8-93[1]

Với độ rắn mặt răng HB ≤ 350 → mF = 6

=> NFE3 = u2.NFE4 = 3,77.6,8.107 = 25,636.107 (c.kì)
Đối với tất cả các loại thép thì NFO = 4.106
Như vậy ta thấy:
NFE3 > NFO3 => KFL3 = 1
NFE4 > NFO4 => KFL4 = 1
Với bộ truyền quay một chiều thì: KFC = 1; SF = 1,75. Theo 6.2a-93[1] ta có:

•

Ứng suất cho phép khi quá tải: Theo CT 6.13 và 6.14-93[1] ta có:

SVTH: Trần Minh Vương

Page 25