TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH

BÀI TẬP LỚN
BỘ MÔN NGUYÊN LÝ- CHI TIẾT MÁY

1


MỤC LỤC

ĐỀ BÀI......................................................................................................................3
Câu 1: Chọn động cơ và phân phối TST...................................................................4
1. Chọn động cơ...................................................................................................4
2. Phân phối tỉ số truyền.......................................................................................5
Câu 2: Tính tốn thiết kệ bộ truyền bánh răng trong HGT........................................6
1. Chọn vật liệu...................................................................................................7
2. Xác định ứng suất cho phép.............................................................................7
3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục:....................................................................9
4. Xác định các thông số ăn khớp :...................................................................10
5. Kiểm nghiệm Bộ truyền bánh răng................................................................10
6) Các thơng số và kích thước của bộ truyền.....................................................13
Câu 3: Tính tốn thiết kế bộ truyền xích.................................................................14
1) Thơng số đầu vào...........................................................................................14
2) Trình tự thực hiện...........................................................................................14
3) Xác định bước xích p.....................................................................................14
4) Xác định khoảng cách trục a và số mắc xích X.............................................15
5) Kiểm nghiệm xích về độ bền:........................................................................16
6) Xác định thơng số của xích...........................................................................16

2

ĐỀ BÀI

3


SỐ LIỆU SỐ 18

Ft
v
z
p
Lh
Số ca
Góc nghiên n
Đặt tính làm
việc:

3300 N
1,2 m/s
21 răng
115 mm
26000
(giờ)
1
100o
Êm

Bài làm
Câu 1: Chọn động cơ và phân phối TST

1. Chọn động cơ
Ta có: Tốc độ của bộ truyền xích là:

- Cơng suất làm việc là:

- Hiệu suất của hệ thống:

 = 01.12. 23 = kn.nbr. x. ol3= 1.0,98.0,97.(0,99)3 = 0,92
- Công suất cần thiết trên trục động cơ :
Pct = = = 4,3 (kW)
- Chọn sơ bộ tỉ số truyền:
usb = 20
4


- Số vòng quay sơ bộ:
nđcsb= usb.nlv = 20. 29,81= 596,2 (vòng/phút)
- Chọn số vòng quay đồng bộ: nđb= 750 (vòng/phút)

- Chọn động cơ: động cơ được chọn phải thỏa điều kiện
Kết quả
Động cơ
Cơng suất (kW)
Số vịng quay ( vịng/phút)
Hệ số quá tải ( Tk/Tdn)
Khối lượng (kg)
Đường kính trục động cơ (mm)
2.
-


M2QA160M8B
5,5
715
2.1
125
26

Phân phối tỉ số truyền
Tỉ số truyền thực = = 24
Chọn trước tỉ số truyền của HGT: ubr = 5,6
Tính tỉ số truyền ngồi HGT: = = 4,28
Kiểm tra sai lệch tỉ số truyền:

- Tính số vịng quay trên các trục
 Trục 01: n1= nđc = 715 ( vòng/phút)
 Trục 02:
 Trục làm việc : n3=
n3= nlv
- Tính cơng suất trên các trục
 Trục 02: P2 =
 Trục 01:
 Trục động cơ: Pđc=
- Tính momen trên các trục:
 Trục động cơ : Tđc=
 Trục 01:
5


 Trục 02:
 Trục làm việc:

- Lập bảng đặc tính kỹ thuật của hệ thống truyền động

Trục
Động cơ
Công suất (kW)
Tỷ số truyền
Tốc độ
quay(vịng/phút)
Momen xoắn (N.mm)

Động
cơ
1
715
57300

I

II

5,6

Làm
việc
3,96
4,28

715
5676
6


29,8
30739
0

1269060

Câu 2: Tính tốn thiết kệ bộ truyền bánh răng trong HGT
P = P1= 4,25 (kW)
N1 = nt = 715 ( vòng / phút)
T1= 56766 (N.mm)
U= ubr= 5,6
Lh= 26000 (giờ)
1. Chọn vật liệu
Vật liệu
Bánh răng
nhỏ
Bánh răng
lớn

Thép 45
Thép 45

Nhiệt luyện Giới hạn
bền
Tôi cải
b1= 850
thiện
(MPa)
Tôi cải

b2= 750
thiện
(MPa)

Giới hạn
chảy
ch1=
580(MPa)
ch2= 450
(MPa)

Độ rắn
230
245
6


2. Xác định ứng suất cho phép
- Ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn

Trong đó và
, –Hệ số an tồn khi tính tốn về ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn
, - Ứng suất tiếp xúc và uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở,
- Bánh dẫn:
;
- Bánh bị dẫn
;
,– Hệ số tuổi thọ, xét đến ảnh hưởng của thời gian phục vụ và chế độ tải
trọng của bộ truyền.
,– Bậc của đường cong mỏi khi thửvềứng suất tiếp xúc. Do bánh răng có

HB< 350
= 6 và
, - Số chu kỳ thay đổi ứng suất khi thử về ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn:

,- Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương

Ta có:

7


Do đó ta có:

Do đây là bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng nên:

Ứng suất cho phép khi quá tải:

3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục:
Trong đó:
43 MP: hệ số phụ thuộc vật liệu làm bánh răng của cặp bánh răng
= 56766 (Nmm): Momen xoắn trên trục dẫn
[] = 495,46 (MPa): Ứng suất cho phép
u = 4: tỉ số truyền
: Hệ số chiều rộng vành bánh răng
Tra bảng với bộ truyền đối xứng, HB<350, ta chọn được: = 0,4
= 0,5 (u + 1) = 0,5 ∗ 0,4 ∗ (5,6 + 1) = 1,32
= 1,05, = 1,1 : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng
vành răng khi tính về ứng suất tiếp xúc và uốn
== 135,3 (mm)
 Chọn aw= 142 mm


8


4. Xác định các thông số ăn khớp :
a. Mô đun pháp m = (0,01= (0,01 = 1,42
 Chọn m=2
b. Xác định số răng
Chọn sơ bộ =140 => cos = 0,970296
Ta có

Lấy Z1= 21
Lấy Z2= 117
 Tỉ số truyền thực
c. Xác định góc nghiêng
=0,972
 = arcos(cos) = 13,630
5. Kiểm nghiệm Bộ truyền bánh răng
a. Về ứng suất tiếp xúc
Trong đó:
Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của bánh răng ăn khớp
= cos200 tan13,630 = 0,233
=>
=
: Hệ số sự trùng khớp của răng: phụ thuộc vào hệ số trùng khớp ngang
và hệ số trùng khớp dọc
=

= 1,61 m/s
Với v = 1,61 m/s thì dùng cấp chính xác là 9.

Với cấp chính xác 9 và v < 2,5 m/s:
9


Trong đó và
Vậy
- Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép:
Với v = 1,61m/s < 5 m/s, Zv = 1 Thì cấp chính xác động học là 9. Chọn cấp
chính xác về mức tiếp xúc là 8,
Khi đó gia cơng độ nhám Ra = 2,5 … 1,25 μm
Do đó, ZR = 0,95; Với da < 700 mm , = 1
Như vậy, Do đó, thỏa mãn điều kiện bền tiếp xúc
b. Độ bền uốn

Trong đó:
, với v< 2,5m/s và cấp chính xác là 9, ta được 1,37
Với , và
Do đó
Với =>
- Số răng tương đương:

,
- Với m =2;
, (



10





Như vậy thỏa mãn điều kiện uốn
6) Các thông số và kích thước của bộ truyền
Khoảng cách trục
Mơ đun pháp
Chiều rộng vành răng
Tỷ số truyền
Góc nghiêng của răng
Số răng bánh răng
Hệ số dịch chỉnh
Đường kinh vòng chia

m =2 mm

 =13,60
Z1= 21; Z2=117
;
;

Đường kính đỉnh răng

;

Đường kính đáy răng

;

Câu 3: Tính tốn thiết kế bộ truyền xích
1) Thơng số đầu vào


2) Trình tự thực hiện
- Chọn loại xích  Chọn xích ống con lăn
- Chọn số răng đĩa xích Z1 và Z2
Z1= 29 – 2
Z2= u  Chọn Z2 = 98
- Tính TST thực tế: ut =
- Kiểm tra sai lệch TST
3) Xác định bước xích p
- k = kdkakokdckbtkc
= 111,25 1
11


=1,625
- kd = 1  Xích một dãy
- Xích một dãy Pt= (kW)
Pt [Po]= 19,3 (kW)
 Chọn bước xích
p = 31,75 pmax

- Xích nhiều dãy
Số dãy
1
2
3
4

kd
1

1,7
2,5
3

Pt
6,7
4,55
3,79

[P0]
19,3
11
4,8
4,8

64,2
5,49
26,64

Bước xích
31,75
25,4
19,05
19,05

 Bước xích: p = 19,05 (mm)
 Công suất cho phép: [P]=4,8 (kW)
 Đường kính chốt : dc= 5,96 (mm)
 Chiều dài ống: B= 17,75
4) Xác định khoảng cách trục a và số mắc xích X

- Chọn asb=40p = 40*19,05 = 762 mm
- Tính số mắc xích X:
- Chọn số mắc xích X= 144
- Chiều dài L = X.p= 144.19,05=2552,7 mm
- Tính lại khoảng cách trục a:

12


 Để xích khơng q căng giảm a một lượng
Δa = 0,003a = 0,003 ∗ = 2,12(mm)
a = a*- = 707 (mm)
- Tính số lần va đập của xích trong 1 giây, i:
5) Kiểm nghiệm xích về độ bền:
kd= 2,5
Fo= 9,81kfqa= 9,8125,8
Q= 108(N)
Fv= q.


 Thỏa mãn điều kiện bền
6) Xác định thơng số của xích
- Đường kính vịng chia của đĩa xích d1,d2:
+) Đường kính vịng chia của đĩa xích ,
==148,12 mm
=
Bán kính đáy r = 0,5025 + 0,05 = 0,5025 ∗ 11,91 + 0,05 = 6,03 (mm)
+) Đường kính vịng đáy của đĩa xích ,
- Kiểm nghiệm xích về độ bền tiếp xúc:


Với A=265 mm2
(N)
13


- Lực tác dụng lên trục

7) Tổng hợp thông số bộ truyền xích
Thơng số
Loại xích
Bước xích (mm)
Số mắc xích
Chiều dài xích (mm)
Khoảng cách trục (mm)
Số răng đĩa xích nhỏ
Số răng đĩa xích lớn
Vật liệu đĩa xích
Đường kính vịng chia
đĩa xích nhỏ(mm)
Đường kinh vịng chia
xích lớn(mm)
Đường kinh vịng đỉnh
đĩa xích nhỏ(mm)
Đường kinh vịng đỉnh
đĩa xích lớn(mm)
Bánh kinh đáy(mm)
Đường kinh vịng đáy
đĩa xích nhỏ(mm)

Kí hiệu

---p
X
L
a
Z1
Z2
Thép 45
d1

Giá trị
Xích ống con lăn
19,5
144
2552,7
707
23
98
(MPa)
139,9

d2

594,6

da1

148,12

da2


603,57

r
df1

6,03
127,84
14


Đường kinh vịng đáy
đĩa xích lớn(mm)
Lực tác dụng lên trục
(N)

df2

591,51

Fr

4651,5

15