Đồ án chi tiết máy, thiết kế hệ thống dẫn động xích tải

TIỂU LUẬN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY

TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG
XÍCH TẢI

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Hoàng
MSSV:18058961
Giáo viên hướng dẫn: GS.TS Nguyễn Thanh Nam

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2021


TIỂU LUẬN CUỐI KỲ - 08/2021

GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam

Bộ Mơn CSTKM
Khoa: Cơ Khí
-----oOo-----

BÀI TIỂU LUẬN CUỐI KỲ
MƠN HỌC:

CHI TIẾT MÁY

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Hoàng

MSSV: 18058961

Ngày nộp: 28/08/2021
Tên đề tài:

Đề số 01: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI

Sơ đồ động hệ thống dẫn động xích tải
Hệ thống dẫn động xích tải gồm: 1- Động cơ điện 3 pha không đồng bộ; 2- Bộ truyền
đai thang; 3- Hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp khai triển; 4-Nối trục đàn hồi; 5- Xích
tải. (Quay một chiều, tải va đập nhẹ, 1 ca làm việc 8 giờ)
Thông số ban đầu của phương án 15:
– Lực vịng của xích tải F: 6200 N
– Vận tốc vịng xích tải v: 1,1 m/s
– Số răng đĩa xích của xích tải z: 9 răng
– Bước xích p: 110 mm
– Thời gian phục vụ: làm việc 5 năm, 1 năm làm việc 310 ngày, 1 ngày làm việc 3 ca
– Sơ đồ tải trọng: t1 = 19 s; t2 = 12 s; t3 = 16 s
T1 = T; T2 = 0,9T; T3 = 0,7T

Giáo viên hướng dẫn: GS.TS Nguyễn Thanh Nam
NGUYỄN MINH HOÀNG

Chữ ký:……….
2


TIỂU LUẬN CUỐI KỲ - 08/2021

GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam

MỤC LỤC
CHƯƠNG I: TÍNH TỐN CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
................................................................................................................................... 10

1. Thông số đầu vào và phương pháp chọn động cơ ................................................ 10
1.1 Thông số đầu vào .......................................................................................... 10
1.2 Phương pháp chọn động cơ ........................................................................... 10
2. Xác định công suất động cơ ................................................................................ 10
3. Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ ................................................................. 11
4. Chọn động cơ ..................................................................................................... 12
5. Phân phối tỉ số truyền ......................................................................................... 12
6. Xác định cơng suất, momen và số vịng quay trên các trục .................................. 13
6.1 Tính cơng suất trên các trục .......................................................................... 13
6.2 Tính tốc độ quay các trục .............................................................................. 13
6.3 Tính momen xoắn trên các trục ..................................................................... 14
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI......................................................... 15
1. Các bước thiết kế truyền động đai ....................................................................... 15
2. Chọn loại đai ...................................................................................................... 15
3. Đường kính bánh đai nhỏ.................................................................................... 15
4. Khoảng cách trục và chiều dài đai ....................................................................... 16
5. Kiểm nghiệm đai về tuổi thọ ............................................................................... 17
6. Tính góc ơm ....................................................................................................... 17
7. Xác định số đai ................................................................................................... 17
8. Chiều rộng và đường kính ngồi bánh đai ........................................................... 18
9. Lực tác dụng lên trục .......................................................................................... 18
10. Bảng thông số của bộ truyền đai ....................................................................... 18
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG ...................................... 19
1. Các bước thiết kế truyền động bánh răng ............................................................ 19
2. Bánh răng cấp nhanh (Bánh răng Z1 và Z2).......................................................... 19
2.1 Chọn vật liệu................................................................................................. 19
2.2 Xác định ứng suất cho phép .......................................................................... 20
2.3 Xác định sơ bộ khoảng cách trục ................................................................... 23
2.4 Xác định các thông số ăn khớp ...................................................................... 23
2.5 Xác định kích thước bộ truyền bánh răng ...................................................... 24

2.6 Vận tốc vòng bánh răng ................................................................................ 25
2.7 Lực tác dụng lên bộ truyền ............................................................................ 25

NGUYỄN MINH HOÀNG

3


TIỂU LUẬN CUỐI KỲ - 08/2021

GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam

2.8 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc ........................................................... 26
2.9 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn .................................................................. 27
2.10 Kiểm nghiệm răng quá tải ........................................................................... 29
2.11 Bảng thông số bánh răng cấp nhanh ............................................................ 29
3. Bánh răng cấp nhanh (bánh răng Z3 và Z4) .......................................................... 30
3.1 Chọn vật liệu................................................................................................. 30
3.2 Xác định ứng suất cho phép .......................................................................... 30
3.3 Xác định sơ bộ khoảng cách trục ................................................................... 33
3.4 Xác định các thơng số ăn khớp ...................................................................... 33
3.5 Xác định kích thước bộ truyền bánh răng ...................................................... 34
3.6 Vận tốc vòng bánh răng ................................................................................ 35
3.7 Lực tác dụng lên bộ truyền ............................................................................ 35
3.8 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc ........................................................... 35
3.9 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn .................................................................. 37
3.10 Kiểm nghiệm răng quá tải ........................................................................... 38
3.11 Bảng thông số bánh răng cấp chậm ............................................................. 39
CHƯƠNG IV: TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC, LỰA CHỌN THEN, KHỚP NỐI
................................................................................................................................... 40

1. Chọn vật liệu ...................................................................................................... 40
2. Xác định sơ bộ đường kính trục .......................................................................... 40
3. Xác định các lực tác dụng lên trục ...................................................................... 41
3.1 Bộ truyền cấp nhanh ..................................................................................... 41
3.2 Bộ truyền cấp chậm ...................................................................................... 42
4. Xác định khoảng cách các đoạn trục ................................................................... 42
5. Tính tốn lực tác dụng tại các gối đỡ................................................................... 44
5.1 Trục I ............................................................................................................ 44
5.2 Trục II........................................................................................................... 47
5.3 Trục III ......................................................................................................... 50
6. Kiểm nghiệm trục ............................................................................................... 53
7. Tính kiểm nghiệm độ bền của then ..................................................................... 55
8. Tính chọn khớp nối trục ...................................................................................... 56
8.1 Chọn khớp nối .............................................................................................. 56
8.2 Kiểm nghiệm điều kiện bền........................................................................... 57

NGUYỄN MINH HOÀNG

4


TIỂU LUẬN CUỐI KỲ - 08/2021

GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam

CHƯƠNG V: TÍNH TỐN LỰA CHỌN Ổ LĂN, THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC, BƠI
TRƠN HỘP GIẢM TỐC ......................................................................................... 59
1. Tính tốn lựa chọn ổ lăn ..................................................................................... 59
1.1 Ổ lăn trục I.................................................................................................... 59
1.2 Ổ lăn trục II .................................................................................................. 64

1.3 Ổ lăn trục III ................................................................................................. 69
2. Thiết kế gối đỡ trục............................................................................................. 73
3. Bôi trơn hộp giảm tốc ......................................................................................... 74
3.1 Bôi trơn bánh răng trong hộp giảm tốc .......................................................... 74
3.2 Bôi trơn ổ lăn ................................................................................................ 74
CHƯƠNG VI: TÍNH TỐN THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC VÀ CÁC CHI TIẾT
MÁY KHÁC ............................................................................................................. 76
1 Thiết kế vỏ hộp giảm tốc ..................................................................................... 76
1.1 Chọn vật liệu................................................................................................. 76
1.2 Xác định các kích thước của vỏ hộp .............................................................. 76
2 Các chi tiết phụ .................................................................................................... 77
2.1 Chốt định vị .................................................................................................. 77
2.2 Cửa thăm ...................................................................................................... 77
2.3 Nút thông hơi ................................................................................................ 78
2.4 Nút tháo dầu ................................................................................................ 78
2.5 Que thăm dầu ................................................................................................ 79
2.6 Vít vịng ........................................................................................................ 79
2.7 Vịng phớt ..................................................................................................... 80
2.8 Vịng chắn dầu .............................................................................................. 80
3. Dung sai lắp ghép ............................................................................................... 81
3.1 Lắp ghép bánh răng trên trục ......................................................................... 81
3.2 Dung sai ổ lăn ............................................................................................... 81
3.3 Lắp ghép then ............................................................................................... 81
3.4 Bảng dung sai lắp gép ................................................................................... 81
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 83

NGUYỄN MINH HOÀNG

5

TIỂU LUẬN CUỐI KỲ - 08/2021

GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam
LỜI NÓI ĐẦU

Đất nước ta đang trên đà phát triển do đó khoa học kĩ thuật đóng vai trị hết sức
quan trọng đối với đời sống con người. Việc áp dụng khoa học kĩ thuật chính làm tăng
năng suất lao động đồng thời nó cũng góp phần khơng nhỏ trong việc thay thế sức lao
động của người lao động một cách có hiệu quả nhất, bảo đảm an tồn cho họ trong q
trình làm việc.
Đồ án mơn học thiết kế chi tiết máy là một môn học giúp cho sinh viên ngành cơ
khí có thêm kiến thức cơ bản về việc thiết kế các chi tiết máy và hệ thống truyền động cơ
khí, để từ đó có cách nhìn về các hệ thống sản xuất, các chi tiết trong máy.
Trong phạm vi đồ án, các kiến thức từ các môn cơ sở như: Cơ kỹ thuật, Sức Bền
Vật Liệu, Nguyên Lý Chi Tiết Máy, Vẽ Bằng Máy Tính, … Được áp dụng giúp sinh viên
có cái nhìn tổng quan về các truyền động cơ khí. Trong q trình thực hiện đồ án, kỹ năng
vẽ và sử dụng các phần mềm Auto CAD được cải thiện rõ rệt. Từ đây cộng với những
kiến thức chuyên ngành nhóm em sẽ tiếp cận được với các hệ thống thực tế, có cái nhìn
tổng quan hơn để chuẩn bị cho đồ án tiếp theo và đồ án tốt nghiệp.

NGUYỄN MINH HOÀNG

6


TIỂU LUẬN CUỐI KỲ - 08/2021

GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam
LỜI CẢM ƠN

Qua thời gian học môn chi tiết máy, em đã nắm vững hơn về cách phân tích một
cơng việc thiết kế, cách đặt vấn đề cho bài toán thiết kế. Vì đặc trưng nghiên cứu của mơn
học là tính hệ truyền động nên qua đó giúp cho sinh viên có cách xử lý sát thực hơn và
biết cách kết hợp với những kiến thức đã được học để tính toán và chọn ra phương án tối
ưu cho thiết kế.
Dù đã cố gắng hoàn thành đồ án này với cường độ làm việc cao, kỹ lưỡng và có
sự hướng dẫn rất cụ thể của thầy GS.TS Nguyễn Thanh Nam nhưng do hiểu biết cịn hạn
chế và chưa có kinh nghiệm thực tiễn nên chắc chắn đồ án này cịn có nhiều thiếu sót và
bất cập. Vì vậy, em rất mong sự sửa chữa và đóng góp ý kiến của thầy để em được rút
kinh nghiệm và bổ sung thêm kiến thức.
Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ và sự hướng dẫn tận tình của thầy GS.TS
Nguyễn Thanh Nam trong thời gian qua.
Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2021
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Minh Hồng

NGUYỄN MINH HỒNG

7


TIỂU LUẬN CUỐI KỲ - 08/2021

GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 2.1 Chọn loại tiết diện đai hình thang……………………………………………..15
Hình 3.1: Sơ đồ tải trọng…………………………………………………………...…..19
Hình 3.2: Các ký hiệu bánh răng……………………………………………………….19

Hình 4.1: Sơ đồ phân tích lực…………………………………………………………..41
Hình 4.2 Sơ đồ tính tốn các đoạn trục………………………………………………....42
Hình 4.3 Biểu đồ momen trục I………………………………………………………...45
Hình 4.4 Biểu đồ momen trục II………………………………………………………..48
Hình 4.5 Sơ đồ momen trục III……………………………………………………..…..51
Hình 4.6: Nối trục vịng đàn hồi………………………………………………………..57
Hình 5.1 Sơ đồ tính tốn, hướng tác dụng của tải trọng trên trục I……………………..58
Hình 5.2: Sơ đồ bố trí ổ lăn trục I……………………………………………………..59
Hình 5.3: Kết cấu ổ bi đỡ – chặn ở trục I………………………………………..……..59
Hình 5.4: Sơ đồ tải trọng ……………………………………………………………....61
Hình 5.5 Sơ đồ tính tốn, hướng tác dụng của tải trọng trên trực II……….…………..63
Hình 5.6: Kết cấu ổ bi đỡ một dãy ở trục II……………………………………………..64
Hình 5.7: Sơ đồ tải trọng…………………………………………………………….....66
Hình 5.8 Sơ đồ tính tốn, hướng tác dụng của tải trọng trên trực III…………………..67
Hình 5.9: Kết cấu ổ bi đỡ một dãy ở trục III…………………………………………...69
Hình 5.10: Sơ đồ tải trọng…………………………………………….………………..70
Hình 6.1: Hình dạng chốt định vị hình cơn……………………………………………..76
Hình 6.2: Hình dạng của cửa thăm……………………………………………………..77
Hình 6.3: Hình dạng nút thơng hơi……………………………………………………..77
Hình 6.4: Hình dạng nút tháo dầu trụ…………………………………………………..77
Hình 6.5: Hình dạng và kích thước của que thăm dầu………………………………….78
Hình 6.6 Hình dạng vít vịng …………………………………………………………..78
Hình 6.7: Hình dạng của vịng phớt…………………………………………………....79
Hình 6.8: Hình dạng vịng chắn dầu……………………………………………….…..79

NGUYỄN MINH HỒNG

8

TIỂU LUẬN CUỐI KỲ - 08/2021

GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Thông số động cơ được chọn…………………………………………….…..12
Bảng 1.2: Bảng hệ thống số liệu………………………………………………………..14
Bảng 2.1: Thông số bộ truyền đai thang thường loại Ƃ…………………………………18
Bảng 3.1: Thông số bánh răng cấp nhanh………………………………………………29
Bảng 3.2: Thông số bánh răng cấp chậm……………………………………………....39
Bảng 4.1: Bảng momen uốn và momen xoắn tại các tiết diện của trục………………..53
Bảng 4.2: Hệ số kích thước εσ và ε𝜏 ứng với đường kính tại tiết diện nguy hiểm………54
Bảng 4.3: Biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp và ứng suât tiếp…………….54
Bảng 4.4: Hệ số an toàn đối với tiết diện của 2 trục……………………………………55
Bảng 4.5: Kết quả khiểm nghiệm then đối với các tiết diện của hai trục………………55
Bảng 4.6: Thơng số kích thước cơ bản của nối trục vịng đàn hồi, mm…………………56
Bảng 4.7: Kích thước cơ bản của vịng đàn hồi………………………………………..56
Bảng 5.1: Thơng số ổ bi đỡ – chặn ở trục I……………………………………………..59
Bảng 5.2: Thông số ổ bi đỡ một dãy ở trục II…………………………………………..64
Bảng 5.3: Thông số ổ bi đỡ một dãy ở trục III…………………………………………69
Bảng 5.4: Kích thước gối trục…………………………………………………………..73
Bảng 5.5: Công suất các trục…………………………………………………………...73
Bảng 6.1: Các kích thước cơ bản của kết cấu hộp giảm tốc……………………………75
Bảng 6.2: Thơng số chốt định vị hình cơn……………………………………………..76
Bảng 6.3: Thơng số kích thước cửa thăm……………………………………………….76
Bảng 6.4: Thơng số kích thước nút thơng hơi…………………………………………77
Bảng 6.5: Thơng số kích thước nút tháo dầu trụ………………………………………77
Bảng 6.6: Thơng số kích thước vít vịng………………………………………………78
Bảng 6.7: Kích thước vịng phớt………………………………………………………79

Bảng 6.8: Kích thước vịng chắn dầu………………………………………………79
Bảng 6.9: Bảng dung sai lắp ghép trục với bánh răng…………………………………80
Bảng 6.10: Bảng dung sai lắp ghép ổ lăn……………………………………………….80
Bảng 6.11: Bảng dung sai lắp ghép then……………………………………………….81

NGUYỄN MINH HOÀNG

9


TIỂU LUẬN CUỐI KỲ - 08/2021

GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam

CHƯƠNG I: TÍNH TỐN CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN
PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
1. Thông số đầu vào và phương pháp chọn động cơ
Hệ thống dẫn động xích tải gồm: 1- Động cơ điện 3 pha không đồng bộ; 2- Bộ truyền
đai thang; 3- Hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp khai triển; 4-Nối trục đàn hồi; 5- Xích
tải.
1.1 Thơng số đầu vào
– Lực vịng của xích tải F: 6200 N
– Vận tốc vịng xích tải v: 1,1 m/s
– Số răng đĩa xích của xích tải z: 9 răng
– Bước xích p: 110 mm
– Sơ đồ tải trọng: t1 = 19 s; t2 = 12 s; t3 = 16 s;

T1 = T; T2 = 0,9T; T3 = 0,7T

1.2 Phương pháp chọn động cơ

Chọn động cơ điện tiến hành theo các bước sau đây:
– Tính cơng suất cần thiết của động cơ
– Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ
– Dựa vào cơng suất và số vịng quay đồng bộ kết hợp với các yêu cầu về quá tải, momen
mở máy và phương pháp lắp đặt động cơ để chọn kích thước động cơ phù hợp với yêu
cầu thiết kế

2. Xác định công suất động cơ
- Công suất trên xích tải:
Plv =

F.v
1000

=

6200.1,1
1000

= 6,82 kW

(1.1)

Trong đó: F – Lực vịng xích tải (N)
V – Vận tốc vịng xích tải (m/s)
- Tính hiệu suất truyền động:
η = η2𝑏𝑟 . ηđ. ηnt.η4𝑜𝑙

(1.2)

Trong đó: ηbr – Hiệu suất bộ truyền bánh răng hình trụ. Lấy ηbr = 0,97
ηđ – Hiệu suất bộ truyền đai. Lấy ηđ = 0,95
ηnt – Hiệu suất nối trục. Lấy ηnt = 1
ηol – Hiệu suất một cặp ổ lăn. Lấy ηol = 0,99
Các hiệu suất trên được tra ở bảng 2.3 tài liệu [1]

NGUYỄN MINH HOÀNG

10


TIỂU LUẬN CUỐI KỲ - 08/2021

GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam

Từ cơng thức (1.2) ta có:
η = η2𝑏𝑟 . ηđ. ηnt.η4𝑜𝑙 = 0,972.0,95.1.0,994 = 0,86
- Công suất tương đương trên trục công tác
Muốn xác định công suất động cơ cần biết cơng suất tính tốn Pt. Trị số của Pt và do
đó cơng suất của động cơ được xác định tùy thuộc vào chế độ làm việc của động cơ và
tính chất tải trọng. Ở tải trọng thay đổi Pt = Ptđ
2

T

2

T

T

2

( T1 ) .t1 + ( T2) .t2 + ( T3) .t3

Ptđ = Plv.√

t1 + t2 + t3
T 2
T

( ) .19 + (

= 6,82.√

0,9T 2
) .12
T

(1.3)

0,7T 2
) .16
T

+(

19 + 12 + 16

= 6,02 kW

- Công suất cần thiết trên trục động cơ:
Pct =

Ptđ
η

=

6,02
0,86

= 7 kW

(1.4)

3. Xác định sơ bộ số vịng quay đồng bộ
- Số vịng quay của trục cơng tác:
nlv =

60000.v
z.p

=

60000.1,1
9.110

= 66,67 vịng/phút

(1.5)

Trong đó: v – Vận tốc vịng xích tải (m/s)
z – Số răng đĩa xích của xích tải
p – Bước xích (mm)
- Tỉ số truyền hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng trụ:
Tra bảng 2.4 tài liệu [1] ta có tỉ số truyền hộp số giảm tốc 2 cấp bánh răng hình trụ
ubr = 8…40. Lấy ubr = 10
- Tỉ số truyền của bộ truyền đai thang:
Tra bảng 2.4 tài liệu [1] ta chọn tỉ số truyền của bộ truyền đai thang uđ = 2
- Tỉ số truyền chung sơ bộ:
usb = ubr.uđ = 10.2 = 20

(1.6)

- Số vòng quay sơ bộ của động cơ:
nsb = nlv.usb = 66,67.20 =1333,4 vịng/phút

NGUYỄN MINH HỒNG

(1.7)

11


TIỂU LUẬN CUỐI KỲ - 08/2021

GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam

4. Chọn động cơ
Dựa vào cơng suất cần thiết tính theo (1.4) và số vòng quay sơ bộ của động cơ tính

theo (1.7). Động cơ được chọn phải có cơng suất Pct và số vong quay sơ bộ thỏa mãn điều
kiện sau:
Pđc ≥ Pct
nđc ≥ nsb
Theo bảng P1.3, phụ lục tài liệu [1] với Pđc ≥ 7 kW và nđc ≥ 1333,4 vịng/phút, ta
chọn động cơ 4A132S4Y3 với thơng số như sau:
Bảng 1.1: Thông số động cơ được chọn
𝐓𝐤
𝐓𝐦𝐚𝐱
Công suất
Vận tốc quay
Ký hiệu
()
cos
𝐓𝐝𝐧
𝐓𝐝𝐧
Pdm(kw)
nđc(v/ph)
4A132S4Y3

7,5

1455

87,5

0,86

2

2,2

5. Phân phối tỉ số truyền
- Tỷ số truyền của hệ dẫn động:
u=

nđc
nlv

=

1455
66,67

= 21,82

(1.8)

Trong đó: nđc – Số vịng quay của động cơ đã chọn (vòng/phút)
nlv – Số vòng quay của trục máy cơng tác (vịng/phút)
- Tỷ số truyền của bộ truyền đai:
Đường kính bánh đai trong bộ truyền đai được tiêu chuẩn hóa, do đó để tránh cho sai
lệch tỷ số truyền không quá giá trị cho phép (≤ 4%), nên chọn uđ theo dẫy số sau (tương
ứng với dãy số đường kính tiêu chuẩn).
2; 2,24; 2,5; 2,8; 3,15; 3,56; 4; 4,5; 5
Ta chọn uđ = 2
- Tỷ số truyền của hộp số giảm tốc:
uh =

u

uđ

=

21,82
2

= 10,91

(1.9)

- Tỷ số truyền cấp chậm của hộp giảm tốc:
Theo yêu cầu bôi trơn hộp giảm tốc bằng phương pháp ngâm dầu, áp dụng cơng thức
thực nghiệm sau:
un = (1,2÷1,3).uc. Chọn un = 1,3.uc

(1.10)

Trong đó: un – Tỷ số truyền cấp nhanh
uc – Tỷ số truyền cấp chậm

NGUYỄN MINH HOÀNG

12


TIỂU LUẬN CUỐI KỲ - 08/2021

GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam

Ta có: uh = un.uc từ cơng thức (1.10) ta có uh = 1,3.u2c
uh
10,91
⇔ uc = √ = √
= 2,9
1,3
1,3

- Tỷ số truyền cấp nhanh của hộp giảm tốc:
Ta có: u = uh.uđ = un.uc.uđ
⇔ un =

u
uc .uđ

21,82

=

2,9.2

= 3,76

- Kiểm tra sai số cho phép tỷ số truyền:
ut = uđ.un.uc = 2.3,76.2,9 = 21,81
ut – u

Δu =

.100% =

u

21,82 – 21,81
.100% = 0,046% < 4% thỏa điều kiện về sai số
21,82

cho phép

6. Xác định cơng suất, momen và số vịng quay trên các trục
6.1 Tính cơng suất trên các trục
Plv
6,82
PIII =
=
= 6,89 kW
ηol .ηnt 0,99.1
PIII

PII =

PI =

ηol .ηbr
PII
PI
ηol .ηđ

6,89
0,99.0,97

7,17

=

ηol .ηbr

Pđc =

=

0,99.0,97

=

7,47
0,99.0,95

= 7,17 kW

= 7,47 kW

= 7,94 kW

6.2 Tính tốc độ quay các trục
nđc 1455
nI =
=
= 727,5 vòng/phút
uđ
2

nII =
nIII =
nđc =

nI
un

=

nII
uc
nIII
unt

727,5

=
=

3,76

= 193,5 vòng/phút

193,5
2,9
66,72
1

= 66,72 vịng/phút
= 66,72 vịng/phút

NGUYỄN MINH HỒNG

13


TIỂU LUẬN CUỐI KỲ - 08/2021

GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam

6.3 Tính momen xoắn trên các trục
9,55.106 .Pđc 9,55.106 .7,94
Tđc =
=
= 52115 Nmm
nđc
1455
TI =

9,55.106 .PI

TII =

TIII =

Tct =

nI

9,55.106 .7,47

=

9,55.106 .PII
nII

727,5

=

9,55.106 .PIII
nIII
9,55.106 .Pct
nct

9,55.106 .7,17
193,5

=

=

= 98060 Nmm

= 353868 Nmm

9,55.106 .6,89
66,72

9,55.106 .6,82

66,72

= 986204 Nmm

= 976184 Nmm

* Bảng đặc tính:
Bảng 1.2: Bảng hệ thống số liệu
Trục
Thơng số
Tỷ số truyền
Vận tốc quay
(vịng/phút)
Cơng suất (kW)
Momen xoắn
(N.mm)

Trục động cơ

NGUYỄN MINH HOÀNG

uđ = 2

Trục I

Trục II

un = 3,76

Trục III

uc = 2,9

Trục công tác

uk = 1

1455

727,5

193,5

66,72

66,72

7,94

7,47

7,17

6,89

6,82

52115

98060

353868

986204

976184

14


TIỂU LUẬN CUỐI KỲ - 08/2021

GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI
Thông số đầu vào: Thiết kế bộ truyền đai để truyền từ động cơ đến hộp giảm tốc với
công suất Pl = 7,94 kW, momen Tl = 52115 Nmm, tốc độ quay n1 = 1455 vòng/phút , tỉ
số truyền u= 2. Tải va đập nhẹ, làm việc 3 ca.

1. Các bước thiết kế truyền động đai
Thiết kế truyền động đai gồm các bước:
– Chọn loại đai
– Xác định các kích thước và thơng số bộ truyền
– Xác định các thông số của đai theo chỉ tiêu về khả năng kéo của đai và về tuổi thọ
– Xác định lực căn đai và lực tác dụng lên trục

2. Chọn loại đai
Theo hình 4.1 [1] với cơng suất Pl = 7,94 kW, tốc độ quay n1 = 1455 vịng/phút ta chọn
đai thang Ƃ.

Hình 2.1 Chọn loại tiết diện đai hình thang

3. Đường kính bánh đai nhỏ
– Đường kính bánh đai nhỏ được xác định theo cơng thức thực nghiệm sau:
3

d1 = (5,2…6,4). 3√𝑇1 = (5,2…6,4).√52115 = (194,23…239,06) mm

(2.1)

Trong đó: 𝑇1 – Momen xoắn trên trục bánh răng đai nhỏ
Đường kính bánh đai nhỏ chọn theo tiêu chuẩn thuộc dãy sau: 50, 55, 63, 71, 80, 90, 100,
112, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250, 280, 315, 355, 400, 450. Chọn d1 = 200 mm
– Vận tốc đai:
v1 =

π.d1 .n1
60000

=

π.200.1455
60000

= 15,24 m/s < vmax =25 m/s

(2.2)

– Đường kính bánh đai lớn:
d2 =

d1 .u
1–ε

=

200.2
1 – 0,01

= 404,04 mm

(2.3)

Chọn đường kính bánh đai lớn theo tiêu chuẩn d2 = 400 mm
Trong đó: u – Tỷ số truyền
ε – Hệ số trượt ε = 0,01 ÷ 0,02

NGUYỄN MINH HỒNG

15


TIỂU LUẬN CUỐI KỲ - 08/2021

GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam

– Từ d1 và d2 tiêu chuẩn cần tính lại tỷ số truyền thực tế của bộ truyền. Sai lệch tỷ số
truyền không được vượt quá phạm vi cho phép so với tỷ số truyền đã cho (3% ÷ 4%)
+ Tỷ số truyền thực tế:
ut =

d2
d1 (1 – ε)

Δu =

=

400
200.(1 – 0,01)

ut – u

2,02 – 2

u

2

.100% =

= 2,02

.100% = 1% < 4% thỏa điều kiện về sai số cho phép

4. Khoảng cách trục và chiều dài đai
– Theo bảng 4.14 [1] với tỷ số truyền u = 2,02 nội suy ra được khoảng cách trục:
a = 1,196.d2 = 1,196.400 = 478 mm

(2.4)

– Chiều dài đai
l = 2a + 0,5𝜋(d1 + d2) +

(d2 – d1 )2

(2.5)

4a

= 2.478 + 0,5𝜋(200 + 400) +

(400 – 200)2

= 1919 mm

4.478

Chọn theo tiêu chuẩn l = 2000 mm. Dựa vào bảng 4.13 [1]
– Tính lại khoảng cách trục theo cơng thức:
a=

λ + √λ2 – 8Δ2

Trong đó: λ = l –
Δ=

(2.6)

4

π(d1 + d2 )
2

d2 – d1
2

=

= 2000 –

400 – 200
2

π(200 + 400)
2

= 1057,52 mm

= 100 mm

Từ công thức (2.6) khoảng cách trục được tính lại là:

a=

λ + √λ2 – 8Δ2
4

=

1057,52 + √1057,522 – 8.1002

4

= 519 mm

– Trị số của a cần thỏa mãn điều kiện:
0,55.(d1 + d2) + h ≤ a ≤ 2.(d1 + d2)

(2.7)

Trong đó: h – Chiều cao của đai thang. Tra bảng 4.13 [1] chiều cao của đai thang Ƃ là
h = 10,5 mm
0,55.(d1 + d2) + h = 0,55.(200 + 400) + 10,5 = 340,5 mm
2.(d1 + d2) = 2.(200 + 400) = 1200 mm
Như vậy a = 519 mm, thỏa điều kiện theo cơng thức (2.5). 310,5 ≤ 519 ≤ 1200

NGUYỄN MINH HỒNG

16


TIỂU LUẬN CUỐI KỲ - 08/2021

GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam

5. Kiểm nghiệm đai về tuổi thọ
– Số vòng chạy của đai trong 1 giây
v 15,24
i= =
= 7,62 lần/s < imax = 10 lần/s
l

2

(2.8)

6. Tính góc ơm
– Gốc ơm trên bánh đai dẫn
α1 = 180 –
0

(d2 – d1 ).570
a

= 180 –
0

(400 – 200).570
519

= 1580 > 1200 (thỏa điều kiện

về góc ơm)

7. Xác định số đai
– Số đai được xác định theo cơng thức:
z≥

Pl .Kđ
[P0 ].Cα.C1 .Cu .Cz

(2.9)

Trong đó: Pl – Cơng suất trên trục bánh đai dẫn (kW). Pl = 7,94 kW
Kđ – Hệ số tải trọng động. Tra bảng 4.7 [1], với tải va đập nhẹ, động cơ nhóm I ta
có Kđ = 1,1. Động cơ làm việc 3 ca Kđ = 1,1 + 0.2 = 1,3
[P0] – Công suất cho phép. Tra bảng 4.19 [1] với d1 = 200 mm và v = 15,24 m/s
nội suy được [P0] = 5,07 kW
Cα – Hệ số kể đến ảnh hưởng góc ôm.
Cα = 1 – 0,0025(1800 – α1)
= 1 – 0,0025(1800 – 158) = 0,945
Cl – Hệ số kể đến ảnh hưởng của chiều dài đai. Trị số của C1 được tra trong bảng
4.16 [1] phụ thuộc vào chiều dài đai của bộ truyền đang xét l và chiều dài đai l0 lấy làm
thí nghiệm (l0 tra bảng 4.19 [1] l0 = 2240)
l
l0

=

2000
2240

= 0,89

Với kết quả trên ta tra bảng 4.16 nội suy ta có: Cl = 0,97
Cu – Hệ số kể đến ảnh hưởng của tỷ số truyền (u tăng làm tăng đường kính bánh
đai lớn, do đó đai ít bị uốn hơn khi vào tiếp xúc với bánh đai này), trị số Cu được tra bange
4.17 [1]. Với u = 2,02 nội suy ta được Cu = 1,126
Cz – Hệ số kể đến ảnh hưởng của sự phân bố không đều tải trọng cho các dây đai,
Pl
7,94
trị số được tra ở bảng 4.18 [1]. Khi tính có thể dựa vào tỷ số

=
= 1,566 để tra
[P0 ] 5,07
Cz. Với tỷ số trên ta nội suy được Cz = 0,972

NGUYỄN MINH HOÀNG

17


TIỂU LUẬN CUỐI KỲ - 08/2021

GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam

Từ cơng thức (2.9) ta có:
z=

Pl .Kđ
7,94.1,3
=
= 2,029
[P0 ].Cα .C1 .Cu.Cz 5,07.0,945.0,97.1,126.0,972

Chọn z = 3 đai

8. Chiều rộng và đường kính ngoài bánh đai
– Chiều rộng bánh đai được xác định theo công thức
B = (z – 1).t + 2e = (3 – 1).19 + 2.12,5 = 63 mm

(2.10)

Trong đó: t và e được tra ở bảng 4.21 [1] với đai thang loại Ƃ ta có t = 19 và e = 12,5
– Đường kính ngồi của bánh đai nhỏ
da1 = d1 + 2.h0 = 200 + 2.4,2 = 208,4 mm
Trong đó: h0 được tra ở bảng 4.21 [1] với đai thang loại Ƃ ta có h0 = 4,2
– Đường kính ngoài của bánh đai lớn
da2 = d1 + 2.h0 = 400 + 2.4,2 = 408,4 mm

9. Lực tác dụng lên trục
– Lực căn ban đầu
F0 =

780.Pl .Kđ
v.Cα .z

+ Fv =

780.7,94.1,3
15,24.0,945.3

+ 41,34 = 227,69 N

Trong đó: Fv – Lực căn do lực ly tâm sinh ra
Fv = qm.v2 = 0,178.15,242 = 41,34 N
qm – Khối lượng 1m chiều dài đai, tra bảng 4.22 [1] ta được qm = 0,178 kg/m
– Lực tác dụng lên trục
Fr = 2F0.z.sin(

α1
2

) = 2.227,69.3.sin(

158
2

) = 1341 N

10. Bảng thông số của bộ truyền đai
Bảng 2.1: Thông số bộ truyền đai thang thường loại Ƃ
Thông số
Ký hiệu
Giá trị
Số đai
z
3
Đường kính bánh đai nhỏ
d1
200 mm
Đường kính bánh đai lớn
d2
400 mm
Khoảng cách trục
a
519 mm
Chiều dài đai
l
2000 mm
Góc ơm bánh đai nhỏ
α1

1580
Chiều rộng bánh đai
B
63 mm
Đường kính ngồi của bánh đai nhỏ
da1
208,4 mm
Đường kính ngồi của bánh đai lớn
da2
408,4 mm
Lực căn ban đầu
F0
227,69 N
Lực tác dụng lên trục
Fr
1341 N
NGUYỄN MINH HOÀNG

18


TIỂU LUẬN CUỐI KỲ - 08/2021

GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
Thông số đầu vào: Tính bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng (cấp nhanh) và
bánh răng trụ răng thẳng (cấp chậm) của hộp giảm tốc khai triển với các số liệu sau công
suất PI = 7,47 kW, PII = 7,17 kW, số vòng quay nI = 727,5 vòng/phút, nII =193,5 vòng/phút
tỷ số truyền uI = 3,76, uII = 3,76, momen xoắn TI = 98060 Nmm, TII = 353868 Nmm.

Làm việc 5 năm, 1 năm làm việc 310 ngày, 1 ngày làm việc 3 ca, 1 ca làm việc 8 giờ. Sơ
đồ tải trọng như hình vẽ, bộ truyền quay 1 chiều

Hình 3.1: Sơ đồ tải trọng

1. Các bước thiết kế truyền động bánh răng
Để thiết kế truyền động bánh răng cần tiến hành theo các bước sau đây:
– Chọn vật liệu
– Xác định ứng suất cho phép
– Tính sơ bộ một kích thước cơ bản của truyền động bánh răng, trên cơ sở đó xác định
các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng làm việc của bộ truyền rồi tiến hành kiểm nghiệm
răng về độ bền tiếp xúc, độ bền uốn và về quá tải
– Xác định các kích thước hình học của bộ truyền

Hình 3.2: Các ký hiệu bánh răng

2. Bánh răng cấp nhanh (Bánh răng Z1 và Z2)
2.1 Chọn vật liệu
Đối với hộp giảm tốc truyền cơng suất trung bình hoặc nhỏ, nên chọn vật liệu có
độ rắn HB ≤ 350, đồng thời để tăng chạy mòn của răng nên nhiệt luyện bánh răng lớn
đạt độ rắn thấp hơn độ rắn bánh nhỏ từ 10 ÷ 15 đơn vị. Ta chọn vật liệu 2 cấp bánh răng
như nhau. Theo bảng 6.1 tài liệu số [1] ta chọn:

NGUYỄN MINH HOÀNG

19


TIỂU LUẬN CUỐI KỲ - 08/2021

GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam

– Bánh nhỏ: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 241 ÷ 285 có σb1 = 850 MPa,
σch1 = 580 MPa
– Bánh lớn: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 192 ÷ 240 có σb2 = 750 MPa,
σch2 = 450 MPa
2.2 Xác định ứng suất cho phép
Theo bảng 6.2 tài liệu số [1] với thép 45, tôi cải thiện đạt độ rắn HB 180 ÷ 350 ta có:
– Ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở σ𝑜𝐻𝑙𝑖𝑚 = 2HB + 70
– Hệ số an tồn khi tính về tiếp xúc SH = 1,1
– Ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở σ𝑜𝐹𝑙𝑖𝑚 = 1,8HB
– Hệ số an toàn khi tính về uốn SF = 1,75
Chọn độ rắn bánh nhỏ HB1 = 250; độ rắn bánh lớn HB2 = 235, khi đó:
– Ứng suất tiếp súc cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở của bánh nhỏ và bánh lớn:
σ𝑜𝐻𝑙𝑖𝑚1 = 2HB1 + 70 = 2.250 + 70 = 570 MPa
σ𝑜𝐻𝑙𝑖𝑚2 = 2HB2 + 70 = 2.235 + 70 = 540 MPa
– Ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở của bánh nhỏ và bánh lớn:
σ𝑜𝐹𝑙𝑖𝑚1 = 1,8HB1 = 1,8.250 = 450 MPa
σ𝑜𝐹𝑙𝑖𝑚2 = 1,8HB2 = 1,8.235 = 423 MPa
– Ứng suất tiếp xúc cho phép được tính theo cơng thức:
 H0 lim .K HL .K XH .Z R .ZV
 H  =
SH

(3.1)

Trong đó : oHlim – Ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với số chu kì cơ sở.
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

K HL – Hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng của thời hạn phục vụ và chế độ tải
trọng

K HL = mH

N HO
N HE

(3.2)

mH – Bậc đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc (mH = 6 với HB ≤ 350)
NHO – Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc
– Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc của bánh nhỏ và bánh lớn:
2,4
NHO1 = 30.HHB1
= 30.2502,4 = 1,7.107
2,4
NHO2 = 30.HHB2
= 30.2352,4 = 1,47.107

Trong đó: HHB – Độ cứng Brixnen

NGUYỄN MINH HOÀNG

20


TIỂU LUẬN CUỐI KỲ - 08/2021

GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam

– Thời gian sử dụng bánh răng. Với thời gian làm việc 5 năm, 1 năm làm việc 310 ngày,
1 ngày làm việc 3 ca, 1 ca làm việc 8 giờ.
t = 5.310.3.8 = 37200 giờ
– Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương ta có:
NHE = 60.c.ni.ti.∑ (𝑇

𝑇𝑖

𝑚𝑎𝑥

NHE1 = 60.c.n1. ∑ 𝑡𝑖 .∑ (𝑇

3

𝑇𝑖

𝑚𝑎𝑥

)

3

(3.3)

𝑡

) .∑ 𝑖𝑡

𝑖

19
12
16
= 60.1.727,5.37200.(13 . 47 + 0,93 . 47 + 0,73 . 47 ) = 114,8.107 chu kỳ
𝑛

NHE2 = 60.c.𝑢1 . ∑ 𝑡𝑖 .∑ (𝑇
1

= 60.1.

3

𝑇𝑖

𝑚𝑎𝑥

𝑡

) .∑ 𝑖𝑡

𝑖

727,5
19
12
16
.37200.(13 . 47 + 0,93 . 47 + 0,73 . 47 ) = 30,5.107 chu kỳ
3,76

Do NHE2 > NHO2 do đó KHL2 = 1.
Suy ra NHE1 > NHO1 do đó KHL1 = 1
Trong đó: c – Số lần ăn khớp trong một vòng quay
n – Số vòng quay trong một phút
KHL – Hệ số tuổi thọ
Từ công thức (3.1) ta lấy sơ bộ ZR. ZV.KXH = 1. Phương trình trở thành
[σH] =

σ oHlim .KHL
SH

(3.4)

– Ứng suất tiếp xúc cho phép xác định sơ bộ theo:
[σH1] =

[σH2] =

σ oHlim1 .KHL1
SH
σ oHlim2 .KHL2
SH

=
=

570.1
1,1
540.1

1,1

= 518 MPa

= 491 MPa

– Bộ truyền bánh răng cấp nhanh là bánh răng trụ răng nghiêng, do đó:
[σH] =

[σH1] + [σH2 ]
2

=

518 + 491
2

= 504,5 MPa

0,125.[σH]min = 0,125.491 = 613,8 MPa
Thỏa điều kiện [σH] < 0,125.[σH]min

NGUYỄN MINH HOÀNG

21


TIỂU LUẬN CUỐI KỲ - 08/2021

GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam

- Ứng suất uốn cho phép được xác định theo công thức:
 F0 lim .K FC .K XF .K FL .YR .YS

=
 F
SF

(3.4)

Trong đó:oFlim – Ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ s
KFC – Hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải, do bộ truyền quay 1 chiều nên
KFC = 1
KXF – Hệ số xét đến kích thước bánh răng ảnh hưởng đến độ bền uốn
KFL – Hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng của thời hạn phục vụ và chế độ đặt
tải trọng của bộ truyền.

K FL = mF

N FO
N FE

(3.5)

mF : Bậc đường cong mỏi khi thử về uốn, với độ rắn mặt răng HB < 350
mF = 6
NFO : Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn
Đối với thép 45: NFO = 4.106 chu kỳ
NFE : Số chu kì thay đổi về ứng suất tương đương
– Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương ta có:

NFE = 60.c.ni.ti.∑ (𝑇

𝑇𝑖

𝑚𝑎𝑥

NFE2 = 60.c.n1. ∑ 𝑡𝑖 .∑ (𝑇

𝑇𝑖

𝑚𝑎𝑥

)

𝑚𝐹

𝑛

1

= 60.1.

𝑇𝑖

𝑚𝑎𝑥

)

𝑚𝐹

(3.6)

𝑡

.∑ 𝑖𝑡

𝑖

= 60.1.727,5.37200.(16 .
NFE2 = 60.c.𝑢1 . ∑ 𝑡𝑖 .∑ (𝑇

)

19
12
16
+ 0,96 .
+ 0,76 . ) = 94,2.107 chu kỳ
47
47
47

𝑚𝐹

𝑡

.∑ 𝑖𝑡

𝑖

727,5
19
12
16
.37200.(16 . 47 + 0,96 . 47 + 0,76 . 47 ) = 25.107 chu kỳ
3,76

Do NFE1 > NFO do đó KHL1 = 1
Do NFE2 > NFO do đó KHF2 = 1
– Khi tính sơ bộ ta lấy tích các hệ số YR.YS.KXF = 1. Công thức (3.4) trở thành:
σ oFlim .KFC. KFL
[σF] =
SF
– Ứng suất uốn cho phép xác định sơ bộ theo:
[σF1] =

[σF2] =

σ oFlim1 .KFC. KFL1
SF
σ oFlim2 .KFC. KFL2
SF

NGUYỄN MINH HOÀNG

=
=

450.1.1
1,75

423.1.1
1,75

(3.7)

= 257,1 MPa

= 241,7 MPa

22


TIỂU LUẬN CUỐI KỲ - 08/2021

GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam

– Ứng suất quá tải cho phép:
[σH]max = 2,8σch2 = 2,8.450 = 1260 MPa
[σF1]max = 0,8.σch1 = 0,8.580 = 464 MPa
[σF2]max = 0,8.σch2 = 0,8.450 = 360 MPa
2.3 Xác định sơ bộ khoảng cách trục
– Khoảng cách trục:
TI .KHβ
3
aw = Ka.(uI + 1). √
[σH ]2 .uI .ψba

(3.8)

Trong đó: Ka – Hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng. Tra bảng 6.5

tài liệu số [1] với bánh răng nghiên Ka = 43 MPa1/3
TI – Momen xoắn
uI – Tỷ số truyền
[σH] – Ứng suất tiếp xúc cho phép
ψba – Hệ số chiều rộng vành răng. Theo bảng 6.6 chọn ψba = 0,3
Hệ số ψbd = 0,53.ψba(uI + 1) = 0,53.0,3.(3,76 + 1) = 0,757
KHβ – Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng
khi tính về tiếp xúc. Dựa vào hệ số ψbd = 0,757 tra bảng 6.7 ta được KHβ = 1,11(Sơ đồ 3)
Từ (3.8) ta có:
3
98060.1,11
aw1 = 43.(3,76 + 1). √
= 148,14 mm
504,52 .3,76.0,3

Lấy aw1 = 150 mm
2.4 Xác định các thông số ăn khớp
– Xác định môđun
m = (0,01 ÷ 0,02)aw1 = (0,01 ÷ 0,02).150 = (1,5 ÷ 3)

(3.9)

Theo bảng 6.8 tài liệu số [1] chọn môđun pháp m = 2,5
– Chọn sơ bộ β = 100
– Số răng bánh nhỏ
cosβ
cos100
z1 = 2.aw1.
= 2.150.
= 24,83

m(u+1)
2,5.(3,76+1)

Lấy z1 = 24
– Số răng bánh lớn
z2 = u.z1 = 3,76.24 = 90,24
NGUYỄN MINH HOÀNG

Lấy z2 = 90
23


TIỂU LUẬN CUỐI KỲ - 08/2021

GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam

– Tỷ số truyền thực tế
ut =

z2
z1

=

90
24

= 3,75

– Sai số tỉ số truyền

Δu =

𝑢 – 𝑢𝑡
u

.100% =

3,76 – 3,75
3,76

.100% = 0,266% < 2% thỏa điều kiện

– Góc nghiêng β thực tế
Cosβ =

m(z1 + z2 )
2.aw1

=

2,5.(24 + 90)
2.150

= 0,95 => β = 18,190

2.5 Xác định kích thước bộ truyền bánh răng
* Đường kính vịng chia
– Đường kính vịng chia bánh nhỏ
d1 =

m.z1
cosβ

=

2,5.24
cos18,190

= 63,156 mm

– Đường kính vịng chia bánh lớn
d2 =

m.z2
cosβ

=

2,5.90
cos18,190

= 236,84 mm

* Đường kính vịng đỉnh
– Đường kính vịng đỉnh bánh nhỏ
da1 = d1 + 2m = 63,156 + 2.2,5 = 68,156 mm
– Đường kính vịng đỉnh bánh lớn
da2 = d2 + 2m = 236,84 + 2.2,5 = 241,84 mm
* Đường kính vịng đáy
– Đường kính vịng đáy bánh nhỏ

df1 = d1 – 2,5m = 63,156 – 2,5.2,5 = 56,906 mm
– Đường kính vịng đáy bánh lớn
df2 = d2 – 2,5m = 236,84 – 2,5.2,5 = 230,59 mm
* Đường kính vịng lăn
– Đường kính vịng lăn bánh nhỏ
dw1 = d1 = 63,156 mm

NGUYỄN MINH HOÀNG

24


TIỂU LUẬN CUỐI KỲ - 08/2021

GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam

– Đường kính vịng lăn bánh lớn
dw2 = d2 = 236,84 mm
* Chiều rộng vành răng
– Chiều rộng vành răng bánh lớn
bw2 = ψba.aw1 = 0,3.150 = 45 mm
– Chiều rộng vảnh răng bánh nhỏ
bw1 = bw2 + 5 = 45+ 5 = 50mm
* Chiều cao răng
h = 2,25.m = 2,25.2,5 = 5,625 mm
* Khe hở đường kính
c = 0,25m = 0,25.2,5 = 0,625 mm
* Góc lượn chân răng
ρ=

m
3

=

2,5
3

= 0,833

2.6 Vận tốc vòng bánh răng
π.dw1 .n1 π.63,156.727,5
v=
=
= 2,41 m/s
60000
60000
Theo bảng 6.13 tài liệu số [1] ta chọn cấp chính xác 9
2.7 Lực tác dụng lên bộ truyền
* Lực vòng
Ft1 = Ft2 =

2.T1
dw1

=

2.98060
63,156

= 3105,3 N

* Lực hướng tâm
Fr1 = Fr2 = Ft1.tanαtw = 3105,3.tan20,960 = 1189,5 N
Trong đó: αtw – Góc ăn khớp
αtw = αt = arctan(

tanα

) = arctan(

cosβ

tan200

cos18,190

) = 20,960

α – Góc prơfin gốc, theo TCVN 1065-71, α = 200
* Lực dọc trục
Fa1 = Fa2 = Ft1.tanβw = 3105,3.tan18,190 = 1020,4 N

NGUYỄN MINH HỒNG

Trong đó: βw = β = 18,190

25