Đồ án môn học chi tiết máy thiết kế hệ thống dẫn động thùng trộn công suất trên trục thùng trộn, p = 3,6 KW

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH
KHOA: CƠ KHÍ – ĐIỆN, ĐIỆN TỬ - Ơ TÔ
BỘ MÔN: Cơ Bản

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY

THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN

Gv Hướng Dẫn : Th.S Nguyễn Văn Nang

Năm 2021

1
GVHD: TH.S Nguyễn Văn Nang


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
MỤC LỤC
LỜI NÓI
ĐẦU...........................................................................................................5
PHẦN MỞ ĐẦU : TÌM HIỂU HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG.......................................6
PHẦN I: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ
TRUYỀN.....................................................................................................................
1.1. Công suất cần thiết.............................................................................................8
1.2. Hiệu suất chung của hệ thống truyền động........................................................8
1.3. Phân phối tỉ số truyền cho hệ thống...................................................................8
1.4. Chọn động
cơ......................................................................................................8
1.5. Phân phối lại tỳ số truyền cho hệ thống.............................................................9
1.6. Công suất động cơ ở trên các trục......................................................................9

1.7. Tốc độ quay trên các trục.................................................................................10
1.8. Tính momen xoắn trên trục..............................................................................10
PHẦN II: TÍNH TỐN CÁC THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY...................................12
2.1. Chọn loại
đai.....................................................................................................12
2.2. Xác định thơng số hình học chủ yếu của bộ truyền đai....................................13
2.2.1. Xác định đường kính bánh đai
nhỏ................................................................13
2.2.2. Xác định đường kính bánh đai lớn................................................................13
2.3. Khoảng cách trục nhỏ nhất...............................................................................13
2.4. Tính chiều dài sơ bộ khoảng cách trục a và tuổi thọ đai..................................14
2.5 Xác định chính xác khoảng cách trục a theo L = 3550 mm..............................14
2.6. Kiểm nghiệm góc ôm.......................................................................................14
2.7. Xác định số đai cần thiết..................................................................................14
2.8. Định kích thước chủ yếu của bánh đai.............................................................15
2.9. Lực căng ban
đầu..............................................................................................15
PHẦN III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG.............................................17
2
GVHD: TH.S Nguyễn Văn Nang


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
3.1. Tính tốn bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng của cấp nhanh......................17
3.1.1. Chọn vật liệu và cách nhiệt luyện.................................................................17
3.1.2. Xác định ứng suất tiếp, ứng suất uốn cho phép với bộ truyền cấp nhanh....17
3.1.3. Xác định khoảng cách trục............................................................................19
3.1.4. Tính vận tốc vịng của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng.19
3.1.5. Định chính xác hệ số tải trọng K...................................................................20
3.1.6. Xác định mô đun, số bánh răng và chiều rộng bánh răng.............................21

3.1.7. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng..............................................................22
3.1.8. Kiểm nghiệm sức bền của răng khi chịu tải trọng đột ngột...........................23
3.2. Tính tốn bộ truyền bánh răng thẳng cấp chậm...............................................25
3.2.1. Chọn vật liệu và cắt nhiệt luyện....................................................................25
3.2.2. Xác định các thông số ăn khớp.....................................................................26
3.2.3. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc...........................................................26
3.2.4. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn..............................................................28
3.2.5. Kiểm nghiệm răng về q tải........................................................................29
PHẦN IV: TÍNH TỐN TRỤC VÀ CHỌN THEN...............................................31
4.1. Chọn vật liệu cho
trục.......................................................................................31
4.1.2. Tải trọng tác dụng lên
trục.............................................................................31
4.2. Tính sức bền trục..............................................................................................31
4.2.1.Tính đường kính sơ bộ của trục.....................................................................31
4.2.2.Tính gần đúng trục.........................................................................................33
PHẦN V: CHỌN Ổ LĂN.......................................................................................61
5.1. trên trục I..........................................................................................................61
5.2. trên trục II........................................................................................................62
5.3. trên trục
III........................................................................................................64
PHẦN VI : NỐI TRỤC...........................................................................................66
6.1.Tính tốn nối trục vịng đàn hồi........................................................................66
3
GVHD: TH.S Nguyễn Văn Nang


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
PHẦN VII: THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC.......................................................69
PHẦN VIII : DUNG SAI LẮP GHÉP....................................................................71

8.1. Dung sai và lắp ghép bánh răng......................................................................71
8.2. Dung sai lắp ghép ổ lăn....................................................................................71
8.3. Dung sai khi lắp vòng trắng đầu.......................................................................71
8.4. Dung sai khi lắp vòng lò xo ( bạc chắn ) trên trục tùy động............................71
8.5. Dung sai lắp ghép then lên trục........................................................................71
8.6 Cố định trục theo phương pháp dọc trục...........................................................74
8.7. Che kính ổ
lăn...................................................................................................74
8.8. Bơi trơn ổ lăn....................................................................................................74
PHẦN IX: BƠI TRƠN HỘP GIẢM TỐC..............................................................75
PHẦN X: CÁC CHI TIẾT PHỤ.............................................................................76
10.1. Vòng chặn dầu................................................................................................76
10.2. Chốt định vị....................................................................................................76
10.3. Nắp quan sát...................................................................................................76
10.4. Nút thông hơi..................................................................................................77
10.5. Nút tháo dầu...................................................................................................78
10.6. Que thăm
dầu..................................................................................................78
LỜI KẾT....................................................................................................................
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................

4
GVHD: TH.S Nguyễn Văn Nang


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY

LỜI MỞ ĐẦU
Đất nước ta đang trên đà phát triển, do đó khoa học kĩ thuật đóng một vai trị
quan trọng trong cơng cuộc cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Việc áp dụng

khoa học kĩ thuật chính là làm tăng năng suất lao động, thay thế sức lao động của
người lao động một cách có hiệu quả nhất, bảo đảm an tồn cho người lao động
trong quá trình làm việc. Để tạo nền tảng tốt cho bước phát triển trong tương lai,
chúng ta cần đầu tư, nghiên cứu, giáo dục, phát triển khoa học kĩ thuật một cách
nghiêm túc ngay từ trong các trường đại học.
Đồ án môn học Chi Tiết Máy là một môn học giúp sinh viên ngành Chế Tạo
Máy có bước đi chập chững, làm quen với cơng việc thiết kế mà mỗi người kĩ sư
cơ khí sẽ gắn cuộc đời mình vào đó. Học tốt mơn học này sẽ giúp cho sinh viên
mường tượng ra được công việc tương lai, qua đó có cách nhìn đúng đắn hơn về
con đường học tập đồng thời tăng thêm lòng nhiệt huyết, yêu nghề cho mỗi sinh
viên. Không những thế quá trình thực hiện đồ án sẽ là thử thách thực sự đối với
những kĩ năng mà sinh viên đã được học từ những năm trước như vẽ cơ khí, kĩ
năng sử dụng phần mềm: Autocad, Autocad Mechanical, Autodesk Inventor…
cùng với những kiến thức trong những môn học nền tảng: Nguyên lí máy, Chi tiết
máy, Dung sai và Kĩ thuật đo…
Trong suốt quá trình thực hiện đồ án, em nhận được sự chỉ dẫn rất tận tình của
thầy
TH.S Nguyễn Văn Nang. Sự giúp đỡ của thầy là nguồn động lực lớn lao cỗ vũ
tinh thần cho em trên con đường học tập, rèn luyện đầy gian lao vất vả.
Do đây là bản thiết kế kĩ thuật đầu tiên mà em thực hiện nên chắc chắn sẽ
mắc phải những thiếu xót, sai lầm. Em rất mong nhận được sự góp ý chân thành từ
phía các thầy cơ. Em xin chân thành cảm ơn

5
GVHD: TH.S Nguyễn Văn Nang


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY

PHẦN MỞ ĐẦU :TÌM HIỂU HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG

* Sơ đồ hệ thống dẫn động thùng trộn :

Hệ thống dẫn động gồm:
1- Động cơ điện không đồng bộ 3 pha; 2- Bộ truyền đai thang; 3- Hộp
giảm
tốc;
4-Nối trục đàn hồi; 5- Thùng trộn (Quay một chiều, làm việc 02 ca, tải va đập nhẹ).

6
GVHD: TH.S Nguyễn Văn Nang


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
Thông số thiết kế:
- Công suất trên trục thùng trộn, P = 3,6 KW
- Số vòng quay của trục thùng trộn, n = 42 vg/ph
- Thời gian phục vụ, L = 7 năm (làm viêc 300 ngày/năm, một ca làm việc 8
giờ)
- Chế độ tải: T1 = T, T2 = 0,7T, t1 = 62, t2 = 28.
 Đặc điểm của hộp giảm tốc hai cấp đồng trục
+ Ưu điểm: kích thước theo chiều dài nhỏ nên giảm trọng lượng, do đó có
kích thước nhỏ gọn hơn so với các loại hộp giảm tốc hai cấp khác.
+ Nhược điểm:
- Khả năng tải cấp nhanh chưa dùng hết, vì tải trọng tác dụng vào cấp chậm
lớn hơn khá nhiều so với cấp nhanh trong khi đó khoảng cách trục của hai
cấp lại bằng nhau.
- Hạn chế khả năng chọn phương án bố trí do chỉ có một trục đầu vào và
một trục đầu ra.
-Kết cấu ổ phức tạp do có ổ đỡ bên trong vỏ hộp.
-Trục trung gian lớn do khoảng cách giữa các ổ lớn.

-Kích thước chiều rộng lớn
Ứng dụng của thùng trộn
Máy trộn hay còn gọi là thùng trộn, bồn trộn nguyên vật liệu từ thiên nhiên là
thiết bị chính để gia cơng trộn nguyên vật liệu cho công nghiệp thực phẩm, ngành
chế biến thức ăn và trộn thực phẩm, Các Bồn trộn được cấu tạo đặc biệt bằng inox
hoặc thép không gỉ, bên trong có các cánh trộn có khả năng đảo đều và đồng nhất
hỗn hợp nguyên liệu trộn trong thời gian ngắn nhất. đặc biệt dùng thích hợp trong
chế biến dược liệu do khả năng trộn đều nhanh và không làm biến tính vật liệu.
Máy được sử dụng trong nhiều ngành cơng nghiệp khác nhau như cơng nghiệp sản
xuất thuốc, hóa chất, phân bón, vật liệu xây dựng, hóa chất, ngành mỹ phẩm.
Máy trộn được phân loại sau:
+ Phân loại theo nghành:
7
GVHD: TH.S Nguyễn Văn Nang


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
- Máy trộn ngành thực phẩm : máy trộn bột mì, máy trộn thức ăn công nghiệp,
máy trộn cà phê, máy trộn hạt điều , máy trộn thức ăn gia súc vvv....
- Máy trộn ngành hóa mỹ phẩm: dùng để trộn các hương liệu hóa chất, trộn phụ
gia ...
- Ngành Xây Dựng: máy trộn bê tông , máy trộn xi măng...
- Ngành Dược: máy trộn dược phẩm, máy trộn thuốc , máy trộn bột thuốc.
+ Phân theo kết cấu và nguyên liệu trộn vào :
- Máy trộn bột khô, máy trộn bột ước, máy trộn trục vít, Máy khuấy trộn nhũ hóa
chân khơng trong ngành thực phẩm
- Máy trộn lập phương là một máy trộn nhào lộn trong đó bao gồm hình thức khối
lập phương.
- Máy trộn thùng quay: dùng cho ngành hóa mỹ phẩm.
- Máy trộn chữ U và Máy trộn chữ V.

Máy trộn gia vị trong công nghiệp

8
GVHD: TH.S Nguyễn Văn Nang


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY

PHẦN I : XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ
TRUYỀN
1.1 Công suất cần thiết : (2.14/20/1)
= = P. = 3,6. =3,3Kw
1.2 Hiệu suất chung của hệ thống truyền động là : (CT 2.9/24/1 )

Theo bảng 2.3/19/ [1] ta có :
= 0,98 : Hiệu suất bộ truyền bánh răng đai
= 0,96 : Hiệu suất bộ truyền đai
= 0,99 : Hiệu suất nối đàn hồi
= 0,99 : Hiệu suất 1 cặp ổ lăn
Suy ra : = 0,96 . 0,99 . . 0,88
Vậy công suất cần thiết của động cơ là : = = = 5,75 (Kw) (CT 2.8/19/1)
1.3 Phân phối tỉ số truyền cho hệ thống
Chọn tỉ số truyền sơ bộ :
Theo bảng 2.4/21/[1]
- Chọn đai thang : = 3,5
- Hộp giảm tốc hai cấp : = 11
- Tỷ số truyền của hệ thống là: = 3,5 . 11 = 38,5 (CT 2.15/21/1)
- Vận tốc sơ bộ của động cơ là: = . n = 38,5 . 42 = 1617 ( vòng/phút )
(CT 2.18/21/[1] )

1.4 Chọn động cơ
Động cơ chọn làm việc ở chế độ dài với phụ tải thay đổi nên động cơ phải chọn
có
= 5,75 ( kw )
9
GVHD: TH.S Nguyễn Văn Nang


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
Tra phụ lục bảng P1.2/237 ta chọn động cơ có số liệu 4A100L4Y3 có thông số
kỹ thuật
+ Công suất định mức : = 4 (KW)
+ Số vòng quay : = 1420 ( vòng/phút )
+ Hiệu suất của động cơ = 84%
1.5 Phân phối lại tỉ số truyền cho hệ thống
Tỉ số truyền thực : u = = = 33,8

(CT 3.23/48/1)

Chọn tỉ số truyền đai = 3,5
Suy ra tỉ số truyền của hộp giảm tốc là : = =9,657
Gọi : là tỉ số truyền bánh răng cấp nhanh
: là tỉ số tuyền bánh răng cấp chậm
Thỏa với điều kiện : =
Theo yêu cầu bôi trơn hộp giảm tốc theo phương pháp ngâm dầu áp dụng công
thức thực

nghiệm = ( 1,2 1,3 ) = 1,3 (CT 3.11/43/1)

Vậy phân phối tỉ số truyền như sau :

- Tỉ số truyền cấp nhanh của hộp giảm tốc :
- Tỉ số truyền cấp chậm của hộp giảm tốc :
- Tỉ số truyền của bộ truyền đai : = 3,5
1.6 Công suất động cơ trên các trục
- Theo công thức trang 49/[1] ta có :
+ Cơng suất động cơ trên trục công tác là :
= = = 3,826 (kw)
+ Công suất động cơ của trục III là :
= = = 3,94 (kw)
+ Công suất động cơ của trục II là :
= = = 4,06 (kw)
10
GVHD: TH.S Nguyễn Văn Nang


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
+ Công suất động cơ của trục I là :
= = = 4,18 (kw)
1.7. Tốc độ quay trên các trục
- Tốc độ quay trên trục I là : = = = 406 ( vòng/phút )
- Tốc độ quay trên trục II là : = = = 115 ( vòng/phút )
- Tốc độ quay trên trục III là : = = = 42 ( vòng/phút )
- Tốc độ quay trên trục công tác = trục III = 42 ( vịng/phút )
1.8. Tính momen xoắn trên trục
Ta có cơng thức : T = (CT 5/136/1)
Trong đó : P : cơng suất (kw)
n : số vịng quay ( vòng/phút )
+ Momen xoắn trên trục động cơ là :
= = 25731 ( N.mm )
+ Momen xoắn trên trục I là :

= = = 98322 ( N.mm )
+ Momen xoắn trên trục II là :
= = = 341040 ( N.mm )
+ Momen xoắn trên trục III là :
= = = 895880 (N.mm )
+ Momen xoắn trên trục công tác là :
= = = 869959 ( N.mm )
Trục
Thông số
Công suất (kw)
Tỉ số truyền
Momen xoắn

Động cơ

I

II

III

Công tác

5,75
1
25731

4,18
3,5
98322

4,06
3,536
341040

3,94
2,72
895880

3,826
869959

(N.mm)
11
GVHD: TH.S Nguyễn Văn Nang


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
Số vòng quay

1420

406

115

42

42

(vg/ph)

12
GVHD: TH.S Nguyễn Văn Nang


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
PHẦN II : TÍNH TỐN CÁC THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY

ß/2
ß/2
d2 - d1

a1

ß/2

O1

d2

ß

O2

d1
a

2.1. Chọn loại đai
Thiết kế bộ truyền đai cần xác định loại đai, kích thước đai và bánh đai, khoảng

cách trục A, chiều dài L và lực tác dụng lên trục.
Do công suất động cơ = 4 (Kw) và = 3,5 < 10 và yêu cầu làm việc êm nên ta
chọn đai hình thang.
Ta nên chọn loại đai làm bằng vải cao su vì chất liệu vải cao su có thể làm việc
trong mơi trường ẩm ướt ( vải cao su ít chịu ảnh hưởng bởi nhiệt độ và độ ẩm ) lại
có sức bền và độ đàng hồi cao. Đai vải cao su thích hợp ở các truyền động có vận
tốc cao, công suất truyền động nhỏ
- Theo bảng 4.1/52/[1] ta chọn : Đai thang loại ƃ , được làm từ vật liệu tổng hợp.
Các thơng số đai hình thang loại ƃ :
Tên gọi
Chiều rộng lớp trung hòa
Chiều rộng mặt trên
Khoảng cách từ mặt trung hịa đến thớ
ngồi
Diện tích mặt căts ngang
Chiều cao đai
Đường kính bánh đai dẫn

Kí hiệu
b
A
h

Giá trị
14
17
4.0
138
13.5
200400

13

GVHD: TH.S Nguyễn Văn Nang


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
Kích thước mặt cắt ngang của dây đai :

2.2 Xác định thơng số hình học chủ yếu của bộ truyền đai
2.2.1 Xác định đường kính bánh đai nhỏ
Ta có : = (5,2...6,4). = 240 ( CT 4.1/53/[1] )
Theo tiêu chuẩn chuẩn chọn =240 (mm)
Vận tốc của đai :
= = = 17,8352 (m/s)
Vận tốc đai nhỏ hơn vận tốc cho phép : = 25 (m/s) nên thỏa điều kiện.
2.2.2 Xác định đường kính bánh đai lớn
Theo cơng thức (4.2/53/1) ta có đường kính bánh đai lớn :
= .( 1 Trong đó :
3,5 : Hiệu suất truyền động đai
= 0,02 : Hệ số trượt bộ truyền đai
= 3,5 . 240 . ( 1-0,02 ) = 823,2 (mm)
Lấy theo tiêu chuẩn = 800 (mm)
Xác định lại tỷ số truyền đai là :
u = = = 3,401
Sai số của bộ truyền là :
= = = 3,401 % < 4 % nên chấp nhận được
2.3 Khoảng cách trục nhỏ nhất
14
GVHD: TH.S Nguyễn Văn Nang

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
Theo điều kiện :
2.( ) a 0,55.(+ ) + h
2.(240+800) a 0,55 .(240+800) + 13,5
Chọn sơ bộ : a = = 800(mm)
2.4 Tính chiều dài sơ bộ theo khoảng cách trục a và tuổi thọ đai
L = 2a + + = 2.800 + + = 3233 mm
Theo bảng 4.13 [1] chọn L = 3550 = 3,55 m theo tiêu chuẩn
Kiểm nghiệm về tuổi thọ theo số vòng quay của dai trong 1 giây :
i = = = 5,024 < [i] = 10
Tuổi thọ đai
2.5 Xác định chính xác khoảng cách trục a theo L = 3550
- Theo cơng thức 4.6/54/[1] ta có
a=
Trong đó : k = L – = 3550 - = 1916mm
= = = 280
a = = 915 mm
Giá trị a vẫn thỏa mãn trong giá trị cho phép
2.6 Kiểm nghiệm góc ơm
Theo cơng thức 4.7/54/[1] ta có :
= 180 - 57. = 180 -57. = 145 =2,5 rad
Vì = 145 > 120 nên thỏa mãn điều kiện không trượt trơn
2.7 Xác định số đai cần thiết
Số đai được xác định theo điều kiện tránh xa trượt trơn giữa hai đai và bánh đai.
Hệ số ảnh hưởng đến góc ơm đai : (Theo CT trang 57/[1] )
= 1-0,003.(180-) = 0,898
Hệ số ảnh hưởng đến vận tốc : (Theo CT trang 57/[1] )
= 1 – 0,04.(0,01. – 1) = 1 – 0,04.(0,01. = 0,86
15

GVHD: TH.S Nguyễn Văn Nang


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
Hệ số ảnh hưởng đến tỉ số truyền u : = 1,14 vì u = 3,5 > 2,5
Hệ số ảnh hưởng đến dây đai ta chọn sơ bộ bằng 1
Hệ số ảnh hưởng đến chế độ tải trọng = 0,85
Hệ số xét ảnh hưởng đến chiều dài đai
= = =1
Theo bảng 4.19/62/[1] ta chọn = 6,46 (KW).
Theo bảng 4.7/55/[1] ta có = 1,25
Z

= 0,5

Chọn Z= 1 đai
2.8 Định kích thước chủ yếu của bánh đai
Chiều rộng bánh đai : B = (z-1)t+2e ( CT 4.17/63/[1] )
Đường kính ngồi :

( CT 4.18/63/[1] )

Trong đó : z = 1; t = 19 ; e = 12,5 ; = 4,2
=> B = 25 mm ; = 248,4mm ;
2.9 Lực căng ban đầu
.z ) +
= + 67,66 = 311,9 (N)
Lực căng do lực li tâm sinh ra :
= qm. = 0,196.18,5 = 67,66 (N)
Ta có :

qm : Tra bảng 4.22/64/[1]
Lực tác dụng lên trục :
= 2.z.sin(
= 626,76 (N)
Bảng 2.1 các thông số bộ truyền đai
Thông số

:
Giá trị
Bánh đai nhỏ

Bánh đai lớn

Đường kính bánh đai
16
GVHD: TH.S Nguyễn Văn Nang


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
Đường kính ngồi bánh đai
Chiều rộng bánh đai
Số đai
Chiều dài đai
Khoảng cách trục
Góc ơm
Lực tác dụng lên trục

258,4(mm)
808,4(mm)
25(mm)

1
3550(mm)
800(mm)
626,76 (N)

17
GVHD: TH.S Nguyễn Văn Nang


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
PHẦN III : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
3.1 Tính tốn bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng cấp nhanh
3.1.1 Chọn vật liệu và cách nhiệt luyện
Do hộp giảm tốc 2 cấp chịu tải trọng trung bình nên chọn vật liệu làm bánh răng
có độ rắn bề mặt răng HB < 350. Đồng thời khả năng chạy mòn của răng chọn độ
rắn bánh răng nhỏ lớn hơn độ rắn của bánh răng lớn khoảng HB
H= H + ( 25 )HB
Theo bảng 6.1/92/[1] ta chọn :

Bánh dẫn
động
Bánh bị
động

Nhãn hiệu
thép
C45
C45

Nhiệt luyện

σb (MPa)

Tơi cải thiện

Độ rắn
(HB)
241÷285

850

σch
(MPa)
580

Tơi cải thiện

192÷240

750

450

3.1.2. Xác định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép với bộ truyền cấp
nhanh.
+ Ứng suất tiếp xúc cho phép :
Theo bảng 6.2/94/[1] Thép tôi cải thiện đạt độ rắn HB 180...350 ta có :
= 2HB +70, = 1,1, = 1,8HB, = 1,75
Chọn độ rắn của bánh răng chủ động = 250HB, độ rắn của bánh bị động là =
240HB ( + (10...15)HB). Khi đó :

= 2+70 = 2.250 +70 = 570 MPa
= 2+70 = 2.240 +70 = 550 MPa
= 1,8 = 1,8.250 = 450 MPa
= 1,8 = 1,8.240 = 432 MPa
Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở :
Công thức 6.5/93/[1]
= 30. = 30. = 1,7. (chu kỳ)
= 30. = 30. = 1,5. (chu kỳ)
= = 4. (chu kỳ)
18
GVHD: TH.S Nguyễn Văn Nang


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
Số chu kỳ tương đương của bánh bị động
= 60.c.. (6.7/93/[1])
Với c, lần lượt là :
c :số lần ăn khớp bánh răng trong 1 vòng,
số vòng quay bánh răng trong 1 phút
:thời gian làm việc của báng răng = 7.2.300.8 = 33600 ( giờ )
= 60.1.[(. + (].406.33600
= 60.1.[(.0,3+(0,7.0,7)].406.33600
= 44. > =chu kỳ
Vậy số chu kỳ làm việc tương đương của bánh răng nhỏ là :
= 60.1.[(. + (].115.33600
= 12. chu kỳ
(Với c=1 : hệ số ăn khớp )
Do : > , >
Theo trang 94 chọn : =
=> = = 1

Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép :
Theo cơng thức 6.1a/93/[1] ta có :
[= .
= 1,1 : Hệ số an toàn ( bảng 6.2/94/[1] )
: Hệ số tuổi thọ ( cuối trang 94 )
[ = . = 570. = 518 MPa
[ = . = 550. = 500 MPa
Vì phơi rèn, thép thường hóa nên lấy hệ số an toàn n = 1,1 và hệ số tập trung
ứng suất ở chân răng K = 1,8 ( Bảng 6.2/94/[1] )
Vì ứng suất thay đổi theo chu kỳ mạch động nên ta có ứng suất uốn cho phép
19
GVHD: TH.S Nguyễn Văn Nang


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
Với cấp nhanh sử dụng răng trụ răng nghiêng, do đó theo (cơng thức 6.12/95/[1])
[] = = = 509 MPa < 1,25[ = 1,25.509 = 625 MPa
=> Thỏa điều kiện ứng suất tiếp cho phép
Ứng suất tiếp cho phép khi quá tải ( công thức 6.13/95/[1] )
[ = 2,8. = 2,8.450 = 1260 MPa
Ứng suất uốn cho phép :
Theo cơng thức 6.2/93/[1] ta có =1 (do quay 1 chiều ), = 1,75; : Hệ số tuổi thọ
[] = .
[] = .1 = 257 MPa
[] = .1 = 246 MPa
Ứng suất uống cho phép khi quá tải ( công thức 6.14/96/[1] )
= 0,8. = 0,8.450=360 MPa
3.1.3Xác định khoảng cách trục
= ( +1 (Công thức 6.15a/96/[1] )
bảng 6.5/96/[1] )

= 8924187 N/mm, momen xoắn trên trục bánh chủ động
= 0,3; = 0,5(= 0,5.0,3.(3,5+1) =0,675 (bảng 6.6/97/[1])
= 1,07 : trị số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng
= 0,6 bảng 6.7/98/[1]
=> Chọn khoảng cách trục
= 43.(3,5+1)
3.1.4. Tính vận tốc vịng của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh
răng
20
GVHD: TH.S Nguyễn Văn Nang


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
- Vận tốc của bánh răng trụ ăn khớp ngồi được tính t heo cơng thức :
v = (6.40/106/[1] )
với là số vịng quay trên 1 phút của bánh dẫn
v = = 1,33 (m/s)
= = =63 mm
Với vận tốc này ta tra bảng 6.13/106/[1] có thể cấp chính xác bằng 9
Theo bảng 6.14 với cấp chính xác 9 và v 2,5 m/s ta chọn = 1,13
+ Theo cơng thức 6.42/107/[1] ta có :
= . = 0,002.73.1,36. = 1,26
Với = 0,002 hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp (bảng 6.15/107/[1] )
= 73 hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai lệch bước răng 1 và 2 ( bảng 6.16/107/
[1] )
= 1 + = 1 + = 1,01 (CT6.14/107/[1] )
=> = 1,07.1,13.1,01 = 1,22
Thay các giá trị vừa tính vào [6.33]
Với v =1,29 m/s => 0,85. = 0,85 .1,2 =0,87
Với cấp chính xác là 9, khi đó cần gia cơng đạt độ nhám = 1,25...0,63, do đó = 1;

với <700mm, = 1. Do đó theo 6.1 và 6.1a ta có :
[= [].. = 509.0,9.1.1 = 458,1 MPa
3.1.5 Định chính xác hệ số tải trọng K
Bề rộng của vành răng :
= . =141.0,3 =42,3 mm ( trang 108/[1])
21
GVHD: TH.S Nguyễn Văn Nang


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
Hệ số trùng khớp dọc : (6.37/105/[1] )
= = = =2>1
Theo 6.36c ta có hệ số kể đến sự trùng khớp của răng :
= = = 0,77
= [1,88-3,2( + )].cos = [1,88-3,2.( + )].0,95 = 1,74
3.1.6 Xác định mô đun , số răng và chiều rộng bánh răng
Theo cơng thức 6.17/97/[1] ta có :
+ Mô đun pháp : mn = (0,01 �0,02). = 1,44 2,88 mm ( lấy mn = 2 mm)
+ Sơ bộ chọn góc nghiêng : (trang 102/[1] )
Theo cơng thức 6.31/103/[1] ta có :
+ Số bánh răng chủ động :
= = = 30
Ta chọn = 30 bánh răng
+ Số bánh răng bị động : = 30.3,5 = 105
Ta chọn = 105 bánh răng
Tính chính xác góc nghiêng :
cos = = = 0,956 vậy =17
Như vậy nhờ có góc nghiêng của răng, ở đây không cần dịch chỉnh để đảm bảo
khoảng cách trục cho trước (trang 103)
Theo công thức 6.33/105/[1] :

= . = . =486 MPa [ = 1260 MPa
Trong đó :
22
GVHD: TH.S Nguyễn Văn Nang


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
= 274 MPa : Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp
(bảng 6.5/96/[1] )
- : Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc ( cơng thức 6.34/105/[1] )
= = = 1,7
+ Theo 6.35 ta có : tg= cos.tg = cos(20,8).tg(17) = 0,28 =>
là góc profin răng và là góc ăn khớp :
= = arctg(tg/cos)=arctg() = 20,8

3.1.7 Kiểm nghiêm sức bền uốn của bánh răng
Để đảm bảo bánh răng trong q trình làm việc khơng bị gãy thì ứng suất uốn tác
dụng lên bánh răng trong quá trình làm việc khơng bị gãy thì ứng suất uốn tác dụng
lên bánh răng
Theo cơng thức 6.43/108/[1] : [
Trong đó :
Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng : = = = 0,6
: Hệ số kể đến độ nghiêng của răng : = = = 0,87
: Hệ số dạng răng của bánh 1 bánh 2 ( phụ thuộc vào số răng tương đương)
- Với = 29 => = = 34 (cthuc 108/[1] )
- Với = 102 => = = 120 (cthuc 108/[1] )
Tra bảng 6.18/109/[1]
Với số răng 33 và ta có trị số = 0 Vậy = 3,80
Với số răng 116 và ta có trị số = 0 Vậy = 3,60
23

GVHD: TH.S Nguyễn Văn Nang


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
- Hệ số tải trọng khi tính về uốn tính theo CT6.45/109/[1]
- = = 1,37.1,17.1,12 = 1,8
- : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng.
- = 0,6 chọn = 1,17
- = 1,37 Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đơi răng đồng
thời ăn khớp khi tính về uốn ( tra bảng 6.14/107/[1] )
- : Hệ số kể đến tải trọng động cuất hiện trong vùng ăn khớp khi tính về uốn.
- = 1+ = 1 + =1,02 (công thức 6.46/109/[1] )
= . = 0,006.73.1,29. = 3,6
-: 0,006 Hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp
- : Hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch bước răng (bảng 6.16/107/[1]
Vậy :
= =132 Mpa [ =257 MPa
=> Thỏa điều kiện
Theo công thức 6.44/108/[1] : = = =139,3 [ =246 MPa
=> Thỏa điều kiện
3.1.8 Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng khi chịu tải trọng đột ngột
Ta có hệ số quá tải : = = 2,2 (bảng PL1.3/236/[1] )
Áp dụng công thức 6.48/110/[1] ứng suất tiếp xúc cực đại :
= . =438. = 649
Áp dụng công thức 6.49/110/[1]
= . = 135.2,2 = 297
= . = 142,5.2,2 = 313,5
24
GVHD: TH.S Nguyễn Văn Nang

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
Vậy cặp bánh răng đảm bảo về quá tải ( CT 62/[3] )
+ Đường kính vịng chia :
= . = 2.30 = 60 (mm)
= . = 2.105 = 210 (mm)
+ Chiều cao răng :
h = 2,25.m = 2,2.2 = 4,4 (mm)
+ Độ hở tâm :
C = 0,25.m = 0,25.2 = 0,5 (mm)
+ Đường kính vòng chia đỉnh răng :
= +2 = 60 +2.2 =64(mm)
= +2 =210 +2.2 = 214 (mm)
+ Đường kính vịng chân răng :
= - 2 -2.c = 64-2.2-2.0,5 = 59 (mm)
= - 2 -2.c = 210-2.0,5-2.2= 209 (mm)
Thông số

Giá trị
Bánh răng nhỏ

Bánh răng lớn

Số răng

Z1 = 30 răng

Z2 = 110 răng

Đường kính vịng chia

dc1 = 60 mm

dc2 = 210 mm

Đường kính vịng đỉnh răng

Dc1 = 64 mm

Dc2 = 214 mm

Đường kính vòng chân
răng

Di1 = 59 mm

Di2 = 209 mm

Chiều rộng răng

b1 =41 mm

Môđun pháp

mn = 2 mm

Khoảng cách trục

= 144 mm

Chiều cao răng

h = 4,4 mm

Độ hở hướng tâm

c = 0,5 mm

Góc nghiêng răng

 = 170

Góc ăn khớp

 = 20,8

25
GVHD: TH.S Nguyễn Văn Nang