BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC
NÔNG LÂM TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ- CƠNG NGHỆ

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG
XÍCH TẢI

Sinh viên thực hiện: Trần Hồng Phúc
MSSV: 18154099
Khóa: 2018- 2022
Ngành/ chun ngành: Cơng nghệ kỹ thuật ô tô

Tp. HCM, ngày … tháng … năm 2020

i

download by :


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC
NÔNG LÂM TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ- CƠNG NGHỆ

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG
XÍCH TẢI

Sinh viên thực hiện: Trần Hồng Phúc

MSSV: 18154099
Khóa: 2018- 2022
Ngành/ chun ngành: Cơng nghệ kỹ thuật ô tô

Tp. HCM, ngày … tháng … năm 2020

ii

download by :


LỜI NÓI ĐẦU
Thiết kế và phát triển những hệ thống truyền động là vấn đề cốt lõi trong
cơ khí. Mặt khác, một nền công nghiệp phát triển không thể thiếu một nền cơ
khí hiện đại. Vì vậy, việc thiết kế và cải tiến những hệ thống truyền động là
công việc rất quan trọng trong cơng cuộc hiện đại hố đất nước. Hiểu biết, nắm
vững và vận dụng tốt lý thuyết vào thiết kế các hệ thống truyền động là những
yêu cầu rất cần thiết đối với sinh viên, kỹ sư cơ khí.
Trong cuộc sống ta có thể bắt gặp hệ thống truyền động ở khắp nơi, có thể
nói nó đóng một vai trò quan trọng trong cuộc sống cũng như sản xuất. Đối với
các hệ thống truyền động thường gặp thì hộp giảm tốc là một bộ phận khơng thể
thiếu.
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí giúp ta tìm hiểu và thiết kế hộp
giảm tốc, qua đó ta có thể củng cố lại các kiến thức đã học trong các môn học
như Cơ kỹ thuật, Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật...; và giúp sinh viên có cái nhìn tổng
quan về việc thiết kế cơ khí.Hộp giảm tốc là một trong những bộ phận điển hình
mà cơng việc thiết kế giúp chúng ta làm quen với 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 Cơ khí, đây là điều rất cần thiết với một sinh viên
cơ khí.

Em chân thành cảm ơn thầy các thầy cô 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, vì vậy thiếu sót là điều khơng thể tránh khỏi, em
rất mong nhận được ý kiến từ thầy cô và các bạn.

iii

download by :


TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ CƠNG NGHỆ
ĐỒ ÁN MƠN HỌC:
CHI TIẾT MÁY
Sinh viên thực hiện: Trần Hồng Phúc

MSSV: 18154099

Người hướng dẫn: Lê Quang Vinh

Ký tên:
ĐỀ TÀI

Đề số 10: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
Phương án số: 21

Hệ thống dẫn động xích tải gồm: 1-Động cơ điện 3 pha không đồng bộ; 2-Nối
trục đàn hồi; 3-Hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp phân đôi cấp nhanh; 4-Bộ
truyền xích ống con lăn; 5-Xích tải. (Quay một chiều, tải va đập nhẹ, 1 ca làm
việc 8 giờ).


iv

download by :


Số liệu thiết kế:
Lực vịng trên xích tải F = 3500 (N)
Vận tốc xích tải v = 1,2 (m/s)
Số răng đĩa xích dẫn z = 11 (răng)
Bước xích p = 110 (mm)
Thời gian phục vụ L = 3 (năm)
Số ngày làm ngày/năm Kng = 200 (ngày)
Số ca làm trong ngày: 3 (ca)
t1 = 25(giây)
t2 = 34 (giây)
t3 = 32(giây)
T1 = T
T2 = 0,6T
T3 = 0

v

download by :


Mục lục

LỜI NÓI ĐẦU................................................................................................................................................
CHI TIẾT MÁY........................................................................................................................................

Đề số 10: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI..................................................................
Phần I.Xác định cơng suất động cơ và phân phối tỉ số truyền................................................................
1. Chọn động cơ:......................................................................................................................................
2. Phân phối tỉ số truyền:..........................................................................................................................
3. Tính tốn các thơng số trên trục:..........................................................................................................
4. Bảng đặc tính kĩ thuật hệ thống truyền động:.......................................................................................
Phần II. Tính tốn bộ truyền xích:............................................................................................................
Phần III. Tính toán thiết kế bộ truyền bánh răng:..................................................................................
A.Bánh răng cấp nhanh:........................................................................................................................
B.Bánh răng cấp chậm:........................................................................................................................
Phần IV: Tính tốn thiết trục của hộp giảm tốc....................................................................................
A.Trục II:..............................................................................................................................................
B.Trục I.................................................................................................................................................
C.Trục III..............................................................................................................................................
PHẦN V: CHỌN Ổ LĂN................................................................................................................................
A.

Ổ lăn trên trục I:.............................................................................................................................

B.

Ổ lăn trên trục II:............................................................................................................................

C.

Ổ lăn trên trục III:...........................................................................................................................

PHẦN VI: TÍNH TỐN THIẾT KẾ VỎ HỘP.....................................................................................................
PHẦN VII. TÍNH TỐN CÁC CHI TIẾT PHỤ....................................................................................................
1.


Vịng chắn dầu................................................................................................................................

2.

Chốt định vị:...................................................................................................................................

3.

Cửa thăm:.......................................................................................................................................

4.

Nút thông hơi:................................................................................................................................

5.

Nút tháo dầu:.................................................................................................................................

6.

Que thăm dầu:................................................................................................................................

PHẦN VIII: DUNG SAI LẮP GHÉP.................................................................................................................
1.

Bảng dung sai lắp ghép bánh răng..................................................................................................

2.


Bảng dung sai lắp ghép ổ lăn..........................................................................................................

3.

Bảng dung sai lắp ghép then...........................................................................................................

KẾT LUẬN....................................................................................................................................................
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................................................................

vi

download by :


vii

download by :


Phần I.Xác định công suất động cơ và phân phối tỉ số truyền
1. Chọn động cơ:
Công suất làm việc trên xích tải:
Fv

3500 x 1,2

Plv= 1000 = 1000

= 4,2 (kW)


Cơng suất tương đương:

√

Ptd = Plv.

(

2

2

2

T1
T2
T3
) . t 1+(
) . t 2+(
) .t 3
= 4,2.√ ¿ ¿ ¿
T
T
T
t 1+ t 2+t 3

= 2,73 (kW)

- Hiệu suất chung hệ thống truyền động:
ηch = ηxηntηol5ηbr3

Theo bảng 3.3 [1], ta chọn:





Hiệu suất bộ truyền xích: ηx = 0,93
Hiệu suất nối trục: ηnt = 1
Hiệu suất 1 cặp ổ lăn: ηol = 0,995
Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ: ηbr = 0,98
ηch = 0,93.1.0,9955.0,983 = 0,85

-Công suất cần thiết:
P td

2,73

Pct = η = 0,85 = 3,21 (kW)
ch
Số vòng quay sơ bộ của động cơ:
-Số vòng quay trên xích tải:
nlv =

60000. v 60000.1,2
= 11.110 = 59,50 (vịng/phút)
z.p

Tra bảng 2.4 chọn sơ bộ tỉ số hệ thống
usb = uh.ux = 2.8 = 16
Với uh = 8 : tỉ số truyền của hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp (8÷40)


1

download by :


ux = 2 : tỉ số truyền của bộ truyền xích (2÷5)
-Số vịng quay sơ bộ của động cơ:
nsb = nlv.usb = 59,50.16 = 952 (vòng/phút)
- Chọn động cơ điện:
Động cơ điện có thơng số thỏa mãn: Pdc ≥ Pct = 3,21(kW)
nđc ≈ nsp = 952 (vòng/phút)
Tra bảng1.3 trang 237 [1], ta chọn:
Động cơ 4A132S6Y3 : Pđc = 5,50 (kW)
nđc = 960 (vòng/phút)
2. Phân phối tỉ số truyền:
Tỉ số truyền chung của hệ dẫn động
ndc

960

uch = n = 59 ,50 = 16,13
lv
Chọn tỉ số truyền hộp giảm tốc: uh = 8 theo bảng 3.1 trang 43 [1]
uch

Tỉ số truyền xích: ux = u =
h

16,13

= 2,02
8

Gọi un là tỉ số cấp truyền nhanh, uc là tỉ số cấp truyền chậm
Ta có: u1=un = 3,08;
u2=uc = 2,60;
3. Tính tốn các thơng số trên trục:
a) Phân phối công suất trên các trục:
P tđ

2,73

P III

2,95

PIII = η . η = 0,93.0,995 = 2,95 (kW)
x
ol
PII = η . η = 0,98.0,995 = 3,03 (kW)
br
ol
PI =

P II
2

ηbr .η ol
PI


=

3,03
= 3,17 (kW)
0,982 .0,995

3,17

Pđc = η = 1 = 3,17 (kW)
nt
2

download by :


b) Tính tốn số vịng quay trên các trục:
nđc = nI = 960 (vòng/phút)
nI

960

nII = u = 3,08 =311,69 (vòng/phút)
n
nII

311,69

nIII = u = 2,6 = 119,88 (vòng/phút)
c
nIII 119,88


nđx= u = 2,02 = 59,35 (vịng/phút)
x
c) Tính tốn momen xoắn trên các trục:
P đc

3,17

Tđc = 9,55.106. n = 9,55.106. 960 = 31534,90 (Nmm)
dc

PI

3,17

T1 = 9,55.106. n = 9,55.106. 960 = 31534,90 (Nmm)
1

P II

3,03

T2 = 9,55.106. n = 9,55.106. 311,69 = 92837,43 (Nmm)
2

P III

2,95

P td


2,73

T3 = 9,55.106. n = 9,55.106. 119,88 = 235005,83 (Nmm)
3
Tđx = 9,55.106. n = 9,55.106. 59,35 = 439283,91 (Nmm)
đx

4. Bảng đặc tính kĩ thuật hệ thống truyền động:
Trục
Thơng số
Cơng suất
(kW)

Động cơ

I

II

III

Trục đĩa
xích

3,17

3,17

3,03


2,95

2,73

Tỉ số truyền

1

3,08

Momen xoắn
(Nmm)

31534,90

31534,90

Số vịng quay
(vịng/phút)

960

960

2,6

92837,43 235005,83
311,69


119,88

2,02
439283,91
59,35

3

download by :


Phần II. Tính tốn bộ truyền xích:
*Các thơng số:
-Cơng suất trục dẫn: P1 = PIII =2,95 (kW)
-Số vòng quay bánh dẫn: n1 = nIII = 119,88 (vong/phút)
-Tỷ số truyền u = ux = 2,02
*Theo yêu cầu đề bài ta chọn loại xích ống con lăn.
Số răng đĩa xích dẫn: z1 = 29-2u = 29-2.2,02 = 24,96 (răng)
Chọn z1 = 25 răng
Số răng của đỉa xích lớn: z2 = u.z1 = 2,02.24 = 48,48 ( răng)
Chọn z2 = 50 răng
z2

50

Tỷ số truyền lúc này là u = z 1 = 25 = 2
*Hệ số điều kiện sử dụng xích:
K= Ko.Ka.Kdc.Kb.Kr.Klv = 1.1.1,25.1.1.1,45 =1,81
Trong đó:
Ko: là hệ số xét đến của cách bố trí bộ truyền, khi đường nối hai tâm đĩa xích hợp với

đường nằm ngang một góc nhở hơn 60o thì Ko = 1
Ka: hệ số xét đến ảnh hưởng của khoảng cách trục hay chiều dài xích, chọn Ka = 1
(chọn a = 40pc).
Kdc: hệ số xét đến ảnh hưởng của khả năng điều chỉnh lực căng xích, Kdc=1,25 vì trục
khơng điều chỉnh được.
Kb: hệ số xét đến điều kiện bôi trơn, Kb=1 khi bôi trơn nhỏ giọt.
Kr: hệ số tải trọng động, do dẫn động bằng động cơ điện và tải trọng ngoài tác động
lên bộ truyền tương đối êm nên Kr=1.
Klv: hệ số xét đến chế độ làm việc, Klv=1,45 khi làm việc 3 ca.
4

download by :


*Cơng suất tính tốn:
Pt =

K . K z . K n . P1 1,81.1.1,67 .2,95
=
= 8,92 (kW)
1
Kx

Trong đó:
25

25

Kz = z 1 = 25 = 1
200


200

Kn = n = 119,88 = 1,67
1
Kx = 1 do chọn xích một dãy.
Theo bảng 5.4 [2], chọn bước xích pc=25,4mm
Theo bảng 5.2 [2], ta thấy số vịng quay tới hạn tương ứng với bước xích pc= 25,4 là
nth= 800, thõa mãn nth > n.
*Vận tốc trung bình của xích:
v=

n1 z 1 p c 119,88.25.25,4
=
= 1,27 m/s
60000
60000

*Lực vịng có ích:
Ft =

1000. p1 1000.2,95
= 1,27 = 2322,83 (N)
v

*Kiểm nghiệm bước xích:
Theo bảng 5.3 [2], chọn [p0]=30 Mpa

√


pc ≥ 600 . 3

p1 . K

z1 . n1 . k x . [ po ]

√

= 600. 3

2,95.1,81
= 23,41(mm)
25.119,88 .1 .30

pc = 25,4 > 23,41 nên thỏa điều kiện trên.
*Khoảng cách trục : a= 40.pc = 40.25,4 = 1016 (mm)
Số mắt xích:

(

)

2

(

)

z −z
p

2.1016 25+50 50−25 2 25,4
2a z +z
+
+
.
X = + 1 2+ 2 1 . c =
= 117,90
25,4
2
2. π
1016
pc
2
2π
a

Chọn X = 118 mắt xích
*Chiều dài xích: L = pcX = 31,75.118 = 3746,5 mm
Tính chính xác khoảng cách trục:
5

download by :


z +z
a = 0,25pc[X - 1 2 +
2

= 0,25.25,4[118 -


√(

) (

)

z1 + z2 2
z 2−z 1 2
]
X−
−8
2
2π

√(

) (

)

2
2
25+50
25+50
50−25
118−
−8
+
] = 1017,33 mm
2

2
2π

Chọn a = 1014 mm [giảm khoảng cách trục (0,002÷ 0,004)a]
*Số lần va đập xích trong một giây:
i=

z1 . n1 25.119,88
= 15.118 = 1,69 ≤ [i] = 20
15 X

Theo bảng 5.6 [2], với pc = 25,4
ta chọn [i] = 20
*Kiểm tra xích theo hệ số an tồn:
Q

s = F +F +F
1
v
o
Trong đó: Theo bảng 5.2 [1], chọn Q = 56,7 kN; q m = 32,6 kg ( Q: tải trọng phá hỏng;
qm: khối lượng 1 mét xích)
F1 = Ft = 2322,83 N (lực trên nhánh căng)
Fv = qmv2 = 2,6.1,272 = 4,19 N (lực căng do lực ly tâm gây nên)
Fo = Kf.a.qmg = 6.1014.10-3.2,6.9,81 = 155,18 N (lực căng ban đầu của xích)
Kf=6 khi xích nằm ngang.
56,71000

 s = 2322,83+4,19+155,18 = 22,84 ≥ [s] = (7,8÷ 8,3) (bảng 5.7[2])
*Lực tác dụng lên trục:

Fr = Km.Ft = 1,15.2322,83 = 2671,25 N
Km là hệ số trọng lượng xích, K m=1,15 khi xích nằm ngang hoặc khi góc nghiêng
giữa đường nối tâm hai trục và phương nằm ngang nhỏ hơn 400.
*Đường kính đĩa xích:
d1 ≈

p c z 1 25,4.25
= π = 202,13 mm
π

d2 ≈

p c . z 2 25,4.50
= π = 404,25 mm
π

6

download by :


da1 = d1+0,7pc = 202,13+0,7.25,4 = 219,91 mm
da2 = d2+0,7pc = 404,25+0,7.25,4 = 422,03 mm
*Bảng thơng số bộ truyền xích:
Thơng số

Kí hiệu

Bước xích
Tỷ số truyền

Khoảng cách trục
Số răng đĩa xích
Đường kính vịng
chia
Đường kính vịng
đỉnh

pc
ux
a
z

Cơng thức tính đĩa xích
Bánh dẫn
Bánh bị dẫn
25,4 mm
2
1014 mm
25 răng
50 răng

d

202,13 mm

404,25 mm

da

219,91 mm


422,03 mm

7

download by :


Phần III. Tính tốn thiết kế bộ truyền bánh răng:
 Thông số đầu vào: công suất P1= PI = 3,17 kW
Số vòng quay n1= ndc =960 vg/ph
Tỷ số truyền u=uhgt =8
- Mômen xoắn trên trục I: TI = T1 = 31534,90 N.mm
- Mômen xoắn trên trục II : TII = T2 = 92837,43 N.mm
- Tỷ số truyền cấp nhanh: un = 3,08
- Tỷ số truyền cấp chậm: uc = 2,6
A.Bánh răng cấp nhanh:
1.Chọn vật liệu chế tạo bánh răng , tra bảng 6.1(Tài liệu 1)
Bánh dẫn: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB241 .. 285 có σb1 = 850 MPa, σch1=
580 MPa
Bánh bị dẫn: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB192 .. 240 có σb2 = 750 MPa, σch2=
450 MPa.
2.Số chu kì làm việc cơ sở:
NHO1 = 30.HB12,4 = 30.2452,4 = 1,63.107 chu kỳ
NHO2 = 30.HB22,4 = 30.2302,4 = 1,40.107 chu kỳ
NFO1 = NFO2 = 5.106 chu kỳ
3.Ứng suất tiếp xúc cho phép:
Do bộ truyền làm việc với chế độ thay đổi tải trọng nhiều bậc nên :
NHE1 = 60.c.∑


( )
Ti
T max

mH
2

.ni.ti ( do mH =6 nên )

[( ) ( ) ( ) ]

3
3
3
T
0,6 T
0,2T
= 60.1.960. T . t 1+ T . t 2 + T .t 3

= 60.1.960.(13.25 + 0,63.34 + 0,23.32)
= 1,88.106 chu kỳ
N HE 1

NHE2 = u =
n

6

1,88.10
= 0,61.106 chu kỳ

3,08

8

download by :


√
√

KHL1 =

mH

KHL2 =

mH

√
√

N HO 1 6 1,63. 107
=
= 1,43
N HE 1
1,88. 106
N HO 2 6 1,40. 107
=
= 1,69
6

N HE 2
0,61.10

Theo bảng 6.13 [2], ta chọn giới hạn mỏi tiếp xúc σ OHlimvới thép C45. Tôi cải thiện đạt
độ rắn HB 180 .. 350.
Với σ Hlim = 2HB+ 70, sH = 1,1 và σ Hlim = 1,8HB; sF = 1,75
Chọn độ rắn bánh nhỏ HB1 = 245, độ rắn bánh lớn HB2 = 230, khi đó
σ0H lim1 = 2HB1 + 70 = 2.245 + 70 = 560 MPa
σ0H lim2 = 2HB2 + 70 = 2.230 + 70 = 530 MPa
[σH] =

σ OHlim .0,9
∙ K HL
sH

Vì tơi cải thiện nên có sH=1,1
[σH1] =

σ OHlim1 .0,9
560.0,9
∙1,43 = 655,20 MPa
∙ K HL1 =
1,1
sH

[σH2] =

σ OHlim1 .0,9
530.0,9
∙1,69 = 732,85 Mpa

∙ K HL 2 =
1,1
sH

Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh răng nghiêng là
[σH] = √ 0,5. ( [ σ ]2H 1 + [ σ ]2H 2) =

√ 0,5. ( 655,20 + 732,85 )
2

2

= 695,11 MPa

Xét điều kiện
[σH]min ≤ [σH] ≤ 1,25.[σH]min
655,20 ≤ 695,11 ≤ 732,85 thỏa điều kiện
Nên [σH] = 695,11 MPa
4.Ứng suất uốn cho phép:
Do bộ truyền làm việc với chế độ thay đổi tải trọng nhiều bậc nên :
NFE1 = 60.c.∑

( ) .n .t (do m = 6 nên )
Ti
T max

mF

i i


F

[( ) ( ) ( ) ]

T 6
0,6 T 6
0,2T 6
= 60.1.960. T . t 1+ T . t 2+ T . t3

= 60.1.960.(16.25 + 0,66.34 + 0,26.32)
9

download by :


= 1,53.106 chu kỳ
N FE 1

NFE2 = u =
n

√
√

KFL1 =

mF

KFL2 =


mF

1,53.106
= 0,59.106 chu kỳ
3,08

√
√

N FO 1 6 5. 106
=
= 1,22
N FE 1
1,53. 106
N FO 2
=
N FE 2

6

6

5. 10
= 1,43
0,59.106

Theo bảng 6.13 [2], ta chọn giới hạn mỏi tiếp xúc σ OHlimvới thép C45. Tôi cải thiện đạt
độ rắn HB 180 .. 350.
Với σ Hlim = 1,8HB; sF = 1,75
σ0F lim1 = 1,8HB1 = 1,8.245 = 441 MPa

σ0F lim2 = 1,8HB2 = 1,8.230 = 414 Mpa
[σF] =

σ OFlim . K FC
∙ K FL
sF

Trong đó:
KFC = 1 do quay một chiều ; sF = 1,75
[σF1] =

σ OFlim 1 . K FC
441.1
∙ K FL1 =
.1,22 = 307,44 MPa
1,75
sF

[σF2] =

σ OFlim 2 . K FC
414.1
∙ K FL2 =
.1,43 = 338,39 Mpa
1,75
sF

Do bộ truyền được bơi trơn tốt ( hộp giảm tốc kín) nên ta tính tốn thiết kế theo độ
bền tiếp xúc.
5.Chọn ứng suất tiếp xúc cho phép là [σH] = 695,11Mpa.

6.Theo bảng 6.15 [2] do bánh răng nằm đối xứng các ổ trục nên ψ ba = 0,3÷ 0,5, do đó
chọn ψba = 0,4. Trị số ψba đối với cấp chậm trong hộp giảm tốc lấy lớn hơn 25% so với
cấp nhanh [1] nên chọn ψba=0,5 Khi đó:
ψbd1=

ψ ba . ( un +1 )
2

=

0,4 ( 3,08+1 )
= 0,8
2

B.Bánh răng cấp chậm:
1.Chọn vật liệu chế tạo bánh răng, tra bảng 6.1(Tài liệu 1)

10

download by :


Bánh dẫn: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB241 .. 285 có σb1 = 850 MPa, σch1=
580 MPa
Bánh bị dẫn: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB192 .. 240 có σb2 = 750 MPa, σch2=
450 MPa.
2.Số chu kì làm việc cơ sở:
NHO1 = 30.HB12,4 = 30.2452,4 = 1,63.107 chu kỳ
NHO2 = 30.HB22,4 = 30.2302,4 = 1,40.107 chu kỳ
NFO1 = NFO2 = 5.106 chu kỳ

3.Ứng suất tiếp xúc cho phép:
Do bộ truyền làm việc với chế độ thay đổi tải trọng nhiều bậc nên :
NHE1 = 60.c.∑

( )
Ti
T max

mH
2

.ni.ti ( do mH =6 nên )

[( ) ( ) ( ) ]

T 3
0,6 T 3
0,2T 3
= 60.1.960. T . t 1+ T . t 2 + T .t 3

= 60.1.960.(13.25 + 0,63.34 + 0,23.32)
= 1,88.106 chu kỳ
N HE 1
1,88.107
NHE2 = u =
= 7,2.106 chu kỳ
2,6
c

√

√

KHL1 =

mH

KHL2 =

mH

√
√

N HO 1 6 1,63. 107
=
= 1,43
N HE 1
1,88. 106
N HO 2 6 1,40. 107
=
= 1,12
N HE 2
7,2. 106

Theo bảng 6.13 [2], ta chọn giới hạn mỏi tiếp xúc σ OHlimvới thép C45. Tôi cải thiện đạt
độ rắn HB 180 .. 350.
Với σ Hlim = 2HB+ 70, sH = 1,1 và σ Hlim = 1,8HB; sF = 1,75
Chọn độ rắn bánh nhỏ HB1 = 245, độ rắn bánh lớn HB2 = 230, khi đó
σ0H lim1 = 2HB1 + 70 = 2.245 + 70 = 560 MPa
σ0H lim2 = 2HB2 + 70 = 2.230 + 70 = 530 MPa

[σH] =

σ OHlim .0,9
∙ K HL
sH

11

download by :


Vì tơi cải thiện nên có sH=1,1
[σH1] =

σ OHlim1 .0,9
560.0,9
∙1,43 = 655,20 MPa
∙ K HL1 =
1,1
sH

[σH2] =

σ OHlim2 .0,9
530.0,9
∙1,12 = 485,67 Mpa
∙ K HL 2 =
1,1
sH


Do đó:
Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh răng trụ răng thẳng là [σH]=[σH2]= 485,67 MPa
4.Ứng suất uốn cho phép:
Do bộ truyền làm việc với chế độ thay đổi tải trọng nhiều bậc nên :
NFE1 = 60.c.∑

( ) .n .t (do m = 6 nên )
Ti
T max

mF

i i

F

[( ) ( ) ( ) ]

6
6
6
T
0,6 T
0,2T
= 60.1.960. T . t 1+ T . t 2+ T . t3

= 60.1.960.(16.25 + 0,66.34 + 0,26.32)
= 1,53.106 chu kỳ
N FE 1 1,53.106
NFE2 = u =

= 0,59.106 chu kỳ
2,6
c

√
√

KFL1 =

mF

KFL2 =

mF

√
√

N FO 1 6 5. 106
=
= 1,22
6
N FE 1
1,53. 10
N FO 2
=
N FE 2

6


6

5. 10
= 1,43
6
0,59.10

Theo bảng 6.13 [2], ta chọn giới hạn mỏi tiếp xúc σ OHlimvới thép C45. Tôi cải thiện đạt
độ rắn HB 180 .. 350.
Với σ Hlim = 1,8HB; sF = 1,75
σ0F lim1 = 1,8HB1 = 1,8.245 = 441 MPa
σ0F lim2 = 1,8HB2 = 1,8.230 = 414 Mpa
[σF] =

σ OFlim . K FC
∙ K FL
sF

Trong đó:

12

download by :


KFC = 1 do quay một chiều ; sF = 1,75
[σF1] =

σ OFlim 1 . K FC
441.1

∙ K FL1 =
.1,22 = 307,44 MPa
1,75
sF

[σF2] =

σ OFlim 2 . K FC
414.1
∙ K FL2 =
.1,43 = 338,38Mpa
1,75
sF

Do bộ truyền được bôi trơn tốt ( hộp giảm tốc kín) nên ta tính tốn thiết kế theo độ
bền tiếp xúc.
5.Chọn ứng suất tiếp xúc cho phép là [σH] = 485,67pa.
6.Theo bảng 6.15 [2] do bánh răng nằm đối xứng các ổ trục nên ψ ba = 0,3÷ 0,5, do đó
chọn ψba = 0,4. Trị số ψba đối với cấp chậm trong hộp giảm tốc lấy lớn hơn 25% so với
cấp nhanh [1] nên chọn ψba=0,5
ψbd1=

ψ ba . ( uc +1 )
2

=

0,5 ( 2,6+1 )
= 0,9
2


Theo bảng 6.7 [1] chọn KHβ1=1,12; KHβ2=1,03; KFβ1=1,24; KFβ2=1,04
Thông số

Hệ số
(ψbd)

Bánh răng cấp nhanh

ψbd1=

ψ ba . ( un +1 )
2

=

0,4. ( 3,08+1 )
2

ψbd2=

ψ ba .(u c +1) 0,5.(2,6+1)
=
2
2

= 0,9

= 0,8


√

aw1= 43.(un+1). 3

(T ¿¿ 1)K Hβ 1
2

ψ ba [σ H ] u n

¿

√

Khoảng = 43.(3,08+1). 3 31534,90 .1,12
2
0,4. 695,11 .3,08
cách trục
(aw)
= 68,42 mm
Chọn khoảng cách trục theo tiêu
chuẩn là 100 mm
Modun
m

Bánh răng Cấp chậm

m1= (0,01÷ 0,02).aw1= (1÷2)

√


aw2 = 50.(uc+1). 3

√

= 50.(2,6+1). .3
= 122,06 mm

T 2 K Hβ 2
2

ψ ba [σ H ] u c

92837,43 .1,03
2
0,5. 485,67 .2,6

Chọn khoảng cách trục theo tiêu chuẩn là
160 mm
m2= (0,01÷ 0,02).aw2 =(1, 6 ÷ 3 ,2)

chọn modun theo tiêu chuẩn là m1=
chọn modun theo tiêu chuẩn là m2=2,5
1,5

13

download by :


o

cos 30 ≥

Số răng
(z1;z2)



m1 . z1 . ( u+1 )
≥ cos 40o
2. aw 1
o

2. a w 2 2.160

z1.(1+uc) = m = 2,5 =128
2

o

2. aw 1 . cos 30
2. aw 1 . cos 40
≥ z1 ≥
m1 . ( un +1 )
m1 . ( u n+1 )

128

=>z1 = 1+ 2,6 ≈ 35,5

 28,30 ≥ z1 ≥ 25.03


Chọn z1 = 36 răng; z2 = un.z1= 93,6 răng
Chọn z1= 27 răng; z2 = z1.un = 83,16
răng
Chọn z2 = 92 răng
Chọn z2 = 85 răng

TS
truyền
(u)

u 1−un 3,15−3,08
∆ u=
=
=2,27 %< ( 2 ÷ 3 % )
un
3,08
−1

β=cos
−1

ĐK vòng
chia (d)

z2

= cos

92


u2 ¿ z = 36 = 2,56
1

z2 85
u1 = z = 27 = 3,15
1

∆ u=

u 2−uc |2,56−2,6|
=
uc
2,6

¿ 1,54 % < ( 2÷ 3 % )

m1 . ( z 2 + z 1 )
2. aw

1,5. ( 85+27 )
= 32,52o
2.100

d1=

m1 . z1
1,5.27
= cos ⁡(32,52) = 48 mm
cosβ


d2=

m1 . z2
1,5.85
= cos ⁡(32,52) = 152 mm
cosβ

ĐK vòng da1= d1+2.m1= 48+ 2.1,5= 51 mm
đỉnh (da) da2=d2+2.m1=152+2.1,5=155 mm

d1 = z1.m2 = 36.2,5 = 90 mm
d2 = z2.m2 = 92.2,5 =230 mm

da1= d1+2.m2=90+2.2,5= 95 mm
da2= d2+2.m2=230+2.2,5 =235 mm

df1 =d1-2,5.m1= 48-2,5.1,5
=44,25 mm
ĐK vòng
đáy (df) df2 = d2-2,5.m1 = 152-2,5.1,5

df1 = d1-2,5.m2= 90- 2,5.2,5= 83,75 mm
df2 = d2-2,5.m2= 230- 2,5.2,5 = 223,75 mm

= 148,25 mm
Chiều
rộng b2 = ψba.aw1 = 0,4.100 = 40 mm
vành
b1 = b2 + 5 = 40 + 6 = 46mm

răng (b)

b2 = ψba.aw2 = 0,5.160 = 80 mm
b1 = b2 + 5 = 80 + 6= 86 mm

14

download by :


v=

π . d 1 .n1
π .48 .960
= 60000 = 2,41 m/s
60000

v=

π . d 1 .n1
π . 90 .311,69
= 60000
=1,47 m/s
60000

Vận tốc
vịng (v) Theo bảng 6.13 [1], chọn cấp chính Theo bảng 6.13 [1], chọn cấp chính xác là 9
xác là 9 với vgh= 4m/s
với vgh= 2m/s
Ft1 = Ft2 =

Lực
vòng (Ft)

=

2. T 1 . cosβ
m1 . z1

2. T 2

2.31534,90 . cos ⁡(32,52)
1,5.27

Ft1 = Ft2 = d =
1

2.92837,43
90

= 2063,05 N

= 1313,10 N
Fr2 = Fr1 =

F t 1 . tanα w
( theo TCVN α w Fr2 = Fr1 = F t 1 . tanα w ( theo TCVN α w=20o)
cosβ

Lực
o

hướng =20 )
tâm (Fr)
1313,10. tan20
= cos ⁡(32,52) = 566,80 N

=2063,05.tan20
= 750,89N

Fa2 = Fa1 = Ft1.tan𝛽

Lực dọc
=1313,10.tan32,52
trục (Fa)
= 837,19 N

Theo bảng 6.6 [2], chọn KHv=1,07;
KFv=1,07
Theo bảng 6.11 [2], chọn KH𝛼=1,16
Ta có: KH = KH𝛽1.KHv.KH𝛼
= 1,12.1,07.1,16 = 1,39
ZH =

√

[

(

)]


1 1
+
. cos β
z1 z2

= 1,45
Z𝜀 =

√

Do bánh răng thẳng nên KH =1
Ta có: KH = KH𝛽2.KHv.KH𝛼
= 1,03.1,17.1 = 1,21
ZH =

2. cosβ
= 1,62
sin 2 α w

ε α = 1,88−3,2.

Theo bảng 6.5 [2], chọn KHv=1,17, KFv=1,17

1
= 0,83
εα

ZM = 275MPa1/2 (vì vật liệu là thép)

√


2
= 1,76
sin 2 α w

[

ε α = 1,88−3,2.

( z1 + z1 )]
1

2

= 1,76
Z𝜀 =

√

4−ε α
= 0,86
3

ZM = 275MPa1/2 (vì vật liệu là thép)

15

download by :



 σH =

√

2 . T 1 . K H . ( 1+u 1)
Z .Z . Z
 σH = M H ε .
d1
b 2 . u1

=

√

Z M . Z H . Z ε 2 .T 2 . K H . ( 1+u2 )
.
d1
b2 .u 2

= 275.1,76.0,86 .
90

√

2.92837,43 .1,21.(1+2,56)
80.2,56

= 289,02 MPa
275.1,62.0,83 2.31534,90.1,39 .(1+3,15)Tính lại ứng suất tiếp xúc cho phép:
.

48
40.3,15
K HL . Z R . Z V . K l . K xH
[σ
H] = σ lim ⁡ .
= 431,05 Mpa
s

√

Tính lại ứng suất tiếp xúc cho
phép:
 [σH] = σ lim ⁡ .

K HL . Z R . Z V . K l . K xH
sH

Trong đó: ZR - hệ số xét đến ảnh
hưởng của độ nhám bề mặt:
Khi Ra = 2,5 ÷ 10 µm thì ZR = 0,9
ZV - hệ số xét đến ảnh hưởng của
vận tốc vòng: Zv = 0,85. v 0.1=0,98
Kl - hệ số xét đến ảnh hưởng điều
kiện bôi trơn, chọn Kl =1.
KxH - hệ số xét đến ảnh hưởng của
kích thước răng:

√

KxH = 1,05−


√

d1
10

4

H

Trong đó: ZR - hệ số xét đến ảnh hưởng của
độ nhám bề mặt:
Khi Ra = 2,5 ữ 10 àm thỡ ZR = 0,9
ZV - hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc
vòng: Zv = 0,85. v 0.1=0,91
Kl - hệ số xét đến ảnh hưởng điều kiện bôi
trơn, chọn Kl =1.
KxH - hệ số xét đến ảnh hưởng của kích
thước răng:

√

KxH = 1,05−

√

d1
4

10


90
= 1,05− 4 =¿ 1,02
10

 [σH] = 450,80Mpa

48
= 1,05− 4 =¿ 1,02

σH ≤[σ H ]

 [σH] = 732,55 Mpa

=>Đủ bền

10

σH ≤[σ H ]
=>Đủ bền

Ta có: zv1 =
=

d1
2

m1 . cos β

48

2 = 45,01
1,5.cos ⁡(32,52)

Ta có:
13,2

13,2

YF1 = 3,47 + z = 3,47 + 36 = 3,84
1

16

download by :


13,2 27,9. x
2
YF1 = 3,47 + z − z +0,092. x
v1
v1

YF2 = 3,47 + z = 3,47 + 92 = 3,61
2

= 3,47 + 45,01 = 3,83 ( do không

Độ bền uốn các bánh răng:

13,2


dịch chỉnh nên x=0 )
zv2 =
=

d2

13,2

[σ F 1 ]

152
2 = 142,52
1,5.cos ⁡(32,52)

13,2 27,9. x
2
YF2 = 3,47 + z − z +0,092. x
v2
v2
13,2

= 3,47 + 142,52 = 3,56 ( do không
dịch chỉnh nên x=0 )

[σ F 1 ] 307,44
-Bánh dẫn: Y = 3,83 = 80,27
F1
[σ F 2 ] 347,76
-Bánh bị dẫn: Y = 3,56 =

F2

97,169

307,44

-Bánh dẫn: Y = 3,84 = 80,06
F1

2

m1 . cos β

13,2

[σ F 2 ]

338,38

-Bánh bị dẫn: Y = 3,61 = 93,73
F2
=> YF = YF1 = 3,84
Tra bảng 6.7 [1], chọn KF𝛽=1,24
Tra bảng 6.14 [1], chọn KF𝛼=1,37
KF = KF𝛽 KF𝛼 KFv = 1,24.1,37.1,17 = 1,99
Y F . K F . Ft

σF = b . m =
2
2


3,84.1,99.2063,05
80.2,5

= 78,83 MPa ≤ [ σ F ]
=> Đủ bền

=> YF = YF1 = 3,83
1

Y𝜀 = ε = 0,69
α
32,52

Y𝛽 = 1− 140 [1]
= 0,77
Tra bảng 6.7 [1], chọn KF𝛽=1,24
Tra bảng 6.14 [1], chọn KF𝛼=1,39
KF = KF𝛽 .KF𝛼 .KFv = 1,24.1,39.1,07
= 1,84
σF=
=

Y F . K F . Ft . Y ε . Y β
b2 . m 1

3,83.1,84 .1313,10.0,69 .0,77
40.1,5

= 81,94 MPa ≤ [ σ F ]


17

download by :


 Đủ bền
*Bảng thông số bộ truyền bánh răng:
Thông số

Bánh răng cấp nhanh

Bánh răng Cấp chậm

Hệ số (ψbd)

ψbd1 = 0,8

ψbd2 = 0,9

Khoảng cách trục
(aw)

aw1= 100 mm

aw2 = 160 mm

Modun m

m1= 1,5


m2=2,5

z1=27 răng

z1=36 răng

z2 = 85 răng

z2 = 92 răng

u1= 3,15

u2 = 2,56

d1=48 mm

d1 = 90 mm

d2 = 152 mm

d2 = 230 mm

da1 = 51 mm

da1 = 95 mm

da2 = 155 mm

da2 = 235 mm


df1 = 44,25 mm

df1 = 83,75 mm

df2 = 148,25 mm

df2 = 223,75 mm

Chiều rộng vành
răng (b)

b2 = 40 mm

b2 = 80 mm

b1 = 46 mm

b1 = 86 mm

Vận tốc vòng (v)

v = 4 m/s

v = 2 m/s

Lực vòng (Ft)

Ft1 = Ft2 = 1313,10 N


Ft1 = Ft2 = 2063,05 N

Lực hướng tâm (Fr)

Fr2 = Fr1 = 566,80 N

Fr2 = Fr1 = 750,89 N

Lực dọc trục (Fa)

Fa2 = Fa1 = 837,19 N

F a= 0

Số răng (z1;z2)
TS truyền (u)
ĐKvòng chia (d)
ĐK vòng đỉnh (da)
ĐK vòng đáy (df)

18

download by :