do an nguyen ly chi tiet may

ĐỜ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD:DƯƠNG ĐĂNG DANH

PHẦN I :TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
I.CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN

1.Tính công suất trên trục động cơ điện
- Nếu gọi p ct : công suất cần thiết trên trục động cơ.
p t : công suất trên trục máy thao tác.
 : hiệu suất truyền động.

- Theo công thức 2.8 :
p ct =

pt



- Các số liệu ban đầu:
+Lực vòng trên băng tải: F t =2400 (N)
+Vận tốc xích tải : V=1.4 (m/s)
+Đường kính tang : D=400 (mm)
- Công suất trên trục máy công tác :

pt 

F V

1000

pt 

2400 1,40
 3.36( KW )
1000

- Tính toán hiệu suất hệ thống:
+Hiệu suất chung:

  nt br2 o  x
+Theo bảng 2.3 ta được:

nt =1:hiệu suất khốp nối trục.
 br = 0.98:hiệu suất một cặp bánh răng
 o = 0.995 :hiệu suất một cặp ổ lăn

 x =0.93 :hiệu suất bộ truyền xích
2
4
  = 1 0.98  0.995  0.93  0,832
-Công suất cần thiết trên trục động cơ
p
3,36
Pct  t 
 3,81(kw)

0,832
2. Tính số vòng quay sơ bộ của động cơ điện :
- Ta có : nsb  u  nlv
- Trong đó : u : tỉ số truyền chung hệ thống

nlv : số vòng quay của máy công tác
SVTH: NGUYỄN DUY DIỆM

MSSV:14143047

1


ĐỜ ÁN CHI TIẾT MÁY

-Xác đònh n lv :
- Ta có :

v

 nd
60 1000

GVHD:DƯƠNG ĐĂNG DANH

 nlv 

60 10001,4
 66.8(V / ph)
  400

- Xác đònh u
Ta có:

u  un  uh

Tra bảng 2.1 ta có :

un  2  (2  5)
uh  15  (8  40)

 u =123,5 =42
- Vậy nsb =42  66,8=2805,6(v/ph)
3.Chọn động cơ:
- Cần phải chọn động cơ có công suất lớn hơn công suất cần thiết
- Dựa vào pct  3,81(kw) và

nsb  2805(v / ph)

- Theo bảng 1.3 ta chọn động cơ :A4100S2Y3

pdc > pct

nên pdc  4(kw) và ndc  2880(v / ph)

cos  0,85 và  =85,5%
II.PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN

- Tỉ số truyền của hệ thống
n
2880
utt  dc 
 43,1
nlv

66,8
- Theo sơ đồ động:
+ Tỉ số truyền chung

u  unt  uh  u x
+ Trong đó :
U : tỉ số truyền chung

uh : tỉ số truyền hợp giảm tốc

u x =3,59 :tỉ số truyền xích ngoài hợp

unt =1: tỉ số truyền khớp nối trục
+Tỉ số truyền hợp giảm tốc
Ta có : utt  uh  u x  uh 
Mà

utt
26,098

 12
ux
3

uh  un  uc

SVTH: NGUYỄN DUY DIỆM

MSSV:14143047

2


ĐỜ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD:DƯƠNG ĐĂNG DANH

un :tỉ số truyền bộ bánh răng nghiêng cấp nhanh
uc :tỉ số truyền bộ bánh răng nghiêng cấp chậm
+ Chọn

un  4,32

uc 

uh

1,2

8,70
 2,78
1,2

- Vậy tỉ số truyền chung là :

u  1 4,43 2,78  3.59  44,2

- Số vòng quay ở các trục truyền động:
n I =n dc =2880(v/ph)
nI

2880
 666.67(v / ph)
=
4,32
un
n
666.67
n III = II 
 239,8(v / ph)
uc
2,78

n II =

- Công suất của các trục truyền động:
Ta có :p ct =4,02(kw)
P I =P ct   nt   ol =4  1  0,995=3.98(kw)
P II =P I   br   ol =3,98  0,98  0,995=3,84(kw)
P III =P II   br   ol =3.84  0,98  0,995=3,69(kw)
P IV = P III   X   ol =3.69  0,93  0,995=3.36(kw)
- Moment xoắn của các trục truyền động:
T đc =
TI=

9,55.106. p ct
 13263,89( N )
ndc

9,55.106. p I
 13197,57( N )

nI

T II =

9,55.106. p II
 55007,72( N )
n II

T III =

9,55.106. p III
 146953,7( N )
n III

T IV =

9,55.106. p IV
 480359,28( N )
n IV

Thông số

Động cơ

U

4,32

I

SVTH: NGUYỄN DUY DIỆM

II
2,78

III

IV

3,59
MSSV:14143047

3


ĐỜ ÁN CHI TIẾT MÁY

N(v/ph)
P(kw)
T(N.mm)

2880
4
13263,89

GVHD:DƯƠNG ĐĂNG DANH

2880
3,98
13197,57

66,67
3,84
55007,72

239,8
3,69
146953,7

66,8
3,36
480359,28

PHẦN II : TÍNH TOÁN CÁC BỘ TRUYỀN
I .THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH

1.Chọn loại xích
Vì tải trọng nhỏ,vận tốc thấp,dùng xích con lăn
2.Xác đònh các thông số của xích và bộ truyền xích
A .Chọn số răng đóa xích:
- Theo bảng 5.4,với u=3,59, chọn số răng đóa nhỏ z 1 =25
Do đó số răng đóa lớn z2 = u.z1= 3,59.25=90< zmax =120
B . Xác đònh bước xích P:
- Theo công thức 5.3 công suất tính toán :
Pt =P.k.kz.kn ≤ [P]
- Ta có:
Pt : công suất tính toán (kw)
P : cơng suất truyền trên trục ba (kw) :P=P III =3,69( kw)
[P] : cơng suất cho phép (kw)
- Trong đó :

kz 

z01 25

1
z1 25

- Tra bảng 5.5 (cho ̣n no1= 200 (v/ph)
n01
200

 0,834
kn=
n1
239,8
- Công thức (5.4) vàTra bảng 5.6 :k=k 0 .k a .k dc .k d .k c .k bt
K0 = 1
-hệ số kể đến ảnh hưởng của vò trí bộ truyền
K a= 1 -hệ số kể đến khoảng cách truc và chuều dài xích
Kd c= 1 -hệ số kể đến ảnh hưởng của điều chiûnh lực căng xích
Kd = 1,2 -hệ số tải trọng động kể đến tính chất của tải trọng
K c= 1,25 - hệ số kể đến chr61 độ làm viẽc của bộ truyền
Kbt = 1,3

- hệ số kể đến ảnh hưởng của bơi trơn

- Suy ra k= 1.1.1.1,2.1,25.1,3= 1.95
- Như vậy Công suất tính toán là: Pt= 3,69.1,95.1.0,834=6(kw)
- Theo bảng 5.5 với n01 =200 (vòng/phút) , chọn bộ truyền xích 2 dãy , có bước

SVTH: NGUYỄN DUY DIỆM

MSSV:14143047

4


ĐỜ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD:DƯƠNG ĐĂNG DANH

xích p= 19,05 (mm) thỏa điều kiện bền mòn
pt   p  =4(kw)
- Đồng thời theo bảng 5.8 ,p

C .Khoảng cách trục và số mắt xích
- Khoảng cách trục a = 40p = 40.19,5=762 (mm)
- Theo cơng thức 5.12 số mắt xích
X = + ( z1+z2) + (z2-z1)2
2.763 1
(90  25) 2  19,05
X 
 (25  90) 
 140 (mm)
19,05 2
762  4 2

Chọn lại X =140 (mm)
- Tính lại khoảng cách trục bằng công thức 5.3 ta được
a = 0,25.p.{xc -0,5(z1+z2)+

}

=760(mm)
- Để xích khơng chịu lực căng q lớn, giảm a một lượng Δa =0,00310213
Vậy a = 758(mm)
- Kiểm nghiệm Số lần va đập i của bảng lề xích trong 1 giây,Theo bảmg 5.14
i

n1  n1 25  239,8

 2,85  [i]  30
15  X
15  140

3.Tính kiểm nghiệm xích về độ bền
- Với các bộ truyền xích bị q tải lớn khi mở máy hoặc thường xun chịu
trọng va đập trong q trình làm việc cần tiến hành kiểm ngiệm về q tải theo
hệ số an tồn:
- Theo cơng thức 5.15
S=
- Theo bảng 5.2
Tải trọng phá hủy Q=56700N
Kd = 1,7 –hệ số tải trọng động
Ft : lực vòng
- Ta có v=
Ft =

z1  p  n1
23  19,05  239,8
 1,9

=
60000
60000
1000 3,69
 1942,1 (N)
=
1,9

Fv : lực căng do lực ly tâm sinh ra
Chọn q=2,6kg (nghóa là lhối lượng 1 mét xích)
 Fv= q. = 3,5  1,9 2  12,635 (N)
SVTH: NGUYỄN DUY DIỆM

MSSV:14143047

5


ĐỜ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD:DƯƠNG ĐĂNG DANH

Fo =9,81k f .q.a : lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động sinh ra
k f :hệ số phụ thuộc độ võng f của xích và vò trí bộ truyền
f=(0,01……0,02)a,lấy k f =4
 Fo= 9,81. Kf.q.a = 9,81 4  3,5  0,758  104 (N)
- Vậy S =

7200
 21,01

1,7  1942,1  12,365  104

- Theo bảng 5.10 với n=200v/ph
[s] =8,2.vậy S < [s] .Bộ truyền xích đảm bảo đủ bền
5.Đường kính đóa xích
- Theo cơng thức 5.17 và bảng 13.4
19,05
= 15,21 (mm)
 
sin 
 25 
25,4
=
= 54,5 (mm)
 
sin 
 90 

d1=

=

d2=

+ Đường kính vòng đỉnh:
da1= p(0,5+cotg )= 19,05 0,5  cot g


 

  160 (mm)
25 

df1= d1-2r= 140 (mm)
r=0,5025d 1 +0,05=6,03(mm),tra bảng 5.2  d 1 =11,91
da2 = p( 0,5+ cotg ) = 555 (mm)
df2= d2-2r= 533(mm)
+ Chú thích:
d 1 ,d 2 :Đường kính vòng chia của đóa xích
d f 1 ,d f 2 :Đường kính vòng chân
- Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc của đĩa xích
+ Theo cơng thức 5.8
 H  0, 47

kr  Ft.k®  Fv® E
A.k®

+ Lựcva đập: Fvđ = 13.
=4,3(N)
Kr= 0,42 ứng với z=25
Kđ = 1,7 xích 2 dãy
Ft = 1942(N)
E= 2,1. 105 (MPa)

  H 

 n1p3m

A= 180 (mm2) theo bảng 5.12
= 390 (Mpa)

SVTH: NGUYỄN DUY DIỆM

MSSV:14143047

6


ĐỜ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD:DƯƠNG ĐĂNG DANH

- Theo bảng 5.11 ta chọn thép 45 tơi cải thiện đạt độ rắn HB210 sẽ đạt ứng suất
tiếp xúc cho phép
] = 600 MPa đảm bảo được độ bền tiếp xúc cho răng 2
đĩa.   H <[  H ]
- Vậy bộ truyền đảm bảo độ bền tiếp xúc
5.Xác định lực tác dụng lên trục
- Theo cơng thức 5.20
Fr= Kx.Ft=1,15.1942=2233,3N
- Trong đó đối với bộ truyền nghiêng một góc nhỏ hơn 40 0 ,k =1,15
X

PHẦNIII.THIẾT KỀ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG NGHIÊNG
1.Chọn vật liệu
- Chọn vật liệu làm bánh răngtheo bảng 6.1
+ Bánh nhỏ : thép 45 tơi cải thiện đạt độ cứng HB241…285 có
 b1  850MPa
 ch1  580MPa

+ Bánh lớn : thép 45 tơi cải thiện đạt độ cứng HB192…240 có

 b 2  750MPa
 ch 2  450MPa

2.Xác định ứng suất cho phép
- Theo bảng 6.2 với thép 45 tơi cải thiện đạt độ cứng HB180…350
+
= 2HB + 70 ( MPa)
+S H = 1,1 hệ số an tồn khi tính về tiếp xúc
+
= 1,8 HB ( MPa)
+S F = 1,75 hệ số an tồn khi tính về uốn
+Với
:ứng suất tiếp xúc cho phép với chu kỳ cơ sở
+
:ứng cuất uốn
- Chọn độ rắn bánh nhỏ HB1 =245
Độ rắn bánh lớn HB2= 230
- Khi đó:
= 2HB1 + 70 =2.245+70= 560 (MPa)
= 2HB2 + 70 = 2.230+70=530 (MPa)
= 1,8 HB1= 1,8.245= 441 (MPa)

= 1,8 HB2= 1,8.230= 414 (MPa)
+ Theo cơng thức 6.5 :Nho= 30
Do đó :Nho1 = 30.
= 1,62.
Nho2 = 30.
= 1,39.
Nho : số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi khử về tiếp xúc
SVTH: NGUYỄN DUY DIỆM

MSSV:14143047

7


ĐỜ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD:DƯƠNG ĐĂNG DANH

+ Theo cơng thức 6.7 :NHE=60c
NHE ,NFE : số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương
Với C=1 :số lần ăn khớp trong 1 vòng quay
N=1425(v/ph).Tổng thời gian làm việc :24000(h)
Vậy :NHE2=60.c.
=601

1425
24000(0,7+
3,23

= 54,228.

>N HO

2

+ Do đó KHL2 =1
do đó
KHL1 =1

 NHE1 > Nho1
K HL :hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng của thời gian phục vụ và chế độ
tải trọng của bộ truyền
+ Theo cơng thức 6.1a : ứng suất tiếp xúc cho phép [
[

]=

=509 (MPa)

[

}=

=481,8 (MPa)

]=

=

K HL
SH

+ Do cấp nhanh sử dụng răng nghiêng,do đó theo 6.12
]=
=
= 495,4 (MPa)


] < 1,25

]=602,25Mpa

+ Do trường hợp làm việc với tải trọng thay đổi nhiều bậc.Theo cong thức 6.8
NFE =60c

=601

 NFE2 =60.c.




239,8
24000(0,7+
2,78

=9,67.10 7

N EF 2 =9,67.10 7 >N FO 2 =4.10 6 do đó Kfl2=1

Suy ra NEF1>NFO1 do đó KFL1 =1
NFO : số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi khử về uốn
+Theo công thức 6.2a với bộ truyền quay 1 chiều K FC=1,ta được:

=
=

= 252 (MPa)
(MPa)

+ Ứng suất q tải cho phép
Theo cơng thức 6.10& 6.11
SVTH: NGUYỄN DUY DIỆM

MSSV:14143047

8


ĐỜ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD:DƯƠNG ĐĂNG DANH

]max= 2,8
= 2,8.450 = 1260 (MPa)
= 0,8.
= 0,8.580 = 464 (MPa)
4.Tính toán cấp nhanh:Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng
a.Xác định khoảng cách trục
- Theo 6.15a
aw1= Ka(u1+1)
- Theo bảng 6.6 :
= 0,3
- Theo bảng 6.5 chọn Ka = 43 (răng nghiêng)
- Theo bảng 6.7 chọn
= 1,12 (sơ đồ 3)
- Theo cơng thức 6.16 : = 0,5
(u1+1)=0,67
T1= 26807 (Nmm) momen xoắn trên truc chủ động

Vậy : aw1 = 43.(4,32+1)

13197,57  1,12

495,42 4,32  0,3

 82 (mm)

Lấy aw1 = 82 (mm)
b.Xác định thơng số ăn khớp
- Theo cơng thức 6.17
aw1
M = (0,01
= (0,01
.82 = (0,93 1,8) (mm)
- Theo bảng 6.8 chọn mođun m=1,5
- Chọn sơ bộ  =100,do đó
=0,9849
- Theo 6.31 ,ta có:
+ Số răng bánh nhỏ :
Z1 =

=

82  2  0,9849
= 20 răng
1,5  4,32  1

+ Số răng bánh lớn :
Z2 = u. z1=4,3220 = 86 chọn Z2 =86 răng

- Do đó tỉ số truyền thực sẽ là
um =

86
= 4,3
20

=

=

(20  86).1,5
= 0,9695
2.82

,

  =14011 3,76

,,

c.Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
- Theo cơng thức 6.33 :ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc
Zm.ZH.Z .

<

- Theo bảng 6.5 : Zm= 274
SVTH: NGUYỄN DUY DIỆM

MSSV:14143047

9


ĐỜ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD:DƯƠNG ĐĂNG DANH

- Theo 6.35 :tg  b =cos  t .tg 
=

= arctg

= arctg

tg 20
=20,577
0,9695

  b = 13,310

-Theo cơng thức 6.34 :ZH=

=1,72

-Theo cơng thức 6.37 :  =

bw sin 
m

Bw =  ba .aw1 = 0,3.82 = 24,6
 : 

=

24,6. sin13,31
=1,2
1,5

- Đường kính vòng lăn bánh nhỏ
dw1 =

2.82
2 aw
=
= 30,95mm)
um  1 4,3  1

- Theo cơng thức (6. 40)
v1 =

 .d w1 .n1
60000

=

3,14  30,95  2880
= 4,67(s)
60000

- Theo bảng 6.13 với v = 4,67 m/s ta dùng cấp chính xác 9

- Theo bảng 6.14 với cấp chính xác 9 và v < 5
- Ta được: k H =1,16 ; H F =1,4
- Cơng thức (6.42)

VH   H g 0 v

a w1
u1

- Theo bảng 6.15 ta chọn  H = 0,002 (răng nghiêng)
- Theo bảng 6.15 ta chọn g0 = 56
=> VH  0,002  56  4,6

82
= 6,836
4,3

- Cơng thức (6.41) khv:hệ số kể đến tải trọng xuất hiện trong vùng ăn khớp
KHv = 1+

 h .bw1 .d w1

2.T1 .K H .K H

=1+

12,46  27  30,95

 1,15
13197 1,12  1,16

- Cơng thức (6.39) kH :hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc
KH = KH.KHKHv=1,12.1,09.1,15=1,4
SVTH: NGUYỄN DUY DIỆM

MSSV:14143047

10


ĐỜ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD:DƯƠNG ĐĂNG DANH

-Suy ra:
H = 274.1,73.0,783

2.13197.1,4.5,32
=512,8MPa
0,3.82.4,3.30,95

- Theo cơng thức 6.1
]=
].zv.zr.kxh
Mà ta có zv= 1=kxh
Zr= 0,95
]= 470,6 Mpa)
Ta thấy: H = 512,8 >

]= 470
Vì vậy ta tăng a lên và kiểm nghiệm lại
Kết quả thu được:
Aw=90
Z1= 25 Z2= 95  = 12,830

dw1= 34 mm

d.Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
- Cơng thức (6.43)
 F1 

2T1.K F .Y .Y .YF 1
bw .d w1.m

- Theo bảng 6.7 KFβ = 1,37
- Theo bảng 6.14 V< 5(m/s) cấp chính xác 9
- Theo bảng 6.15  F = 0,006
- Cơng thức (6.47)
VF   F .g 0 .v.

aw
90
 0,006  56  5,12
 77,85
u
4,3

- Cơng thức (6.46)
K FV  1 

 F bw d w1

2T1 K F K F

 1,16

- Cơng tức (6.45):
K F  K F K F K FV  1,24.1,37.1,16  1,97
1
Với    1,658 ; Y 
= 0,6


12,83
Y  1 
 1
 0,908
140
140
Y  :hệ số kể đến sự trùng khớp của răng
Y  :hệ số kể đến độ nghiêng của răng

- Số răng tương đương:
Z v1 

Z1
 24
cos3 

SVTH: NGUYỄN DUY DIỆM

MSSV:14143047

11


ĐỜ ÁN CHI TIẾT MÁY
Z v2 

GVHD:DƯƠNG ĐĂNG DANH

Z2
 102
cos3 

- Theo bảng 6.18 ta được:
=4 ;
= 3,6 ; m= 1,5mm
1,08 – 0,0695
= 1,08 – 0,0695 ln(1,5) = 1,051
;
=1 ( < 400 mm)
- Do đó theo cơng thức 6.2 & 6.2a
=

.

.

= 252 1  1,051 1  264,85 (Mpa)
= 236,51  1,051 1  248,56 (Mpa)
- Thay vào cơng thức
2.13197,57.1,97.0,6.0,908.4
 83MPa < [  F1 ]
0,3.90.34.1,5
 .Y
 F 1 F 2  75MPa   F 2
YF 1

 F1 

 F2

 độ bền uốn chấp nhận được
e. Kiểm nghiệm răng về q tải
- Cơng thức (6.48):
Tmax
1
T
 H 1max   H K qt  470,63MPa  [ H ]max  1260MPa

Kqt =

 F1max   F1 K qt  108,19MPa  [ F1 ]max  464MPa
 F 2 max   F 2 K qt  105,26MPa  [ F 2 ]max  360MPa

g. Các thơng số và kích thước bộ truyền
-Khoảng cách trục : aw1 =90 (mm)
-Modun pháp : m = 1,5 (mm)

-Chiều rộng vành răng : bw = 27 (mm)
-Tỉ số truyền thực tế : um = 4,3
-Góc nghiêng của răng : β = 12,830
-Số răng bánh răng: z1=22 ; z2=95
-Hệ số dòch chuyển :x=0; y=0
-Theo các công thức trong bảng 6.11,ta được:
+Đường kính vòng chia :
m.Z 1
=33,84 (mm)
cos 
m.Z 2
d2 =
=146,15 (mm)
cos 

d1 =

+Đường kính đỉnh răng:
SVTH: NGUYỄN DUY DIỆM

MSSV:14143047

12


ĐỜ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD:DƯƠNG ĐĂNG DANH

da1 = d1 +2.m =36,84 (mm)

da2 = d2+2.m = 149,15 (mm)
+Đường kính đáy răng :
df1 = d1 - 2,5.m = 30 (mm)
df2 = d2 - 2,5.m = 142,4 (mm)
5.TÍNH TOÁN CẤP CHẬM
a.Xác định sơ bộ khoảng cách trục
- Theo 6.15a
aw2= Ka(u+1)
- Theo bảng 6.6 :
= 0,3
- Theo bảng 6.5 chọn Ka = 43 (răng nghiêng)
- Theo bảng 6.7 chọn
= 1,07 (sơ đồ 5)
- Theo cơng thức 6.16 :
= 0,53
(u+1)=0,567
- Với T2= 55007,72 (Nmm) , u=2,78
- Do cấp chậm sử dụng răng nghiêng nên theo 6.12 :

[ H 1 ]  [ H 2 ]
 495,4MPa
2
55007,72.1,07
- Vậy : aw2 = 43.(2,78+1)
 107.12 (mm)
495,42 .2,78.0,3

[  H ]=

- Chọn aw2 = 107 (mm)

b.Xác định thơng số ăn khớp
- Theo cơng thức 6.17
aw1
M = (0,01
= (0,01
.90 = (0,93 1,8) (mm)
- Theo bảng 6.8 chọn mođun m=1,5
- Theo 6.31 ,ta có:
+ Số răng bánh nhỏ :
Z1 =

=

107  2  0,9695
= 36 răng
1,5  2,78  1

+ Số răng bánh lớn :
Z2 = u. z1=2,78.36= 100
- Do đó tỉ số truyền thực sẽ là
um=

100
= 2,77
36

=

=

SVTH: NGUYỄN DUY DIỆM

(36  100).1,5
= 0,953
2.107

MSSV:14143047

13


ĐỜ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD:DƯƠNG ĐĂNG DANH

- Suy ra  =17,580
c.Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
- Theo cơng thức 6.33 :ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc
Zm.ZH.Z .

2.T2 .K H .(U  1)
<
bw .u.d w21

- Theo bảng 6.5 : Zm= 274
- Theo 6.35 :tg  b =cos  t .tg 
=

= arctg

= arctg

tg 20
=20,890
0
cos17,57

 tg  b =0,296   b =16,490

- Theo cơng thức 6.34 :ZH=

=

2  cos16,49
=1,69
sin2.20,89

bw sin 
m

- Theo cơng thức 6.37 :  =

Bw = ba .aw2=0,3.107=32,1
  =

32,1. sin13,3692
=2.07
1,5
1

- Theo 6.38:Z  =



- Theo 6.38b:   =[1,88-3,2(
Z =

1
1
1
1

)]cos  =[1,88-3,2( 
)]0,9729=1,765
Z1 Z 2
36 100

=0,75

- Đường kính vòng lăn bánh nhỏ
dw1 =

2.107
2 aw
=
=56,766(mm)
um  1 2,78  1

- Theo cơng thức (6. 40)

v=

 .d w .n2
60000

=

3,14  56,766  666,67
= 1,98(m/s)
60000

- Theo bảng 6.13 với v = 1,98 m/s ta dùng cấp chính xác 9
- Với v=1,98 m/s <2,5 m/s ,chọn KH  =1,13
- Cơng thức (6.42) :

VH   H g 0 v

a w2
u1

- Theo bảng 6.15 ta chọn  H = 0,002 (răng nghiêng)
- Theo bảng 6.15 ta chọn g0 = 73 (vì m<3,55)
SVTH: NGUYỄN DUY DIỆM

MSSV:14143047

14


ĐỜ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD:DƯƠNG ĐĂNG DANH

=> VH  0,002  73  1,98

107
= 1,797 m/s
2,78

-Cơng thức (6.41) khv:hệ số kể đến tải trọng xuất hiện trong vùng ăn khớp
KHv = 1+

 h .bw .d w

2.T2 .K H .K H

=1+

1,797.56,766.0,3.107
 1,02
2.55007,72.1,07.1,13

- Cơng thức (6.39) kH :hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc
KH =KH.KHKHv=1,07.1,13.1,02=1,233
-Suy ra:
H = 274.1,69.0,75

2.55007,72.1,233.3,76
=463 MPa
0,3.107.2,76.56,7662

- Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép:
- Cơng thức (6.1) với V =1,98 <2,5 m/s  Zv = 1
- Với cấp chính xác động học 9.Chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8.Khi đó
cần gia cơng đạt độ nhám Ra = 2,5…..1,5  m,do đó Zr=0,95
- Với da <700mm, kXH=1
- Theo 6.1 và 6.1a: [ H ]  [ H ]ZV .Z R K XH  495,4  0,89  0,95  1  418,86(MPa)
Như vậy  H =463 Mpa>[  H ]=418,86MPa khơng đạt u cầu.
Ta cần tăng aw và kiểm nghiệm lại:
Thu được kết quả sau khi kiểm nghiệm: aw2= 115(mm) dw= 60,8 mm
Bw= 34,5 mm
d.Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
- Cơng thức (6.43)

 F1 

2T1.K F .Y .Y .YF 1
bw .d w1.m

- Theo bảng 6.7 KFβ = 1,17
- Theo bảng 6.14 :chọn KF  =1,37
- Theo bảng 6.15  F = 0,006
- Cơng thức (6.47)
VF   F .g 0 .v.

aw
115
 0,006  73  2,12.
 5,98 m/s
u

2,76

- Cơng thức (6.46)
K FV  1 

 F bw d w1

2T2 K F K F

 1

5,98.34,5.60,8
 1,08
2.55007,72.1,17.1,13

- Cơng tức (6.45):
SVTH: NGUYỄN DUY DIỆM

MSSV:14143047

15


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD:DƯƠNG ĐĂNG DANH

K F  K F K F K FV  1,17.1,37.1,08  1,73
1
1

- Với    1,83 ; Y  =
= 0,56
  1,765

17,38
Y  1 
 1
 0,87
140
140

- Số răng tương đưông:
Z1
39

 44,86  choïn ZV1=44
3
cos  0,97293
Z2
108


 124,25
3
cos  0,97293

Z v1 
Z v2

-Theo bảng 6.18 ta được:

=3, 7 ;
= 3,6 ; m= 1,5mm
1,08 – 0,0695
= 1,08 – 0,0695 ln(1,5) = 1,051
;
=1 ( < 400 mm)
- Do đó theo công thức 6.2 & 6.2a
=

.

.

252 1  1,051 1  264,85 (Mpa)
= 236,5 1  1,051 1  248,56 (Mpa)
-Thay vào công thức 6.43:
2.55007,72.1,73.0,56.0,87.3.7
 109 MPa < [  F1 ]
34,5.60,8.1,5
 .Y
 F 1 F 2  106Mpa   F 2
YF 1

 F1 

 F2

 độ bền uốn chấp nhận được
e. Kiểm nghiệm răng về quá tải
- Công thức (6.48):

Tmax
1
T
 H 1max   H K qt  470,63MPa  [ H ]max  1260MPa

Kqt =

 F1max   F1 K qt  122,8MPa  [ F1 ]max  464MPa
 F 2 max   F 2 K qt  119,48MPa  [ F 2 ]max  360MPa

g. Các thông số và kích thước bộ truyền
- Khoảng cách trục : aw2 =111 (mm)
- Modun pháp : m = 1,5 (mm)
- Chiều rộng vành răng : bw = 34,5 (mm)
- Tỉ số truyền thực tế : um = 2,77
SVTH: NGUYỄN DUY DIỆM

MSSV:14143047

16


ĐỜ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD:DƯƠNG ĐĂNG DANH

- Góc nghiêng của răng : β = 17,380
- Số răng bánh răng: z1=39 ; z2=108
- Hệ số dòch chuyển :x=0; y=0
- Theo các công thức trong bảng 6.11 ,ta được:

+ Đường kính vòng chia:
d1 =

d2 =

m.Z 1
=61,3 (mm)
cos 

m.Z 2
= 169,7(mm)
cos 

+ Đường kính vòng đỉnh răng:
da1 =64,3 (mm)
da2 = d2 +2.m=172,7 (mm)
+ Đường kính đáy răng :
df1 =d1 -2,5.m=57,55 (mm)
df2 =d2 -2,5.1,5=166 (mm)
PHẦN IV: THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN
1.CHỌN VẬT LIÊÏU CHẾ TẠO TRUC
+ Ta dùng thép C45 có  b =600 MPa, ứng suất xoắn cho phép

[  ] =(12…..20)MPa
+ Sơ đồ lực trong khơng gian:

o
x

Fa1

Fr1
Fx2
Fa2

Fx1
y

Fr2

Fr3

Fa3

Fa3

Fa4
Fx3

Fr4
Frxích

2.XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG KÍNH SƠ BỘ CÁC ĐOẠN TRỤC
SVTH: NGUYỄN DUY DIỆM

MSSV:14143047

17

ĐỜ ÁN CHI TIẾT MÁY
- Theo

GVHD:DƯƠNG ĐĂNG DANH

(10.9),đường kính trục k với k=1……3 : d  3

T
 mm 
0, 2   

- Với : T1 = 13197,57 (N.mm)
T2 = 55007,72 (N.mm) và T3 = 146953,7 (N.mm)
[T]=20 Mpa
- Vậy :
d1= 3

T1
=18,85 mm
0,2.[T ]

d 2 3

T2
 25,8 mm  d2 =25 mm
0,2.[T ]

d 3 3

T3

 33,24 mm
0,2  [T ]

 d1 =20 mm

 d3 =35 mm

3.XÁC ĐỊNH GIỮA CÁC GỐI ĐỢ VÀ ĐIỂM ĐẶT LỰC

- Từ đường kính các trục,tra bảng (10.2) ta được chiều rộng các ổ lăn :
d1 = 20 (mm) => b01 = 15 (mm)
d2 = 25 (mm) => b02 = 17 (mm)
d3 = 35 (mm) => b03 = 21 (mm)
- Lấy trục II làm chuẩn để tính các khoảng cách của bộ truyền:
lm22 = 1,4. d 2 =1,4.25=35 (mm) = lm23
- Theo bảng (10.3):
+ Chọn k1 = 12
+ Chọn k2 = 7 (mm) :khoảng cách từ mặt cạnh ổ đến thành trong của hộp.
- Theo cơng thức ở bảng (10.4) :
l22 = 0,5(lm22 + b02 ) + k1 + k2 = 46 (mm)
l23= 0,5(lm22 + lm23 )+k1 + l22 = 91 (mm)
l21= lm22 + lm23 + 3k1 +2k2 + b02 = 137 (mm)
- Trục I : l12 =l22 = 46 (mm)
lm12 = (1,2  1,5) d1= ( 24  50)  Chọn lm12=40 (mm)
- Theo bảng (10.3) :
+ Chọn k3 = 15 (mm)
+ Chọn hn = 17 (mm) :chiều cao nấp ổ đến đầu bulong.
lm11 = (1,4  2,5)d1 =(28  50) (mm)  chọn lm11 =45 mm
lc11 = 0,5(lm11 + b01) + k3 + hn = 0,5(45 +15) + 15 +17 = 62 (mm)
- Trục III : l32 = l23 = 103,5 (mm)

lm33 = (1,2  1,5).d3= (42  52,5) mm  Chọn lm33 = 45 mm
lm34 = ( 1,4  2,5)d3 = (56  87,5) mm  chọn lm34 =70 mm
- Khoảng cách giữa các gối đỡ : l11 = l21 = l31 = 1137 (mm)

SVTH: NGUYỄN DUY DIỆM

MSSV:14143047

18


ĐỜ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD:DƯƠNG ĐĂNG DANH

lc11

l11
1

3

2

l22
4

l33

lc34

Rx

l31

4.XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ VÀ KIỂM NGHIỆM BỘ TRUYỀNG TRỤC I

a.Xác định các thơng số và chiều của các lực từ các chi tiết máy :
- Lực vòng : Ft1 

2T1 2.13197,57

 776N
d w1
34

tg tw1
tg 20,3121o
 776
 289N
cos 
cos12,83o
- Lực dọc trục: Fa1  Ft1.tg  776.tg12,83o  209N

- Lực hướng tâm : F r1 Ft1 .


- Moment uốn do Fa1 gây ra trên trục I:
M a1  Fa1 .

d w1
34
 209  3553N .mm
2
2

- Tra bảng (15.10) với T1 =13197,57 (Nmm) ta được :
Dt =50 (mm) :đường kính vòng tròn qua tâm các chốt của nối trục đàn hồi.
 Lực hướng tâm do khớp nối đàn hồi tác dụng lên trục,hướng ngược phương
với truc x và bằng :
Fxkn  (0,2  0,3)

2T
2  13197,57
 (0,2  0,3)
 105  158( N )
Dt
50

 Chọn Fxkn = -130 (N)

b.Xác định đường kính và chiều dài các đoạn trục :
- Sơ bộ trục ,chi tiết quay và lực từ các chi tiết quay tác dụng lên trục
- Xác định phản lực tác dụng lên gối đở ,Sử dụng phương trình moment và
phương trình hình chiếu của các lực trong mp zOy và zOx :
+Trong mp zOy :

SVTH: NGUYỄN DUY DIỆM

MSSV:14143047

19


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Fly12 

GVHD:DƯƠNG ĐĂNG DANH

Fr1 .l12  M a1 289.46  3553

 71,1N
l11
137

Fly11  Fr1  Fly12  217,9 N

+Trong mp zOx :
Flx12 

l c11 .Fxkn  l c12 .Ft1 130.52,5  776.46

 310N
l11
137

Fly11  Ft1  Fxkn  Flx12  336N

- Xác định đường kính các đoạn trục :
*Tại A : theo công thức (10.15) và công thức (10.16)

2
2
M A  M yA
 M xA
0
2
2
M tdA  M yA
 M xA
 0,75.TA2  9898N .mm

+ Đường kính trục tại tiết diện A : theo công thức (10.17) :
d1 A  3

M tdA
 17,7mm
0,1.[ ]



Chọn d1A = 18 (mm)

  =63 (MPa) ứng với thép 45 có  b  600  MPa  đường kính trục ≤ 30(mm)
*Tại D : theo công thức (10.15) và công thức (10.16)
2
2
M tdD  M yD
 M xD
 0,75.TD2  1331,2 Nmm

+ Đường kính trục tại tiết diện D : theo công thức (10.17) :
d1 A  3

M tdD
 18,4mm
0,1.[ ]



Chọn d1D = 20 (mm)

*Tại B : theo công thức (10.15) và công thức (10.16)
2
2
M tdB  M yB
 M xB
 0,75.TB2  32045Nmm

+ Đường kính trục tại tiết diện B : theo công thức (10.17) :
d1B  3

M tdB
48348
3
 22,1mm
0,1.[ ]
0,1  63

 Chọn d1B = 25 (mm)

- Bieåu ñoà moment nhö hình veõ

SVTH: NGUYỄN DUY DIỆM

MSSV:14143047

20


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

SVTH: NGUYỄN DUY DIỆM

GVHD:DƯƠNG ĐĂNG DANH

MSSV:14143047

21


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD:DƯƠNG ĐĂNG DANH

c.Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi :
- Kiểm nghiệm mỏi tại tiết diện có mặt cắt nguy hiểm (tại B)
MxB = 10023,4 (Nmm) ; MyB = 28210 (Nmm0
TB = 13197,57 (Nmm) ; dB =25 (mm)
- Công thức (10.9) : s  s  s / s2  s2   s 
Trong đó : s : hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp tại B.

- Theo công thức (10.20): s 

 1
K d   a      m

+ σ-1 :giới hạn mỏi ứng với chu kì đối xứng.
+Với thép Cacbon 45 có σb = 600 (MPa)
σ-1 = 0,436 . σb = 0,436 . 600 = 261,6 (MPa)
+ Đối với trục quay σm = 0 ; theo công thức (10.22) :
σa = σmaxB = MB/WB
+ Theo công thức (10.15):
2
2
M B  M xB
 M yB
 10023,4 2  13197,572  29937,8 Nmm

+ Theo bảng (10.6) với trục có rãnh then :
WB : moment cản uốn.
WB =

 .d B3
b.t .( d  t )
- 1 B 1
32
dB

+ Theo bảng (10.16) tra được then:
b = 6 (mm) ; t1 =3, 5 (mm)
WB 

3,14  253 6  3,5  (25  3,5) 2

 1145
32
25

Đưa vào công thức (10.12) :
a 

51039
 44,6 MPa
1145

- Tra baûng 10.7:
  : hệ số kể đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình.
  = 0,05
- Theo công thức (10.25): K   K /   K x  1 / K y
+ Theo bảng (10.8) : Kx=1,06
Kx:hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt
+ Theo bảng (10.9) : Ky=1,06
Ky:hệ số tăng bền mặt trục.
d

+ Theo bảng (10.11),với kiểu lắp k6 và σb = 600 (MPa):
 K d   2, 06  1, 06  1 /1, 6  1,325

SVTH: NGUYỄN DUY DIỆM

K



 2, 06

MSSV:14143047

22


ĐỜ ÁN CHI TIẾT MÁY

 S 

GVHD:DƯƠNG ĐĂNG DANH

 1
K d . a    . m



261,6
 4,4
1,325  44,6  0,05.0

* s : hệ số an tồn chỉ xét riêng ứng tiếp tại B:
+ Theo cơng thức (10.21): s 

 1
K d   a      m

 1  0,58   1  0,58  261, 6  151, 73  MPa 

+ Khi trục quay 1 chiều: Cơng thức (10.23): Tm =Ta =TB / 2.WOB
+ Theo bảng (10.6) với trục quay 1 chiều :
W0 D

.d 3 b.t1 .( d B  t1 ) 2 3,14  253 6  3,5  252




 2678
16
dB
16
25

+ Moment xoắn tại B : T1 = 13197,57 (Nmm)


m a 

26807
 5MPa
2  2678

+ Theo bảng (10.7) :    0
+ Theo cơng thức (10.26) : K   K /   K x  1 / K y
.Theo bảng (10.8) : Kx=1,06 .Theo bảng (10.9) : Ky=1,6

d

+ Theo bảng (10.11),với kiểu lắp k6 và σb = 600 (MPa):
 K d  1, 64  1, 06  1 /1, 6  1,1
 S 
S

K



 1, 64

 1
151,73

 27,5
Kd . a    . m 1,1  5  0  7,2
S  .S
S 2  S2



4,4.27,5
4,4 2  27,5 2

 4,3  [ S ]

Như vậy,khơng cần phải kiểm tra về độ cứng của trục.
d. Kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh :

- Cơng thức (10.27) :  td   2  3 2   
- Tại tiết diện nguy hiểm : Mmax = 29937,8(Nmm) ; Tmax = 13197,57 (Nmm)
M max
29937,8

 19,16MPa
0,1.d B 0,1  253
T
13197,57
 8MPa
- Theo cơng thức (10.29) :   max 3 
0,2.d B 0,2  253

- Theo cơng thức (10.28) :  

- Thép 45 : σb = 600 (MPa) ; σch = 340 (MPa)
- Theo cơng thức (10.30) :    0,8   ch  0,8  340  272  MPa 


 tđ  19,62  3  82  21MPa

- Vậy  td    : trục đạt u cầu về độ bền tĩnh.
5.XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ VÀ KIỂM NGHIỆM BỘ TRUYỀN TRỤC II

a. Xác định các thơng số và chiều của các lực từ các chi tiết quay :
SVTH: NGUYỄN DUY DIỆM

MSSV:14143047

23

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD:DƯƠNG ĐĂNG DANH

* Đối với bánh răng số 2:
- Lực vòng: Ft2 = Ft1 =776 N
- Lực hướng tâm: Fr2 = Fr1 =289 N
- Lực dọc trục: Fa2 =Fa1 = 209 N
- Moment uốn do Fa2 gây ra trên trục II
M a 2  Fa 2 .

d w2
 15272N .mm
2

* Đối với bánh răng số 3 :Theo công thức (10.1)
2T2
 1938N
d w3
tg
- Lực hướng kính : F r 3 Ft 3 . tw3  739N
cos  3

- Lực vòng : Ft 3 

- Lực dọc trục: Fa3  Ft 3.tg3  606N
- Moment uốn do Fa3 gây ra trên trục II: M a 3  Fa 3 .

d3
 18483N .mm
2

b. Xác định đường kính và chiều dài các đoạn trục :
- Xác định phản lực tác dụng lên gối đở : Sử dụng phương trình moment và
phương trình hình chiếu của các lực trong mp zOy và zOx :
-Trong mp zOy :
Fly 22 

Fr 3 .l23  Fr 2 .l22  M a 2  M a 3 739.91  289.46  15272  18483

 147N
l21
137

Fly 21  Fr 3  Fly 22  Fr 2  739  147  289  303N

- Trong mp zOx :

Flx 22 

l23.Ft 3  l22 .Ft 2 91.1938  46.776

 1547N
l21
137

Flx 21  Ft 3  Flx 22  Ft 2  1938  1547  776  1167N

- Xác định đường kính các đoạn trục :
* Tại A : Mtđ = 0 ; * Tại D : Mtđ = 0 .Do đó, chọn d2A và d2D theo d sơ bộ
Tại đây có lắp ổ lăn : chọn d2A = d2D = 20 (mm)
* Tại B : theo công thức (10.15) và công thức (10.16)
2
2
M B  M yB
 M xB
 55461Nmm

M tdB  M B2  0,75.TB2  554612  0,75.55007,722  73111N .mm

- Đường kính trục tại tiết diện B : theo công thức (10.17) :
d2 B  3

M tdB
73111
3
 23,66mm
0,1.[ ]
0,1.63

Chọn dB =25 (mm)

  =63 (MPa) ứng với thép 45 có đường kính trục < 30(mm)
*Tại C : theo công thức (10.15) và công thức (10.16)

SVTH: NGUYỄN DUY DIỆM

MSSV:14143047

24


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD:DƯƠNG ĐĂNG DANH

2
2
M C  M yC
 M xC
 75507,2 Nmm

M tdc  M C2  0,75.TC2  75506,22  0,75  55007,722  89278N .mm

- Đường kính trục tại tiết diệnC : theo công thức (10.17) :
d 2C  3

M tdC
89278
3
 22,45mm
0,1.[ ]
0,1  63

Chọn d2C = 20(mm)

- Biểu đồ moment như hình vẽ.

c.Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi :
Kiểm nghiệm mỏi tại tiết diện có mặt cắt nguy hiểm (tại C)
MC = 75507,2 (Nmm)
TC = 55007,72 (Nmm) ; dC = 20 (mm)
- Công thức (10.9)
s  s  s / s2  s2   s 

Trong đó :
* s : hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp tại C.
SVTH: NGUYỄN DUY DIỆM

MSSV:14143047

25