Thuyết minh đồ án chi tiết máy Thiết kế hệ dẫn động băng tải

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CƠ KHÍ
BỘ MƠN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY VÀ RÔ BỐT

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

CHI TIẾT MÁY
HỌC
KÌ:

20192

MÃ
ĐỀ:

Người hướng dẫn
Thơng tin sinh viên
Sinh viên thực hiện
Mã số sinh viên
Lớp chuyên ngành
Lớp tín chỉ

2/20192.NMQ.
2.7
Sinh viên 1
Bùi Anh Quân
20171635
CK.08-K62
696238

ĐẦU

ĐỀ:

THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG
BĂNG TẢI

Ths. Nguyễn Minh Quân
Sinh viên 2

Ngày kí duyệt đồ án: ……./……./20…..

Ngày bảo vệ đồ án: ……./……./20…..

Ký tên ............................

ĐÁNH GIÁ
CỦA THẦY HỎI THI

….… / 10
Ký tên ……………………….
Hà Nội, …../20……

….… / 10
Ký tên ……………………….


Họ và tên: Bùi Anh Quân

Đồ án Chi tiết máy

MSSV: 20171635

Trang 2

Lớp CK.08-K62

Đề số: 2/20192.NMQ.2.7


Họ và tên: Bùi Anh Quân

MSSV: 20171635

Lớp CK.08-K62

Mục lục

Danh sách các bảng kết quả
Bảng 1. Thông số của động cơ điện không đồng bộ 3 pha được chọn

trang 6

Bảng 2 .Tổng hợp thông số của các bộ truyền

trang 6

Bảng 3: Các thông số của bộ truyền đai

trang 8

Bảng 4: Các thơng số bộ truyền trong

trang 16

Danh sách các hình
Hình 1 : Sơ đồ lực tác dụng lên trục trong hộp giảm tốc

Đồ án Chi tiết máy

Trang 3

trang 20

Đề số: 2/20192.NMQ.2.7


Họ và tên: Bùi Anh Quân

MSSV: 20171635

Lớp CK.08-K62

PHẦN 1. CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN

1. Các dữ kiện ban đầu (lấy ở đâu)
• Thiết kế băng tải
Lực kéo bang tải: F = 610 (N)
Vận tốc băng tải: v = 2.06 (m/s)
Đường kính tang: D = 440 (mm)
2. Chọn động cơ

Để chọn động cơ điện, cần tính công suất cần thiết. Gọi Plv – công suất trên băng
tải, η – hiệu suất chung tồn hệ thống,

PYC

– cơng suất cần thiết

• Cơng suất làm việc: Plv = = 1.26 (kW)
Hiệu suất của bộ truyền ngồi

• Tra bảng chọn hiệu suất :
- Hiệu suất bộ truyền đai : ηđ = 0.95
- Hiệu suất bộ truyền bánh răng : ηbr = 0.97
- Hiệu suất một cặp ổ lăn : ηôl = 0.99
- Hiệu suất khớp nối : ηkn = 0.99
• Hiệu suất hệ dẫn động: η = ηbr η2ôl ηđηkn = 0.89
Đồ án Chi tiết máy

Trang 4

Đề số: 2/20192.NMQ.2.7


Họ và tên: Bùi Anh Quân

MSSV: 20171635

Lớp CK.08-K62

 Công suất cần thiết trên trục động cơ : Pyc = =1.42 (kW)

• Số vịng quay trên trục cơng tác : nlv = = 89.42 ( vịng/ph )
• Chọn tỉ số truyền sơ bộ của bộ truyền đai và bộ truyền bánh răng lần lượt là :
uđ = 2.5 và ubr = 4 => Tỷ số truyền sơ bộ : usb = 2.5 x 4 = 10

 Số vòng quay sơ bộ trên trục động cơ : nsb = nlv usb = 894.2
Vậy ta cần chọn động cơ có điều kiện Pđc ≥ Pyc và nđc ≈ nsb nên ta tìm được động cơ

• Ký hiệu động cơ : 3K112S6
• Cơng suất động cơ : 1.5 (kW)
• Tốc độ của động cơ : 940.00 ( vịng/ph )
• Tmax/Tdn : 2.20

3. Phân phối tỉ số truyền
• Tỷ số truyền chung của hệ dẫn động : uch = = 10.51
Chọn tỷ số truyền của bộ truyền uđ = 2.5 => ubr = 4.20
4. Xác định thông số đầu vào thiết kế của các bộ truyền cơ khí và các trục
• Cơng suất

- Cơng suất trên trục công tác : Pct = Plv = 1.26 (kW)
- Công suất trên trục 2 (trục ra của HGT) : P2 = = 1.27 (kW)
- Công suất trên trục 1 (trục vào của HGT) : P1 = = 1.32 (kW)
- Công suất thực tế trên trục động cơ : Pđc = = 1.40 (kW)
• Số vịng quay
- Số vịng quay trên trục động cơ : nđc = 940 (v/phút)
- Số vòng quay trên trục 1 : n1 = = 376 (v/phút)
- Số vòng quay trên trục 2 : n2 = = 89.52 (v/phút)
Đồ án Chi tiết máy

Trang 5

Đề số: 2/20192.NMQ.2.7


Họ và tên: Bùi Anh Quân

MSSV: 20171635

Lớp CK.08-K62

- Số vòng quay trên trục công tác : nct = n2 = 89.52 (v/phút)
• Momen xoắn
- Momen xoắn trên trục động cơ : Tđc = = 14223.40 (Nmm)
- Momen xoắn trên trục 1 : T1 = = 33526.59 (Nmm)
- Momen xoắn trên trục 2 : T2 = = 135483.69 (Nmm)
- Momen xoắn trên trục công tác : Tct = = 134416.89 (Nmm)
Chú ý: Số lượng hiệu suất trong các tính tốn phải khớp nhau

Mã hiệu của Động cơ điên

Tốc độ của động
cơ (vịng/ph)

Cơng suất của động
cơ Pđc (kW)

Tmax/Tdn

3K112S6

940.00

1.50

2.2

Bảng 1. Thơng số của động cơ điện không đồng bộ 3 pha được chọn

Bảng 2. Tổng hợp thông số của các bộ truyền
Trục
Thông số
Tỷ số truyền u
Số vịng quay n, v/ph
Cơng suất P, kW
Mơ men xoắn T, Nmm

Đồ án Chi tiết máy

Trục động cơ

Trục vào HGT

uđ = 2.50
940.00
1.40
14223.40

Trang 6

Trục ra HGT

Trục công tácc

ubr =4.20
ukn = 1.00
376.00
89.52
89.52
1.27
1.26
33526.59
135483.69

Đề số: 2/20192.NMQ.2.7


Họ và tên: Bùi Anh Quân

MSSV: 20171635

Lớp CK.08-K62

PHẦN 2. THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN
1. Các dữ kiện ban đầu:
- Số ca làm việc: soca =2 (ca).

- Bộ truyền đai: Thang.
- Động cơ 3K112S6 ( động cơ nhóm II).
- Tỉ số truyền u = 2.5
- Góc nghiêng β = 30o
2. Tính tốn thiết kế bộ truyền đai

• Chọn tiết diện đai:

- Ta có Pđc=1.4(kw), nđc=940 (v/p)
 Chọn tiết diện đai loại A theo hình 4.1 TTTK
• Xác định đường kính bánh đai :
- Đường kính bánh đai nhỏ d1 : Theo bảng 4.13 TTTK chọn d1=125(mm).
 Vận tốc của đai : v = = = 6.15(m/s) < vmax = 25 (m/s)
- Đường kính bánh đai lớn
d2=d1u/(1-)=315.66(mm) với =0.01 là hệ số trượt.
chọn d2=315(mm) theo dãy tiêu chuẩn.

- Từ d1 và d2 tính lại tỉ số truyền thực tế ut= d2/d1=2.52
 Sai lệch tỷ số truyền : = 0.8% < 4%
• Tính khoảng cách trục sơ bộ:
- Dựa vào bảng 4.14 TTTK chọn sơ bộ asb = 345(mm).
• Tính chiều dài đai L :
L = 2asb + + = 1407.31(mm).

 1400(mm) theo dãy tiêu chuẩn

Đồ án Chi tiết máy

Trang 7

Đề số: 2/20192.NMQ.2.7


Họ và tên: Bùi Anh Quân

MSSV: 20171635

Lớp CK.08-K62

- Số vòng chạy của đai trong 1(s) : i= =4.39 < = 10
 Đai đủ bền.
- Tính chính xác khoảng cách trục:
a = với λ= L - và Δ =

 a = 341.2(mm).
• Tính góc ơm bánh đai chủ động :
- =-=≥
• Tính số đai cần thiết:
- Cơng suất cho phép của 1 sợi đai: Với v=6.15(m/s), đai A và d1=125(mm) từ
bảng 4.19 TTTK nội suy ra [Po]=1.38(kw)

- Hệ số ảnh hưởng bởi góc ơm Cα : Với α=148.26 nội suy từ bảng 4.15 TTTK ta
được Cα=0.93

- Hệ số ảnh hưởng bởi chiều dài đai CL : Với L=1400(mm) nội suy từ bảng 4.16
TTTK ta được CL=0.96

- Hệ số ảnh hưởng bởi tỉ số truyền Cu : Với tỉ số chuyền thực tế ut=2.52 nội suy
từ bảng 4.17 TTTK ta được Cu=1.13

- Hệ số ảnh hưởng bởi tải trọng không đều trên các đai: có =1.01 chọn được
Cz=0.95 theo bảng 4.18 TTTK.

- Hệ số tải trọng động: chọn Kđ=1.2 theo bảng 4.7 TTTK
 Số đai Z = = 1.27 => chọn z = 2
• Lực căng đai ban đầu :

- Fo = + Fv với Fv = qmv2
Với 𝑞𝑞 là khối lượng 1 mét chiều dài đai , 𝑞m= 0.105 đối với đai loại A

 Fo = 118.53(N)
Đồ án Chi tiết máy

Trang 8

Đề số: 2/20192.NMQ.2.7


Họ và tên: Bùi Anh Quân

MSSV: 20171635

Lớp CK.08-K62

• Lực tác dụng lên trục bánh đai : 𝑞 r = 2FoZsin(𝑞 1/2 ) = 456.05 (N)

Bảng 3: Các thông số của bộ truyền đai
Tiết diện đai
Khoảng cách trục
Đường kính bánh đai nhỏ / chủ động
Đường kính bánh đai lớn / bị động
Hệ số trượt
Góc ơm của đai trên bánh chủ động
Hệ số tải trọng động Kđ
Hệ số ảnh hưởng của góc ôm C-alpha
Hệ số ảnh hưởng của chiều dai đai C-l
Hệ số ảnh hưởng của tỉ số truyền C-u

Hệ số ảnh hưởng của tải trọng không đều trên các đai C-z
Công suất cho phép của 1 sợi đai
Số đai
Chiều dài đai
Số vòng chạy của đai trong 1 giây
Lực căng đai ban đầu (N)
Lực tác dụng lên trục (N)

A

341.20
125.00
315.00
0.01
148.26
1.20
0.93
0.96
1.13
0.95
1.38
2.00
1400.00
4.39
118.53
456.05

Đơn vị

mm

mm
mm
độ

kW
mm
mm
N
N

3. Tính tốn thiết kệ bộ truyền bánh răng
• Thơng số ban đầu

- ubr = 4.2
- P1 = 1.32 (kW)
- T1 = 33526.6 (Nmm)
- n1 = 376 (v/ph)
- Lh = 16000 (h)
• Chọn vật liệu làm răng
Đồ án Chi tiết máy

Trang 9

Đề số: 2/20192.NMQ.2.7


Họ và tên: Bùi Anh Qn

MSSV: 20171635

Lớp CK.08-K62

Do khơng có u cầu gì đặc biệt và theo quan điểm thơng nhất hóa trong thiết kể ở
đây chọn vật liệu 2 cấp bánh rang như nhau.

- Vật liệu bánh lớn
+ Nhã hiệu thép : C45
+ Chế độ nhiệt luyện : Tôi cải thiện
+ Độ rắn : HB = 192 ÷ 240 ; Chọn : HB2 = 230
+ Giới hạn bền : σb2 = 750 (MPa)
+ Giới hạn chảy : σch2=450(MPa)

- Vật liệu làm bánh nhỏ :
+ Nhãn hiệu thép : C45
+ Chế độ nhiệt luyện : Tôi cải thiện
+ Độ rắn : HB = 241 ÷ 285 ; Chọn : HB1 = 245
+ Giới hạn bền : σb1 = 850 (MPa)
+ Giới hạn chảy : σch1= 580 (MPa)

• Ứng suất tiếp xúc [σH] và ứng suất uốn cho phép [σF] :
- [σH] =
- [σF] =
Trong đó:
+ Chọn = 1 và = 1
+ SH, SF – Hệ số an tồn khi tính về ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn, tra
bảng 6.2 được SH1 = SH2 = 1.1 và SF1 = SF2 = 1.75
+ , : ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở

Đồ án Chi tiết máy

Trang 10

Đề số: 2/20192.NMQ.2.7


Họ và tên: Bùi Anh Quân

MSSV: 20171635

Lớp CK.08-K62

 = 560 MPa , = 441 MPa
= 530 MPa , = 414 MPa
+ , – Hệ số tuổi thọ:
, Trong đó:
, - Bậc của đường cong mỏi khi thử về ứng suất tiếp xúc, do bánh răng có HB<
350 => ,
NH0 , NF0 : Số chu kỳ thay đổi ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn
* Bánh chủ động : NH01 = 30HB12,4 = 16,26.106 , NF01 = 4 x 106
* Bánh bị động : NH01 = 30HB22,4 = 13,97.106 , NF01 = 4 x 106
NHE , NFE : Số chu kỳ thay đổi ứng suất NHE = NFE = 60 c.n.t∑ với
* c : số lần ăn khớp trong 1 vòng quay. c =1
* n : vận tốc vòng của bánh răng.
* t∑ : tổng số giờ làm việc của răng. t∑ = Lh
=> Bánh chủ động NHE1 = NFE1 = 60.c.n.t∑ = 360,96.106
Bánh bị động NHE2 = NFE2 = NHE1 / u = 85,94.106
Do NHE1 > NH01 lấy NHE1 = NH01 do đó KHL1=1
Do NHF1 > NF01 lấy NFE1 = NF01 do đó KFL1=1
Do NHE2 > NH02 lấy NHE2 = NH02 do đó KHL2=1
Do NFE2 > NF02 lấy NHE2 = NH02 do đó KFL2=1

Thay số vào cơng thức được:

- Bánh chủ động [σH1] = 509,09 (MPa) , [σF1] = 252 (MPa)
- Bánh bị động [σH2]= 481,82 (MPa) , [σF2] = 236,57 (MPa)
 sb = = 495,46 (MPa)

Đồ án Chi tiết máy

Trang 11

Đề số: 2/20192.NMQ.2.7


Họ và tên: Bùi Anh Quân

MSSV: 20171635

Lớp CK.08-K62

 max = 0.8.ch1 = 0,8.580 = 464 (MPa)
 max = 0.8. ch2 = 0,8.450 = 360 (MPa)
• Xác định sơ bộ khoảng cách trục :
aw = Ka(u+1)
Trong đó

- Ka : Hệ số phụ thuộc vật liệu làm bánh răng của cặp bánh răng. Tra bảng
 Ka = 43 MPa1/3
- T1 : Momen xoắn trên trục chủ động T1 = 33526,59 (Nmm)
-

sb

: ứng suất tiếp xúc cho phép sb = 495,46 (MPa)

- u : tỷ số truyền u = 4,2
- ψba,ψbd : Hệ số chiều rộng vành răng , chọn ψba = 0,3
 ψbd= 0,5.ψba(u+1) = 0,78
-

: hệ số kể đến sự phân bố không đều của tải trọng trên chiều rộng vành
răng, Tra bảng được = 1,03

Thay số ta được aw = 107,668 , chọn aw = 110 (mm)

• Xác định các thông số ăn khớp
- Mô đun : m = (0,01 ÷ 0,02) aw = 1,1 ÷ 2,2
Chọn m = 1,5 (mm)

- Xác định số răng
o Chọn sơ bộ = 10o => cos = 0.9848
Z1 = = 27,77
Chọn Z1 = 28 => Z2 = u.Z1 = 117

o Tỷ số truyền thực tế : ut = = 4,18
Đồ án Chi tiết máy

Trang 12

Đề số: 2/20192.NMQ.2.7

Họ và tên: Bùi Anh Quân

MSSV: 20171635

Lớp CK.08-K62

 Sai lệch tỷ số truyền : = 0,47 % < 4%
- Xác định góc nghiêng của răng :
o Cosβ = = 0,989 => β = arccos (cosβ) = 8,65
- Xác định góc ăn khớp αtw :
o αtw = arctan( ) = 20,211
- Góc nghiêng của răng trên hình trục cơ sở
o βb = arctan( cosαt .tanβ) = 8,121
• Xác định các thơng số động học và ứng suất cho phép
- Tỷ số truyền thực tế : ut = 4.18
- Đường kính vịng lăn :
o dw1 = = 42,47
o dw2 = 2aw – dw1 = 177,55
- Vận tốc vòng của bánh răng : v = 0,84
Tra bảng với bánh răng trụ răng nghiêng và v= 0,84 (m/s) ta được cấp chính xác
của bộ truyền là : CCX=9

- Ứng suất cho phép tính ở mục trên chỉ là ứng suất cho phép sơ bộ. Sau
khi xác định được vật liệu, các kích thước và thông số động học của bánh
răng, cần phải xác định chính xác ứng suất cho phép :
=
=

o , là ứng suất cho phép sơ bộ được tính ở trên

o ZR = hệ số xét đến độ nhám của mặt răng làm việc. Từ dữ liệu trong
sách chọn Ra = 2,5 ÷ 1,25μm => ZR = 0.95

o Zv : hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vịng.
Có v = ≤ 5(m/s) => Zv = 1
Đồ án Chi tiết máy

Trang 13

Đề số: 2/20192.NMQ.2.7


Họ và tên: Bùi Anh Quân

MSSV: 20171635

Lớp CK.08-K62

o KxH : Hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng. KxH = 1
o YR : Hệ số ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng. Chọn YR=1
o YS : Hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu với sự tập trung ứng suất
YS = 1.08 – 0.0695ln(m) với m là mô đun => YS = 1,052

o KxF : Hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng đến độ bền
uốn. KxF = 1
Thay số được
= = 470,68
* Bánh chủ động = = 488,13
* Bánh bị động = = 378,72

• Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng
- Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc
ZMZHZε ≤

o [σH] : Ứng suất tiếp xúc cho phép [σH] = 470,68 (MPa)
o ZM : Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp tra
bảng => ZM = 274 (MPa)1/3 (Thép –Thép )

o ZH :Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc
ZH = = 1,75

o bw : chiều rộng vành răng
bw = ψba.aw = 0,3.110 = 33 (mm) chọn bw = 35 (mm)

o Zε : Hệ số trùng khớp của răng, Phụ thuộc vào hệ số trùng khớp
ngang εα và hệ số trùng khớp dọc εβ với
εα = cosβ = 1,71
εβ = = 1,053

 Zε = = 0,765
Đồ án Chi tiết máy

Trang 14

Đề số: 2/20192.NMQ.2.7


Họ và tên: Bùi Anh Quân

MSSV: 20171635

Lớp CK.08-K62

o KH : Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc
KH = KHα KHβ KHv = 1,13.1,03.1,01 = 1,1755
Với các hệ số
KHα : hệ số kể đến sự phân bố không đều của tải trọn trên các cặp răng đồng
thời ăn khớp, KHα = 1,13
KHβ : hệ số kể đến sự phân bố không đều của tải trọng trên chiều rộng vành
răng (đã xác định ở trên) KHβ = 1,03
KHv : hệ số kể đến tải trọng đông xuất hiện trong vùng ăn khớp, KHv = 1,01

o dw1 : đường kính vịng lăn (đã tính ở trên) dw1 = 42,47
Thay số ta được
ZMZHZε = 456,28

- Kiểm tra thừa bền
< 10%

 Thỏa mãn
• Kiểm tra về độ bền uốn
σF1 = ≤ [σF1]
σF2 = ≤ [σF2]

- [σF1], [σF2] - Ứng suất uốn cho phép của bánh răng chủ động và bị động
đã tính ở trên
- KF - Hệ số tải trọng khi tính về uốn: KF = KFα KFβ KFv
- KFβ: Hệ số kể đến sự phân bố không đồng đều của tải trọng trên chiều
rộng vành răng=>KFβ = 1,07

- KFα : Hệ số phân bố không đều tải trọng trên các đôi răng đồng thời ăn
khớp khi tính về uốn. Tra bảng 6.14/T107[1] với v=0.84(m/s), CCX là 9,
nội suy ta được: KFα=1,19

Đồ án Chi tiết máy

Trang 15

Đề số: 2/20192.NMQ.2.7


Họ và tên: Bùi Anh Quân

MSSV: 20171635

Lớp CK.08-K62

- KFv: Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp khi tính về
uốn.
Tra bảng phụ lục P2.3/T250[1] với:
* CCX=9
* HB<350
* Răng nghiêng
* v=0.84(m/s)
Nội suy tuyến tính ta được: KFv = 1,03
=> KF = KFα KFβ KFv = 1,07.1,19.1,03= 1,31

- Yε - Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng: Yε = = = 0,58
- Yβ - Hệ số kể đến độ nghiêng của răng: Yβ = 1- = 1- = 0,94
- YF1, YF2 - Hệ số dạng răng:

Phụ thuộc vào số răng tương đương Zv1, và Zv2:
Zv1 = = = 28.98
Zv2 = = = 121.09
Tra bảng 6.18-109 TTTK Tập1 và nội suy
Ta được: YF1 = 3.4
YF2 = 3,62
Thay vào ta có:
σF1 = =
= 77.45(MPa) < [σF1] = 488.13 (MPa)
σF2 = = = 82.46(MPa) < [σF2] = 177.55(MPa)
=> Thỏa mãn
4. Một vài thơng số hình học của cặp bánh răng

 Đường kính vịng chia:
d1 = = = 42,48(mm)
Đồ án Chi tiết máy

Trang 16

Đề số: 2/20192.NMQ.2.7


Họ và tên: Bùi Anh Quân

MSSV: 20171635

Lớp CK.08-K62

d2 = = = 177,52(mm)

 Khoảng cách trục chia: a = 0,5(d1 + d2) = 110(mm)
 Đường kính đỉnh răng:
da1 = d1 + 2m = 42,48 + 2.1,5 = 45,48(mm)
da2 = d2 + 2m = 177,52 + 2.1,5 = 180,52(mm)

 Đường kính đáy răng:
df1 = d1 – 2,5m = 42,48 – 2,5.1,5 = 38.73(mm)
df2 = d2 – 2,5m = 177,52 – 2,5.1,5 = 173.77(mm)

 Đường kính vịng cơ sở:
db1 = d1cosα = 42,48.cos20 = 39.92(mm)
db2 = d2cosα = 177,52.cos20 = 166.81(mm)
+) Góc profin gốc: α = 20°
Lực vòng: Ft1 = Ft2 = = = 1578,84(N)
Lực hướng tâm trên bánh chủ động:
Fr1 = Fr2 = Ft1tanαtw = 1578,84.tan(20,211) = 581,24(N)
Lực dọc trục trên bánh chủ động:
Fa1 = Fa2 = Ft1tanβ = 1578,84.tan(8,65) = 240.19(N)
Bảng 4: Các thông số bộ truyền trong
Thông số
mô đun

Giá
trị

Đơn
vị

1.50

mm

110.00

mm

Chiều rộng vành răng

35.00

mm

Số răng bánh chủ động

28.00

Khoảng cách trục

Số răng bánh bị động

117.00

Góc nghiêng của răng trên trụ chia: beta

Đồ án Chi tiết máy

8.65

Trang 17

(độ)

Đề số: 2/20192.NMQ.2.7


Họ và tên: Bùi Anh Quân

MSSV: 20171635

Lớp CK.08-K62

Hệ số dịch dao - bánh răng chủ động

0.50

Hệ số dịch dao - bánh răng bị động

0.50

Cấp chính xác của bộ truyền

9.00

Hệ số xét đến cơ tính của vật liệu làm bánh răng ZM

274.00

Hệ số xét đến hình dạng bề mặt tiếp xúc ZH

1.75

Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng Z_epsilon
Hệ số xét đến phân bố không đều không đều tải trọng theo chiều rộng vành răng
(K_Hbeta)

0.77

Hệ số xét đến tải trọng động (K_Hv)
Hệ số xét đến sự phân bố không đều của tải trọng giữa các đôi răng cùng ăn khớp
(K_Halpha)

1.01

1.03

1.13

Ứng suất tiếp xúc cho phép chính xác

470.68

(MPa)

Ứng suất tiếp xúc tính tốn

456.28

(MPa)

1578.84

(N)

Lực dọc trục trên bánh chủ động

240.19

(N)

Lực hướng tâm trên bánh chủ động
Độ rắn bề mặt bánh răng nhỏ
Độ rắn bề mặt bánh răng lớn

581.24

(N)
HB
HB

Lực vòng trên bánh chủ động

245.00
230.00

PHẦN 3. Tính trục và chọn ổ lăn

1. Chọn khớp nối

Sử dụng khớp nối vòng đàn hồi để nối trục.

Đồ án Chi tiết máy

Trang 18

Đề số: 2/20192.NMQ.2.7


Họ và tên: Bùi Anh Quân

MSSV: 20171635

Lớp CK.08-K62

Đường kính trục cần nối d2 = 30 mm
Mơ men xoắn tính tốn Tt = k.T
k : hệ số làm việc phụ thuộc loại máy tra bảng 16.1/58 [2], lấy k = 1,3
T= TII = 135483,69 Nmm

 Tt = k.T = 1,3.135483,69 =176128,80 (Nmm)
Dựa vào chỉ số Tt và đường kính trục cần nối ta rtra kích thước cơ bản của
nối trục đàn hồi theo bảng 16-10a/68 [2]
T
250

d
32

D
140

dm
65

L
165

l
110

d1 D0
56 105

Z nmax
6 3800

B
5

B1 l1 D3 l2
42 30 28 32

Dựa vào chỉ số Tt và đường kính trục cần nối ta rtra kích thước cơ bản của
vịng đàn hồi theo bảng 16-10b/69 [2]
T
250

dc
14

d1

M10

D2
20

l
62

l1
34

l2
15

l3
28

h
1,5

• Điều kiện sức bền dập của vòng đàn hồi
Đồ án Chi tiết máy

Trang 19

Đề số: 2/20192.NMQ.2.7


Họ và tên: Bùi Anh Quân
d

MSSV: 20171635

Lớp CK.08-K62

= [d]

• Điều kiện sức bền của chốt
u

= [u]

Trong đó :

- Z ; Do ; l3 ; lo ; dc là các số liệu đã chọn trong bảng ; lo = l1 +
- [d] : ứng suất dập cho phép của vòng cao su,có thể lấy [d]= 24 (MPa)
- [u] = 60 MPa ứng suất cho phép của chốt
 d = 1,43 (MPa) và u = 42,28 MPa (Thỏa mãn )
• Lực của khớp nối tác dụng lên trục
Ta có : Fkn = 0,2Ft
Ft = = = 2580,64 (N) => Fkn = 0,2Ft = 516,13 (N)
2. Lập sơ đồ đặt lực

Fr2

Trục II =>
Fd

Fyd

Fx3
Fy3
Fy1

Fxd

Fx4

Fa2
Ft2

Fa1

Fx2

Fx1
Đồ án Chi tiết máy

Trang 20

Fy2

<= Trục I

Fr1
z

Fkn

Fy4

Ft1

O

Đề số: 2/20192.NMQ.2.7


Họ và tên: Bùi Anh Quân

MSSV: 20171635

Lớp CK.08-K62
X
y

Hình 1 : Sơ đồ lực tác dụng lên trục trong hộp giảm tốc
3. Tính sơ bộ các trục

• Chọn vật liệu chế tạo trục
- Chọn vật liệu chế tạo các trục là thép 45 tơi cải thiện có
[τ ]=15 ÷ 30 MPa

σ b = 750 MPa

ứng suất xoắn cho phép

• Xác định sơ bộ đường kính trục
-

Đường kính trục được xác định bằng mômen xoắn theo công thức sau:

d
T – Momen xoắn
[] - ứng suất xoắn cho phép đối với vật liệu trục là thép [] = 15 ... 30 MPa
Trục 1: d1 19,67 lấy d2 = 20 mm
Chọn chiều rộng ổ lăn bo theo bảng 10.2/189[1]
bo2 = 15
Trục 2: d2 28,92 lấy d2 = 30 mm
Chọn chiều rộng ổ lăn bo theo bảng 10.2/189[1]
bo2 = 19
Xác định lực từ các chi tiết, bộ truyền tác dụng lên trục
+ Lực tác dụng lên trục II
Lực từ từ bánh đai tác dụng lên trục: Fr = 456,05 (N)
Lực từ bánh răng trụ răng nghiêng tác dụng lên trục I:
Lực vòng : Ft1 = 1578,84 (N)
Lực hướng tâm : Fr2 = 581,24 (N)
Lực dọc trục : Fa1 = 240,19 (N)
•

+ Lực tác dụng lên trục II
Lực từ khớp nối : Fkn = 516,13 (N)
Lực từ bánh răng trụ răng nghiêng tác dụng lên trục II:
Lực vòng : Ft2 = 1578,84 (N)
Lực hướng tâm : Fr2 = 581,24 (N)
Lực dọc trục : Fa2 = 240,19 (N)
• Xác định khoảng cách giữa các điểm đặt lực
Đồ án Chi tiết máy

Trang 21

Đề số: 2/20192.NMQ.2.7


Họ và tên: Bùi Anh Quân

MSSV: 20171635

Lớp CK.08-K62

Trục I:

Trục II

Đồ án Chi tiết máy

Trang 22

Đề số: 2/20192.NMQ.2.7


Họ và tên: Bùi Anh Quân

MSSV: 20171635

Lớp CK.08-K62

Theo bảng (10.3_1/1) chọn :
k1 = 8...15 là khoảng cách từ mặt mút chi tiết quay đến thành trong của hộp, k1 = 10
k2= 5…..15 là khoảng từ mút ô đến thành trong của vỏ hộp, k2 = 15

k3= 10…20 là khoảng cách từ mặt mút chi tiết đến nắp ổ, k3 = 15
n

n

h = 15…20 chiều cao nắp ổ và đầu bulong, h = 17
Trục II:

- Chiều dài moay ơ nửa khớp nối ( nối trục đàn hồi)
lm12 = (1,4 ÷ 2,5)d2 = (1,4 ÷ 2,5).30 = (42 ÷ 75) Chọn lm12 = 45

- Chiều dài moay ơ bánh răng trụ răng nghiêng lớn
lm13 = (1,2 ÷ 1,5)d2 = (36 ÷ 45) Chọn lm13 = 40
l12 = 0,5(lm12 + bo2) + k3 +hn = 0,5.(45 + 19) + 15 + 17 = 64 mm
l13 = 0,5(lm13 + bo2) + k1 +k2 = 0,5.(40 + 19) + 10 + 15 = 54,5 mm
l11 = 2.l13 = 109 mm
Trục I:
Đồ án Chi tiết máy

Trang 23

Đề số: 2/20192.NMQ.2.7


Họ và tên: Bùi Anh Quân

MSSV: 20171635

Lớp CK.08-K62

- Chiều dài moay bánh đai
lm22 = (1,2 ÷ 1,5)d1 = (1,2 ÷ 1,5).20 = (24 ÷ 30) Chọn lm22 = 30 mm

- Chiều dài moay ơ bánh răng trụ răng nghiêng lớn
Ta chọn chiều dài moay ơ ≥ bw => chọn lm23 = 40 mm
l22 = 0,5(lm22 + bo1) + k3 +hn = 0,5.(30 + 19) + 15 + 17 = 56,5 mm

- Ta đặt 2 cặp ổ lăn trục I và trục II thẳng hàng nên :
l21 = l11 = 109 mm
l23 = 54,5 mm

4. Tính, chọn đường kính các trục
4.1 Trục II :

• Tính phản lực tại các gối đỡ
* Trường hợp 1
(0)

Fr2

Trục II
Fx3

Fy3

Fkn
Fx4

Fa2
l13

Ft2

Fy4
l12

l11
X

z

O
y

∑Fx = Ft2 + Fx3 + Fx4 - Fkn =0
∑Fy = - Fr2 + Fy3 + Fy4 =0
∑Mx(0) = Fr2.(l11 – l13) – Fy4 .l11– Fa2.dw2/2 =0

Đồ án Chi tiết máy

Trang 24

Đề số: 2/20192.NMQ.2.7


Họ và tên: Bùi Anh Quân

MSSV: 20171635

Lớp CK.08-K62

∑My(0) = Ft2.(l11-l13) + Fx4 .l11 – Fkn.(l11 + l12) =0
Với Ft2 = 1578,84 (N), Fr2 = 581,24 (N), Fa2 = 240,19 (N), Fkn = 516,13 (N)
dw2 = 177,55 (mm)

 Fx3 =-1092,47 (N), Fx4 = 29,76 (N)
Fy3 = 486,24 (N), Fy4 = 94,99 (N)
* Trường hợp 2
(0)

Fr2

Trục II

O
Fx3

Fkn

Fy3

Fx4

Fa2
l13

Ft2

Fy4
l12

l11
z

X

O
y

∑Fx = Ft2 + Fx3 + Fx4 + Fkn =0
∑Fy = - Fr2 + Fy3 + Fy4 =0
∑Mx(0) = Fr2.(l11-l13) – Fy4 .l11 – Fa2.dw2/2 =0
∑My(0) = Fx4 .l11 + Fkn.(l12 + l11) + Ft2.(l11 – l13) =0
Với Ft2 = 1578,84 (N), Fr2 = 581,24 (N), Fa2 = 240,19 (N), Fkn = 516,13 (N)
dw2 = 177,55 (mm)

 Fx3 = -486,37 (N), Fx4 = -1608,6 (N)
Fy3 = 486,24 (N), Fy4 = 94,99 (N)

• Vẽ biểu đồ momen và tính momen tương đương :
Đồ án Chi tiết máy

Trang 25

Đề số: 2/20192.NMQ.2.7