Đồ án chi tiết máy thiết kế hộp giảm tốc bánh răng trục vít

GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ
--------------------

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC BÁNH RĂNG TRỤC VÍT
Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
GVHD: Hồ Thị Mỹ Nữ
SVTH: Phạm Quang Kiên
MSSV: 2003100006`
LỚP: 01DHCK
NĂM HỌC: 2010-2014
TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2013

SVTH: PHẠM QUANG KIÊN

Trang 1


GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

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

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

ĐIỂM:

Tp.HCM, Ngày……tháng……năm 2013
KÝ TÊN

SVTH: PHẠM QUANG KIÊN

Trang 2


GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG

______
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................

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

SVTH: PHẠM QUANG KIÊN

Trang 3


GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN..........................................................................................................5
Yêu cầu đồ án .........................................................................................................6

SVTH: PHẠM QUANG KIÊN

Trang 4

GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

LỜI CẢM ƠN
Trong nền kinh tế hiện nay ngành công nghiệp phát triền mạnh.Công nghiệp
hóa hiện đại hóa nền kinh tế.Trong đó ngành cơ khí được xem là ngành chủ lực của
nền công nghiệp.
Đối với sinh ngành cơ khí sau khi ra trường được trang bị đầy đủ kiến thức
để góp phần vào xây dựng nền kinh tế nước nhà ngày càng phát triển mạnh.Nhất là
ngành công nghiệp, trong xu thế công nghiệp hóa hiện đại hóa như hiện nay.
Đối với em là sinh viên khoa cơ khí trường Đại Học Công Nghiệp Thực
Phẩm TP.Hồ Chí Minh. Đã và đang học tập tại trường. Được sự tận tình chỉ bảo của
các thầy cô giáo trong khoa,cung cấp cho em nhiều kiến thức để khi ra trường có
thể áp dụng vào công việc thực tiễn góp một phần vào sự phát triển của nền công
nghiệp nước ta.
Trong quá trình học tập tại trường, em được nghiên cứu nhiều môn học, từ lý
thuyết đến thực hành.Trong đó có môn ‘Đồ Án Chi Tiết Máy’.Là một môn quan
trọng của ngành cơ khí mà mỗi sinh viên cơ khí ai cũng phải làm.
Đối với riêng cá nhân em, khi nhận được đề tài đồ án chi tiết máy:
“ Thiết kế hộp giảm tốc bánh răng trục vít ”. Còn gặp rất nhiều khó khăn
bước đầu nhưng được sự tận tình chỉ bảo của các thầy cô trong khoa, giúp em tự tin
hơn để hoàn thành đồ án một cách tốt nhất.Trong đó có cô Hồ Thị Mỹ Nữ là giáo
viên hướng dẫn cho em làm đồ án chi tiết máy. Được sự hướng dẫn tận tình của cô
đã giúp em có được vốn kiến thức để hoàn thành đồ án một cách tốt nhât.
Qua thời gian làm việc cùng cô Hồ Thị Mỹ Nữ em thấy kiến thức chuyên
ngành cơ khí của mình được cải thiện lên rất nhiều.
Tuy nhiên đây là lần đầu được tính toán thiết kế nên vẫn còn những điểm
thiếu sót, em mong được sự giúp đỡ và góp ý của các thầy cô để kiến thức của em

được cải thiện tốt hơn.
Em xin chân thành cảm ơn sự tận tình giúp đỡ của cô Hồ Thị Mỹ Nữ để em được
hoàn thành tốt môn học này.

SVTH: PHẠM QUANG KIÊN

Trang 5


GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Phạm Quang Kiên
Yêu cầu đồ án:
I.

II.

Thiết kế một hệ thống truyền động dựa trên các kiến thức đã học:
-

Tính toán công suất, số vòng quay, tỉ số truyền

-

Tính toán các bộ truyền

-

Phân tích lực, tính toán độ bền trục, then, lựa chọn dạng ổ thích hợp

Tập thuyết minh, 1 bản vẽ A0 + 1 bản vẽ A3 thực hiện trên AutoCAD.

Thời gian làm việc 3 ca, tải trọng như hình vẽ
Các thông số đã cho: P = 4,3(kW)
n = 27(v/p)
Thời gian làm việc : Lh= 16000h
Làm việc : 3 ca

Sơ đồ phân bố tải trọng

SVTH: PHẠM QUANG KIÊN

Trang 6


GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

I . TÍNH ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG
1.Chọn động cơ
a. Chọn hiệu suất của hệ thống
 Hiệu suất truyền động :
+ Với
: Hiệu suất nối trục đàn hồi
: Hiệu suất bộ truyền bánh răng
: Hiệu suất bộ truyền trục vít ( z1=2 )
: Hiệu suất bộ truyền xích để hở

: Hiệu suất một cặp ổ lăn

b. Tính công suất cần thiết
 Công suất tính toán
 Công suất cần thiết
c. Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ
 Số vòng quay trên trục công tác (vòng/phút)
 Chọn sơ bộ tỷ số của hệ thống (tra bảng 2.4, trang 21,sách (1))
SVTH: PHẠM QUANG KIÊN

Trang 7


GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

60. 2= 120
uh là tỉ số truyền của HGT bánh răng trục vít uh=6090
-ux là tỉ số truyền của bộ truyền xích : ux=25
 Số vòng quay sơ bộ của động cơ
(vòng/phút)
- Chọn số vòng quay sơ bộ của động cơ ( vòng/ phút )
d. Chọn động cơ điện
 Động cơ điện có thông số phải thỏa mãn :

 Tra bảng P.13 trang 236, Tài liệu (1) ta chọn
 Động cơ 4A112M2Y3
2. Phân phối tỉ số truyền
 Tỷ số truyền chung của hệ chuyển động

-

Ta có : uch = uh . ux ( 1)
Tỉ số truyền của bộ truyền xích chọn sơ bộ: (tra bảng 2.4, trang 21,sách [1] )

u = u .utv
br
(2)

- Mà h

Để chọn ubr ta dựa vào hình 3.25[1] ( trang 48) . Vì là cặp bánh răng thẳng nên ta
chọn C = 0,9. Dựa vào uh = 43,2 , gióng lên ta có ubr = 2 . Thay lại công thức ( 2) ta
được:
-

Ta chọn utv = 22, uh = 45
Thay vào công thức (1) ta có tỉ số truyền của xích

3. Xác định công suất, momen và số vòng quay trên các trục
a. Phân phối công suất trên các trục

SVTH: PHẠM QUANG KIÊN

Trang 8


GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

b. Tính toán số vòng quay trên các trục

c. Tính toán Momen xoắn trên các trục

d. Bảng thông số kĩ thuật
Trục
Động cơ
Thông số
Công suất
P (kW)
Tỷ
số
truyền u
Số
vòng
quay
n
2922
(vòng/phút
)
Momen
xoắn
T
(Nmm)

I

II

III

Công tác
4,3

1

2,4
2922

25,62

II. TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY.
1. Thiết kế bộ truyền bánh răng
SVTH: PHẠM QUANG KIÊN

Trang 9


GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Các thông số bộ truyền bánh răng
u1 = 2
P1 = 6,255 kW
P2 = 5,945 kW
n1 = 2922 vòng/phút, n2 = 1352,778 vòng/phút
T1 = 20443,28 N.mm, T2 = 41969 N.mm
a. Chọn vật liệu:

- Vì công suất trên bánh dẫn P1 = 6,255 không quá lớn . Do không có yêu cầu gì
đặc biệt và theo quan điểm thống nhất hóa trong thiết kế, thuận tiện trong việc gia
công chế tạo , ở đây ta chọn vật liệu làm các bánh răng như nhau
Với HB1 ≥ HB2 + (10 ÷ 15)
Cụ thể chọn vật liệu là thép 45 tôi cải thiện
Bánh răng nhỏ ( bánh 1 ) : HB1 = 241…285 có

Chọn HB1=250
Bánh răng lớn ( bánh 2 ) : HB2 = 192…240

Chọn HB2=235
b. Ứng suất cho phép
 .Ứng suất tiếp xúc cho phép[σH] và ứng suất uốn cho phép [σF]
Theo công thức 6.1 và 6.2[1]

[σ H ] = (σ 0 H lim S H ).Z R .Z v .K xH .K HL
[σ F ] = (σ 0 F lim S F ).YR .Ys .K xF .K FC K FL
Trong đó:
ZR -hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám bề mặt răng làm việc
Zv - hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng
KxH – hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng
YR – hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám bề mặt răng

SVTH: PHẠM QUANG KIÊN

Trang 10


GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

YS –hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu đối với tập chung ứng suất
KxF –hệ số xét đến kích thước bánh răng ảnh hưởng đến độ bền uốn.
Trong tính thiết kế, ta lấy sơ bộ

Z R .Z V .K xH = 1
YR .YS .K xF = 1
KFC – hệ số xét đến ảnh hưởng của đặt tải, do tải một chiều nên KFC=1
Vậy các công thức trên trở thành .
[σH]= (σHlim0 /sH). KHL

(6.1)

[σF]=( σFlim0/sF). KFL

(6.2)

SH, SF –hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn. Tra bảng 6.2 [1] ta có :
σHlim0 = 2.HB+70 , sH = 1,1
σFlim0 =1,8.HB

, sF =1,75

σ 0 H lim ; σ 0 F lim -Ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép ứng với chu
kì cơ sở
Ta có

σ 0H

1

lim

= σ 0 H 3 lim = 2.HB1 + 70 = 2.250 + 70 = 570( MPa )

σ 0 F1 lim = σ 0 F3 lim = 1,8.HB1 = 1,8.250 = 450( MPa )
σ 0H

2

lim

= σ 0 H 4 lim = 2.HB2 + 70 = 2.235 + 70 = 540( MPa )

σ 0 F2 lim = σ 0 F4 lim = 1,8.HB2 = 1,8.235 = 423( MPa ) .
KHL, KFL - hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng của thời hạn phục vụ và chế độ
tải trọng của bộ truyền, xác định theo công thức 6.3 và 6.4[1]:

SVTH: PHẠM QUANG KIÊN

K HL = mH

N HO
N HE

K FL = mF

N FO
N FE

Trang 11


GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

mH, mF - bậc của đường cong mỏi khi thử về độ bền tiếp xúc và uốn.
Vì HB < 350: mH = 6, mF = 6.
NHO, NFO – số chu kì ứng suất khi thử về độ bền tiếp xúc và uốn.
2, 4
N HO = 30.H HB

→

N HO1 = 30.2502, 4 = 1,71.10 7.

N HO2 = 30.2352, 4 = 1,47.10 7.
NFO = 4.106. ( Đối với tất cả các thép )
NHE, NFE - số chu kì thay đổi ứng suất tương đương.
Do tải trọng thay đổi nên ta có:
Từ công thức 6.7[1]
3

N HE

 T 
= 60c ∑  i  .ni ti
 Tmax 

c - số lần ăn khớp trong một vòng quay (c =1)
ni- số vòng quay trục thứ j trong 1 phút ở chế độ thứ i
ti - thời gian làm việc ở chế độ thứ i
Ih= Σ ti - Tổng số giờ làm việc (thời hạn phục vụ) . Ih=16000h
3

N HE

 T 
= 60c ∑  i  .ni ti
 Tmax 

Ta có n1 = 2922( vòng/phút ) , n2 = 1352,778( vòng/phút ) .


Mà

Từ công thức 6.1[1] ta có:

SVTH: PHẠM QUANG KIÊN

Trang 12


GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Do bộ truyền sử dụng bánh răng thẳng

→ [σH]= min [ [σH1], [σH2] ] = 490,9 (MPa).
Do tải trọng thay đổi :
Từ công thức 6.8[1]

N FE

 T
= 60c ∑  i
 Tmax

6


 .ni ti


Ta có c =1, n1 = 2992 (v/ph) ≥ n2→ NFE1 ≥ NFE2

≥ ≥ = 4.106.

Từ công thức 6.2[1] ta có:

Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải:
Theo công thức 6.13[1]

[σ H ]max = 2,8.σ ch
[σ H ]1 max = [σ H ]3 max = 2,8.580 = 1624[ MPa ]
[σ H ]2 max = [σ H ] 4 max = 2,8.450 = 1260[ MPa]
.Ứng suất uốn cho phép khi quá tải:
Theo công thức 6.14[1]

[σ F ]

1max

= [σ F ] 3max=0,8 σ ch1=0,8.580=464 MPa

[σ F ]

2max

= [σ F ] 4max=0,8 σ ch2=0,8.450=360 MPa

Xác định các thông số của bộ truyền
Các thông số cơ bản của bộ truyền.
SVTH: PHẠM QUANG KIÊN

Trang 13


GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

 Xác định sơ bộ khoảng cách trục
Theo công thức 6.15a[1] ta có:

Với Ka : Hệ số phụ thuộc vật liệu
Theo bảng 6.5[1], ta có Ka = 49,5
ψ ba , Theo bảng 6.6[1] tacó ψ ba =0,4.

Theo công thức 6.16[1] ta có ψ bd = 0,53ψ ba ( u + 1)
= 0,53.0,4.( 2 +1) = 0,636

K Hβ

: hệ số kể đến sự phân bố không đồng đều tải trọng trên chiều rộng vành răng.

K
Theo bảng 6.7[1], với ψ bd =0,636 ⇒ Hβ = 1,03
Thay vào công thức 6.15a ta có
70,95 mm
Lấy aw = 80 mm ( Theo TC SEV229-75 sách [1] trang 99)
 Đường kính vòng lăn bánh răng nhỏ dw1:

 Các thông số ăn khớp.

 Xác định môđum
m = (0,01 ÷ 0,02)aw = (0,01 ÷ 0,02).80 = 0,8 ÷ 1,6
Theo tiêu chuẩn bảng 6.8[1] ta chọn m = 1,5
 Xác định số răng
Theo công thức 6.19[1]
Số răng bánh nhỏ là:
= 35,56 mm
Chọn z1 = 35
Theo công thức 6.20[1]
z2 = u.z1 = 2.35 = 70
Số răng tổng : Zt = z1 + z2 = 35 + 70 =105 răng
 Xác định đường kính chia
SVTH: PHẠM QUANG KIÊN

Trang 14


GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

 Xác định đường kính đỉnh răng

 Xác định đường kính đáy răng

 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
Theo công thức 6.33[1]
Trong đó : ZM : Hệ số cơ tính của vật liệu . Tra bảng 6.5[1] ta có :
Vật liệu là thép có ZM = 274 MPa1/3
ZH : hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc
β b - Góc nghiêng răng trên mặt trụ cơ sở ( Bánh răng thẳng )

Với :
Với
( vì theo TCVN 1065-71 , bảng 6.11[1])

-

Khoảng cách trục chia


số sự trùng khớp của răng
SVTH: PHẠM QUANG KIÊN

Trang 15


GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Với : ( theo công thức 6.38b[1])

Suy ra :
KH : là hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc
Theo công thức 6.39[1] :

K Hβ

: hệ số kể đến sự phân bố không đồng đều tải trọng trên chiều rộng vành răng.

K
Theo bảng 6.7[1], với ψ bd = 0,636 ⇒ Hβ = 1,03
: Là hệ số kể đến sự phân bố không đồng đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời
ăn khớp . Đối với bánh răng thẳng =1
-

Vận tốc vòng :

: Hệ số kể đến tải trọng động trong vùng ăn khớp
Trong đó :
Tra bảng 6.15 và 6.16 ta có :

Suy ra :
( vmax = 380 do tra bảng 6.17[1])
bw : chiều rộng vành răng

SVTH: PHẠM QUANG KIÊN

Trang 16


GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

 KH = 1,03.1.1,35 = 1,39
Theo công thức 6.33

• Tính ứng suất tiếp xúc cho phép

[σ H ] = [σ H ] Z v Z R Z XH
Z R : hệ số xét đến nhám bề mặt răng
Cấp chính xác động học là 8, chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8, khi đó
cần gia công đạt độ nhám Ra = 2,5 ÷ 1,25 μm
Tra bảng ta được Z R = 0,95
Zv = 0,85.v0,1 = 0,85. 4,0330,1 = 0,977
Ta có :
( Trang 91[1] )
 ZxH = 1
 Mpa
Vật liệu làm bánh răng thỏa điều kiện về tiếp xúc .
 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn

- Để đảm bảo độ bền uốn cho răng : Công thức 6.43[1]
Với :
Vì là bánh răng thẳng nên
Dựa vào bảng 6.18[1] với zv1 = 35 , zv2 = 70 ta có
YF1 = 3,7 ; YF2 = 3,61
Với :
KF : hệ số kể đến sự phân bố không đồng đều tải trọng trên chiều rộng vành răng.
Theo bảng 6.7[1], với ψ bd =0,636 ⇒ = 1,08
: Là hệ số kể đến sự phân bố không đồng đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời
ăn khớp . Đối với bánh răng thẳng =1
-

Vận tốc vòng :

SVTH: PHẠM QUANG KIÊN

Trang 17


GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

: Hệ số kể đến tải trọng động trong vùng ăn khớp
Trong đó :
Tra bảng 6.15 [1] và 6.16 [1] ta có :

Suy ra :
( vmax = 380 do tra bảng 6.17[1])
bw : chiều rộng vành răng ( tra bảng 6.6[1] để tìm )

 KF = 1,08.1.1,88= 2,03
Công thức 6.43[1]
Theo công thức 6.44[1] :
Mà ta lại có :

Vậy điều kiện bền uốn được thỏa mãn .
 Kiểm nghiệm răng về quá tải .
Ta có :
-

Ứng suất tiếp xúc cực đại
Ứng suất uốn cực đại

SVTH: PHẠM QUANG KIÊN

Trang 18


GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Vậy các điều kiện được thỏa mãn

 . Bảng thống kê các thông số của bộ truyền bánh răng .
Thông số

Kích thước

1.Số răng
2.Khoảng cách trục chia.

Z1=35
Z2=70
a = 78,75mm.

3.Khoảng cách trục.

aW = 80 mm.

4.Đướng kính chia.

d1=52,5mm.
d2=105mm.
da1=55,5mm
da2=108mm
df1=48,75mm
df2=101,25mm
db1=49,33 mm
db2=98,67mm

5.Đường kính đỉnh răng
6.Đường kính đáy răng
7.Đường kính cơ sở
8.Góc prôfin góc
9.Góc prôfin răng

.

10.Góc ăn khớp

11.Hệ số trùng khớp ngang
12.Hệ số dịch chỉnh

X1 = 0mm
X2 = 0mm.
bW = 32mm.

13.Chiều rộng răng
14.Tỉ số truyền.

u=2

15.Góc nghiêng răng

 = 00 .

16.Mô đun

m=1,5

SVTH: PHẠM QUANG KIÊN

Trang 19


GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

2. Thiết kế bộ truyền trục vít
Các thông số của bộ truyền trục vít:
u2 = 22
P2 = 5,945 kW, P3 = 4,826 kW
n2 =1352,778 vòng/phút; n3 = 61,49 vòng/phút
T2 =41969 Nmm; T3 = 1385506,48 Nmm.
a. Chọn vật liệu:
Tính sơ bộ vận tốc trượt theo công thức 7.1[1] :
vs < 5 m/s. Sử dụng đồng thanh không thiếc ЬpЖH 10-4-4 để chế tạo bánh vít
có σb= 600 MPa, σch = 200 MPa. ( Bảng 7.1[1])
Sử dụng thép C45 để chế tạo trục vít, tôi bề mặt đạt độ cứng HRC45.
B .Ứng suất tiếp xúc cho phép[σH] và ứng suất uốn cho phép [σF]

 Ứng suất tiếp xúc cho phép
Theo bảng 7.2[1], với bánh vít làm bằng đồng thanh không thiếc ЬpЖH10-4-4.
Ta có :

 Ứng suất uốn cho phép
Theo công thức 7.6[1] ta có:
[σ F ] = [σ FO ].K FL

Trong đó [σ FO ] : ứng suất uốn cho phép với 106 chu kỳ
Bộ truyền quay 1 chiều, theo công thức 7.7[1] ta có:

[σ FO ] = 0,25.σ b + 0,08σ ch = 0,25.600 + 0,08.200 = 160( MPa)

KFL: hệ số tuổi thọ. Theo công thức 7.9[1] ta có:

K FL = 9

10 6
N FE

Với

 T
60∑  3i
N FE =
 T3 max
=> NFE =

60.

9

9


T  t
n
 n3i ti = 60 2 t ∑ ∑  3i  . i
u2

 T3m  t ∑

(

)

1352,778
16000. 19 0,2 + 0,9 9.0,5 + 0,7 9.0,3 = 23,96.10 6
22

SVTH: PHẠM QUANG KIÊN

Trang 20


GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ

K FL = 9

=>
Vậy

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

10 6
= 0,7
23,96.10 6

[σ F ] = [σ FO ].K FL = 160.0,7 = 112 (MPa)

 Ứng suất cho phép khi quá tải
Theo công thức 7.14[1], ta có:
[σ H ] max = 2.σ ch = 2.200 = 400( MPa)
[σ F ] max = 0,8.σ ch = 0,8.200 = 160( MPa)
b. Xác định các thông số của bộ truyền
 Các thông số cơ bản của bộ truyền.

 Khoảng cách trục
Với u2 = 22 , chọn z1 = 2 => z2 = u2.z1 = 22.2 = 44 (răng)
Chọn sơ bộ q = 0,3.z2 = 0,3.44 = 13,2
Theo bảng 7.3[1], chọn q = 16
T3 = 1385506,48 Nmm
Chọn sơ bộ KH = 1,2
Theo công thức 7.16[1] ta có:

aω 2 = ( z 2 + q ) 3

2

 170  T3 K H


[
]
z
σ
q
 2 H 
2

( 44 + 16).  170  1385506,48.1,2 = 190,6( mm)
16
 44.220 
=> aω2 =
3

Chọn aω2 =190 mm.

 Mođum dọc trục vít
Theo công thức 7.17[1]:
2 aω 2
2.190
=
= 6,3
z
+
q
44
+
12
,
5
2
m2 =

Theo tiêu chuẩn chọn m2 = 6,3
Khi đó
m
6,3.( 44 + 16)
aω 2 = 2 ( z 2 + q ) =
= 189( mm)
2
2
Lấy aω2 = 190 mm, khi đó hệ số dịch chỉnh là:
aω 2
190
− 0,5.( q + z 2 ) =

− 0,5(16 + 44) = 0,15( mm)
m
6
,
3
2
x=

SVTH: PHẠM QUANG KIÊN

Trang 21


GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

thoả mãn điều kiện -0,7 < x < 0,7
b. Kiểm nghiệm răng bánh vít

 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc
 Tính lại vận tốc trượt
Theo công thức 7.20[1]:

vs =

πdω 2 n2
60000. cosγ ω

Với dω2 = m2(q + 2x) = 6,3 (16 + 2.0,15) = 102,69 (mm)

z1
2
= arctg
= 7° '
16 + 2.0,15
γω = arctg q + 2 x

Do đó:
vs =

3,14.102,69.1352,778
= 7,32( m / s )
60000. cos 7°

Theo bảng 7.6[1], với vs = 7,32 (m/s), chọn cấp chính xác cho bộ truyền trục
vít là cấp 7.
Với vs = 7,32 m/s, cấp chính xác 7, tra bảng 7.7[1] ta được KHv = 1,1
Theo công thức 7.24[1]

K Hβ

z 
=1+  2 
θ 

3


T
1 − 3m

 T3 max





Với θ : hệ số biến dạng trục vít. Theo bảng 7.5[1],
Với z1 = 2, q = 16 tra được θ =190
T3m: mômen xoắn trung bình trên trục vít
Vậy:
3

K Hβ

 44 
= 1+ 
 (1 − 1.0,2 − 0,9.0,5 − 0,7.0,3) = 1,001
 190 

Theo công thức 7.23[1]:
KH = KHvKHβ = 1,1.1,001= 1,1011
Theo công thức 7.19[1] ta có:
σH

170 3
=
z2

3

3
 z 2 + q  T3 K H 170  44 + 16  1385506,48.1,1011
3


=
= 55,74( MPa )


44  190 
16
 aω  q

=> σ H < [ σ H ] = 220(MPa)
Vậy bộ truyền thoả mãn điều kiện độ bền tiếp xúc.

 Kiểm nghiệm độ bền uốn
Theo công thức 7.26[1]

SVTH: PHẠM QUANG KIÊN

Trang 22


GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ

σF =

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

1,4.T3YF K F
≤ [σ F ]
b2 d 2 mn 2

Trong đó
- mn2 = m2cosγ: môdum pháp của răng bánh vít
z1
2
= arctg
= 7,12 o
16
Với γ = arctg q

=> mn2 = 6,3cos7,12 =6,25
b2 : chiều rộng vành răng bánh vít
Theo bảng 7.9[1] ta có b2 ≤ 0,75da1 = 0,75(q +2)m = 0,75.18.6,3 = 85,05
Lấy b2 = 72 mm
d2 = m2 z2 = 6,3.44 = 277 (mm)
YF : hệ số dạng răng. Theo bảng 7.8[1] với
Tra được YF = 1,48
KF = KFv.KFβ = KHv.KHβ = 1,1011
Vậy:
σF =

zv =

z2
44
=
= 45

3
cos γ cos 3 7,12

1,4.1385506,48.1,48.1,1011
= 25,36 < [σ F ] = 116 ,2( MPa )
72.277.6,25

Vậy bộ truyền thoả mãn điều kiện bền uốn
Các thông số cơ bản của bộ truyền
-Khoảng cách trục
-Hệ số đường kính
-Tỉ số truyền
-Số ren trục vít, răng bánh vít
-Hệ số dịch chỉnh bánh vít
-Góc vít
-Chiều dài phần cắt ren trục vít
-Modum
-Chiều rộng bánh vít
-Đường kính vòng chia
-Đường kính vòng đỉnh
-Đường kính vòng đáy
-Đường kính ngoài bánh vít

SVTH: PHẠM QUANG KIÊN

aω = 190 mm
q = 16
u2 = 22
z1 = 2; z2 = 44
x = 0,15 mm

γ = 7,12o
b1 = (11 + 0,06.44).6,3 = 85,932 (mm)
m2 = 6,3
b2 = 72 mm
d1 = qm2 = 16.6,3 = 101 (mm)
d2 = m2z2 = 6,3.44 = 277 (mm)
da1 = d1 + 2m = 101 + 2.6,3 = 114 mm
da2 = m(z2 + 2 + 2x )
=
6,3.(44 + 2 + 2.0,15) = 292 (mm)
df1 = m(q – 2,4)=6,3.(16–2,4)=85,68 (mm)
df2 = m(z2 -2,4 + 2x)
=6,3.(44 – 2,4 + 2.0,15) = 263,97 (mm)
daM2 =da2+1,5m=292+1,5.6,3 =301,45
(mm)

Trang 23


GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

c. Tính nhiệt
Bộ truyền lắp thêm quạt nguội ở đầu trục vít.
Vậy theo 7.32[1], diện tích thoát nhiệt cần thiết của hộp giảm tốc là:
A≥

[

1000.(1 − η ) P2
0,7.K t .(1 + ψ ) + 0,3K tq β ( [ t d ] − t o )

]

Với:

- β : hệ số kể đến sự giảm nhiệt sinh ra trong một đơn vị thời gian
Theo công thức 7.30[1]:
β=

t ck
1
=
= 1,16
Pi t i 1.0,2 + 0,9.0,5 + 0,7.0,3
∑P
1

-ψ : hệ số kể đến sự thoát nhiệt qua đáy hộp, lấy ψ = 0,25
-[td]: nhiệt độ cao nhất cho phép của dầu, lấy [td] = 90o
-to: nhiệt độ môi trường, lấy to = 20o
-Ktq: hệ số toả nhiệt phần bề mặt hộp được quạt
Với n2 = 1352,778 vòng/phút => Ktq = 24
-Kt = 13 W/m2.oC
-η: hiệu suất bộ truyền. Theo công thức 7.22[1]
η = 0,95

Vậy:
A≥

tg 7,12 o
= 0,67
tg ( 7,12 + 2,87 )

1000.(1 − 0,67 ).5,945
= 1,3( m 2 )
[ 0,7.13.(1 + 0,25) + 0,3.24].1,16.( 90 − 20)

3. Thiết kế bộ truyền ngoài
Ta có bảng thông số của bộ truyền
u = 2,4
P3 = 4,826 kW
n3 = 61,49 vòng/phút

a. Chọn loại xích
Do vận tốc thấp, tải trọng trung bình nên ta dùng xích con lăn.
b. Xác định các thông số của bộ truyền xích
 Chọn loại xích
Với u = 2,4 , theo bảng 5.4[1] ta chọn z1 = 25 là số răng đĩa xích nhỏ
⇒ z2 = u.z1 = 2,4. 25 = 60 (răng)
Từ công thức 5.3[1] ta có Pt = P.k.kz.kn
Với
Pt : công suất tính toán
P: công suất cần truyền, P = 4,826 kW

SVTH: PHẠM QUANG KIÊN

Trang 24

GVHD: HỒ THỊ MỸ NỮ

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

z 01 25
=
=1
z
25
1
kz : hệ số răng, ta có kz =
,
z01
kn: hệ số vòng quay kn = z1 , với n01 = 50 vòng/phút
50
⇒ kn =
= 0,81
61,49

Theo công thức 5.4[1]
K= k0.ka.kbt.kđ.kc.kđc
Với
k0 : hệ số kể đến ảnh hưởng vị trí bộ truyền, chọn k0=1
ka: hệ số kể đến khoảng cách trục, chọn ka = 1 (a = 50p)
kđc: hệ số kể đến ảnh hưởng của lực căng xích
chọn cách điều chỉnh bằng con lăn căng xích kđc=1,1
kbt: hệ số kể đến ảnh hưởng bôi trơn, dùng cách bôi trơn nhỏ giọt, môi
trường làm việc có bụi, chọn kbt = 1,3
kđ: hệ số kể đến tải trọng động, bộ truyền làm việc êm, chọn kđ = 1

kc: hệ số kể đến chế độ làm việc bộ truyền, bộ truyền làm việc 2 ca,
kc=1,25
⇒ K = 1.1.1,1.1,3.1.1,25 = 1,79
Vậy Pt = 4,826.1,79.1.0,81= 7 (kW)
Theo bảng 5.5[1], với n01 = 50 vòng/phút, chọn bộ truyền xích 1 dãy có bước
xích p = 38,1 mm thoả mãn điều kiện bền mòn
Pt < [P] = 10,5 (kW).

 Khoảng cách trục
a= 40p = 40.38,1 = 1524 (mm)
Theo công thức 5.12[1], số mắt xích

2a z1 + z 2 ( z 2 − z1 ) p
=
+
+
p
2
4π 2 a
x
2

2.1524 25 + 60 ( 60 − 25) 38,1
=
+
+
38,1
2
4π 2 1524 = 123,276
x

2

Lấy số mắt xích chẵn xc = 124
Chiều dài xích : L = p.xc = 38,1.124 = 4724,4mm
Theo công thức 5.13[1], tính lại khoảng cách trục:

z + z2
p 
=  xc − 1
+
4
2

a

SVTH: PHẠM QUANG KIÊN

[ xc − 0,5( z1 + z 2 ) ]

Trang 25

2

z −z 
− 2 2 1 
 π 

2




