E1

,
..
,
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỊ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MƠN THIẾT KẾ MÁY
------------------000----------------

THUYẾT MINH
ĐỊ ÁN THIẾT KẾ

GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam
SVTH: Kiều Trung Tín
MSSVT910610

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 10 năm
2021


ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỊ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MƠN THIẾT KẾ MÁY
--------------------------------------o0o----------------

THUYẾT MINH
ĐỊ ÁN THIẾT KẾ

GVHD:
GS.TS
Nguyễn
SVTH: Kiều
MSSV:
1910610
Trung
Tín Thanh Nam

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 10 năm
2021


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - ĐHQG TP. HCM
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MƠN THIẾT KẾ MÁY
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ
(ME3139)
Học kỳ I / Năm học 2021 - 2022
Sinh viên thực hiện: KIỀU TRUNG TÍN
Người hướng dẫn: GS.TS Nguyễn Thanh Nam
Ngày hồn thành:...............................................
ĐỀ TÀI

MSSV: 1910610
Ký tên:..................
Ngày bảo vệ:.........

Đề số 17: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
Phương án số:01


Hệ thống dẫn động xích tải gồm: 1- Động cơ điện 3 pha khơng đồng bộ; 2- Bộ truyền
đai thang; 3- Hộp giảm trục vít - bánh răng; 4- Nối trục đàn hồi; 5- xích tải.
(Quay một chiều, tải va đập nhẹ, 1 ca làm việc 8 giờ).


Số liệu thiết kế:
Lực vịng trên xích tải, F = 27000N
Vận tốc xích tải, v = 0,45m / 5
Số răng đĩa xích dẫn, z = 9 răng
Bước xích, p = 110mm
Thời gian phục vụ, L = 6 năm
Số ngày làm/năm, Kng = 220 ngày
Số ca làm trong ngày, 2 ca
Quay một chiều, tải va đập nhẹ, 1 ca làm việc 8 giờ.
Chế độ tải: T1 = T; ti = 60 giây; T2 = 0,6T; t2 = 35 giây.
YÊU CẦU
01 thuyết minh;
01 bản vẽ lắp A0; 01 bản vẽ chi tiết.

NỘI DUNG THUYẾT MINH
1. Xác định công suất động cơ và phân bố tỉ số truyền cho hệ thống truyền cho hệ
thống
truyền
động.
2. Tính tốn thiết kế các chi tiết máy:
a. Tính tốn các bộ truyền ngồi (đai, xích hoặc bánh răng).
b. Tính các bộ truyền trong hộp giảm tốc (bánh răng, trục vít).
c. Vẽ sơ đồ lực tác dụng lên các bộ truyền và tính giá trị các lực.
d. Tính tốn thiết kế trục và then.

e. Chọn ổ lăn và nối trục.
f. Chọn thân máy, bu-lông và các chi tiết phụ khác.
3. Chọn dung sai lắp ghép.
4. Tài liệu tham khảo


MỤC LỤC
PHẦN 1. XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ


Đồ án Thiết kế

Đề số 17 - Phương án 1

GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam

LỜI NÓI ĐẦU
Đồ án Thiết kế là một đồ án chuyên ngành chính của sinh viên ngành Cơ khí. Việc
tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí là nội dung khơng thể thiếu trong chương trình
đào đạo kỹ sư cơ khí nhằm cung cấp các kiến thức quan trọng cho sinh viên về kết cấu
máy.
Nội dung đồ án bao gồm những vẫn đề cơ bản trong thiết kế máy và hệ thống dẫn
động, tính tốn thiết kế chi tiết máy theo các chỉ tiêu chủ yếu và khả năng làm việc, thiết
kế kết cấu chi tiết máy, vỏ hộp, chọn cấp chính xác, lắp ghép, dung sai và phương pháp
trình bày bản vẽ. Thuật ngữ và kí hiệu dùng trong đồ án dựa theo tiêu chuẩn Việt Nam,
phù hợp với thuật ngữ và kí hiệu quốc tế.
Q trình tính tốn và thiết kế tham khảo các giáo trình như Tính tốn hệ thống dẫn
động cơ khí, Cơ sở thiết kế máy, Dung sai và lắp ghép... Qua đó từng bước giúp sinh viên
làm quen với cơng việc thiết kế phục vụ nghề nghiệp của mình khi ra trường.
Em xin được chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Thanh Nam đã hướng dẫn tận tình,

đưa
ra những lời khuyên và dành nhiều sự đóng góp để em có thể hồn thành đồ án này.
Tuy vậy, trong q trình thực hiện cũng khơng thể tránh khỏi sai sót, do đó em mong
được sự góp ý thêm từ phía các giảng viên để có thể rút ra được những kinh nghiệm, phục
vụ cho công việc thiết kế sau này. Em chân thành cảm ơn.

Sinh viên thực hiện

SVTH: Kiều Trung Tín - MSSV:1910610

Trang 6


Đồ án Thiết kế

Đề số 17 - Phương án 1

GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam

Kiều Trung Tín

SVTH: Kiều Trung Tín - MSSV:1910610

Trang 7


Đồ án Thiết kế

Đề số 17 - Phương án 1


GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam

PHẦN 1. XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
1.1.
Chọn động cơ
1.1.1. Công suất trên trục công tác
P=
t

Fv
1000

27000.0,45
= 12,15(kW)
1000

Bộ phận công tác là xích tải:
1.1.2. Cơng suất tính tốn
Cơng suất tính tốn:
2

P =Pt
td

2

0,6T .35
I .60
T
+

60 +
35

1.1.3. Chọn hiêu suất của hệ thống
Hiệu suất chung cho cả hệ thống truyền động:

= 10,62

(kW )

h ^MMÌ = 0,96.0,82.0,98.1.0,994 = 0,74
Trong đó, theo bảng 2.3 trang 19 tài liệu tham khảo [1]:
7HÍ = 1: hiệu suất nối trục đàn hồi.
^ = 0,82 : hiệu suất bộ truyền trục vít với zx = 2 .
7Ếr = 0,98: hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng.
7^ = 0,96 : hiệu suất bộ truyền đai thang
ựoZ = 0,99 : hiệu suất ổ lăn.
1.1.4. Tính cơng suất cần thiết
Cơng suất cần thiết của động cơ: Pct =

0,74= 14,35 (kW )
10,62

1.1.5. Số vịng quay của trục cơng tác
60000

60000.0,45

Số vịng quay trên trục cơng tác: nlv
V

= 27,27 (vịng/Phút)
9 110
=
z
P cơ
1.1.6. Xác định số vòng quay sơ bộ của động
Theo bảng 2.4 trang 21 tài liệu tham khảo [1], ta chọn tỉ số truyền bộ truyền đai
thang với: ud = 2.
Tỉ số truyền chung được xác định: uch = u udt = 40.2 = 80
Với uh = 40: Tỉ số truyền của của hộp giảm tốc trục vít - bánh răng
udt = 2: Tỉ số truyền của bộ truyền đai thang

Số vòng quay sơ bộ của động cơ:
nsb = nVv. uch = 27,27.100 = 2727 (vịng/phút)

SVTH: Kiều Trung Tín - MSSV:1910610

Trang 8


Đồ án Thiết kế

Đề số 17 - Phương án 1

GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam

1.1.7. Chọn động cơ điện
Động cơ điện có thơng số phải thỏa mãn: Pdc > Pct = 14,35 (kW)
và dc « sb = 2727 (vịng/phút)
Tra bảng P1.3 tài liệu [1], ta chọn:

n

n

Động cơ 4A160M2Y3 Pdc = 18,5 (kW); ndc = 2930 (vịng/phút)
Với hệ số cơng suất cos (p = 0,92; hiệu suất 77 = 88,5%;
1.2.
Phân phối tỷ số truyền
Tỷ số truyền chung của hệ dẫn động:
ucb=nc=293U 107,44
ch

nh 27,27

Ta có: U

= Un uh
Với U
u
2
u
53 72
n = dt = ^ h = ,
Đối với hộp giảm tốc trục vít - bánh răng:
ch

= 2,8;
^ U = 10,78
Trong đó dựa vào đồ thị hình 3.24 trang 47 tài liệu [1], ta có:
U1 = f(Uh,Y,c)với c = cxQẢ1, tgY = 0,2

Vì là hộp giảm tốc trục vít - bánh răng nên U = 10; U2 = 5,3
Vậy tỷ số truyền của bộ truyền đai thang: Ud = —— =
•

'

= 2,03

U .U2 10.5,4

1.3.
Bảng đặc trị
1.3.1. Phân phối công suất trên các trục
P = _—^ = 2211 = 12,40 (kW)
3
v7
rìu*
0,992.1

SVTH: Kiều Trung Tín - MSSV:1910610

Trang 9


Đồ án Thiết kế

—
2

hoìnbr


Đề số 17 - Phương án 1

12,40

——3- =

GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam

= 12,78 (kW)

v7

0,99.0,98

12 7
„ —2
=
holhtv
0,99.0,82
—=—=
= — =15740,96
=

, ^ = 15,74 (kW)

P=

16,40 (hkW
dt )


1.3.2. Tính tốn số vòng quay trên các trục
nđc = 2930 (vòng/phút)

930 = 1465 (vịng/phút)

n1 = — = z

1 Udt

2

SVTH: Kiều Trung Tín - MSSV:1910610

Trang 10


Đồ án Thiết kế

Đề số 17 - Phương án 1

n2 = — =

GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam

= 146,5 (vòng/phút)

1.3.3. Bảng đặc trị
Bảng 1.1 Bảng đặc trị
Trụ

c
Thông
số^"^'^^
Công suất
(kW)
Tỷ số truyền u
Số vịng quay
(vịng/phút)
Momen xoắn
(Nmm)

Động cơ
16,40

I
15,74
2,03

II

III

Cơng tác

12,78

12,40
5,3

12,15


10

2930

1465

146,5

27,28

27,27

53453,92

102605,46

833098,98

4284370,48

4254950,50

SVTH: Kiều Trung Tín - MSSV:1910610

Trang 11


Đồ án Thiết kế


Đề số 17 - Phương án 1

GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam

PHẦN 2. TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN NGOÀI
THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG
(Ve yêu cầu lựa chọn thiết kế bộ truyền nào trước, do hộp giảm tốc sẽ được chế tạo ở
nhà
máy, còn bộ truyền đai thang sẽ phải nhập từ nhà chế tạo khác. Như vậy, bộ truyền đai
thang sẽ cần chuẩn hóa cao hơn, tỉ số truyền khó điều chỉnh hơn so với hộp giảm tốc
nên
ta chọn thiết kế trước).
> Số liệu thiết kế:

- Cơng suất, P=16,40 kW
- Số vịng quay bánh dẫn, n=2930 vòng/ phút
- Moment xoắn, T=53453,92 N.mm
- Tỉ số truyền, ud = 2.03
- Điều kiện làm việc: Quay một chiều, tải va đập nhẹ, 1 ca làm việc 8 giờ.
2.1.
Chọn loại đai và tiết diện đai
Theo bảng công suất và số vịng quay hình 4.1 ta chọn loại đai thang hẹp loại SPA
với các thông số bảng 4.13 tài liệu [1]:
bt = 11mm, b = 13mm,h = 10mm, y0 = 2,8 mm, A = 95mm2,
d = 140 - 200 mm, l = 1250 - 8000 mm

2.2.
Xác định các thông số của bộ truyền
2.2.1. Đường kính bánh đai nhỏ
Theo tiêu chuẫn ta chọn d1 = 200 mm

2.2.2. Vận tốc đai
7ĩdn,
v-1 =____‘
60000

7.200.2930
-----—------= 30,68m /
s

2.2.3. Định kích thước bánh đai lớn
- Giả sử ta chọn hệ số trượt tương đối: ế = 0.01

SVTH: Kiều Trung Tín - MSSV:1910610

Trang 12


Đồ án Thiết kế

Đề số 17 - Phương án 1

-

Đường kính bánh đai lớn:

-

Theo tiêu chuẫn ta chọn: d2 = 400 mm
Tính lại tỉ số truyền:
u=

2

GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam

d2 = du(1 - è) = 200.2,03(1 - 0.01) = 401,94mm

d
= **>
= 2,02
d (1 -ế) 200.(1 - 0.01)
2

- Sai số của tỷ số truyền 0,49 %
2.2.4. Chọn khoảng cách trục a nhỏ nhất xác định theo điều kiện
- Khoảng cách trục a nhỏ nhất xác định theo điều kiện:
0.55(d + d2 ) + h < a < 2(d + d2 )
0,55(200 + 400) + 10,5 < a < 2(200 + 400)
340,5 < a < 1200 mm

SVTH: Kiều Trung Tín - MSSV:1910610

Trang 13


Đồ án Thiết kế

-

Đề số 17 - Phương án 1


GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam

Với u = 2,03 ta chọn sơ bộ a = 1,2, Theo bảng 4.14
■d

^ a = 1,2d = 1,2.400 = 480mm
2.2.5. Chọn chiều dài đai
. x(d + d) . (d -d)2
>7(400 + 200) , (400-200)2
T
2
1 v
17
L = 2a +
+
= 2.480 +
+
= 1923,31mm
2

4a

Theo bảng tiêu chuẩn ta chọn L = 3150mm.
2.3.
Kiểm nghiệm đai
2.3.1. SƠ vịng chạy của đai trong một giây
i = v = ậạ = 9.74,L 3,15

2


4.480

’

[i ] = 10, 1
Điều kiện i< [i] được thỏa mãn.
2.3.2. Tính lại khoảng cách trục
k + 4k2 - 8A2
a =-----—-------

Trong đó:

4

+
k = L-X(d'
A

d2 - d,

+
d

2) = 3150-X 400

200

= 2207,52

400 - 200


8.100

=

1099,21mm

SVTH: Kiều Trung Tín - MSSV:1910610

Trang 14


Đồ án Thiết kế

Đề số 17 - Phương án 1

GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam

2.3.3. Các hệ sô sử dụng
- Hệ số ảnh hưởng góc ơm đai theo bảng 4.15:
-148,40
1

Ca = 1,24(1 - e ") = 1,24(1 - e

-

) = 0,92

Hệ số xét đến ảnh hưởng của tỉ số truyền: Cu = 1,12

3150

- Hệ số ảnh hưởng của chiều dài đai: CL =

2

6

= 1,03 ;Với L = 2500mm

500

Theo bảng 4.8 Công suất có ích cho phép [ P0

] theo GOST 1284.3 - 96

P
- Hệ số ảnh hưởng của số dây đai: Cz=0.95 (hai hoặc ba đai) = 1,5

SVTH: Kiều Trung Tín - MSSV:1910610

Trang 15


Đồ án Thiết kế

-

Đề số 17 - Phương án 1


GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam

Hệ số xét đến ảnh hưởng của chế độ tải trọng,tải va đập nhẹ, làm việc 2 ca: C r=0,8
Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc
Cv = 1 -0,05(0,01V2 -1) = 1 -0,05(0,01.30,682 -1) = 0,58

-

Theo bảng 4.8 tài liệu [1], cơng suất có ích cho phép [ P0

] theo GOST 1284.3 - 96

với d=200mm và v=30,69; đai thang hẹp loại SPA ta có [ PO]= 11,03 kW
2.3.4. Số đai được xác định theo công thức
.
P
_
16,40
>
z r .. 1 .. .. ..____=.................~ 7 n________= 1,15

[ P ] CCCCCC 11,03.0,92.1,12.1,03.2,62.0,8.0,58

Chọn z = 2. Chọn 2 đai.
2.3.5. Xác định chiều rộng bánh đai và đường kính ngồi bánh đai
- Với đai thang hẹp loại SPA, ta có H = 16; h = 3; t = 15; e = 10
-

Chiều rộng bánh đai:
B = (z -1)t + 2e = (2 -1)15 + 2.10 = 35mm; với z=2, t=15mm, e=10mm


-

Đường kính ngồi bánh đai:
p = p + 2h = 200 + 2.3 = 206mm

2.3.6. Xác định lực tác dụng
- Lực căng ban đầu :
F = Aơ0 = zẢ1ơ0 = 2.95.1 = 190V với đai thang hẹp loại SPA có A1=95 m, ơ0 = 1MPa
-

Lực căng đai ban đầu của mỗi dây: F= F = 190 = 95N

2.3.7.
-

Tìm hệ số ma sát để bộ truyền khơng trượt

0

-

+ 1)

Ta có: F0 = F^effP

;

2(e 1 -1)
fa


Suy ra: ef 1 = ^T^—77
a

SVTH: Kiều Trung Tín - MSSV:1910610

Trang 16


Đồ án Thiết kế

Đề số 17 - Phương án 1

GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam

2 FO - F
,
1. 2F0 + F 1
2.285 + 534,55
f = — ln _
_• = _ ln
= 1,33
a 2Fữ + F
2,59 2.285 - 534,55

-

Hệ số ma sát để bộ truyền khơng bị trượt trơn (biên dạng góc của đai ỵ =380)
fmin = f sin(j) = 1,33sin190 = 0,43


2.3.8.

Lực tác dụng lên trục
a

F - 2F0 sin( 1) = 2.285 sin(2,59) = 548,46N

SVTH: Kiều Trung Tín - MSSV:1910610

Trang 17


Đồ án Thiết kế

Đề số 17 - Phương án 1

GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam

2.3.9. Ứng suất lớn nhất trong dây đai
CT = 2.3.10.

Tuổi thọ đai

(_^_) .107

CA- ì 107

m

L=
h

ơmx

= 1291,86h

=

'^.

2.3600/

2.3600.9,74

Trong đó: ơr = 9MPa - giới hạn mõi của đai thang.
m = 8 - số mũ của đường cong mỏi đối với đai thang.
2.3.12. Bảng thông số bộ truyền đai
Bảng 2.1 Các thông số bộ truyền đai thang
Ký hiệu,
Thông số
Giá trị
đơn vị
Khoảng cách trục
a, mm
480
Đường kính bánh đai nhỏ
d1, mm
200
Đường kính bánh đai lớn

d2, mm
400
Vận tốc đai
v, m/s
Tỉ số truyền
Ud
2,02
Chiều dài đai
L, mm
3150
Chiều rộng đai
B, mm
35
Đường kính ngồi bánh
đai
Góc ôm đai bánh nhỏ
Số đai
Công suất

da, mm

206

a, độ

148,40

z
P, kW

2
16,40

SVTH: Kiều Trung Tín - MSSV:1910610

Trang 18


Đồ án Thiết kế

Đề số 17 - Phương án 1

GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam

Momen xoắn
Lực căng ban đầu

n,
Vòng/phút
Nmm
F0, N

53453,92
190

Lực vòng có ích
Lực tác dụng lên trục

Ft, N
Fr, N

534,55
548,46

Số vịng quay bánh dẫn

SVTH: Kiều Trung Tín - MSSV:1910610

2930

Trang 19


Đồ án Thiết kế

Đề số 17 - Phương án 1

GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam

PHẦN 3. TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN TRONG
3.1.
Tính tốn bộ truyền trục vít - bánh vít
> So liệu thiết kế:
- Số vịng quay trục vít dẫn: ni = 1465 vòng/phút
- Tỉ số truyền: Utv = 10
- Moment xoắn trên trục bánh vít: T2 = 833098,98 N.mm
3.1.1. Tính sơ bộ vận tốc trượt
vsb = 4,5.10 5.n1Jĩ = 4,5.10 5.1465.-ự833098,98 «6,20 (m/s)
-

-

-

-

Với Vsb < 4m/s dùng đồng thanh thiếc kẽm chì, cụ thể là BCuSn5Zn5Si5 để chế tạo
bánh vít đúc khn kim loại ƠẾ = 250 MPa, ơd = 100 MPa.
Chọn vật liệu trục vít là thép C45, tôi bề mặt đạt độ rắn HRC 45.

-

Với bánh vít làm bằng đồng thanh thiết, [ơff ] xác định theo cơng thức:
-

[ơH ] = \ơHKHL ^[°H] =(0,75 0,9')ơbKHLCv

-

Trong đó:
+ ơb: Giới hạn bền kéo của vật liệu
+ Cv : Hệ số xét đến ảnh hưởng của vấn tốc trượt. Chọn Cv =0,88 theo bảng 7.9
Hệ số Cv theo vận tốc trượt
+ [ơffO] = (0,75 - 0,9)^ : Ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với 10 7 chu kỳ. Dùng
trục vít được thấm cacbon hoặc tơi đạt độ rắn HRC > 45, mặt ren được mài và
đánh bóng nên [ơHO ] = 0,9ơè
+ Kffi: Hệ số tuổi thọ tính bằng cơng thức KKL= l/10^
HE

Với NHE là số chu kì thay đổi ứng suất tương đương:

4

SVTH: Kiều Trung Tín - MSSV:1910610

Trang 20


Đồ án Thiết kế

NHE= 60.
±

2Max

7

.

Đề số 17 - Phương án 1

T 12i

T...

-n2i

GVHD: GS.TS Nguyễn Thanh Nam

t

NHE = 60.146,5.8.2.220.6.1 14.60 + 0,64.||ì = 126,11.106
V 95
95)
'10/
„ =0
Hệ sơ tuồi thọ: KKL= 8
72.85- Ứng suất tiếp xúc cho phép: [ƠH] =0,9.250.0,7285.0,88 = 144,24 (MPa);

SVTH: Kiều Trung Tín - MSSV:1910610

Trang 21


-

Với bộ truyền làm việc một chiều, [ơFO ] - ứng suất uốn cho phép ứng với 106 chu
kỳ, tính theo công thức:
[^ ] = 0,25^ + 0,08^ = 0,25.250 + 0,08.100 = 150,5 (MPa)

-

Dùng trục vít được thấm cacbon hoặc tôi đạt độ rắn HRC > 45, mặt ren được mài
và đánh bóng nên [ơFO ] = 188,13 (Mpa) (tăng thêm 20%)

-

Hệ số tuổi thọ:
KFL = -Ự106 / NFE = -Ự106 /(117,94.106) = 0,59
Tron

g đó: NFE = 60n2

£ (T2i / T2max)9 ti

NFE = 60n2

£ t i £ T / T2max)9 t / £ tt

NFF = 60.146,5.8.2.220.6.119.60 + 0,69.|5 1 = 117,94.106chu kỳ.
y
L 95
95)
- Do đó, để kiểm tra độ bền tỉnh tránh quá tải, ta xác định ứng suất tiếp xúc cho
phép khi quá tải và ứng suất uốn cho phép khi quá tải:
+ Ứng suất uốn cho phép:
[ơF ] = [^ ]Kra = 150,5.0,59 = 88,80 MPa
FE

+ Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải:
K ]max = 4ơch = 4.100 = 400 MPa
+ Ứng suất uốn cho phép khi quá tải:
[^F ]max = 0--

= 0,8.100 = 80 Mpa

3.1.2. Tính thiết kế
- Xác định khoản cách trục aw
+ Chọn sơ bộ KH = 1,2 - hệ số tải trọng;
+ Với utv = 10, chọn Z1 = 4, do đó: Z2 = utvZ1 = 10. 4 = 40 răng;
+ Tính sơ bộ hệ số đường kính trục vít q theo công thức thực nghiệm:

q = 0,25.z2 = 0,25.40 = 10
+ Theo bảng 7.3 trang 150 tài liệu tham khảo [1], ta chọn q = 12,5.
2
a

w

+

= (z2 q)

(

) TK

2H

Ỷ z2[ơH]) q

(40+10)3

- Tính mơdun:

170

170 Ỵ 833098,98.1,2
40.144,24 J
10

= 221,38 (mm)

m = 2^ =
-

= 8,86

Theo bảng 7.3 trang 150 tài liệu tham khảo [1], chọn môđun tiêu chuẩn m = 10.
Do đó: aw = (q + z2) = -^-.(10 + 40) = 221,38
m

-

Lấy Theo tiêu chuẩn SEV229-75, làm tròn aw = 250, tính hệ số dịch chỉnh:
x = - 0,5(q + z2) = 250 - 0,5.(10 + 40) = 0 (thỏa điều kiện -0,7 < x < 0,7)
m
10
a

-

Vậy không dịch chỉnh.

3.1.3.

Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc

ọ —p- , tò T2m = ,

- G i kt

T tn
2i i 2i

zmax

,

V'1 T2i

tị

60

kt = 7.v=n = 1.
t 95
2max / J i

,

-

/,

t n với n
i 2i
2i

= n2, ta có:

35

+ 0,6.2^ = 0,85
95

_ _ ,
„ í z, Y ............................í40 Y ________
Do đó: KHp = 1 + (1
- kt) I =2 I
= 1 + (1 - 0,85). 1^1 = 0,98

(hệ số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng);
Với: Z1 = 4 - số mối ren trục vít, q = 10 nên hệ số biến dạng của trục vít 0 = 70
(bảng 7.5 trang 153 tài liệu tham khảo [1]).
- Vận tốc trượt:
xd.n
Tĩ. 100.1465
1
v = ^^
—=
.... = 8,26 (m/s)
60000.cosyw 60000.cos21,800
Trong đó: dvỉ = (q + 2x)m = (10 + 2.0).10 = 100 (mm)

-

í
z.
1
(41

0
7 = arctan —I = arctan I I = 21,80
^ q + 2x )
< 10 + 2.0 J
/w
Với vs = 8,26 m/s , theo bảng 7.6 trang 153 tài liệu tham khảo [1], chọn cấp chính
xác là 8; với cấp chính xác là 8 và v = 8,26 m/s theo bảng 7.7 trang 153 tài liệu
tham khảo [1], tra được KHv = 1,3 - hệ số tải trọng động.

17
0
40
\

Theo công thức ứng suất tiếp xúc:

T2

7_ , 170

KH

lƠaw Jí 40 +10
833098,98.1,
q
H =„
Ỵ z2
3
l 250 J
10

< [^ H ]
ƠH = 125,10 MPa < [ơff ] = 144,24 Mpa
Ơ

H

=


-

Với V = 0,83m/s theo bảng 7.4 trang 152 tài liệu tham khảo [2] tra được góc ma
sát hoặc tính theo công thức:
ọ = arctan f ' = arctan(0,048 / V0,36) = arctan(0,048/0,830,36) = 2,930

-

Do đó hiệu suất bộ truyền:
0,95tan/w_
7

0,95.tan(21,800)
.... ~_.fi.
x
tan(;/ + (p) tan(21,800 + 2,930)

0 82

,

3.1.4.
Kiểm nghiệm độ bền uốn
- Chiều rộng bánh vít:
Khi Zỵ = 2, b < 0,67dai :
dai = m(q + 2) = 10(10 + 2) = 120
Do đó: b <0,67.120 = 80,4, lấy b = 80mm.
-

Số răng tương đương: zv =

2

z

= — 40

= 49,97 ^ Yp = 1,46 (tra bảng 7.8

cos / cos 21,80

trang 154 tài liệu tham khảo [1]);
Kp = K = K KH = 0,98.1,3 = 1,274 (hệ số tải trọng);
H

-

HP

V

Ứng suất uốn sinh ra tại chân răng bánh vít:
ƠF = Ì-^ b2T2dK2mMPa (thỏa).
T

F L

0 8 6 1274
= 12. ^O
^ ^ . = 5,81(MPa)
< [ơF ] = F88,80(MPa)
MPa.
,
,
80.10.40.10
Bộ truyền thỏa điều kiện bền uốn
3.1.5.
Giá trị các lực tác dụng

Lực vịng trục vít bằng lực dọc trục bánh vít
102605 46
, = 2052,11N
F = F, ạ = 2.
d
100
t1
a2

Lực vịng bánh vít bằng lực dọc trục của trục vít
F=F
12

a1

d = 2.833098,98 = 4165,49N
d

400

Lực hướng tâm trục vít và bánh vít bằng nhau
F1 = F2 = F2~an~ = 4165,49
2

tan/

^20°
tan21,80

= 3790,56N
0


3.1.6.

Các thơng số bộ truyền trục vít
Thơng số

Ký hiệu, đơn vị

Khoảng cách trục
Modun dọc của trục vít

Hệ số đường kính trục vít
Số mối ren trên trục vít

Bảng 3.1 Các thơng số bộ truyền trục vít
Giá trị

aw, mm

250

m
q
zx, mối ren

10
10

Số răng trên bánh vít

Z2, răng

40

Đường kính vịng chia

d, mm

Đường kính vịng đỉnh

da, mm

Đường kính vịng đáy

d , mm

Đường kính ngồi của
bánh vít

4
d = qm = 10.10 = 100
d2 = mz2 = 10.40 = 400
= m(q + 2) = 10.(10 + 2) = 120

d^ = m( z2 + 2) = 10(40 + 2) = 420
dyi = m(q - 2,4) = 10.(10 - 2,4) = 76
d/2 = m(z2 - 2,4) = 10(40 - 2,4) = 376

Chiều rộng bánh vít
Chiều dài phần cắt ren
của trục vít

b, mm
b, mm

b > (12,5 + 0,09z2)m = 161, lấy b = 165

Góc ơm

õ, độ

õ = arcsin[b2/(d - 0,5m)] = 51,5

Góc vít lăn
Tỷ số truyền
Tốc độ vịng quay trên
trục vít
Moment xoắn trên trục
bánh vít

7, độ

21,800

u

10

n, vịng/phút

1465

T, N.mm

833098,98

Vận tốc trượt

V,, m/s

0,83

Lực vịng trục vít
Lực dọc trục bánh vít
Lực vịng bánh vít
Lực dọc trục của trục vít
Lực hướng tâm trục vít
Lực hướng tâm bánh vít

Ft1, N
Fa2, N
Ft2, N
Fa1, N
Fr1, N

2052,11
2052,11
4165,49
4165,49
3790,56

Fr2, N

3790,56

aM 2

, mm

d

aM2

^

+ 6 /( + 2)

=
420 + 6.10/(4 + 2) = 430
80

d

d

a2

m

Z

1