Đồ án chi tiết máy thiết kế hệ dẫn động thùng trộn gồm có hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp đồng trục và bộ truyền xích

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN
CHI TIẾT MÁY

GDHD: TRẦN TIẾN ĐẠT
SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN
MSSV: 1651020150


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU.................................................................................................................5
A. TÍNH TOÁN CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN BỐ TỈ SỐ TRUYỀN............................6
I. CHỌN ĐỘNG CƠ....................................................................................................7
1. Xác định hiệu suất hệ thống..................................................................................7
2. Công suất tính toán................................................................................................7
3. Chọn động cơ điện, bảng thông số động cơ điện:..................................................8
4. Phân bố tỉ số truyền:..............................................................................................8
II. Lập bảng đặc tính:.................................................................................................. 10
1. Tính toán công suất trên các trục......................................................................... 10
2. Tính toán số vòng quay trên các trục................................................................... 10
3. Tính moment xoắn trên các trục.......................................................................... 10
Bảng đặc tính kỹ thuật của hệ thống truyền động:...................................................... 11
B. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH............................................................................... 12

Thông số kĩ thuật để thiết kế:...................................................................................... 12
I. CHỌN DẠNG XÍCH:............................................................................................. 12
1. Các thông số của bộ truyền xích:......................................................................... 12
2. Kiểm tra xích theo hệ số an toàn:........................................................................ 14
Thông số của bộ truyền:.............................................................................................. 14
C. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG.................................................................. 15
I. THIẾT KẾ BÁNH RĂNG CẤP NHANH RĂNG THẲNG.................................... 15
1. Số chu kỳ làm việc tương đương:........................................................................ 15
2. Số chu kỳ làm việc cơ sở:.................................................................................... 15
3. Ứng suất tiếp xúc cho phép:................................................................................ 15
4. Ứng suất uốn cho phép:....................................................................................... 16
5. Xác định sơ bộ khoảng cách trục:........................................................................ 16
6. Chọn modun răng:............................................................................................... 16
7. Xác định góc nghiêng răng và số răng:................................................................ 16
8. Tính lại khoảng cách trục:................................................................................... 17
9. Xác định các kích thước bộ truyền bánh răng:..................................................... 17
10. Vận tốc vòng và cấp chính xác của bộ truyền bánh răng:..................................17
11. Xác định lực tác dụng lên bộ truyền:................................................................. 18
SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN

2


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT

12. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:.............................................................. 18
13. Kiểm nghiệm độ bền uốn:.................................................................................. 19
II. THIẾT KẾ BÁNH RĂNG CẤP CHẬM RĂNG NGHIÊNG:................................20

1. Giới hạn mỏi tiếp xúc và uốn của bánh răng:...................................................... 20
2. Số chu kỳ làm việc cơ sở:.................................................................................... 21
3. Số chu kỳ làm việc tương đương:........................................................................ 21
4. Ứng suất tiếp xúc cho phép:................................................................................ 21
5. Ứng suất uốn cho phép:....................................................................................... 22
6. Xác định sơ bộ khoảng cách trục:........................................................................ 22
7. Chọn modun răng:............................................................................................... 22
8. Xác định góc nghiêng răng và số răng:................................................................ 23
9. Xác định các kích thước bộ truyền bánh răng:..................................................... 23
10. Vận tốc vòng và cấp chính xác của bộ truyền bánh răng:..................................24
11. Xác định lực tác dụng lên bộ truyền:................................................................. 24
12. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc............................................................... 24
13. Kiểm nghiệm về độ bền uốn:............................................................................. 25
Bảng kết quả tính:....................................................................................................... 27
Kiểm nghiệm điều kiện bôi trơn ngâm dầu:................................................................ 28
C. THIẾT KẾ TRỤC...................................................................................................... 29
Sơ đồ lực phân bố trên cơ cấu:.................................................................................... 29
1. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực:................................31
2. Xác định phản lực tại các gối đỡ:........................................................................ 33
3. Kiểm nghiệm độ bền trục theo độ bền mỏi:......................................................... 42
4. Tính kiểm nghiệm độ bền then:........................................................................... 47
D. TÍNH CHỌN Ổ ĐỠ.................................................................................................. 48
I. Trục I:...................................................................................................................... 48
1. Số liệu thiết kế đã tính toán và chọn loại ổ đỡ:.................................................... 48
2. Tải trọng hướng tâm tại các ổ :............................................................................ 48
3. Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ:................................................................ 48
4. Chọn ổ lăn:.......................................................................................................... 49
5. Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ:................................................................. 49
II. Trục 2..................................................................................................................... 49
1. Số liệu thiết kế đã tính toán và chọn loại ổ đỡ:.................................................... 49

SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN

3


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT

2. Tải trọng hướng tâm tại các ổ:............................................................................. 50
3. Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ:................................................................ 50
4. Chọn ổ lăn:.......................................................................................................... 50
5. Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ:................................................................. 51
II. Trục III................................................................................................................... 51
1. Số liệu thiết kế đã tính toán và chọn loại ổ đỡ:.................................................... 51
2. Tải trọng hướng tâm tại các ổ:............................................................................. 51
3. Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ:................................................................ 51
4. Chọn ổ lăn:.......................................................................................................... 52
5. Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ:................................................................. 52
E. THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC.............................................................................. 54
Tính kết cấu của vỏ hộp:............................................................................................. 54
Các kích thước cơ bản của vỏ hộp:............................................................................. 54
Kích thước gối đỡ trục tra bảng 18-2 TL[2]:............................................................... 56
Một số chi tiết khác :................................................................................................... 56
1. Nắp ổ................................................................................................................... 56
2. Bulông vòng:....................................................................................................... 57
3. Chốt định vị:........................................................................................................ 57
4. Cửa thăm:............................................................................................................ 57
5. Nút thông hơi:...................................................................................................... 58
6. Nút tháo dầu:....................................................................................................... 58

7. Que thăm dầu và dầu bôi trơn:............................................................................. 59
F. BẢNG DUNG SAI LẮP GHÉP................................................................................. 60
I. Bảng dung sai lắp ghép trục và ổ lăn:...................................................................... 60
II. Bảng dung sai lắp ghép then:................................................................................. 61

SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN

4


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT

LỜI NÓI ĐẦU
Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là yêu cầu không thể thiếu đối với một kỹ sư
ngành cơ khí, nhằm cung cấp các kiến thức cơ sở về máy và kết cấu máy.
Thông qua đồ án môn học Chi tiết máy, mỗi sinh viên được hệ thống lại các kiến thức
đã học nhằm tính toán thiết kế chi tiết máy theo các chỉ tiêu chủ yếu về khả năng làm
việc , thiết kế kết cấu chi tiết máy, vỏ khung và bệ máy , chọn cấp chính xác, lắp ghép
và phương pháp trình bày bản vẽ, trong đó cung cấp nhiều số liệu mới về phương pháp
tính, về dung sai lắp ghép và các số liệu tra cứu khác. Do đó khi thiết kế đồ án chi tiết
máy phải tham khảo các giáo trình như Chi tiết máy, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ
khí, Dung sai và lắp ghép, Nguyên lý máy ...từng bước giúp sinh viên làm quen với
công việc thiết kế và nghề nghiệp sau này của mình.
Nhiệm vụ của em là thiết kế hệ dẫn động thùng trộn gồm có hộp giảm tốc bánh răng trụ
hai cấp đồng trục và bộ truyền xích. Hệ được dẫn động bằng động cơ điện thông qua
khớp nối, hộp giảm tốc và bộ truyền xích để truyền động đến thùng trộn.
Lần đầu tiên làm quen với công việc thiết kế, với một khối lượng kiến thức tổng hợp
lớn, và có nhiều phần em chưa nắm vững, dù đã tham khảo các tài liệu song khi thực

hiện đồ án, trong tính toán không thể tránh được những thiếu sót. Em mong được sự góp
ý và giúp đỡ của các thầy.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy, đặc biệt là thầy giáo Nguyễn Tiến Đạt đã hướng
dẫn tận tình và cho em nhiều ý kiến quý báu cho việc hoàn thành đồ án môn học này...
TPHCM, 20/08/2020
Sinh viên thực hiện
Tuấn
Huỳnh Phạm Minh Tuấn

SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN

5


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT

A. TÍNH TOÁN CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN BỐ TỈ SỐ
TRUYỀN
SỐ LIỆU THIẾT KẾ:
Công suất: P = 17,3 (KW)
Số vòng quay: n = 29 Vòng/phút
Thời gian phục vụ: a = 5 năm
Quay 1 chiều, làm việc 2 ca, tải va đập nhẹ.
(1 năm làm việc 300 ngày, ngày làm 2 ca, 1 ca làm việc 8 giờ).
Chế độ tải: t1= 0,7tCK , t2= 0, 3tCK , T1=T, T2=0.8T

SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN

6


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT

I. CHỌN ĐỘNG CƠ
1. Xác định hiệu suất hệ thống.
•Hiệu suất truyền động
.2. .4

=

Trong đó:
= 0,99 : Hiệu suất khớp nối.

= 0,96 : Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng.

: Hiệu suất bộ truyền xích.

= 0,93

= 0,99 : Hiệu suất ổ lăn.
➔

= ...
2

2

4
4

= 0,99. 0,96 . 0,93. 0,99 = 0,815

2. Công suất tính toán
Công suất tính toán:
2

2

1

(

2

). +(

).

1
=

= .

2

√

1

+

2

SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN

7


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT
2

(

= 17,3

0,8 2

)

.0,7+ (

) .0,3

√

0,7 + 0,3

= 16,34 (KW)
Công suất cần thiết trên trục động cơ:
16,34

=

=

0,815

= 20,05 (

)

Tỉ số truyền chung của bộ truyền:
= ℎ.

=8.3=24

Trong đó:
uh = 8 là tỉ số truyền của hộp giảm tốc hai cấp phân đôi (8- 40)
ux = 3 là tỉ số truyền của bộ truyền xích
Số vòng quay sơ bộ động cơ:
=

. = 29.24 = 696 ( ò

)

3. Chọn động cơ điện, bảng thông số động cơ điện:
Động cơ điện được chọn phải có công suất Pdcvà số vòng quay đồng bộ thỏa mãn điều
kiện:
Pdc ≥ Pct= 20,05 (KW)
•

nđb ≈ nsb

Dựa vào bảng P1.3 [1] ta chọn động cơ:
Kiểu động cơ Công suất(kW) Vận tốc quay(v/p)

cos %

T

T
max

T
4A200L8Y8

22

730

0,84 88,5

k

T
nd

nd

2,0

1,2

4. Phân bố tỉ số truyền:
Chọn tỉ số truyền của hệ thống dẫn động:
=

730

=

29

= 25,17

Ta chọn uh = 8 (Tỷ số truyền của hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp phân đôi; ta
chọn: u1 = 3,08; u2 = 2,6 6 theo bảng 3.1 trang 43 tập 1).
Tỷ số truyền của bộ truyền xích:

SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN

8

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT
=
ℎ

=

25,17
8

= 3,15

SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN

9


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT

II. Lập bảng đặc tính:
1. Tính toán công suất trên các trục.
•

=

=

4

•

17,3 (

)
17,3

=

=

3

= 18,79 ( )

0,99.0,93

.

•

18,79

3

=

=

2

= 19,77 (

•

19,77

2

=

=

1

= 20,8 (

)

0,96.0,99

.

•

)

0,96.0,99

.

20,8

1

=

=

= 21,22 (

)

0,99.0,99

.

•

2. Tính toán số vòng quay trên các trục.
=

=730(

1

•

ò

)
ℎú

1

=

2

730

ò

=

= 237,01 (
3,08

)
ℎú

1

•

3=2

•

4

=

237,01

91,16

= 3=

= 91,16 (

ò

= 28,94 (

)
ò

2 2,6

)

ℎú

3,15 ℎú

3. Tính moment xoắn trên các trục.

•

1

= 9,55. 106.

20,8

= 9,55. 106 .

1

•

= 272109,6 (

)

730

1

19,77

2

6

= 9,55. 10 .

= 9,55. 10

6

.

= 796605,63 (

2

)

237,01
2

•

18,79

3

6

= 9,55. 10 .

= 9,55. 10

6

.

= 1968456,6 (

3

•

)

91,16

3

17,3

4

6

= 9,55. 10 .

= 9,55. 10

6

.

= 5708880,44 (

4

)

28,94
4

•

22

= 9,55. 10

6

.

6

= 287808,22 (

= 9,55. 10 .

)

730

SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN

10

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT

Bảng đặc tính kỹ thuật của hệ thống truyền động:

Công Suất (KW)

Trục động cơ

Trục 1

Trục 2

Trục 3

Trục 4

22

20,8

19,77

18,79

17,3

Tỉ số truyền u

Số vòng quay n
(Vòng/phút)
Momen xoắn T
(Nmm)

1
730

287808,22

3,08
730

272109,6

2,6

237,01

796605,63

3,15
91.96

1968456,6

28.94

5708880,44

SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN 11


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT

B. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH
Thông số kĩ thuật để thiết kế:
Công suất: P3 = 18,79 KW
Số vòng quay động cơ:
Tỉ số truyền:
Điều kiện làm việc: quay 1 chiều, làm việc 2 ca, tải va đập nhẹ, bôi trơn nhỏ giot, đĩa
xích điều chỉnh được.
3

= 91,16 (Vòng/phút)

= 3,15

I. CHỌN DẠNG XÍCH:
Chọn loại xích ống-con lăn: nhờ có lắp thêm con lăn nên độ bền mòn cao hơn, chế
tạo không phức tạp, phổ biến.
1. Các thông số của bộ truyền xích:
Chọn số răng của dĩa xích dẫn:
z1 = 29 – 2.ux ≥ 19 (theo thiết kế xích [TL2- NHL])

z1 = 29 – 2.3,15 = 22,7
Chọn z1 theo tiêu chuẩn z1 = 25 răng (bảng 5.4/80 sách tập 1 TC)
Chọn số răng đĩa xích lớn:

z2 = ux .z1 = 120 = 3,15.25= 78,75 <= zmax
Chọn z2 = 79
Tỷ số truyền trung bình bộ truyền:
u=z2/z1 = 79/25= 3,16
Xác định bước xích và kiểm nghiệm:
Theo công thứ 5.4 và bảng 5.6 ta có hệ số điều kiện sử dụng xích:
K = Kđ.Ka.Ko.Kdc.Kbt.Klv
Với :
Kđ =1,2 là hệ số tải trọng động ứng với tải va đập nhẹ.
Ka = 1

là hệ số ảnh hưởng khoảng cách trục với a = (30-50).pc

K0 = 1

là hệ số ảnh hưởng bố trí bộ truyền ứng với bộ truyền nằm ngang

Kdc = 1 là hệ số ảnh hưởng khả năng điều chỉnh lực căng xích.
Kbt = 1

là hệ số điều kiện bôi trơn.

Klv =1,25 hệ số làm việc ứng với làm việc 2 ca.
K = Kđ.Ka.K0.Kdc.Kb.Klv =1,2.1.1.1.1.1,12 = 1,344

SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN

12

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT

Hệ số vòng quay:
Với n3 = 91,16 v/p, chọn n01 = 200 v/p theo bảng 5.4
Hệ số Kn = n01/n3 = 200/91,16 = 2,19
Hệ số răng đĩa xích:
Hệ số Kz = 25/z1 = 25/25 = 1
Hệ số xét đến dãy xích:
Ứng với xích 1 dãy Kx = 1 (theo sách NHL/179)
Công suất tính toán:
Pt = P.K.Kz.Kn/Kx = 18,79.1,344.1.2,19/1,7 = 32,5 KW
Theo bảng 5.4/81-TC ta có:
Với n01 = 200 vg/ph, ta chọn bước xích pc=38,1
Theo bảng 5.2 TL NHL số vòng quay tới hạn tương ứng bước xích pc=38,1 là nth = 500
vg/ph, nên điều kiện n1 < nth thỏa mãn.
Tính toán kiểm nghiệm bước xích pc (theo công thức 5.26-TL2) với áp suất cho
phép [po] chọn theo bảng 5.3 là 29 MPa:
P ≥600 √ . /( . .
.
)= 36,5 mm
c

3



Pc = 38,1 nên điều kiện được thỏa mãn

Vận tốc trung bình v của xích:
v=
=
= 1,45(
. .

91,16.25.38,1

)

60000

60000

Lực vòng có ích: Ft= 1000. = 12958,62 N

Khoảng cách trục a:
Chọn sơ bộ khoảng cách trục: a = (30-50).pc = 40.38,1 = 1524
mm Số mắc xích X theo công thức 5.8 TL2
X= 2 +

1+ 2
2

+(

2− 1)^2
2.3,14

.

= 143,6

Chọn X= 144 mắt xích
Chiều dài L= pc. X= 38,1.144= 5486,4 mm
Tính chính xác khoảng cách trục (theo công thức 5.13 sách tập 1 TC), ta có:

SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN

13


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT
2

2

a= 0,25.pc [ X- 0,5( z2 +z1) + √( − 0,5( 2 − 1)) − 2(
mm

2
− 1
)^2
2.3,14

] = 1721,46

Ta chọn a = 1718 mm [giảm khoảng cách trục (0,002-0,004).a] để xích không chịu lực

căng quá lớn.
Số lần va đập i của bản lề xích trong 1 giây:
4. 3. 1.
. .60 = 1,055 < [ ] = 20
(theo bảng 5.6/182-NHL với pc = 38,1, ta chọn [ ] = 14)

=

2. Kiểm tra xích theo hệ số an
toàn: Theo công thức 5.28 TL2, ta có:
s= Q/ F1 +Fv + F0 = 127000/12958,62+11,5+556,25= 9,4 ≥ [s]= 7,6- 8,9
Tải trọng phá hủy Q tra theo bảng 5.2 TL1/78 NHL với bước xích pc=38,1 thì Q= 127
KN, qm= 5,5
Lực trên nhánh căng F1=Ft = 12958,62 N
Lực căng do lực ly tâm gây nên xác định theo công thức 5.16NHL Fv = qm.v2 = 5,5 . 1,452 = 11,5 N
Lực căng ban đầu của xích F0 xác định theo công thức 5.17NHL F0 = Kf.a.qm.g = 6.1,72.5,5.9,8 = 556,25 N
Lực tác dụng lên trục xác định theo công thức 5.19 NHL
Fr = Km.Ft = 1,15 . 12958,62 = 14902,4 N
Thông số của bộ truyền:
d1= pc.z1/ 3,14= 303,3 mm
d01 = d1 + 0,7.pc = 330 mm
d2 = pc. z2/ 3,14= 958,6 mm
d02 = d2 + 0,7.pc = 985,3 mm

SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN

14


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT

C. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG.
Đây là bộ truyền kín, ta tính toán theo độ bền mỏi tiếp xúc để tránh hiện tượng bong
tróc rỗ bề mặt và kiểm nghiệm lại theo điều kiện bền uốn.
I. THIẾT KẾ BÁNH RĂNG CẤP NHANH RĂNG THẲNG
Momen xoắn trên trục bánh dẫn T1=272109,6 . Tí số truyền u1 = 3,08

Vòng quay n1=730
Chọn vật liệu cho bánh dẫn và bánh bị dẫn
Chọn thép 40Cr được tôi cải thiện. Theo bảng 6.13, tài liệu [3], ta chọn độ cứng bánh dẫn
HB1 = 250 và độ cứng bánh bị dẫn HB2 = 230. Vật liệu này có khả năng chạy rà tốt.

1. Số chu kỳ làm việc tương đương:
❖

NHE1 = 60c∑(

3

)3 niti

3

= 60.1.730.[(1) . 0,7 + (0,8) . 0,3].24000

= 8,97.108 chu kỳ
NHE2 =
=

❖

1

8,97 . 108

= 2,91.108 chu kỳ

3,08

❖

❖

NFE1

)6

= 60c∑(

=

60.1.730.[(1)6. 0,7 + (0,8) 6. 0,3].24000

=

8,2.108chu kỳ
NFE2 = 2,97

1

niti

= 8,23,08.108 = 2,66.108 chu kỳ

2. Số chu kỳ làm việc cơ sở:
NHO1 = 30.HB1 2,4= 30.2502,4 = 1.71.107 chu kì
NHO2 = 30.HB2 2,4 = 30.2302,4 = 1.39.107 chu kì
NFO1 = NFO2 = 5.106 chu kì (Trang 226 Nguyễn Hữu Lộc)
❖ Vì: NHE1 > NHO1, NHE2 > NHO2, NFE1 > NFO1, NFE2 > NFO2 ⇨ chọn KHL1 = KHL2 = KFL1 = KFL2 = 1

3. Ứng suất tiếp xúc cho phép:
❖

[σH1] = σOHlim1 0.9.

1

= 570.0.9.1 = 466.36 Mpa
1

1.1

SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN

15


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

❖

[σH2] = σOhlim2

❖

Ta có: [ ] = 0.5. (

1

0.9∗

2
2

+

2)

= 530.

GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT
0.9∗1

= 433,63 Mpa
1.1

= 450

So sánh với điều kiện (6.41) NHL:

H

min

= 433,63

H

= 450 1,25.

H min

= 542 ,0375 MPa

(1,25 đối với truyền động bánh răng trụ, còn 1,15 đối với truyền động bánh răng
côn nghiêng hoặc răng cung tròn)
Thỏa mãn điều kiện, nên ta chọn:
4. Ứng suất uốn cho phép:
❖
[σF1] =
KFL1 =
1

H

450.1

= 450MPa

. 1 = 257.14 Mpa

1.75

1

❖

[σF2] =

KFL2 =

2

. 1 = 236,57 Mpa
414.1
1.75

2

5. Xác định sơ bộ khoảng cách trục:
aw = Ka(u+1)
trang 95/ TL 1
3

1

√

[ ]

2

1

Theo bảng 6.5 TL1 Ka = 50 ứng với bánh răng trụ thẳng
Theo bảng 6.15 TL2 chọn
⇨

( +1)

ψbd =

=

0.4.(3,08+1)

= 0,4 (do bánh răng nằm đối xứng so với các ổ trục)

=220,816

Theo bảng 6.4 TL2, với ψbd = 0,816 tra được = 1,06 ⇨ 50. (3,08+1)3√272109,6.1,06 = 214,1
mm
0,4.450 2.3,08

Chọn aw1 = 220 mm
6. Chọn modun răng:
m= (0.01÷0.02) aw = (0,01÷0,02).220= 2,2÷4,4
Theo tiêu chuẩn thống nhất với cấp nhanh ta chọn m = 3
7. Xác định góc nghiêng răng và số
răng: Số răng bánh dẫn là:

SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN

16


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT
2

1

=

=

2.220

. ( + 1)

= 35,9 ( ă

3(3,08 + 1)

)
Chọn z1 = 36 răng suy ra z2 = 36.3,08 = 110,88 răng
Chọn z2 = 111 răng
Tính lại tỉ số truyền:
u=

2

=

111

= 3,0833
36

1

Δu=0,11% < 2% (Thỏa mãn)
8. Tính lại khoảng cách trục:
( + )

aω =

1

2

=

3 . (36+111)

2

= 220,5 mm

2

Vậy chọn aω = 220,5 mm
9. Xác định các kích thước bộ truyền bánh
răng: Đường kính vòng chia:
dω1 =
dω2 =
Đường kính vòng đỉnh:
1

= 3.36 = 108 mm

2

= 3.111= 333 mm

da1 = dω1 + 2mn = 114 mm
da1 = dω2 + 2mn =339 mm
Đường kính vòng đáy:
df1 = d1 – 2,5mn = 100,5 mm
df2 = d2– 2,5mn = 325,5 mm
Chiều rộng vành răng:
bw2 = ψbd dω = 0,816.108 = 88,128 mm
Chọn bw2 = 88 mm
bw1 = 92
10. Vận tốc vòng và cấp chính xác của bộ truyền bánh răng:
v

= 60000

1

=

.108.730
60000

= 4,1 m/s

Tra bảng 6.13 Trịnh Chất ta chọn cấp chính xác bộ truyền là 8, Theo bảng 6.14 ta chọn
=1,09; = 1,27
SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN

17


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT

11. Xác định lực tác dụng lên bộ truyền:
❖
Ft1

Lực vòng Ft

=

2.

=

1

2 . 272109,6

1

= 5039,1 N

108

❖
Lực hướng tâm
Fr1 = Fr2 =
❖
Lực pháp tuyến:
Fa1 = Fa2 = = 5362,5 (N)
20 = 1834,1 N

1

1

12. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:
ZM = 275 MPa1/2 ( Các bánh răng bằng thép)

❖

2

❖ ZH=√

2

atw = 20 (Do là bánh răng trụ thẳng)
= 0 (Do là bánh răng trụ thẳng)
2.1
ZH = √

⇨

❖

Zε = √(4 −

2 . 20 = 1,764

Theo 6.36a TL1 ta có:

εα = [1,88 − 3,2 (
=

1
1

1

)/3

+

[1,88 − 3,2 (36 +

1
2 )]

111

1

β

)]. 1

= 1,762
⇨

❖

Zε = √(4 − 1,762)/3 = 0,86

Hệ số KHV được tính theo công thức: KHV =

1+

1

2

1

vH =
√ = 0,006 . 56 . 4,1 . √
= 11,6
(Theo bảng 6.15 và 6.16 Trịnh Chất
0

3,0833

220,5

= 0,006; go = 56)

SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN

18


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

(

GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT

= 1,06 bảng 6.7 Trịnh Chất)

⇨

KHV = 1

+

⇨

KH= KHV.

11,6 . 88 . 108
2 . 272109,6 . 1,09 . 1,06

= 1,17

.

=1,17.1,09.1,06 = 1,35

Ta được :
σ

H

=

√2.

1

( +1)

.

1

=

275 . 1,764 . 0,86 √2 .272109,6 . 1,35.(3,0833+1)
10888. 3,0833

= 356,36 N
Tính lại [ ]:

[ ] = [ ].Zv. Zr KxH

( Zv = 1, hệ số ảnh hưởng bởi vận tốc vòng– Trường hợp v< 5m/s)
( Zr = 0,9 . hệ số ảnh hưởng bởi độ nhám bề mặt)
(KxH = 1)
⇨

[ ]=450.0,9.1.1=405N

Vậy σH < [

] nên thỏa điều kiện tiếp xúc.

13. Kiểm nghiệm độ bền uốn:
❖

Số răng tương đương:

⇨
⇨

YF1 = 3.47+

❖

YF2 = 3.47+

13.2
36

13.
2
111

= 3,8
= 3,6

Ứng suất uốn tính toán:

2 1

1

=
.

Theo bảng 6.4 TL2 và bảng 6.14 Trịnh Chất:
KFβ = 1,11
KFα = 1,27
SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN

19


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT

Theo bảng 6.15TL1, = 0,016 , g0 = 56
220,5
vF =
= 31,06
0 √ = 0,016.56. 4,1. √3,0833
1

+

KFV=1

⇨
⇨

KFV = 1,38
KF = KFβ KFα KFV = 1,38.1,27.1,1 = 1,9

= 1/εα = 1/1,9 = 0,526
Suy ra :=

2 . 272109,6 . 1,9 . 3,8 .0,526

1

88. 108. 3

= .

⇨
2

= 72,49 < [σF1] = 257,11

2

= 68,67 < [σF2] = 236,57

1

1

Vậy thỏa mãn điều kiện bền uốn.
II. THIẾT KẾ BÁNH RĂNG CẤP CHẬM RĂNG NGHIÊNG:
Momen xoắn trên trục bánh dẫn
T2= 796605,63/2= 398302,815.
Tỉ số truyền u2 = 2,6
n2 = 237,01
Chọn vật liệu cho bánh dẫn và bánh bị dẫn:
Chọn thép 40Cr được tôi cải thiện. Theo bảng 6.13, tài liệu [3], ta chọn độ cứng bánh dẫn
HB1 = 250 và độ cứng bánh bị dẫn HB2 = 230. Vật liệu này có khả năng chạy rà tốt.

1. Giới hạn mỏi tiếp xúc và uốn của bánh răng:

Đối với bánh
dẫn: HB1 = 250
σOHlim1 = 2HB1 + 70 = 2.250+70 = 570 Mpa
sH1 = 1,1
σOFlim1 = 1,8HB1 =1,8.250 = 450 Mpa
sF1 = 1,75

SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN

20


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT

Đối với bánh bị dẫn:
HB2 = 230
σOHlim2 = 2HB2 + 70 = 2.230 + 70 = 530 Mpa
sH2 = 1,1
σOFlim2 = 1,8HB2 =1,8.230 = 414 Mpa
sF2 = 1,75
2. Số chu kỳ làm việc cơ sở:
NHO1 = 30
NHO2 = 30
NFO1 = NFO2 = 5.106 chu kì (Trang 226 NHL)
3. Số chu kỳ làm việc tương đương:
2.4
1

= 30.2502.4 = 1.71.10 7 chu kì

2.4
2

= 30.230 2.4 = 1.39.107 chu kì

Xác định theo sơ đồ tải trọng:
Số lần ăn khớp của mỗi răng trên 1 vòng quay c =
1 Thời hạn sử dụng: Lh = 300 . 5 . 2 . 8 = 24000 giờ
mH = 6
3

3

= 60. 1. 237,01.[(1) . 0,7 + (0,8) . 0,3] . 24000

2,91 . 108 chu kỳ

=

NHE2 =
NFE1 = 60c∑(

1

=

2,91 . 108

= 1,12 . 108 chu kỳ

2,6

)6 niti

6

6

= 60. 1 . 237,01 .[(1) . 0,7 + (0,8) . 0,3] . 24000
=

⇨

2,66 . 108 chu kỳ
2,6

Chọn KHL1 = KHL2 = KFL1 = KFL2 = 1

4. Ứng suất tiếp xúc cho phép:
[σH1] = σOHlim1 0.9.
1

1

= 570.0.9.1 = 466.36 Mpa
1.1

SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN

21


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

[σH2] = σOHlim2

0.9.

] = 0.5. (

Ta có: [

2

1

+

2
2)

= 530.

= 450

GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT
0.9.1
1.1

= 433,63 Mpa

So sánh với điều kiện (6.41) tài liệu thầy Nguyễn Hữu Lộc:
H

min

= 433,63

= 450 1,25.

H

H min

= 542 ,0375 MPa

( 1,25 đối với truyền động bánh răng trụ, còn 1,15 đối với truyền động bánh răng
côn nghiêng hoặc răng cung tròn)
Thỏa mãn điều kiện, nên ta chọn: H = 450MPa
5. Ứng suất uốn cho phép:
[σF1] =
KFL1 =
1

450.1

. 1 = 257.14 Mpa

1.75

1

[σF2] =

2

KFL2 =

414.1

. 1 = 236,57 Mpa

1.75

2

6. Xác định sơ bộ khoảng cách trục:
1

3
aw1 = Ka(u+1 ) √

[ ]

2

(Trang 95/ TL1)

1

Theo bảng 6.5 TL1 Ka = 43 ứng với bánh răng trụ nghiêng
Theo 6.6 TL1 chọn
⇨

( +1)

ψbd =

=

0,25 .(2,6+1)

= 0,25 do bánh răng không nằm đối xứng so với các ổ trục

= 0,4522

Theo bảng 6.4 TL2, với ψbd = 0,45 tra được
3
⇨

= 1,025

398302,815.1,025

43. (2,6+1) √
0,25.2,6.450.450

= 225,75 mm

Ta chọn khoảng cách trục theo tiêu chuẩn: Trang 98 Trịnh Chất
aw2= 230 mm
7. Chọn modun răng:
m = (0.01÷0.02) aw2 = (0,01÷0,02).230 = 2,3÷4,6
Theo tiêu chuẩn ta chọn m = 3

SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN

22


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT

8. Xác định góc nghiêng răng và số răng:
Từ điều kiện 80 ≤ β ≤ 200
Suy ra:
≤ z3
2.230.

20

0

≤

2.230.

8

3.(2,6+1)

0

3.(2,6+1)

40,02 ≤ z3 ≤ 42,2
Chọn z3 = 41 răng
⇨
⇨

z4 = 41.2,6 = 106,6 răng
Chọn z4 =107 răng

Tính lại tỉ số truyền u =
Góc nghiêng răng: β = arccos

(

1+ 2) = 15,2

4

=

107

= 2,61 (Sai số 0,38% < 2%)

3

41

2

9. Xác định các kích thước bộ truyền bánh răng:
Đường kính vòng chia:
dω3 =
=
= 127,5 mm
dω4 =
=
= 332,64 mm
Đường kính vòng đỉnh:
3

15,2

4

15,2

3.41

3.107

da3 = dω3 + 2m = 133,5 mm
da4 = dω4 + 2m = 338,64 mm

Đường kính vòng đáy:
df3 = dω3 – 2,5m = 120 mm
df4 = dω4 – 2,5m = 325,14 mm
Tính lại khoảng cách trục:
aω =

(
2

3

+

4)

=

3(41+107)

≈ 230,05 mm
2.

15,2

Chiều rộng vành răng:
bw4 = ψbd dω = 0,4 .127,5 = 57,375 mm
Chọn bw4 = 60 mm
bw3= 65 mm

SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN

23


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT

10. Vận tốc vòng và cấp chính xác của bộ truyền bánh răng:
v=

=

1

.127,5.237,01

= 1,58 m/s

60000

60000

Tra bảng 6.13 Trịnh Chất ta chọn cấp chính xác bộ truyền là 9, vgh = 6m/s.
Theo bảng 6.14 ta chọn =1,13; = 1,37
11. Xác định lực tác dụng lên bộ truyền:
Lực vòng:( Theo 6.16 Nguyễn Hữu Lộc)

Ft1= Ft2 =

=

2. 1

2 .398302,815

1

= 6247,9 N

127,5

Lực hướng tâm:

Fr1= Fr2 =

1

=

6247,9 .

20

= 2356,5 N

20

15,2

Lực dọc trục:
Fa1 = Ft1 tgβ = 6247,9.tg15,2 = 1697,52 N
12. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc

❖
❖

ZM = 275 MPa1/2 (Các bánh răng bằng thép)
Ta có:

Góc ăn khớp trong mặt mút bánh răng nghiêng không dịch chỉnh:
αtω = arctan(

⇨

20

) = arctan(

15,2

20

) = 20,66o

2

ZH=√

=√

= 1,71
2.

15,2

2

(2 . 20,66 )

Hệ số trùng khớp ngang εα:
εα = [1,88 − 3,2 (

1
3

1

= [1,88 − 3,2 (41 +

107

1
⇨

Zε= √

β

1

4 )]

+

1

)]

15,2 = 1,71
1

=√

1,603

= 0,76

Hệ số KHV được tính theo công thức: KHV = 1 +

1

2

1

SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN

24

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: TRẦN TIẾN ĐẠT

vH = 0 √ = 0,002 . 73 . 1,58 . √2,61230 = 2,17 Theo bảng 10.2 TL3 = 0,002; go
= 73
⇨

KHV = 1 +

2,17 . 60 . 127,5
= 1,02

2 . 398302,815 . 1,13 . 1,025

Ta được :

σH =

√2 1

( +1)

1

275 . 1,71 . 0,76 √2 . 398302,815 .1,02( 2,61+1)

=

127,560.2,61

= 383,63 Mpa

Tính lại [ ]:

[ ] = [ ].Zv. Zr KxH

(Zv = 1-hệ số ảnh hưởng bởi vận tốc vòng– Trường hợp v < 5m/s)
(Zr = 0,9-hệ số ảnh hưởng bởi độ nhám bề mặt)
(KxH = 1)
⇨

[ ] = 450.0,9.1.1 = 405 N

Vậy σH = 383,63 < [

]

13. Kiểm nghiệm về độ bền
uốn: Số răng tương đương:
zv3 =
=
= 45,62
41

3

3

3

zv4 =

z4

3

15,2

=

= 119,1

107

3

15,2

YF3 = 3.47+

⇨

13.2

= 3,76

3

YF4 = 3.47+

⇨

13.2

= 3,58

4

Ứng suất uốn tính toán:
2 2

1

=
.

SVTH: HUỲNH PHẠM MINH TUẤN

25