Đồ án môn học: Chi tiết máy: Thiết kế dẫn động cơ khí

Trờng CĐCN Sao Đỏ
chi tiết máy

Đồ án môn học



LờI Mở ĐầU
Nớc ta đang trên con đờng tiến lên công nghiệp
hoá - Hiện đại hoá với đờng lối xây dựng chủ nghĩa xÃ
hội. Đảng ta đà đề ra 3 cuộc cách mạng, trong đó cuộc
cách mạng khoa học kỹ thuật là then chốt để tạo ra của
cải cho xà hội. Do đó phải u tiên công nghiệp nặng một
cách hợp lý.
Trong giai đoạn công nghiệp hoá - Hiện đại hoá
đất nớc, con ngời không thể thiếu máy móc bởi vì nó
là một phơng tiện từ trớc đến nay đà giúp đỡ con ngời
giải quyết đợc nhiều vấn đề mà con ngời không có khả
năng làm việc đợc.
Hiện nay là một sinh viên đà và đang theo học tại
Trờng Cao đẳng công nghiệp Sao Đỏ .Đợc học tâp dới
một mái trờng có bề dày lịch sử học và đào tạo ngoài
ra còn đợc trang bị những kiến thức cấn thiết về lý
thuyết lẫn tay nghề. Để sau này với vốn kiến thức đà đợc trang bị em có thể góp một phần nhỏ bé để làm
giầu cho đất nớc. Thời gian vừa qua em đợc giao đề
tài: Thiết kế dẫn động cơ khí. Sau khi nhận đề tài
với sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo hớng dẫn và các
thầy trong khoa cùng các bạn đồng nghiệp và sự nỗ lực
của bản thân em đà hoàn thành đề tài. Tuy nhiên
trong quá trình làm việc mặc dù đà cố gắng hết sức
SV thiết kế : NGUYễN VĂN HùNG

Văn Tuân

Khoa: Cơ Khí
GVHD: Phạm
Lớp: 03 CĐCKCT1
-1-


Trờng CĐCN Sao Đỏ
chi tiết máy

Đồ án môn học



do trình độ có hạn và còn ít kinh nghiệm, nên không
thể tr¸nh khái sai sãt. VËy em rÊt mong sù chØ bảo của
thầy để đề tài của em đợc hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo đà giúp
đỡ em hoàn thành đề tài này

đồ án môn học chi tiết máy
(Thiết kế bộ truyền
động
cơ khí)
5
4

3

2
1

1 _Động cơ điện
2 _Bộ truyền đai thang
3 _Bộ truyền bán răng trụ răng nghiêng
4 _Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng
5 _Khớp nối trục.
* Các số liệu cho trớc
_ Công suất trên trục công tác P3
_ Thời gian phục vụ 3 năm
_ Số vòng quay trên trục công tác n3
SV thiết kế : NGUYễN VĂN HùNG
Khoa: Cơ Khí
GVHD: Phạm
Văn Tuân
Lớp: 03 CĐCKCT1
-2-


Trờng CĐCN Sao Đỏ

chi tiết máy
_ Mỗi ngày làm việc 2 ca
_ Tải trọng ổn định làm vịêc
* Khối lợng thiÕt kÕ
_ 01 b¶n thuyÕt minh
_ 01 b¶n vÏ chÕ tạo bánh răng trên khổ A2
_ 01 bản vẽ trục trên khổ A2.

Đồ án môn học

Đề TàI THIếT Kế Đồ áN MÔN HọC CHI TIếT MáY
DE : 14
PHầN 1:TíNH CHọN Động cơ và phân phối tỷ số truyền

1.1/ Tính chọn động cơ
1/Tính công suất trên trục động cơ
+Ad công thức

P

CT

P LV


Trong đó:

P

đầu ra

lv

:công suất làm việc trục

P

lv

P3

:hiệu st chung cđa hƯ

dÉn ®éng
Ta cã:  1a 2b 3c
Trong ®ã: 1 :hiƯu st bé trun ®ai




2

:hiƯu st bé trun bánh răng

:hiệu suất của môt cặp ổ lăn
a,b ,c :là số bộ truyền và cặp ổ trong hệ thống
có :a=1 (do có một bộ truyền đai)
b=2 (do có 2 cặp bánh răng ăn khớp )
c=3 (do có cặp ổ lăn)
Tra b¶ng 2.3
Ta cã: 1 0.95 , 2 =0.96 ,  3 0.99
3

  0.951 0.96 2 0.99 3 = 0.850

SV thiết kế : NGUYễN VĂN HùNG
Văn Tuân

Khoa: Cơ Khí
GVHD: Phạm
Lớp: 03 C§CKCT1
-3-


Trờng CĐCN Sao Đỏ
chi tiết máy

P



CT

Đồ án môn học



5.2
6.12 KW
P3
0.850


2. Xác định sơ bộ số vòng quay ®ång bé

n

sb

nlv i

T rong ®ã : nlv : sè vßng sè vßng quay nlv n3 54 vong / phut 
I :tû sè trun cđa hƯ dÉn ®éng

i i i
d

h

i
i

:tû sè truyền bộ truyền đai
h :tỷ số truyền hộp giảm tốc
Ta lÊy :i®=2.5 ,ih=21
d

 i 2.5 21 52.5


n

n3 i =54 52.5=2835 v/p

sb

3/ Chọn động cơ
Theo bảng phụ lục 1.2 trang 235 quyển TTTKHDĐCK

Ta chọn :
kiể

công

u

suất

độn

KW

g cơ

Vận
tốc
quay

cos

Tk
Tdn

T max
Tdn

Mô

Khối lợng

men

( Kg )

0,89

1,7

2,5

0,17

104

( v/p)

DK
7

52 -

2900

2

1.2 /Ph©n phèi tû sè trun
Tû sè trun chung

i

 ndc

n

lv

2900
53.7
54

Mặt khác : i i d i h
Chọn i d 2.5
SV thiết kế : NGUYễN VĂN HùNG
Văn Tuân

Khoa: Cơ Khí
GVHD: Phạm
Lớp: 03 CĐCKCT1
-4-


Trờng CĐCN Sao Đỏ
chi tiết máy


i

h

i
i



d



Đồ án môn học

53.7
21.48
2 .5

Do i h i1 i 2
Trong đó : i1 là tỷ sè trun cÊp nhanh
i 2 lµ tû sè trun cÊp chậm
Tra bảng 3.1 trang60 giáo trình tính toán thiết kế hệ dẫn động
cơ khí ta lấy
Ta có: I1=6.48


i

ih

21.43

3.31 2.5 (tm)
6.48

i
1.3 / Tính công suất , số vòng trục quay và momen
xoắn trên các trục
2

1

a/ công suất
Do P3 P LV 5.2 KW (KW)
-Công suất trên trục

P
P
3



1

O

BR

5.2
4.69( KW )
(0.99) (0.96) 2
2

-Công suất trên trục

P

P

2

BR

3




O

5.2
5.47 ( KW )
0.96 0.99

-Công suất trên trục 3

P P
3

LV

5.2( KW )

-Công suất trục động cơ

P

dc

7( KW )

b/Số vòng quay
-Trên trục động cơ
-Trên trục 1

n

1

ndc

i

d

n

dc

2900(vg / ph)

2900

1160(vg / ph)
2 .5

-Trªn trơc 2

n

2

1160
 n1 
179 (vg/ph)
i1 6.48

-Trªn trơc 3

SV thiÕt kế : NGUYễN VĂN HùNG
Văn Tuân

Khoa: Cơ Khí
GVHD: Phạm
Lớp: 03 C§CKCT1
-5-


Trờng CĐCN Sao Đỏ
chi tiết máy

n

3

n2

i

2

179
54
3.31

Đồ án môn học



(vg/ph)

c/momen xoắn
ADCT

:M

X



9.55 10 6 P

(N/m)

n

:
P

Trục động cơ

M

x



9.55 10

n

6

9.55 10 6 7

23051.7
2900

dc

dc

(N .mm)

Trôc 1:
M x1 

9.55 10 6 P1

n

1

Trôc 2 :
M x2 

9.55 10 6 P2

n

Trôc 3
M x3 

2

9.55 10 6 P DC

n



3



9.55 10 6 4.69
38611.6
1160



(N .mm)

9.55 10 6 5.47
291835.2
179

9.55 10 6 5.2
919629 .6
54

(N.mm)

(N.mm)

Ta có bảng sau
Trục
Số liệu
Số vòng quay

Động cơ

1

2

3

7

4.69

5,47

5,2

Tỉ số truyền
Công suất P(Kw)
Mô men xoắn
T(N.mm)

2,5

6.48

3.31

2900

1160

179

54

23051.7

38611.6

291835.2

919629.6

PHầN 2 TRìNH Tự THIếT Kế Bộ TRUYềN ĐAi
b-Trình tự thiết kế bộ truyền đai thang
1/ Chän kiĨu ®ai
SV thiÕt kÕ : NGUN V¡N HïNG
Khoa: Cơ Khí
GVHD: Phạm
Văn Tuân
Lớp: 03 CĐCKCT1
-6-


Trờng CĐCN Sao Đỏ

Đồ án môn học
chi tiết máy
Chọ momen xoắn trên trục động quay nhanh
Tra bảng 5.4 trang 164 <giáo trình nguyên lý chi tiết máy>
Ta có loại đai hình thang có ký hiệu tiết diện là A ,Có momen trên
trục quay nhanh T 1 (15 _ 60) và có Dd min 90 (mm) , h=8
2/Đờng kính bánh đai nhá

Chän D1 1.2 Dmin 1.2 90 108
(mm)
Tra b¶ng 4.21 trang 63 giáo trình tính toán thiết kế hệ dẫn động
cơ khÝ –tËp 1
Ta cã D1 112 (mm)
-KiĨm nghiƯm vÇn tèc của dây đai


V=

Dn

(m/s) (25 _ 30) (m/s)
60000
3.14 112 2900
17 (m/s) (25 _ 30) (m/s)
LÊy n1 ndc  V 
60000
1

1

-TÝnh ®êng kính bánh đai lớn
Ta có:
d 2 d 1 (1  )i d
Trong ®ã :  0.01 _ 0.02


d

2

112 0.99 2.5 277.2 (mm)

Tra bảng 4.21 trang 63 giáo trình tính toán thiết kế hệ dẫn động
cơ khí-tập 1 talấy d 2 280 (mm)
-Số vòng quay thực của trục bị động

n2 

n d 1  
d
1

1

  2900 112 0.99 1148.4

2

280

(vg/ph)

_KiÓm nghiệm sai khác số vòng quay

n

n2

an



n

n 100% 3%
1

2

1160  1148 .4

100 % 1% 3%
1160

3 / S¬ bé chän khoảng cách trục a
Ta có tỷ số truyền :
SV thiết kế : NGUYễN VĂN HùNG
Văn Tuân

Khoa: Cơ Khí
GVHD: Phạm
Lớp: 03 C§CKCT1
-7-


Trờng CĐCN Sao Đỏ
chi tiết máy

Đồ án môn học



i

d

2 .5

Vậy ta chọn i=3
Tra bảng 4.14 trang 60 giáo trình tính toán thiết kế hệ dẫn động
cơ khí tập 1
Ta chän :

a
d

1 

a d

2

1 280 1 280

2

4 / TÝnh L theo a
L=2a+

 (d 1  d 2)
2



(d 2 

d)
1

4a

2

(112  280) (280  112 ) 2
2 280  3.14 

1200.6
2
4 280

Tra bảng 4.13 trang 59 giáo trình tính toán thiết kế hệ dẫn động
cơ khí tập 1
Ta có L=1250 (mm)
5 / Tính lại a theo L tiêu chuẩn
1
4

ADCT:a= ( L 

 (d 2 
2

d)
1

(L 

 (d 1  d 2 )
2

) 2 2(d 2

d)

2

1

A=1/4(1250-615.44+588.4)
A=305.74
So sánh vơi điều kiện : 0.55(280  112)  8 a 2(112  280)  223.6 a 784
 a=305.74
6 / TÝnh vµ kiĨm nghiƯm gãc «m 



180 0  57 0 d 2


a

d

1

180 0  57 0 

280  112
148.7 0 120 0
305.74

(TM)

7 / Xác định số đai cần thiết

Z



P K
P C C C C
d

L

U

Z

0

Trong đó :P là công suât động cơ
P0 công suất cho phép ,xác định bằng thực nghiệm
Tra bản 4.19 trang 62 giáo trình tính toán thiết kế hệ dẫn động
cơ khí tập 1
Ta có :với d=112,chiều dài đai l 0 1700 ,tỷ số trun i =1
vµ víi
V=16.88 m/s


 P  2.55
0

C :HƯ sè ảnh hởng của góc ôm

Tra bảng 4.15 trang 61giáo trình tính toán thiết kế hệ dẫn động
cơ khí
SV thiết kế : NGUYễN VĂN HùNG
Văn Tuân

Khoa: Cơ Khí
GVHD: Phạm
Lớp: 03 CĐCKCT1
-8-


Trờng CĐCN Sao Đỏ
chi tiết máy

Đồ án môn học



vói 14807 C 0.92

C

L

C

u

: hệ số xét đến ảnh hởng chiều dài đai
L 1250
0.74
Ta có:
L 1700
Trabảng4.16 trang 61 GTTKHDĐCK tacó C l 0.95

Là hệ số xét ddeens ảnh hởng tỷ số truyền với U=2.5
Tra bảng TKHDĐCK trang 61 ta có CU 1.135
C Z Là hệ số xét đến ảnh hởng sự phân phối tỷ trọng không đèu
giữa các day đai
,
P
Ta cã: z  DC 

P 
0

7
2.7
2.55

Vëy lÊy Z=3 (z ph¶I lấy nguêyn dơng)
Tra bảng 4.18 trang 61 GTTTTHHD ĐCK ta có
K D :Là hệ số tảI trọng động chọn lấy=1.1
Vậy Z=

PK D
 P  C C C C
L

U

Z

0



C

Z

0.95

7 1.1
0.92 0.95 1.135 0.95 2.8
2.55

LấY Z=3
Vởy số đai cần thiết là z=3
8/Tính chiều rộng bánh đai B
B=(Z-1)t+2e
Tra bảng 4.21 trang 63 GTTTTHKD ĐCK ta có t=15,e=10 vì chọn đai
có tiết diện A
B=(z-1)t+2e=2.15+20=50 (mm)
9/tính lực cắt giữa các trục

F

r

2 F 0 Z sin  1 trong ®ã
2

F

P K  V
V C Z

780
0

1

D

F Là lực căng fụ do lực ly tâm gây ra

F q v
v

2

m

Tra bảng 4.22 trang 64 GTTTTKHD ĐCK ta cã

q

m

0.105 kg/m

2



F

v



F

0



F

R

0.105 17 30.345
4.69 1.1
780 
 30.345 116.1
17 0.92 3
149
2 F 0 Z sin  1 2 116.1 3 SIN
2 116.1 3 0.97 668.7
2
2

SV thiết kế : NGUYễN VĂN HùNG
Văn Tuân

Khoa: Cơ Khí
GVHD: Phạm
Lớp: 03 CĐCKCT1
-9-


Trờng CĐCN Sao Đỏ

chi tiết máy

Đồ án môn học



PHầN 3 TRìNH Tự THIếT Kế Bộ TRUYềN BáNH
RĂNG
A BáNH RĂNG NGHIENG
1/Chọn vật liệu chế tạo và cách nhiệt luyện
Dựa vào bảng 6.1 trang 92 GTTTTKHD ĐCK
Ta có vật liệu chế tạo la thét các bon
Diều kiện nhiệt luyện là tôi cảI thiện
Chọn gới hạn bền b 750 F
chọn gơI hạn ch¶y  ch 450pa
chän H B 230, H B 2 210
2/Định ứng suất cho phép
a/ứng sấut tiêp xúc cho phép
-Bánh răng nhỏ:


S

h1 lim

H1

H

z ir Rv K XH

-Bánh răng lín:

  
S

H 2 LIM

H2

H

Z R  Z V  K XH K H 2 L

-Trong đó: Là ứng suất tiếp xúc úng với số chu kỳ là cơ sở.
O
áp dơng c«ng thøc :  HLIM 2 H B + 70





S
Z

O
H 1LIM
O
H 2 LIM

2 H B1 + 70 =2 230  70 530 M
2 H B 2  70 2 210  70 490 M

P
A

P
A

Lµ hƯ sè an toµn . Lấy S H 1,1
R là hệ số cần xét đén ảnh hởng độ nhám .
+ ta chon sơ bộ Z R Z V  K XH =1 .
H

ADCT:

K

H2



MK

N
N

HO
HE

Chän : M m 6
2, 4
ADCT : N HO 30 HB
SV thiÕt kÕ : NGUYễN VĂN HùNG
Văn Tuân

Khoa: Cơ Khí
GVHD: Phạm
Lớp: 03 CĐCKCT1
- 10 -


Trờng CĐCN Sao Đỏ
chi tiết máy

Đồ án môn học



N 30 HB = 30 230 13972305,13
 N
30 HB 30 210 11231753,46
AD : N 60 C N T
2, 4

2, 4



1

H 1O

2, 4

2, 4

2

H 20

HE

Trong đó chọn c 1 (Số lần ăn khớp khi bánh răng quay một vòng.
n số vòng quay trên trơc 1 vµ 2
t tỉng thêi gian lµm viƯc
t=2.8.3.300=14400 (h)

N



N

HE

HE 2

Do

60 1 n1 t 1002240000

60 1 n2 t 60 1 179 14400 154656000

N
N

HE

 N HO1  99532800  13972305.13

HE 2

 N « H 2  230688000  1123175304 6

Suy ra K HL 1
VËy ta cã

   530
1 1 481.8
1.1
   490
1 1 445.5
( pa
1.1
         481.8 2 445.2 463.5
2
H1

H2

H1

)

H2

H

b/øng suÊt uèn cho phÐp

  
S

F 1 lim

F1

F

  
S

F 2 lim

F2

Trong ®ã

F


 lim 1.8 H
 lim 1.8 H

Y R Y S K XF K FC K FL1
Y R Y S K XF K FC K FL 2
0
F

0

F1

B1

0

F2

B2

lim :øng suÊt uèn cho phÐp víi chu kú c¬ së
1.8 230 414
1.8 210 378

SF hệ số an toàn chọn sF=1.75
YR hệ số ảnh hởng độ nhám góc lợn chân răng
YS hệ số xét đến ¶nh hëng cđa nh¹y cđa vËt liƯu víi tËp trung ứng
suất

KXF hệ số xét đến ảnh hởng của kích thớc bánh răng
Sơ bộ chọn YR..YS .KXF=1
SV thiết kế : NGUYễN VĂN HùNG
Khoa: Cơ Khí
GVHD: Phạm
Văn Tuân
Lớp: 03 CĐCKCT1
- 11 -


Trờng CĐCN Sao Đỏ

Đồ án môn học
chi tiết máy
Trong đó KFC hệ số xét đến ảnh hởng của chế độ đặt tải.KFC=1
KFL Hệ số tuổi thọ

K

FL

mF

N
N

FO
FE
6

Trong đó NFO số chu kỳ thay đổi ứng suât cơ sở NFO= 410
MF : bËc ®êng cong mái khi thư n chän MF=6
NFE:Sè chu kì thay đổi ứng suất tơng đơng và có
NHF1=995328000=NFE1, NHF2=NFE1
Ta cã NFE >NF0 995328000>4000000
Chän KFL=1
TÝnh KFL1= 6

N
N

6

F0



FE1

410

6

1002240000

0.398

   lim/ S 414 1.75 236.6
  lim s 378 1.75 216


F1

F2

F1

F

F2

(MPA)

F

C/ ứng suấtcho phép khi quá tải
-ứng suât tiếp xúc cho phép khi quá tải

2.8
HM Ã

CH

2.8 450 1260 PA 

øng suÊt uèn cho phÐp khi cã t¶I



FMAX

 0.8 

CH

0.8 450 360 PA 

3/tÝnh s¬ bé
 K a  I 1
WƯ

a

M
H

X1
2

K H

I BA

Ka là hệ số phụ thuộc vào vật liệu chế tạo
Tra bảng 6.5 GTTTTKHD§CK ta cã Ka=43
K  hƯ sè fan bè tảI trọng khong đều trên tảI trọng vòng răng
Tra bảng 6.7 GTTTTKHD §CK
Víi Wbd=0.53.  ba  i  1
Do bộ truyền bánh răng là ăn khớp ngoài lên ta có

WƯ

BD

0.53 BA I 1

Trong đó



BA

Là hệ số chiều rộng vành răng

SV thiết kế : NGUYễN VĂN HùNG
Văn Tuân

Khoa: Cơ Khí
GVHD: Phạm
Lớp: 03 CĐCKCT1
- 12 -


Trờng CĐCN Sao Đỏ
chi tiết máy



bw 0.35 0.4

a

ba



Đồ án m«n häc



bd

w

0.53 0.41  6.48 1.586

Ta lÊy KH  =1.1

a



W

43 6.48 1 3

38611 .6 1.16
2

463.63

6.48 0.4

138.8

4/tính khoảng cách trục lăn theo aw

d

w

d
d

d w1 d w2 2 a w

2 140
 2a w 
37.4 mm 
i  1 6.48  1
i d w1 6.48 37.4 242.352 mm
w2

w1

5/Chän s¬ bé gãc nghiêng
0
Chọn 15

tính số răng Z1, Z2 theo

chọn mn=0.01.aw=0.01.140=1.4 (mm)
tra bảng 6.8 trang 99 GTTTTKHD ĐCK ta lấy m=1.5
do số răng là số nguyên lên số răng bánh răng 1 là Z 1=24 (răng)
tính Z1=i1.Z1=4.32 .36=155.5
Vậỵ số răng bánh răng Z2 là Z2=156 (răng)
Tính lại góc nghiêng

Z Z  1.5  24  156

0.964

2
2

140
a
cos
  15
vËy gãc nghiêng là 15


mn

1

2

W

0

0

6/Tính lại các kích thớc theo Z1,Z2 và

SV thiết kế : NGUYễN VĂN HùNG
Văn Tuân

Khoa: Cơ Khí
GVHD: Phạm
Lớp: 03 CĐCKCT1
- 13 -


Trờng CĐCN Sao Đỏ
chi tiết máy

Đồ án môn học



mn Z 1 1.5 24 37.3 mm

d w cos 
0.99
mn Z 2 1.5 156 242.3 mm

d w cos 
0.99
a


1.5 24  156 
 mn z 2 
279.5 mm 
cos 
cos 

w

7/KiĨm nghiƯm răng về độ bền tiếp xúc
Trong đó -ZM là hệ số phụ thuộc vào cơ tính vật liệu
Tra bảng 6.5 trang GTTTTKHD ĐCK ta chọn ZM=274
ZH là hệ số kể đến hình dạng tiếp xúc
Trong đó là góc nghiêng trên mặt trụ cơ sở
chọn

0



20

ZH tra bảng 6.12 trang106 GTTTTKHD ĐCK ta có ZH=1.74
Z Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng
Có

1
1
1.88 3.2
0.99 1.667
24 156





KH Hệ số tảI trọng động tÝnh theo ®é bỊn tiÕp sóc

K

H

 K H K H K HV

Trong đó
ăn khớp
Dựa vào

K

V

h

là hệ số phân bố tảI trọng không đều giữa các răng

d W n1
60000





3.14 37.3 1160
.2.26 m
s
60000

Dựa vào bảng 6.14 trang 107 GTTTTKHD ĐCK


K

H

1.13

Vì dựa
KHV là hệ số phân bố tảI trọng động khi ăn khớp
Dựa vào bảng P.23 trang 250 GTTTTKHD ĐCK
KHV=1.04
Ta có bw chiều rộng vành răng
Thay các giá trị và (1) ta cã KH=1.16 .1.04 .1.1=1.36

V×   =3,5>1
Suy ra ADCT

z

1



2



1
=0.54
3,5

SV thiết kế : NGUYễN VĂN HùNG
Văn Tuân

Khoa: Cơ Khí
GVHD: Phạm
Lớp: 03 CĐCKCT1
- 14 -


Trờng CĐCN Sao Đỏ
chi tiết máy
Ta có:

h



Đồ án môn học



274 1.74 0.77
2 38611 .6 1.36 (6.48  1)

318.4 mpa 
37.3
111 .8 6.48

463.5(mpa) (t m)
h

8, kiểm nghiệm răng vỊ ®é bỊn n

 F b d m  y  y  y F k  F 
w
yF

F F y
F
Trong đó: - y là hệ số kể đến sự trùng khớp của răng

1

2 M x1



w



F

1

1

1

2

2

1

1



y

1



2

1

0.599
1.667

y là hệ số kể đén sự trùng khớp góc nghiêng
1 24 / cos15 0.89
y  1  
140

-

0

0

YF1, yF2 lµ hƯ số dạng răng
Tra bảng 618 trang 109 giáo trình tính toán thiết kế hệ dẫn
động cơ khí tập 1 theo c«ng thøc : ztd  z / cos 

z
y




z

 z1 / cos  24 / 0.99 24.8

1td

2 td

3.9

 z 2 / cos  156 / 0.99 161.5

y



F1

F2

3.6

KF lµ hƯ sè t¶I träng khi tÝnh bỊn n
KF=kF2 k F k Fv
Trong đó k F là hệ số phân bố tảI trọng không đèu trên
Tra bảng 67 trang 98 sách TTTKHDĐCK tập 1 k F 1,37

k



là hệ số phân bổ tải trọng trên bánh răng
Tra bảng 614 trang 107 giáo trình TTTKHDĐCK tập 1
Ta chọn kF2=1,37
KFv là hệ số tảI trọng đọng khi ăn khớp
Ta tra bảng p2.3 trang 250 sách TTTKHD§CK tËp 1
Ta lÊy kFv=1,11
F2



k

F

k F k F k Fv 1,37 1,37 1,11 2,08

SV thiết kế : NGUYễN VĂN HùNG
Văn Tuân

Khoa: Cơ Khí
GVHD: Phạm
Lớp: 03 CĐCKCT1
- 15 -

Trờng CĐCN Sao Đỏ

chi tiết máy
Ta thay các giá trị vµo CT (II),(III) ta cã



F1



f2

2 38611 .6

0,599 0,89 3,9 2.08 53.388( Mpa )
111 .8 37.3 1,5

Đồ án môn học

 216 Mpa  tm
F2

 F 1 Y F 2   F 1

Y





F1

=53,388 . 3,6/3,9
=49,28  F 2
9, kiÓm nghiệm răng về độ bền quá tảI
- độ bền tiếp xúc khi quá tảI
max H

k

qt

K

qt



H max



 MAX / dn

  max 463.63 2,5 733 .06 Mpa   1260 Mpa  tm 

®é bỊn n khi quá tảI

F max

F

k

qt



F max



F max 53.388 2.5 133.47



F 2 max

49.28 2.5 123.2

10, tÝnh lực tác dụng lên trục
FT1=2Mx1/dw1=2.291835,2/102,5=5694,3
Ta có F 1 F  2  F t . tg


F

0

TC

 F t tg 2070.3 tg 20 753.5 N 
0

Ft tg 2070.3 tg15
 Fa 

574.3 N 
0
cos 
cos 20

SV thiÕt kÕ : NGUYÔN VĂN HùNG
Văn Tuân

Khoa: Cơ Khí
GVHD: Phạm
Lớp: 03 CĐCKCT1
- 16 -


Trờng CĐCN Sao Đỏ
chi tiết máy

Đồ án môn học

11,tính các kích thớc còn lại của bộ truyền
Thông số
Khoảng cách trục lăn

Ký hiệu
a

Đờng kính chia

d1
d2

Khoảng cách trục
Đờng kính đỉnh
răng
Đờng kính đáy răng
Đờng kính cơ sở

Công thức và giá trị
a= d 1

d2

135 mm 
2
d 1 m z1 cos  =36 (mm)

d

mz 2 cos  =234 (mm)

2

aw

279.5 (mm)

d
d
d
d
d
d

d
d

a1
a2

d 2  2m 237
a2

d
d

f1
f2
b1

b2

d 1  2m 39

a1

d
d

f1

d 1  2,5m 33.25

f2

d 2  2,5m 230.25

b1

d 1 cos 51,23

b2

d 2 cos 222,5

Số răng

Z1
Z2

21 răng
156 răng

Góc nghiêng


b

15

Bề rộng

w

(mm)
(mm)

(mm)

0

111.8 (mm)

B- tính toán bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng(bộ truyền cấp
chậm)
1,chọn vật liệu chế tạo và cách nhiệt luyện
Vật liệu chế tạo bánh răng là thép các bon , điều kiện mhiệt
luyện là tôI cảI thiÖn





b

750 mpa 

450 mpa 

ch

HB 192  240

Chän HB1=230 , HB2=210
2,Định ứng suất cho phép:
a,ứng suất tiếp xúc cho phép
-bánh răng nhỏ:





h1

0
h1

s

lim

Z Z K
R

h

V

XH

K H 1L

SV thiết kế : NGUYễN VĂN HùNG
Văn Tuân

Khoa: Cơ Khí
GVHD: Phạm
Lớp: 03 CĐCKCT1
- 17 -


Trờng CĐCN Sao Đỏ
chi tiết máy



-Bánh răng lớn: h 2
Trong đó

0
h



0
h1.2

Đồ án môn học


lim

h2

s

Z Z K K
R

h

V

XH

H 1L

lim là ứng suất tiếp xúc ứng với số chu kì c¬ së

lim 2 HB  70
0

  H 1 lim 2. HB1  70 2.230  70 530 MPA 

ADCT:

0


 S

H2

lim 2. HB2  70 2.210  70 490 MPA 

H

-SHlµ hƯ sè an toµn ta chän sh=1.1
-zr: hƯ sè xét đến ảnh hởng độ nhám
-zv: hệ số xét đến ¶nh hëng vËn tèc
Chän s¬ bé zr.zv.kxh=1
ADCT : KHL= MH

N
N

h0
HE

Chän mh=6
2.4
NH0=30. HB


N

2.4

30. H B1 30. 230

2.4

N

H 01

H 02

30. H B 2 30. 210 11231753 .46

13972305.13

2.4

2.4

AD:NHE=60.c.n.t
Trong đó chọn C=1 số lần ăn khớp khi bánh răng quay
N: số vòng quay

T: tổng sè giê lµm viƯc
T 2 8 3 300 14400 h
NHE1 60 N 1 T

Trong đó: N1=NtrụcII và N2=NtrụcIII


N

HE 2

Ta có

60 1 54 14400 46656000

K

HL1

N
N

6

N
N

HO1
HE1

6

13972305,13
0.67
154656000

11231753,46
0.788
46656000
HE 2
Mặt khác NHE1>NHO1 13972305,13<230688000
NHE2>NHO2  81216000>1123175,46

K

HL1

6

HO 2

6

VËy suy ra ta lÊy KHL=1
VËy ta có
SV thiết kế : NGUYễN VĂN HùNG
Văn Tuân

Khoa: Cơ Khí
GVHD: Phạm

Lớp: 03 CĐCKCT1
- 18 -


Trờng CĐCN Sao Đỏ
chi tiết máy

Đồ án môn học



 530
1 1 481,8 Mpa 
1,1
   490
1 1 445,5 Mpa 
1,1
        481,8  445,2 463,5 Mpa 
H1

H2

Ta cã :



H1

H

H2

2

2

b, øng suÊt uèn cho phÐp
6 lim

  
Y Y K K K
S
6 lim
  
Y Y K K K
S
6
Trong ®ã :  lim : øng st cho phÐp víi chu kú c¬ së
 6 lim 1,8 HB 1,8 230 414 Mpa 
 6 lim 1,8 HB 1,8 210 378 Mpa 
F1

R

F1

S

XF

FC

FL1

F

F2

R

F2

S

XF

FC

FL 2

F

F

F

1

F

2

SF :hƯ sè an toµn chän SF=1,75
YR : hƯ sè xÐt đến ảnh hởng đến độ nhám góc lợn chân răng
YS : hệ số xét đến ảnh hởng đến độ nhạy cđa vËt liƯu víi tËp
trung øng st
KFC : hƯ sè xét đến ảnh hởng chế độ đặt tải KFC=1
KXF : hệ số xét đến ảnh hởng của kích thớc bánh răng sơ bộ chọn

YR YS KXF=1
Trong NFO :số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở

N

FO

4 10 6

MF : bậc ®êng cong míi khi thư n chän MF=6
NFE :sè chu kỳ thay đổi ứng suất tơng đơng bằng NHF
Có NHE1=NFE1=230688000
NHE2=NFE2=81216000
Ta cã NFE1>NFO  230688000>4  10 6
 chän K FL 1


0 lim
414
  


236,6 Mpa 
1,75
S
F1

F1

F

0



lim 378
  

216 Mpa
1,75
S
F2

F2

F

SV thiết kế : NGUYễN VĂN HùNG
Văn Tuân

Khoa: Cơ Khí
GVHD: Phạm

Lớp: 03 CĐCKCT1
- 19 -


Trờng CĐCN Sao Đỏ

chi tiết máy
c, ứng suất cho phép khi quá tải
ứng suất cho phép khi quá tải



F max



F max

2,8

ch

0,8

ch

Đồ án môn học

2,8 450 1266 Mpa

ứng suất uốn cho phép khi quá tải
3. Tính s¬ bé:

a

W

 K a  i 1 

0,8 450 360 Mpa 

M K
  i 
X1
2

HB

H

2

ba

Ka :hƯ sè phơ thc vào vật liệu chế tạo
Tra bảng 6.5 giáo trình tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí
tập 1 ta có Ka=49,5(Mpa) 13
K :hệ số phân bố tảI trọng không dều trên tải trọng vòng răng.
Với 0,53 ba i 1
bd

Do bộ truyền bánh răng là ăn khớp ngoài nên chỉ lấy dấu dơng



bd

0.53 (i 2 1)
ba

Trong đó : ba là hệ số chiều rộng vành răng



ba

bw 0,35 0,4 mm

a

w

Chọn




ba

0,4 mm

w

bd

0,53 0,4 3.31  1 0,9137

Ta lÊy k h 1,07 mm tra bảng 6.7 trang 98 GTTTTKHD ĐCK


a

W

k a i 2  1

M K
 H 
x1

2

H

219.36 (mm) do MX1=MX2

4,TÝnh ®êng vòng kính lăn:
2aw

2 219.36

dw1= 1 3.31 1 101.97
i2
5,Tính số răng z1,z2:
2aw
(1)
m
Mặt khác,ta có: z 2 i2 z1 (2)
Chän m 0,01 aw 0,01 219.36 2.19  tra b¶ng ta đợc m=2.5
(1) z1+z2=172
(1)

Ta có: z1+z2=

SV thiết kế : NGUYễN VĂN HùNG
Văn Tuân

Khoa: Cơ Khí
GVHD: Phạm
Lớp: 03 CĐCKCT1
- 20 -


Trờng CĐCN Sao Đỏ

chi tiết máy
Kết hợp (1) và (2) ,ta cvó hệ phơng trình:
Thế (2) vào (1) ta đợc:
z1+3.316z1=172
4.31z1=172

z1=40.7
Thay vào (2) ,ta có:z2=3.31 41=135.7
Do số răng phải nguyên nên ta có:
-số răng bánh răng 1 : z1=41(răng)
-số răng bánh răng 2 : z2=136(răng)
6,Tính lại các kích thớc :

Đồ án môn học

d dw m z 2.5 41 102.5 mm
d dw m z 2.5 136 340 mm
a

1

1

1

2

2

w



2

m  z1  z 2 

2



2.5 (41  136)
221.25 mm 
2

7, kiểm nghiệm răng và độ bền tiếp xúc



zM

H

z H z 

d

2 M x1 k H (i  1)

b

w1

i
w



 H



Trong đó Zm là hệ số phụ thuộc vào cơ tinh vật liệu
Tra bản 6.5 GTTTTKHDĐCK ta chọn Zm=274
ZH là hệ số kể đến hình dạng tiếp xúc

z

H



2 cos

b

sin 2tw

Tra bảng 6.12 trang 106 GTTTTKHDĐCK với hệ số dịch chuyển b»ng
 0
0 vµ ví gãc
Suy ra ZH=1,76
Z  lµ hƯ số kể đến sự trùng khớp của răng

1
1
1,88  3,2    cos  1,778

 z1 z 2

KHlà hệ số tảI trọng tính theo độ bỊn tiÕp xóc

K

H

 K H K HV K H 1

Kh là hẹ số phân bố tảI trọng không đều giữa các răng ăn khớp
Tra bảng p.2.3 phụ lục GTTTTKHDĐCK
Với V 

 d W 1 N 1
60000



 

3,14 102 179
0.95 m
s

60000

SV thiết kế : NGUYễN VĂN HùNG
Văn Tuân

Khoa: Cơ Khí
GVHD: Phạm
Lớp: 03 CĐCKCT1
- 21 -


Trờng CĐCN Sao Đỏ

chi tiết máy
Vậy cấp chính xác chế tạo là 9
Suy ra Khv=1,05
KH=1.1,05.1,06=1.113
Ta có: BW là chiều rộng bánh răng

B
W

Đồ án môn học

aW 0,4 221.25 88.5 mm

ba

Vậy

BW sin 0 0

z 0,77  

H



274 1,76 0,75
2 291835.2 1.113  3.31  1

344.97 pa   463,5  H tm
102.5
88.5 3.31





8, kiểm tra răng về ®é bÒn uèn



F1



F2



2M

x1

bW d W 1 M





Y  Y  Y F 1 k F   F 1

 F 1 Y F 2

Y
Trong đó Y ` là hẹ số kể đén sự trùng khớp của răng
1
1
Y 1,778 0,56

Y là hệ số kể đến sự ảnh hëng cđa gãc nghiªng

Y  1  140  Y 1
F1

F

0

0

YF1,YF2 là hệ số dạng răng
Tra bảng 6.18 trang 109 GTTTTKHD§CK
Ztd 

ADCT:

z

2td

Z
 z1 41 
cos  cos 0



Z

2

cos 

Y

F1

3,7 mm

136

Ta lấy YF2=3,6
KF là hệ số tảI trọng khi tính bền uốn
Trong đó K F là hệ số phân bố giữa các đôI răng ăn khớp
Ta lấy K F =1
K F là hệ số phân bố tảI trọng không đều trên bánh răng tra
bảng 6.7 trang 98 GTTTTKHDĐCK ta có K F =0.14
KFV là hệ số tảI trọng động tra bảng p2.3 trang 250
GTTTTKHDĐCK (tra theo kiểu a)
KFV=1,13
SV thiết kế : NGUYễN VĂN HùNG
Khoa: Cơ Khí
GVHD: Phạm
Văn Tuân
Lớp: 03 C§CKCT1
- 22 -


Trờng CĐCN Sao Đỏ
chi tiết máy

K

F

Đồ án môn học



K  K F K FV 1 1,13 0.14 0.1582

Thay c¸c giá trị vào CT:

2M
Y Y Y k =74,83( pa )
b d M  
Ta cã  =74,83<   8.135 (tm)
  Y =8.135.3,6/3.7=7.9
Y
Ta cã  =7.9<  =216( pa ) (TM)



F1

x1



F1

W

F

F1

W1

F1

F1

F2

F2

F1

F1

F2

F2

9, kiểm nghiệm răng về độ bền quá tảI
- độ bền tiếp xúc khi quá tảI
max  H 

k

qt

K

qt



  H max



 MAX / dn

  max 463.63 2,5 733 .06 Mpa   1260 Mpa tm

độ bền uốn khi quá tảI



F max

F 

k

qt



  F max



  F max 8.135 2.5 20.3375



7.9 2.5 19.75

F 2 max

10, tính lực tác dụng lên trôc
FT1=2Mx1/dw1=2.291835,2/102,5=5694,3
Ta cã F  1  F  2  F t . tg


F

0

TC

 F t tg 5694.3 tg 20 2072.57 N 



F

a



Ft tg 5694.3 tg 0

0 N  ``````````````````
0
cos
cos 20

11, tính các kích thớc còn lại của bộ truyền
+,đờng kính đỉnh răng
Do bộ truỳên là ăn khứp ngoài
Suy ra: da1=d1+2m =102,5+2.2,5=107.5(mm)
Da2=d2+2m =340+2.2,5 =345 (mm)
+, ®êng kÝnh chia
d1=m . Z1=2,5.41=102,5=dW1 (mm)
d2=m . Z2=2,5.136=340=dw2(mm)
đờng kính đáy răng
dF1=d1-2,5m =102,5-2,5.2,5=96,25 (mm)
dF2=d2-2,5m=340-2,5.2,5=333,75(mm)
SV thiết kế : NGUYễN VĂN HùNG
Văn Tuân

Khoa: Cơ Khí
GVHD: Phạm
Lớp: 03 C§CKCT1
- 23 -


Trờng CĐCN Sao Đỏ

Đồ án môn học

chi tiết máy
đờng kính c¬ së
db1=d1 . cos  = 94 cos 20 0 44,2 mm 
db2=d2 . cos  =268 . cos 200 =251,9(mm)
+, khoảng cách trục chia
a=0,5 . (d2+d1)=0,5 . (102,5+340)=221,25(mm)
Thông số
Ký hiệu
Giá trị
Khoảng cách trục
aw
221,25 (mm)
Khoảng cách trục lăn
A
221,25(mm)
đờng kính đáy răng
dF1
96.25(mm)
dF2
333.75(mm)
đờng kính đỉnh răng da1
107.5(mm)
da2
345(mm)
đờng kính chia
d1
102.5(mm)
d2
340(mm)
đờng kính vòng lăn

dw1
102.5(mm)
dw2
340(mm)
Số răng
Z1
41(răng)
Z2
136(răng)
Bề rộng
bw
bw=88.5(mm)
Phần 4 :tính toán thiết kế trục và then
I. TRơC 1
1. chän vËt liƯu chÕ t¹o
Chän lo¹i thÐp 45 tôi cải thiện có độ cứng 241 285HB và giới h¹n
bỊn  b 750 Mpa, ch 450 pa 
2. TÝnh sơ bộ đờng kính trục
Ta có
d 3


M X1
với thép có   15 30 víi M X  M 1
0,2.
17 d 21 Theo tiêu chuẩn chọn d=20 (mm)

3. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực

SV thiết kế : NGUYễN VĂN HùNG

Văn Tuân

Khoa: Cơ Khí
GVHD: Phạm
Lớp: 03 CĐCKCT1
- 24 -


Trờng CĐCN Sao Đỏ
chi tiết máy

Đồ án môn học



YA

Fd

B

A
D

Fr
XA

C

YB

Fa

a

XB

b

c
Ft

Theo sơ đồ 10.6 và 10.7 TTTKHDĐCK ta có
Bd
B
K 3  hn  0
2
2
B0
BRN
 K 2  K1 
b=
2
2
BRN
B
c=
+ K1  BRT  K1  K 2  0
2
2

a=

Trong ®ã:
+ B d : Bề rộng bánh đai Bd 50
+ B 0 : Bề rộng của ổ lăn . Tra bảng 10.2-189TTTKHDĐCK chọn B0 17
+ B RN : Bề rộnh vành răng nghiêng B RN =116,4mm
+ B RT : Bề rộng vành răng thẳng B RT 72,4
+ Tra bảng10.3-189-TTTKHDĐCK ta chọn
K 1 10 khoảng cách từ mặt nút của chi tiết quay tới
thành trong của
hộp hoặc giữa hai chi tiết quay
K 2 10 khoảng cách từ mặt nút của ổ đến thành
trong của hộp
K 3 =10 khoảng các từ mặt nút cđa chi tiÕt quay tíi
n¾p ỉ
h n 15 chiỊu cao nắp ổ và đầu bu lông


50
15
10 15 57.5 (mm)
2
2
15
111 .8
83.4 (mm)
b=  10  10 
2
2

111 .8
15
 10  88.5  10  10  181.9 (mm)
c=
2
2

a=

4. Xác định phản lực tại các gối đỡ vẽ biểu đồ mô men
+ Tính phản lực tại các gối đỡ
SV thiết kế : NGUYễN VĂN HùNG
Khoa: Cơ Khí
GVHD: Phạm
Văn Tuân
Lớp: 03 C§CKCT1
- 25 -