Thuyết minh đồ án chi tiết máy

đồ án môn học chi tiết máy
Mục lục
Trang
A- Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền
I Chọn động cơ...................................................................................4
II- Phân phối tỷ số truyền........................................................................6
III- Xác định công xuất, momen, số vòng quay trên các trục................7
B- Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ cấp nhanh
I- Chọn vật liệu bộ truyền bánh răng trụ................................................8
II- Xác định ứng xuất tiếp xúc mỏi cho phép.........................................9
III- Xác định ứng xuất mỏi cho phép......................................................9
IV- Xác định ứng xuất quá tải cho phép...............................................10
VI- Xác định thông số bộ truyền..........................................................11
VII- Kiểm nghiệm răng bánh vít về độ bền tiếp xúc............................12
VIII- Kiểm nghiệm độ bền uốn răng bánh vít......................................13
IX- kiểm nghiệm quá tải ......................................................................14
X- xác định các kích thớc hình học của bộ truyền...............................14
C- Tính bộ truyền bánh răng cấp chậm
I- Chọn vật liệu .....................................................................................16
II- Xác định ứng xuất cho phép.............................................................17
III- Tính chọn một số thông số bộ truyền.............................................19
IV- Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc...........................................20
V- Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn....................................................23
V- Kiểm nghiệm quá tải........................................................................24
VII- Các thông số bộ truyền..................................................................25
VIII- Xác định lực trên bộ truyền bánh răng........................................27
D- Tính bộ truyền xích
I- Chọn số răng đĩa xích .......................................................................28
II- Xác định một số thông số bộ truyền................................................28
III- Tính kiểm nghiệm xích về độ bền uốn...........................................30
Sinh viên thực hiện : hoàng mạnh hải

-1-

Lớp 43M


đồ án môn học chi tiết máy
IV- Tính các thông số bộ truyền ..........................................................31
V- Tính kiểm về độ bền tiếp xúc...........................................................32
VI- Xác định lực tác dụng nên bộ truyền xích.....................................32
E- Tính trục
I- Chọn vật liệu trục...............................................................................34
II- Xác định sơ bộ đờng kính trục và khoảng cách gối........................34
III- Xác định trục về độ bền mỏi...........................................................43
V- Kiểm nghiệm chính xác đờng kính trục..........................................37
IV- Kiểm nghiệm độ cứng của trục......................................................51
VI- Tính chọn then................................................................................52
VII- Tính chọn ổ....................................................................................55
VIII- Tính chọn khớp nối......................................................................61
G- Kết cấu vỏ hộp.......................................................................................61
H- Tính chọn dầu và mỡ bôi trơn...............................................................67
K- Xác định và chọn các kiểu lắp..............................................................69
M- Phơng pháp lắp ráp các chi tiết trên hộp..............................................71
J- Tính nhiệt ...............................................................................................73

A.

Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền .

I- Chọn động cơ.

Sinh viên thực hiện : hoàng mạnh hải

-2-

Lớp 43M


đồ án môn học chi tiết máy
1-xác định công suất động cơ .p
Công suất trên trục động cơ điện đợc xác định theo công thức sau:
Pct=

Pt
.


Trong đó : Pct-công suất cần thiết trên trục động cơ [kw].
Pt- công suất tính toán trên trục máy công tác [kw].
- Hiệu suất truyền động.
+/ Ta có :
= ôl4 .2BR . x
Trong đó : ôl - Hiệu suất của một cặp ổ lăn .
BR- Hiệu suất của bộ truyền bánh răng .
x - Hiệu suất của bộ truyền xích .
Dựa vào bảng 2.3/1/trang19 ta tra đợc hiệu suất của các bộ truyền,nó đợc
thống kê ở bảng sau.
Hiệu suất
ôl
BR
x

Số lợng
4
2
1

Giá trị
(0,99)4
(0,97)2
0,93

Do đó ta có:
= ôl4 .2BR . x = (0,99)4.0,93.(0,97)2=

0,84

Nh vậy muốn xác định công suất động cơ cần biết công suất tính toán Pt ,
mà công suất đợc xác định tuỳ thuộc vào chế độ làm việc của động cơ và
tính chất tải trọng.

+/ Xác định Pt :
ở đây đề bài cho tải trọng thay đổi - rung động nhẹ.

Sinh viên thực hiện : hoàng mạnh hải

-3-

Lớp 43M

đồ án môn học chi tiết máy
Ta có : ts =

t lv
t lv
100 =
100
t1 + t 2 + t 0
t ck

Trong đó:
tlv = t1 +t2 =1+2,5= 3,5(giờ)- thời gian làm việc.
t0-thời gian nghỉ ; tck thời gian chu kỳ .



ts =

3,5
4 100

87,5 %

=

Có : ts =87,5% > 60% => động cơ coi nh làm việc trong chế độ dài
hạn với tải trọng thay đổi .

Pt = Ptđ =

( P12 .t1 + P22 .t 2 ) /(t1 + t 2 )

Có mối quan hệ : P =
T2= 0,8T1

(1)

T .n
(kw) nên theo đầu bài chúng ta có:
9550

=> P2= 0,8P1

Có : P1 = Pmax =

F .v
9000.0,85
=
=
1000
1000

7,65 (KW)

Theo đầu bài có : t1 =1 (h) ; t2 = 2,5 (h); thay t1,t2,P1 vào (1) ta đợc :
6,5943 (KW)

Pt = 7,65. 0,862 =
6,5943
Pt

Pct =
= 0.84 =


7,85 (KW)

2- Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ.
Ta có : nsb=nlv.ut.
Trong đó:
nsb- Số vòng quay đồng bộ .
nlv- số vòng của trục máy công tác ở đây là trục của băng tải quay.
ut- Tỉ số truyền của toàn bộ hệ thống dẫn động.
Đối với hệ thống băng tải ta có :
Sinh viên thực hiện : hoàng mạnh hải

-4-

Lớp 43M


đồ án môn học chi tiết máy
nlv=

60.1000.V 60000.0,85
=
=
.D
3,14.340

47,77 [v/ph].

Trong đó : V- Vận tốc băng tải [m/s].
D- Đờng kính tang quay [mm].
Với sơ đồ đề bài ra thì tỉ số truyền của toàn hệ thống :
Ut=Uh.Ux.
Uh : tỉ số truyền của hộp giảm tốc;
Ux : tỉ số truyền của bộ truyền xích;
Tra bảng 2.4/1/trang 21 sách thiết kế CTM ta chọn đợc Uh=14,Ux=2.1
1404,4 [v/ph].

Vậy nsb=nlv..Ut= 47,77.2,1 =
Ta chọn số vòng quay đồng bộ là : nđb =

1500 v/ph.

3- Quy cách chọn động cơ.
Động cơ đợc chọn phải thoả mãn ba điều kiện sau:
Pđc>Pct.;

Tmm Tk
<
.
T
Tdn

nđc nsb;

Theo bảng phụ lục 1.2/1/ sách thiết kế CTM với Pct=7,85 (KW)
và nđ1=1500 v/hp ta chọn đợc động cơ có :
Ký hiệu

Công suất động cơ
Vận tốc quay
Tỷ số

4A132M4Y3
Pđc=11 kw
N=1458
Tk
= 2,2
Tdn

So với điều kiện trên ta có: Pđc=11 > Pct=7,85.
nđc = 1458 nsb = 1404,4

[v/ph].
Tk
T
= 2,2> mm =1,4.
Tdn
T

II- Phân phối tỷ số truyền .

Sinh viên thực hiện : hoàng mạnh hải

-5-

Lớp 43M

đồ án môn học chi tiết máy
Ta có Ut =

n dc
.
nlv

Trong đó : nđc- Số vòng quay của động cơ .
nlv- Số vòng quay của trục tang .
nlv=47,77 v/ph (tính ở trên).
nđc=1458 v/ph (chọn ở trên).


Ut=

1458
=
47,77

30,52.

Mà Ut=Ux.Uh.
Ut
Ux = U =
h

30,52
14 =

Ta chọn tỷ số truyền của xích:

2,18
Ux=

2,2

Với Uh= 14, tra bảng (3.1/43) ta đợc : u1=4,79 , u2=2,92;
III- Xác định công suất, mômen và số vòng quay trên các trục.
Dựa vào công suất cần thiết Pct của động cơ và sơ đồ của hệ thống dẫn động
ta tính đợc trị số công suất ,mômen và số vòng quay trên các trục.
Trục I:
PI= Pct.ôl
PI= 7,85.0,99 =

7,7715 [kw].

nI = nđc=

1458

TI = 9,55.106.

PI
7,7715
= 9,55.10 6.
=
nI
1458

[v/ph].

50903,858 [N.mm]

Trục II:
PII= PI.brI.ôl
7,463 [kw].

PII = 7,7715.0,97.0,99 =
nII=

n I 1458
=
=
U 1 4,79

Sinh viên thực hiện : hoàng mạnh hải

304,384 [v/ph]

-6-

Lớp 43M


®å ¸n m«n häc chi tiÕt m¸y
PII
7,463
= 9,55.10 6.
=
n II

304,384

TII = 9,55.106.

234150,448 [N.mm]

Trôc III:
PIII= PII.ηbrII.η«l
7,167 [kw].

PIII=7,463.0,97.0,99 =
nIII=

n II 304,384
=
=
U2
2,92

TIII = 9,55.106.

104,241 [v/ph].

PIII
7,167
= 9,55.10 6.
=
n III
104,241

656602 [N.mm]

Trôc IV:
PIV= PIII.ηx.η«l
6,598 [kw].

PIV=7,167.0,93.0,99 =
nIV=

n III 104,241
=
=
Ux
2,2

TIV = 9,55.106.

47,38 [v/ph].

PIV
6,598
= 9,55.10 6.
=
n IV
47,38

1329905,023 [N.mm]

B¶ng thèng kª
Trôc

§éng c¬

I

Sinh viªn thùc hiÖn : hoµng m¹nh h¶i

II
-7-

III
Líp 43M


đồ án môn học chi tiết máy
Thông số

Công suất
P,kw
Tỷ số truyền u
Số vòng quay

11

7,7715
1

1458

n, v/p

Momen xoắn

7,167
4,79

1458

304,384

50903,858

234150,44

0,796
2,92
104,247
656602

T, N.mm
B- thiết kế bộ truyền động .
Bánh răng là bộ phận rất quan trọng trong hộp giảm tốc nói riêng và hệ
thống truyền động nói chung .Bánh răng dùng để truyền động giữa các
trục ,thông thờng có kèm theo sự thay đổi về trị số và chiều của vận tốc
hoặc mô men.Việc bánh răng h hỏng trong quá trình hoạt động là rất nguy
hiểm .Cho nên cần thiết phải tính toán thiết kế bánh răng sao cho phù
hợp ,đảm bảo an toàn trong sử dụng ,tiết kiệm đợc chi phí vật liệu nhằm đạt
hiệu quả cao nhất .
Việc thiết kế truyền động bánh răng đợc tiến hành qua các bớc sau :
1.) Chọn vật liệu.
2.) Xác định ứng suất cho phép .

3.) Tính sơ bộ kích thớc cơ bản của bộ truyền bánh răng .
Trên cơ sở đó xác định các yếu tố ảnh hởng tới khả năng làm việc của bộ
truyền ,rồi tiến hành kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc,độ bền uốn ,độ
quá tải.
4.) Xác định kích thớc hình học của bộ truyền .
I-Chọn vật liệu.
Để thuận tiện cho việc cung cấp vật liệu ta chọn vật liệu hai bánh là nh
nhau,vì ở đây tải trọng trung bình nên ta chọn vật liệu nh sau.
1-Chọn vật liệu bánh nhỏ:
Sinh viên thực hiện : hoàng mạnh hải

-8-

Lớp 43M


đồ án môn học chi tiết máy
Chọn thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn mặt răng HB1 = 241..285
Có b1= 850 [Mpa].
ch1= 580 [Mpa].
2-Chọn vật liêu bánh lớn .
Để tăng khả năng chạy mòn của răng ,nên nhiệt luyện bánh lớn có
độ rắn mặt răng thấp hơn bánh nhỏ từ 10 đến 15 HB.
Chọn thép 45tôi cải thiện đạt độ rắn mặt răng HB2= 192...240
Có b2= 750 [Mpa].
ch2= 450[Mpa].
II- xác định ứng suất cho phép.
ứng suất tiếp xúc cho phép [H] và ứng suất uốn cho phép [F] đợc xác
định theo công thức sau .
H0 lim .Z r .Z v .K xH .K HL

[H] =
SH
F0 lim .YR .Ys .K xF .K FL .K Fc
[F ] =
.
SF

Trong đó :
ZR- Hệ số xêt đến độ nhám của mặt răng làm việc.
Zv- Hệ số xét đến ảnh hởng của vận tốc vòng.
KxH- Hệ số xét đến ảnh hởng của kích thớc bánh răng.
YR- Hệ số xét đến ảnh hởng của độ nhám mặt lợn chân răng.
Ys- Hệ số xét đến ảnh hởng của vật liệu đối với tập chung ứng suất .
KxF- Hệ số xét đến kích thớc của bánh răng ảnh hởng đến độ bềnuốn.
KFc- Hệ số xét đến ảnh hởng đặt tải vì bộ truyền quay một chiề nên:
KFc = 1.
KHL,KFL-Hệ số tuổi thọ.
SH,SF- Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn.
0Hlim- ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với chu kỳ cơ sở.
Sinh viên thực hiện : hoàng mạnh hải

-9-

Lớp 43M


đồ án môn học chi tiết máy
0Flim- ứng suất uốn cho phép ứng với chu kỳ cơ sở.
Khi thiết kế sơ bộ lấy ZR.Zv.KxH = 1 và YR.YsKxF = 1, do đó công thức ứng
suất cho phép là:

H0 lim .K HL
[H] =
SH
F0 lim .K FL .K Fc
[F ] =
.
SF

Chọn độ rắn bánh răng nhỏ HB1=245 Mpa
Chọn độ rắn bánh răng nhỏ HB2=230 Mpa
tra bảng 6.2/1/ đợc.
0Hlim = 2.HB +70 và SH=1,1.
0Flim = 1,8.HB và SF=1,75.
0Hlim1 = 2.HB 1+70 = 2.245 + 70 =

560 [Mpa].

0Hlim2 = 2.HB 2+70 = 2.230 + 70 =

530 [Mpa].

0Flim1 = 1,8.HB1 = 1,8.245 =

441 [Mpa]

0Flim2 = 1,8.HB2 = 1,8.230 =

414 [Mpa]

Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc là:

NHO = 30.H2,41H.
NH01 = 30.2452,4 =

1,6 .107.

NH02 = 30.2302,4 =

1,39.107.



Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn đối với mọi loại

thép
NFo =

4.106.

Ta xác định hệ số tuổi thọ theo công thức sau.
K HL = mH

NH0
N HE

;

K FL = mF

Sinh viên thực hiện : hoàng mạnh hải

NF0
N FE

- 10 -

Lớp 43M


đồ án môn học chi tiết máy
mH ,mF bậc của đờng cong mỏi khi thử về tiếp xúc và uốn .Do ta chọn
độ rắn mặt răng HB < 350 Mpa nên ta đợc mH = 6 , mF = 6 .
Vì bộ truyền chịu tải trọng thay đổi nên ta phải vậy nên NHE , đợc xác
định theo công thức sau :
N HE

T
= 60.c. i
Tmax

3


.ni .t i


Với Ti , ni , ti ,lần lợt là mômen xoắn , số vòng quay ,và tổng số giờ làm
việc ở chế độ thứ i của bánh răng đang xét .
c- Số lần ăn khớp trong một vòng quay .
Ta có :

N HE 2

T
n
= 60.c. 1 . t i . i
U1
Tmax

3

ti
.
t ck

N HE 2 = 60.1.304,384.8.300.5(13.0,25 + 0,8 3.0,625)
N HE 2 =

12,49.107

Vì NHE2 > NHO2 nên lấy hệ số tuổi thọ KHL2 =

1.

NHE1 > NHO1 nên lấy hệ số tuổi thọ KHL1=

1.

Nh vậy theo(6.1a) sơ bộ xác định đợc ứng suất cho phép.
H0 lim .K HL
[H] =

SH
H0 lim .K HL 560.1
[H]1=
= 1,1 = 509,1 (MPa)
SH
530.1
H0 lim .K HL
[H]2= S
= 1,1 = 481,8 (MPa)
H

Vì cả bộ truyền cấp nhanh và bộ truyền cấp chậm đều sử dụng răng
thẳng nên:
[H] =min([H]1 , [H]2 )=[H]2 = 481,8

(MPa)

Theo (6.7)/1/:

Sinh viên thực hiện : hoàng mạnh hải

- 11 -

Lớp 43M


đồ án môn học chi tiết máy
N FE

=> N FE 2

mF

T
= 60.c. i
Tmax


.ni .t i


T
n
= 60.c. 1 . t i . i
U1
Tmax

6

ti
.
t ck

(

N FE 2 = 60.1.304,384.8.300.5. 16.0,25 + 0,8 6.0,625

)

= 9.107

NFE2 > NFO nên lấy hệ số tuổi thọ KFL2 =
NFE1 > NFO1 nên lấy hệ số tuổi thọ KFL1 =
Theo (6.2a) với bộ truyền quay 2 chiều,

1.
1.

KFC = 0,7 ta có:

441.0,7.1
F0 lim .K FL .K Fc
[F]1 =
=
=
1,75
SF

176,4 (MPa)

F0 lim .K FL .K Fc 414.0,7.1
[F]2=
= 1,75 =
SF

165,6 (MPa)

Xác định ứng suất quá tải cho phép.
Theo (6.10) và (6.11)/1/:
[H]max= 2,8.ch = 2,8.450 =

1260 (MPa)

[F1]max= 0,8.ch = 0,8.580 =

464 (MPa)

[F2]max= 0,8.ch = 0,8.450 =

360 (MPa)

III-A. Tính chọn các số thông số bộ truyền cấp nhanh .
1- Xác định sơ bộ khoảng cách trục aw.
Ta có :

Sinh viên thực hiện : hoàng mạnh hải

- 12 -

Lớp 43M


đồ án môn học chi tiết máy
a w1 = K a .( u1 + 1).3

TI .K H
[ H ] 2 .u1 .ba

(1)

Trong đó : Ka- Hệ số phụ thuộc vật liệu của cặp bánh răng và loại răng, tra

bảng 6.5/1/ :

49,5 (răng thẳng).

Ka=

u1- tỷ số truyền của cặp bánh răng , u1=

4,79 (xác định ở trên).

TI- Mô men xoắn trên trục bánh chủ động, TI = 50903,858 (N.mm)
KH- Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng
khi tính về tiếp xúc, nó phụ thuộc vào vị trí của bánh răng đối với ổ và hệ số
bd.
bd = 0,53.ba.(u1+1).

Theo (6.16)/1/:

ba =

0,3

bd = 0,53.0,3(4,79+1) =

0,92

Tra bảng 6.6/1/ ta chọn :


1,138

Tra bảng 6.7/1/ đợc : KH =
Thay tất cả các giá trị tìm đợc vào (1):
a w1 = 49,5.( 4,79 + 1).3

50903,858.1,38
(481,8) 2 .4,79.0,3

159,9

=

(mm).
2 - Xác định các thông số ăn khớp:
1,599 ữ 3,198

m = (0,01ữ0,02) . aw1 = (0,01ữ0,02) . 159,9 =

2,5.

Theo bảng 6.8/1/ chọn môđun pháp: m =
Số răng bánh nhỏ:
2.a w1
2.159,9
=
z1= m.(u1 + 1) 2,5.(4,79 + 1) = 22,09

=> Chọn :

z1 = 22 (răng )

Số răng bánh lớn:
z2 = z1 . u1 = 22 . 4,79

= 105,38

=>

Sinh viên thực hiện : hoàng mạnh hải

Chọn :
- 13 -

z2 = 105 (răng)
Lớp 43M


đồ án môn học chi tiết máy
127 ( răng )

zt= z1 +z2 =22+105=
Xác định tỉ số truyền thực:

Um =

Z2
105
=
=
Z1

22

4,77

Nh vậy tỉ số truyền tahy đổi nhỏ nên không có sự sai khác vận tốc .
Tính lại khoảng cách trục :
m.Z t 2,5.(22 + 105)
=
2
aw1 = 2
=

158,75 (mm)

với Zt là tổng số răng
Do đó cần xác định hệ số dịch chỉnh răng để đảm bảo: aw1 =

160 (mm)

Theo (6_22) ta tính hệ số dịch tâm:
160
aw
0,5( 22 + 105)
0,5( z1 + z 2 )
2
,
5
m
Hệ số dịch tâm: y=
=

=

Hệ số :

1000. y 1000.0,5
=
z
127 =
t
ky =

0,5
3,937
0,1183

Tra bảng 6.10a/1/ ta đợc: kx=
Hệ số giảm đỉnh răng :

k x .z t 0,1183.127
=
=
1000
y= 1000

0,015

Tổng hệ số dịch chỉnh:

xt=y+y=0,5+0,015=

0,515

Hệ số dich chỉnh bánh 1:
0,5
y
x1=0,5[xt-(z2-z1). Z t ]=0,5[0,5162-(95-22). 117 ]=

Hệ số dịch chỉnh bánh 2: x2=xt-x1=0,515-0,0941=

0,0941
0,4209

Theo (6.27)/1/ góc ăn khớp tw:

Sinh viên thực hiện : hoàng mạnh hải

- 14 -

Lớp 43M


đồ án môn học chi tiết máy
Z t .m. cos 127.2,5. cos 20 0
=
2
.
a
2.160
w
costw=

tw=

21,1950

3 - Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.
Theo (6.33)/1/, ứng suất tiếp xúc:
2.T1 .K H .(u1 + 1)
bw .u m .d w21

H = ZM.ZH.Z.

(2)

Trong đó : ZM - Hệ số kể đến cơ tính của vật liệu của các bánh răng ăn khớp
tra bảng 6.5/1/ ta đợc :

274 MPa1/3.

ZM=

ZH - Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc .
0
ZH= 2. cos b / sin 2 tw = 2.1 / sin(2.21,195 ) => ZH =

1,722

Z - Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng, với răng thẳng = 0 ta có:

Z =

4
3

Với:
1
1
1
1
= 1,88 3,2. + = 1,88 3,2. +

22 105 =
z1 z 2



Z =

1,704

4 1,704
3
=

0,8748

T1- Momen xoắn trên trục bánh răng 1, T1 =

50903,858 (N.mm)

KH- Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc .
KH = KH.KH.KHv
trong đó:
KH- Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng
, KH=

Sinh viên thực hiện : hoàng mạnh hải

1,138

- 15 -

(chọn ở trên)

Lớp 43M


đồ án môn học chi tiết máy
KH- Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng
1

thời ăn khớp , với răng thẳng KH=

KHv- Hệ số kể đến tải trọng xuất hiện trong vùng ăn khớp,
trị số của KHv tính theo công thức sau:
KHv= 1 +

H .bw .d w1
2.T1 .K H .K H

.

dw1: Đờng kính vòng lăn bánh nhỏ.
dw1=

2.a w1
2.160
=
=
u m + 1 4,79 + 1

55,495 (mm)

bw: Chiều rộng vành răng .
bw= ba.aw1 = 0,3.160 =
H = H..g0.v.

Theo (6.42)/1/ :
vận tốc vòng : v =

48 (mm)
a w1
um

.d w1 .n1 3,14.55,459.1458
=
=
60000
60000

4,2316 (m/s)

Với v = 4,2316 (m/s) tra bảng 6.13/1/ dùng cấp chính xác 8, do đó
theo bảng 6.16/1/ :

56

g0 =

Với HB2 = 230 < 350 tra bảng 6.15/1/ tra đợc hệ số kể đến ảnh hởng của các sai số ăn khớp ; H=
H = 0,006 . 56 . 4,15 .

KHv= 1 +

H .bw .d w1
2.T1 .K H .K H

0,006.

160
=
4,79

8,2346 (m/s)

8,2346.48.55,459
=
= 1 + 2.50903,858.1,138.1

KH = KH.KH.KHv = 1,138 . 1 . 1,1892 =

1,1892 .
1,3533

Thay tất cả các giá trị vừa tính đợc vào (2)

Sinh viên thực hiện : hoàng mạnh hải

- 16 -

Lớp 43M


đồ án môn học chi tiết máy
H = 274 .1,722 . 0,8748 .


2.50903,858.1,3533.(4,79 + 1)
48.4,79.(55,459) 2

438,547 (MPa)

=

Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép:
Theo (6.1)/1/ với v= 4,2316 (m/s) < 5 (m/s) lấy Zv= 1
Với cấp chính xác động học là 8, chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8,
khi đó cần gia công răng đạt độ nhám Ra= 2,5 .. 1,25 àm => ZR= 0,95
Với da < 700 mm lấy

KxH= 1

Theo (6.1) và (6.1a)/1/ :
457,7 (MPa)

[H] = [H].Zv.ZR.KxH = 481,8 . 1 . 0,95 . 1=
Vậy H = 438,547 < [H] = 457,7 (MPa)
Tính sự chênh lệch ứng suất :
=

457,7 438,547
.100 = 4%
457,7

Sự chênh lệch này bằng 4% nên đã thoả mãn yêu cầu
4 - Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:
Theo (6.43)/1/ :
2.T1 .K F Y .Y .YF 1

F1 =

bw .d w1 .m



[F1]

(3)

trong đó :
KF- Hệ số tuổi thọ khi tính về uốn, theo (6.45)/1/:
KF= KF. KF. KFv.
K F- Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành
răng khi tính về uốn, tra bảng 6.7/1/ đợc K F = 1,288 (sơ đồ 3)
KF- Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng
thời ăn khớp khi tính về uốn, răng thảng nên KF = 1 .
Sinh viên thực hiện : hoàng mạnh hải

- 17 -

Lớp 43M


đồ án môn học chi tiết máy
KFv- Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp khi tính về
uốn, theo (6.46)/1/ :
KFv = 1 +

F .bw .d w1
2.T1 .K F .K F

theo (6.47)/1/ :

F = F . g0 .v.

a w1
um

Theo bảng 6.15/1/ tra đợc hệ số kể đến ảnh hởng của sai số ăn khớp

F = 0,016
v = 4,2316 (m/s) (tính ở trên) và g0 = 56 (tra ở trên).
aw
160
u
F = F.g0.v.
= 0,016.56.4,2316. 4,79 =

KFv = 1 +

F .bw .d w1
2.T1 .K F .K F

21,959.48.55,459
=1+ 2.50903,858.1,288.1 =

KF = KF. KF. KFv = 1,288 . 1 . 1,371 =

21,959

1,371

1,7658 Y- Hệ số kể

đến sự trùng khớp của răng:
1

1

Y = = 1,704 =

0,5868

(= 1,704 tính ở trên ).

Y - Hệ số kể đến độ nghiêng của răng, vì răng thẳng nên Y = 1.
YF1,YF2 - Hệ số biến dạng răng của bánh 1 và 2, tra bảng 6.18/1/ với số
răng tơng đơng :
zv1 = z1 = 22
zv2 = z2= 105
ta đợc:

YF1 = 3,83
YF2 = 3,53

Thay các giá trị vừa tính đợc vào (3) :

Sinh viên thực hiện : hoàng mạnh hải

- 18 -

Lớp 43M


đồ án môn học chi tiết máy
2.T1 .K F Y .Y .YF 1

=> F1 =

bw1 .d w1 .m

2.50903,858.1,7658.0,5868.1.3,83
48.55,459.2,5
=
= 60,7096 (MPa)

Theo (6.44)/1/ :
Y

3,53

F2
F2 = F1 . Y = 60,7096. 3,83 =
F1

55,954 (MPa)

Xác định ứng suất uốn cho phép khi kể đến các nhân tố khác :
Theo (6.2) và (6.2a)/1/ :
[F] = [F].YR.Ys.KxF.
trong đó :
YR- Hệ số kể đến ảnh hởng mặt lợn chân răng,

YR= 1.

Ys- Hệ số kể đến độ nhạy của vật liệu đối với sự tập trung ứng suất, với m =
2,5 (mm) :
Ys = 1,08 0,0695 . ln(2,5) = 1,0163
KxF- Hệ số xét đến kích thớc bánh răng ảnh hởng đến độ bền uốn với da <

KxF = 1.

400 mm =>

[F1] = [F1].YR.Ys.KxF = 176,4.1.1,0163.1

= 179,275 (MPa)

[F2] = [F2].YR.Ys.KxF = 165,6.1.1,0163.1.1 = 168,299 (Mpa)
F1 = 60,7096 < [F1] = 179,275

Vậy

F2 = 55,954 < [F1]

(MPa)

= 168,299 (Mpa)

thoả mãn điều kiện bền uốn.
5- Kiểm nghiệm quá tải:

Theo (6.48):
H1max = H.

K qt

Sinh viên thực hiện : hoàng mạnh hải

- 19 -

Lớp 43M


đồ án môn học chi tiết máy
= 448,7 . 1,4 = 530,9 (MPa) < [H] max =

1260 (MPa)

Để tránh biến dạng d hoặc phá hỏng tĩnh mặt lợn chân răng, ứng suất cực
đại Fmax tại mặt chân răng không đợc vợt quá một trị số cho phép .
Theo (6.49)/1/:
Fmax = F.Kqt
F1max = F1.Kqt = 60,7096 . 1,4 =
F2max = F2.Kqt = 55,954 .1,4
Vậy

=

84,993 (MPa)
78,3356 (MPa)

F1max < [F1]max = 464 (MPa)
F2max < [F2]max = 360 (MPa)

6 - Xác định các thông số bộ truyền:

Bảng 5
Bảng thống kê các thông số
Sinh viên thực hiện : hoàng mạnh hải

- 20 -

Lớp 43M


đồ án môn học chi tiết máy

Thông số
Môđun pháp
Số răng bánh răng

Ký hiệu
m
Z

Trị số
m = 2,5
z1 = 22

um
aw
bw
tw
dw

z2= 105
u1= 4,77
aw= 160
bw = 48

tw=21,190
dw1 = 55,45

Tỷ số truyền thực
Khoảng cách trục
Chiều rộng vành răng
Góc ăn khớp
Đờng kính lăn

đơn vị
răng
mm
mm
mm
độ
mm

dw2 =264,54
Hệ số dịch chỉnh
Đờng kính cơ sở

X

x1= 0,0941

mm

db

x2= 0,4209

db1 = 55

mm

db2 =262,5
Đờng kính đỉnh răng
Đờng kính chân răng

da

da1= 60,395

mm

df

da2= 269,52
df1= 49,22

mm

df2= 100,85

III-B.

Tính chọn các số thông số bộ truyền cấp chậm .

1-xác định sơ bộ khoảng cách trục aw.
Ta có :
Sinh viên thực hiện : hoàng mạnh hải

- 21 -

Lớp 43M


đồ án môn học chi tiết máy
aw2 = Ka.(U2+1) 3

TII .K H
[ H ] 2 .U 2 .ba

.

Trong đó : Ka- Hệ số phụ thuộc vật liệu của cặp bánh răng và loại răng tra
bảng 6.5/1/ trang 96 đợc Ka=
U2- tỷ số truyền của cặp bánh răng ,

49,5.

U2 =

2,92 (tính ở trên).

TII- Momen xoắn trên trục bánh chủ động, TII = 234150,448 (N.mm)
KH- Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều
rộng vành răng khi tính về tiếp xúc, nó phu thuộc vào vị
trí của bánh răng đối với ổ và hệ số 1d.
bd= 0,53.b a.(U2+1).
Tra bảng 6.6/1/ ta chọn: b a =

0,4

bd = 0,53.0,4(+1) =

0,831
1,0531.

Tra bảng 6.7/1/ trang 98 đợc KH=
aw2 = 49,5.(2,92+1) 3

234150,448.1,0531
=
(481,8) 2 .2,92.0,4

187,998 [mm].

2-xác định các thông số ăn khớp.
m= (0,01ữ0,02)aw2 = (0,01ữ0,02).187,7 = 1,879 ữ 3,76.
Theo bảng 6.8/1/ chọn môđun pháp : m =

2,5.

xác định số răng bánh nhỏ.
Vì răng thẳng nên ta có : Z3=

2.a w 2
2.187,998
=
=

m.(U 2 + 1) 2,5(2,92 + 1)

38 (răng) .

Chọn Z3 =
Do đó Z4= u2.z3 = 2,92.38 =110,96

Xác định tỉ số truyền thực:

38,366 (răng)

Um =

Chọn Z4=

110 (răng).

Z4
110
=
=
Z3
38

2,89

Nh vậy tỉ số truyền tahy đổi nhỏ nên không có sự sai khác vận tốc
Tính lại khoảng cách trục :
Sinh viên thực hiện : hoàng mạnh hải

- 22 -

Lớp 43M


đồ án môn học chi tiết máy
aw2 =

m.Z t 2,5.(38 + 110)
=
= 185 [mm].
2
2

Với Zt là tổng số răng .
Do Z3 =38(răng ) > 30 => không dùng dịch chỉnh;
xác định góc ăn khớp tw.
Costw=
=>

Z t .m. cos 148.2,5. cos 20 0
=
= 0,9396 .
2.a w
2.185

tw=

200

IV-Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.
ứng suất tiếp xúc xuất hiện trên bề mặt răng của bộ truyền phải thoả mãn
điều kiện sau:
H = ZM.ZH.Z.

2.TII .K H .(U 2 + 1)
[H].
bw .U 2 .d w2 2

Trong đó : ZM- Hệ số kể đến cơ tính của vật liệu của các bánh răng ăn khớp
tra bảng 6.5/1/ ta đợc: ZM=

274 Mpa1/3.

ZH- Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc .
ZH =

2. cos b
=
sin( 2. tw )

2.1
=
sin(2.20 0 )

1,7639 .

Z - Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng, với răng thẳng =0 ta có.
Z =

4
.
3

1

1
1
1
+ cos = 1,88 3,2 +
. =
38 110

z 3 z 4

Với = 1,88 3,2


Z =

4 1,7
=
3

1,7667
0,8628 .

TII- Momen xoắn trên trục bánh răng 3: TII =

234150,448 (N.mm)

KH- Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc .
KH = KH.KH.KHv

Sinh viên thực hiện : hoàng mạnh hải

- 23 -

Lớp 43M


đồ án môn học chi tiết máy
KH- Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng
tra bảng 6.7/1/ với b d = 0,831
(tính ở trên ) tra đợc KH =

1,0531

KH- Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng
thời ăn khớp, với răng thẳng KH =1.
KHv- Hệ số kể đến tải trọng xuất hiện trong vùng ăn khớp trị số của KHv tính
theo công thức sau.
V H .bw .d w3

KHv= 1 + 2.T .K .K .
II
H
H
dw3: Đờng kính vòng lăn bánh nhỏ.

dw3=

2.a w 2
2.185
=
=
U m + 1 2,89 + 1

95,115 [mm].

bw:Chiều rộng vàng răng .
bw= ba.aw2 = 0,4.185 = 74 [mm]
aw2

VH = H..g0.v. U
2

Với V là vận tốc vòng :V=

.d w3 .n II 3,14.95,115.304,384
=
=
60000
60000

1,515 [m/s].

Với V= 1,515 < 2 m/s tra bảng 6.13/1/ ta chọn cấp chính xác về mức
làm việc êm là 9.
Với cấp chính xác làm việc êm là 9 tra bảng 6.16/1/ ta chọn đợc trị số

của hệ số kể đến ảnh hởng sai lệch bớc răng g0= 73.
Với HB2= 230< 350 tra bảng 6.15/1/ tra đợc hệ số kể đến ảnh hởng của
các sai số ăn khớp H= 0,006.


a w2

185

VH = H..g0.v. U = 0,006.73.1,515.
=
2,89
2
V H .bw .d w 3

5,309.74.95,115

=
KHv= 1 + 2.T .K .K = 1 +
2.234150,448.1,0531
II
H
H

Sinh viên thực hiện : hoàng mạnh hải

- 24 -

5,309 [m/s]
1,0757

Lớp 43M


đồ án môn học chi tiết máy
1,1328.

KH = KH.KH.KHv = 1,0531.1.1,0757=
H = ZM.ZH.Z.
H = 274.1,72.0,876.

2.TII .K H .(U 2 + 1)
bw .U 2 .d w2 2

2.234150,448.1,1328.(2,89 + 1)
=
74.2,89.(95,115) 2

430,66 [Mpa].

Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép:
Với v= 1,515 m/s <5 m/s lấy Zv= 1, với cấp chính xác tiếp xúc là 9, chọn
cấp chính xác động học là 9 khi đó cần gia công răng đạt độ nhám
Rz=10 ..40 àm do đó ZR= 0,9 . với da < 700 mm lấy KxH= 1.
433,62 [Mpa].

[H] = [H].Zv.ZR.KxH =481,8.1.0,9.1=
Vậy H= 430,66< [ H] =433,62 [Mpa].
Tính sự chênh lệch ứng suất .
=

433,62 430,66
.100 = 0,68%
433,62

Sự chênh lệc này thảo mãn yêu cầu tiết kiệm vật liệu .
V- Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn.
Để đảm bảo độ bền uốn cho răng, ứng suất uốn sinh ra tại chân răng không
vợt quá một trị số cho phép:
F1 =

2.TII .K F Y .Y .YF 1

F2 =

bw 2 .d w2 .m

[F1].

F 1 .YF 2
[F2]
YF 1

Trong đó : TII- Momen xoắn trên trục bánh chủ động 3.
m- môđun pháp.
bw- Chiều rộng vành răng.
Y- Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng .
1

1

Y = = 1,7667 = 0,566 .

Sinh viên thực hiện : hoàng mạnh hải

(= 1,7667 tính ở trên ).

- 25 -

Lớp 43M