Thiết kế hệ thống dẫn động xích tải

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
LỜI NÓI ĐẦU
Đồ án môn học chi tiết máy với nội dung thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí,
cụ thể ở đây là thiết kế hệ thống dẫn động xích tải, với hộp giảm tốc một cấp bánh
răng trụ răng nghiêng với yêu cầu về vận tốc, lực cũng như các đặc trưng khác.
Đồ án môn học chi tiết máy với bước đầu làm quen với công việc tính toán,
thiết kế các chi tiết máy trong lĩnh vực cơ khí nhằm nâng cao kỹ năng tính toán,
hiểu sâu hơn về kiến thức đã học.
Nội dung công việc thực hiện là:
Tính toán chọn động cơ cho hệ dẫn động xích tải.
Tính toán bộ truyền trong và bộ truyền ngoài.
Thiết kế trục và chọn ổ lăn.
Tính toán vỏ hộp và các chi tiết khác.
Tính toán bôi trơn.
Đồ án môn học chi tiết máy là một tài liệu dùng để chế tạo các hệ thống dẫn
động cơ khí, nhưng đây không phải là phương án tối ưu nhất trong thiết kế hệ
thống dẫn động băng tải do những hạn chế về hiểu biết và kinh nghiệm thực tế.
GV hướng dẫn: PHẠM HỒNG PHÚC
SV thực hiện: NGUYỄN VIẾT DŨNG_MÁY LẠNH 1A_K50 - 1 -
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
MỤC LỤC
Trang
GV hướng dẫn: PHẠM HỒNG PHÚC
SV thực hiện: NGUYỄN VIẾT DŨNG_MÁY LẠNH 1A_K50 - 2 -
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
I. Tính toán động học
1.1. Chọn động cơ
* Công suất yêu cầu của động cơ:
Công suất danh nghĩa:

dn
F.v 730.4,53
P = = = 3,3 kW
1000 1000

Tải không thuộc loại thay đổi ngắn hạn nên: β=1
Công suất tính toán trên trục máy công tác là:
P
ct
= P
dn
*β = 3,3*1 = 3,3 kW
Ta tra bảng 2.3 có hiệu xuất của các chi tiết:
1. Hiệu suất bộ truyền xích :
η
x
= 0, 97
2. Hiệu suất bánh răng trụ răng nghiêng:
br
η
=0,97 (bộ bánh răng sử
dụng trong hộp số nên được che kín bôi trơn đầy đủ).
3. Hiệu suất của khớp nối đàn hồi:
kn
η
=1
4. Hiệu suất của 1 cặp ổ lăn:
OL
η
= 0,99 (ta có 3 cặp ổ lăn)

Hiệu suất truyền động:
η
=
3
x
OL
br kn
η .η. η .η
= 0,97.0,97.0,99
3
.1 = 0,913
Công suất yêu cầu của động cơ:
P
yc
t
P
3,3
= = = 3,62
0,913 0,913
kW
* Xác định sơ bộ số vòng quay động bộ của động cơ:
Số vòng quay trục công tác:
( )
ct
60000.v 60000.4,53
n = = = 136 v / ph
z.t 16.125
Căn cứ vào bảng 2.4 ta chọn sơ bộ tỷ số truyền của các bộ truyền như sau:
- Của bộ truyền xích tải là: u
x

= 2,5
- Của bộ truyền bánh răng trụ: u
br
= 4
Ta có tỷ số truyền sơ bộ của hệ dẫn động là: u = u
x
.u
br
= 2,5.4=10
GV hướng dẫn: PHẠM HỒNG PHÚC
SV thực hiện: NGUYỄN VIẾT DŨNG_MÁY LẠNH 1A_K50 - 3 -
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Số vòng quay sơ bộ trên trục động cơ là:
n
sb
= 136 x 10 = 1360 (v/ph)
Chọn số vòng quay động bộ của động cơ là n
db
= 1500 (v/ph) động cơ có 2
cặp cực 2P = 4.
Tra bảng P1.1 ta chọn được động cơ như sau:
Kiểu động cơ: DK51 - 4
Công suất: P
dc
= 4,5 kW
Vận tốc quay: n
db
= 1440 v/ph
Khối lượng: m =84 kg
1.2. Phân phối tỷ số truyền

Trên cơ sở số vòng quay thực của động cơ đã chọn và số vòng quay yêu cầu
trên trục công tác tính lại tỉ số truyền chung, phân phối cho bộ truyền ngoài và bộ
truyền trong.
Ta có tỷ số truyền chung của hệ là:
u = u
x
.u
br
=
db
lv
n
1440
= = 10,6
n 136

Theo bảng 2.4 ta chọn tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng là: u
br
= 4
Từ đó suy ra tỷ số truyền của bộ truyền xích tải là:
u
x
=
br
u 10,6
= = 2,65
u 4
1.3. Tính các thông số trên các trục
Công suất trên các trục
Công suất trên trục công tác:

P
ct
= 3,3 kW đã tính
Công suất trên trục 2 của hộp giảm tốc:
P
II
= P
ct
/
OL
η .η
x
= 3,3 /(0,99.0.97) = 3,44 kW
Công suất trên trục 1 của hộp giảm tốc:
GV hướng dẫn: PHẠM HỒNG PHÚC
SV thực hiện: NGUYỄN VIẾT DŨNG_MÁY LẠNH 1A_K50 - 4 -
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
P
I
= P
II
/
OL
(η *η )
r
= 3,44/(0,97.0,99) = 3,58 kW
Công suất trên trục động cơ:
P
dc
= P

I
/(
η .η
OL k
) = 3,58 /(0,99.1) = 3,62 kW
Số vòng quay
n
dc
= 1440 v/ph
Tốc độ trên trục 1 của hộp giảm tốc:
n
I
= n
dc
= 1440 (v/ph)
Tốc độ trên trục 2 của hộp giảm tốc:
n
II
= n
I
/4= 1440/4 = 360 (v/ph)
Tốc độ của trục quay làm việc:
n
lv
= n
ct
= n
II
/2,65= 288/2,65 = 136 (v/ph)
Mômen xoắn

T
dc
= 9,55.10
6
.P
dc
/ n
dc
= 9,55.10
6
.3,62 / 1440 = 24022 Nmm
T
I
= 9,55.10
6
.P
I
/ n
I
= 9,55.10
6
.3,58 / 1440 = 23782 Nmm
T
II
= 9,55.10
6
.P
II
/ n
II

= 9,55.10
6
.3,44 / 360 = 91351 Nmm
T
ct
= 9,55.10
6
.P
ct
/ n
ct
= 9,55.10
6
.3,3 / 136 = 232383 Nmm
1.4. Bảng kết quả tính toán
Trục
Thông số
Động cơ I II Công tác
Tỷ số truyền u u
kn
= 1 u
br
= 4 u
x
= 2,65
Số vòng quay n, v/ph 1440 1440 360 136
Công suất P, kW 3,62 3,58 3,44 3,3
Mômen xoắn T, Nmm 24022 23782 91351 232383
II. Thiết kế bộ truyền xích (bộ truyền ngoài)
GV hướng dẫn: PHẠM HỒNG PHÚC

SV thực hiện: NGUYỄN VIẾT DŨNG_MÁY LẠNH 1A_K50 - 5 -
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
2.1 Chọn số răng đĩa xích
- Với tỷ số truyền ta chọn được số răng đĩa xích nhỏ
1
25z
=
- Từ số răng đĩa xích nhỏ ta chọn số răng đĩa xích lớn:
2 1 max
z = u .z = 2,65*25= 66,22 < z =120
x
Chọn z
2
= 67
2.2 Xác định bước xích
- Công suất tính toán
t 1 z n
P =P .k.k .k
Với các thông số:
1 II
01
z
1
01
n
1
P =P = 3,44 kW
z
25
k = = = 1

z 27
n
400
k = = = 1,11
n 360










0 a dc bt d c
k=k .k .k .k .k .k =2,44
Với
0
1k
=
(đường nối tâm hai đĩa xích trùng với phương nằm ngang)
1
a
k =
(chọn khoảng cách trục a = 35.p)
1,25
dc
k
=

(vị trí trục không điều chỉnh được)
1,2
d
k
=
(tải trọng tĩnh, làm việc va dập nhẹ)
1,3
bt
k =
(làm việc trong môi trường có bụi, bôi trơn đạt yêu cầu)
1,25
c
k =
(làm việc 2 ca)
→
t 1 z n
P =P .k.k .k = 3,44.2,44.1.1,11=9,33<[P]=19,0
→ Chọn xích 1 dãy với bước xích
25,4p mm
=
2.3 Xác định khoảng cách trục và số mắt xích
GV hướng dẫn: PHẠM HỒNG PHÚC
SV thực hiện: NGUYỄN VIẾT DŨNG_MÁY LẠNH 1A_K50 - 6 -
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
- Chọn sơ bộ khoảng cách trục:
sb
a = 35.p = 35.25,4 = 889 mm
- Từ đó ta xác định được số mắt xích:
2 2
1 2 2 1

2 2
2
( ) .
2.889 67 25 (67 25) .25,4
117,3
2 4 . 25,4 2 4 .889
sb
sb
a
z z z z p
x
p a
π π
+ −
+ −
= + + = + + =
- Chọn số mắt xích chẵn:
118
c
x =
- Tính lại khoảng cách trục theo số mắt xích:

2 2
1 2 2 1
c 1 2 c
2 2
z +z z -z
a = 0,25p.{x -0,5(z +z ) + [x - ] -2.( ) }
2π
(67+25) 67-25

= 0,25.25,4.{118-0,5.(67+25)+ [118- ] -2.( ) }=8a
π
98mm
2
- Để xích không chịu lực căng quá lớn cần giảm a đi một khoảng:
Δa = 0,003.a = 0,003.898 = 2,7 mm
- Khoảng cách trục chính xác là:
a= 895 mm
- Kiểm nghiệm số lần va đập i của bản lề trong 1s:

1 1
c
z .n
i= [i]
15.x
≤
Với
1
1
118
25
360
[i]=35
c
x
z
n
=



=


=



→
1 1
c
z .n 25.360
i = = = 5,1 [i] = 30
15.x 15.118
≤
2.4 Kiểm nghiệm xích theo hệ số an toàn
GV hướng dẫn: PHẠM HỒNG PHÚC
SV thực hiện: NGUYỄN VIẾT DŨNG_MÁY LẠNH 1A_K50 - 7 -
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
t o v
d
Q
s = [s]
k .F +F +F
≥
Với:
Q= 56700 N
(xích con lăn 1 dãy với
p= 25,4mm
)
1,7

d
k
=
(giả sử bộ truyền làm việc nặng)
1 1
z .p.n
v = = 3,81 m/s
60000
t
1000.P
F = =903,84 N
v
2 2
. 2,6.3,81 37,7
v
F q v N
= = =
(bộ truyền xích có q = 2,6 kg)
o
f
F = 9,81.k .q.a = 9,81.6.2,6.0,885 = 137 N
(bộ truyền nằm ngang
6
f
k
=
)
→
d t o v
Q 56700

s = = =33,13>[s]=9,3
k .F +F +F 1,7.903,84+137+37,7
2.5 Đường kính vòng chia đĩa xích
1
1
p 25,4
d = = = 203 mm
π π
sin sin
z 25
2
2
p 25,4
d = = = 542 mm
π π
sin sin
z 67
2.6 Kiểm nghiệm bền theo ứng suất tiếp xúc
a. Ứng với đĩa chủ động
1 1 1
1
.( . ).
0,47. [ ]
.
r t d vd
H H
d
k F K F E
A k
σ σ

+
= ≤
Với:
1
0,4
r
k
=
(với số răng z
1
=25)
GV hướng dẫn: PHẠM HỒNG PHÚC
SV thực hiện: NGUYỄN VIẾT DŨNG_MÁY LẠNH 1A_K50 - 8 -
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
1,2
d
K
=
1
d
k
=
t1
F = 903,84 N
-7 3 -7 3
vd1 1
F =13.10 .n .p .m=13.10 .360.25,4 .1=7,67N
5
2,1.10E MPa
=

2
A = 180 mm
H
[σ ] = 600 MPa
(đĩa xích làm từ thép 45 được tôi cải thiện đạt độ cứng HB210)
→
5
1
0,4.(903,84*1,2 7,67).2,1.10
0,47. 333,88 [ ]=550MPa
180.1
H H
MPa
σ σ
+
= = <
b. Ứng với đĩa bị động
2 2 2
2
.( . ).
0,47. [ ]
.
r t d vd
H H
d
k F K F E
A k
σ σ
+
= ≤

Với:
2
0,22
r
k
=
1,2
d
K
=
1
d
k
=
2
2
1000
941,2
t
P
F N
v
= =
-7 3 -7 3
vd2 2
F =13.10 .n .p .m=13.10 .136.25,4 .1=2,89N
5
2,1.10E MPa
=
2

A = 180 mm
[ ]=600MPa
H
σ
(đĩa xích làm từ thép 45 được tôi cải thiện đạt độ cứng
HB210)
GV hướng dẫn: PHẠM HỒNG PHÚC
SV thực hiện: NGUYỄN VIẾT DŨNG_MÁY LẠNH 1A_K50 - 9 -
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
→
5
H2 H
0,22.(941,2.1,2+2,89).2,1.10
σ =0,47. =255,67MPa<[σ ]=600MPa
180.1
2.7 Lực tác dụng lên trục bánh chủ động
x x t
F =k .F =1,15.903,84=1039 N
2.8 Bảng số liệu tính toán
Thông số Giá trị
Loại xích Xích con lăn
Bước xích [mm] p = 25,4
Số mắt xích x = 118
Khoảng cách trục [mm] a = 895
Số răng đĩa xích z
1
= 25 ; z
2
= 67
Đường kính chia đĩa xích [mm] d

1
= 203 ; d
2
= 542
Lực tác dụng lên trục [N] F
x
=1039
III. Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng (bộ truyền trong)
GV hướng dẫn: PHẠM HỒNG PHÚC
SV thực hiện: NGUYỄN VIẾT DŨNG_MÁY LẠNH 1A_K50 - 10 -
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
I
1
I
1
I
1
br
h
P =P =3,58(kW)
T =T =23782(Nmm)
n =n =1440
u=u =4
L =16500(gi )












ê
3.1. Chọn vật liệu bánh răng
Tra bảng 6.1 trang 92 tập I ta có:
Vật liệu bánh lớn:
• Nhãn hiệu thép: 50
• Chế độ nhiệt luyện: Thường hóa
• Độ rắn: HB= 179 ÷ 288 ; ta chọn: HB
2
=200
• Giới hạn bền:
2
640( )
b
MPa
σ
=
• Giới hạn chảy:
2
350( )
ch
MPa
σ
=
Vật liệu bánh nhỏ:
• Nhãn hiệu thép: 45

• Chế độ nhiệt luyện: tôi cải thiện
• Độ rắn: HB=
192 240
÷
; ta chọn HB
1
=210
• Giới hạn bền:
1
750( )
b
MPa
σ
=
• Giới hạn chảy:
1
450( )
ch
MPa
σ
=
3.2. Xác định ứng suất cho phép
3.2.1. Ứng suất tiếp xúc và uốn cho phép
0
lim
0
lim
H
v
H R xH HL

R
F
F R xF FL
S
R
Z Z K K
S
Y Y K K
S
σ
σ
σ
σ

 

 




 

 


=
=

Chọn sơ bộ:

GV hướng dẫn: PHẠM HỒNG PHÚC
SV thực hiện: NGUYỄN VIẾT DŨNG_MÁY LẠNH 1A_K50 - 11 -
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
1
1
v
R xH
R xF
S
Z Z K
Y Y K





=
=
S
H
, S
F
– Hệ số an toàn khi tính ứng xuất tiếp xúc và ứng xuất uốn. Tra bảng
6.2 trang 94 tập I ta có:
• Bánh răng chủ động: S
H1
=1,1 S
F1
=1,75
• Bánh răng bị động: S

H2
=1,1 S
F2
=1,75
0
limH
σ
,
0
limF
σ
- Ứng xuất tiếp xúc và ứng xuất uốn cho phép với số chu kỳ cơ
sơ:
0
lim
0
lim
2 70
1,8
H
F
HB
HB
σ
σ






= +
=
Suy ra:
Bánh chủ động:
0
1
lim1
0
1
lim1
2 70 2.210 70 490( )
1,8 1,8.210 378( )
H
F
HB MPa
HB MPa
σ
σ





= + = + =
= = =
Bánh bị động:
0
2
lim2
0

2
lim2
2 70 2.200 70 470( )
1,8 1,8.200 360( )
H
F
HB MPa
HB MPa
σ
σ





= + = + =
= = =
K
HL
, K
FL
– Hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng của thời gian phục vụ và chế độ
tải trọng của bộ truyền:
H
F
HO
m
HL
HE
FO

m
FL
FE
N
K
N
N
K
N







=
=
, trong đó:
m
H,
m
F
– Bậc của đường cong mỏi khi thử về ứng suât tiếp xúc. Do bánh
răng có HB<350 suy ra m
H
= 6, m
F
= 6
GV hướng dẫn: PHẠM HỒNG PHÚC

SV thực hiện: NGUYỄN VIẾT DŨNG_MÁY LẠNH 1A_K50 - 12 -
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
HO
N
,
FO
N
- Số chu kỳ thay đổi ứng suất khi thử về ứng suất tiếp xúc và
ứng suất uốn:
2,4
6
30.
4.10
HB
HO
FO
N H
N





=
=
do đối với tất cả các loại thép thì N
FO
= 4.10
6
, do vậy:

2,4 2,4
1 1
2,4 2,4
2 2
6
1 1
30. 30.23 55625
30. 30.22 49996
4.10
HO HB
HO HB
FO FO
N H
N H
N N







= = =
= = =
= =
N
HE
= N
FE
– Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương: Do bộ truyền chịu tải

trọng tĩnh nên suy ra:
N
HE
= N
FE
= 60.c.n
t
.t
Σ
trong đó:
c – số lần ăn khớp trong một vòng quay: c = 1
n – vận tốc vòng của bánh răng
t
Σ
- tổng số giờ làm việc của bánh răng.
6
1 1 1
6
2 2 2
60. . . 60.1.1440.16500 1425,6.10
60. . . 60.1.360.16500 356,4.10
HE FE
HE FE
N N c n t
N N c n t
Σ
Σ






= = = =
= = = =
Ta có:
N
HE1
>N
HO1
suy ra lấy: N
HE1
=N
HO1
suy ra: K
HL1
=1
N
HE2
>N
HO2
suy ra lấy: N
HE2
=N
HO2
suy ra: K
HL2
=1
N
FE1
>N

FO1
suy ra lấy: N
FE1
= N
FO1
suy ra: K
FL1
=1
N
FE2
>N
FO2
suy ra lấy: N
FE2
= N
FO2
suy ra: K
FL2
=1
Do vậy ta có:
GV hướng dẫn: PHẠM HỒNG PHÚC
SV thực hiện: NGUYỄN VIẾT DŨNG_MÁY LẠNH 1A_K50 - 13 -
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
0
lim1
1 1
1
0
lim2
2 2

2
0
lim1
1 1
1
0
lim2
2 2
2
490
.1.1 445.5( )
1,1
470
.1.1 427,3( )
1,1
378
.1.1 343,6( )
1,1
360
.1.1 327,3(
1,1
H
v
R xH
H HL
H
H
v
R xH
H HL

H
F
R xF
F S FL
F
F
R xF
F S FL
F
Z Z K K MPa
S
Z Z K K MPa
S
Y Y K K MPa
S
Y Y K K
S
σ
σ
σ
σ
σ
σ
σ
σ
 
 
 
 
 

 
 
 
= = =
= = =
= = =
= = = )MPa















Do đây là bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng nên suy ra:
1 2
445,5 427,3
436,4( )
2 2
H H
H
MPa

σ σ
σ
   
   
 
 
+
+
= = =
3.2.2. Ứng suất cho phép khi quá tải
1 2
ax
1
1
ax
2
2
ax
2,8. ax( , ) 2,8.450 1260( )
0,8. 0,8.450 360( )
0,8. 0,8.350 280( )
H
ch ch
m
F
ch
m
F
ch
m

m MPa
MPa
MPa
σ σ σ
σ σ
σ σ

 
 


 

 

 

 

= = =
= = =
= = =
3.3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục
1
w
3
2
.
.( 1)
. .

H
a
H
ba
T K
a K u
u
β
σ ψ
 
 
= +
, với :
a
K
- Hệ số phụ thuộc vật liệu làm bánh răng của cặp bánh răng. Tra bảng 6.5
trang 96 tập I ta có:
a
K
=43 Mpa
1/3
T
1
– Mô men xoắn trên trục chủ động: T
1
= 23782 (Nmm)
[ ]
H
σ
- Ứng suất tiếp xúc cho phép:

[ ]
H
σ
= 436,4 (MPa)
u – Tỉ số truyền: u = 4
ba
ψ
,
bd
ψ
- Hệ số chiều rộng vành răng:
GV hướng dẫn: PHẠM HỒNG PHÚC
SV thực hiện: NGUYỄN VIẾT DŨNG_MÁY LẠNH 1A_K50 - 14 -
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Tra bảng 6.6 trang 97 tập I với bộ truyền đối xứng, HB<350 ta chọn được
ba
ψ
= 0,3 suy ra:
0,5 ( 1) 0,5.0,3.(4 1) 0,75
bd ba
u
ψ ψ
= + = + =
H
K
β
,
F
K
β

- Hệ số kể đến sự phân bố ko đều tải trọng trên chiều rộng vành
răng khi tính về ứng suất tiếp xúc và ứng xuất uốn. Tra bảng 6.7 trang 98 tập I với
bd
ψ
=0,75 và sơ đồ bố trí là sơ đồ 6 ta được:
1,055
1,085
H
F
K
K
β
β
=



=


Do vậy:
1
3
w
3
2 2
.
23782.1,055
.( 1) 43.(4 1). 102,95( )
436,4 .4.0,3

. .
H
a
H
ba
T K
a K u mm
u
β
σ ψ
 
 
= + = + =
Chọn a
w
= 115(mm)
3.4. Xác định thông số ăn khớp
3.4.1. Môdun pháp
m =
w
(0,01 0,02) 1,03 2,05a÷ = ÷
(mm)
Tra bảng 6.8 trang 99 tập 1 theo tiêu chuẩn: m = 1,5 (mm)
3.4.2. Xác định số răng
Chọn sơ bộ
10 os =0,9848
o
c
β β
= ⇒

Ta có:
w
1
2. . os
2.115.0,9848
30,2
m.(u+1) 1,5.(4 1)
a c
Z
β
= = =
+
; chọn Z
1
= 30 (răng)
Z
2
= u.Z
1
= 4.30 = 120 (răng) ; chọn Z
2
= 120 (răng)
Tỷ số truyền thực tế:
2
1
120
4
Z 30
t
Z

u = = =
Sai lệch tỷ số truyền:
GV hướng dẫn: PHẠM HỒNG PHÚC
SV thực hiện: NGUYỄN VIẾT DŨNG_MÁY LẠNH 1A_K50 - 15 -
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
4 4
.100% .100% 0%
4
t
u u
u
u
−
−
∆ = = =
<4%
Vậy thỏa mãn.
3.4.3. Xác định góc nghiêng của răng
1 2
w
0
m(Z +Z )
1.5.(120 30)
os = 0,9783
2.a 2.115
11,97
c
β
β
+

= =
=
3.4.4. Xác định góc ăn khớp
wt
α
Theo TCVN 1065-71 ta có góc profin gốc:
0
20
α
=
=>
0
0
w
0
tg tg20
arctg arctg 20,41
cos
os11,97
t t
c
α
α α
β
 
 
 ÷
 ÷
 ÷
 ÷

 
 
= = = =
Góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở
( )
(
)
0 0 0
t
arctg cos . arctg cos20,41 . 10,94 11,24
b
tg tg
β α β
= = =
3.5. Xác định các hệ số và một số các thông số động học
Tỷ số truyền thực tế: u
t
= 4
Đường kính vòng lăn của cặp bánh răng:

w
w1
t
w
w2 w1
2.
2.115
46( )
u 1 4 1
2. 2.115 46 184( )

a
d mm
d a d mm





= = =
+ +
= − = − =
Vận tốc vòng của bánh răng:
w1 1
. .
3,14.46.1440
3,47( / )
60000 60000
d n
v m s
π
= = =
Tra bảng 6.13 trang 106 tập I ta được cấp chính xác của bộ truyền là:CCX=9
Tra phụ lục 2.3 trang 250 tập I ta có với:
• CCX = 9
• HB<350
• Răng nghiêng
• V=3,39 (m/s)
Nội suy tuyến tính ta được:
GV hướng dẫn: PHẠM HỒNG PHÚC
SV thực hiện: NGUYỄN VIẾT DŨNG_MÁY LẠNH 1A_K50 - 16 -

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
1,01
1,06
Hv
Fv
K
K





=
=
Từ thông tin trong trang 91 và 92 tập I ta chọn:
0,63 1,25 1
a
R
R m m Z
µ µ
= ÷ ⇒ =
HB < 350 và v < 5 m/s nên Z
v
= 1 và ψ
ba
= 0,3
2 w2
175 ( ) 700( ) 1
xH
a

d d mm mm K≈ = < ⇒ =
Chọn Y
R
=1
Y
S
=1,08-0,0695.ln(m)=1,08-0,0695.ln2 =1,03
Do
2 w2
175 (mm) < 700 (mm) 0,95
xF
a
d d K≈ = ⇒ =
Hệ số tập trung tải trọng:
1,055
1,085
H
F
K
K
β
β





=
=
,

H F
K K
α α
- Hệ số tập phân bố ko đều tải trọng trên các đôi răng khi tính ứng
suất tiếp xúc, uốn, do bộ truyền là bánh răng trụ răng nghiêng suy ra:
1
H F
K K
α α
= =
3.6. Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng
3.6.1. Kiểm nghiệm về ứng suất tiếp xúc
1
2
w
w1
2 ( 1)
. .
t
H
g
H M H H
t
T K u
Z Z Z
b u d
σ σ
 
 
+

= ≤
[ ]
H
σ
- Ứng suất tiếp xúc cho phép:
[ ] . . . 436,4 .1.1.1= 436,4 (MPa)
v
H H R xH
Z Z K
σ σ
 
 
= =
Z
M
– Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp: Tra bảng 6.5
trang 96 tập I suy ra Z
M
=274 Mpa
1/3
Z
H
– Hệ số kể đến hình dạng của bề mặt tiếp xúc:
0
0
w
2cos
2cos11,97
1,73
sin(2 )

sin(2.20,41 )
b
H
t
Z
β
α
= = =
Z
g
– Hệ số sự trùng khớp của răng: Phụ thuộc vào hệ số trùng khớp ngang
α
ε
và hệ số trùng khớp dọc
β
ε
:
GV hướng dẫn: PHẠM HỒNG PHÚC
SV thực hiện: NGUYỄN VIẾT DŨNG_MÁY LẠNH 1A_K50 - 17 -
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
0
α
1 2
1 1 1 1
ε = cosβ 1,88- 3,2. - =cos10,94 . 1,88-3,2. - =1,76
Z Z 22 86
 
 
 
 

 
 ÷
 
 ÷
 ÷
 ÷
 
 
 
 
 
 
b
w
– Chiều rộng vành răng:
w w
. 0,3.115 34,5 ( )
ba
b a mm
ψ
= = =
0
w
β
b .sinβ
34,5.sin11,97
ε = = =1,52
m.π 1,5.3,14
Ta có
1 1

1,52 1 0,75
1,76
g
Z
β
α
ε
ε
= > ⇒ = = =
K
H
– Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc:
1.1,055.1,01 1,07
H H Hv
H
K K K K
α
β
= = =
Thay vào ta có:
1
2 2
w
w1
2 ( 1)
2.23782.1,07.(4 1)
274.1,73.0,75.
. . 34,5.4.46
333( ) [ ]
t

H
g
H M H
t
H H
T K u
Z Z Z
b u d
MPa
σ
σ σ
+
+
= =
⇔ = <
3.6.2. Kiểm nghiệm về độ bền uốn
[ ]
1 1
1
w w1
1 2
2 2
1
2. . . .
. .
.
F F
F
F F
F F

F
T K Y Y
b d m
Y
Y
ε
σ
σ
σ σ

=




= ≤


1 2
,
F F
σ σ
   
   
- Ứng suất uốn cho phép của bánh chủ đông và bánh bị động:
1 1
2 2
. . . 343,6.1.1,02.0,95 332,95( )
. . . 327,3.1.1,02.0,95 317,15( )
R xF

F F S
R xF
F F S
Y Y K MPa
Y Y K MPa
σ σ
σ σ

   
   

   

   

= = =
= = =
K
F
– Hệ số tải trọng khi tính về uốn:
1.1,085.1,06 1,15
F F Fv
F
K K K K
α
β
= = =
Y
ε
- Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng:

1 1
0,57
1,76
Y
ε
α
ε
= = =
GV hướng dẫn: PHẠM HỒNG PHÚC
SV thực hiện: NGUYỄN VIẾT DŨNG_MÁY LẠNH 1A_K50 - 18 -
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Y
β
- Hệ số độ nghiêng của răng:
0
0
11,97
1 1 0,91
140
140
Y
β
β
= − = − =
1 2
,
F F
Y Y
- Hệ số dàng răng: Phụ thuộc vào số răng tương đương Z
v1

, Z
v2
:
1
1
3 3 o
2
2
3 3 o
30
32,04
cos os 11,97
120
120,18
cos os 11,97
v
v
Z
Z
c
Z
Z
c
β
β








= = =
= = =
Tra bảng 6.18 trang 109 tập I với:
• Z
v1
=32,04
• Z
v1
= 120,18
• x
1
= 0
Ta được:
1
2
3,78
3,60
F
F
Y
Y





=
=

Thay vào ta có:
ε
F
1 F1
F1 F1
w
w1
F1 F2
F2 F2
F1
2.T .K .Y .Y
2.23782.1,15.0,57.3,78
σ = = = 49,33(MPa)< σ =332,95(MPa)
b .d .m 34,5.46.1,5
σ .Y
41,72.3,6
σ = = =46,98(MPa)< σ =317,15(MPa)
Y 3,78

 

 



 
 


3.6.3. Kiểm nghiệm quá tải

qt
Hmax H H
max
qt
Fmax1 F1 F1
max
qt
Fmax2 F2 F2
max
σ =σ . K σ =126(MPa)
σ =K .σ σ =360(MPa)
σ =K .σ σ =280(MPa)

 
 


 

 

 

 

≤
≤
≤
qt
K

- Hệ số quá tải:
ax
0,2
T
m
qt
T
K = =
Ta có:
GV hướng dẫn: PHẠM HỒNG PHÚC
SV thực hiện: NGUYỄN VIẾT DŨNG_MÁY LẠNH 1A_K50 - 19 -
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
qt
Hmax H H
max
qt
Fmax1 F1 F1
max
qt
Fmax2 F2 F2
max
σ =σ . K =333. 0,1=105,38 σ =126(MPa)
σ =K .σ =0,1.49,33=4,93 σ =360(MPa)
σ =K .σ =0,1.46,98=4,67 σ =280(MPa)

 
 


 


 

 

 

≤
≤
≤
=>thỏa mãn.
3.7. Một vài thông số hình học của cặp bánh răng
Đường kính vòng chia:
1
1
2
2
m.Z 1,5.30
d = = =46(mm)
cosβ cos11,97
m.Z 1,5.120
d = = =184(mm)
cosβ cos11,97








Khoảng cách trục chia: a = 0,5.(d
1
+d
2
) = 0,5.(46 + 184) = 115 (mm)
Đường kính đỉnh răng:
a1 1
a2 2
d = d +2.m = 46+2.1,5=49(mm)
d = d +2.m = 184+2.1,5=187(mm)





Đường kính đáy răng:
1
f1
2
f2
d =d -2,5.m=46 - 2,5.1,5=42,25(mm)
d =d -2,5.m=184 - 2,5.1,5=180,25(mm)





Đường kính vòng cơ sở:
1
1

2
2
. os 46. os20 43,23( )
. os 184. os20=172,9( )
b
b
d d c c mm
d d c c mm
α
α





= = =
= =
Góc profin gốc
0
20
α
=
3.8. Bảng tổng kết các thông số của bộ truyền bánh răng
I
1
I
1
I
1
br

h
P =P =3,46(kW)
T =T =23782(Nmm)
n =n =1440
u=u =4
L =16500(gio)











GV hướng dẫn: PHẠM HỒNG PHÚC
SV thực hiện: NGUYỄN VIẾT DŨNG_MÁY LẠNH 1A_K50 - 20 -
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Thông số Ký hiệu Giá trị
Khoảng cách trục chia a 115 (mm)
Khoảng cách trục a
w
115 (mm)
Số răng
z
1
30
z

2
120
Đường kính vòng chia
d
1
46(mm)
d
2
184 (mm)
Đường kính vòng lăn
d
w1
46 (mm)
d
w2
184 (mm)
Đường kính đỉnh răng
d
a1
49 (mm)
d
a2
187 (mm)
Đường kính đáy răng
d
f1
42,25 (mm)
d
f2
180,25 (mm)

Đường kính cơ sở
d
b1
43,23 (mm)
d
b2
172,9 (mm)
Hệ số dịch chỉnh
x
1
0
x
2
0
Góc profin gốc α 20
0
Góc profin răng α
t
20, 41
0
Góc ăn khớp α
tw
20,41
0
Hệ số trùng khớp ngang ε
α
1,76
Hệ số trùng khớp dọc ε
β
1,52

Mô đun pháp m 1,5 (mm)
Góc nghiêng của răng β 11,97
0
IV. Thiết kế trục, chọn ổ, then, khớp nối
4.1. Chọn vật liệu chế tạo trục
GV hướng dẫn: PHẠM HỒNG PHÚC
SV thực hiện: NGUYỄN VIẾT DŨNG_MÁY LẠNH 1A_K50 - 21 -
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Tra bảng 6.1 trang 92 tập I ta chọn thép 45 tôi cải thiện có các thông số:
b
750
450
ch
MPa
MPa
σ
σ
=


=

Tính sơ bộ đường kính trục cần nối:
[ ]
3
sb
T
d
0,2
τ

=
với
[ ]
12 20MPa
τ
= ÷
ta chọn:
[ ]
[ ]
15
30
I
II
MPa
MPa
τ
τ

=


=


I
3
3
sbI
II
3

3
sbII
\
T
23782
d 19,93( )
0,2.15
0,2
T
91351
d 24,78( )
0,2.30
0,2
mm
mm
τ
τ


 

 




 
 



= = =
⇒
= = =
Chọn:
sbI
sbII
d 20( )
d 25( )
mm
mm
=


=

4.2. Chọn nối trục
Chọn trục nối là nối trục đàn vòng hồi.
Mô men cần nối là: T
I
= 23782 (Nmm)
Đường kính trục cần nối:
d
t
= d
sbI
= 20 mm.
Mô men: T
t
= k.T
II

chọn k = 1,5
=> ta có
T
t
= 1,5.23782 = 35673 (Nmm).Từ T
t
và d
t
ta tra bảng 16.10 trang 69 tập II
được các thông số của nối trục đàn hồi:
T
Nm
d D d
m
L l d
1
D
o
Z n
max
B B
1
l
1
D
3
l
2
63 20 100 36 104 50 36 71 6 5700 4 28 21 20 20
Kích thước cơ bản của vòng đàn hồi:

T,Nm d
c
d
1
D
2
l l
1
l
2
l
3
h
GV hướng dẫn: PHẠM HỒNG PHÚC
SV thực hiện: NGUYỄN VIẾT DŨNG_MÁY LẠNH 1A_K50 - 22 -
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
63 10 M8 15 42 20 10 15 1,5
Lực tác dụng vào khớp:
2
2.
2.35673
1004,87( )
71
0,2. 0,2.1004,87 151,22( )
t
o
rk t
T
F N
D

F F N
= = =
⇒ = = =
Kiểm nghiệm điều kiện bền của vòng đàn hồi và của chốt:
Ta có:
[ ]
[ ]
3( )
80( )
d
u
MPa
MPa
σ
σ
 =


=


-Điều kiện sức bền dập của vòng đàn hồi:
[ ]
3
2 2.1,5.35673
1,12( )
. . . 6.71.10.15
d d
o c
kT

MPa
Z D d l
σ σ
= = = <
=> thỏa mãn.
-Điều kiện sức bền của chốt:
3 3
1,5.35673.25
20,9( )
0,1. . . 0,1.10 .71.6
o
u u
c o
kTl
MPa
d D Z
σ σ
 
 
= = = <
=>khớp đảm bảo bền.
Vậy ta chọn loại khớp nối này với các thông số:
Thông số Ký hiệu Giá trị
Mômen xoắn lớn nhất có thể truyền được T
kn
cf
63 (Nm)
Đường kính lớn nhất có thể của trục nối d
kn
cf

20 mm
Số chốt Z 6
Đường kính vòng tâm khớp D
0
71 (mm)
Chiều dài phần tử đàn hồi l
3
15 (mm)
Chiều dài đoạn công xôn của chốt l
1
20 (mm)
Đường kính của chốt đàn hồi d
c
10 (mm)
4.3. Thiết kế trục
4.3.1. Xác định khoảng cách gối đỡ và điểm đặt lực trên trục
GV hướng dẫn: PHẠM HỒNG PHÚC
SV thực hiện: NGUYỄN VIẾT DŨNG_MÁY LẠNH 1A_K50 - 23 -
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
4.3.1.1.Xét trục I
l
m12
= 1,2d
sbI
= 1,2.20 = 24(mm)
l
m13
= 1,5.20 = 30 (mm)
Tra bảng 10.2 trang 189 tập I với d
sbI

= 20 ta có: b
o
= 15 (mm)
Tra bảng 10.3/189/I ta chọn
1
2
3
10( )
15( )
5( )
k mm
k mm
k mm
=


=


=

Ta có:
( )
( )
13 13 1 2
13
1
2
1
15 30 5 10 37,5( )

2
o m
l b l k k
l mm

= + + +




⇔ = + + + =


Chọn:
25( )
n
h mm=
Ta có:
12 12 3
11 13
0,5( )
2
c m o n
l l b k h
l l
= + + +


=


12
11
0,5(24 15) 5 25 49,5( )
2.37,5 75( )
c
l mm
l mm
= + + + =

⇒

= =

GV hướng dẫn: PHẠM HỒNG PHÚC
SV thực hiện: NGUYỄN VIẾT DŨNG_MÁY LẠNH 1A_K50 - 24 -
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Sơ đồ:
lm13
b13
bo
lm12
l13
k3
hn
k2
k1
k1
l12=-lc12
d5=d2
d4

d3
d1
d2
l11
4.3.1.2. Xét trục II
Ta có:
22
23
1,2 1,2.25 30( )
1,5 1,5.25 37,5( )
m sbII
m sbII
l d mm
l d mm
= = =


= = =

Tra bảng 10.2 và 10.3/189/I chọn được:
o
1
2
3
b = 17 (mm)
k = 10 (mm)
k = 5 (mm)
k = 15 (mm)








GV hướng dẫn: PHẠM HỒNG PHÚC
SV thực hiện: NGUYỄN VIẾT DŨNG_MÁY LẠNH 1A_K50 - 25 -