Thiết kế hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh

Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ c Nam

Lời nói đầu.
Chi tiết máy là môn khoa học nghiên cứu các phơng
pháp tính toán và thiết kế các chi tiết máy có công dụng
chung. Môn học Chi tiết máy có nhiệm vụ trình bày những
kiến thức cơ bản về cấu tạo, nguyên lý cũng nh

phơng

pháp tính toán các chi tiết máy có công dụng chung, nhằm
bồi dỡng cho sinh viên khả năng giải quyết những vấn đề
tính toán và thiết kế các chi tiết máy, làm cơ sở để vận
dụng vào việc thiết kế máy. Đối với các ngành cơ khí, chi
tiết máy là môn kỹ thuật cơ sở cuối cùng, là khâu nối giữa
phần bồi dỡng những chi thức về khoa học kỹ thuật cơ bản
với phần bồi dỡng kiến thức chuyên môn.
Trong nội dung một đồ án môn học, đợc sự chỉ bảo hớng dẫn tận tình của thầy giáo Trịnh Chất, em đà hoàn
thành bản thiết kế Hệ dẫn động băng tải với hộp giảm tốc
phân đôi cấp nhanh. Tuy nhiên, do kiến thức còn hạn chế
nên em không tránh khỏi sai sót.Em rất mong tiếp tục đợc sự
chỉ bảo, góp ý của thầy cô và các bạn.
Nhân đây, em cũng xin bày tỏ lòng cảm ơn đối với
thầy giáo Trịnh Chất và các thầy giáo trong bộ môn Cơ sở
Thiết kế máy đà giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.
Hà Nội, tháng
4 năm 2007

Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

1


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ c Nam

S
inh viên
Dơng Thế Quang

Phn 1:Tớnh ng hc h dn động:
1. Chọn động cơ điện:
Pdc > Pyc
ndc  ndb
*Pyc= Pct./
Tính :
 =dai. 3br. 3ol. ot. k = 0,95.0,963.0,993.0,98.1 (bảng 2.3 [1])
= 0,799
Với: dai Hiệu suất của bộ truyền đai
br Hiệu suất một cặp bánh răng
ol Hiệu suất một cặp ổ lăn
ot Hiệu suất một cặp ổ trượt
k Hiệu suất nối trục di động
-

Tính :
2

=
-

�Pi � �ti �
�
� �. � � = 0,86
P1 � �tck �
i �

Tính Pct:

Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

2


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

Pct = F.v/1000= 6600.0,65/1000
= 4,29
Pyc= 4,29.0,86/0,799 = 4,62(KW)
* ndb = nct.usb
nct = 60000.v/.D = 60000.0,65/.340 = 36,51
Chọn sơ bộ usb= 41

ndb = 36,51.41 = 1496,91  1500
Vậy chọn được động cơ với thơng số:
Kiểu động cơ:

DK 52-4
Số vịng quay thực:
ndc =1440(v/f)
Công suất:
Pdc= 7(kW)
T
TK
1,5  K  mm 1,4
Tdn
T1

cos = 0,85

2. Phân phối tỷ số truyền:
uch= ndc/nct = 1440/36,51 = 39,44
= ungoai.uh
Chọn trước ungoai= 3
 uh = uch/ungoai = 39,44/3 = 13,15
uh = u1.u2
Chọn theo kinh nghiệm: u1 = 1,2u2
 u2 = 13,15/1,2 = 3,31
 u1 = 1,2.3,31 = 3,97
U ch

39,44

Chọn lại : ungoai = u .u = 3,31.3,97 = 3,00
1 2

3. Tính tốn thơng số động học

a. Số vịng quay: tính từ trục động cơ (v/f)
ndc 1440

 480(v / f )
ud
3
n
480
n2  1 
 120,9(v / f )
u1 3,97
n1 

Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

3


Đồ án môn học Chi Tiết Máy
n3 

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

n2 120,9

 36,5(v / f )
u2
3,31

b. Công suất : tính từ trục cơng tác (kW)

Pct
4, 29

 4,38(kw)
k ot 1.0,98
P3
4,38
P2 

 4, 61(kw)
r oL 0,96.0,99
P
4, 61
P1   2 
 5, 05(kw)
 r ol 0,96.0,99
P 5, 05
P 'dc  1 
 5,37(kw)
d 0,95
P3 

c. Momen xoắn :
Được tính theo công thức : T = 9,55.106.P/n (N.mm)
Tct 

9,55.106.Pct 9,55.106.4, 29

 1122144, 62( N .mm )
nct

36,51

T3 

9,55.106.P3 9,55.106.4,38

 1146000( N .mm)
n3
36,5

T2 

9,55.106.P2 9,55.106.4, 61

 364148, 06( N .mm)
n2
120,9

T1 

9,55.106.P1 9,55.106.5, 05

 100473,96( N .mm)
n1
480
T 'dc 

9,55.106.P ' dc 9,55.106.5,37

 35613,54( N .mm)

ndc
1440

Dựa vào thơng số tính tốn ở trên ta có bảng sau :

Trục
Động cơ

1

2

3

Cơng tác

Thơng số
Tỷ số
3
3,97
3,31
truyền u
Cơng suất
5,11
2,425
4,61
4,38
4,29
P(kW)
Số vịng

quay
1440
480
120,9
36,5
36,51
v \ p  Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49
Sinh viên:
4
n  Dương
Momen
35613,5 50236,9
xoắn
364148,06 1146000 1122144,62
4
8
T(Nmm)


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

Phần 2:Tính tốn thiết kế bộ truyền ngồi :
Điều kiện làm việc :
P1 = P’đc=5,37(kw)
n1 = nđc = 1440vg/ph)
u = uđ = 3
T1 = T’dc = 35613,54

1.Chọn loại đai :
Điều kiện làm việc : va chạm nhẹ
d 2  u.d1.(1   )

� chọn loại đai vải cao su

2.Các thơng số bộ truyền :
a. Đường kính bánh dẫn :
Theo CT4.1 [TL1]
d1  (5, 2 �6, 4). 3 T1  (5, 2 �6, 4). 3 35613,54a  171, 08 �210,56 (mm)

Theo tiêu chuẩn ta chọn : d1 = 200 (mm)theo tiêu chuẩn 4.19/62[tl1]
b.Vận tốc đai :
vd 

 .d1.n1  .200.1440

 15, 08 (m/s)
60000
60000

c. Đường kính bánh đai bị dẫn :
d 2  u.d1.(1   )
trong đó  là hệ số trượt   0, 01 �0, 02
chọn  = 0,01
� d2 = 3.200.(1  0,01) = 594 (mm)

Theo tiêu chuẩn ta chọn : d2 = 630 (mm)
� tỉ số truyền thực tế
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

5


Đồ án môn học Chi Tiết Máy
ut 

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

d2
630

 3,18
d1.(1   ) 200.(1  0, 01)

� Sai lệch tỉ số truyền
ut  u 3,18  3
u 

 0, 06  6 0 0
u
3
� u  4 0 0
� Xác định lại tỉ số truyền

Chọn uđ = 3,18
� uh 
� u2 

uch 39, 44


 12, 40
ud
3,18
uh
12, 40

 3, 2 1
1, 2
1, 2

� u1=1,2 . 3,21= 3,85
uch
39, 44
Tính lại ud : ud = u .u  3,85.3, 21  3,19
1 2
� d 2  ud .d1.(1   )  3,19.200.(1  0, 01)  631, 62 (mm)

Theo tiêu chuẩn lấy d2 = 630 (mm)
Tỉ số truyền thực tế
d2

630

ut = d .(1    200(1  0, 01)  3,18
1
Sai lệch tỉ số truyền
u 

ut  u 3,18  3,19


 0, 0031  4%
u
3,19

=> thỏa mãn
Khoảng cách trục :

a �(1,5...2)(d1  d 2 )  (1,5...2)(200  630)  1245...1660 (mm)

Chọn a = 1500 (mm)
� chiều dài đai :
 .(d1  d 2 ) ( d 2  d1 ) 2

2
4.a
 .(200  630) (630  200) 2
 2.1500 

2
4.1500
 4334,58(mm)

l  2.a 

Số vòng chạy của đai :
i

v
15, 08


 3, 48( s 1 ) �imax  3 �5( s 1 )
3
l 4334,58.10

Góc ơm của đai :
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

6


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

d 2  d1
630  200
 180  57.
 163, 660
a
1500
0
 150

1  180  57.

� 1   min
� thỏa mãn

Xác định tiết diện đai và chiều rộng bánh đai :

Ft  1000.

P1
5,37
 1000.
 356,10( N )
v
15, 24

Đối với đai vải cao su :


1
) max 
d1
40
d
200
�  1 
 5 (mm)
40 40
(

Theo bảng 4.1 [TL1] ta chọn loại đai   65 khơng có lớp lót
trị số  tiêu chuẩn (số lớp = 5)
Ứng suất có ích cho phép :

[ F ]=[ F ]0 .C .Cv .C0
Chọn  0  1,8MPa (góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài = 300 )

Theo bảng 4.9 [TL1]
k1  2,5
�
�
k2  10
�


5
 2,5  10.
 2, 25( MPa)
d1
200
Theo bảng 4.10 [TL1] : C  0,95
Theo bảng 4.11 [TL1] : Cv  0,95
Theo bảng 4.12 [TL1] : C0  1
� [ F ]=2,25.0,95.0,95.1=2,03(MPa)
� [ F ]0  k1  k2 .

Hệ số tải trọng động :
Theo bảng 4.7 [TL1] : kđ = 1,1 (dẫn động bằng động cơ nhóm 1)
Chiều rộng đai :
 F0 lim  1,8( HB)

Chiều rộng đai
b

Ft .kd
356,10.1,1


 38,59
[ F ].
2, 03.5

theo tiêu chuẩn chọn : b = 40 (mm)
Chiều rộng bánh đai :
Theo bảng 21.16 [TL2] : B = 50 mm
Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng trên trục :
F0   0 .b.  1,8.40.5  360( N )

Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

7


Đồ án môn học Chi Tiết Máy
Fr 

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

2.F0
2.360

 727,38( N )
1
163, 66
sin( ) sin(
)
2
2

Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

8


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

Phần 3:Tính truyền động bánh răng
Số liệu:

P1 = 2,43 kW
n1 = 480 ( vg/ph)
u1 = 3,97

u2 = 3,31

Thời hạn làm việc: 20 000 h
Làm việc êm

I . Cấp nhanh:
1. Chọn vật liệu:
Theo bảng 6.1 chọn:
Bánh nhỏ: thép 45 thường hố đạt độ rắn HB 192…240, có σb1 = 750MPa
σch1 = 450MPa
Bánh lớn: thép 45 thường hoá đạt độ rắn HB 170…217, có σb2 = 600 MPa
σch2 = 340MPa
2. Phân phối tỉ số truyền:

u1 =3,97;

u2 = 3,31

3. Xác định ứng suất cho phép
Theo bảng 6.2 với thép 45, tôi cải thiện đạt rắn HB 180…350
 Ho lim  2HB  70

SH = 1,1

 Fo lim 1,8HB

SF = 1,75

Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

9


Đồ án mơn học Chi Tiết Máy
Trong đó

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

 Ho lim và  Fo lim là ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho

phép

ứng với số chu kì cơ sở

SH , SF là hệ số an tồn khi tính về tiếp xúc và uốn
Chọn độ rắn bánh răng nhỏ HB1 = 200; độ rắn bánh răng lớn HB2 = 185
 Ho lim1  2HB1  70  2.200  70  470MPa

o
 Flim1
 1,8 . 200  360MPa

 Ho lim 2  2HB2  70  2.185  70  440MPa

o
 Flim
2  1,8 . 185=333MPa

Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc
NHO = 30 H 2,4
HB
=>

2,4
 9,99.106
NHO1 = 30 H 2,4
HB1  30.200

=>

2,4
 8, 29.106
NHO2 = 30 H 2,4
HB2  30.185

Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương
 t
NHE = 60. c .  i
 t max

=> NHE2

3


t
 .
  ti

 t
= 60. c. n 1 . t i .  i
 t max

3


t
 .
  ti

480

= 60.1. 3,97 .20 000.( 13. 0,5 + 0,73.0,5 )
= 10,97. 107 > NHO2 . Do đó hệ số tuổi thọ KHL1 = 1

=> NHE1 >NHO2

=> KHL2 = 1

Ứng suất tiếp xúc cho phép
 Ho lim
Z R Z V K xH K HL
[σH] =
SH

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
KxH: hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng

Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

10


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

Chọn sơ bộ ZR.Zv.KxH = 1
360

=> [σH]1 = 1,1 .1  327,3 MPa
333

[σH]2 = 1,1 .1  302, 7 MPa
Với cấp nhanh sử dụng bánh răng nghiêng
[ ]=(

[ ]+[ ]
327,3  302, 7)
)(
 315 <1,25[σH]2 =378,38
2
2

Với cấp chậm thì dùng bánh răng thẳng
Do đó [σH] = [σH]2 =302,7
Theo ( 6.8 )(I)

 t
NFE = 60. c .  i
 t max

6


t
 .
  ti

480

NFE2 = 60.1. 3,97 .17 000.( 16. 0,5 + 0,76.0,5 ) = 9,16. 107 > NFO = 4.106

.
Do đó KFL1 = 1
Tương tự
=> KFL2 = 1
Theo 6.2
 Fo lim
YR YS K xF .K FC K FL
[σF] =
SH

Với KFC: Hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải. Với bộ truyền quay 1 chiều KFC
=1
YR : hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng
YS: hệ số xét đến độ nhậy của vật liệu đối với tập trung ứng suất
KxF : hệ số xét đến kích thước bánh răng ảnh hưởng đến độ bền uốn
Chọn sơ bộ YR.YS.KxF = 1
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

11


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

360.1.1

=> [σF]1 = 1,75  226, 28 MPa
333.1.1

=> [σF]2 = 1, 75  209,31 MPa
Ứng suất quá tải cho phép
[σH]max = 2,8. σch2 = 2,8. 340 = 952 MPa
[σF1]max = 0,8. σch1 = 0,8. 450 = 464 MPa
[σF2]max = 0,8. ch2 = 0,8. 340 = 360 Mpa
4. Xác định sơ bộ khoảng cách trục:
Công thức xác định khoảng cách trục a của bộ truyền
bánh răng trụ răng thẳng bằng thép ăn khớp ngoài nh sau:
(6.15a)
a1 43 (u1 + 1)

3

T1.K H .K Hv

  H  2.u1. a

Trong ®ã:
- T1 là mômen xoắn trên trục bánh chủ động
(là trục I)
- d = b/d1 = 0,5.a.(u+1) lµ hƯ sè chiỊu rộng
bánh răng.
- KH là hệ số kể đến sự phân bố tải trọng không
đều trên chiều rộng vành răng khi tính về tiếp
xúc.
- KHv là hệ số kể ảnh hởng của tải trọng động.
- u1 là tỉ số truyền của cặp bánh răng.
ở đây ta đà có:
- T1 = 50236,98(N.mm), u1 =3,97; a = 0,2 vµ [] = 315
(MPa)

-d = 0,5.a.(u+1) = 0,53.0,2.(3,97+1) = 0,53 .Tra B¶ng
6.7 (Trang 98-TËp 1: Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ
khí) ta xác định đợc KH = 1,11 (Sơ đồ 6).
- Chọn sơ bé KHv = 1.
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

12


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ c Nam

Thay số vào công thức ta sẽ xác định đợc khoảng cách
giữa 2 trục a1:
a1 43.(3,97+1).

3

50236,98.1,11
190, 45 (mm)
3152.3,97.0, 2

Vậy ta chọn sơ bộ a1 = 190 (mm).
5. Xác định các thông số ăn khớp
a.Môđun của bánh răng trụ răng thẳng (m) đợc xác đinh
nh sau:
m = (0,01 0,02).a1 = (0,01  0,02).190 = 1,9  3,8.
Theo d·y tiêu chuẩn hoá ta sẽ chọn m = 3 mm.
Chọn sơ bộ:=35o =>cos = 0,819

b. Số răng trên bánh lớn và bánh nhỏ lần lợt là Z1và Z2 ta
có :
Z1 

2.aw cos  2.190.0,819

 20,87 Chän Z1 = 21 răng.
m. u 1
3. 3,97 1

Z2 = U1 Z1 =3,97.21 = 83,37 .Chän Z2 = 83 răng.
Tỉ số truyền thực: um=
Cos =

83
=3,95
21

m( Z1 Z 2 ) 3(83 21)

0,821
2.aw
2.190

=34,81o
6. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.
Yêu cầu cần phải đảm bảo điều kiện H  [H] = 315 MPa.
Do H =

Z M .Z H Z

d1

2.T1.K H .(U nh  1)
;
b .U nh

Trong ®ã : - ZM : Hệ số xét đến ảnh hởng cơ tính vật
liệu;
- ZH : Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp
xúc;
- Z : Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng;
- KH : Hệ số tải träng khi tÝnh vỊ tiÕp xóc;
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

13


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ c Nam

- b : Chiều rộng vành răng.
- d1 : Đờng kính vòng chia của bánh chủ

động;
Ta đà biết đợc các thông số nh sau:
- T1 = 50236,98 (N.mm).
- b = a . a = 0,2.190 = 38 mm ; l ấy b = 40.
- um = 3,95 vµ d1 = m.Z1 = 3.21 = 63 (mm).
- ZM = 274 Mpa1/3 vì bánh răng làm thép tra Bảng 6.5

(Trang 96-Tập 1: Tính toán ...).
Theo công thức 6.35:
tg b = cost. tg β= cos23,9.tg34,81 = 0,63
βb = 32,44o
víi αt = arctg(tgα/cos β) = arctg(tg20/cos34,81) = 23,9o
- ZH =

2.cos b
2.cos 32, 44

 1,50
sin 2 tw
sin 2.23,9 0

- Z =

1
1

 0,849

1,387

Ta cã
�
�
�1
1 �
�
�

�1 1 �
 = �
1,88

3,
2

cos


1,88

3,
2

cos 34,81  1,387 .
�
�
�
�
�
�
�
�
�
Z
Z
21
83
�

�
�
�
�
1
2
�
�
�

+ KH – hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc
KH = KHβ. KHα. KHv
* KHβ – hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên
chiều rộng vành răng, tra bảng 6.7  KHβ = 1,11
π.d n
- Vận tốc vịng v  w1 1 (m/s)
60000
Với dw1 – đường kính vòng lăn bánh nhỏ
n1 – số vòng quay của bánh chủ động

2.a w
2.190
dw1 =
=
= 76,77 (mm)
u t1  1 3,95  1

v

π.d w1.n1 π.76,77.480


 1,93 (m/s)
60000
60000

Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

14


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

* KHα – hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng
đồng thời ăn khớp
Theo bảng 6.13, với răng trụ răng nghiêng, v ≤2, 5 (m/s), ta
chọn cấp chính xác 9.
 KHα = 1,13
* KHv – là hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong
vùng ăn khớp
υ H .b w .d w1
KHv = 1+
Với
2.T1 '.K Hβ .K Hα
υ H = δH. go. v.

aw
u t1

Trong đó:
- v = 1,93 m/s
- go – hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch các
bước răng 1 và 2
Tra bảng 6.16, với m < 3,35, cấp chính xác 9  go
= 73
- δH – hệ số kể đến ảnh hưởng của sai số ăn khớp
Tra bảng 6.15 δH = 0,002


υH=0,002.73. 

aw
190
 0, 002.73.1,93
 1,95
u
3,95

H .bw .d w1
1,95.40.76, 77
 1
 1, 045
 KH =
2T1.K H  .K H 
2.50236,98.1,11.1,13




KH = KHα .KHβ.KHv=1,1 1.1,13. 1,045 = 1,31

 H Z M Z H Z 

2.T1 ' K H  ut1  1
bwut1d w21 

=274.1,5.0,849.

2.50236,98.1,31.(3,95  1)
 291,87 (MPa)
35.3,95.76, 77 2

 Tính chính xác [σH]
[σ’H] = [σH].Zv.ZR.KXH = 315.1.0,95.1= 299,25
+ Tính ZR: Chọn Ra = 2,5..1,25μm  ZR = 0,95
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

15


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

+ Tính ZV: Lấy ZV = 1
+ KxH = 1

σH < [σH]
 H  [ H ] 291,87  299, 25


 2,53%  10%
H
291,87
 Thỏa mãn điều kiện tiếp xúc

7.Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
Ứng suât uốn sinh ra tại chân răng tính theo cơng thức
2T1 '.K F .Yε .Yβ .YF1
σF1 =
≤ [σF1]
b w .d w1.m
YF2
σF2 = σF1.
≤ [σF2]
YF1
T’1 = 11500 (Nmm)
m = 2 (mm)
bw = 35,4 (mm)
dw1 = 38,7 (mm)
+ Yε – hệ số kể đến sự trùng khớp của răng. Yε = 1/εα
Với εα – hệ số trùng khớp ngang.

εα = 1,612
Yε = 1/1,612 = 0,62
+ Yβ – hệ số kể đến độ nghiêng của răng
Yβ = 1 – β/140 = 1 – 14,961/140 = 0,893
+ YF1, YF2 – hệ số dạng răng của bánh 1 và 2, phụ thuộc vào zv1, zv2
zv1 = z1/cos3β = 18/0,96613 = 19,962
zv2 = z2/cos3β = 92/0,96613 = 102

Tra bảng 6.18 ta được:
YF1 = 4,08
YF2 = 3,60
+ KF – hệ số tải trọng khi tính về uốn
KF = KFβ. KFα. KFv
* KFβ – hệ số kể đến sự phân bố khơng đều tải trọng trên chiều
rộng vành răng khi tính về uốn, tra bảng 6.7, ứng với sơ đồ 3  KFβ =
1,12
* KFα – hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi
răng đồng thời ăn khớp khi tính về uốn, tra bảng 6.14, với cấp chính
xác 9, v < 5 (m/s)

KFα = 1,4

Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

16


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

* KFv – hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn
khớp khi tính về uốn:
υ F .b w .d w1
aw
KFv = 1+
Với υ F = δF. go. v.
2.T1 '.K Fβ .K Fα

u t1
Trong đó:
- v = 3 m/s
- go – hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch các
bước răng 1 và 2
Tra bảng 6.16, với m < 3,35, cấp chính xác 9  go
= 73
- δF – hệ số kể đến ảnh hưởng của sai số ăn khớp
Tra bảng 6.15, δH = 0,006



118
= 6,32
5,1
6,32.38,7.35,4
KHv = 1+
= 1,24
2.11500 .1,4.1,12

υ = 0,006.73.3.

KH = 1,12. 1,4. 1,24 = 1,944
2T1 '.K F .Yε .Yβ .YF1
2.16474.2, 192.0,62.0 ,893.4,08
 σF1 =
=
= 58,678
37,7.35,4. 2
b w .d w1.m

(MPa)
Y
3,90
 σF2 = σF1. F2 = 58,678.
= 56,089 (MPa)
YF1
4,08
+ Tính chính xác [σF1], [σF2]
[σF] = σ°Flim.YR.YS.KxF.KFC.KFL/SF
* Chọn YR = 1,05
* YS = 1,08 – 0,0695ln(m) = 1,08 – 0,0695ln(2) = 1,0318
* KxF = 1 ứng với da < 400mm

[σF1] = 262,29. 1,05. 1,0318. 1 = 284,162 (MPa)
[σF2] = 246,89. 1,05. 1,0318. 1 = 267,487 (Mpa)
Dễ dàng thấy [σF1] > σF1 và [σF2] > σF2  Thỏa mãn điều kiện
uốn


8.Kiểm nghiệm răng về quá tải
+ Hệ số quá tải Kqt = Tmax/T = 1,5
+ σHmax = [σH]. K qt = 344,8. 1,5 = 448,347 < [σH]max = 1260

+ σF1max = σF1. Kqt = 58,678. 1,6 = 90,68 < [σF1]max = 464
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

17


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

σF2max = σF2. Kqt = 56,089. 1,6 = 89,74 < [σF2]max = 360

Thỏa mãn điều kiện về quá tải
Các thơng số và kích thước bộ truyền
Khoảng cách trục
Module pháp
Chiều rộng vành răng
Tỉ số truyền
Góc nghiêng của răng
Số răng
Dịch chỉnh

aw1 = 190 mm
m = 3 mm
bw1 = 40 mm
u1 =3,95
β = 34,81°
z1 = 21
x1 = 0

x2

z2 = 83
=0

Đường kính chia:
mz1

3.21
d1 =
= 0,821 = 76,73 mm
cos 
d2 =

mz 2
3.83
= 0,821 = 303,2 mm
cos 

Đường kính lăn:
dw1 = 2aw(ut1+1) = 2.118(5,11+1) = 1441,96 mm
dw2 = dw1ut1 = 1441,96. 5,11 = 7368,41 mm
Đường kính đỉnh răng
da1 = d1 + 2m = 76,73+ 2.3= 82,73mm
da2 = d2 + 2m = 303,2+ 2.3= 309,2 mm
Đường kính đáy răng
df1 = d1 – 2,5m = 76,73 – 2,5.3 = 69,23mm
df2 = d2 – 2,5m = 303,2 - 2,5.3 = 295,7 mm
� Cấp chậm :

P2 = 4,61 (kw)
n

480

1
n2 = u  3,95  121 (vg/ph)
1

P

4, 61

6
6
2
T2 = 9,55.10 . n  9,55.10 . 121  363847,1 (N.mm)
2

Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

18


Đồ án môn học Chi Tiết Máy
u

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

13,15

h
u2 = u  3,95  3,35
1

thời gian phục vụ :20000 (h)
số ca làm việc : 2 ca
đặc tính làm việc : va đập nhẹ

II. Cấp chậm :(bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng)
* Chọn vật liệu:
Theo bảng 6.1 chọn:
Bánh nhỏ: thép 45 thường hoá đạt độ rắn HB 192…240, có σb1 = 750MPa
σch1 = 450Mpa chọn HB=225
Bánh lớn: thép 45 thường hố đạt độ rắn HB 170…217, có σb2 = 600 MPa
σch2 = 340Mpa chọn HB=210
 Xác định ứng suất cho phép :

Theo bảng 6.2 [TL1] đối với thép 45 tôi cải thiện :
giới hạn mỏi tiếp xúc :
 H0 lim  2.HB  70

hệ số an toàn tiếp xúc :
SH = 1,1
giới hạn bền uốn :
 F0 lim  1,8( HB )

hệ số an toàn uốn :
SF = 1,75
�
 H0 lim1  2.225  70  520 MPa
�
��0
 F lim1  1,8.250  405MPa
�

Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

19


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

�
0
 2.210  70  490MPa
�
� � H0 lim 2
 F lim 2  1,8.210  378MPa
�

Theo CT6.5 [TL1] :
Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc :
N H 0  30.HB 2,4
� N H 01  30.2252,4  1,33.107
� N H 02  30.2102,4  1,12.107

Theo CT6.7 [TL1] :
Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương :
N HE  60.c.�(

N HE 2  60.c.

3

Ti

) .ni .ti
Tmax

T
t
n1
.�ti .( i )3 . i
u1
Tmax �ti

120,9
.20000.(13.0,5  0,83.0,5)  2, 76.107
3,35
� N HE 2  N H 02
� K HL 2  1
Suy ra N HE1  N H 01 do đó K HL1  1
 60.1.

theo CT6.1a [TL1] :
K HL
SH
1
� [ H ]1 =520.
 472( MPa)
1,1
1
� [ H ]2 =490.
 445( MPa)
1,1
0

[ H ]= Hlim
.

Với cấp chậm sử dụng bánh răng thẳng :
[ H ]=[ H ]2  445( MPa)

Theo CT6.8 [TL1] :
Số thay đổi chu kì ứng suất tương đương :
N FE  60.c.�(

� N FE 2  60.1.

Ti 6
) .ni .Ti
Tmax

120,9
.20000.(16.0,5  0,86.0,5)  2,31.107
3,35

Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

20


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

� N FE2  N FO  4.106

do đó : KFL2 = 1
tương tự : KFL1 = 1
Theo CT6.2a [TL1] với bộ truyền quay 1 chiều KFC = 1,ta được :
[ F ]=

 F0 lim .K FC .K FL
SF

� [ F ]1 

405.1.1
 231, 4( MPa)
1, 75

� [ F ]2 

378.1.1
 216( MPa)
1, 75

Ứng suất quá tải cho phép :
Theo CT6.13 và CT6.14 [TL1] :

[ H ]max  2,8. ch 2  2,8.340  952( MPa)
[ F1 ]max  0,8. ch1  0,8.450  360( MPa)
[ F2 ]max  0,8. ch 2  0,8.340  272( MPa)

1. Xác định sơ bộ khoảng cách trục :
Theo CT6.15a [TL1] :

aw2  K a .(u1  1) 3

T1.K H 
[ H ]2 .u1. ba

theo bảng 6.6 [TL1] chọn :  ba  0,5 (vị trí bánh răng đối xứng đối với
các ổ trong hộp giảm tốc)
theo bảng 6.5 [TL1] với răng thẳng chọn : Ka =49,5
theo CT6.16 [TL1] :  bd  0,5. ba .(u1  1)  0,5.0,5.(3,35  1)  1, 2
do đó theo bảng 6.7 [TL1] dùng nội suy ta tính được:
�
�K H   1, 04
�
(sơ đồ 3)
�K F   1, 06
� aw2  49,5.(3,35  1) 3

363847,1.1, 04
 226,3 (mm)
445.3,35.0,5

Lấy aw2 = 240 (mm)

Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

21


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

2. Xác định các thông số ăn khớp :
Theo CT6.17 [TL1] :

m  (0, 01 �0, 02).aw2  (0, 01 �0, 02).230  2,3 �4, 6 (mm)

Theo bảng 6.8 [TL1] chọn môđun pháp : m = 2,5 (mm)
Theo CT6.31 [TL1] :
Số răng bánh nhỏ :
z1 

2.aw2
2.230

 42,3
m.(u2  1) 2,5.(3,35  1)

lấy z1 = 42
Số răng bánh lớn :
z2 = u1.z1 = 3,35.42 = 142
lấy z2 = 142
� tỉ số truyền thực :
um 

z2 142

 3,38
z1 42

Tính lại aw :
aw2 

m.( z1  z2 ) 2,5.(42  142)

 230(mm)
2
2

Do đó khơng cần dịch chỉnh
Theo CT6.27 [TL1] : góc ăn khớp :
z .m.cos (44  148).2,5.cos200
cos tw  t

 0,94
2.aw2
2.240
�  tw  19,90

3.Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc :
Theo CT6.33 [TL1] :  H  Z M .Z H .Z .

2.T2 .K H .(um  1)
2
bw .um .d w1

Theo bảng 6.5 [TL1] : Zm = 274 Mpa1/3
Theo CT6.34 [TL1] : Z H 

2.cos b

2.1

 1,81
sin(2. tw )
sin(2.19,90 )

Với bánh răng thẳng : theo CT6.36a [TL1] :
4  
4  1, 77

 0,86
3
3
1 1
1
1
Với   [1,88-3,2.( z + z )].cos  [1,88-3,2.( 38 + 128 )].1  1, 77
1
2
Z 

Đường kính vịng lăn bánh nhỏ :
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

22


Đồ án môn học Chi Tiết Máy
2.aw2

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

2.230
 105(mm)
um  1 142  1
42
 .d .n  .105.121
 0, 66(m / s)
Theo CT6.40 [TL1] : v  w1 1 
60000
60000
d w1 



Theo bảng 6.13 [TL1] : chọn cấp chính xác 9
Do đó theo bảng 6.16 [TL1] : chọn g0 = 73
Theo CT6.42 [TL1] :  H   H .g0 .v.

aw2
230
 0, 006.73.0,59.
 2,18
um
3,38

Với  H  0, 006 (theo bảng 6.15 [TL1])
 H .bw .d w1
K


1

Do đó H
2.T .K .K
1

H

H

Với bw   ba .aw  0,5.230  115 (mm)
Theo bảng 6.14 [TL1] với cấp chính xác 9 và v < 2,5 mm : K H  1,13
2, 04.115.105
 1, 03
2.363847,1.1, 04.1,13
� K H  K H  .K Hv .K H   1,04.1,03.1,13  1, 2
� K Hv  1 

�  H  274.1, 71.0,86.

2.363847,1.1, 2.(3,38  1)
 405,93 MPa
115.3,38.1052

Theo CT6.1 [TL1] với v = 0,59 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 cơng đạt độ nhám Ra = 1,25 . . . 0,63  m
do đó ZR = 1
với da < 700 mm ; KxH = 1

do đó theo CT6.1 và CT6.1a [TL1] :
[ H ]'  [ H ].Z v .Z R .K xH  445.1.1.1  445 MPa
 H  [ H ]'
405,93  445
�

 9,62%  10%
H
405,93
� thỏa mãn điều kiện bền

4.Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn :
 F1 

2.T1.K F .Y .Y .YF1
bw .d w1.m

Theo bảng 6.7 [TL1] : K F   1, 06
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

23


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

Theo bảng 6.14 [TL1] : với v < 2,5 m/s và cấp chính xác 9 : K F  1,37
aw
230

 0, 016.73.0,54.
 5, 2
u
3,38
Trong đó theo bảng 6.15 [TL1] :  F  0, 016
theo bảng 6.16 [TL1] : g0  73

Theo CT6.47 [TL1] :  F   F .g 0 .v.

Do đó theo CT6.46 [TL1] :
K Fv  1 

 F .bw .d w1

2.T1.K F  .K F

 1

5, 2.115.105
 1, 06
2.363847,1.1, 06.1,37

Do đó : K F  K F  .K F .K Fv  1, 06.1,37.1, 06  1,5
1

1

Với :   1, 76 � Y    1, 76  0,57

Với bánh răng thẳng :   0 � Y  1

Số răng tương đương :
zv1  z1  42

zv 2  z2  142

Theo bảng 6.18 [TL1] dùng nội suy ta được :

YF 1  3, 48
YF 2  3, 47
Với m = 2,5 mm � YS  1, 08  0, 0695.ln 2,5  1,02
YR  1 (bánh răng phay)
K xF  1 ( d a  400 mm)

Do đó theo CT6.2 [TL1] và CT6.2a [TL1] :
[ F1 ]'  [ F1 ].YR .YS .K xF  231, 4.1.1, 02.1  236, 03 MPa
[ F2 ]'  [ F2 ].YR .YS .K xF  216.1.1, 02.1  220,32 MPa

Thay các giá trị vừa tính được vào cơng thức trên :
2.363847,1.1,5.0,57.1.3, 48
 71, 7 MPa
115.105.2,5
Y
3, 47
  F 1. F 2  71, 7.
 71,5 MPa
YF 1
3, 48

 F1 
F2

�
 F1  [ F1 ]'
�
��
 F 2  [ F2 ]'
�
� thỏa mãn điều kiện bền uốn

5.Kiểm nghiệm răng về quá tải :

Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

24


Đồ án môn học Chi Tiết Máy

Giáo viên hướng dẫn:Đỗ Đức Nam

Tmax
 1,5
T
 H 1max   H . K qt  445 1,5  545, 01 MPa < [ H ]max  952 MPa

Theo CT6.48 [TL1] : với K qt 
Theo CT6.49 [TL1] :

 F1max   F1.K qt  71,7.1,5  107,55 MPa < [ F1 ]max  360 MPa
 F2max   F 2 .K qt  71,5.1,5  107, 25 MPa < [ F 2 ]max  272 MPa

� thỏa mãn điều kiện quá tải

Các thông số kích thước bộ truyền cấp chậm:

Khoảng cách
trục
Mơ đun pháp
Chiều rộng
vành răng
Tỉ số truyền
Góc nghiêng
của răng
Số răng bánh
răng
Hệ số dịch
chỉnh
Đường kính
vịng chia
Đường kính
đỉnh răng
Đường kính
đáy răng

aw =230 mm
m = 2,5 mm
bw = 115 mm
um = 3,38
  00

Z1 = 42
Z2 =142
x1 = 0
x2 = 0
d1  m.z1  2,5.42  105 mm
d 2  m.z2  2,5.142  355 mm
d a1  d1  2.(1  x1  y ).m  105  2.(1  0  0).2,5  110 mm
d a 2  d 2  2.(1  x2  y ).m  355  2.(1  0  0).2,5  360 mm
d f 1  d1  (2,5  2.x1 ).m  105  (2,5  2.0).2,5  98, 75 mm
d f 2  d 2  (2,5  2.x2 ).m  355  (2,5  2.0).2,5  348, 75 mm

 Kiểm tra điều kiện bôi trơn :
Sinh viên: Dương Thế Quang - Cơ điện tử 2 – K49

25