Đồ Án Chi Tiết Máy HGT phân đôi cấp chậm

Thuyết minh đồ án Chi Tiết Máy

LỜI NÓI ĐẦU
Đất nước ta đang trên con đường Công Nghiệp Hoá - Hiện Đại
Hoá theo định hướng XHCN trong đó ngành công nghiệp đang
đóng một vai trò rất quan trọng. Các hệ thống máy móc ngày càng
trở nên phổ biến và từng bước thay thế sức lao động của con
người. Để tạo ra được và làm chủ những máy móc như thế đòi hỏi
mỗi chúng ta phải tìm tòi nghiên cứu rất nhiều. Là sinh viên khoa:
Cơ Khí Chế Tạo Máy chúng em thấy được tầm quan trọng của
những kiến thức mà mình được tiếp thu từ thầy cô.
Việc thiết kế đồ án hoặc hoàn thành bài tập dài là một công
việc rất quan trọng trong quá trình học tập bởi nó giúp cho người
sinh viên nắm bắt và đúc kết được những kiến thức cơ bản của
môn học. Môn học Chi tiết máy là một môn khoa học cơ sở nghiên
cứu về phương pháp tính toán và thiết kế các chi tiết máy có công
dụng chung từ đó giúp sinh viên có những kiến thức cơ bản về cấu
tạo, nguyên lý hoạt động và phương pháp tính toán thiết kế các
chi tiết máy làm cơ sở để vận dụng vào việc thiết kế máy, vì vậy
Thiết Kế Đồ Án Môn Học Chi Tiết Máy là công việc quan trọng và
rất cần thiết .
Đề tài thiết kế của chúng em được thầy: PGS.TS.Nguyễn Văn
Dự giao cho là thiết kế trạm dẫn động dùng cho băng tải. Với
những kiến thức đã học trên lớp, các tài liệu tham khảo cùng với
sự giúp đỡ tận tình của thầy cô giáo, sự đóng góp trao đổi xây
dựng của các bạn chúng em đã hoàn thành được đồ án này.
Song với những hiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiệm
thực tế chưa nhiều nên đồ án của em không tránh khỏi những
thiếu sót. Chúng em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy, cô
trong bộ môn Thiết Kế Cơ Khí để đồ án của chúng em được hoàn
thiện hơn cũng như kiến thức về môn học này.

Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong bộ
môn đã tận tình giúp đỡ chúng em đặc biệt là thầy :
PGS.TS.Nguyễn Văn Dự.
Thái Nguyên, ngày 05 tháng 10 năm 2017
Sinh viên


Thuyết minh đồ án Chi Tiết Máy

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[I]. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ – TẬP I
Trịnh Chất - Lê Văn Uyển. Nhà xuất bản giáo dục – 2005
[II]. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ – TẬP II
Trịnh Chất - Lê Văn Uyển. Nhà xuất bản giáo dục – 2001
[III]. CHI TIẾT MÁY – TẬP 1, 2.
Nguyễn Trọng Hiệp - Nhà xuất bản Giáo dục - 2006
[IV]. TẬP BẢN VẼ CHI TIẾT MÁY
Nguyễn Bá Dương - Nguyễn Văn Lẫm - Hoàng Văn Ngọc - Lê Đắc
Phong. Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp – 1978


Thuyết minh đồ án Chi Tiết Máy

PHẦN I
TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ

•
•
•
•

•

1. Tính Chọn động cơ điện
Chọn kiểu, loại động cơ;
Chọn công suất động cơ;
Chọn tốc độ đồng bộ động cơ;
Chọn động cơ thực tế;
Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho động cơ.
1.1 Chọn kiểu, loại động cơ điện
+ Động cơ điện một chiều: loại động cơ này có ưu điểm là có
thể thay đổi trị số của mômen và vận tốc góc trong phạm vi rộng,
đảm bảo khởi động êm, hãm và đảo chiều dễ dàng... nhưng
chúng lại có nhược điểm là giá thành đắt, khó kiếm và phải tăng
thêm vốn đầu tư để đặt thiết bị chỉnh lưu, do đó được dùng
trong các thiết bị vận chuyển bằng điện, thang máy, máy trục, các
thiết bị thí nghiệm ...
+ Động cơ điện xoay chiều: bao gồm 2 loại: một pha và ba pha.
Động cơ một pha có công suất nhỏ do đó chỉ phù hợp cho các
dụng cụ gia đình. Trong công nghiệp sử dụng rộng rãi động cơ ba
pha: đồng bộ và không đồng bộ.
So với động cơ ba pha không đồng bộ, động cơ ba pha đồng bộ
có ưu điểm hiệu suất và cosϕ cao, hệ số tải lớn nhưng có nhược
điểm: thiết bị tương đối phức tạp, giá thành cao vì phải có thiết
bị phụ để khởi động động cơ, do đó chúng được dùng cho các
trường hợp cần công suất lớn (100kW), khi cần đảm bảo chặt
chẽ trị số không đổi của vận tốc góc. Động cơ ba pha không đồng
bộ gồm hai kiểu : rôto dây cuốn và rôto ngắn mạch. Động cơ ba
pha không đồng bộ rôto dây cuốn cho phép điều chỉnh vận tốc
trong một phạm vi nhỏ ( khoảng 5%), có dòng điện mở máy thấp

Thuyết minh đồ án Chi Tiết Máy

nhưng cosϕ thấp, giá thành đắt, vận hành phức tạp do đó chỉ
dùng thích hợp trong một phạm vi hẹp để tìm ra vận tốc thích
hợp của dây chuyền công nghệ đã được lắp đặt. Động cơ ba pha
không đồng bộ rôto ngắn mạch có ưu diểm là kết cấu đơn giản,
giá thành hạ, dễ bảo quản, có thể trực tiếp vào lưới điện ba pha
không cần biến đổi dòng điện song hiệu suất và hệ số công suất
thấp so với động cơ ba pha đồng bộ, không điều chỉnh được vận
tốc.
 Chọn kiểu loại động cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc .
1.2. Chọn công suất động cơ
Công suất của động cơ được chọn theo điều kiện nhiệt dộ
nhằm đảm bảo cho nhiệt độ của động cơ khi làm việc không lớn
hơn trị số cho phép. Để đảm bảo điều kiện đó cần thỏa mãn yêu
cầu sau:
dc
Pdm
≥ Pdtdc

Trong đó:

Pdmdc
Pdtdc

: Công suất định mức của động cơ

: Công suất đẳng trị trên trục động cơ, được xác định như

sau:

Pdtdc ≥ Plvdc

:

Plvdc

: Công suất làm việc danh nghĩa trên trục động cơ


Thuyết minh đồ án Chi Tiết Máy

Plvct
P =
(kw)
η∑
dc
lv

Plvct

: Giá trị công suất làm việc danh nghĩa trên trục công tác :

Plvct =
Ft
v

Ft .v 9500.0,9
=

= 8,55( kw)
3
3
10
10

: Lực vòng băng tải (N)
: Vận tốc vòng băng tải (m/s)

η∑

: Hiệu suất chung của toàn hệ thống.

Ta có:

η ∑ = η d .ηbr2 .η k .η ol4

(1)

Trong đó:

ηd

: Hiệu suất của bộ truyền đai :0,96

ηbr
ηol
ηk

: Hiệu suất của cặp bánh răng trụ : 0,97

: Hiệu suất của một cặp ổ lăn : 0,99

: Hiệu suất của khớp nối : 1


Thuyết minh đồ án Chi Tiết Máy

Thay số vào (1) ta có :

⇒ η∑ = 1.0,97 2.0, 99 4.0,96 = 0,87
Ta có công suất làm việc danh nghĩa trên trục động cơ:
dc
lv

P

Plvct
8, 55
=
=
= 9,83( kw)
η∑
0,87

Vậy công suất đẳng trị trên trục động cơ là :

Pdtdc = Plvdc = 9,83(kw)
1.3. Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ
Số vòng quay đồng bộ của động cơ được xác định theo công

thức:
ndb =

60. f
p

Trong đó: ndb: - Số vòng quay đồng bộ của động cơ điện.
f: - Tần số của dòng điện xoay chiều (Hz) (f = 50Hz)
p: - Số đôi cực từ.
Trên thực tế, số vòng quay đồng bộ càng thấp thì kích thước
khuôn khổ và giá thành của động cơ tăng (vì số đôi cực từ lớn).
Tuy nhiên dùng động cơ có số vòng cao lại yêu cầu giảm tốc
nhiều hơn, tức tỉ số truyền của toàn hệ thống tăng, dẫn tới kích
thước và giá thành của các bộ truyền tăng lên.
Do trạm dẫn động băng tải không có yêu cầu gì đặc biệt
nên ta chọn các động cơ có p = 2 tương ứng với số vòng quay


Thuyết minh đồ án Chi Tiết Máy

đồng bộ là 1500 vòng/phút (tương ứng số vòng quay có kể đến
sự trượt 3% là 1450 vòng/phút)
Số vòng quay của trục công tác

nct

60.103 v 60.103.0,9
nct =
=
= 57,32(v / ph)

π .D
3,14.300
Trong đó: nct: Số vòng quay của trục công tác (vòng/phút)
D: đường kính băng tải

v

: vận tốc băng tải (m/s)

Xác định số vòng quay đồng bộ nên dùng cho động cơ:
Tỉ số truyền sơ bộ của hệ thống được xác định :

ndb
usb =
nct
Chọn sơ bộ số vòng quay của động cơ =1500v/ph (kể đến sự
trượt ); Khi này tỉ số truyền được xác định:

u sb =

ndb
1450
=
= 25,3
nct
57,32

-

1.4. Chọn động cơ thực tế

Căn cứ vào công suất đẳng trị đã tính tiến hành tra bảng chọn
động cơ công suất định mức thõa mãn điều kiện :
dc
Pdm
≥ Pdtdc = 9,83( kW)


Thuyết minh đồ án Chi Tiết Máy

Có số vòng quay đồng bộ của động cơ là giá trị đã xác định
được
ndb = 1500(v/ph)
Tra bảng P1.3(tr 236)[1] ta chọn được động cơ 4A132M4Y3 với
các thông số sau:
2P=4

Kiểu

Công
suất
(kW)

4A132M4Y
3

11

;
vận tốc
quay

(vòng/phút
)
1458

ndb = 1500 (v/ph)

Cos ϕ

0,87

%

Tmax
Tdn

Tk
Tdn

87,5

2,2

2,0

η

1.5. Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện mở máy cho động
cơ
a. Kiểm tra diều kiện mở máy
Khi khởi động, động cơ cần sinh ra một công suất đủ lớn để

thắng sức ỳ của hệ thống. Vì vậy cần kiểm tra điều kiện mở máy
cho động cơ.
Điều kiện mở máy của động cơ thoả mãn nếu công thức sau
đảm bảo:
dc
Pmm
≥ Pbddc

Trong đó:

dc
Pmm

: - Công suất mở máy của động cơ (kW).

(1.6)


Thuyết minh đồ án Chi Tiết Máy
dc
Pmm
=(

Tk
).Pdmdc = 2.11 = 22(kW )
Tdn

(1.7 )

(1.7)

Với:

Tk

: - Momen khởi động của động cơ.

Tdn
Pbddc

: - Momen danh nghĩa của động cơ.
- Công suất cản ban đầu trên trục động cơ (kW).

Pbddc = K bd .Plvdc = 1,3.9,83 = 12, 78( kW )

(1.8)

Từ (1.7) và (1.8) ta có điều kiện (1.6) thỏa mãn.
b, Kiểm tra điều kiện quá tải cho động cơ
Với sơ đồ tải trọng có tính chất không đổi và quay một
chiều, nên không cần kiểm tra điều kiện quá tải cho động cơ.
Vậy, động cơ đã chọn (4A132M4Y3) thỏa mãn điều làm việc.
2. Phân phối tỉ số truyền
2.1. Tỉ số truyền chung của toàn hệ thống được xác định
theo :
u∑ =

ndc
nct

ndc
nct

: số vòng quay của động cơ đã chọn (v/ph)
: số vòng quay của trục công tác (v/ph)


Thuyết minh đồ án Chi Tiết Máy

⇒ u∑ =

1458
= 25, 44
57,32

Với hệ dẫn động gồm các bộ truyền mắc nối tiếp ta có :

u ∑ = u ng .u h
Trong đó:

u ng

: Tỉ số truyền của các bộ truyền ngoài hộp( bộ truyền

đai )

uh

: Tỉ số truyền của hộp giảm tốc

uh = u1.u2

u1 u2

, : Tỉ số truyền của các bộ truyền cấp nhanh và cấp
chậm trong hộp giảm tốc.
2.2. Phân phối tỉ số truyền
Với hệ dẫn động gồm HGT 2 cấp bánh răng nối với 1 bộ truyền
ngoài hộp thì:

ung =

( 0,1 ÷ 0,15) .25,44 = 1,59 ÷ 1,95

Với bộ truyền ngoài là bộ truyền đai, để giảm sai số do việc
quy chuẩn đường kính bánh đai,nên quy chuẩn giá trị tính được
theo dãy tỉ số truyền (TST) tiêu chuẩn sau :
1,00; 1,12; 1,25; 1,4; 1,6; 1,8; 2,00; 2,24; 2,50; 2,80; 3,15; 3,55;
4,00; 4,50; 5,00.
Ta sẽ chọn

ung

=1,8 .


Thuyết minh đồ án Chi Tiết Máy

⇒ uh =

u∑ 25,44
=
= 14,13
ung
1,8


Thuyết minh đồ án Chi Tiết Máy

2.3.Tỉ số truyền của các bộ truyền trong hộp giảm tốc:

uh = u1.u2
u1 u2
Víi : , là tỉ số truyền của hộp giảm tốc có thể tra bảng
3.1[1]hoặc tính theo công thức :

Tỉ số truyền :
u2 ≈ 1, 2776 3

K C 2 .ψ ba2 .uh
ψ ba1

= 1,2776. 3

1,3.0,42.14,13
= 3,58
0,35

Tỉ số truyền của cặp bánh răng trụ răng thẳng:

u1 =

uh 14,13
=
= 3,95
u2 3,58

3. Tính toán các thông số trên các trục
Ký hiệu các chỉ số tính toán như sau: Chỉ số "dc" ký hiệu
trục động cơ, các chỉ số “I”, “II”, “III”, “ct” lần lượt là ký hiệu của
các trục 1, 2, 3 và trục công tác.
3.1. Tính công suất trên các trục
Với sơ đồ tải trọng không đổi,chọn công suất danh nghĩa là
công suất lớn nhất trong đó :
- Công suất danh nghĩa trên trục động cơ tính theo công thức:
Plvct 8, 55
P =P =
=
= 9,83( kW )
ηΣ 0,87
dc

dc
lv

- Công suất danh nghĩa trên các trục I, II, III và trục công tác (ct)
xác định theo các công thức sau:


Thuyết minh đồ án Chi Tiết Máy

PI = P dc .η dc ÷ I .ηol = 9,83.0,96.0,99 = 9,34( kW )

PII = PI .η I ÷ II .ηol = 9,34.0,97.0,99 = 8,97( kW )
PIII = PII .η II ÷III .ηol = 8,97.0,97.0,99 = 8,61(kW )

Pct = PIII .η III ÷ct .ηol = 8,61.1.0,99 = 8,52(kW )

3.2. Tính số vòng quay của các trục.
nI =

ndc 1458
=
= 810(v / ph)
ung
1,8

nII =

nI 810
=
= 205, 06(v / ph)
u1 3,95

- Tốc độ quay của trục I:

- Tốc độ quay của trục II:
nIII =

- Tốc độ quay của trục III:

nII 205, 06
=
= 57, 28(v / ph)
u2
3,58

nct = nIII = 57, 28(v / ph)
- Tốc độ quay của trục công tác:

3.3. Tính mô men xoắn trên các trục
Công thức tính mô men xoắn trên trục thứ k được xác định:

T dc =

9,55.106. P k
nk


Thuyết minh đồ án Chi Tiết Máy

Mô men xoắn trên trục động cơ được xác định theo công
thức sau:

T dc =

9,55.106.P dc 9,55.106.9,83
=
= 64387,17( N .mm)
ndc

1458

Mô men xoắn trên trục I:
9,55.106.PI 9,55.106.9,34
=
= 110119,75( N .mm)
TI =
nI
810

Mô men xoắn trên trục II:
9,55.106.PII 9,55.106.8,97
=
= 417748,46( N .mm)
T II =
nII
205,06

Mô men xoắn trên trục III:
9,55.106.PIII 9,55.106.8,61
=
= 1435501,05( N .mm)
T III =
nIII
57,28

Mô men xoắn trên trục công tác:

T ct =

9,55.106.Pct 9,55.106.8,52
=
= 1420495,81( N .mm)
nct
57,28

3.4. Bảng số liệu tính toán :
Các kết quả tính ở trên là số liệu đầu vào cho các phần tính
toán sau này, ta lập bảng thống kê các kết quả đã tính toán như
trong bảng 1.1. sau đây.

Bảng 1.1. Các kết quả tính toán động lực học các trục :
Trục

Động cơ I

II

III

Công tác


Thuyết minh đồ án Chi Tiết Máy

Thông số
Công suất
(kW)

9,83

Tỷ số truyền

9,34
1,8

8,97
3,95

8,61
3,58

8,52
1

Tốc độ
quay(v/ph)

1458

810

Mô men
(N.mm)

64387,1
7

110119,7 417748,4 1435501,0 1420495,8
5

205,06

6

57,28

5

57,28

1

PHẦN II
THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG
I. Thiết kế bộ truyền đai
1.Chọn loại đai
-Yêu cầu: Do chuyển động truyền từ động cơ vào hộp giảm tốc
nên đai làm việc với vận tốc lớn,điều kiện làm việc êm nên ta có
thể hoàn toàn chọn đai thang.
Ta nên chọn đai làm việc bằng vải cao su vì chất liệu vải cao su
có thể làm việc được trong môi trường điều kiện ẩm ướt ( vải
cao su ít chịu ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm) lại có sức bền
và tính đàn hồi cao.Đai vải cao su thích hợp ở các truyền động có
vận tốc cao công suất truyền động nhỏ.
2. Thiết kế bộ truyền.
2.1 Xác định thông số bộ truyền


Thuyết minh đồ án Chi Tiết Máy

-Với công suất động cơ đã chọn và các thông số đai đã cho ban
đầu rất hợp với thực tế. ta chọn đai hình thang vì nó có ưu điểm
sau :
- Hệ số ma sát giữa đai và bánh đai lớn nên khả năng tải lớn hơn
đai dẹt.
- Khả năng chịu tải lớn hơn đai dẹt.
- Kết cấu đơn giản,dễ chế tạo.
Hiện nay đai thường được sử dụng rộng rãi cho nên với đề tài
này ta chọn đai thang thường.
- Căn cứ vào số vòng quay bánh đai n = 1458 (v/ph) và công suất
của bộ truyền là P = 9,83 (kW).
theo hình 4.1 trang 59 [1] chọn loại đai ký hiệu A

Ta có thông số đai như bảng dưới:


Thuyết minh đồ án Chi Tiết Máy

Kí
hiệu

A

Kích thước tiết diện
mm
bt

B

h

11

13 8

Diện tích Đường kính
tiết diện bánh đai
A,mm2
nhỏ d1,mm

Chiều dài
giới hạn
l,mm

y0
2,8 81

100-200

560-4000

Theo bảng 4.13 [1] chọn đường kính đai nhỏ =140 mm, vận tốc
đai nhỏ hơn vận tốc cho phép

Vmax = 25(m / s)

Theo công thức 4.2 [1] với : ε= 0,02, đường kính bánh đai lớn
= u.(1- ε) =1,8 .140.(1-0,02) =246,96 (mm)


Theo bảng 4.26(trang 66)[1] chọn đường kính d2 =250 (mm)
Như vậy tỷ số truyền thực tế

ut =

d2
250
=
= 1,82
d1. ( 1 − ε ) 140. ( 1 − 0, 02 )

Sai lệch tỷ số truyền

∆u =

ut − ud
1,82 − 1,8
.100% =
.100% = 1,11% < 4%
ud
1,8

(thỏa mãn)
Theo bảng 4.14 [1] chọn sơ bộ khoảng cách trục a (mm),dựa vào
tỷ số truyền u và đường kính đai

a
= 1, 3
d2

u=1,8=>
.
=> a= 1,3 = 1,3.250 = 325(mm)
Trị số a được tính cần thỏa mãn điều kiện 4.14 [1] sau:


Thuyết minh đồ án Chi Tiết Máy

0,55(d1+d2)+h a 2(d1+d2)
 0,55(140+250) + h a 2(140+250)
214,5a = 325780 Chiều dài đai (Thỏa mãn điều kiện)
•

Tính chiều dài l :
Theo công thức 4.4 – trang53 [1] chiều dài đai

(d 2 − d1 ) 2
l = 2a + 0,5π .(d1 + d 2 ) +
4a
(250 − 140)2
l = 2.325 + 0,5π .(140 + 250) +
= 1271,6
4.325
Theo bảng 4.13(Trang 58) [1] chọn chiều dài đai tiêu chuẩn l=
1320 mm

Do yêu cầu về tuổi thọ nên i=v/L
4.15[1]
Vd

V ới : =
4.5[1]

≤

imax=10

π .d1.nI 3,14.140.1458
=
= 10,68( m / s)
60000
60000

(vận tốc dây đai)

Số lần uốn của đai trong một giây
vd 10,68.103
i= =
= 8,1(1 / s)
L
1320

i ≤ i max = 10(1 / s)

Ta thấy
(thỏa mãn)
Tính khoảng cách trục a theo chiều dài tiêu chuẩn l= 1320 mm
Theo 4.6 [1], a=(λ+ )/4
với λ= l-π.()/2 = 1320 - 3,14.(140+250)/2 =707,7

Thuyết minh đồ án Chi Tiết Máy

∆=

d 2 − d1 250 − 140
=
= 55
2
2

707, 7 + 707, 7 2 − 8.552
→a =
= 349,52
4


(mm)

Chọn a = 350
Theo 4.7 [1] góc ôm /a
°

= 180 – 57.(250-140)/350= 162.5 >

α min

=

2.2 Xác định số đai z:
z=

Theo công thức 4.16 [1] :

p1.k d
[p 0 ].α .cl .c u .c z

theo bảng 4.7 [1] ,

=1,25.
- với α = 162,5°, = 0,96 bảng 4.15 [1]( Trang 60)
- với l/ =1320/1700 = 0,78 ; =0,94 bảng 4.16 [1]
theo bảng 4.17 [1], với u = 1,8 = 1,12
theo bảng 4.19( Trang 62) [1], [] =2,20 ( v= 10,68 m/s; = 140 )

p1
9,34
=
= 4, 25
[p0 ] 2, 20

z=

do đó = 0,91 bảng 4.18-60[1]

9,34.1, 25
= 5, 77
2, 2.0,96.1,12.0,91.0,94

Thuyết minh đồ án Chi Tiết Máy

Chọn z=6
chiều rộng đai, theo 4.17 [1] và bảng 4.21- trang 62 [1].
B= (z-1).t+2e= (6-1).15+2.10 = 95 (mm)
đường kính ngoài của bánh đai:
)

2.3 Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục:

F0 =
theo (4.19)[1],
Trong đó:

Fv = q m .v 2

780.p1.k d
+ Fv
v.cα .z

(định kỳ điều chỉnh lực căng)

với qm = 0,105 theo bảng 4.22 – trang 63[1]

Fv = 0,105.10, 682 = 11,98(N)

Do đó:

F0 =

780.p1.k d
780.9,34.1, 25
+ Fv =
+ 11,98 = 160, 01(N)
v.cα .z
10, 68.0,96.6

Theo(4.21) lực tác dụng lên trục:

α1
162,5o
Fr = 2F0 .z.sin( ) = 2.160, 01.6.sin(
) = 1897, 78(N)
2
2


Thuyết minh đồ án Chi Tiết Máy

Thông số
Đường kính bánh đai

d1 = 140( mm)
d 2 = 250(mm)

Chiều rộng đai

B = 95 (mm)

Số đai

Z=6

Góc ôm

α1 = 162,50

Khoảng cách trục

a = 350(mm)

Lực tác dụng lên trục

Fr = 1897, 78( N )

II . Thiết kế bộ truyền bánh răng
2.1. Bộ truyền bánh răng cấp nhanh
2.1.1. Chọn vật liệu
Chọn vật liệu thích hợp là một bước quan trọng trong việc tính
toán thiết kế chi tiết máy nói chung và truyền động bánh răng
nói riêng. Chọn vật liệu nào là phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể, tải
trọng lớn hay nhỏ, khả năng công nghệ và thiết bị chế tạo, vật tư
cung cấp, yêu cầu kích thước nhỏ gọn hay không…
Đây là hộp giảm tốc công suất trung bình nên ta chọn vật liệu là
thép nhóm I có độ rắn HB<350 để chế tạo bánh răng đây cũng là
nhóm vật liệu thường được sử dụng trong thực tế. Để tăng khả
năng chạy mòn của răng ta nhiệt luyện bánh lớn đạt độ rắn thấp
hơn bánh nhỏ. Cụ thể là thép 45

Thuyết minh đồ án Chi Tiết Máy

Tra bảng 6.1.[1] ta chọn
Nhiệt
luyện

Giới hạn
Độ rắn bền
HB
σb(Mpa)

Thép 45

Thường
hóa

170217

600

340

Thép 45

Tôicảithiệ 192n
240

750

450

Loại bánh
răng

Vật liệu

Bánh lớn
Bánh nhỏ

Giới hạn
chảy
σch(Mpa)

Vì theo kinh nghiệm ta chọn độ cứng HB của bánh nhỏ thường
cao hơn bánh lớn từ 10÷15 đơn vị.
H1≥ H2 +(10÷15)HB
⇒Chọn độ rắn HB bánh nhỏ: HB1= 215
Chọn độ rắn HB bánh lớn: HB2= 200
2.1.2. Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép, ứng suất uốn cho
phép với bộ truyền cấp chậm.
+ Ứng suất cho phép được xác định theo công thức 6.1 và 6.2/[1]

 σ 0Hlim 
[ σH ] = 
÷.ZR .Zv .K xH .K HL
 SH 
 σ 0Flim 
[ σF ] = 
÷.YR .Ys .K xF .K FC K FL

S
 F 
Trong đó:
ZR: hệ số xét đến độ nhám của mặt răng làm việc
ZV: hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng.


Thuyết minh đồ án Chi Tiết Máy

KxH: hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng
YR: Hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng.
Ys: hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu đối với tập trung ứng suất
KxF: hệ số xét đến kích thước bánh răng ảnh hưởng đến độ bền
uốn
SH: hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc
SF: hệ số an toàn khi tính về uốn
KFC: hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải do bộ truyền quay 1 chiều
và tải trọng đặt 1 phía nên lấy KFC=1
Trong bước tính thiết kế sơ bộ lấy:
+ ZR.ZV. KxH=1
+ YR.Ys. KxF=1
Do đó các công thức 6.1[1] và 6.2 [1] trở thành:

[σH]=

[σF]=

K 
σ H0 lim .  HL ÷
 SH 

K 
σ F0 lim .K FC .  FL ÷
 SF 

σ H0 lim

σ F0 lim

Trong đó:
và
là ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng xuất
uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở.Tra bảng 6.2[1] ta có
Bánh răng nhỏ:

σ0

H lim
1

=2HB +70=2.215+70=500(MPa)
1


Thuyết minh đồ án Chi Tiết Máy

σ F0 lim
1

=1,8.HB1 =1,8.215=387(MPa)

Bánh răng lớn:
σ0
=2HB +70=2.200+70=470(MPa)
2
H lim
2

σ F02 lim

=1,8.HB2 =1,8.200=360(MPa)

SH : hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc
SF: hệ số an toàn khi tính về uốn
Tra bảng 6.2[1] ta được: Bánh nhỏ :SH1= 1,1 SF1= 1,75
Bánh lớn:SH2= 1,1 ;SF2 = 1,75
KHL; KFL: hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng của thời hạn phục vụ
và chế độ tải trọng của bộ truyền.

K HL1 = mH
Bánh nhỏ:

N
N HO1
K FL1 = mF FO1
N FE1
N HE1
;

   K HL 2 = mH

Bánh lớn:

N HO 2
N HE 2

K FL 2 = mF

;

N FO2
N FE 2

mH ;mF: bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc và uốn
→ mH =6 ;mF =6(Vì HB1= 220 ≤ 350)
NHO ;NFO lần lượt là số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về
tiếp xúc và uốn
Theo công thức 6.5[1]. Ta có:


Thuyết minh đồ án Chi Tiết Máy

Bánh nhỏ:NHO1=30.

2,4
H HB
1 =

6
2,4

30. 215 = 11,88.10 (chu kỳ)

6

NFO1=4. 10 (chu kỳ)
Bánh lớn: NHO2=30.

2,4
H HB
2

6

= 30. 1702,4= 9,99.10 (chu kỳ)

6

NFO2=4. 10 (chu kỳ)
NHE ; NFE: số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương.
Vì bộ truyền chịu tải không đổi nên NHE ; NFE tính theo công thức
sau:
N HE = N FE = 60.c.n.tΣ

Trong đó:
n


: số vòng quay

tΣ




: tổng số giờ làm việc của bánh răng đang xét
c : số lần ăn khớp trong một vòng quay c=1

tΣ = 5,5.0,7.365.24.0,52 = 17537,52( h)
Với bánh I(nhỏ)

•

Với HB=215 =>

σ H0 lim1

=2.HB+70=2.215+70=500 (Mpa)

2,4
N HO1 = 30.H HB
= 30.2152,4 = 11,88.106

N HE1 = 60.c.n.tΣ = 60.1.810.17535,52 = 852226272.
Ta thấy NHE1>NHO1 nên ta lấy NHE1=NHO1