Tính toán thiết kế hộp giảm tốc côn trụ cấp 3

1

LờI NóI đầU
Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là nội dung không
thể thiếu trong chơng trình đào tạo kỹ s cơ khí. Đồ án môn học
Chi Tiết Máy là môn học giúp cho sinh viên có thể hệ thống hoá lại
các kiến thức của các môn học nh : Chi tiết máy, Sức bền vật
liệu, Dung sai, Chế tạo phôi, Vẽ kỹ thuật ... đồng thời giúp sinh
viên làm quen dần với công việc thiết kế và làm đồ án chuẩn bị
cho việc thiết kế đồ án tốt nghiệp sau này.
Hộp giảm tốc là cơ cấu truyền động bằng ăn khớp trực
tiếp, có tỷ số truyền không đổi và đợc dùng để giảm vận tốc
góc, tăng mô men xoắn. Với chức năng nh vậy, ngày nay hộp
giảm tốc đợc sử dụng rộng rãi trong các ngành cơ khí, luyện kim,
hoá chất, trong công nghiệp đóng tàu Trong giới hạn của môn
học em đợc giao nhiệm vụ thiết kế hộp giảm tốc côn - trụ hai cấp
.
Trong quá trình làm đồ án đợc sự giúp đỡ tận tình của các
thầy trong bộ môn, đặc biệt là thầy Trn Ngc Nhun, em đã hoàn
thành song đồ án môn học của mình. Do đây là đồ án đầu
tiên của khoá học và với trình độ và thời gian có hạn nên trong
quá trình thiết kế không thể tránh khỏi những sai sót xảy ra, em
rất mong nhận đợc sự góp ý của các thầy trong bộ môn để em
thêm hiểu biết hơn về hộp giảm rốc côn - trụ cũng nh các kiến
thức về thiết kế các bộ hộp giảm tốc khác.
Em xin chân thành cảm ơn!

Nhúm 9
thiết kế
(Lớp
58KTCK-2)

Nhúm 9 58KTCK2


2

Nhóm 9 – 58KTCK2


3
TRƯỜNG ĐH NHA TRANG
Khoa Cơ khí – Bộ môn Chế tạo máy
THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY
Đề số 09. Thiết kế hệ truyền dẫn cơ khí của hệ thống băng tải
Theo sơ đồ động sau:
CÁC SỐ LIỆU CHO TRƯỚC:
Lực vòng định mức trên tang

P = 10 (kN)

Vận tốc vòng băng tải

v = 0,8 (m/s)

Đường kính tang

D = 400 (mm)

Thời gian làm việc 10 năm x 200 ngày x 2 ca x 4 giờ.
Tính chât tải trọng

Động

Điều kiện làm việc: Tĩnh tại với mạng điện công nghiệp 220c/380v
PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN – PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
I.

Xác định công suất của động cơ:

1. Công suất trên trục tang:
Do tính chất tải trọng không thay đổi
Ta có:
P.v 10000.0,8

8
1000
Pt = 1000
(kW)

2. Công suất của động cơ:
Xác định theo công thức:
Pt .
Pct = 

Nhóm 9 – 58KTCK2


4
Trong đó  là hiệu suất chung của hệ thống truyền động
 = ol5 .đ.br2.kn.brc

Ta có:
Trong đó:
ol = 0,99 Hiệu suất cặp ổ lăn
đ = 0,96 Hiệu suất bộ truyền đai
br = 0,97 Hiệu suất cặp bánh răng

brc = 0,96 Hiệu suất cặp bánh răng côn
kn = 1 Hiệu suất của khớp nối
  = 0,995.0,96.0,972.1.0,96= 0,82
8
 Pct = 0,82 = 9,75 (kW)

II.

Xác định tốc độ động cơ:

1.Tốc độ làm việc của trục tang:
Xác định theo công thức:
60000.v 60000.0,8

 38, 21

.
D
3,14.400
nlv =
(vòng/phút)

2.Tốc độ yêu cầu của động cơ:

Là tốc độ quay của động cơ nđc= nlv.iht
Với iht là số truyền chung của hệ thống
Tỉ số truyền trung bình của đai thang uđ= 2 - 6
Hợp giảm tốc côn trụ cấp 3 với tỉ số truyền trong khoảng uh= 28,3 –
182

Nhóm 9 – 58KTCK2


5
Chọn tỉ số truyền sơ bộ
uđ= 2,5 và uh= 28,5
 iht = uđ. uh= 2,5.28,5 =71,25
Vậy vận tốc quay sơ bộ của động cơ là nđc= 38,21.71,25=2722,46
(vòng/phút)
3.Chọn động cơ điện:
Ta chọn động cơ điện mang số hiệu DK 62-2 có các thông số kỹ thuật tra bảng
P1.2:
Công suất: 10 kW
Vận tốc quay: 2930 vòng/phút
Hệ số cosφ=0,89
Mômen bánh đà của roto GD2 =0,41 kg/m2
Khối lượng 170 kg
4. Kiểm tra động cơ:
Theo điều kiện
A B
tkd = Tmm  Tdm

Trong đó :
tkd : thời gian khởi động của động cơ

Tmm : momen mở máy của động cơ
Tdm : momen định mức của động cơ
Tmm = .Tđm = . = = 42372 (N.mm)
Trong đó : là hệ số momen mở máy và được tra theo tiêu chuẩn.

Nhóm 9 – 58KTCK2


6
Pđm là công suất định mức của động cơ
nđm là số vòng quay định mức của động cơ
Ta có:

Tđm = = = 32593,84 (N.mm)
A = = = 25,97
B = = = 19,7

 tkd = = 4,6. (s)
Thõa điều kiện thời gian khởi động từ 3- 5 (s)
Kiểm tra momen mở máy ( Tmm)
Điều kiện : Tmm > Tc (momen ban đầu).
Tc = Tt + Tđ (Tt ,Tđ lần lượt là momen tĩnh, động)
Tt = Pmax . = = 2000 (Nmm)
Tđ = ().
= (). = 4275,48 (Nmm)
 Tc = 2000 + 4275,48 = 6275,48 (Nmm) < Tmm = 42372 (Nmm)

III.

Phân phối tỉ số truyền:

Tỉ số truyền chung u= nđc/nlv = = 76,68
Chọn tỉ số truyền động đai uđ =2,5 => uh= 76,68/2,5= 30,67
Theo tiêu chuẩn kích thước nhỏ gọn chọn uh = 30
Ta có:

u1 = 0,4643uh0,609 = 0,4643.300,609 = 3,68 (cấp nhanh)
u2 = 1,205uh0,262 = 1,205.300,262 = 2,93 (cấp trung gian)
u3 = uh/(u1.u2) = 30/(3,68.2,93) = 2,78 (cấp chậm)

Nhóm 9 – 58KTCK2


7
Tính lại giá trị uđ = ut/uh = 76,68/30 = 2,55
Kết luận : uh = 30 ; uđ = 2,55 ; u1 = 3,68 ; u2 = 2,93 ; u3 = 2,78
IV.

Các thông số trên trục hệ dẫn động:

1. Công suất trên các trục:
Plv = 8 kW
P4= Plv/kn.ol2 = 8/(1.0,992) = 8,16 kW
P3= P4/br.ol = 8,16/(0,97.0,99) = 8,49 kW
P2= P3/br.ol .bc= 8,49/(0,97.0,99.0,96) = 9,2 kW
P1= P2/đ.ol= 9,2/(0,99.0,96) = 9,68 kW
2. Số vòng quay trên các trục:
nđc = 2930(vg/phút)
n1 = nđc/uđ = 2930/2,55 = 1149,01(vg/phút)
n2 = n1 /u1 = 1149,01/3,68 = 312,23(vg/phút)

n3 = n2 /u2 = 312,23/2,93 = 106,56(vg/phút)
n4 = n3 /u3 = 106,56/2,78 = 38,33 (vg/phút)
3. Momem trên các trục:
T1 = 9,55. 106. P1/n1 = 9,55. 106. ( 9,68/1149,01) = 80455,34 (Nmm)
T2 = 9,55. 106. P2/n2 = 9,55. 106. (9,2/312,23) = 281395,12 (Nmm)
T3 = 9,55. 106. P3/n3 = 9,55. 106. ( 8,49/106,56) = 760881,19 (Nmm)
T4 = 9,55. 106. P4/n4 = 9,55. 106. ( 8,16/38,33) = 2033081,13 (Nmm)
Tđc = 9,55. 106. Pđc/nđc = 9,55. 106. ( 10/2930) = 32593,85 (Nmm)

Nhóm 9 – 58KTCK2


8
Trục
Thông số
P (kW)

Động cơ

1

2

3

4

Trục ct

10

9,68

9,2

8,49

8,16

8

u

2,55

n (vg/phút)
T (Nmm)

2930

3,68

1149,01

32593,85 80455,34

2,93

2,78

Khớp

312,23

106,56

38,33

38,21

281395,12

760881,19

2033081,13

1999476,57

PHẦN 2: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐỘNG
I.

Thiết kế truyền động đai:

1. Chọn loại đai và tiết diện đai:
Sử dụng đai thường theo hình 4.1 ta chọn đai loại ƃ với
Pđc =10 kW, nđc =2930 (v/p), bảng thông số:

Loại
đai

Kí
hiệu

Đai
hình
thang
thường

ƃ

Kích thước tiết diện,
mm
bt

b

h

y0

Diện
tích tiết
diện A,
mm2

1
4

1
7

10,
5

4,0

138

Đường kính
bánh đai nhỏ
d1, mm

Chiều dài
giới hạn
l, mm

140 - 280

800-6300

2. Xác định các thông số của bộ truyền đai:
Theo bảng 4.21 ta chọn được đường kính bánh đai nhỏ d1=140 mm
Kiểm tra vận tốc đai:
Nhóm 9 – 58KTCK2


9
v = πd1.n1/60000 =3,14.140.2930/60000 =21,46 (m/s) < vmax =25 (m/s) thõa
điều kiện
Chọn đường kính bánh đai lớn là theo công thức 4.2 ta chọn:

d2= d1.uđ/(1 - ℇ)= 140.2,55/(1 – 0,01) =360,6 mm
Trong đó: uđ = 2,55 tỷ số truyền trong bộ truyền đai
d1 đường kính bánh đai chủ động
ℇ = 0,01 hệ số trượt
Theo bảng 4.21 chọn đường kính tiêu chuẩn d2= 355 mm
Vậy tỷ số truyền thực tế:
uđtt= = = 2,56
Sai số tỷ số truyền là:
∆u =. 100% = . 100%= 0.2% ≤ 4%
Theo bảng 4.14 chọn khoảng cách trục theo tỷ số truyền uđ và đường kính d2
ta được
asb = 1,1.355= 390,5 mm
Kiểm tra điều kiện của asb
0,55(d1 + d2) + h ≤ a ≤ 2(d1 + d2)
0,55(d1 + d2) + h = 0,55(140 + 355) + 10,5 = 282,75 mm
2(d1 + d2) = 2(140 + 355) = 990 mm => Thõa điều kiện.
Chiều dài đai
l = 2a + 0,5π(d1 + d2) + (d1 + d2)2/4a
= 2.390,5 + 0,5π(140+355) + (355-140)2/4.390,5 =1587,74 mm
Tra bảng 4.13 chọn chiều dài tiêu chuẩn l=1600 mm
i = 21,46/1,6=13,4 ≤ imax =15 (m/s) => Thõa điều kiện
Tính khoảng cách trục a theo chiều dài tiêu chuẩn l =1600 mm
Theo 4.6, ta tính:
a = (λ +/4 với λ=1600 – 0,5.3,14(140+355) =822,85 mm
=(d2 – d1)/2 = (355-140)/2 =107,5 mm, do đó a=397 mm
Theo 4.7 góc ôm
α1 = 180o – (d2 – d1)57o/a = 180o –(355 -140)57o/397 = 149o > αmin=120o
3. Xác định số đai:
Nhóm 9 – 58KTCK2

10
Theo cụng thc 4.16
z = P1K/([P0]CClCuCz)
Theo bng 4.7 ta cú K= 1,35 ( s ca lm vic l 2)
Vi 1= 149o => C= 1- 0,0025(180o-1) = 0,92
Vi l/l0= 1600/2240= 0,71 => C1= 0,91 theo bng 4.16
Theo bng 4.17, vi u= 2,55 => Cu=1,138
Theo bng 4.19, [P0]= 3,44 (v= 21,46 m/s , d1=140 mm)
P1/[P0]= 10/3,44 =2,9 do ú Cz= 0,95
Do ú
z = 10.1,35/(3,44.0,92.0.91.1,138.0,95)= 4,3
Ly z= 5
Chiu rng bỏnh ai, theo cụng thc 4.17 v bng 4.21, B= (z -1)t +2e = (5
-1).19 +2.12,5 = 101 mm
ng kớnh ngoi ca bỏnh ai da = d + 2h0= 140 +2.4,2= 148,4 mm
4. Xỏc nh lc cng ban u v lc tỏc dng lờn trc:
Theo 4.19 F0 =780P1K/(vCz) + Fv
Trong ú Fv =qm.v2 (nh kỡ iu chnh lc cng) vi qm=0,178 kg/m (bng
4.22) => Fv= 0,178.21,462 =81,97 N, do ú
F0 = 780.10.1,35/(21,46.0,92.5) + 81,97 = 188,6 N
Theo 4.21 lc tỏc dng lờn trc
Fr= 2F0zsin(1/2)=2.188,6.5.sin(149/2)=1817 N
II.
Thit k b truyn trong hp gim tc:
A. Tớnh b truyn cp nhanh:
(Bộ truyền bánh răng côn)
1.Chọn vật liệu:
Ta chon vật liệu cho cặp bánh côn răng thẳng nh sau:
+ Bánh nhỏ : Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn bề mặt HB

=241285,
có =850(MPa); =580(MPa)
+ Bánh lớn : Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn bề mặt
HB=192240,
có =750(MPa); 450(MPa)
Nhúm 9 58KTCK2


11
2.Xác định ứng suất cho phép :
Tính sơ bộ ứng suât uốn và ứng suất tiếp xúc cho phép
theo các công thức
(6.1a) và (6.1b) ta có:
=
=
Trong đó :
+ ; :lần lợt là ứng suất uốn và ứng suất tiếp xúc cho phép
ứng với số chu kỳ cơ sở, trị số của chúng đơc tra ở bảng 6.2
+ s; s :Lần lợt là hệ số an toàn khi tính về uốn và tiếp xúc tra
ở bảng 6.2.
Theo bảng 6.2 ta có:
=1,8.HB

;

= 2.HB + 70

;

s=1,75

s=1,1

Chọn độ rắn bánh nhỏ : HB=270
độ rắn bánh lớn : HB=255
Khi đó
=2.270+70=610(MPa)
=1,8.270=486(MPa)
=2.255+70=580(MPa)
=1,8.255=459(MPa)
+k:Hệ số xét đến ảnh hởng đặt tải ,lấy k=1(tải trong đặt
một phía)
+k;k:Hệ số tuổi thọ, đợc xách định theo công thức (6.3) và
(6.4).
k=
Nhúm 9 58KTCK2

;

k=


12
ở đây:
m ; m: Bậc của đờng cong mỏi khi thử về tiếp xúc và uốn
với HB <350 lấy
N;N:Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn và
tiếp xúc
có N=4.10 với tất cả các loại thép
N=30.H
N;N:số chu kỳ thay đổi ứng suất tơng ng

Vì bộ truyền làm việc ở chế độ tải tnh nờn:
N = N=60.c.

n.t



Với c, n vt là số lần ăn khớp trong một vòng quay của bỏnh răng,
số vòng quay và thời gian làm việc ca bỏnh rng.
Ta có:
N = N= 60.1.312,23.10.200.8 =3.10>N>N
k= k=1

N = N= u.N= 3,68.3.10=1,1.10>N>N
k Hl = k =1
1

Nh vậy:
+=(MPa)
+=(MPa)
Với bánh côn răng thẳng ta có:
=min(;)= 527,3(MPa)
+==277,7(MPa)
459.1.1
262,3
1,
75
+=
(MPa)

Nhúm 9 58KTCK2


13
- ng suất quá tải cho phép, theo các công thức (6.13) và
(6.14) ta có:
+Hmax =2,8.ch=2,8.450=1260(MPa)
+F1max =0,8. ch=0,8.580=464(MPa)
+F2max =0,8.ch=0,8.450=360(MPa)

3.Xách định chiều dài côn ngoài:
Theo công thức (6.52a) ta có
Re= kR.

u 2 1. 3 T1 .k H / [(1 kbe ).kbe .u.[ H ]2 ]

Trong đó :
+Kr=0,5.kd : Hệ số phụ thuộc vao vật liệu bánh răng và loại
răng,với truyền động bánh côn răng thẳng bằng thép
kd=100(MPa)1/3
kr=0,5.100=50(MPa)1/3
+u: Tỉ số truyền cấp nhanh của hộp giảm tốc, u=3,68
+T1:Mômen xoắn trên trục dẫn (T1=80455,34 N.mm)
+kbe:Hệ số chiều rộng vành răng, lấy kbe=b/Re=0,25
+kH:hệ số kể đến sự phân bố tải trọng không đều trên
chiều rộng vành răng
(tra bảng 6.21) với
kbe .u
0, 25.3, 68

0,53
2 kbe
2 0, 25
và trục lắp trên ổ đũa

V trc bỏnh cụn lp trờn a, s I, HB<350 tra c KH = 1,13
KF = 1,25
2
2
3
Re= 50. 3, 68 1. 80455,34.1,13 / [(1 0, 25).0, 25.3, 68.527,3 148, 65 (mm)

Nhúm 9 58KTCK2


14
4.Xác định các thông số ăn khớp :
Đờng kính chia ngoài của của bánh côn chủ động đợc xác
đinh theo công
thức (6.52b):
de1=

kd . 3 T1.k H / [(1 kbe ).kbe .u.[ H ]2 ]

2.Re
u 1
2

2.148, 65
3, 682 1

77,96

(mm)

Tra bảng 6.22 ta đợc z1p=18
với HB <350z1=1,6.z1p=1,6.18=28,8
Chn z1 = 29 rng.
Đờng kính trung bình và môdul trung bình của bánh côn nhỏ
+dm1= (1- 0,5.kbe).de1= (1- 0,5.0,25).77,96 = 68,215 (mm)
+mtm= dm1/z1 = 68,215/29= 2,35(mm)
Môđul vòng ngoài đợc xác định theo công thức (6.561):
2,35
2, 68
1

0,
5.0,
25
mte= mtm/(1- 0,5.kbe) =
(mm)

Theo bảng 6.81 lấy giá trị tiêu chuẩn mte=3(mm) do đó:
mtm= mte.(1- 0,5.kbe) = 3.(1 0,5.0, 25) 2, 625 (mm)
68, 215
25,98
2,625
z1 = dm1/mtm =

lấy z1=26(răng)

z2= u1.z1 = 3,68.26 = 95,68 lấy z2 = 96 (răng)
Do đó tỉ số truyền thực tế u1=z2/z1=96/26=3,69
Góc côn chia :
1=arctg(z1/z2) =arctg(26/96) =15,15 =150914
2=90-1 =90-15,15 =73,2 =74051
Theo bảng 6.20 với z1= 26 ta chọn hệ số dịch chỉnh đều
x1= 0,37
Nhúm 9 58KTCK2

;

x2= - 0,37


15
Đờng kính trung bình của bánh nhỏ
dm1= z1.mtm= 26.2,625 = 68,25(mm)
Chiều dài côn ngoài .
R e=

0,5.mte z12 z22 0,5.3. 262 962 149,18

(mm)

5.Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
Theo công thức 6.85 ta có:

H =

ZM ZH Ze

2T1.K H . u12 +1
0,85.bd 2m1u

H

Trong đó.
+zm:hệ số kể đến cơ tính vật liệu của bánh răng, theo bảng
6.5 ta có
zm= 274 (MPA)1/3
+z: hệ số kể đến sự trùng khớp của răng ,đực xác định
theo công thức
z =
ở đây:
:Hệ số trùng khớp ngang, đợc tính theo công thức
= 1,88- 3,2.(1/z1+1/z2).cosm

(với m= 0)

=1,88-3,2.(1/26+1/96).cos(0) =1,723
4 1, 723
0,871
3
z=

+zH: Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc,theo bảng
6.12 ta có zH=1,76
+T1:Mômen xoắn trên trục dẫn ,T1= 80455,34 (N.mm)

+kH:Hệ số tải trọng khi tính toán về tiếp xúc, đợc xác định
theo công thức 6.61
Nhúm 9 58KTCK2


16
kH =kH.kH.kHV
ở đây:
kH:Hệ số kể đến sự phân bố tải trọng không đều trên
chiều rộng
vành răng, kH=1,13
kH:Hệ số kể đến sự tập chung tải trọng không đều trên
giữa các răng
lấy kH=1
kHV:Hệ số xét đến ảnh hởng của tải trọng động, tính
theo công thức (6.63)
1+

kHV =

vH bd m1
2T1K Hb K Ha

Trong đó:
H = H.g0.v.
với

.d m1.n 3,14.68, 215.1149, 01

4,1

60000
v = 60000
(m/s)

H:Trị số kể đến ảnh hởng của sai số ăn
khớp ,theo bảng
6.15 với dạng răng thẳng thì H=0,006
g0 :Hệ số kể đến ảnh hởng của sai lệch bớc
răng ,theo bảng
6.16 với cấp chính xác mức làm việc êm
là 7 thì g0 = 47
68, 215.(3, 69 1)
3, 69
H= 0,006.47.4,1.

b: chiều rộng vành răng, b =
kbe.Re=0,25.148,65= 37,16

Nhúm 9 58KTCK2

= 9,31


17

Vậy kHV =

1+

9,31.37,16.68, 215

= 1,13
2.80455,34.1,13.1

Do đó

kH = 1.1,13.1,13 = 1,28

Với các trị số vừa tìm đợc ta có:
274.0,871.1, 76

H =

2.80455,34.1, 28. 3, 69 2 1
506,1
0,85.37,16.68, 2152.3, 69

(MPa)

H = Hsb.zR.zv.kxH

Theo bảng 6.1 thì
Trong đó:

zv: Hệ số kể đến ảnh hởng của vận tốc vòng,
với v = 4,1(m/s)

zv=1

zR: Hệ số xét đến độ nhám bề mặt, với
Ra=2,51,25

zR= 0,95
kxH: Hệ số xét đến ảnh hởng của kích thớc bánh
răng,
với d a <700(mm)

kxH = 1

H = 527,3.0,95.1.1=500,9(MPa)
Ta thấy H>H, tuy nhiên với giá trị không đáng kể. Để khắc
phục ta tăng chiều rông vành răng b.
Ta lấy b = b(H/H)2=37,16.(506,1/500,9)2= 37,9(mm)
Lấy b= 40 (mm)
* Tính lại H với
kHV=

1+

9,31.40.68, 215
= 1,14
2.80455,34.1,13.1

kH=1,14.1,13.1=1,29

Nhúm 9 58KTCK2


18

Nên

H =

274.0,871.1, 76

2.80455,34.1, 29. 3, 69 2 1
489, 7
0,85.40.68, 2152.3, 69

Vậy điều kiện bền tiếp xúc đợc đảm bảo.
6.Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
Theo công thức (6.65) ta có
F1= 2.T1.kF.Y.Y.YF/(0,85.b.mtm.dm1)
Trong đó:
+kF: Hệ số tải trọng khi tính toán về uốn, đợc tính theo công
thức (6.71)
kF=kF.kF.kFv
Với kF: Hệ số xét đến tập chung tải trọng không đều trên
chiều rộng
vành răng ,theo bảng 6.21 ta đợc kF=1,30
kF: Hệ số xét đến tập chung tải trọng không đều
giữa các răng, kF=1
kFv: Hệ số xét đến ảnh hởng của tải trọng động, xác
định theo công
thức.
kFv=1+F.b.dm1/(2.T1.kF.kF)
với .F=F.g0.v.
theo bảng (6.15) và (6.16) ta có:
F = 0,016

; g0 = 47

68, 215.(3, 69 1)
3, 69
F = 0,016.47.4,1.
=28,7
28, 7.40.68, 215
= 1,37
2.80455,34.1,3.1
kFv=1+

Nhúm 9 58KTCK2


19
Vậy kF = 1,3.1.1,37=1,781
+Y =1/=1/1,723=0,58
+Y=1-/140 = 1
+ Với zv1=z1/cos(1) = 26/ cos(15,15) =26,93
zv2=z2/cos(2) = 96/cos(74,85) = 367,32
x1= 0,37

;

x2=-0,37

Tra bảng 6.18 ta đợc:
YF1 = 3,55 ;
Vậy F1

YF2 = 3,63

2.80455,34.1, 781.0,58.1.3,55
98,59
0,85.40.2,625.68, 215
=
(MPa)

F2 = F1.(YF2/YF1) = 98,59.(3,63/3,55) = 100,78 (MPa)
Ta thấy
Vậy điều kiện bền uốn của cặp bánh răng côn đợc
đảm bảo
7.Kiểm nghiệm răng về độ bền quá tải.
Theo công thức (6.48) ta có:
Hmax= H. Hmax
với H =489,5(MPa)
kqt

Tmax
2,5
= T

Hmax = 489,5. 2, 5 = 773,96(MPa) Theo công thức 6.49 ta có:
Fmax= F .kqt Fmax
Fmax1=F1.kqt= 98,59.2,5 = 246,47(MPA) < F1max
Fmax2=F2.kqt= 100,78.2,5 = 251,95(MPA) < F2max
Nhúm 9 58KTCK2

20
Vậy độ bền quá tải của răng đợc thỏa mãn.
8.Cỏc thụng s v kớch thc ca b truyn bỏnh rng cụn:
Chiều dài côn ngoài

R e = 148,56 (mm)

Modul vòng ngoài

m te= 3 (mm)

Chiều rộng vành răng
Tỉ số truyền

b w = 40 (mm)
u 1= 3,69

Góc nghiêng của răng

= 00

Số răng của các bánh răng

z 1 = 26 ; z2 = 96

Hệ số dịch chỉnh chiều cao răng

x1= 0,37 ; x2=- 0,37

*Theo các công thức trong bảng 6.19 ta đợc:

Đờng kính chia ngoài : de
de1= mte.z1 = 3.26 = 79(mm)
de2= mte.z2 = 3.96 = 288(mm)
Góc côn chia :
1= 150914 ; 2 = 74051
Chiều cao răng ngoài : he
he = 2.hte.mte + c = 2.1.3+0,2.3 =6,6 (mm)
Chiều cao đầu răng ngoài : hae
hae1= (hte + xn1.cos).mte
= (1+0,37.1).3 = 4,11 (mm)
hae2= 2.hte.mte - hae1= 2.3- 4,11 = 1,89 (mm)
Chiều cao chân răng ngoài :hfe
hfe1=he- hae1=6,6- 4,11 = 2,49 (mm)
hfe2= he- hae2 = 6,6 -1,89 = 4,71 (mm)
Đờng kính đỉnh răng ngoài : dae
Nhúm 9 58KTCK2


21
dae1 = de1 + 2.hae1.cos1= 79 + 2.4,11.cos(15,15) =
86,93 (mm)
dae2 = de2 + 2.hae2.cos2= 288+ 2.1,89.cos(74,85) =
288,98 (mm)

B.Tính toán cho bộ truyền cấp trung gian:
(Bộ truyền bánh trụ răng nghiêng)
1.Chọn vật liệu:
Ta chon vật liệu cho cặp bánh trụ răng nghiêng nh sau
+ Bánh nhỏ : Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn bề mặt HB
=241285,

có =850(MPA); =580(MPa)
+ Bánh lớn : Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn bề mặt
HB=192240,
có =750(MPA); 450(MPa)
2.Xác định ứng suất cho phép :
Tính sơ bộ ứng suât uốn và ứng suất tiếp xúc cho phép
theo các công thức
(6.1a) và (6.1b) ta có:
=
=
Trong đó :
+ ; :Lần lợt là ứng suất uốn và ứng suất tiếp xúc cho phép
ứng

Nhúm 9 58KTCK2


22
với số chu kỳ cơ sở, trị số của chúng đợc tra ở bảng 6.2.
+ s ;s :lần lợt là hệ số an toàn khi tính về uốn và tiếp xúc tra ở
bảng
6.2.
Theo bảng 6.21 ta có:
=1,8.HB

s=1,75

= 2.HB + 70

s=1,1

Chọn độ rắn bánh nhỏ : HB=260
độ rắn bánh lớn : HB=250
Khi đó:
=2.260+70 = 590(MPa)
=1,8.260=468(MPa)
=2.250+70=570(MPa)
=1,8.250=450(MPa)
+k:Hệ số xét đến ảnh hởng đặt tải ,lấy k=1(tải trong đặt
một phía)
+k;k:Hệ số tuổi thọ, đợc xách định theo công thức (6.3) và
(6.4)
k=

;

k=

ở đây:
m ; m: Bậc của đờng cong mỏi khi thử về tiếp xúc và uốn
với HB <350 lấy
N;N:Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn và tiếp
xúc có.
N=4.10 với tất cả các loại thép
N=30.H
Nhúm 9 58KTCK2


23
N;N:Số chu kỳ thay đổi ứng suất tơng đơng.

Vì bộ truyền làm việc ở chế độ tải tnh nờn:
N = N=60.c.

n.t



với c, n vt là số lần ăn khớp trong một vòng quay của bỏnh
răng, số vòng quay và thời gian làm việc ca bỏnh rng.
Ta có:
N = N= 60.106,56.10.200.8=1,02.10>N>N
k= k=1
8

N = N= u 2 .N= 2,93.1,84.10=2,98.10 >N>N
k Hl = k =1
1

Nh vậy:
+=(MPa)
+=(MPa)
Với bánh trụ răng nghiêng theo công thức (6.12) ta có:
+ = (1/2).(+)=(MPa)
ta thấy H<1,25H2
+==277,7(PMa)
+=(MPa)
- ng suất quá tải cho phép ,theo các công thức (6.10) và
(6.11) ta có
+Hmax =2,8.ch=2,8.450=1260(MPa)
+F1max =0,8. ch=0,8.580=464(MPa)

+F2max =0,8.ch=0,8.450=360(MPa)
3. Xác định các thông số cơ bản của bộ truyền :

Nhúm 9 58KTCK2


24
Xác định sơ bộ khoảng cách trục theo công thức (6.15a1)
3

T2 .k H


aw = ka.(u2 + 1). H

2

.u2 . ba

Trong đó:
+ka:Hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bỏnh răng và loại
răng.
Theo bảng 6.5 ta đợc ka= 43 (MPa)1/3
+T2:Mômen xoắn trên trục hai của hộp giảm
tốc,T2=281395,12 (N.mm)
+H:ứng suất tiếp xúc cho phép ,H=527,27(MPa)1/3
+ba= 0,3(tra theo bảng 6.6)
+kH:Hệ số kể đến sự phân bố tải trọng không điều trên
chiều rộng vành
răng khi tải về tiếp xúc.

Theo bảng 6.7 với bd= 0,53.ba.(u+1) = 0,62
ta đợc kH=1,07
aw=

43.(2,93 1). 3

281395,12.1, 07
181,16
527, 27 2.2,93.0,3
(mm)

lấy aw=207 (mm)
4. Xác định các thông số ăn khớp:
Theo công thức (6.17) ta có:
m = (0,010,02).aw = (0,010,02).207 = 2,074,14 (mm)
Theo bảng 6.8 chọn môdul pháp m = 4
Chọn sơ bộ = 100, do đó cos = 0,9848, theo công thức
(6.19) ta xác định đợc số răng bánh nhỏ
z1= 2.aw.cos/m.(u+1) = 2.207.0,9848/4.(2.93+1)
Nhúm 9 58KTCK2


25
=25,9

lấy z 1=26 răng

Số răng bánh lớn đợc xách định theo công thức (6.20)
z2=u2.z1 =2,93.26 = 76,18 lấy z2 = 77răng
Do đó tỉ số truyền thực là u2 = z2/z1 = 77/26 = 2,96

cos = m.(z1+z2)/(2.aw) =4.(26+77)/(2.207) = 0,995
= 5,73 = 504355
Theo công thức (6.18) ta tính lại khoảng cánh trục:
aw = m.zt/(2.cos) = m.(z1+z2)/(2.cos)
= 4.(26 + 77)/(2.0,995) =207 (mm)
Ta sử dụng răng không dịch chỉnh x1 = x2 = 0 ;
Góc ăn khớp tw= t = arctg(tg/cos) = arctg(tg20/0,955)=
20,86 = 2005146
5. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:
Theo công thức (6.33) ,ứng suất tiếp xúc trên bề mặt làm việc
của răng là
2
H = zM.zH.z. 2.T2 .k H .(u 1) / (bw .u.d w1 )

Trong đó :
+ zM: Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của cặp bánh răng ăn
khớp, theo bảng
6.5 ta đợc zM = 274 (MPa)1/3
+ zH : Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc, theo công
thức (6.34)
Ta có
zH =
đây:
b:góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở
Nhúm 9 58KTCK2