ĐỒ án MÔN HỌC CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY 2 đề TÀI THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN

BỘ CƠNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
KHOA CƠ KHÍ & ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY 2
ĐỀ TÀI
THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN

GVHD : Phí Trọng Hùng
SVTH

: Ngô Thu Huyền

MÃ SV : 18810620123

Hà Nội, tháng 5/2020


ĐỀ TÀI
Đề số 4: THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN
Phương án: 03

Hệ thống dẫn động thùng trộn bao gồm:
1- Động cơ điện 3 pha không đồng bộ; 2- Nối trục đàn hồi ; 3-Hộp giảm tốc bánh răng trụ hai
cấp đồng trục; 4- Bộ truyền xích ống con lăn; 5- Thùng trộn.
Số liệu thiết kế:
Công suất trên trục băng tải, P(KW): 8
Số vòng quay trên trục tang dẫn, n(v/ph): 53

Thời gian phục vụ, L(năm) : 7,5
Quay một chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ.
(1 năm làm việc 300 ngày, 1 ca làm việc 8 giờ)
Chế độ tải: T1 = T; t1 = 36s; T2 = 0,75T; t2 = 32s.


LỜI NÓI ĐẦU
Đất nước ta đang trên đà phát triển với xu hướng cơng nghiệp hóa hiện đại hóa, sự phát
triển của những lĩnh vực khoa học kỹ thuật như Cơ khí, Cơ điện tử, Điện, Điện tử, Tự động hóa,
Cơng nghệ thơng tin... Giữ vai trị đặc biệt quan trọng, sự phụ thuộc của con người đã đang và
tiếp tục được thay thế bởi máy móc tự động hóa, mà ở đó con người có thể điều khiển được hệ
thống dây truyền hoạt động trơn chu. Từ đó làm tăng năng suất lao động, giảm giá thành sản
phẩm, đảm bảo an toàn cho người lao động. Để làm được điều đó những người kỹ sư phải có
trình độ cũng như kiến thức chắc chắn về chế tạo, điều khiển tự động và vận hành. Vì vậy sự đầu
tư, quan tâm cho sự phát triển trong tương lai phải được thực hiện một cách nghiêm túc từ ngay
từ trong các trường Đại học kỹ thuật nơi mà các sinh viên là kỹ sư, cử nhân tương lai đang theo
học.
Đồ án môn học Chi tiết máy là tiền đề cơ bản cho sinh viên ngành cơ khí khi cịn ngồi trên
ghế nhà trường. Bước đầu định hướng được việc mình phải làm gì, làm như thế nào, cách thức
thực hiện ra sao… Để hiểu thiết kế được từng chi tiết máy từ đơn giản nhất tới phức tạp hơn rồi
tới một sản phẩm máy hồn chỉnh có cơng dụng nhất định trong tương lai, qua đó có cách nhìn
đúng đắn hơn về ngành nghề mình đang theo học và thêm yêu nghề hơn.
Nội dung chính đồ án đề cập tới vấn đề cơ bản nhất trong thiết kế máy và chế tạo máy. Để
làm được đồ án này mỗi sinh viên phải nắm được kiến thức cơ bản trong các tài liệu và môn
học nguyên lý máy, chi tiết máy, dung sai kỹ thuật đo, vật liệu học, cơ lý thuyết, sức bền vật liệu,
tính tốn thiết kế hệ dẫn động trong cơ khí, đọc được bản vẽ kỹ thuật, phải biết được các thuật
ngữ các kí hiệu trong ngành cơ khí. Cùng với đó là khơng thể thiếu sự ứng dụng của các phần
mềm thiết kế cơ bản trong cơ khí chế tạo như Autodesk AutoCAD 2D, Autodesk AutoCAD
Mechanical, Autodesk Inventor 3D, SolidWorks 3D, Catia… Đồng thời khi thiết kế chúng ta phải
bám sát với thực tế để sao cho sản phẩm tạo ra có giá thành hợp lý, chi phí sản xuất thấp, tính

thẩm mỹ cao, tuổi thọ tốt đảm bảo u cầu kỹ thuật thì mới có thể cạnh tranh trên thị trường.
Khi thực hiện làm đồ án em cũng gặp phải một số khó khăn nhất định. Như kiến thức về chi
tiết máy, kỹ năng vẽ Autocad 2D, Autodesk Inventor 3D còn gặp nhiều hạn chế. Được sự giúp
đỡ nhiệt tình của q thầy cơ trong khoa Cơ Khí và Động Lực, trường Đại học Điện lực và đặc
biệt là thầy giáo hướng dẫn .., cùng với đó là sự giúp đỡ của các bạn thành viên trong khoa Cơ


Khí và Động Lực và các bạn trong lớp D13CODT2 mà em đã hồn thành được đồ án mơn học
này.
Do lần đầu tiên thực hiện với vốn kiến thức tổng hợp được cịn nhiều hạn chế, cho nên dù đã
có nhiều cố gắng nhưng sai sót là điều khơng thể tránh khỏi. Em rất mong nhận được sự đóng
góp của thầy và các bạn để cho lần làm sau được tốt hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, 5-2020
Giảng viên hướng dẫn

Sinh viên thực hiện

Ngô Thu Huyền


MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN BỐ TỶ SỐ TRUYỀN.........................................1
1.1 : Chọn động cơ.....................................................................................................................1
1.1.1 : Xác định công suất động cơ.....................................................................................1
1.1.2 : Xác định số vòng quay sơ bộ...................................................................................2
1.1.3: chọn động cơ..............................................................................................................2
1.2 : Phân bố tỷ số truyền..........................................................................................................3
1.2.1: Tỷ số truyền của hệ dẫn.............................................................................................3

1.2.2: Công suất trên các trục...............................................................................................3
1.2.3: Số vịng quay trên các trục.........................................................................................4
1.2.4: Mơ men xoắn trên các trục.........................................................................................4
CHƯƠNG 2: TINH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN..............................................................5
2.1 :Tính tốn thiết kế bộ truyền xích........................................................................................5
2.1.1. Chọn loại xích............................................................................................................5
2.1.2: Xác định số răng của đĩa xích....................................................................................5
2.1.3: Các hệ số điều kiện sử dụng.......................................................................................5
2.1.4: Xác định số bước xích................................................................................................6
2.1.5: Kiểm tra số vịng quay tới hạn...................................................................................6
2.1.6: Tính tốn vận tốc trung bình......................................................................................6
2.1.7: Lực vịng có ích..........................................................................................................6
2.1.8: Tính tốn kiểm nghiệm bước xích.............................................................................7
2.1.9: Xác định khoảng cách trục và số mắt xích.................................................................7
2.1.10: Tính chiều dài dây xích...........................................................................................7
2.1.11: Tính chính xác khoảng cách trục.............................................................................7


2.1.12: Kiểm tra số lần va đập của xích trong một giây......................................................7
2.1.13: Kiểm nghiệm hệ số an toàn.....................................................................................8
2.1.14: Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc..................................................................................8
2.1.15: Lực tác dụng lên trục...............................................................................................9
2.1.16: Xác định thơng số đĩa xích......................................................................................9
2.2. Tính tốn thiết kế các chi tiết máy....................................................................................12
2.2.1 Tính tốn bộ truyền cấp nhanh.................................................................................12
2.2.2 Tính tốn bộ truyền cấp chậm..................................................................................20
2.3: Tính tốn thiết kế trục và then..........................................................................................29
2.3.1: Vật liệu chế tạo trục và ứng suất cho phép..............................................................29
2.3.2: Thiết kế sơ bộ theo mô men xoắn............................................................................29
2.3.3: Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực...........................................30

2.3.4: Thiết kế trục.............................................................................................................31
2.3.5: Chọn và kiểm nghiệm then......................................................................................40
2.3.6: Kiểm nghiệm độ bền trục.........................................................................................41
2.4 Tính tốn nối trục...............................................................................................................45
2.5 Tính tốn ổ lăn:..................................................................................................................47
2.6 Bơi trơn trong hộp giảm tốc, thiết kế vỏ hộp và các chi tiết liên quan:.............................54
CHƯƠNG 3: CHỌN THÂN MÁY, BULONG VÀ CÁC CHI TIẾT PHỤ............................56
3.1 Chọn thân máy:..................................................................................................................56
3.1.1 Yêu cầu.....................................................................................................................56
3.1.2 Bôi trơn hộp giảm tốc...............................................................................................56
3.2 Các chi tiết liên quan đến vỏ hộp.......................................................................................57
3.2.1 Chốt định vị..............................................................................................................57


3.2.2 Cửa thăm...................................................................................................................58
3.2.3 Nút thông hơi............................................................................................................58
3.2.4 Nút tháo dầu..............................................................................................................59
3.2.5 Que thăm dầu............................................................................................................60
3.2.6 Bulong vịng..............................................................................................................61
3.2.7 Vít tách nắp và thân hộp giảm tốc............................................................................61
3.3. Các chi tiết phụ khác.........................................................................................................61
3.3.1 Vòng chắn dầu.........................................................................................................61
3.3.2 Vòng phớt.................................................................................................................62
3.4. Dung sai lắp ghép.............................................................................................................62
3.4.1. Dung sai lắp ghép bánh răng...................................................................................62
3.4.2. Dung sai lắp ghép ổ lăn...........................................................................................63
3.4.3. Dung sai lắp ghép vòng chắn dầu............................................................................64
3.4.4. Dung sai lắp ghép then............................................................................................64
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................................66

CHƯƠNG 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN BỐ TỶ SỐ TRUYỀN.
1.1 : Chọn động cơ.
1.1.1 : Xác định công suất động cơ.
Hiệu suất truyền động

   kn .br1.nbr 2 .ol4 . x  1.0,97.0,97.0,994.0,92  0,83
br1  br 2  0,97 : Hiệu suất truyền bánh răng trụ

ol  0,99 : Hiệu suất của các cặp ổ lăn
 x  0,92 : Hiệu suất của bộ truyền xích
 kn  1 : Hiệu suất của khớp nối
Công suất trên trục công tác: Plv
Plv  8(kW )
Hệ số tương đương đổi công suất làm việc sang đẳng trị
2

 Ti 


 .ti
i 1  Tmax 
K td 
n
 ti
n

i 1

Ta tính được :

2

2

2

2
2
 Ti 
 T1 
 T2 
T 
 0, 75T 
.
t
.
t

.
t


 i
  1   2
  .36  
 .32
T1 
T1 
T
T 

i 1  Tmax 




K td 


 0,89
n
t1  t2
36  32
 ti
n

i 1

Công suất cần thiết: Pct

Pct    

Plv .Ktd 8.0,89

 8,58  kW 
n
0,83
1


1.1.2 : Xác định số vòng quay sơ bộ.

Tỷ số truyền chung của :

uch  uh .u x
Theo bảng 2.4 Tài liệu [1]:
Đối với bộ truyền xích, tỷ số truyền ux được chọn trong khoảng 2  5.
Đối với hộp giảm tốc hai cấp, tỷ số truyền được chọn trong khoảng 8  40.
Số vịng quay trên trục cơng tác :

nlv  53  v / ph 

u  13
Chọn sơ bộ tỷ số truyền của hệ thống : ( u x  2 , hgt
)
usb  uhgt .u x  13.2  26
Số vòng quay sơ bộ của động cơ :
nsb  nlv .usb  53.26  1378 (vòng/phút)
Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ ndb  1500(v / ph)
1.1.3: chọn động cơ
Động cơ điện có thơng số thỏa mãn
+) Pđc  11kW  Pct  8.58kW
+) nđc  nsb  1378(v / p )
Dựa vào phục lục P1.3 [1] ta chon động cơ có thơng số sau:
Kiểu

động Công suất, Vận tốc quay, cos

cơ
(kW)
4A132M4Y3 11

(vg/ph)
1458

0,87

η%

T max
Tdn

Tk
Tdn

87,5

2,2

2,0

2


Tỷ số truyền thực sự lúc này là:

n ch =

n đc 1458
=
=27,5
n lv

53

1.2 : Phân bố tỷ số truyền.
1.2.1: Tỷ số truyền của hệ dẫn.
-Hộp giảm tốc
Tỷ số truyền chọn sợ bộ là:

uhgt  13
Bộ truyền xích :
ux 

ndc
1458

 2,12
nlv .u hgt 53.13

Đối với hộp giảm tốc bánh răng đồng trục, tỷ số truyền của cấp nhanh được lấy bằng
cấp chậm:
u1  u2  uhgt  13  3, 60

Tỉ số cuối cùng của hộp giảm tốc :

uhgt  u1.u2  3, 60.3, 60  12,96
Sai số tỷ số truyền hộp giảm tốc :



H  H
13  12,96

.100% 
.100%  0,307%
H
13

1.2.2: Công suất trên các trục Plv  8 (kW )
Công suất động cơ của trục III :
PIII 

Plv
8

 8, 78( kW )
nol .nx 0,99.0,92

Công suất động cơ của trục II :
PII 

PIII
8, 78

 9,14(kW )
nbr 2 .nol 0,97.0,99

Công suất động cơ của trục I :
PI 

PII
9,14


 9,51(kW )
nbr1.nol 0,97.0,99
3


Pdc , 

PI
9,51

 9, 6(kW )
nol .nkn 0,99.1

1.2.3: Số vòng quay trên các trục.
n1 =

n đc 1458
=
=1458vg/ph
u đc
1

n2 =

n1 1458
=
=405vg/ph
u1 3, 60

n3 =

n 2 405
=
=112,5vg/ph
u 2 3, 60

1.2.4: Mô men xoắn trên các trục.
Momen xoắn trên trục I là:
T1  9,55.106.

P1
9,51
 9,55.106.
 62291,15  N .mm 
n1
1458

Momen xoắn trên trục II là:
T2  9,55.106.

6

T 2=9 , 55.10 .

P2
9,14
 9,55.106.
 215523, 45  N .mm 
n2
405

P2
9,91
6
=9 ,55.10 .
=199925,01
n2
473,38

Momen xoắn trên trục III là:
T3  9,55.106.

6

T 3=9 , 55.10 .

P3
8, 78
 9,55.106.
 745324, 44  N .mm 
n3
112, 5

P3
6 9,513
=9 , 55.10 .
=498897,03
n3
182,1

Ta chọn động cơ 4A132M4Y3 với bảng đặc tính kỹ thuật sau
Trục
Động cơ

I

II

III

Công tác

Thông số
4


11

P (kW)

9,51
1

Tỉ số truyền
N vg/ph

3,60

1458

T (Nmm)

9,14

8,78
3,60

8
2,12

1458

405

112,5

62291,15

215523,45

745324,44

53

CHƯƠNG 2: TINH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN
2.1 :Tính tốn thiết kế bộ truyền xích.
2.1.1. Chọn loại xích.
Cách thơng số đầu vào của động cơ và tỉ số của bộ truyền xích:


P3  8, 78kW



 u x  2,12



n3  112,5 vg / ph



T3  745324, 44 Nmm

 Chọn loại xích ống con lăn có số
2.1.2: Xác định số răng của đĩa xích.
Theo cơng thức: z1  29  2u x  29  2.2,12  24,76 => chọn z1  25 răng
 Do đó số răng đĩa lớn là z2  u x z1  2,12.25  53 (răng) < z2max  120
Vì z2    z2 max  120 răng nên bộ truyền thỏa mãn điều kiện hạn chế độ tăng bước xích
của bộ truyền xích ống.
2.1.3: Các hệ số điều kiện sử dụng.
Theo cơng thức (5.3) Tài liệu [1], cơng suất tính tốn:
P  P3 .k .k z .kn  8, 78.1,95.1.1, 77  30,3kW
Với: z01  25 ,

kz =

z 01 25
= =1
z1 25

5


n01  200 ,

kn =

n 01 200
=
=1,77
n1 112,5

Theo công thức (5.4) và bảng 5.6 Tài liệu [1].
k  k0 .ka .kdc .kd .kc .kbt  1.1.1.1, 2.1, 25.1,3  1,95
Trong đó:- k0  1 : Hệ số kể đến ảnh hưởng của vị trí bộ truyền.
(Đường tâm của xích làm với phương ngang 1 góc < 60o)
- ka  1 : Hệ số kể đến khoảng cách trục và chiều dài xích.
(Khoảng cách trục

a   30  50  Pc

)

- kdc  1 : Hệ số kể đến ảnh hưởng của việc điều chỉnh lực căng xích.
(Điều chỉnh bằng 1 trong các đĩa xích)
- kd  1, 2 : Hệ số tải động, kể đến ảnh hưởng của tải trọng.
(Tải va đập nhẹ)
- kc  1, 25 : Hệ số kể đến độ làm việc của bộ truyền.
(Làm việc 2 ca/1 ngày)
- kbt  1,3 : Hệ số kể đến ảnh hưởng của bơi trơn.

(Mơi trường có bụi, chất lượng bôi trơn II ( đạt yêu cầu))
2.1.4: Xác định số bước xích.
Theo bảng 5.5 Tài liệu [1] với n01 =200vg/ph, ta chọn truyền xích 1 dãy có bước xích
pc =38,1mm.
2.1.5: Kiểm tra số vòng quay tới hạn.
6


Theo bảng 5.2 Tài liệu [1] số vòng quay tới hạn nth  600 vg / ph nên điều kiện
n  nth được thỏa mãn.
2.1.6: Tính tốn vận tốc trung bình.

v=

n.z.pc 112,5.25.38,1
=
=1,78 m/s
60000
60000

2.1.7: Lực vịng có ích.

Ft =

1000.P 1000.8,78
=
=4932,58 N
v
1,78

2.1.8: Tính tốn kiểm nghiệm bước xích.

Pc  600 3

P1.k
8,78.1,95
=600 3
=35,65mm
z1.n1. p0  .k x
25.112,5.29.1

Do bước xích pc  38,1mm thỏa mãn yêu cầu
2.1.9: Xác định khoảng cách trục và số mắt xích.
Chọn khoảng cách trục a  40. pc  40.38,1  1524mm
Số mắt xích:

X=

2a z1 +z 2
+
pc
2

2

2

 z -z  p 2.1524 25+53  53-25  38,1
+ 2 1  . c =
+

+
=119,5
 .
38,1
2
 2π  a
 2π  1524

Chọn X  120 mắt xích.
2.1.10: Tính chiều dài dây xích.
L  X . pc  120.38,1  4572mm.
2.1.11: Tính chính xác khoảng cách trục.

7


2
 z +z
z1 +z 2 2  z 2 -z1  
1
2

a=0,25p c X+ (X) -8 
 
2
2
2π  





2
2

25+53 
25+53   53-25  

=0,25.38,1 120+ 120 -8 
  =1533,65mm
2
2   2π  





 0, 002  0, 004  a ).
Chọn a  1530mm (giảm khoảng cách trục
2.1.12: Kiểm tra số lần va đập của xích trong một giây.
Theo công thức (5.14) Tài liệu [1]:

i=

z1.n1 25.112,5
=
=1,56   i  =20
15.X 15.120
bảng 5.9 Tài liệu [1].

2.1.13: Kiểm nghiệm hệ số an tồn.

s=
Theo cơng thức (5.15) Tài liệu [1]:

Q
k d .Ft +Fo +Fv

Trong đó:


Q  127 kN : Tải trọng phá hỏng, khối lượng 1m xích qm  5,5kg . Theo bảng 5.2 Tài

liệu [1].


kđ  1, 2 : Hệ số tải trọng động, tải va đạp nhẹ và tải trọng máy bằng 150% tải trọng
làm việc.



Fv  q.v 2  5,5.1, 782  17, 42 N :Lực căng do lực li tâm.



Lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động sinh ra, do bộ truyền nằm ngang nghiêng
1 góc < 40o nên chọn

Kf  4

.

F0  K f .a.qm .g  4.1,53.5,5.9,81  330, 2 N

s=

127.103
=20,26>  s  =8,5
1,2.4932,58+330,2+17,42
theo bảng 5.10 Tài liệu [1].
8




Bộ truyền xích đảm bảo đủ bền

2.1.14: Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc.
Theo công thức (5.18) Tài liệu [1] ta có:

σ H =0,47







k r Ft K đ +Fv đ E
Ak đ

  σH 

Đĩa xích 1:

Ft  4932,58 N : Lực vòng.
kr  0, 42 : Hệ số ảnh hưởng của số răng đĩa xích( z1  25 ).
K đ  1, 2v : Hệ số tải trọng động( tải va đập nhẹ).
k đ  1 : Hệ số phân bố không đều tài trọng.

Fvđ  13.107.n1 pc3 m  13.10­ 7.112,5.38,13.1  8, 08 N : Lực va đập trên 1 dãy xích.
E=

2E1E 2
=2,1.105 MPa
E1 +E 2
: Modun đàn hồi.

A  395mm 2 : Diện tích chiếu của bản lề.

0,42.  4932,58.1,2+8,08  .2,1.105
σ H1 =0,47
=540,7MPa
395.1

σ H1   σ H 

Do đó ta dung thép 45 tơi cải thiện đặt độ rắn bề mặt HB170 sẽ đạt được

ứng suất tiếp xúc [ H ]  600 MPa sẽ đảm bảo độ bền tiếp xúc cho bánh đĩa 1.


Đĩa xích 2:

Ft  4932,58 N : Lực vịng.
kr  0, 23 : Hệ số ảnh hưởng của số răng đĩa xích( z2  53 ).
K đ  1, 2 : Hệ số tải trọng động( tải va đạp nhẹ).
k đ  1 : Hệ số phân bố không đều tải trọng.

9


Fvđ  13.107.n1 pc 3 m  13.10­ 7.112,5.38,13.1  8,08N : Lực va đập trên 1 dãy xích.
E=

2E1E 2
=2,1.105 MPa
E1 +E 2
: Modun đàn hồi.

A  395mm 2 : Diện tích chiếu của bản lề.

σ H2 =0,47

σ H2   σ H 

0,23.  4932,58.1,2+8,08  .2,1.105
=400,12MPa
395.1
Do đó ta dung thép 45 tôi cải thiện đặt độ rắn bề mặt HB210 sẽ đạt được ứng

suất tiếp xúc [ H ]  600 MPa sẽ đảm bảo độ bền tiếp xúc cho bánh đĩa 2.

2.1.15: Lực tác dụng lên trục.



Lực vòng: Ft  4932,58N .
Fx  k x .Ft  1,15.4932,58  5672, 46 N

Với k x  1,15 : Hệ số kể đến trọng lượng xích khi nghiêng 1 góc < 60o.


Lực căng do lực li tâm: Fv  17, 42 N .



Lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động sinh ra, do bộ truyền nằm ngang

nghiêm 1 góc < 40o.      F0  330,2N .
2.1.16: Xác định thơng số đĩa xích
Theo cơng thức (5.17) Tài liệu [1] và bảng 14.4b Tài liệu [2]:


Đường kính vịng chia:
d1 =

d2 =



pc
38,1

=
=303,98mm
π
 π 
sin   sin  
 25 
 z1 
pc
38,1
=
=643,14mm
 π
 π
sin   sin  
 53 
 z2 

Đường kính vịng đỉnh răng:

10



 π 

 π 
d a1 =pc 0,5+cotg    =38,1 0,5+cotg    =320,64mm
 25  

 z1  



 π 

 π 
d a2 =p c  0,5+cotg    =38,1 0,5+cotg    =661,06mm
 53  

 z2 



Bán kính đáy răng:
r  0,5025.d1  0, 05  0,5025.22, 23  0, 05  11, 22mm
Với d1  22, 23 tra bảng 5.2 Tài liệu [1].



Đường kính vịng đáy răng:

d f 1  d1  2r  303,98  2.11, 22  281,54mm
d f 2  d 2  2r  643,14  2.11, 22  620, 7 mm
Đường kính vành đĩa:

π
 π 
d v1 =pc .cotg   -1,2h=38,1.cotg   -1,2.36,2=258,15mm
 25 
 z1 
π

 π 
d v2 =pc .cotg   -1,2h=38,1.cotg   -1,2.36,2=598,57mm
 53 
 z2 
Với h  36, 2 tra bảng 5.2 Tài liệu [1].

Bảng 2.1: Thơng số cơ bản của bộ truyền xích
Thơng số

Kí hiệu

Cơng thức tính đĩa xích
Bánh dẫn

Bước xích

pc

Số răng đĩa xích

z

Bánh bị dẫn
38,1mm

25

53

11

Đường kính vịng chia

d

303,98mm

643,14mm

Đường kính vịng đỉnh

da

320,64mm

661,06mm

Đường kính vịng đáy

df

281,54mm

620,70mm

258,15mm

598,57mm

Đường kính vành đĩa

dv
r

Bán kính đáy

11,22mm

2.2. Tính tốn thiết kế các chi tiết máy.
2.2.1 Tính tốn bộ truyền cấp nhanh.
2.2.1.1.

Chọn vật liệu và nhiệt luyện bánh răng.

Do bộ truyền tải có tải trọng trung bình, khơng có u cầu gì đặc biệt. Theo bảng 6.1
Tài liệu [1] ta chọn vật liệu làm cập bánh răng như sau:


Bánh răng chủ động: Thép 45 tơi cải thiện đạt độ rắn HB241….285 có

 b1  850 MPa ,  ch1  580MPa ,ta chọn độ rắn HB1  250 HB .


Bánh răng bị động: Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 192…240 có

 b 2  750 MP ,  ch 2  450MPa , ta chọn độ rắn HB2  235 HB.
2.2.1.2.
a.

Ứng suất cho phép.
Ứng suất tiếp xúc cho phép.

Ta có:

 σ H  =σ0H lim

0,9K HL
sH

Giới hạn mỏi tiếp xúc tương ứng với chu kì cơ sở được cho trong bảng 6.2[1]:
σ 0H lim1  2 H1  70  2.250  70  570 MPa
σ 0H lim 2  2 H 2  70  2.235  70  540 MPa
Hệ số tuổi thọ KHL được xác định theo công thức (6.3) Tài liệu [1]:

12


K HL = mH

N HO
N HE

trong đó: NHE - số chu kỳ làm việc tương đương
NHO - số chu kỳ làm việc cơ sở
mH - bậc của đường cong mỏi, có giá trị bằng 6.
Số chu kỳ làm việc tương đương được xác định theo công thức (6.7) Tài liệu [1]:

 T 3


N HE =60c  i  n i t i 
 Tmax 

Vì số vịng quay chỉ ăn khớp một lần nên c  1



 T 3 t 
 60.c.L h .ni .  i  . n i 
i 1  Tmax 
ti 



i 1
n

N HE

Ta có : mH  6 ; Lh  7,5.8.2.300  36000(h)
3

N HE





 T  t
n

 60.c. i .  ti .   i  . i
ui
 Tmax   ti
N HE1  60.1.

1458
36
32 

7
.36000. 13.
 0, 753.
  50,9.10
3, 6
36  32 
 36  32
chu kỳ

N HE 2  60.1.

405
36
32 

7
.36000.  13.
 0, 753.
  14,1.10
3, 6
36  32 

 36  32
chu kỳ

Theo công thức (6.5) ta có:

N HO  30.H 2,4 HB
Trong đó
NHO

: Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về ứng suất tiếp xúc

HHB

: Độ rắn Brinen
13


2,4
7
N HO1 =30H 2,4
HB1 =30.250 =1,7.10 chu kỳ



2,4
7
N HO2 =30H 2,4
HB 2 =30.235 =1,47.10 chu kỳ

Do

N HE1  N HO1 , N HE 2  N HO 2 nên K HL1  K HL 2  1

Hệ số an toàn có giá trị theo bảng 6.2 Tài liệu [1]:
sH  1,1
Theo cơng thức (6.1a) ta có:

 H0 lim .K HL
[ H ] 
SH
Ứng suất tiếp xúc cho phép sơ bộ của từng bánh răng :





 σ H1  =

570.1
=518,18
1,1
MPa

 σ H2  =

540.1
 490,9
1,1

MPa

Đây là bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng nên theo cơng thức (6.12)Tài liệu [1] ta
có:

H  

  H 1    H  2
2



518,18  490,9
 504,54  1, 25   H  min  613, 625
2

Với cấp nhanh dùng răng nghiêng và tính ra NHE đều lớn hơn NHO nên K HL  1 do đó

  H  min    H  2  490,9
b.

Ứng suất uốn cho phép.

Khi chưa có kích thước bộ truyền ta có thể chọn sơ bộ theo (6.2a) Tài liệu [1] với bộ
truyền quay 1 chiều (KFC = 1), ta được:

F 

 0 F lim .K FC .K FL

SF

14


Giới hạn mỏi uốn, tương ứng với chu kỳ cơ sở N FO được chọn phụ thuộc vào độ rắn bề
mặt, phụ thuộc vào phương pháp nhiệt luyện, tra theo bảng 6.2 Tài liệu [1].

 0 F lim1  1,8 H HB1  1,8.250  450 MPa.
 0 F lim 2  1,8 H HB 2  1,8.235  423MPa.
Hệ số tuổi thọ KFL xác định theo công thức 6.4 Tài liệu [1].

K FL = 6

N FO
N FE

Số chu kỳ cơ sở:

N FO  4.106 chu kỳ.
Số chu kỳ làm việc tương đương theo công thức (6.8) Tài liệu [1]:

 T  6

N FE =60c  i  n i t i 
 Tmax 






N FE1  60.1.

1458
36
32 

7
6
.36000. 16.
 0, 756.
  42,91.10  N FO  4.10
3, 6
36

32
36

32



N FE 2  60.1.

405
36
32 

7
6
.36000.  16.

 0, 756.
  11,92.10  N FO  4.10
3, 6
36  32 
 36  32

Do toàn bộ số chu kỳ làm việc tương đương đều lớn hơn số chu kỳ làm việc cơ sở nên
ta có:

K FL1 =K FL2 =1
Hệ số an tồn có giá trị theo bảng 6.2 Tài liệu [1]: sF  1, 75 
Ứng suất uốn cho phép sơ bộ của từng bánh răng:

 σ F1  =

450.1
=257,14
1,75
MPa.

15


 σ F2  =

423.1
 241, 71
1,75
MPa

2.2.1.3.
a)

Hệ số chiều rộng vành răng và hệ số tập trung tải trọng.
Hệ số chiều rộng vành răng

Chiều rộng vành răng được xác định theo tiêu chuẩn dựa vào bảng 6.6 Tài liệu [1].
ψ ba =0,28
Ta suy ra giá trị ψ bd dựa vào công thức (6.16)Tài liệu [1]
ψ bd =0,53.ψba .(u  1)  0,53.0, 28.(3, 6  1)  0, 68
b)

Hệ số tập trung tải trọng

K

K H   1, 05 K F   1, 03
,
2.2.1.4.

Khoảng cách trục.

Khoảng cách trục được tính theo cơng thức (6.15a) Tài liệu [1]:
aw  K a .(u2  1). 3

T2 .K H 

H 

2

.u2 . ba

 197,12
(mm)

Trong đó:
Ka

: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng
Tra bảng 6.5 chọn K a  43 (MPa1/3)

T2

: Mômen xoắn trên trục bị động
T2  215523, 45 (Nmm)

Lấy aw  200 (mm)
2.2.1.5.

Thông số ăn khớp.

a) Môđun răng
Khi H 1, H 2  350 HB theo công thức (6.17)Tài liệu [1]
16


 0, 01  0, 02  aw  2  4mm

m

chọn m  2 theo tiêu chuẩn.
b) Số răng các bánh răng
Đối với bánh răng nghiêng ngoài số răng ta cịn phải chọn góc nghiêng β
20o  β  8o theo công thức 6.31Tài liệu [1]
2a w cos8o
2a cos20o
 z1  w
m(u+1)
m(u+1)
43, 05  z1  40,86 ta chọn z1  41 răng
Số răng bánh bị dẫn:
z 2 =z1.u=41.3,6=147,6 răng ta chọn z2  149 răng
Ta tính lại tỷ số truyền thực:
um =

z 2 149
=
 3, 6
z1 41

Theo công thức (6.32)Tài liệu [1]
β=arccos
2.2.1.6.

m(z1 +z 2 )
2(41  149)
=arccos
 18,19o
2a w

2.200
Xác định kích thước bộ truyền.

Theo bảng 6.11 Tài liệu [1]:
Đường kính vịng chia:

d1 =

mz1
2.41
mz 2
2.149

 86,31mm d 2 =

 313, 67mm
o
cosβ cos18,19
cosβ cos18,19 o
;

Đường kính vịng lăn:
d w1  d1 ; d w 2  d 2
Đường kính vịng đỉnh:
d a1  d1  2m  86,31  4  90,31mm ;
d a 2  d 2  2m  313, 67  4  317, 67mm
Đường kính vịng đáy:

d f 1  d1  2,5m  86, 31  5  81,31mm

;
17


 d f 2  d 2  2,5m  313, 67  5  308, 67mm
Bề rộng bánh răng:
b w1 =a w ψ ba  200.0, 28  56mm
2.2.1.7.

Chọn cấp chính xác cho bộ truyền.

Vận tốc vịng bánh răng, theo công thức (6.40) Tài liệu [1].

v=

πd w1n1  .86,31.1458
=
=6,62m/s
60000
60000
Theo bảng 6.13 Tài liệu [1] ta chọn cấp chính xác 8.

2.2.1.8.

Hệ số tải trọng động.

Với vận tốc v  6, 62m / s và cấp chính xác 8 tra bảng P2.3[1] ta xác định hệ số tải
trọng: K Hv  1, 07; K Fv  1, 21
2.2.1.9.

Xác định các giá trị lực tác dụng lên bộ truyền.

Theo công thức (10.1)– [1]
Lực vòng:
Ft1 

2T1 2.62291,15

 1435, 78 N
d w1
86,31

Lực hướng tâm:

 tg
atw  arc tg 
 cos 

Fr1 

 tg 20 


arctg
 21, 06


 
cos18,19





Ft 2 .tg tw 1435, 78.tg 21, 06

 585, 04 N
cos
cos18,19

2.2.1.10. Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc.
Ứng suất tiếp xúc tính tốn theo cơng thức (6.33) [1]:

H 

Z M Z H Z
d w1

2T1 K H (u  1)
bw1um

Trong đó:
18