BẢN THUYẾT MINH đồ án MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY

GVHD: NGUYỄN HỮU CHÍ

ĐỒ1ÁN CHI TIẾT MÁY

BẢN THUYẾT MINH
ĐỒ ÁN MƠN HỌC

CHI TIẾT MÁY

Giảng viên hướng dẫn: NGUYỄN HỮU CHÍ
Sinh viên thực hiện

: LÂM HỒNG KHANG

MSSV : 5951040043
Khố

:

K59

Ngành/ chun ngành : CƠ ĐIỆN TỬ
Tp HCM, ngày 31 tháng 12 năm 2020

SVTT: LÂM HOÀNG KHANG

Trang 1


GVHD: NGUYỄN HỮU CHÍ

ĐỒ2ÁN CHI TIẾT MÁY

Nhận xét của giảng viên hướng dẫn :
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………

SVTT: LÂM HOÀNG KHANG

Trang 2


GVHD: NGUYỄN HỮU CHÍ

ĐỒ3ÁN CHI TIẾT MÁY

LỜI NĨI ĐẦU
Trong cuộc sống chúng ta có thể bắt gặp những hệ thống truyền động ở
khắp nơi và có thể nói nó đóng vai trò nhất định trong cuộc sống cũng
như trong sản xuất. Đối với các hệ thống truyền động thường gặp thì có
thể nói hộp giảm tốc là một bộ phận không thể thiếu.
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí giúp củng cố lại các
kiến thức đã học trong các môn Nguyên Lý Máy, Chi Tiết Máy, Vẽ Kỹ
thuật Cơ khí,… và giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan về việc thiết kế
cơ khí. Cơng việc thiết kế hộp giảm tốc giúp chúng ta hiểu kỹ hơn và có
cái nhìn cụ thể hơn về cấu tạo cũng như chức năng của các chi tiết cơ
bản như bánh răng ,ổ lăn,… Thêm vào đó trong q trình thực hiện các
sinh viên có thể bổ sung và hồn thiện kỹ năng vẽ hình chiếu với cơng
cụ AutoCad- điều rất cần thiết với một kỹ sư cơ khí.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Hữu Chí và các bạn
trong khoa cơ khí đã giúp đỡ em rất nhiều trong q trình thực hiện đồ
án.
Với kiến thức cịn hạn hẹp, do đó thiếu xót là điều khơng thể tránh
khỏi, em mong nhận được ý kiến từ thầy cô và bạn bè để đồ án này được
hồn thiện hơn.

SVTT: LÂM HỒNG KHANG

Trang 3

GVHD: NGUYỄN HỮU CHÍ

ĐỒ4ÁN CHI TIẾT MÁY

Mục Lục

CHƯƠNG I: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN...................................................................7
1. Xác định công suất động cơ :..............................................................................7
2. Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ :.......................................................8
3. Chọn quy cách động cơ.......................................................................................9
4.Xác định tỉ số truyền động của toàn hệ thống và phân phối tỉ số truyền cho
từng bộ phận cuả hệ thống dẫn
động......................................................................................................................10
5. Xác định cơng suất ,momen, số vịng quay trên các trục.................................12
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐỘNG...................................................14
A/ THUYẾT KẾ TRUYỀN ĐỘNG ĐAI
I/ Xác định các thông số bộ truyền
1. Từ điều kiện làm việc......................................................................................14

2.Khoảng cách 2 trục a......................................................................................15
3. Tính chiều dài đai..........................................................................................15
4.Tính góc ơm....................................................................................................16
II.Xác định số đai.................................................................................................17
III. Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục.....................................18
B/THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC........................................................................18
I/Thiết kế bánh răng cấp chậm - bánh răng trụ răng nghiêng..........................19
1.Chọn vật liệu:.....................................................................................................19
2.Xác định ứng suất cho phép...............................................................................19

3.Xác định các thông số cơ bản của bộ truyền cấp chậm.....................................21
a/ Xác định sơ bộ khoảng cách trục a.
b/ Xác định các thông số ăn khớp
4.Kiểm nghiệm răng theo độ bền tiếp xúc............................................................23
5. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn ...................................................................25
6. Kiểm nghiệm răn về quá tải..............................................................................27
7. Các thông số và kích thước bộ truyền cấp chậm..............................................28
SVTT: LÂM HỒNG KHANG

Trang 4


GVHD: NGUYỄN HỮU CHÍ

ĐỒ5ÁN CHI TIẾT MÁY

II. THIẾT KẾ BÁNH RĂNG CẤP NHANH- BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG
THẲNG
1/ Chọn vật liệu..................................................................................................29
2/ Xác định ứng suất cho phép...........................................................................29
3.Xác định các thông số cơ bản của bộ truyền..................................................31
a/ Xác định sơ bộ khoảng cách trục a
b/ Xác định các thông số ăn khớp
4. Kiểm nghiệm răgn về độ bền tiếp xúc................................................................32

5 .Kiểm nghiệm về độ bền uốn..........................................................................34
6.Kiểm nghiệm răng về quá tải .........................................................................35
7. Các thơng số và kích thước bộ truyền cấp nhanh..........................................36
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ TRỤC VÀ TÍNH THEN.............................................37
I. Chọn vật liệu chế tạo trục..................................................................................37

II. Xác định sơ bộ đương kính trục .
III. Xác định khoảng cách giữa gối đỡ và điểm đặt lực
IV.Tính tốn thơng số và kiểm nghiệm độ bền trục 1
1/ Xác định trị số và chiều của lực từ chi tiết quay tác dụng lên
trục...........................................................................................................................39
2.Xác định thông số và kích thước trục.............................................................41
3. Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi...........................................................44
4.Kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh....................................................................46
V. Tính tốn thông số và kiểm nghiệm độ bền trục 2...........................................47
1/ Xác định trị số và chiều của lực từ chi tiết quay tác dụng lên
trục...........................................................................................................................47
2.Xác định thơng số và kích thước trục.............................................................50
3. Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi...........................................................51
4.Kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh....................................................................53
VI.Tính tốn thơng số và kiểm nghiệm độ bền trục
3...........................................54
SVTT: LÂM HOÀNG KHANG

Trang 5


GVHD: NGUYỄN HỮU CHÍ

ĐỒ6ÁN CHI TIẾT MÁY

1/ Xác định trị số và chiều của lực từ chi tiết quay tác dụng lên
trục...........................................................................................................................54
2.Xác định thơng số và kích thước trục.............................................................56
3. Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi...........................................................57
4.Kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh....................................................................59

CHƯƠNG IV: TÍNH TỐN THƠNG SỐ, CHỌN KẾT CẤU LẮP GHÉP.........60
A/ TÍNH MỐI GHÉP THEN................................................................................60
B/ CHỌN Ổ LĂN..................................................................................................64
C/ CHỌN KIỂU DUNG SAI LẮP GHÉP.........................................................71
D/ CỐ ĐỊNH CÁC CHI TIẾT TRÊN TRỤC..................................................71
E/ TÍNH TOAND VÀ THIẾT KẾ VỎ HỘP..................................................71
F/ PHƯƠNG PHÁP BƠI TRƠN...................................................................74

SVTT: LÂM HỒNG KHANG

Trang 6


GVHD: NGUYỄN HỮU CHÍ

ĐỒ7ÁN CHI TIẾT MÁY

Đề Số Ⅲ , Phương án 3

THIẾT KẾ TRẠM DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

*** Các thơng số cho trước:
- Lực vịng trên băng tải P ( kG): 365(KG)=3650N
- Vận tốc băng tải V (m/s): 1.4 (m/s)
- Đường kính trong: D=350(mm)
- Chiều rộng băng tải: B=300(mm)

SVTT: LÂM HOÀNG KHANG

Trang 7


ĐỒ8ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: NGUYỄN HỮU CHÍ

- Thời gian phục vụ (năm) : a=7
- Sai số vận tốc cho phép (%) : 5
- Chế độ làm việc: mỗi ngày 2 ca, mỗi ca 4 giờ, mỗi năm làm việc 250 ngày, tải trọng va
đập nhẹ, quay một chiều.

CHƯƠNG 1 : CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN

1. Xác định công suất động cơ :
- Công suất cần thiết được xác định theo công thức
P ct =

Trong đó:

Pt
η

Pct Là cơng suất cần thiết trên trục động cơ (kW).
P t Là cụng suất tính tốn trên trục máy công tác (kW).

-Với các hệ dẫn động băng tải thường biết trước lực kéo và vận tốc băng tải nên cơng suất
Plv được tính theo cơng thức:
Pbăngtải =Plv =

F .V
3650.1,4

=5,11(Kw)
1000
1000

-Do tải trọng của bộ truyền thay đổi nên ta phải tính tải trọng tương đương:
Ptđ 

P12 t 1  P 2 2 t 2  P 3 2 t 3
t1  t 2  t 3



P12 t1  (0.6 P1) 2  (0.4 P1) 2 t 3
t1  t 2  t 3



5,112.4  (0,6.5,11) 2 .2  (0,4.5,11) 2 .2
422

=4,06 (kW)

SVTT: LÂM HOÀNG KHANG

Trang 8

GVHD: NGUYỄN HỮU CHÍ

- Hiệu
đó:

ηđ  0,96

suất

ĐỒ9ÁN CHI TIẾT MÁY

truyền η  ηđ.ηol 3 .ηbr 3 .ηkn  0,96.0,9953.0,983.1 động:

= 0.89 , Trong

,Hiệu suất bộ truyền đai

ηol  0,995 ,Hiệu suất một cặp ổ lăn
ηbr  0.98 ,Hiệu suất một căp bánh răng
ηkn  1 ,Hiệu suất nối trục.

=>

Pct 

Ptđ 4.06

 4.56
η
0.89

(KW)

2. Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ :

SVTT: LÂM HOÀNG KHANG

Trang 9


GVHD: NGUYỄN HỮU CHÍ

nlv =

ĐỒ10ÁN CHI TIẾT MÁY

60000.v 60000.1,4
=
= 76.39(v/ph)
π.D
π.350

Trong đó:
v-Vận tốc xích tải (m/s)
v- vận tốc băng tải(m/s)
D- đường kính trong(mm)
Theo bảng 2.4/Trang 21 sách Tính tốn thiết kế - tập 1 ta chọn tỉ số truyền của hộp giảm
tốc 2 cấp phân đôi :

U hộp = 12 (8...40) tỉ số truyền của hộp giảm tốc 2 cấp.
U đay =3 (2...4) đay thường.

U chung =10.3=30
SVTT: LÂM HOÀNG KHANG

Trang 10


ĐỒ11ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: NGUYỄN HỮU CHÍ

- Số vịng quay sơ bộ của động cơ:
= nlv.Uchung = 76,39 .30 =2291.7 (v/p)
Trong đó:
: Là số vịng quay sơ bộ
Là số vịng quay của trục máy công tác

Uc: Là tỷ số truyền của toàn bộ hệ thống
3. Chọn quy cách động cơ.
Động cơ được chọn phải thỏa mãn điều kiện:
Pđc  Pct

;

nđc nsb

Đồng thời mômen mở máy phải thoả mãn điều kiện:

1.4 < 2

Theo trang phụ lục 1.3/ 236 ta chọn động cơ có các thơng số như sau :

Tên động cơ

Cơng

Số vịng quay Cos( φ )

suất (kW)

4A112M2Y3 7.5

SVTT: LÂM HỒNG KHANG

η (%)

Tk
Tđn

(v/p)

2922

0.88

87.5

2.0

Trang 11

GVHD: NGUYỄN HỮU CHÍ

ĐỒ12ÁN CHI TIẾT MÁY

4. Xác ịnh tỷ số truyền động của toàn hệ thống và phân phối tỷ số truyền cho từng
đ
bộ phận của hệ thống dẫn động
- Tỷ số truyền Uchung:
U

=

chung

nđc
2922
=
= 38.251
nlv
76 ,39

Trong đó:
Là số vịng quay của động cơ
Là số vòng quay của trục máy công tác
U chung= U hộp . U đay => U đay =U chung/ U hộp = 38,251/ 12 =3,19 ( tỉ số truyền ngoài hộp)
- Phân phối tỷ số truyền hệ dẫn động cho các bộ truyền
Tra bảng 3.1/43

-Tỷ số truyền cấp nhanh:

SVTT: LÂM HOÀNG KHANG

Trang 12


GVHD: NGUYỄN HỮU CHÍ

ĐỒ13ÁN CHI TIẾT MÁY

U1=Unhanh=4,05
-Tỷ số truyền cấp chậm:
U2=U chậm =2,97
-Tỷ số truyền đai:
U đai =3,19
*Kiểm tra sai số cho phép về tỉ số truyền:
U tổng =U đ. Un. Uc=3,19.4.05.2.97=38,37

ΔU =

38,37 ± 38,251
* 100% = 0,3% ≤ 5%
38,251
=>Thỏa điều kiện sai số cho phép

5 . Xác định công suất, mơmen và số vịng quay trên các trục (Trang 49)
-Dựa vào P1v và sơ đồ hệ thống dẫn động, có thể tính được cơng suất, mơmen và số
vịng quay trên các trục, phục vụ các bước tính tốn thiết kế các bộ truyền, trục và ổ.
a.Đối với động cơ  :
Pđc=7,5 ( kW)
nđc =2922 (v/p)

Tđc = 9,55.10 6 .

Pđc
7.5
= 9,55.10 6
= 24512.32( N.mm)
nđc
2922

b.Tính tốn đối với trục III ta được :
Plv
5,11
=
= 5.135(Kw )
ηol.ηkn 0,995.1
n 2 226 ,17
n3 =
=
= 76 ,15( v / ph )
u2
2,97
P3
5,135
T 3 = 9,55.106. = 9,55.106.
= 643982,3( N.mm)
n3
76 ,15
P3 =

SVTT: LÂM HOÀNG KHANG

Trang 13


ĐỒ14ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: NGUYỄN HỮU CHÍ

c.Tính tốn đối với trục II ta được :
P3
5,135
=
= 5.266 (Kw )
ηol.ηbr 0,995.0,98
n 1 915,99
n2 = =
= 226 ,17 ( v / ph )
u1
4,05
P2
5,266
T 2 = 9,55.106. = 9,55.106.
= 222356,2( N.mm)
n2
226 ,17
P2 =

d.Tính tốn đối với trục I ta được :
P2
5,266

=
= 5.51(Kw )
ηol.ηbr 0,995.0,98 2
nđc 2922
n1 =
=
= 916 ( v / ph )
uđ 3,19
P1
5,11
T1 = 9,55.10 6. = 9,55.10 6.
= 53275.65( N.mm)
n1
916
P1 =

* Kết quả tính tốn được ghi thành bảng như sau :
BẢNG 1 : CÔNG SUẤT - TỈ SỐ TRUYỀN - SỐ VỊNG QUAY - MƠMEN
Trục

Động cơ

I

II

III

7,5

5,51

5,266

5,135

Thơng số
Cơng suất P (kW)
Tỉ số truyền u

3,19

Số vịng quay n, (v/p)
Mơmen

xoắn

T,

4,05

2,97

2992

916

226,17

76,15

24512,32

53275,65

222356,2

643982,3

(N.mm)

SVTT: LÂM HỒNG KHANG

Trang 14


ĐỒ15ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: NGUYỄN HỮU CHÍ

CHƯƠNG 2:

THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐỘNG
…..o0o…..

A-THIẾT KẾ TRUYỀN ĐỘNG ĐAI
I. Xác định các thông số bộ truyền :
1/ Từ điều kiện làm việc:
n = 2922 (v/ph)
P1 = 7,5 (kw)

Uđay = 3,19
Tđc= 24512,32 N.mm
- Chế độ làm việc ngày 2 ca, 1 ca 4 giờ, quay 1 chiều , tải va đập nhẹ.
Theo hình 4.1/trang 59 chọn loại đai tiết diện đai hình thang thường
ký hiệu A với các thong số sau:
Kích thước tiết diện: bt=11.
b0 = 6.
d1  (100÷200) mm.
h = 6.
l  (560÷4000)mm.
y0 = 3,5.
A = 81 mm 2
Tính đường kính 2 trục:
Tra bảng 4.13/trang 59.
 Chọn d1 = 140 (mm)
 .d1.ndc
- Vận tốc đai : v1 
=
60x1000

3,14.140.2922
60000

≈ 21,42 (m/s)

Thỏa điều kiện: v1 = 21,42(m/s) < vmax = 25 (m/s).
 Tính đường kính bánh đai lớn d2:
Theo 4.2/trang 53
d2 = d1.uđ.(1-  )
Chọn ε = 0,01 hệ số trược

 d2 = 140.3,19(1-0,01) = 442,134 (mm)
Tra bảng 4.26/trang 67, chọn d2 = 450 mm
Như vây tỷ số truyền thực tế:
u tt =

Với ∆u =

d2
450
=
= 3,279
d 1 .(1 ε ) 140.(1 - 0,01)

u tt

uđ
uđ

.100% =

SVTT: LÂM HOÀNG KHANG

(3,246 3,19)
.100% = 1,755%
3,19
Trang 15


ĐỒ16ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: NGUYỄN HỮU CHÍ

=> ∆u = 1,755% < 4%

=> Thỏa điều kiện trong giới hạn cho phép.

2.Khoảng cách 2 trục a:
Ta có u = 3,19, nên ta có sơ đồ tính tốn như sau:
a
d2

1

C

I

E

0,95
B

D

A
u

0

3

3,19

4

Tính đoạn OI:
AD DE
AD * CB 0,8.0,1

 DE 

 0,08
AB CB
AB
1
a

 OI  1  DE  1,08  a  1,08.d 2  1,08.450  486(mm)
d2

a thỏa điều kiện theo công

thức 4.14/trang 160:
0,55(d1+d2)+h ≤ a ≤ 2(d1+d2).
0,55(140+450)+8 ≤ a ≤ 2(140+450).
332,5 ≤ a ≤ 1180.
Với a = 486 (mm)
 Thỏa điều kiện.
3.Tính chiều dài đai:
Công thức 4.4/trang 54:

2.486 +

l = 2a +

 (d1  d 2 ) (d 2  d1 ) 2

2
4a

3,14.(140 + 450 ) (450 140 ) 2
+
= 1947 ,734(mm)
2
4.486

Tra bảng 4.13/trang 59, chọn chiều dài chuẩn l = 2240 mm
 Kiểm nghiệm về điều kiện tuổi thọ
SVTT: LÂM HOÀNG KHANG

Trang 16


ĐỒ17ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: NGUYỄN HỮU CHÍ

i=

v
 i max  10 /s

l

Với: i : Số lần cuốn của đai.
v : Vận tốc đai.
l: 2000mm=2m chiều dài đai.
i=

21,42
= 9,56 / s ≤ i max = 10 / s
2,24

 Thỏa điều kiên.
 Tính chính xác khoảng cách a:
Theo 4.6/trang 54

a=



 2  8 2
4

Trong đó:
(d 1 + d 2 )
(140 + 450)
= 2240 - 3,14.
= 1313,23(mm). ⇒ λ = 1313,23(mm).
2
2
(d - d ) (450 - 140)

* Δ= 2 1 =
= 155( mm).
2
2

* λ = l π.

 a=

1313,23 + 1313,232
4

8.115 2

= 1048,78 mm ⇒ a = 1049 mm

Điều kiện:
0,55.(d1 + d 2 ) + h ≤ a ≤ 2(d 1 + d 2 )
⇔0,55.(140 + 450) + 8 ≤ a ≤ 2(140 + 150)
⇔ 332,5 ≤ a ≤ 1180
(a = 637,78 )

Kết luận: thõa mãn điều kiện.
4. Tính góc ơm 1 :
Điều kiện 1 ≥ 1200
Theo 4.7 /trang 54 1 = 180 0 -

(d 2

d 1 ).57 0

(450 140).57
= 180 = 152,3
a
637 ,78

Vậy 1 = 152,30 > αmin = 1200
 Thỏa điều kiện.

II.Xác định số đai z :

SVTT: LÂM HOÀNG KHANG

Trang 17


ĐỒ18ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: NGUYỄN HỮU CHÍ

Z=

Số đai z được xác định theo 4.16/trang 60:

Pđc.Kđ
[ P 0 ] .Cα.Cl.Cu.Cz

Trong đó:
* Pđc = 7,5 kw công suất trên trục bánh đai chủ động.
*Ta có d1=140m/s, vđai=21,42 chọn

 P0  = 3,36 kw cơng suất cho phép (tra bảng

4.19/trang 62)
Ta tính tốn như sau ( 3,75 +

3,75
20

3.44
* (21,42
25

20) = 3,66 kW )

* kđ : hệ số tải trọng động (tra bản 4.7/trang 55). Vì chế độ làm việc ngày 2 ca
g
nên lấy trị số trong bảng tăng thêm 0,1 vậy.
kđ = 1 + 0,1=1,1
* c = 1-0.003.(180- α ) =1-0.003.(180-152,3)= 0.92 hệ số kể đế n ảnh hưởng của
góc ơm (tra bảng 4.10/trang )
 =2240(mm)
Vì d1 =140 nên 0 =1700(mm) tra bảng 4.19/62

2240
=
= 1,32
0 1700

 cl = 1.052 ( 1,07 +

1,07
1,2

1.04
* (1,32
1,4

1,2)

hệ số kể đến ảnh hưởng chiều

dài đai (t a bảng 4.16/ trang61)
r
v ới u =3,19
 cu =1,14 hệ số kể đến ảnh hưởng tỷ số truyền (tra bảng 4.17)
* cz =1
hệ số kể đến ảnh hưởng sự phân bố không điều tải trọng cho các dây
đai (tra bảng 4.18/62).
Nên

Z=

7 ,5.1,1
= 2,201
3,66.0,93.1,052.1,14.1

Chọn z = 2
-Chiều rộng bánh đai:
The 4.17 và 4.21
B = (z-1)t + 2e

o
Các thông số: t = 15
h0 = 3,3
e = 10
=>
B = ( 2- 1 ).15 + 2x10 = 35(mm)
- Đường kính ngồi bánh đai:
SVTT: LÂM HỒNG KHANG

Trang 18


ĐỒ19ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: NGUYỄN HỮU CHÍ

da = d + 2h0
 Đường kính ngồi bánh đai dẫn:
da1 = d1 + 2h0 = 140 + 2*3,3 =146,6 (mm)
 Đường kính ngồi bánh đai bị dẫn:
da2 = d2 + 2h0 = 450 + 2.3,3 = 456,6 (mm)
III.Xác định lực căng ban đầu và lực căng tác dụng lên trục :
- Lực căng đai F0:
780.P .K
F
+F
Theo CT 4.19/trang 63
Với :
v.C .z
* Fv = qm.v2 lực căng do lực li tâm sinh ra (CT 4.20/trang 20)

Với tiết diện đai loại A → tra bảng 4.22/trang 22 → qm = 0,105 kg/m.
=> Fv = 0,105.(21,42)2 = 48,18 (N)
0 =

1

đ

v

z

Nên :

F0 =

7 ,5.1,1
+ 48,18 = 209,7
21
,
780. 42.0,93.2
(N)

 F0 = 210 (N).

 Lực tác dụng lên trục Fr Theo CT 4.21/trang 64

Frđ = 2F0.z.sin(α1/2) = 2.210.2.sin(152,30/2) = 815,6 (N).
 Fr = 815,6 (N).

B. THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC.
- Khai triển với các số liệu:
P1 =5,51 KW,
n1 = 916 Vòng/phút,
uh = 12,
un = 4,05.
uc = 2,97KW,
n2 = 226,17 vòng/phút,
T1 =53275,65N.mm ,
T2 =222356,2
.
Thời gian sử dụng 250 ngày/năm, làm việc 2 ca, 1 ca 4 giờ, làm việc 7 năm.
SVTT: LÂM HOÀNG KHANG

Trang 19


GVHD: NGUYỄN HỮU CHÍ



ĐỒ20ÁN CHI TIẾT MÁY

Tổng thời gian sử dụng: 250.(2.4).7 = 14000(giờ).

I/ THIẾT KẾ BÁNH RĂNG CẤP CHẬM- BÁNH TRỤ RĂNG NGHIÊNG

1/Chọn vật liệu:
Dựa vào điều kiện làm việc khơng địi hỏi đặc biệt,và theo quan điểm thống nhất
hoá thiết và đây là bộ truyền bánh răng trụ nghiêng nên ta chọn vật liệu 2 cấp bánh răng

như sau:
Theo bảng 6.1/trang 92 ta chọn:
 Bánh nhỏ: thép C45 tơi cải thiện.
Đạt độ rắn HB=241÷285
  b1 = 850 ( MPa )
  ch1 = 580 ( MPa )
 Bánh lớn (bị dẫn) : thép C45 tôi cải thiện
Đạt độ rắn HB=192÷240
  b 2 = 750 ( MPa )
  ch 2 = 450 ( MPa )
2.Xác định ứng suất cho phép:
Theo bảng 6.2/trang 94 đối với thép C45 tơi cải thiện đạt HB <350 (180÷350)
Có: σ o H lim = 2HB + 70
S = 1,1
H

S = 1,75
 o F lim = 1,8.HB
- σ o H lim ,  o F lim lần lượt là ứng suất uốn cho phép và ứng suất tiếp xúc cho phép.
F

Chọn độ rắn:
- Bánh nhỏ: HB1=260
- Bánh lớn: HB2=240
Nên:  Ho lim1 = 2×260 + 70 = 590 (Mpa)

 Fo lim1 = 1,8×260 = 460 (Mpa)
 Ho lim 2 = 2×240+70 = 550 (Mpa)
 Fo lim 2 = 1,8×240 = 432 ( Mpa)
Theo 6.5/trang 9

NHo = 30 H2,4HB Số chu kì thya đổi ứng suất cơ sơ khi thư về tiếp xúc
Do đó: NHo1 = 30× 2602.4 = 1.875x107
NHo2 = 30×2402.4 = 1.547x107

SVTT: LÂM HOÀNG KHANG

Trang 20


ĐỒ21ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: NGUYỄN HỮU CHÍ

Vì bộ truyền làm việc có tải trọng thay đổi. nếu số chu kì thay đổi ứng suất tương đương
được tính theo 6.7/trang 93.
NHE =60.c.Σ (Ti / Tmax)3 .ni.ti
Với : * c =1 số lần ăn khớp trong 1 lần quay.
* Ti moment xoắn ở chế độ i.
* ni = 722.5 (v/p) số vòng quay bánh dẫn.
* ti = 2.4.250.7 = 14000(h) tổng thời gian làm việc.
=> NHE1 = 60×1.(0,5+0,25.0,63+0,25.0,43) ×916×14000 = 43,9.107.
Và

NHE2 = c .

n1
 (T
u1

i

/ T max ) 3 .n i /t i

916

= ( 60 . 1 . 4,05 . 14000 ).( 0,5+0,25.0,63+0,25.0,43) = 10,8.10 7
N HE1 =43,9.107. > N HO1 =1.875x107  K HL = 1
N HE2 =10,8.10 7 > N HO2 = 1,547.107  K HL2 = 1

Ta có

Ứng suất tiếp xúc sơ bộ.được xác định :
Theo công th ức ( 6.1a ):

 σH 

/

=σ Hlim .

K Hl
SH

SH : Là hệ số an toàn khi tiếp xúc và cuốn, tra bảng 6.2/trang 94 → S H =1,1, với KHL1
= KHL2=1.
Nên:

H  1 =
H  2 =

590.1
1,1
550.1
1,1

= 536,36( MPa )
= 500 ( MPa)

Vì là bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng nên ứng suất tiếp xúc cho phép là giá trị trung
bình H  1 và H  2
H  ' = H  1 +   H  2 = (536,36+500)/2=518,18 (MPa)
 Số chu kì thay đổi ứng suất uốn.
Theo 6.8/trang 93: N FE = 60 .c  ( T

i

/ T max ) mF .n i .t i

* mF :bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc và uốn.
Với HB(180÷350)HB  mF = 6. (tra bảng 6.4/trang 95).


910

N FE 2 = 60.1. 4,05 .14000.(0,5+0,25.0,66+0,25.0,46 ) =.107




NFE2 = 9,7.107 > NFo = 4.106 số chu kì thay đổi ứng suất cở sở khi thử về uốn

KFL2 =1
Tương tự cho NFE1= 60.1.14000.916.(0,5+0,25.0,66+0,25.0,46 )=39,4.107

KFL1 =1
 Ứng suất uốn cho phép, tính theo 6.2a/trang 93.
SVTT: LÂM HOÀNG KHANG

Trang 21


ĐỒ22ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: NGUYỄN HỮU CHÍ

  F  = σ oFlim .KFC.KFL/SF
Trong đó: KFC=1:hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải với bộ truyền quay một chiều.
0
 Flin
 1,8 HB
Nên:
0
 Flin
1  1,8.260  468 MPa ;

SF = 1,75.

0
 Flin
2  1,8.240  432MPa ;



 F 1  / =



 F 2  / =

468.1.1
= 267,43 ( MPa )
1,75
432.1.1
= 246,85 ( MPa )
1,75

Theo (6.13 và 6.14)/trang 95 , ứng suất quá tải cho phép.
Với bánh răng thường hoá, thép tôi cải thiện
* [ σH ] max = σch
* H 1  max  2,8. ch1  2,8.580  1628MPa
* H 2  max  2,8. ch 2  2,8.450  1260MPa
  F  max  0,8. ch khi HB ≤ 350.

*  σ F1  max =0,8.σch1 = 0,8.580 = 464 MPa
*  σ F2  max =0,8.σch2 = 0,8.450 = 360 Mpa
3. Xác định các thông số cơ bản bộ truyền:
a/ Xác định sơ bộ khoảng cách aw:
3

Theo 6.15a/trang 96:

a w  K a .(u  1).

T1.K H

 H 

2

.u. ba

Trong đó:
* K a (MPa1/3) =43 : hằng số phụ thuộc vào vật liệu ở cặp bánh răng và loại răng tra
bảng 6.5/trang 96.
* u1 = un = 4,05
* T 1 = 53275,65/2=26637,8 (N.mm).
*   H  = 518,18 MPa
* ba = 0,3 tra bảng 6.6/trang 97.
ba =0,53.3.(4,05+1) = 0,8(ct 6.16/trang 97).

* K HB = 1,12 hằng số kể đến sự ph n bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành
â
răng khi tính về tiếp xúc , theo bảng 6.7/trang 98.

SVTT: LÂM HOÀNG KHANG

Trang 22


ĐỒ23ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: NGUYỄN HỮU CHÍ

=>

a w1 = 43.(4,05 + 1)3

26637,825 .1,12
= 100,4
(518,18) 2 .4,05.0,25

mm

Chọn aw1 = 140 mm
b/ Xác định các thông số ăn khớp:
*.Xác định modun m:
theo bảng 6.17/trang 97: m = (0,01÷0,02).aw1 = (0,01÷0,02).140 = (1,4÷2,8) mm
Chọn m = 2,5 (mm)
*.Xác định số răng và góc nghiên β:
-Đối với bánh răng nghiêng( β = 30 ÷ 40 )bamhs rưng nghiêng trong hộp giame tốc
phân đôi
  =350: góc nghiêng của răng,
Từ 6.18/49
aw =m(z1+1+z2)/2cos β
*z1:bánh răng bánh dẫn
*z2:bánh răng bánh bị dẫn
 z1=

2aw 1 .Cos(φ) 2.140.Cos(35)
=
= 18,2 (theo 6.19)

m( u 1 + 1)
2,5.(4,05 + 1)

Chọn z1=18 răng
 z2 = un.z1= 4,05.18 = 72,9 răng
Chọn z2=73 răng
 zt = z1+z2 = 18+73 = 91 răng

*.Khoảng cách thật sự giữa 2 trục:
awt =

m.Zt 2,5.91
=
= 113 ,75
2
2

Tỷ số truyền thực sự là:
Um =

Z 2 73
=
= 4,055
Z1 18

Góc nghiêng chính xác của răng:

m.zt
2,5.91
=

= 0,8125
2aw
2.140
→ β = 35,66°
Cosβ =

4. Kiểm nghiệm răng theo độ bền tiếp xúc:
SVTT: LÂM HOÀNG KHANG

Trang 23


ĐỒ24ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: NGUYỄN HỮU CHÍ

Ứng suất tiếp xúc xuất hiện trên mặt răng của bộ truyền phải thỏa mãn điều kiện sau:
Công thức 6.33/trang 105 :

 H  Z M .Z H .Z  .

2.T1 .K H .(u  1)
bw .u.d w

2



H 

Trong đó:
 Z M = 274 (MPa)1/3 hằng số kể đến cơ tính vật liệu của bánh răng ăn khớp, trị
số ZM được tính tra bảng 6.5/trang 96.
 ZH= 2 cos  / sin 2 wt hằng số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc.
Theo ct 6.35/trang 105.
Với αt và αtw tính theo cơng thức bảng 6.11đối với bánh răng nghiêng khơng khơng
dịch chuyển
Góc profin α =200
αtw= αt = arctg(
v ới

tg
cos 

) = arctg(

tg 20 0
) = 24,130
cos 35,66 0

a = 0,5.m(Z1+Z2)cosβ = 0,5.2,5.(18+73)cos35,66 = 92.

 Tag (βb ) = Cos(αt ).tag (β) = cos( 21,13).tag (35,66 ) = 0,65 ⇒βb = 33,02
ZH =

2. cos 32,02 0
== 1,5
sin(2.24,130 )

* Z  : Hệ số sự trùng khớp của rãnh.

Theo công thức 6.37/trang 105.
εβ =


(

: Hệ số trùng khớp dọc.

bω = Ψba .aw 1 = 0 ,3.140 = 42


Z

bω. sin β 42. sin(35,56 )
=
= 3,11
mπ
2.5 π

=



)

>1

1
εa

  : Được tính theo cơng thức 6.38b/105.

ε α = [ 1,88 3,2(1 / Z1 + 1 / Z 2 ) cos β] = [ 1,88 3,2(1 / 18 + 1 / 73) cos 35,66 0 ] = 1,347
Zε =

1
=
εa

1
= 0,86
1,347

KH : Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc theo công thức 6.39/trang 106.
KH = KHβ.KHα.KHV.
* KHβ : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng.
Chọn
KHβ = 1,12

SVTT: LÂM HOÀNG KHANG

Trang 24


ĐỒ25ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: NGUYỄN HỮU CHÍ

* KHα : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng các đôi răng đồng thời ăn
khớp bánh răng.

Đối với bánh răng nghiêng tra bảng 6.14/trang 107 KHα =1,13.
* KHV : Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp.
Theo công thức 6.14/trang 107.
K HV  1 

V H .b.d t
2.T1 K H .K H
a

* V H   H .g 0 .V . u
m

- δH = 0,002 : Hằng số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp tra bảng
6.15/trang 107.
- g 0 = 73 : Hằng số kể đến ảnh hưởng của các sai lệch các bước răng bánh 1 và 2
tra bảng 6.16/107.
 .d1 .n1
(6.40/trang 106).
60000
2a.ω1
2.140
=
= 55,4( mm) ;
Với dω1 =
u t + 1 4,055 + 1
V 

 V=

-

3,14.55,4.916
= 2,7 ( m / s)
60000

VH = 0,002.73.2,7.

140
= 2,3
4,055

b ω = ψ ba .a ω1 = 0,3.140 = 42



K HV = 1 +

2,3.42.55,4
= 1,08
2.26637 ,8.1,12.1,13

KH = KHβ.KHα.KHV = 1 12.1,13.1,08 = 1,366
,
Vậy với:
ZM = 274;
KH = 1,366;
Dω1 = 55,4 (mm);

δ H = Z M .Z H .Z ε .3

ZH =1,5;
T1 = 26637,65(N.mm);
bw1 = 42.

Zε = 0,86.
um = 4,055

2T1 .K H .(u m + 1)
2.26637,65.1,366.(4,055 + 1)
≤ [ δ H ] = 274.1,5.0,86.3
2
bω.u m .d ωm
42.4,055.(55.4 ) 2

= 314,4

 Xác định ứng suất c o phép:
h
Theo cơng thức 6.1/trang 91
SVTT: LÂM HỒNG KHANG

Trang 25