Thiết kế hệ thống dẫn động xích tải

BỘ CƠNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆP TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MƠN THIẾT KẾ MÁY


ĐỒ ÁN MƠN HỌC:

CHI TIẾT MÁY
TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG
DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ

GVHD: NGUYỄN VĂN THANH TIẾN

ĐỀ SỐ: 01- PHƯƠNG ÁN SỐ: 11

TPHCM, Tháng 10 năm 2018


Đồ án Chi tiết máy

GVHD:NGUYỄN VĂN THANH TIẾN

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
…………………………………………………………………………………………...

TP.HCM, ngày … tháng … năm …
Giáo viên hướng dẫn

Đề 01- Phương án 11
Trang 2


Đồ án Chi tiết máy

GVHD:NGUYỄN VĂN THANH TIẾN

Bảng đánh giá tham gia của các
thành viên trong nhóm

STT

Khoa

TBC

1

Ơ Tơ

85%

2

Ơ Tơ

80%

3

Ơ Tơ

80%

4

Cơ khí

5

Ơ Tơ

Ký Tên

Đề 01- Phương án 11
Trang 3

Đồ án Chi tiết máy

GVHD:NGUYỄN VĂN THANH TIẾN

ĐỀ TÀI
Thiết kế hệ thống dẫn động xích tải
Đề 01-Phương án: 1

Hệ thống dẫn động gồm:
- Động cơ điện
- Bộ truyền đai thang
- Hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp dạng khai triển
- Nối trục đàn hồi
- Xích tải
- Số liệu thiết kế: Phương án 11
o Lực vịng trên xích tải: F = 2500N
o Vận tốc xích tải: v = 1,2 m/s
o Số răng đĩa xích tải dẫn: z = 13
o Bước xích tải: p = 110 mm
o Thời gian phục vụ: L = 6 năm
o Quay một chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ
o (1 năm làm việc 300 ngày, 1ca làm việc 8 giờ)
o Chế độ tải: T1 = T; T2 = 0,5T
o t1= 72s ; t2 = 35s

MỤC LỤC
Đề 01- Phương án 11
Trang 4

Đồ án Chi tiết máy

GVHD:NGUYỄN VĂN THANH TIẾN

PHẦN I: TÌM HIỂU VỀ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI……………….………….……9
PHẦN II: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN

1. Chọn động cơ…………………………………………………………….11
2. Phân phối tỷ số truyền………………………………………………………….12
PHẦN III: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG
1. Chọn dạng đai: Các thông số của động cơ và tỷ số của bộ truyền đai…………...14
2. Tính đường kính bánh đai nhỏ…………………………………………………...14
3. Đường kính bánh đai lớn………………………………………………………...15
4. Xác định khoảng cách trục a và chiều dài đai l…………………………………..15
5. Tính góc ơm đai nhỏ……………………………………………………………...16
6. Tính số đai z………………………………………………………….…………...16
7. Định các kích thước chủ yếu của bánh đai……………………………………….17
8. Lực tác dụng lên trục và lực căng ban đầu…………………………………….…17
9. Hệ số ma sát nhỏ nhất để bộ truyền không bị trượt trơn…………………………18
10. Tính lực tác dụng lên trụ………………………………………………………...18
11. Ứng suất lớn nhất trong dây đai…………………………………………………18
12. Tuổi thọ đai…………....………………………………………………………....18
PHẦN IV :THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
1. Tính tốn cấp nhanh………………………………………………………………19
2 Tính tốn cấp chậm………………………………………………………………..26
PHẦN V: TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN………………………...........35
1. Thiết kế trục……………………………………………………………………….35
2. Tính then…………………………………………………………………………..52
PHẦN VI: CHỌN Ổ LĂN VÀ KHỚP NỐI…………………………………………..56
PHẦN VII: THIẾT KẾ VỎ HỘP,CÁC CHI TIẾT PHỤ VÀ DUNG SAI LẮP GHÉP

1.Thiết kế vỏ hộp giảm tốc…………………………………………………………..61
2. Các chi tiết phụ……………………………………………………………………63
3. Dung sai lắp ghép…………………………………………………………………68
PHẦN VIII: TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………69

DANH MỤC HÌNH
Đề 01- Phương án 11
Trang 5


Đồ án Chi tiết máy

GVHD:NGUYỄN VĂN THANH TIẾN

Hình 1.1 Ứng dụng xích tải trong sản xuất………………………………….......….9,10
Hình 4.1 Sơ đồ phân tích lực trên các bánh rang………………………………….….34
Hình 5.1 Khoảng cách giữa các gối đỡ và khoảng cách điểm đặt lực của đai hoặc khớp
nối……………………………………………………………………………………..37
Hình 5.2 Biểu đồ nội lực trục I……………………………………….....................….39
Hình 5.3 Biểu đồ nội lực trục II…………………………………………….………...44
Hình 5.4 Biểu đồ nội lực trục III….…………………………………………….…….49
Hình 7.1.Vịng phớt…………………………………………………………………...63
Hình 7.2 Nặp ổ cho trục I và III…………………………………………………...….63
Hình 7.3 Nắp ổ cho trục II…………………………………………………………….64
Hình 7.4 Bulơng vịng………………………………………………………………...64
Hình 7.5 Chốt định vị hình cơn……………………………………………………….65
Hình 7.6 Vịng chắn dầu………………………………………………………………65
Hình 7.7 Cửa thăm……………………………………………………………………66
Hình 7.8 Nút thơng hơi…………………………………………………….………….66
Hình 7.9 Nút tháo dầu trụ……………………………………….…………………….67

Hình 7.10 Que thăm dầu………………………………………………………………67

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1 Thông số kĩ thuật của động cơ loại D K được chọn………………………..12
Bảng 2.2 Thông số trên các trục………………………………………………………13
Bảng 3.1 Thông số cơ bản của bánh đai………………………………………………14
Đề 01- Phương án 11
Trang 6


Đồ án Chi tiết máy

GVHD:NGUYỄN VĂN THANH TIẾN

Bảng 4.1 Thông số bộ truyền bánh rang………………………………………………33
Bảng 5.1 thông số then trên các trục……………………………………...…………..55
Bảng 6.1 Thông số để chọn ổ lăn……………………………………………………..60
Bảng 7.1 Thông số để thiết kế vỏ hộp giảm tốc………………………………..…61,62
Bảng 7.2 Thơng số của vịng phớt………………………………………………….…63
Bảng 7.3 Thơng số nắp ổ của trục I và III…………………………………………….63
Bảng 7.4 Thông số nắp ổ của trục II………………………………………………….64
Bảng 7.5 Kích thước Bulơng vịng……………………………………………………64
Bảng 7.6 Kích thước vịng chắn dầu………………………………………………….65

LỜI NĨI ĐẦU
Thiết kế và phát triển những hệ thống truyền động là vấn đề cốt lõi trong cơ khí. Mặt
khác, một nền cơng nghiệp phát triển khơng thể thiếu một nền cơ khí hiện đại. Vì vậy,
việc thiết kế và cải tiến những hệ thống truyền động là công việc rất quan trọng trong
công cuộc hiện đại hoá đất nước. Hiểu biết, nắm vững và vận dụng tốt lý thuyết vào
Đề 01- Phương án 11

Trang 7


Đồ án Chi tiết máy

GVHD:NGUYỄN VĂN THANH TIẾN

thiết kế các hệ thống truyền động là những yêu cầu rất cần thiết đối với sinh viên, kỹ
sư cơ khí.
Trong cuộc sống ta có thể bắt gặp hệ thống truyền động ở khắp nơi, có thể nói nó đóng
một vai trị quan trọng trong cuộc sống cũng như sản xuất.Đối với các hệ thống truyền
động thường gặp thì hộp giảm tốc là một bộ phận không thể thiếu.
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí giúp ta tìm hiểu và thiết kế hộp giảm tốc,
qua đó ta có thể củng cố lại các kiến thức đã học trong các môn học như Nguyên lý
máy, Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật cơ khí..., và giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan về
việc thiết kế cơ khí.Hộp giảm tốc là một trong những bộ phận điển hình mà cơng việc
thiết kế giúp chúng ta làm quen với các chi tiết cơ bản như bánh răng, ổ lăn,…Thêm
vào đó, trong q trình thực hiện các sinh viên có thể bổ sung và hoàn thiện kỹ năng
vẽ AutoCad, điều rất cần thiết với một sinh viên cơ khí.
Em chân thành cảm ơn thầy NGUYỄN VĂN THANH TIẾN đã giúp đỡ em rất nhiều
trong q trình thực hiện đồ án.
Với kiến thức cịn hạn hẹp, vì vậy thiếu sót là điều khơng thể tránh khỏi, em rất mong
nhận được ý kiến từ thầy cô và các bạn
Sinh viên thực hiện:

CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU VỀ HỆ DẪN ĐỘNG
XÍCH TẢI
Xích tải là một loại của bộ truyền xích nó được sử dụng rất rộng rãi trong cuộc sống và
trong sản xuất với hiệu suất cao, không sảy ra hiện tượng trượt, khả năng tải cao, có
Đề 01- Phương án 11

Trang 8


Đồ án Chi tiết máy

GVHD:NGUYỄN VĂN THANH TIẾN

thể chịu được q tải khi làm việc chính vì thế nó rất được ưa chuộn trong các băng
chuyền trong sản xuất.

Hình 1.1 Ứng dụng xích tải trong sản
xuất

Đề 01- Phương án 11
Trang 9


Đồ án Chi tiết máy

GVHD:NGUYỄN VĂN THANH TIẾN

CHƯƠNG 2 : CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI
TỶ SỐ TRUYỀN
1. Chọn động cơ:
1.1 Xác định tải trọng tương đương:
- Công suất ứng với tải lớn nhất:
Plv =
-

Công suất tương đương:

2

2

 T1 
 T2 
 ÷ t1 +  ÷ t2
T
T 
= P1.  
t1 + t2
Ptđ

T1
T
= 1 ; 2 = 0,5
T
T

Với:
Thay số vào ta được:
Ptđ =2.606 (kW)
1.2. Xác định công suất cần thiết
- Hiệu suất bộ truyền theo bảng 2.3 Trang 19[1]
Đề 01- Phương án 11
Trang 10


Đồ án Chi tiết máy

GVHD:NGUYỄN VĂN THANH TIẾN

Hiệu suất của bộ truyền đai (để hở):

-

= (0,95…0,96)

ηd =

Chọn
0,96
- Hiệu suất của cặp bánh răng trụ (được che kín): = (0,96…0,98)
Chọn
Hiệu suất của cặp ổ lăn:
= (0,99…0,995)
Chọn

-

-

Hiệu suất của khớp nối trục:

-

Chọn

-

Hiệu suất của toàn bộ hệ thống
η

ηk

=1

ηk

= (0,99…1)

η
:

== 0,96. 0,982 .0,9953. 1 = 0,908

2.9[1]

-

Công suất cần thiết:
2.17[3]

-

Tỉ số truyền ut của hệ thống dẫn động:

-

Trong đó:

là tỉ số truyền của đai
là tỉ số truyền của hộp giảm tốc
Chọn = (3…5)
;
= (8…40)
= (3…5).(8…40) = (24 …200)
Số vịng quay trục cơng tác:

2.4[1]

(vg/ph) 2.17[1]
Số vòng quay sơ bộ của động cơ:
= (1208,4…10070) (vg/ph) 2.18[1]
Chọn =1500 (vg/ph)
Động cơ được chọn phải có cơng suất và số vòng quay đồng bộ thỏa mãn điều kiện:
-

.
Dựa vào bảng Phụ lục 1.1[3]:
Bảng 2.1 Thông số kĩ thuật của động cơ loại được chọn.
Phương án

Kiểu động cơ

Công suất
kW

Vận tốc
quay,
vg/ph

η

%

Tmax
Tdn

Tk
Tdn

cos

ϕ

Đề 01- Phương án 11
Trang 11


Đồ án Chi tiết máy

GVHD:NGUYỄN VĂN THANH TIẾN

1

DK 51-4

4,5

1440

2

K112M4

3,0

1445

82

3

4A100S4Y3

3,0

1420

82

1,4

2,2

2,0

0,85

2,0

0,83

2,0

0,83

Phương án 1: Động cơ DK 51-4 với chế tạo đơn giản, làm việc chắc chắn, bền. Tuy
nhiên khối lượng động cơ lớn, bất tiện, giá thành cao.
Phương án 2: Động cơ K112M4 chế tạo trong nước, song phạm vi công suất nhỏ hơn
rất nhiều so với DK và 4A, có momen khởi động lớn hơn DK và 4A.
Phương án 3: Mặc dù động cơ 4A100S4Y3 có cơng suất nhỏ hơn động cơ DK 51-4,
tuy nhiên nó có khối lượng nhẹ, phạm vi công suất lớn, khối lượng giá thành động cơ
rẻ hơn 2 phương án còn lại.
Nên ta chọn Phương án 3 với nhiều đặc tính ưu điểm tốt, kinh tế phù hợp hơn.

2. Phân phối tỷ số truyền:
-

Số vòng quay của động cơ : 1420 (vg/ph)
Số vòng quay của trục công tác : 50,35 (vg/ph)

2.1 Tỷ số truyền chung của hệ thống dẫn động:
3.23[1]
Mà
Với: là tỉ số truyền của đai
là tỉ số truyền của hộp giảm tốc

Chọn uh= 8→ u1= 3,3

u2=2,42

Với u1 , u2 là số truyền cấp nhanh và cấp chậm.
3.1[1]
2.2 Công suất trên các trục:
Công suất trên trục III:
Công suất trên trục II:
Công suất trên trục I:
2.3 Số vòng quay trên các trục:
Số vòng quay trên trục I:
Số vòng quay trên trục II:
Số vòng quay trên trục III:
2.4 Mômen xoắn trên các trục:

n
1 === 402,152
n
2 === 121,864
n
3

=== 50,357
T dc=

Mômen xoắn trên trục động cơ:

(vg/ph)
(vg/ph)
(vg/ph)

9,55.10 6.P đc

n

=

đc

= 20176,056 N.mm

Đề 01- Phương án 11
Trang 12


Đồ án Chi tiết máy

GVHD:NGUYỄN VĂN THANH TIẾN
T1 =

9,55.10 6.P 1

n

=

1

Mômen xoắn trên Trục I:
T2 =

= 75302,497 N.mm
6

9,55.10 .P2

n

Mômen xoắn trên Trục II:
T3 =

=

2

= 242307,819 N.mm

9,55.10 6.P3

=

n

3

Mômen xoắn trên Trục III:

= 571782,473 N.mm

Bảng 2.2 Thông số trên các trục
Trục

Thông số
Tỷ số truyền
Cơng suất (kW)
Số vịng quay (vg/ph)
Mơmen T (Nmm)

Động cơ

I

3,531

II
3,3

III

Làm việc

2,42

3,0

3,171

3,092

3,015

3

1420

402,152

121,864

50,357

50,35

20176,056

75302,497

242307,819

571782,47

571782,473

*Tính chênh lệch số vịng quay của trục III so với số vòng quay làm việc:
-= 50.357 – 50.35 = 0.007 (vịng)
Sau khi ta tính tốn được các thơng số của động cơ và phân phối tỷ số truyền.
Ta thấy rằng số vòng quay của trục III và số vòng quay làm việc sai số rất bé, nên hệ
thống đảm bảo làm việc ổn định, không bị quá tải.

Đề 01- Phương án 11
Trang 13

Đồ án Chi tiết máy

GVHD:NGUYỄN VĂN THANH TIẾN

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ BỘ
TRUYỀN ĐAI THANG
3.1 Nêu các yêu cầu để chọn đai:
-

Làm việc 2 ca 1 ngày, quay 1 chiều, mỗi ca 8 giờ
Chọn đai thang thường
Ưu điểm: tăng khả năng tải bộ truyền đai nhờ tăng hệ số ma sát giữa đai và
bánh đai

3.2 Tính tốn đai:
3.2.1 Bộ truyền đai thang
Các thông số của động cơ và tỷ số của bộ truyền đai:
nđc = 1420 (v/p)
Pđc= 3 (kw)
ud= 3,531
Bước 1: Theo sơ đồ hình 4.22 Trang 167[2], ta chọn loại đai là đai hình thang
thường loại
Tra Bảng 4.13 Trang 59[1], ta chọn:
Bảng 3.1 Thông số cơ bản của bánh đai và dây đai
Loại đai
Kích thước mặt cắt, (mm)
Diện
Đường kính Chiều dài
tích

bánh đai
giới hạn
A1
nhỏ
l, mm
2
(mm )
Đề 01- Phương án 11
Trang 14


Đồ án Chi tiết máy

GVHD:NGUYỄN VĂN THANH TIẾN

bt

b

h

y0

11

13

8

2,8

Thang, A
81

100-200

560-4000

Trong đó:
bt là chiều rộng theo lớp trung hòa đai thang
b là chiều rộng mặt bên của đai thang
h là chiều cao đai thang
y0 là khoảng cách từ trường trung hòa đến thớ đai ngồi

Bước 2: Xác định đường kính đai dẫn:
Tra Bảng 4.13 Trang 59[1], ta chọn:
= 100 (mm)
- Đường kính bánh đai nhỏ: theo ISO 5992: 1995 (GOST 1824.3-96)
Ta có :
- Theo tiêu chuẩn trong bảng 4.26 Trang 67[1], chọn d1=125 mm
- Vận tốc dài của đai:
= 9,294 m/s
4.6[2]
- Vận tốc đai nhỏ hơn vận tốc cho phép:

Bước 3: Chọn hệ số trượt và xác định đường kính bánh đai bị dẫn
- Do sự trượt đàn hồi giữa đai và bánh đai nên

v1 > v2

v2 = v1 ( 1 − ξ )

và giữa chúng có liên hệ

4.9[2]

ξ
Trong đó

là hệ số trượt tương đối, thường

ξ = 0,01 ÷ 0,02

ξ = 0, 01
-

a chọn
Đường kính bánh đai lớn:
4.10 [2]
Theo tiêu chuẩn trong bảng 4.26 Trang 67[1], chọn

-

Tỷ số truyền thực tế của bộ truyền đai là:

Đề 01- Phương án 11
Trang 15


Đồ án Chi tiết máy

GVHD:NGUYỄN VĂN THANH TIẾN

So sánh sai lệch tỷ số truyền của bộ truyền đai:

=> Sai số của bộ truyền là 2,974% < 5% nên các thông số bánh đai được thỏa

Bước 4: Chọn sơ bộ a theo kết cấu hoặc theo đường kính
Tra bảng 4.14 Trang 60[1], ta chọn sơ bộ khoảng cách trục:
427,5 (mm)
- Chiều dài đai L:

L = 2.aπ+

d1 + d 2 (d 2 - d1 )
+
2
4a

= = 1819,977 (mm)
Tra bảng 4.13 Trang 59[1], ta chọn (mm)
- Chọn khoảng cách trục a:
0,55(d1 + d2) + h ≤ a ≤ 2(d1 + d2 )
0,55(125+450) + 8 ≤ a ≤ 2(125+450)
1150 ≥ a ≥ 324,25
=> (mm) thỏa mãn điều kiện kiểm nghiệm.
- Xác định lại khoảng cách trục

k + k 2 − 8∆ 2
a=

4
Với: k = L - 1800 - = 896,792 (mm)
Vậy a 416,712 (mm)
=> Giá trị a vẫn nằm trong khoảng cho phép

4.4[1]

4.14[1]

4.5a[1]
162,5

Bước 5: Số vịng chạy của đai trong một giây:
Theo cơng thức 4.15 Trang 60[1]:

imax
<

= 10 thỏa điều kiện

Bước 6: Tính góc ơm đai nhỏ:
Vì góc ơm bánh đai nhỏ trong trường hợp này ln nhỏ hơn góc ơm bánh
đai lớn nên nếu góc ơm bánh đai nhỏ thõa thì góc ơm bánh đai lớn cũng
được thõa
Đề 01- Phương án 11
Trang 16


Đồ án Chi tiết máy

GVHD:NGUYỄN VĂN THANH TIẾN

= 2,381 rad
Vì thỏa mãn điều kiện khơng trượt trơn.

Bước 7: Tính các hệ số dẫn động:
Theo bảng Trang 165[2], ta có:

Cv
: Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc

Cv

=1 – 0,05. (0,01

v12

– 1) = 1 – 0,05. (0,01.9,2942 -1) = 1.007

Cα
: Hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ơm

Cu
: Hệ số xét đến ảnh hưởng của tỉ số truyền

Cu =1,14
Chọn
: Hệ số xét đến ảnh hưởng của chiều dài đai L
Tra bảng 4.8 Trang 162[2], ta chọn:

(mm)
Với :

L0 : chiều dài thực nghiệm

÷

Z

2 3
0,95

Cz

÷

4 6
0,9

Z >6
0,85

Chọn Cz = 0,95
Cr : Hệ số xét đến ảnh hưởng tải trọng( va đập nhẹ)
Chọn Cr = 0,7 do cơ cấu phải làm việc 2 ca nên Cr = 0,7 – 0,1 = 0,6

Bước 8: Tính số đai z
Thay các thơng số vào ta có:

[Po ]

: cơng suất có ích cho phép được xác định:

[Po ]
Chọn
= 1.879 kW
Chọn z = 2 đai
Đề 01- Phương án 11
Trang 17


Đồ án Chi tiết máy

GVHD:NGUYỄN VĂN THANH TIẾN

Bước 9: Lực căng ban đầu :
Lực căng ban đầu:
=A= z=81=194,4 (N)
4.19[2]
là ứng suất căng ban đầu cho phép
σ0

Đối với đai thang ≤ 1,5MPa
Lực căng mỗi dây đai:

149[2]

= (N)

Lực vịng có ít:

== = 322,789 (N)
Lực vòng trên mỗi nhánh đai :
161,394 [N]

Bước 10: Định các kích thước chủ yếu của bánh đai:
Chiều rộng bánh đai:

B = ( z - 1)t + 2e
4.17[1]
Với t và e tra bảng 4.21 Trang 63[2]
t = 15mm
e = 10mm
ho = 3,3

mm
Thay số vào ta được:
B = (2 – 1 ).15 + 2.10 = 35mm
Đường kính ngồi hai bánh đai:
Bánh dẫn : da1= d1+2ho=125 + 2.3,3=131,6 mm
Bánh bị dẫn: da2=d2+2ho=450+ 2.3,3=456,6 mm

4.18[2]

Bước 11. Hệ số ma sát nhỏ nhất để bộ truyền không bị trượt trơn:
Hệ số ma sát thay thế:

= . () = . () = 0,998
f min :
Hệ số ma sát nhỏ nhất để bộ truyền không bị trượt trơn
. = 0,998. sin20 = 0,341

Bước 12. Tính lực tác dụng lên trục
= 3. = 3.194,4. = 541,996 [N]
Kiểm tra lực căng ban đầu:
.Z.
194,4
194,4 161,394

4.19 [2]

Đề 01- Phương án 11
Trang 18


Đồ án Chi tiết máy

GVHD:NGUYỄN VĂN THANH TIẾN

=> Thỏa điều kiện

Bước 13. Ứng suất lớn nhất trong dây đai:
4.29b[2]

=
= 6,839 MPa
E: Modun đàn hồi của đai (100 – 200). Chọn E = 100 Mpa

: Khối lượng riêng của đai ( = 1000kg/m3 đối với đai cao su

Bước 14. Tuổi thọ động đai

L= = = 2903,660 (giờ)
Trong đó:

4.37[2]

σr

m

σ r = 9 MPa
: Giới hạn mỏi của đai thang,

: Chỉ số mũ của đường cong mỏi
Đối với đai thang m = 8

Đề 01- Phương án 11
Trang 19


Đồ án Chi tiết máy

GVHD:NGUYỄN VĂN THANH TIẾN

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH
RĂNG
A.Bộ truyền bánh răng trụ hai cấp
1. Sơ đồ động và kí hiệu các bánh răng

Hình 4.1: Sơ đồ kí hiệu các bánh răng

2. Tính tốn cấp nhanh:
2.1 Chọn vật liệu:
- Ta chọn vật liệu là thép C45 tơi cải thiện có độ rắn: HB = 230…300
- Tra bảng 6.1[1] ta chọn độ rắn, ứng suất bền, ứng suất chảy cho bánh dẫn và
bánh bị dẫn:
+Độ rắn, ứng suất bền, ứng suất chảy của bánh dẫn:
Đề 01- Phương án 11
Trang 20


Đồ án Chi tiết máy

GVHD:NGUYỄN VĂN THANH TIẾN

HB1 =230, = 850 Mpa, = 580 MPa
+Độ rắn, ứng suất bền, ứng suất chảy của bánh bị dẫn:
2 = 200 , = 750 Mpa, = 450 MPa
2.2 Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép:
- Ứng suất tiếp xúc cho phép [:
6.40a[2]
[
- Số chu kỳ làm việc cơ sở của đường mỏi tiếp xúc bánh dẫn:
6.5[1]
= 30. = 30. =1,39.107 chu kỳ
- Số chu kỳ làm việc cơ sở của đường mỏi tiếp xúc bánh bị dẫn:
= 30. = 30. = 0,99.107 chu kỳ
- Số chu kì làm việc tương đương của bánh dẫn:

6.5[1]
6.7[1]

= 60.1.(
= 473076,84 chu kỳ
- Số chu kì làm việc tương đương của bánh bị dẫn:

6.7[1]

143356,509 chu kỳ
- Hệ số tuổi thọ của bánh dẫn:

6.3[1]

- Hệ số tuổi thọ của bánh bị dẫn:

6.3[1]

- Giới hạn mỏi tiếp xúc của bánh dẫn:
- Tra bảng 6.13[2], ta có:
2.230 + 70 = 530 MPa
- Giới hạn mỏi tiếp xúc của bánh bị dẫn:
- Tra bảng 6.13[2], ta có:
2.200 +70 = 470 MPa
- Tra bảng 6.13[2], ta có hệ số an tồn:
SH =1.1
- Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh dẫn:
= 761,46MPa
- Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh bị dẫn:

6.33[2]
6.33[2]

= MPa
=>Vậy ứng suất tiếp xúc cho phép chung của 2 bánh là:
[
MPa
- Điều kiện thỏa mãn:

- Ứng suất uốn cho phép [:

6.41[2]

6.47[2]

- Số chu kỳ làm việc cơ sở của đường mỏi uốn bánh dẫn:
Đề 01- Phương án 11
Trang 21


Đồ án Chi tiết máy

GVHD:NGUYỄN VĂN THANH TIẾN

chu kỳ
- Số chu kỳ làm việc cơ sở của đường mỏi uốn bánh bị dẫn:
chu kỳ
- Số chu kỳ làm việc tương đương của bánh dẫn:

6.49[2]

60.1.(

1769285,94 chu kỳ
- Số chu kỳ làm việc tương đương của bánh bị dẫn:

6.49[2]

536147,254 chu kỳ
- Hệ số tuổi thọ của bánh dẫn:

6.48[2]

- Hệ số tuổi thọ của bánh bị dẫn:

6.48[2]

- Giới hạn mỏi uốn của bánh dẫn:
- Tra bảng 6.13[2], ta có:
= 1,8.230 = 414 MPa
- Giới hạn mỏi uốn của bánh bị dẫn:
- Tra bảng 6.13[2], ta có:
= 1,8.200 = 360 MPa
- Ứng suất uốn cho phép của bánh dẫn:

6.33[2]

- Ứng suất uốn cho phép của bánh bị dẫn:

6.33[2]

Kết luận: Ta chọn tính tốn các thông số của bánh răng theo độ bền tiếp xúc
2.3 Chọn ứng suất tiếp xúc theo bánh bị dẫn:

Chọn MPa
2.4 Chọn hệ số chiều rộng vành răng theo tiêu chuẩn:
- Tra bảng 6.15[2], ta chọn 0,4
- Ta có:
- Tra bảng 6.4[2] ta chọn hệ số phân bố không đều tải trọng:
;
1,12
2.5 Tính khoảng cách trục:

6.15a[1]

Ta chọn: 100 mm
2.6 Bề rộng vành răng:
- Bề rộng vành răng của bánh bị dẫn:
Đề 01- Phương án 11
Trang 22


Đồ án Chi tiết máy

GVHD:NGUYỄN VĂN THANH TIẾN

100.0,86 = 86 mm
- Bề rộng vành răng của bánh dẫn:
) mm
Ta chọn: mm
2.7 Tính modun :

6.17[1]

- Tra bảng 6.8[1], ta chọn:
2
2.8 Tính tổng số răng:
- Góc nghiêng răng thỏa điều kiện:

Chọn 22 răng
răng
Chọn răng
- Tính lại góc nghiêng răng:
=> 19,8340
2.9 Xác định lại tỉ số truyền:
- Sai số tỉ số truyền:
=> Thỏa mãn điều kiện
2.10 Xác định các kích thước bộ truyền:
* Tra bảng 6.2[2], ta chọn các công thức sau:
- Đường kính vịng chia và đường kính vịng lăn của bánh dẫn:
- Đường kính vịng chia và đường kính vịng lăn của bánh bị dẫn:
- Đường kính vịng đỉnh của bánh dẫn:
46,511 + 2.2 = 50,511 mm
- Đường kính vịng đỉnh của bánh bị dẫn:
mm
- Đường kính vịng đáy của bánh dẫn:
- Đường kính vịng đáy của bánh dẫn:
- Góc biến dạng:
Đề 01- Phương án 11
Trang 23


Đồ án Chi tiết máy

GVHD:NGUYỄN VĂN THANH TIẾN

● Do cặp bánh răng khơng dịch chỉnh nên ta có:
- Góc ăn khớp:
=>
2.11 Tính vận tốc của bánh răng và chọn cấp chính xác:
- Vận tốc của bánh răng:

6.40[1]

- Tra bảng 6.3[2] ta chọn cấp chính xác là cấp 9
2.12 Xác định các lực tác dụng lên bộ truyền:
- Lực vòng:

6.16[2]

- Lực hướng tâm:

6.17[2]

- Lực dọc trục:

6.18[2]

N
2.13 Chọn hệ số tải trọng động:
- Tra bảng 6.6[2] ta chọn hệ số tải trọng động:
- Hệ số phân bố không đều tải trọng giữa các răng:
- Khi thì
2.14 Xác định ứng suất tiếp xúc :

6.27[2]

6.84[2]

- Trị số hệ số phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp:
- Tra bảng 6.14[1]
- Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc:

6.61[1]

- Hệ số xét đến ảnh hưởng của bề mặt tiếp xúc:
- Hệ số xét đến ảnh hưởng tổng chiều dài tiếp xúc:
Với: là hệ số trùng khớp ngang
Chọn
- Hệ số xét đến cơ tính làm vật liệu của bánh răng:

6.56[2]

là môdun đàn hồi của vật liệu làm bằng thép

= 271,203 MPa
*Thay tất cả các thơng số tính được và công thức 6.84[2] ta được:
Đề 01- Phương án 11
Trang 24


Đồ án Chi tiết máy

GVHD:NGUYỄN VĂN THANH TIẾN

MPa
Kết luận: Vậy bánh răng đảm bảo được điều kiện làm việc với ứng suất tiếp xúc nhỏ
hơn ứng suất tiếp xúc cho phép
2.15 Tính ứng suất uốn tại đáy răng:
- Ứng suât uốn tại đáy răng:
6.92[2]
- Hệ số tải trọng tính:

6.47[1]

- Hệ số dạng răng:

6.82[2]

- Do răng không dịch chỉnh nên:
=> Hệ số dạng răng:
- Hệ số dạng răng của bánh dẫn:
- Đặc tính so sánh độ bền bánh dẫn:
- Hệ số dạng răng của bánh bị dẫn:
- Đặc tính so sánh độ bền bánh bị dẫn:
Ta kiểm nghiệm độ bền uốn theo bánh dẫn vì có độ bền thấp hơn
- Hệ số xét đến ảnh hưởng trùng khớp ngang:
- Hệ số xét đến ảnh hưởng của góc nghiêng răng đến độ bền uốn:
*Thay tất cả các thơng số tính được vào công thức 6.92[2] ta được:
- Ứng suất uốn tại đáy răng của bánh dẫn:

3. Tính tốn cấp chậm
3.1 Chọn vật liệu:
- So với bộ truyền bánh răng cấp nhanh, bộ truyền cấp chậm có tỉ số truyền cao

hơn, nhưng chênh lệch không lớn nên ta chọn vật liệu cấp nhanh giống cấp chậm.
- Tra bảng 6.1[1] ta chọn độ rắn, ứng suất bền, ứng suất chảy cho bánh dẫn và
bánh bị dẫn:
+Độ rắn, ứng suất bền, ứng suất chảy của bánh dẫn:
HB1 = 230 , = 850 Mpa, = 580 MPa
+Độ rắn, ứng suất bền, ứng suất chảy của bánh bị dẫn:
2 = 200 , = 750 Mpa, = 450 MPa
3.2 Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép:
Đề 01- Phương án 11
Trang 25