4 3 10 chi tiết máy

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

ĐỀ 3 PHƯƠNG ÁN 4

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
CHI TIẾT MÁY

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thúy Nga

1

SVTH: Nguyễn Thanh Nhàn


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

ĐỀ 3 PHƯƠNG ÁN 4

CHƯƠNG I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
1. Tính toán sơ bộ và chọn động cơ.
- Xác định công suất xích tải:

Pxt =

Fxt .Vxt 9500.0,95
=
= 9,025kW
1000
1000

- Hiệu suất truyền động xích tải:

η = η đai .η br2 .η ol5 .η kn .η x
= 0,96 . 0,952 . 0,9955 . 1 . 0,93 = 0,78
- Công suất cần thiết:

Pct =

Pxt
9,025
=
= 11,57 kW - Chọn động cơ:
0,78
0,78

Pđc > Pct ⇒7,5 >5,83kW
 T
T
mm

=1,4 < k =1,6

Tdn
 Tdn

- Động cơ được chọn: K180M4
Pđc = 15 KW
nđc = 1450 vòng/phút (tra bảng P1.3)
- Xác định số vòng quay xích tải:

nxt =

60.1000.V 60.1000.0,95
=
= 57,57vong / phut
p.z
110 .9

- Tỉ số truyền của hệ thống:

u=

nđc 1450
=
= 25,18
n xt 57,57

2. Phân phối tỉ số truyền:
GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thúy Nga

2

SVTH: Nguyễn Thanh Nhàn


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

ĐỀ 3 PHƯƠNG ÁN 4

Chọn Unh = 3

U = Unh . Uth

⇒

U th =

U
25,18
=
= 8,39
U nh
3

ucn = 1,2ucc
ucn = 3,16
 u
 cn = 1,2 ⇔ 
ucc = 2,64

u
 cc
ĐC
I
II
Tỉ số truyền
Uđ = Unh = 3
Ucn = 3,16
Số vòng quay n = 1450
n1 = 483
n2 = 152,8

đc
Công suất
Pct = 11,57
P1 = 11,05
P2 = 10,44
Moment xoắn T = 75784,29 T1= 218483,4 T2= 652500

III
Ucc = 2,64
n3 = 57,57
P3=Pxt = 9,025
T3 = 1497112,2

Với:

u
n
n1 = đc , n2 = 1 , n3 =tai
uđ
ucn
p1 = pct .ηđ .ηol
p2 = p1 .η
br .η
ol
p3 = p xt
T =9,55 ⋅10 6.

p
n

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI
1. Chọn loại đai.
Theo các thông số tinh toán, ta có:
Pct = 11,57 kW; nđc= 1450(vg/ph); Unh = 3.
Theo hình 4.1/59 chọn tiết diện đai b
2. Xác định các thông số bộ truyền.
GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thúy Nga

3

SVTH: Nguyễn Thanh Nhàn


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

ĐỀ 3 PHƯƠNG ÁN 4

Theo bảng 4.13/59 chọn đường kính bánh đai nhỏ d1 = 150mm.
bt=14, b=17, h=10,5, yo=4, dieän tích maët caét ngang
A=138 mm2.
Vận tốc đai:

V=

π .nđc .d1 3,14.150.1450
=
= 11,38( m / s )
60000
60000

Theo công thức 4.2 với ε = 002 , đường kính bánh đai lớn
d2 = Uđ.d1.(1 - ε ) = 3 . 150 . (1 - 0,02) = 441 mm
Theo 4.26/67 đường kính tiêu chuẩn d2 = 450mm
Tỉ số truyền thực tế.
d2
450
Ut =
=
= 3,06
d1.(1 − ε ) 150.(1 − 0,02)
Ut −U
3,06 − 3
.100% =
.100% = 2% < 4%
U
3
Chọn sơ bộ khoảng cách trục (bảng 4.14)

Và ∆U =

Với U = 3 =>

a
= 1 ⇒ a = d 2 = 450mm
d2

Theo công thức (4.4) chiều dài đai.

(d 2 − d1 ) 2
l = 2a + 0,5.π .(d1 + d 2 ) +

4a
(450 − 150) 2
= 2.450 + 0,5.3,14.(150 + 450) +
= 1892,47 mm
4.450
Theo bảng 4.13 chọn chiều dài tiêu chuẩn: L = 2000mm = 2m
Nghiệm số vòng chạy của đai trong 1 giây theo (4.15/60)

i=

V
11,38
10
=
= 5,69 <
l
2
s

Khoảng cách trục a theo chiều dài tiêu chuẩn L.
Theo (4.6/54),

(λ+ λ2 −8.∆2 )
a=
4

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thúy Nga

4

SVTH: Nguyễn Thanh Nhàn


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

ĐỀ 3 PHƯƠNG ÁN 4

λ = 2500 − 0,5π .( 450 + 150) = 1057,52
∆=

(d 2 − d1 ) (450 −150)
=
= 150
2
2

(
⇒a =

1057,52 + 1057,52 2 − 8.150 2 )
4

a = 506mm
Theo (4.7/54) góc ôm α1 = 180 −

α1 = 180 −

57.( 450 − 150)
506

57.(450 − 150)
= 1460 > α min = 1200
506

3. Xác định số đai Z:
Theo công thức (4.16/60)

Z =

Pct .K đ
[ P0 ].Cα .C1 .Cu .C z

Theo bảng (4.7/54) , K đ =1,35
Với α1 = 1460 ,
Theo bảng (4.15/61) Cα = 0,92
Với

l
2000
=
=0,89
l0
2240

Cl = 1 , (bảng 4.16/61)
Theo bảng (4.17/61): U= 3 , C u = 1,14
Theo bảng (4.19/62), [ P0 ] = 3,7
Cz = 0,95

Z=

11,57.1,35
= 4,23
3,7 ⋅ 0,92 ⋅ 1 ⋅ 1,14 ⋅ 0,95

Lấy Z = 5
Chiều rộng bánh raêng.

B = ( Z − 1).t + 2e = (5 − 1).19 + 2.12,5 = 101mm
Đường kính ngoài của bánh đai.
GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thúy Nga

5

SVTH: Nguyễn Thanh Nhàn


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

ĐỀ 3 PHƯƠNG ÁN 4

d a = d1 + 2h 0 = 150 + 2.4,2 = 158,4mm
4. Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục.
Theo (4.19/63), F0 =

780.Pct .K đ
+ Fv
v.Cα .Z

kg

2
q
=
0
,
178
F
=
q
.V
m
m
m
Trong đó : v
Với

Fv = 0,178 ⋅11,382 = 23,05 N
780.11,05.1,35
+ 23,05 = 245,32 N
11,38.0,92.5
Theo (4.21/64) lực tác dụng lên trục

F0 =

α1
) = 768,6 N
2
146
Fr = 2.245,32.5. sin(
) = 2235,8 N

2
Fr = 2 F0 .Z .sin(

CHƯƠNG III: TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG
1. Chọn vật liệu:
Do không có yêu cầu đặc biệt nên ta chọn vật liệu chế tạo 2 cấp giống
nhau, ta có:
Thông số
Bánh răng nhỏ
Bánh răng lớn
Tên thép
Thép 45 (tôi cải thiện) Thép 45 (tôi cải thiện)
Giới hạn bền
δ b1 = 850 MPa
δ b 2 = 850 MPa
Giới hạn chảy

δ ch1 = 450 MPa

δ ch 2 = 450 MPa

Độ rắn

HB 241….. 285

HB 180 …… 350

P1 = 11,05kw ; n1 = 483 ; ucc = 2,64
Thời hạn sử dụng 33600 giờ
2. Xác định sơ bộ các ứng suất cho phép:

Theo bảng 6.2/94 với thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn
HB 241…285
GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thúy Nga

6

SVTH: Nguyễn Thanh Nhàn


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

ĐỀ 3 PHƯƠNG ÁN 4

δ H0 lim = 2 HB + 70 ; S H = 1,1 ; δ F0 lim = 1,8 HB ; S F = 1,75
- Chọn độ rắn bánh nhỏ HB1 = 245 ; độ rắn bánh lớn HB2 = 230

δ H0 lim1 = 2 HB1 + 70 = 2 ⋅ 245 + 70 = 560 MPa

δF0 lim1 =1,8 HB1 =1,8.245 = 441MPa
δ H0 lim 2 = 2 HB2 + 70 = 2.230 + 70 = 530 MPa
δ F0 lim 2 = 1,8 HB2 = 1,8.230 = 414 MPa
2, 4
Theo (6.5/93) N HO = 30 HB , do đó.

N H 01 = 30.2452, 4 = 1,6.107
N H 02 = 30.2302, 4 = 1,39.107
Theo (6.7/93)

N HE = 60.C. ∑ .(

N HE 2 = 60.C.

Ti 3
) ni ti
Tmax

T
t
n1
. ∑ t1 . ∑( i ) 3 . i
u1
Tmax ∑ t i

NHE2 = 60.1.152,8.33600.(13.0,615+0,853.0,384)
= 262409385,1 > NHO2
KHL2 = 1
Suy ra NHE1 > NHO1 do đó KHL1= 1
Như vậy theo (6.1a/93) sơ bộ xác định được.

[σ H ] = δ H0 lim . K HL
SH

[σ H ]1 = 560. 1

= 509 MPa
1,1
[σ H ] 2 = 530. 1 = 481,8MPa
1,1
- Với cấp nhanh sử dụng răng nghiêng, do đó theo (6.12/95)

[
σ H ]1 + [σ H ] 2 445,4 + 418,18
[σ H ] =
=
2

2

=495,4Mpa < 1,25 [σ H ] 2
- Với cấp chậm dùng răng thẳng và tính ra NHE đều lớn hơn NHO nên
KHL =1 do đó
GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thúy Nga

7

SVTH: Nguyễn Thanh Nhàn


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

ĐỀ 3 PHƯƠNG ÁN 4

[σ H ], = [σ H ] 2

= 481,8MPa

Theo (6.7): N FE = 60 ⋅ C ⋅ ∑(

Ti 6
) niTi

Tmax

NFE2 = 60.1.152,8.33600.(16.0,615+0,856.0,384)
=67426510,4 > NFO = 4.106 do đó
KFL2 =1 ; tương tự KFL1= 1
Do đó theo (6.2a/93) với bộ truyền quay 1 chiều KFC =1, ta được:

[σ F 1 ] =

σ F0 lim1 .K FC .K FL

=

SF

441.1.1
= 252 MPa
1,75

.1.1
[σ ] = 414
= 236,5MPa
1,75
F2

Ứng suất quá tải cho phép:

[σ H ] Max = 2,8.σ ch

[σ ]

[σ ]

2

= 2,8.450 = 1260 MPa

F1 Max

= 0,8.σ ch1 = 0,8.580 = 464 MPa

F2 Max

= 0,8.σ ch2 = 0,8.450 = 360 MPa

3. Tính toán cấp nhanh: Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng.
a. Xác định sơ bộ khoảng cách trục.
Theo (6.15a/96)

a w1 = Ka.(u1 + 1).3
ψ bd

T1 .K Hβ

[σ H ] 2 .u1.ψ ba

Theo bảng 6.6 chọn ψ ba = 0,3; K a = 43
= 0,53.ψ ba .(u + 1) = 0,53 ⋅ 0,3 ⋅ (3,16 + 1) = 0,624

Theo bảng 6.7/98, sơ đồ 3, K Hβ = 1,114
T1 = 217134,77 Nmm

aw1 = 43 ⋅ (3,16 + 1) ⋅ 3

217134,77.1,114
= 181,2mm
2
(495,4) ⋅ 3,16.0,3

Lấy a w1 = 181mm
b. Xác định các thông số ăn khớp.
GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thúy Nga

8

SVTH: Nguyễn Thanh Nhàn


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

ĐỀ 3 PHƯƠNG ÁN 4

Theo (6.17) m = ( 0,01 ÷ 0,02).a w
= (0,01 ÷ 0,02).181 = 1,81 ÷ 3,62mm
Theo bảng 6.8 chọn modun pháp m = 2,5
Chọn sơ bộ β = 100 , do đó Cosβ = 0,9848 , theo (6.31/103) số
răng bánh nhỏ.
2.aw . cos β 2.181.0,9848
Z1 =
=
= 34,2

m.(u + 1)
2,5.(3,16 + 1)
Lấy Z1= 34
Số răng bánh lớn. Z 2 = u.Z1 = 3,16.34 = 107,44
Lấy Z2 = 107
107
= 3,147
Do đó tỉ số truyền thực sẽ là U m =
34
m.( Z1 + Z 2 ) 2,5 ⋅ ( 34 + 107 )
Cosβ =
=
= 0,9737
2.aw
2 ⋅181

β = 13,1550
c. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.
Theo 6.33/105 ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc.
2.T1.K H .( u + 1)
σ H = Z M .Z H .Z ε .
bw .u.d w21

(

)

Theo bảng 6.5/96 Z M = 274MPa 1 / 2
Theo (6.35/105) tgβ b = cos α t .tgβ

 tgα 
 tg 20 
 = arctg 
 = 20,495
Với αt = αtw = arctg 
cos
β
0
,
9737





tgβ b = cos( 20,495).tg (13,155) = 0,218

⇒ βb = 12,3480
Do đó theo (6.34/105)

ZH =

2 cos βb
2 cos(12,438)
=
= 2,979
sin ( 2 ⋅ α tw )
sin ( 2 ⋅ 20,495)

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thúy Nga

9

SVTH: Nguyễn Thanh Nhàn


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Ta có: ψ ba =

ĐỀ 3 PHƯƠNG ÁN 4

bw
⇒ bw = ψ ba .aw = 0,3.181 = 54,3
aw

Theo (6.37/105)

εβ =

bw ⋅ sin β 43,5 ⋅ sin (16,88)
=
= 1,609
π ⋅m
π ⋅ 2,5

Theo (6.38b)


 1

1 

ε α = 1,88 − 3,2 ⋅  +  ⋅ cos β
 Z1 Z 2  


1 
 1
= 1,88 − 3,2 ⋅  +
 ⋅ 0,9737 = 1,709
 34 107 

Do đó theo (6.38/105)

Zε =

1
1
=
= 0,764
εα
1,709

Đường kính vòng lăn bánh nhỏ.

d w1 =

2 ⋅ aw
2 ⋅ 181
=

= 87,292
( um + 1) ( 3,147 + 1)

Theo (6.40/106)

v=

π ⋅ d w1 ⋅ n1 π ⋅ 87,292 ⋅ 483
=
= 2,207m / s
60000
60000

Với v = 2,207 m/s. Theo bảng 6.13/106 dùng cấp chính xác 9.
Theo bảng 6.14/107 với cấp chính xác 9, nội suy ta được:

K Hα = 1,13

Ta có, σ H = 0,002 , theo bảng 6.15/107
Theo bảng 6.16/107, g0 = 73
Theo (6.42/107)

vH = σ H ⋅ g 0 ⋅ v ⋅

aw
181
= 0,002 ⋅ 73 ⋅ 2,207 ⋅
= 2,440
u
3,147

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thúy Nga

10

SVTH: Nguyễn Thanh Nhàn


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

ĐỀ 3 PHƯƠNG ÁN 4

Do đó, theo (6.41/107):

K Hv = 1 +

vH ⋅ bw ⋅ d w1

2 ⋅ T1 ⋅ K Hβ ⋅ K Hα

=1+

2,440.54,3.87,292
= 1,021
2.217134,77.1,144.1.13

Theo (6.39/106),
K H = K Hβ ⋅ K Hα ⋅ K Hν = 1,114 .1,13.1,021 = 1,285
Thay các giá trị vừa tính được vào (6.33/105)
2 ⋅ 217134,77 ⋅ 1,285 ⋅ ( 3,147 + 1)

σ H = 274.2,976.0,764
= 831,36
2
54,3 ⋅ 3,147 ⋅ 87,292
Theo (6.1) với v = 2,207m/s < 5m/s, Zv = 1
Với cấp chính xác động học là 9, chọn cấp chính xác về mức tiếp
xúc là 8, khi đó cần gia công đạt độ nhám Ra = 2,5………1,25 µm
Do đó ZR = 0,95; với da < 700mm, KxH = 1, do đó theo (6.1) và
(6.1a/93)

[σ H ] = 495,4 ⋅1 ⋅ 0,95 ⋅1 = 470,7

d. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn. Theo (6.43/103)

σF =

2T1 ⋅ K F ⋅Yε ⋅Yβ ⋅YF1

1

bw ⋅ d w1 ⋅ m

Theo bảng 6.7/98, K Fβ = 1,231 , theo bảng 6.14/107 với v =
2,207<2,5 m/s và cấp chính xác là 9, K Fα = 1,37
Theo (6.47/109)

vF = δ F ⋅ g 0 ⋅ v ⋅

aw
181

= 0,016 ⋅ 73 ⋅ 2,207 ⋅
= 19,60
u
3,16

Trong đó theo 6.15/107: δ F = 0,016 , theo bảng 6.16/107: g 0 = 73 ; theo
6.46/109

K Fv = 1 +

vF ⋅ bw ⋅ d w1
19,60.54,3.87,292
=1+
= 1,127
2 ⋅ T1 ⋅ K Fβ ⋅ K Fα
2.217134,77.1,231.1,37

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thúy Nga

11

SVTH: Nguyễn Thanh Nhàn


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

ĐỀ 3 PHƯƠNG ÁN 4

Do đó: K F = K Fβ ⋅ K Fα ⋅ K Fv = 1,231 ⋅ 1,37 ⋅ 1,127 = 1,9
Với ε α = 1,709 ⇒ Yε =

1
1
=
= 0,585
ε α 1,709

0
Với β = 13,155 , Yβ = 1 −

13,155
= 0,960
140

Số răng tương đương
ZV 1 =

Z1
38
=
= 41
cos3 β 0,9737 3

ZV 2 =

Z2
120
=
= 130
cos3 β 0,97373

Theo bảng 6.18/109 ta được YF 1 = 3,7, YF 2 = 3,6
Với m = 2,5mm, Ys = 1,08 – 0,0695.ln(2,5) = 1,016
YR = 1 (bánh răng phay) KxF =1 (da < 400mm)
Do đó theo (6.2) và (6.2a/93):
[σ F1 ] = [σ F1 ] ⋅ YR ⋅ YS ⋅ K XF = 252 ⋅1⋅1,016 ⋅1 = 257,5MPa
Tương tự tính được [σ F 2 ] = 241,7 MPa
Thay các giá trị vừa tính được vào công thức trên:
2 ⋅ 217134,77 ⋅1,9 ⋅ 0,585 ⋅ 0,960 ⋅ 3,7
= 131,25 <[σ F ]1 = 257,5MPa
54,3 ⋅ 96,232 ⋅ 2,5
131,25 ⋅ 3,6
=
= 127,7 < [σ F ] 2 = 241,7 MPa
3,7

σ F1 =
σF2

e/ Kiểm nghiệm răng về quá tải.
Theo (6.48/110) với Kqt =

Tmax
= 0.85
T

σ H 1 max = σ H K qt = 831,36 ⋅ 0.85 = 766,47 < [σ H ] max = 1260 MPa
GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thúy Nga

12

SVTH: Nguyễn Thanh Nhàn


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

ĐỀ 3 PHƯƠNG ÁN 4

Theo (6.49/110)

σ F 1 max = σ F 1 ⋅ K qt = 131,25 ⋅ 0,85 = 111,5625MPa < [σ F 1 ] max = 464 MPa
σ F 2 max = σ F 2 ⋅ K qt = 127,7 ⋅ 0,85 = 108,545MPa < [σ F 2 ] max = 360 MPa

g/ Các thông số và kích thước bộ truyền
Thông số
Khoảng cách trục
Moodun pháp
Chiều rộng vành răng
Tỉ số truyền
Góc nghiên của răng
Số răng bánh răng
Hệ số dịch chỉnh
Đường kính vòng chia
Đường kính đỉnh răng
Đường kính đáy răng

Bánh chủ động
Bánh bị động
aw1 = 200 mm
m = 2,5 mm

bw = 60 mm
um = 3.157
β = 100
Z1 =38
Z2 = 120
x1 = 0
x2 = 0
d1 = 96,202 mm
d2 = 303,79mm
da1 = 240,5 mm
da2 = 308,79 mm
df1 = 89,952 mm
df2 = 297,74mm

4. Tính bộ truyền cấp chậm:
a. xác định sơ bộ khoảng cách trục:
Tương tự

aw 2 = K a .(u1 + 1).3
= 49,5.(2,64 + 1).3

T2 .K Hβ

[σ H ]2 .u2 .ψba
652500.1,0529
= 250mm
481,82.2,64.0,4

Trong đó theo bảng 6.6/97, chọn ψ ba = 0,4 ; với răng thẳng
Ka = 49,5; theo (6.16/97) ψ bd = 0,53 ⋅ 0,4 ⋅ ( 2,64 + 1) = 0,771 , do đó theo

bảng 6.7/98:
K Hβ = 1,529 (sơ đồ 5); u2 = 2,64
Ta có T2 = 652500 Nmm
Lấy aw 2 = 250mm

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thúy Nga

13

SVTH: Nguyễn Thanh Nhàn


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

ĐỀ 3 PHƯƠNG ÁN 4

b. Xác định các thông số ăn khớp.
m = (0,01..........0,02).aw2 = 2,5..........4,96
Theo quan điểm thống nhất hóa trong thiết kế, chọn modun tiêu
chuẩn của bánh răng cấp chậm bằng modun ở cấp nhanh m = 2,5
2.aw2
2 ⋅ 250
Z1 =
=
= 54,5
m.(u + 1) 2,5.( 2,64 + 1)
Lấy Z1 = 54, Z2 = 2,64.54 = 144
Lấy Z2 = 144
Do đó aw =

m ⋅ ( Z1 + Z 2 ) 2,5 ⋅ (54 + 144)
=
= 247,5mm
2
2

Lấy aw2 = 250mm
Do đó cần dịch chỉnh để tăng khoảng cách trục từ 247,5 lên 250
Tính hệ số dịch tâm theo (6.22/100)

Y=

aw 2
m

− 0,5 ⋅ ( Z1 + Z 2 ) =

250
− 0,5 ⋅ (54 + 144) = 1
2,5

Theo (6.23/100)

Ky =

100 ⋅ Y 1000 ⋅1
=
= 10,024
Zt
54 + 144

Theo bảng 6.10°/110 tra được Kx = 0,840
Do đó theo (6.24/100) hệ số giảm đỉnh răng

∆y =

K x ⋅ Z t 0,840 ⋅ (54 + 144)
=
= 0,166
1000
1000

Theo (6.25/100) tổng hệ số dịch chỉnh

X t = y + ∆y = 1 + 0,166 = 1,166

Theo (6.26/101), hệ số dịch chỉnh bánh 1


( Z − Z1 ) ⋅ y  = 0,5 ⋅ 1,66 − (144 − 54) ⋅ 1 = 0,355
x1 = 0,5 ⋅  X t − 2


Zt
(144 + 54) 



Hệ số dịch chỉnh bánh 2:
x2 = xt - x1 = 1,166 – 0,355 = 0,811

Theo (6.27/101) góc ăn khớp.
GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thúy Nga

14

SVTH: Nguyễn Thanh Nhàn


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

ĐỀ 3 PHƯƠNG ÁN 4

Z t ⋅ m ⋅ cos α (144 + 54) ⋅ 2,5 ⋅ cos 200
Cosα tw =
=
= 0,9302
2a ⋅ w2
2 ⋅ 250
⇒ α tw = 21,5330
c. kiểm nghiệm số răng về độ bền tiếp xúc.

2.T2 .K H .( um + 1)
bw .um .d w21

Theo (6.33/105) σ H = Z M .Z H .Zε .
Theo 6.5/96 Z M = 274MPa
Theo (6.34/105) Z H =

1

(

)

3

2 cos β b
2 ⋅1
=
= 1,711
sin ( 2 ⋅ α tw )
sin ( 2 ⋅ 21,533)

Với bánh răng thẳng, dùng (6.36a/105) để tính Z ε .

Zε =

( 4 − εα )
3

=

( 4 − 1,798)

= 0,856

3


 1

1 
ε α = 1,88 − 3,2 ⋅  + 
 Z1 Z 2  


1 
 1
= 1,88 − 3,2 ⋅  +
 = 1,798
 54 144 

Đường kính vòng lăn bánh nhỏ.

d w1 =

2 ⋅ aw 2

( um + 1)

=

2 ⋅ 250
= 136,36mm
( 2,66 + 1)

Theo (6.40/106), vận tốc vòng

π ⋅ d w1 ⋅ n2 3,14 ⋅ 136,36 ⋅ 152,8
V=
=

= 1,088m / s
60000
60000
Theo bảng (6.13/106) chọn cấp chính xác là cấp 9, do đó theo
bảng (6.16/107), g0 = 73, theo (6.42/107),

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thúy Nga

15

SVTH: Nguyễn Thanh Nhàn


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

VH = δ H ⋅ g 0 ⋅ v ⋅

K Hv

aw 2
250
= 0,006 ⋅ 73 ⋅ 1,088 ⋅
= 4,619
um
2,666

Trong đó, theo bảng (6.15/107), δ H = 0,006
VH ⋅ bw ⋅ d w1
=1+
2 ⋅ T1 ⋅ K Hβ ⋅ K Hα

=1+

4,619 ⋅ 100 ⋅ 136,36
= 1,049
2 ⋅ 652500 ⋅ 1,0529 ⋅ 1

ψ ba =

Với

ĐỀ 3 PHƯƠNG ÁN 4

bw
aw

⇒ bw = ψ ba ⋅ a w = 0,4 ⋅ 250 = 100
K H = K Hβ ⋅ K Hv ⋅ K Hα
= 1,529 ⋅1,049 ⋅1 = 1,1
Thay các giá trị vừa tính được vào (6.33)

σ H = 274 ⋅ 1,711 ⋅ 0,856

2 ⋅ 652500 ⋅ 1,1 ⋅ ( 2,66 + 1)
= 398MPa
2
100 ⋅ 2,66.136,36

Theo (6.1), với v = 1,088 m/s, Zv = 1; với cấp chính xác động học
là 9, chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 9; khi đó cần gia công độ

nhám R z = 10........40 µm , do đó ZR = 0,9; với da < 700mm, KxH = 1 do đó
theo (6.1) và (6.1a/93).

[σ H ] = [σ H ] ⋅ Z v ⋅ Z R ⋅ K xH = 418,8 ⋅1,09 ⋅1 = 433,6MPa
Như vậy σ H < [σ H ]
d. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn. Theo (6.43/108)

σF =
1

2T2 ⋅ K F ⋅Yε ⋅Yβ ⋅YF1
bw ⋅ d w1 ⋅ m

Theo bảng 6.7/98, K Fβ = 1,0858 , theo bảng 6.14/107 với v =
1,088<2,5 m/s và cấp chính xác là 9, K Fα = 1,37
GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thúy Nga

16

SVTH: Nguyễn Thanh Nhàn


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

ĐỀ 3 PHƯƠNG ÁN 4

Theo (6.47/109)

vF = δ F ⋅ g 0 ⋅ v ⋅

aw
250
= 0,011 ⋅ 73 ⋅1,088 ⋅
= 8,469
u
2,66

Trong đó theo 6.15/107: δ F = 0,011 , theo bảng 6.16/107: g 0 = 73 ; theo
6.46/109

K Fv = 1 +

vF ⋅ bw ⋅ d w1
8,469.100.136,36
=1+
= 1,064
2 ⋅ T2 ⋅ K Fβ ⋅ K Fα
2.652500.1,0858.1,37

Do đó: K F = K Fβ ⋅ K Fα ⋅ K Fv = 1,0858.1,37.1,064 = 1,582
Với ε α = 1,798 ⇒ Yε =
0
Với β = 3,63 , Yβ = 1 −

1
1
=
= 0,556
ε α 1,798
3,63

= 0,974
140

Số răng tương đương
ZV 1 =

Z1
54
=
= 54
3
cos β 0,9973

ZV 2 =

Z2
144
=
= 145
3
3
cos β 0,997

Theo bảng 6.18/109 ta được YF 1 = 3,3,52, YF 2 = 3,47
Với m = 2,5mm, Ys = 1,08 – 0,0695.ln(2,5) = 1,016
YR = 1 (bánh răng phay) KxF =1 (da < 400mm)
Do đó theo (6.2) và (6.2a/93):
[σ F1 ] = [σ F1 ] ⋅ YR ⋅ YS ⋅ K XF = 252 ⋅1⋅1,016 ⋅1 = 257,5MPa
Tương tự tính được [σ F 2 ] = 241,7 MPa
Thay các giá trị vừa tính được vào công thức trên:

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thúy Nga

17

SVTH: Nguyễn Thanh Nhàn


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

ĐỀ 3 PHƯƠNG ÁN 4

2 ⋅ 652500 ⋅1,582 ⋅ 0,556 ⋅ 0,974 ⋅ 3,52
= 107,03 <[σ F ]1 = 257,5MPa
100 ⋅136,36 ⋅ 2,5
107,03 ⋅ 3,47
=
= 105,5 < [σ F ] 2 = 241,7 MPa
3,52

σ F1 =
σF2

e/ Kiểm nghiệm răng về quá tải.
Theo (6.48/110) với Kqt =

Tmax
= 0.85
T

σ H 1 max = σ H K qt = 831,36 ⋅ 0.85 = 766,47 < [σ H ] max = 1260 MPa

Theo (6.49/110)

σ F 1 max = σ F 1 ⋅ K qt = 107,03 ⋅ 0,85 = 90,97 MPa < [σ F 1 ] max = 464 MPa
σ F 2 max = σ F 2 ⋅ K qt = 105,5 ⋅ 0,85 = 89,29MPa < [σ F 2 ] max = 360 MPa

d. Các thông số và kích thướt bộ truyền
Thông số
Khoảng cách trục
Modun
Chiều rộng vành răng
Tỉ số truyền
Góc nghiêng răng
Số răng bánh răng
Hệ số dịch chỉnh
Đường kính chia
Đường kính đỉnh răng
Đường kính đáy răng

Bánh chủ động
Bánh bị động
aw2 = 250mm
m = 2,5mm
bw = 100mm
u = 2,66
β =0
Z1 = 54
Z2 = 144
x1 = 0,355
x2 = 0,811
d1 = 135mm

d2 = 360mm
da1 = 140,95mm
da2 = 368,22 mm
df1 =130,52 mm
df2 = 357,8 mm

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN
I. Thiết kế trục
➣Tải trọng chủ yếu tác dụng lên trục là moment xoắn và các lực
tác dụng khi ăn khớp trong bộ truyền bánh răng, lực căng đai, lực căng
xích, lực lệch tâm do sự không đồng trục khi lắp hai nửa khớp nối di
động.

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thúy Nga

18

SVTH: Nguyễn Thanh Nhàn


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

ĐỀ 3 PHƯƠNG ÁN 4

1. Chọn vật liệu chế tạo

Thép 45 toi cải thiện , có σ b = 800 MPa , ứng suất xoắn cho
phép [τ ] = 15............30MPa .
2. Xác định sơ bộ đường kính trục

d k ≥3

Tk
0,2 ⋅[τ]

a. Trục 1
Với T1 = 218484 Nmm, [τ1 ] = 20 MPa

d1 ≥3
=3

T1
0,2 ⋅ 20

218484
0,2 ⋅ 20

=67,3mm

Chọn d1 = 70mm
b. Trục 2
T2 = 652500 Nmm,

[τ ] = 25MPa
d 2 ≥3
=3

T2
0,2 ⋅ 24

652500
=50,7 mm
0,2 ⋅ 25

Chọn d2 = 55 mm
c. Trục 3
T3 = 1497112 Nmm, [τ ] = 30 MPa

d 3 ≥3
=3

T3
0,2 ⋅30

1497112
=62,9mm
0,2 ⋅30

Chọn d3 = 65 mm
GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thúy Nga

19

SVTH: Nguyễn Thanh Nhàn


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

ĐỀ 3 PHƯƠNG ÁN 4

• Từ các đường kính sơ bộ ta tính được gần đúng đường kính ổ lăn
bảng 10.2/189.
d1 = 70mm => b1 = 35mm
d2 = 55 mm => b2 = 29 mm
d3 = 65 mm => b3 = 33 mm
• Chiều dài mayơ của các bánh răng trụ
Trục 1: lm1 = 1,4 . 70 = 98 mm
Trục 2: lm2 = 1,4 . 55 = 77 mm
Trục 3: lm3 = 1,4 . 65 = 91 mm
• Trị số của các khoảng cách k1, k2, k3 và hn. Từ bảng 10.3/189, ta
chọn:
➣ k1 = 12: là khoảng cách từ chi tiết quay đến thành trong của hộp
giảm tốc hoặc khoảng cách giửa các chi tiết quay.
➣ k2 = 10: là khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp.
➣ k3 = 15: là khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến nắp ổ.
➣ hn = 18: là chiều cao nắp ỏ và đầu bulông.
3. Xác định các kích thước sơ bộ trên các trục và giữa các ổ lăn.

Trục 2: l22 = 0,5. (b0 + lm22) + k1 + k2
= 0,5. (29 + 77) + 12 + 10
= 75 mm
l23 = l22 + (lm22 + lm23). 0,5 + k1
= 75 + (77+77). 0,5 + 12
= 164 mm
L21 = l23 + (lm23 + b0). 0,5 + k1 + k2
= 164 + (77+29). 0,5 + 12 +10 = 239 mm
Trục 1: l12 = l23 = 164 mm
l11 = l21 = 239 mm
Lc1 = 0,5.(lm1 + b0) + k3 + hn
= 0,5.(98 + 35) +15 + 18

= 99,5 mm
Trục 3: l32 = l22 = 75 mm
l31 = l11 = l21 = 239 mm
lc3 = 0,5.lm3 + k3+ 0,5b3 + hn
= 0,5.91+15+18+0,5.33
= 95 mm
GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thúy Nga

20

SVTH: Nguyễn Thanh Nhàn


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

ĐỀ 3 PHƯƠNG ÁN 4

4. Xác định điểm đặt trị số và chiều của các lực từ chi tiết quay tác
dụng lên trục.
a. Thiết kế trục 1
• Lực từ bộ truyền đai
Góc của dây đai hợp với phương x

α=20 0

• Lực do đai tác dụng lên trục 4.21/64:

Fr =

2.F0 .Z .Sin(

α1
) =2235,8
2

N

Suy ra:

Fdx = Fr ⋅ cos α = 2235,8 ⋅ cos 20 0 = 2100,9 N
Fdy = Fr ⋅ sin α = 2235,8. sin 20 0 = 764,6 N
• Lực từ bánh răng tác dụng lên trục I 10.5/186.

Fx12 =

r12
⋅ cq12 ⋅ cb12 ⋅ Ft12
r12

Với lực vòng:
2T 2 ⋅ 218483
Ft12 = 1 =
= 5005,8 N
d w1
87,29
➣ cq12 = 1 do bánh 1 quay ngược chiều kim đồng hồ
➣ cb12 = 1 do bánh 1 là bánh chủ động.
➣ hr = -1 do bánh răng 1 là bánh răng trái
=> Fx12 = 1 . 1 . 1 . 5005,8 = 5005,8 N

Fy12 = −

r12
tgαtw12
⋅ Ft12 ⋅
r12
cos β

= −1 ⋅ 5005,8 ⋅

tg (23,79)
cos(13,155)

= −2266,2 N
GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thúy Nga

21

SVTH: Nguyễn Thanh Nhàn


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

ĐỀ 3 PHƯƠNG ÁN 4

Fz12 = cq12 ⋅ cb12 ⋅ hr12 ⋅ Ft12 ⋅ tgβ
= 1 ⋅1 ⋅ ( −1) ⋅ 5005,8.tg (13,155)
= −1169 ,9 N

Tính phản lực tại các gối đỡ.

d 1 =96 mm, d 2 =304 mm

∑m

y
A

= 0 ⇔ − Fx12 .164 − Frx .338,5 + 239 ⋅ RBx = 0

⇒ RB x =

5005,8 ⋅164 + 2100,9.338,5
= 6410,5 N
239

∑x =0 ⇔ F

x12

+ Frx − RAx − RBx = 0

⇒ R Ax = Fx12 + Frx − RBx
= 5005,8 + 2100,9 − 6410,5 = 696,2 N

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thúy Nga

22

SVTH: Nguyễn Thanh Nhàn

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

ĐỀ 3 PHƯƠNG ÁN 4

Tính đường kính ngỗng trục tại các tiết diện.
2
2
2
Tại A: M A = M Ax + M Ay + 0,75 ⋅ T1

=0
M td
⇒ dA ≥ 3
=0
0,1 ⋅ [σ ]
Chọn dA = 0
Tại B:
2
2
M B = M Bx
+ M By
+ 0,75 ⋅ T12

= 76077,7 2 + 200084,552 + 0,75 ⋅ 2184832 = 285697 Nmm 2

⇒ dB ≥ 3

M td
285697

=3
= 35,66mm
0,1 ⋅ [σ ]
0,1 ⋅ 63
Chọn dB = 35mm

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thúy Nga

23

SVTH: Nguyễn Thanh Nhàn


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

ĐỀ 3 PHƯƠNG ÁN 4

Tại bánh răng 1-2:

M 1− 2 = Mx12− 2 + My12− 2 + 0,75 ⋅ T12
= 225009,62 + 114176 2 + 0,75 ⋅ 2184832
= 315383,5 Nmm 2
Mđ
315383,5
=3
= 36,84mm
0,1 ⋅ [σ ]
0,1 ⋅ 63
Chọn d1-2 = 40mm
Tại bánh đai:

⇒ d1− 2 ≥ 3

M đ = M ry2 + M rx2 + 0,75 ⋅ T12
= 0,75 ⋅ 2184832 = 189212 Nmm 2
Mđ
189212
=3
= 27,5mm
0,1 ⋅ [σ ]
0,1 ⋅ 90
Chọn dđ = 30mm
b. thiết kế trục 2
Fx 23 = Fx12 = 5005,8 N
⇒ dđ ≥ 3

Fy 23 = Fy12 = 2266,2 N
Fz 23 = Fz12 = 1169,9 N
r
Fx 22 = 22 ⋅ cq22 ⋅ cb22 ⋅ Ft 22
r22
2T2 2 ⋅ 652500
=
= 9570 N
d w2
136,36
Cq22 = -1: do bánh răng quay cùng chiều kim đồng hồ
Cb22 = 1: do bánh 1 là bánh chủ động.
=> Fx22 = 1 .(-1) . 1 . 9570 = - 9570N
Ft 22 =

Fy 22

r22
tgαtw 22
=−
⋅ Ft 22 ⋅
r22
cos β

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thúy Nga

24

SVTH: Nguyễn Thanh Nhàn


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

ĐỀ 3 PHƯƠNG ÁN 4

αtw 22 = 20,310
β = 3,630
Fy 22 = −1 ⋅ 9570 ⋅

tg ( 20,31)
= −3548 N
cos(3,63)

Tính phản lực tại các gối đỡ.

∑m

x
E

= 0 ⇔ 75 ⋅ Fy 22 − 164.Fy 23 + 239.RFy − 152 ⋅ FZ 23 = 0

2266,2.164 + 1169,9.152 − 3548.75
239
= 1185,7 N

⇒ RFy =

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thúy Nga

25

SVTH: Nguyễn Thanh Nhàn