hộp giảm tốc 2 cấp đồng trục

GVHD:Phạm Thanh Tuấn

Đồ Án Chi Tiết Máy

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 : CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN

LỜI NÓI ĐẦU
Thiết kế và phát triển những hệ thống truyền động là vấn đề cốt lõi trong cơ khí. Mặt
khác, một nền công nghiệp phát triển không thể thiếu một nền cơ khí hiện đại. Vì vậy,
việc thiết kế và cải tiến những hệ thống truyền động là công việc rất quan trọng trong
công cuộc hiện đại hoá đất nước.
Trong cuộc sống ta có thể bắt gặp hệ thống truyền động ở khắp nơi, có thể nói nó đóng
một vai trò quan trọng trong cuộc sống cũng như sản xuất. Đối với các hệ thống truyền
động thường gặp thì hộp giảm tốc là một bộ phận không thể thiếu.
Môn học chi tiết máy đóng vai trò rất quan trọng trong chương trình đào tạo kỹ sư và cán
bộ kỹ thuật về nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý làm việc và phương pháp tính toán thiết kế
các chi tiết, các thiết bị phục vụ cho các máy móc ngành công - nông nghiệp và giao
thông vận tải...
Đồ án thiết kế máy giúp ta tìm hiểu và thiết kế hộp giảm tốc, qua đó ta có thể củng cố lại
các kiến thức đã học trong các môn học như Nguyên lý máy, Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật…,
và giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan về việc thiết kế cơ khí. Hộp giảm tốc là một trong
những bộ phận điển hình mà công việc thiết kế giúp chúng ta làm quen với các chi tiết cơ
bản như bánh răng, ổ lăn,… Thêm vào đó, trong quá trình thực hiện các sinh viên có thể
bổ sung và hoàn thiện kỹ năng vẽ AutoCad, điều rất cần thiết với một sinh viên cơ khí.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô khoa cơ khí, đặc biệt là thầy giáo Đặng Văn Ánh
đã hướng dẫn tận tình và cho em nhiều ý kiến quý báu cho việc hoàn thành đồ án môn
học này...

Sinh Viên Thực Hiện:

Nhóm 13

1


GVHD:Phạm Thanh Tuấn

Đồ Án Chi Tiết Máy

Nhận xét của giáo viên

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

.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
Nhóm 13

2


GVHD:Phạm Thanh Tuấn

Đồ Án Chi Tiết Máy

.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
TPHCM. Ngày……tháng…...năm 2018
Giáo viên hướng dẫn

Nhóm 13

3

GVHD:Phạm Thanh Tuấn

Đồ Án Chi Tiết Máy

CHƯƠNG 1 : CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
1.1 Chọn động cơ
1.1.1 Hiệu suất chung của hệ thống truyền động

-

Tra bảng 2.3 trang 19-Tính toán hệ thống dẫn động cơ khí, tập 1- Trịnh Chất-Lê
Văn Uyển
ηch =ηkn.ηđ.ηbr2.ηol4 = 0,99.0,96.0,982.0,9954 = 0,8946
Trong đó:
Hiệu suất khớp nối : ηkn = 0,99
Hiệu suất dây đai: ηđ = 0,96
Hiệu suất một cặp bánh răng trụ (che kín): ηbr = 0,98
Hiệu suất 1 cặp ổ lăn : ηol = 0,995

1.1.2 Công suất tính toán

Nhóm 13

4


GVHD:Phạm Thanh Tuấn
-

Đồ Án Chi Tiết Máy

Do hộp giảm tốc có tải trọng thay đổi theo bậc, cho nên công suất tính toán sẽ là:

1.1.3 Công suất cần thiết của động cơ
Pct ≥

Ptd 3,3159
=
= 3, 706
ηch 0,8946

(KW)

1.1.4 Số vòng quay cần thiết cho động cơ
Tra bảng 2.4 trang 29[1]
-

Tỉ số truyền bánh răng trụ giảm tốc 2 cấp: uhs = ( 8 ÷ 40 )
Tỉ số truyền động đai thang: uđ = ( 2 ÷ 5 )
Tính nlv của động cơ:
nlv =

60000.v 60000.0,95
=
= 34,54
z. p
15.110

(vòng/phút)

- Tỉ số truyền chung:
uch = uhs. uđ = ( 8 ÷ 40 ). ( 2 ÷ 5 ) = ( 16 ÷ 200 )
- Số vòng quay cần thiết cho động cơ:
nct = uch.nlv = ( 16 ÷ 200 ).34,54 = ( 552,54 ÷ 6908) (vòng/phút)
-

-

chọn sơ bộ động cơ 2p=6
60. f 60.50
nđb =
=
= 1000
p
3
Chọn
(vòng/phút)

- Chọn động cơ:
Tra bảng p1.3 trang 237 -Tính toán hệ thống dẫn động cơ khí, tập 1- Trịnh Chất – Lê Văn
Uyển

Động cơ

Công suất

Vận tốc quay

DK52-6
4A112MB6Y3

4,5
4,0

950
950

1,5
2,0

- Chọn động cơ: 4A112MB6Y3

Nhóm 13

TK
Tdn

5

Tmax
Tdn
1,8
2,2

η
82


GVHD:Phạm Thanh Tuấn

Đồ Án Chi Tiết Máy

1.2 Phân hối tỉ số truyền
1.2.1 Tỉ số truyền cơ cấu máy
Theo công thức 3.23 trang 48 - Tính toán hệ thống dẫn động cơ khí, tập 1- Trịnh Chất-Lê
Văn Uyển

uch =

nđc
950
=
= 27,504
nlv 34,54

1.2.2 Tỉ số truyền của các bộ truyền có trong cơ câu hộp giảm tốc 2 cấp
- Vì đây là hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp nên ta chọn uhs = 8
Theo công thức 3.24 trang 48 - Tính toán hệ thống dẫn động cơ khí, tập 1- Trịnh Chất-Lê
Văn Uyển

⇒ uđ =
uch = uđ.uhs

uch 27,504
=
= 3, 438
uhs
8

- Phân phối tỉ số truyền uhs cho từng bộ phận trong hộp giảm tốc

Vì hộp số là hộp giảm tốc cấp đồng trục nên.
u1 = u2 = uh = 8 = 2,828

Công thức 3.14/44 - Tính toán hệ thống dẫn động cơ khí, tập 1- Trịnh Chất-Lê Văn Uyển
-

Tỉ số truyền cấp nhanh u1 = 2.828
Tỉ số truyền cấp chậm u2 = 2,828

- Tính lại uđ theo u1 và u2

uđ =

uch
27,504
=
= 3, 439
u1.u2 2,828.2,828

1.3. Các thông số khác
1.3.1 Số vòng quay
- Trục động cơ: nđc = 950 (vòng/phút)

n1 =
- Trục 1:

Nhóm 13

nđc
950

=
= 276,323
uđ 3, 438

(vòng/phút)

6


GVHD:Phạm Thanh Tuấn

n2 =
- Trục 2:

n3 =
- Trục 3:

Đồ Án Chi Tiết Máy

n1 276,323
=
= 97, 709
u1
2,828

n2 97, 709
=
= 34,550
u2
2,828

(vòng/phút)

(vòng/phút)

1.3.2 Công suất trên các trục
- Trục động cơ: Pđc = 4.0 (KW)

P3 =
- Trục 3:
P2 =

- Trục 2:
P1 =

- Trục 1:

Plv
3, 0459
=
= 3, 092
ηol .η kn 0,995.0,99
P3
3, 092
=
= 3,17
ηol .ηbr 0,995.0,98

P2
3,17

=
= 3, 25
ηol .ηbr 0,995.0,98

(KW)

(KW)

(KW)

1.3.3 Momen xoắn trên các trục

T = 9,55.106.
- Trục đông cơ:

T1 = 9,55.106.
- Trục 1:

T2 = 9,55.106.
-Trục 2:

T3 = 9,55.106.
-Trục 3:

Pđc
nđc

= 9,55.106 .

4

= 40210,526
950
(N.mm)

P1
3, 25
= 9,55.106 .
= 112323, 259
n1
276,323

P2
3,17
= 9,55.106 .
= 309803, 28
n2
97, 709
P3
3, 092
= 9,55.10 6 .
= 854662,807
n3
34,55

(N.mm)

(N.mm)

(N.mm)

1.4. Bảng tổng kết số liệu tính được
Trục

Nhóm 13

Động cơ

1

2

7

3


GVHD:Phạm Thanh Tuấn

Đồ Án Chi Tiết Máy

Thông số
Tỉ số truyền
Số vòng quay n
(vòng/phút)
Momen (N.mm)

Công suất (KW)

3,438

2,828

2,828

950

276,323

97,709

34,55

40210,526

112323,259

309803,28

854662,807

4,0

3,25

3,17

3,092

CHƯƠNG 2 BỘ TRUYỀN NGOÀI (BỘ TRUYỀN ĐAI)
2.1.Các yêu cầu chọn đai

-

Có thể chuyển động giữa các trục xa nhau, làm việc êm dịu và không ồn nhờ độ
dẻo đai của đai, chuyển động vận tốc lớn, tính chất đàn hồi làm cho cơ cấu không
có sự giao động lớn…
Công suất Pđc = 4,0 KW, số vòng quay nđc = 950 vòng/phút, tỉ số truyền uđ = 3,438
Chọn loại đai thang.

2.2. Tính toán đai
- Số vòng quay nđc = 950 (vòng/phút)
- Công suất Pđc = 4,0 (KW)
Theo hình 4.22 trang 153 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc
- Chọn đai thang thường loại B
Tra bảng 4.3 trang 128 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc
Bt = 14 (mm)

Nhóm 13

8


GVHD:Phạm Thanh Tuấn

Đồ Án Chi Tiết Máy

b = 17 (mm)
h = 10,5 (mm)
y0 = 4 (mm)
A = 138 (mm2)
Dmin = ( 140 ÷280) ( mm )

L = ( 800 ÷6300) ( mm )
- Xác định đường kính bánh đai dẫn
d1 = 1,2 dmin = 1,2.140 = 168 (mm)
Theo tiêu chuẩn trang 152 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc
- Chọn d1 = 180 (mm)
- Kiểm tra vận tốc bánh đai dẫn

v1 =

π .nđc .d1 π .950.180
=
= 8,95
60.1000
60.1000

v1 < 25

m/s

⇒

(m/s)

thoả điều kiện

- Xác định đường kính bánh đai bị dẫn d2
Chọn hệ số tương đối
d2 = d1.ud(1-

ξ

ξ = 0,01

)= 180.3,438(1-0,01) = 612,6516 (mm)

- Chọn theo tiêu chuẩn d2 = 630 (mm)
- Tính lại tỉ số truyền
u'=

d2
630
=
= 3,5353
d1 ( 1 − ξ ) 180 ( 1 − 0, 01)

- Kiểm tra lại
∆u =

u − u'
3, 4380 − 3,5353
=
.100% = 2.83% < 5%
u
3, 438

- Chọn a sơ bộ theo đường kính d2 ( trang 153 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc )
a = d2 =630 (mm)

Nhóm 13

9


GVHD:Phạm Thanh Tuấn

Đồ Án Chi Tiết Máy

- Chiều dài tính toán của đai
π ( d1 + d 2 ) ( d 2 − d1 )
π ( 180 + 630 ) ( 630 − 180 )
L = 2a +
+
= 2.630 +
+
= 2612, 702
2
4a
2
4.630
2

-

2

(mm)

Chọn L theo tiêu chuẩn ( trang 127 –Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc )

L =2800 ( mm)

- Kiểm nghiệm a
2(d1 + d2) ≥ a ≥ 0,55(d1 + d2) + h
⇔
⇔

2(180 + 630) ≥ a ≥ 0,55(180 + 630) + 10,5
1620 ≥ a ≥456 ( thoả )

- Tính chính xác khoảng cách trục

a=

k + k 2 − 8∆ 2
4

k = L−

Với:
d −d
630 − 180
∆= 2 1 =
= 225
2
2

π ( d1 + d 2 )
π ( 180 + 630 )
= 2800 −
= 1527, 655
2

2

(mm)

(mm)

1527,655+ 1527,6552 − 8.2252
⇒a=
= 763, 680
4

(mm)

- Số lần chạy đai trong 1 giây

i=

v 9,123
=
= 3, 655 < imax ( imax = 10 )
L
2

- Góc ôm bánh đai nhỏ
α1 = 1800 − 57.

d 2 − d1
560 − 180
= 1800 − 57.
= 1460 20' ≥ α min = 1200

a
643, 635

( thoả )

- Các hệ số sử dụng ( trang 152 -152 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc )
−α1
−146,20




Cα = 1, 24. 1 − e 110 ÷ = 1, 24. 1 − e 110 ÷ = 0,911





Nhóm 13

10


GVHD:Phạm Thanh Tuấn

Đồ Án Chi Tiết Máy

Theo bảng 4.9 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc
Chọn Cu = 1,14 vì u= 3,180 > 2,5

CL =

6

L 6 2500
=
= 1, 018
L0
2240

Cv = 1 − 0, 05. ( 0, 01.v 2 − 1) = 1 − 0, 05. ( 0, 01.9,1232 − 1) = 1, 008
Theo bảng 4.19/62 – Tính toán hệ thống dẫn động cơ khí, tập 1- Trịnh Chất-Lê Văn Uyển
Chọn [P0] = 4,61
Hệ số xét đến ảnh hưởng số dây đai Cz ta chọn sơ bộ Cz = 1
Theo bảng 4.8/148 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc
Chọn Cr = 0,85
- Tính Z

Z≥

Pđc
7,5
⇔Z≥
= 1, 796
4, 61.0,911.1,14.1, 018.1.0,85.1, 008
[ P0 ] .Cα .Cu .C L .CzCr Cv

⇔ Z ≥ 1, 796 ⇒ Z = 2

( đai )

- Lực căng ban đầu (trang 139 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc)
σ = 1,5
F0 = σ0.A.Z = 1,5.138.2 = 414 ( N )
- Lực căng mỗi dây đai
F0
414
=
= 103,5
2.Z 2.2

(N)

- Lực vòng có ích

Ft =

1000.P1 1000.7,5
=
= 822, 097
v
9,12

(N)

- Lực vòng trên mỗi bánh đai

Ft 822, 097
=
= 411, 048

2
2
Nhóm 13

(N)

11


GVHD:Phạm Thanh Tuấn

Đồ Án Chi Tiết Máy

- Chiều rộng B và đường kính ngoài bánh đai
Tra bảng 4.21/63 – Tính toán hệ thống dẫn động cơ khí, tập 1- Trịnh Chất-Lê Văn Uyển
t = 19 ; e =12,5
Theo công thức 4.17/63 – Tính toán hệ thống dẫn động cơ khí, tập 1- Trịnh Chất-Lê Văn
Uyển
B = ( Z – 1).t +2.e = ( 2 – 1).19 +2.12,5 = 44 (mm)
- Đường kính ngoài bánh đai
da = d1 + 2.h0 =180 + 2.4,2 = 188,400 (mm)
- Hệ số ma sát nhỏ nhất để bộ truyền không bị trượt
Hệ số ma sát thay thế

f '=

1  2.F0 + Ft
.ln 
α  2.F0 − Ft


1
 2.414 + 446,927 
.ln 
÷=
÷ = 0, 473
 2,552  2.414 − 446,927 

Hệ số ma sát nhỏ nhất để bộ truyền đai không bị trượt

f min = f '.sin ( 20° ) = 0, 473.sin ( 20° ) = 0,16
+ Lực tác dụng lên trục
α 
 146, 2 
Fr = 2.F0 .Z.sin  1 ÷ = 2.414.2.sin 
÷ = 1584, 651
 2
 2 

+ Kiểm tra lực ban đầu

σ 0 .Z. A1 ≥ F0 ≥

Ft . ( e f .α + 1)
2. ( e f .α − 1)

1,5.2.138 ≥ F0 ≥

822, 097. ( e4 + 1)
2. ( e0,16.146,20 − 1)

414 ≥ F0 ≥ 223, 463

( thoả )

+ Ứng suất lớn nhất trong dây đai

Nhóm 13

12

(N)


GVHD:Phạm Thanh Tuấn

Đồ Án Chi Tiết Máy

σ max = σ 1 + σ v + σ u1 = σ 0 + 0,5.σ + σ v + σ u1 =

F0 Ft
2. y0
+
+ ρ .v 2 .10 −6 +
.E
A 2. A
d1

+ Tuổi thọ
σr: Giới hạn mỏi của đai thang σr = 9

σmax : Ứng suất lớn nhất sinh ra trong đai

i=

v
L

: Số vòng chạy đai mỗi giây

m: Chỉ số mũ của đường cong mỏi ( m=8 )
m

8
 σr 
9 

7
.107

÷ .10

÷
σ
6, 788 
Lh =  max 
=
= 4149, 474 ( h )
2.3600.i
2.3600.3,196

2.1 Bảng tổng kết số liệu tính toán

Thông số d1
(mm
)
Loại đai
Đai thang
thường loại 180
B

d2
L
Z
F0
(mm) (mm) (đai) (N)
630

2800

2

414 446,927

σmax
B
da
Lh
(Mpa
(mm) (mm)
(h)

)
44
188,4 6,788 4149,474

CHƯƠNG 3 BỘ
RĂNG

TRUYỀN BÁNH

3.1 Sơ đồ động và

Nhóm 13

Ft
(N)

ký hiệu bánh răng

13


GVHD:Phạm Thanh Tuấn

Đồ Án Chi Tiết Máy

Z2

Z1

Z2’

Z3

3.2 Chọn vật liệu
- Với chế độ làm việc 2 ca, tải va đập nhẹ, yêu cầu hộp giảm tốc gọn thì ta nên chọn vật
liệu dùng để chế tạo bánh răng thuộc nhóm I để có thể cắt răng chính xác sau khi nhiệt
luyện, đồng thời làm cho bộ truyền có khả năng chạy mòn và tiết kiệm chi phí.
- Theo bảng 6.1/92 – Tính toán hệ thống dẫn động cơ khí, tập 1- Trịnh Chất-Lê Văn Uyển
+ Ta chọn vật liệu làm bánh răng là thép 40XH, tôi cải thiện HB < 350.
3.2.1 Bánh răng lớn
- Bánh răng lớn HB = ( 230 ÷ 300 )
+ Nhãn hiệu thép: 40XH
+ Độ rắn: HB2 = 230 (HB)
+ Giới hạn bền: 850 (Mpa)
+ Giới hạn chảy: 600 (Mpa)
3.2.2 Bánh răng nhỏ
- Bánh răng nhỏ HB = (230 ÷300)
+ Nhãn hiệu thép: 40XH
+ Độ rắn: HB1 = HB2 +( 30 ÷ 50 ) = 230 + 30 = 260 HB

Nhóm 13

14


GVHD:Phạm Thanh Tuấn

Đồ Án Chi Tiết Máy

+ Giới hạn bền: 800 (MPa)

+ Giới hạn chảy: 600 (MPa)
3.3 Tính cho bộ truyền bánh răn trụ răng thẳng Z2’ – Z3 (cấp chậm)
3.3.1 Ứng suất tiếp xúc cho phép

[σH ]

và ứng suất uốn cho phép

[σH ]

[σH ]
-Ứng suất tiếp xúc cho phép

[σH ] [σH ]
=

lim .

0,9.K HL
SH

+ Số chu kỳ làm việc cơ sở
'
2,4
N HO
= 30.260 2,4 = 1,875.10 7
2 = 30.HB1

N HO 3 = 30.HB22,4 = 30.230 2,4 = 1,397.10 7

(chu kì)
(chu kì)

+ Số chu kỳ làm việc tương đương ( tải thay đổi )
Hệ số tuổi thọ:
Lh = 300.5.2.8 = 24000 h
3

N

'
HE 2

 Ti 
 3 38 0,53.10 
= 60.c.∑ 
= 11,505.10 7
÷ .ni .ti = 60.1.97, 709.24000. 1 . +

48 
 48
 Tmax 

(chu kì)

3

N HE 3

 Ti 

 3 38 0, 53.10 
1
1
= 60. .∑ 
.34,55.24000. 1 . +
= 1, 438.10 7
÷ .ni .ti = 60.

u2
2,828
48 
 48
 Tmax 

+ Hệ số tuổi thọ

K HL = mH

N HO
N HE

mH = 6 là bậc đường cong mỏi
Vì

N ' HEL > N ' HO2 ; N HE3 > N HO3 ⇒ N HE = N HO => K HL = K ' HL2 = K HL3 = 1

Nhóm 13

15

(chu kì)


GVHD:Phạm Thanh Tuấn
-

Đồ Án Chi Tiết Máy

Tra bảng 6.13/220 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

+ SH = 1,1
+ mH = 6
+ Giới hạn tiếp xúc
σ OH lim = 2 HB + 70

σ 'OH lim2 = 2 HB1 + 70 = 2.260 + 70 = 590 MPa
σ OH lim3 = 2 HB2 + 70 = 2.230 + 70 = 530 MPa

Ứng suất tiếp xúc cho phép:
'
σ H' 2  = σ OH
lim 2 .

[ σ H 3 ] = σ OH lim3 .

0,9.K 'HL
0, 9.1
= 590.
= 482, 727 (MPa)
SH

1,1

0, 9.K HL
0, 9.1
= 530.
= 433,636 (MPa)
SH
1,1

- Ứng suất uốn cho phép

[ σ F ] = σ OF lim .

[σF ]

K FL
SF

Theo bảng 6.13/220 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc
S F = 1, 75

+ Số giờ làm việc tương đương
Lh = Lnăm.Lngày.Lgiờ.Lca = 5.300.8.2 = 24000 (giờ)
+ Số chu kì làm việc cơ sở

N F' O2 = N FO3 = 5.106

(chu kì)

+ Số chu kì làm việc tương đương( tải thay đổi )

3

'

N FE2

 T 
 38 0,53.10 
7
= 60.1.∑  i ÷ .ni .ti = 60.1.97, 709.24000. 13. +
÷ = 11,505.10
48 
 48
 Tmax 

Nhóm 13

16

(chu kì)


GVHD:Phạm Thanh Tuấn
N FE3 = 60.

 T
1
.∑  i
u2
 Tmax

Đồ Án Chi Tiết Máy


 3 38 0,53.10 
1
7
.
n
.
t
=
60.
.34,55.24000.
÷ i i
1 . +
÷ = 1, 438.10
2,828
48 
 48


(chu kì)

+ Hệ số tuổi thọ

K FL = mH

Vì:

N FO
N FE

N F' E2 > N F' O2 ; N FE3 > N FO3 ⇒ N ' FE

2

= N ' FO2 ; N FE3 = N FO3 => K FL = K ' FL2 = K FL3 = 1

+ Giới hạn mỏi uốn
'
σ OF
lim 2 = 1,8.HB1 = 1,8.260 = 468 (MPa)
σ OF lim3 = 1,8.HB2 = 1,8.230 = 414 (MPa)

+ Ứng suất uốn cho phép
K FL
1
'
σ F' 2  = σ OF
= 468.
= 267, 428 (MPa)
lim 2 .
SF
1, 75

[ σ F 3 ] = σ OF lim3 .

K FL
1

= 414.
= 236,571 (MPa)
SF
1, 75

3.3.2 Chọn ứng suất tiếp xúc theo bánh bị dẫn

[ σ H ] = [ σ H 3 ] = 433, 636

(MPa)

3.3.3 Chọn hệ số chiều rộng vành răng

ψ ba

theo tiêu chuẩn

Theo bảng 6.6/97 – Tính toán hệ thống dẫn động cơ khí, tập 1- Trịnh Chất-Lê Văn Uyển

ψ ba = ( 0, 3 ÷ 0,5 )
ψ ba = 0, 4

- Tính và chọn
ψ bd =

ψ bd

ψ ba . ( u2 + 1) 0, 4. ( 2,828+1)
=
= 0, 7656

2
2

Nhóm 13

17


GVHD:Phạm Thanh Tuấn
Chọn
+
+

ψ bd

Đồ Án Chi Tiết Máy

= 0,8

Theo bảng 6.4/208 – ( CSTKM - Nguyễn Hữu Lộc )

K H β = 1, 03
K F β = 1, 05

3.3.4 Khoảng cách trục
aw2 = 50. ( u2 + 1) . 3

T2 .K H β

ψ ba .[ σ H ] .u2

2

= 50.3,828. 3

309803, 28.1, 03
= 209,105 (mm)
0, 4.433, 636 2.2,828

Theo tiêu chuẩn trang 229 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc
Ta chọn khoảng cách trục

aw2 = 200 mm

3.3.5 Tính chiều rộng vành răng
b3 = ψ ba .aw2 = 0, 4.200 = 80 (mm)
b '2 = b3 + ( 4 ÷ 5 ) = 80 + ( 4 ÷ 5 ) = ( 84 ÷ 85 ) (mm)
b '2 = 84

3.3.6 Tính môđun m
m = (0,01 ÷ 0,02).aw2 = (0,01 ÷ 0,02).200 = (2÷4)
-

Theo tiêu chuẩn trang 195 Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc
Chọn mô đun m = 3

3.3.7 Tính tổng số răng
Z 2' . ( 1 + u2 ) =

-

2a w 2
133,33
⇔ Z 2' . ( 1 + 2,828 ) = 133,33 ⇔ Z 2' =
= 34, 744
m
1 + 2,828

Chọn

Z 2' = 35

(răng)

Z 3 = 133,33 − 35 = 98,33

-

Chọn

Z 3 = 98

(răng)

(răng)

3.3.8 Xác định lại tỉ số truyền

Nhóm 13

18

(răng)


GVHD:Phạm Thanh Tuấn
u2' =

Đồ Án Chi Tiết Máy

Z 3 98
=
= 2,8
Z 2' 35

∆u 2 =

u2 − u2'
2,828 − 2,8
.100% =
.100% = 0,99% < ( 2% ÷ 3% )
u2
2,828

(thoả)

3.3.9 Xác định kính thước bộ truyền
Công thức bảng 6.2 trang 196 - Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc
-

Đường kính vòng chia

d 2' = m.Z 2' = 3.35 = 105 (mm)
d 3 = m.Z 3 = 3.98 = 294 (mm)

-

Đường kính vòng lăn

dw '2 = d 2' = 105 (mm)
dw 3 =d 3 = 294 (mm)

-

Đường kính vòng đỉnh

da2' = d 2 ' + 2.m = 105 + 2.3 = 111 (mm)
da 3 = d3 + 2.m = 294 + 2.3 = 300 (mm)

-

Đường kính vòng chân răng

df 2' = d 2 ' -2,5.m = 105 − 2,5.3 = 95,5 (mm)
df 3 = d3 − 2,5.m = 294 − 2,5.3 = 286,5 (mm)

Với:

Đường kính vòng cơ sở
α = 20°

db' 2 = d d' w 2 .cos α = 105.cos 20 = 98, 667 (mm)
db 3 = d dw3 .cos α = 294.cos 20 = 276, 269 (mm)

-

Góc biên dạng

α = 20°
-

Góc ăn khớp

Nhóm 13

19


GVHD:Phạm Thanh Tuấn
tgα tw = tgα t =

Đồ Án Chi Tiết Máy

tgα
tg (20)
=
= 0, 36
cos β cos(0)

3.3.10 Tính vận tốc và chọn cấp chính xác
- Tính vận tốc

v2' =

π .d 2 ’. n 2 π .105.97, 709
=
= 0,537 (m/s)
60.1000
60000

-

Chọn cấp chính xác

Theo bảng 6.3/203 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc
+ Chọn cấp chính xác là 9: Bộ truyền cấp chậm độ chính xác thấp
3.3.11 Xác định giá trị lực tác dụng lên bộ truyền
- Lực vòng
Ft '2 =

-

Ft

2T2 2.309308, 28
=
= 5901, 014 (N) = Ft 3
dw 2’
10 5

Lực hướng tâm

Fr

Fr'2 = Ft '2 .tgα = 5901, 014.tg (20) = 2147, 793(N) = Fr 3

3.3.12 Chọn hệ số tải trọng động
- Theo bảng 6.5 – 6.6/210 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc
+
+

K HV = 1, 06
K FV = 1,11

3.3.13 Ứng suất tiếp xúc tính toán

σH

-Theo công thức 6.63/228,229,230 –Cơ sở thiết kế máy–Nguyễn Hữu Lộc
σH =

Z M .Z H .Z ε 2T2 .k H .(U 2 + 1)
.
≤ [σH ]
dW 2 '
bW2 . u 2

-Trong đó:

Nhóm 13

20

GVHD:Phạm Thanh Tuấn
+

Z M = 275 (MPa1/ 2 )

ZH =

2
2
=
= 1.76
sin 2α tw
sin(2.20°)

Zε =

4 − εα
4 − 1,.8
=
= 0,856
3
3

+

+
+

Đồ Án Chi Tiết Máy

(với

ε α = 1, 2 ÷ 1,9

)

K H = K H β .K Hα .K HV = 1,02.1.1, 06 = 1, 081

σH =
=

Ứng suất tiếp xúc
Z M .Z H .Zε 2T2 .K H .(U 2 + 1)
.
dW 2 '
bW2 .u 2
275.1, 76.0,856 2.309803, 28.1, 081.(2,828 + 1)
.
105
80.2,828

= 422, 708 (MPa) ≤ [ σ H ] = 433, 636 (MPa)

3.3.14 Tính các hệ số

(thoả)

YF' 2 , Y3

- Theo công thức 6.80/233- Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc
YF = 3, 47 +

+

13, 2 27, 9.x
−
+ 0, 092 x 2
Zv
Zv

Với:

x2' = x3 = 0
Zv 2’ =

Z2’
35
=
= 35
3
cos β cos3 0°

Zv3 =

Z3
98
=
= 98

3
cos β cos3 0°

+

+
-

Bánh dẫn

Nhóm 13

21


GVHD:Phạm Thanh Tuấn
YF' 2 = 3, 47 +

-

Đồ Án Chi Tiết Máy

13, 2 27,9.x 2'
13, 2 27,9.0
−
+ 0, 092(x 2') 2 = 3, 47 +
−
+ 0, 092.0 = 3,847
Zv2 '
Zv2 '

35
35

Bánh bị dẫn

YF 3 = 3, 47 +

-

13, 2 27,9.x 3
13, 2 27,9.0
−
+ 0, 092(x 3 ) 2 = 3, 47 +
−
+ 0, 092.0 = 3, 604
Z v3
Z v3
98
98

Bánh dẫn

[σF ]2 '

=

YF 2 '

-

308,571
= 80, 207
3,847

Bánh bị dẫn

[σF ]3

=

YF 3

277, 719
= 77, 058
3, 604

3.3.15 Ứng suất uốn tại đáy răng
- Theo công thức 6.78/232 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc
σF =

YF .Ft .k F
≤ [σF ]
bw .m

-

Với:

Ft '2 =

2.T2 2.309803, 28
=
= 5901, 014 (N)
d2 '
105

Ft 3 =

2.T3 2.854662,807
=
= 5814, 032 (N)
d3
294

+

+
+
+

bw' 2 = ψ bd .d w' 2 = 0,8.105 = 84 (mm)
bw3 = ψ bd .d w3 = 0,8.294 = 235, 2(mm)

-Ứng suất uốn tại đáy răng
σF2 ' =

YF 2 .Ft 2 '.k F 3,847.5901, 014.1,198
=
= 104, 993 (MPa) ≤ [ σ F 2 ']
bw2 '.m

84.3

Nhóm 13

22


GVHD:Phạm Thanh Tuấn
σ F3 =

Đồ Án Chi Tiết Máy

YF 3 .Ft 3 .k F 3,604.5814, 032.1,198
=
= 34, 611 ≤ [ σ F 3 ]
bw3 .m
235,8.3

3.4 Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng Z1 – Z2 (cấp nhanh)
3.4.1: Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép
- ứng suất tiếp xúc cho phép

[σH ]

và ứng suất uốn cho phép

[σF ]

[σH ]

NHO1 =30 HHB12,4 = 30.2602,4 = 1,875.107 (chu kì)
NHO2 =30 HHB22,4 = 30.2302,4 = 1,397.107 (chu kì)
-

Tải thay đổi: NHE =
3

+

 T 
 13.38 0,53.10 
7
N HE1 = 60.c.∑  i ÷ .ni .ti = 60.1.276, 232.24000. 
+
÷ = 32,526.10
48 
 48
 Tmax 
1
= 60.c.
u2

N HE 2

+
kì)
-

3

 Ti 
 13.38 0,53.10 
1 97, 709
7
.
n
.
t
=
60.1.
.24000.
+
∑ T ÷ i i

÷ = 4,068.10
u2 2,828
48 
 48
 max 

Hệ số tuổi thọ:
Lh=300.5.8.2=24000 giờ

Chọn SH = 1,1
Bảng 6.13 – Trang 220 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc.
mH : Bậc đường công mỏi
mH = 6
Vì

N HE1  > N HO1; N HE 2 >   N HO 2 => K HL1 = K HL 2 = 1

σ OH lim1 = 2.HB1 + 70 = 2.260 + 70 = 590 ( HB )
σ OH lim 2 = 2.HB2 + 70 = 2.230 + 70 = 530 ( HB )

[ σ H1 ] =

σ OHlim1.0, 9.K HL1 590.0, 9.1
=
= 482, 727(MPa)
SH
1,1

Nhóm 13

(chu kì)

23

(chu


GVHD:Phạm Thanh Tuấn

[σH2] =
-

Đồ Án Chi Tiết Máy

σ OHlim 2 .0, 9.K HL 2 530.0,9.1
=

= 433, 636(MPa)
SH
1,1

Ứng suất uốn cho phép

Theo công thức 6.47/223 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

[σF ] =

σ OFlim .K FL
SF

K FL1 = mH

N FO1
5.106
=6
= 0, 46
N FE1
52, 6.107

K FL 2 = mH

N FO 2
5.106
=6
= 0, 67
N FE 2
5,555.107

Với:

N FO = 5.106 = N FO1 = N FO 2
3

N FE

-

Tải không đổi:

 T 
= 60.1.∑  i ÷ .ni .ti
 Tmax 

3

+
+

 T 
 38 0,53.10 
7
N FE1 = 60.1.∑  i ÷ .ni .ti = 60.1. 276,323.24000. 13. +
÷ = 32,526.10
48 
 48
 Tmax 

(chu kì)

3

N FE 2

Vì

 T 
1
1
10 
 38
= 60. .∑  i ÷ .ni .ti = 60.
97, 709.24000. 13. + 0,53. ÷ = 4, 068.10 7
u1
2,828
48 
 48
 Tmax 

N FE1  > N FO1 ; N FE 2 >   N FO 2 => K FL1 = K FL 2 = 1

-

Theo bảng 6.13/220 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

+ Chọn SF = 1,75
-

Theo bảng 6.14/222 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

+ Chọn mF = 6
σ F lim1 = 1,8 HB1 = 1,8.260 = 468 ( MPa )

Nhóm 13

24

(chu kì)


GVHD:Phạm Thanh Tuấn

Đồ Án Chi Tiết Máy

σ F lim 2 = 1,8HB2 = 1,8.230 = 414 ( MPa )

[ σ F1 ] =

σ OFlim1.K FL1 468.1
=
= 267, 428 (MPa)
SF
1, 75

[σF2 ] =

σ OFlim 2 .K FL 2 414.1
=

= 236, 371 (MPa)
SF
1, 75

3.4.2 Chọn ứng suất tiếp xúc theo bánh bị dẫn

[σH ]

[ σ H ] = [ σ H ] 2 = 433, 636 (MPa)
3.4.3 Chọn hệ số chiều rộng vành răng

ψ ba

theo tiêu chuẩn

- Theo bảng 6.15/228 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc
+ Chọn
-

ψ ba = 0, 25

Tính

ψ bd

ψ bd = 0,53.ψ ba . ( u1 + 1) = 0.53.0, 25.3,828 = 0,507

+

Theo bảng 6.4/208 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

K H = K H β = 1, 03

3.4.4 Tính khoảng cách trục aw
- Vì hộp số đồng trục nên aw1=aw2=200mm
3.4.5 Bề rộng vành răng b
b2 = ψ ba .aw1 = 0, 25.200 = 50 (mm)

b1 = b2 + ( 4 ÷ 5 ) = ( 54 ÷ 55 ) (mm)

Chọn

b1 = 54 ( mm )

3.4.6 Tính môđun mn
mn = (0, 01 ÷ 0, 02).aw1 = (0, 01 ÷ 0, 02).200 = (2 ÷ 4)

Nhóm 13

25