BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
------------------------------------------

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
PHÂN HIỆU TẠI TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MƠN THIẾT KẾ MÁY

ĐỒ ÁN
CHI TIẾT MÁY
THIẾT KẾ TRẠM DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI – ĐỀ 12 – PHƯƠNG ÁN 1
GVHD: TS. NGUYỄN HỮU CHÍ
SVTH: HUỲNH MINH TIẾN
MSSV: 6051040236
LỚP: KỸ THUẬT Ơ TƠ 2

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2021


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: Nguyễn Hữu Chí

SVTH: Huỳnh Minh Tiến

2


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: Nguyễn Hữu Chí

SVTH: Huỳnh Minh Tiến

NHẬN XÉT CỦA GVHD
···············································································································
···············································································································
···············································································································
···············································································································
···············································································································
···············································································································
···············································································································
···············································································································
···············································································································
···············································································································
···············································································································
···············································································································
···············································································································
···············································································································
···············································································································
···············································································································
···············································································································
···············································································································
···············································································································
···············································································································
···············································································································
···············································································································
···············································································································
···············································································································
···············································································································


LỜI NÓI ĐẦU
3


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: Nguyễn Hữu Chí

SVTH: Huỳnh Minh Tiến

Tính tốn thiết kế hệ dẫn động cơ khí là một yêu cầu không thể thiếu đối với
một kỹ sư ngành cơ khí, nhằm cung cấp các kiến thức cơ sở về máy và kết cấu
máy.
Thông qua đồ án môn học Chi tiết máy, mỗi sinh viên được hệ thống lại các
kiến thức đã học nhằm tính tốn thiết kế chi tiết máy theo các chỉ tiêu chủ yếu về
khả năng làm việc, độ bền, thiết kế kết cấu chi tiết máy, vỏ khung và bệ máy, chọn
cấp chính xác, lắp ghép và phương pháp trình bày bản vẽ, trong đó cung cấp nhiều
số liệu mới về phương pháp tính, về dung sai lắp ghép và các số liệu tra cứu khác.
Do đó khi thiết kế đồ án chi tiết máy phải tham khảo các giáo trình như Chi tiết
máy, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động cơ khí,...từng bước giúp sinh viên làm quen
với công việc thiết kế và nghề nghiệp sau này của mình.
Nhiệm vụ của em là thiết kế hệ dẫn động băng tải gồm có hộp giảm tốc côn trụ hai cấp . Hệ được dẫn động bằng động cơ điện thông qua khớp nối, hộp giảm
tốc để truyền động đến băng tải.
Lần đầu tiên làm quen với công việc thiết kế, với một khối lượng kiến thức
tổng hợp lớn, và có nhiều phần em chưa nắm vững, dù đã tham khảo các tài liệu
trong khi thực hiện đồ án, trong tính tốn và trình bày khơng thể tránh được những
thiếu sót.Em mong nhận được sự góp ý và giúp đỡ của các thầy cơ giáo.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo, đặc biệt là thầy Nguyễn Hữu Chí
đã hướng dẫn tận tình và cho em nhiều ý kiến quý báu cho việc hồn thành đồ án
mơn học này.

Em xin chân thành cảm ơn!
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 7 tháng 8 năm 2021
(Sinh viên thực hiện)
Huỳnh Minh Tiến

MỤC LỤC
4


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: Nguyễn Hữu Chí

SVTH: Huỳnh Minh Tiến

PHẦN I : CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN.......................
6
1.

Tính
cơng
suất
........................................................................................................
6

2.
Số
vịng
quay
của

trục
cơng
tác
..........................................................................................................................
7
3.
Tính
tốn
tỷ
số
truyền
sơ
bộ
..........................................................................................................................
7
4.
Chọn
động
cơ
..........................................................................................................................
8
5.
Phân
phối
tỷ
số
truyền
trên
các
trục

..........................................................................................................................
9
6.
Tính
tốn
thơng
số
các
trục
..........................................................................................................................
9
PHẦN II : THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC BÁNH RĂNG CÔN - TRỤ 2 CẤP....
11
1 Chọn vật liệu
.....................................................................................................................
11
2 Xác định ứng suất cho phép
.....................................................................................................................
12
3 Tính tốn bộ truyền cấp nhanh, bánh răng côn răng thẳng
.....................................................................................................................
15
3.1 Xác định chiều dài cơn ngồi
...............................................................................................................................
15
3.2 Xác định các thơng số ăn khớp
...............................................................................................................................
15
3.3 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
5



ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: Nguyễn Hữu Chí

SVTH: Huỳnh Minh Tiến

..........................................................................................................................
16
3.4 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
...............................................................................................................................
18
3.5 Kiểm nghiệm về quá tải
...............................................................................................................................
19
3.6 Thông số bộ truyền bánh răng côn
...............................................................................................................................
20
3.7 Các thơng số khác
...............................................................................................................................
20
4 Tính bộ truyền cấp chậm bánh răng trụ răng thẳng
.....................................................................................................................
21
4.1 Chọn vật liệu
....................................................................................................................
21
4.2 Xác định khoảng cách trục
....................................................................................................................

21
4.3 Xác định sơ các thông số ăn khớp
....................................................................................................................
22
4.4 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
....................................................................................................................
23
4.5 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
....................................................................................................................
24
4.6 Kiểm nghiệm độ quá tải
....................................................................................................................
26
4.7 Các thơng số và kích thước bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng
....................................................................................................................
26
PHẦN III : TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC.........................................................
28
1

Thiết kế trục
6


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: Nguyễn Hữu Chí

SVTH: Huỳnh Minh Tiến


.....................................................................................................................
28
1.1.Chọn vật liệu
.....................................................................................................................
28
1.2. Sơ đồ đặt lực chung
.....................................................................................................................
28
1.3. Xác định sơ bộ đường kính trục
.....................................................................................................................
28
1.4. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực
.....................................................................................................................
29
1.5. Xác định trị số và chiều các lực của các chi tiết quay tác dụng lên
trục
.....................................................................................................................
32
1.6. Vẽ biểu đồ momen uốn và momen xoắn trên các trục
.....................................................................................................................
33
1.7. Tính chính xác các đường kính các đoạn trục
.....................................................................................................................
40
1.8. Chọn cách lắp ghép
.....................................................................................................................
42
1.9. Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi
.....................................................................................................................
43

1.10. Tính kiểm nghiệm trục theo độ bền tĩnh
.....................................................................................................................
45
2. Chọn ổ lăn
..........................................................................................................................
47
2.1. Trục 1
..........................................................................................................................
47
2.2. Trục 2
..........................................................................................................................
52
2.3. Trục 3
7


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: Nguyễn Hữu Chí

SVTH: Huỳnh Minh Tiến

..........................................................................................................................
55
PHẦN IV : CẤU TẠO VỎ HỘP , CÁC CHI TIẾT PHỤ, BÔI TRƠN HỘP
GIẢM TỐC VÀ CHỌN CHẾ ĐỘ LẮP RONG HỘP............................................
58
1

2


3

Thiết kế các kích thước của hộp
.....................................................................................................................
58
1.1 Chiều dày
................................................................................................................
58
1.2 Gân tăng cứng
................................................................................................................
58
1.3 Đường kính
................................................................................................................
58
1.4 Mặt bích ghép nắp và thân
................................................................................................................
59
1.5 Kích thước gối trụ
................................................................................................................
59
1.6 Mặt đế hộp
................................................................................................................
60
1.7 Khe hở giữa các chi tiết
................................................................................................................
60
1.8 Số lượng bulong nền
................................................................................................................
60

1.9 Các thông số của một số chi tiết phụ khác
................................................................................................................
60
Bôi trơn và điều chỉnh ăn khớp
.....................................................................................................................
63
Bảng kê các kiểu lắp, trị số sai lệch giới hạn và dung sai lắp ghép

8


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: Nguyễn Hữu Chí

SVTH: Huỳnh Minh Tiến

.....................................................................................................................
64

9


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: Nguyễn Hữu Chí

SVTH: Huỳnh Minh Tiến

Đề XII, Phương án I.


THIẾT KẾ TRẠM DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
Sinh viên thực hiện: Huỳnh Minh Tiến
Lớp : CQ.60.KTOTO2

MSSV: 6051040236

Các thơng số cho trước:
Lực vịng trên băng tải (kG) : 1020
Vận tốc băng tải (m/s)
: 0.6
Đường kính trong D (mm)
: 420
Chiều rộng băng tải B (mm) : 400
Thời hạn phục vụ (năm)
:5
Sai số vận tốc cho phép (%) : 5
Chế độ làm việc: mỗi ngày 2 ca, mỗi ca 4 giờ, mỗi năm làm việc 300 ngày; tải
-

trọng va đập nhẹ.

PHẦN I : CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ
TRUYỀN
1.Tính cơng suất
- Hiệu suất bộ dẫn động:
ηchung = ηbrc .ηbrt .η ol3
= 0,97 . 0,98 . 0,993 = 0,92
Trong đó:
ηbrc

ηbrt
ηol

: Hiệu suất bánh răng cơn = 0,97
: Hiệu suất bánh răng trụ răng thẳng = 0,98

: Hiệu suất 1 cặp ổ lăn = 0,99
Tra bảng 2.3 trang 19 (sách tính tốn thiết kế cơ khí – tập 1)
- Tính cơng suất động cơ:
Plv =

P.v
1000

1020.10.0.6
1000

Ta có:
=
= 6.12 (kW)
Trong đó:
Plv : công suất làm việc trên trục máy công tác (kW)
10


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: Nguyễn Hữu Chí

SVTH: Huỳnh Minh Tiến


P : lực vòng trên băng tải (N)
Gọi
Ptđ : là công suất tương đương của động cơ (kW)
P1 : công suất của động cơ trong 4h làm việc đầu ( kW )
P2 : công suất của động cơ trong 4h làm việc tiếp theo ( kW )
P1=Plv= 6.12 (kW) ; t1 = 4h
P2 = 0,6 P1= 0,6 . 6,12 = 3,672 (kW) ; t2= 4h
- Để đơn giản hóa việc tính tốn, vì momen khởi động chỉ chiếm 3s nên ta bỏ qua
khơng xét.
Khi đó : Theo cơng thức 2.13 trang 20 (sách tính tốn thiết kế cơ khí – tập 1), ta
có:
=

Ptđ

P12 .t1 + P22 .t2
t1 + t2

=

6,122.4 + 3.6722.4
4+4

= 5,047 (kW)

Công suất cần thiết trên trục động cơ:
Pct =

Ptd


ηchung

=

5, 047
= 5, 486
0,92

(kW)

2.Số vịng quay của trục cơng tác:
Số vịng quay trục cơng tác
nlv =

60000.v 60000.0, 6
=
= 27, 28
π .D
π .420

(v/phút)

Trong đó:
v: vận tốc của băng tải (m/s)
D: đường kính của tang quay (mm)
Cơng thức 2.16 trang 21 (sách tính tốn thiết kế cơ khí – tập 1).
3.Tính tốn tỷ số truyền sơ bộ:
Gọi :
ubrc: là tỉ số truyền hệ bánh răng côn

ubrt: là tỉ số truyền hệ bánh răng trụ răng thẳng
ukn: là tỉ số truyền khớp nối = 1
ut : là tỉ số truyền của hộp giảm tốc
11


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: Nguyễn Hữu Chí

SVTH: Huỳnh Minh Tiến

Tra bảng 2.4 trang 21 (sách tính tốn dẫn động cơ khí – tập 1) chọn: tỉ số truyền
trong các bộ truyền bánh răng côn - trụ với tỉ số truyền ut = ubrc . ubrt = 26
- Số vòng quay sơ bộ của động cơ:
nsb = nlv . ut = 27,28 . 26 = 709,28 (v/phút)
4.Chọn động cơ
- Ta cần chọn động cơ điện có Pđc ≥ Pct = 5,486 (kW)
nđb nsb = 709,28 (v/phút)
Mômen mở máy thỏa điều kiện:

Trong đó: Tmm : mơ men mở máy
Tk : mơ men khởi động của động cơ
Tdn :
T : mô men tải
- Động cơ phải có Pđc ≥ Pct và nđb nsb .Tra (bảng P1.3 trang 238 - sách tính tốn thiết
kế cơ khí – tập 1) ta tìm được động cơ điện:

S


Với

Tk
Tdn

= 1,4 và

Tmax
Tdn

= 2,2 .

Sau khi có số vịng quay của động cơ là 730v/ph ta chọn lại ut
ut =

nđc
730
=
= 26,75
nlv 27, 28

5. Phân phối tỉ số truyền trên các trục:
- Chọn tỉ số truyền của hộp là: uh = 26.
12


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: Nguyễn Hữu Chí


SVTH: Huỳnh Minh Tiến

- Phân tỉ số truyền cho cặp bánh răng côn (cấp nhanh) bánh răng trụ (cấp chậm).
Chọn:

ψ bd 2 = 1, 05; K be = 0, 25;[ K 01 ≈ K 02 ]; CK = d w 22 / d e 21 = 1,1
- Theo công thức 3.17 trang 45( sách tính tốn thiết kế cơ khí – tập 1) , ta có:
λK =

2, 25ψ bd 2 [ K 02 ]
2, 25.1, 05
=
= 12, 6
(1 − K be ) K be [ K 01 ] (1 − 0, 25).0, 25

⇒ λK .cK3 = 12, 6.1,13 = 16, 78
- Theo hình 3.21 trang 45 với uh = 26 và

λK .cK3 = 16, 78

cùng công thức 3.15 trang

45 ta chọn u1= 6; u2= uh/u1= 26/6= 4,33.
- Kiểm tra sai số cho phép về tỉ số truyền:
utt = u1.u2 = 6.4,33= 25,98
∆u =

uh − utt
26 − 25,98
100% =

.100 = 0, 08% < 5%
uh
26

=> Vậy bộ truyền thỏa điều kiện về sai số cho phép.
6. Tính tốn thơng số các trục:
- Số vịng quay các trục:
- Trục 1:

nđc = n1 =  730

n2 =

- Trục 2:
n3 =

- Trục 3:

(v/phút)

n1 730
=
= 121, 6
u1
6

(v/phút)

n2 121,6
=

= 28,08
u2 4,33

(v/phút)
13


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: Nguyễn Hữu Chí

SVTH: Huỳnh Minh Tiến

- Công suất trên các trục:
- Trục 3:

P3 = Plv = 6,12

P3
6,12
=
= 6,3
ηbrt .ηol 0,98.0,99

P2 =

- Trục 2:
P1 =

- Trục 1:


(kW)

(kW)

P2
6,3
=
= 6,56
ηbrc .ηol 0,97.0,99

(kW)

- Mômen xoắn trên các trục: do cơng suất động cơ tính tốn Pct =5,486 (kW)
phải nhỏ hơn công suất động cơ lựa chọn Pđc= 7,5 (kW) , nđc = 730 (v/phút).

- Trục 1:

9,55.106.P1 9,55.106.6,56
T1 =
=
= 85819,18
nI
730

T2 =

- Trục 2:
T3 =


- Trục 3:

9,55.106.P2 9,55.106.6,3
=
= 494777,96
n2
121, 6

(N.mm)

(N.mm)

9,55.106.P3 9,55.106.6,12
=
= 2081410, 26
n3
28, 08

(N.mm)

Bảng thông số chung:

Trục

Thông số

Công suất P (KW)
Tỉ số truyền u
Số vòng quay n ,
v/ph

Momen T(N.mm)

Động cơ

Trục 1

Trục 2

Trục 3

7,5

6,56

6,3

6,12

1
730

6

4,33

730

121,6

28,08


85819,18

494777,96

2081410,26

14


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: Nguyễn Hữu Chí

SVTH: Huỳnh Minh Tiến

PHẦN II: THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC BÁNH RĂNG CÔN –
TRỤ 2 CẤP
I: TÍNH TỐN BỘ TRUYỀN CẤP NHANH BÁNH RĂNG CƠN
Thơng số đầu vào:
P1= 6,56kW

P2=6,3kW

n1= 730 v/phút

n2=121,6 v/phút

u1= 6


u2 = 4,33

uh= 26

T1= 85819,18 N.mm

lh= 4.2.300.5 = 12000 giờ

T2 = 494777,96 N.mm

Tải trọng thay đổi theo sơ đồ:

1. Chọn vật liệu
- Do hộp giảm tốc ta đang thiết kế có cơng suất trung bình nên chọn vật liệu nhóm
I có độ cứng HB ≤ 350 để chế tạo bánh răng. Đồng thời do khơng có u cầu gì
đặc biệt và theo quan điểm thống nhất hóa trong thiết kế, ở đây ta chọn vật liệu 2
cấp bánh răng như nhau.
Theo bảng 6.1 trang 92 sách [I] ta chọn:
- Bánh nhỏ: Chọn thép 45 tơi cải thiện có
MPa ; MPa

15


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: Nguyễn Hữu Chí

SVTH: Huỳnh Minh Tiến


Độ rắn đạt HB 241 ÷ 285
- Bánh lớn: Chọn thép 45 tơi cải thiện có
Mpa ; MPa
Độ rắn đạt HB 192 ÷ 240
- Theo bảng 6.2 trang 94 sách tính tốn thiết kế cơ khí – tập 1 ta có: SH =1,1 ; SF =
1,75
- Chọn độ cứng bánh nhỏ: HB1= 250
- Chọn độ cứng bánh lớn : HB2 = 240
2. Xác định ứng suất cho phép
- Ta có độ cứng bánh nhỏ HB1=250, bánh lớn HB2=240. Theo công thức ở bảng
6.2 trang 94, ta có:
σ Ho lim1 = 2.250 + 70 = 570

σ Fo lim1 = 1,8.250 = 450

MPa

σ Ho lim 2 = 2.240 + 70 = 550

σ Fo lim 2 = 1,8.240 = 432

Mpa

MPa

Mpa

- Theo công thức 6.5,6.7 trang 93 sách tính tốn thiết kế tập 1, số chu kì thay đổi
ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc là:
Công thức 6.5

2,4
2,4
N HO1 = 30 H HB
= 1, 7.107
1 = 30.250

2,4
2,4
N HO 2 = 30 H HB
= 1,55.10 7
2 = 30.240

16


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: Nguyễn Hữu Chí

SVTH: Huỳnh Minh Tiến

Công thức 6.7
3

N HE

 T 
= 60c ∑  i ÷ .ni .ti
 Tmax 


Trong đó: c, Ti, ni, ti lần lượt là số lần ăn khớp,

mơmen xoắn, số vịng quay và tổng số giờ làm việc ở chế độ i của bánh răng đang
xét.
3
3


3
 3 3600 3 4 − 3600
÷
 Ti  ti
4
N HE1 = 60c.n1.∑ ti ∑ 
= 60.1.730.12000. 1,3 .
+1 .
+ 0.63. ÷ = 31,9.107
÷.
8
8
8÷
 Tmax  ∑ ti




N HE 2

3
3



3
4−



T
t
n
730
3600 + 0.63. 4 ÷ = 5,32.107
= 60c. 1 ∑ ti ∑  i ÷ . i = 60.1.
.12000. 1,33. 3600 + 13.
÷
u1
6
8
8
8÷
 Tmax  ∑ ti




Vậy NHE2 > NHO2 do đó lấy NHE2 = NHO2 nên KHL2 = 1
Tương tự với bánh nhỏ NHE1 > NHO1 do đó lấy NHE1 = NHO1 nên KHL1 = 1
- Theo công thức 6.1a trang 93, ta xác định được ứng suất tiếp xúc cho phép là:

σ Ho lim .K HL

[σH ] =
SH

Với SH =1,1 là hệ số an toàn khi tiếp xúc và uốn, tra

bảng 6.2 trang 94 sách tính tốn thiết kế tập 1.

[ σ H1 ] =
- Bánh 1:

[σH2 ] =
- Bánh 2:

570.1
= 518, 2
1,1

550.1
= 500
1,1

Mpa

Mpa
17


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: Nguyễn Hữu Chí


SVTH: Huỳnh Minh Tiến

Vậy để tính tốn bộ truyền bánh răng cơn răng thẳng, lấy
[σ H ] = min([σ H 1 ],[σ H 2 ]) = 500

Mpa.

Theo công thức 6.8 trang 93 sách [I],
6

N FE

 T 
= 60.c. ∑  i ÷ ni .Ti
 Tmax 

Với mF= mH= 6 bậc của đường cong mỏi khi thử tiếp xúc và uốn khi độ rắn mặt
răng có HB350.
3
3


4
−
 6 3600 6
 Ti  ti
4
3600 + 0.66. ÷ = 27,5.107
N FE1 = 60c.n1.∑ ti ∑ 

= 60.1.730.12000. 1,3 .
+1 .
÷
÷.
8
8
8÷
 Tmax  ∑ ti



6

N FE 2

3
3


6
4−



n
T
t
730
3600 + 0.6 6. 4 ÷ = 4, 58.10 7
= 60c. 1 ∑ ti ∑  i ÷ . i = 60.1.

.12000. 1,36. 3600 + 16.
÷
u1
6
8
8
8÷
 Tmax  ∑ ti




Vậy NHE2= 4,58.107 > NFO = 4.106 ⇒ KFL 2 = 1,
Với NFO số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn NFO=4.106 với mọi loại
thép


NHE2 > NFO => KFL2=1



Do u2<u1 => NFE2< NFE1 => NFE1> NFO =>KFL1=1

Ứng suất uốn cho phép: Theo công thức 6.2a trang 92 sách tính tốn thiết kế tập
I:
o
.
[ σ F ] = σ Flim

K FC .K FL

SF

MPa

Trong đó: KFC = 1 là hệ số xét đến sự ảnh hưởng đặt tải với bộ truyền quay 1
chiều; SF =1,75 theo bảng 6.2 trang 94 với bánh răng có độ cứng < 350 HB.

18


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
o
[ σ F 1 ] = σ Flim
1.

GVHD: Nguyễn Hữu Chí

K FC .K FL
1.1
= 450.
= 257,14
SF
1, 75

o
[ σ F 2 ] = σ Flim
2.

SVTH: Huỳnh Minh Tiến


MPa

K FC .K FL
1.1
= 432.
= 246,85
SF
1, 75

MPa

Ứng suất quá tải cho phép: Theo 6.13 và 6.14 sách tính tốn thiết kế tập 1
Với bánh răng thường hóa, thép tơi cải thiện
[σ H 1 ]max = 2,8σ ch1  = 2,8 . 580 = 1624
[σ H 2 ]max = 2,8σ ch 2  = 2,8 . 450 = 1260

[σ H ]max = 2,8σ ch

MPa
MPa

Khi HB≤350 thì [σF i] max = 0,8σch

[σ F 1 ]max = 0,8 .σ ch 3 = 0,8 . 580 = 464
[σ F 2 ]max = 0,8 .σ ch 4 = 0,8 . 450 = 360

MPa

Mpa


3. Tính tốn bộ truyền cấp nhanh, bánh răng côn răng thẳng.
3.1 Xác định chiều dài cơn ngồi
- Theo cơng thức 6.52a trang 112 sách tính tốn thiết kế tập 1
Re = K R . u 2 + 1. 3

T1.K H β
( 1 − K be ) .K be .u.[ σ H ] 2 



Với bộ truyền răng thẳng bằng thép KR= 0,5 Kd = 0,5.100 = 50 MPa1/3 ; chọn Kbe =
0,25. Theo bảng 6.21trang 113 với:
K be .u
0, 25.6
=
= 0,86
2 − K be 2 − 0, 25

Trục bánh côn lắp trên ổ đũa, sơ đồ 1. HB<350 tra được

K H β = 1,18

; T1 =

85819,18 Nmm

19


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Re = 50. 62 + 1. 3

Từ đó:

GVHD: Nguyễn Hữu Chí
85819,18.1,18

( 1 − 0, 25 ) .0, 25.6. ( 500 )

2

SVTH: Huỳnh Minh Tiến

= 216,37

mm

3.2 Xác định các thông sô ăn khớp
a. Số răng bánh nhỏ
d e1 =

- Từ công thức 6.52a và 6.52b trang 112 ta suy ra:

2 Re
1+ u2

=

2.216,37
1 + 62


= 71,14

mm , tra bảng 6.22 trang 114 sách tính tốn thiết kế tập 1, ta được z1p= 16. Với
HB<350 => z1=1,6.z1p= 25,6
- Đường kính trung bình:
d m1 = (1 − 0,5 K be )d e1 = (1 − 0,5.0, 25).71,14 = 62, 25

mm

- Mơdun trung bình:
mtm =

d m1 62, 25
=
= 2, 43
Z1
25, 6

mm

- Mơdun vịng ngồi theo cơng thức 6.56 ta có:
mte =

mtm
2, 43
=
= 2, 77
1 − 0,5 K be 1 − 0,5.0, 25


mm

- Theo bảng 6.8 trang 99 lấy trị số tiêu chuẩn mte= 3mm, do đó:
mtm = mte .(1 − 0,5 Kbe ) = 3.(1 − 0,5.0, 25) = 2, 625
z1 =

d m1 62, 25
=
= 23, 7
mtm 2, 625

mm

. Lấy z1=24 răng

b. Số răng bánh lớn
- Số răng bánh lớn: z2 = u1.z1 = 6.24 =144. Lấy z2= 144, do đó tỉ số truyền
um =

z2 144
=
=6
z1
24

- Góc cơn chia :

20



ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

δ1 = arctg

GVHD: Nguyễn Hữu Chí

SVTH: Huỳnh Minh Tiến

z1
24
= arctg
= 9, 46232o = 9o 27 '44,36"
z2
144

'
δ 2 = 90o − 9, 46232 = 80,53768o = 80o3215,
65"

- Theo bảng 6.20 trang112 với z1=25 chọn hệ số dịch chỉnh đều :
x1 = 0,39

x2 = − x1 = −0,39
- Đường kính trung bình bánh nhỏ: dm1= z1.mtm = 24.2,625 = 63 mm
- Chiều dài cơn ngồi:
Re = 0, 5mte . z12 + z22 = 0, 5.3. 242 + 1442 = 218, 98

mm
3.3 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
- Theo cơng thức 6.58 trang 115 ta có:

σ H = Z M .Z H .Zε .

2T1 K H . u m2 + 1
0,85.b.d m21.um

≤ [σ H ]

- ZM là hệ số kể đến cơ tính vật liệu của bánh răng ăn khớp, theo bảng 6.5
trang 96 tra được ZM = 274 MPa1/3;
- ZH là hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc, theo bảng 6.12 trang 106 với
xt = x1 + x2 = 0 ;

β =0

do là bánh răng côn răng thẳng nên ZH = 1,76

- Theo công thức 6.59a trang 115 với bánh răng côn răng thẳng
Zε =

4 − εα
4 − 1, 72
=
= 0,87
3
3

với

Zε


là hệ số kể đến sự trùng khớp của răng,

εα

là

hệ số trùng khớp ngang, trong đó:

21


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: Nguyễn Hữu Chí

SVTH: Huỳnh Minh Tiến


 1 1 

1 
 1
ε α = 1,88 − 3, 2.  + ÷ .cos β m = 1,88 − 3, 2.  +
÷ .cos(0) = 1, 72
 24 144  

 z1 z2  


, do


βm = β = 0

- KH : hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc. Theo công thức 6.61 trang 116
sách [I]
K H = K H β .K H α .K HV

+) Trong đó :

K H β = 1,18

hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng

trên chiều rộng vành răng (đã tính ở mục 3.1)
K Hα = 1

(với bánh răng côn răng thẳng) hệ số kể đến sự

phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng ăn khớp.
K Hv = 1 +

vH bd m1
2T1K H β K H α

theo cơng thức 6.63 trang 116, trong

đó :
v=

+)


π d m1n1 3,14.63.730
=
= 2, 4
60000
60000

m/s ; theo bảng 6.13 trang

106 chọn cấp chính xác 8.
+) Theo cơng thức 6.64 trang 116 :
vH = δ H g o v

d m1 (um + 1)
63.(6 + 1)
= 0, 006.56.2, 4.
= 6,9
um
6

Với dm1=63 mm; go = 56 (theo bảng 6.16) ;

δ H = 0, 006

(theo bảng 6.15/107).
+) b = Kbe.Re = 0,25.218,98 = 54,745 mm : chiều rộng
vành răng.

22



ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

K Hv = 1 +

=>
=>

GVHD: Nguyễn Hữu Chí

SVTH: Huỳnh Minh Tiến

vH bd m1
6,9.54, 745.63
= 1+
= 1,117
2T1 K H β K H α
2.85819,18.1,18.1

K H = K H β .K Hα .K HV = 1,18.1.1,117 = 1.32

- Thay tất cả các giá trị vừa tìm được vào cơng thức 6.58, ta có:
σ H = Z M .Z H .Zε .

2T1 K H . um2 + 1
2.85819,18.1,32. 62 + 1
≤
[
σ
]

=
274.1,76.0,87.
= 467,87
H
0,85.b.d m21.um
0,85.54,745.632.6

- Theo cơng thứ 6.1 và 6.1a,
đó :

v<5

Như vậy

m/s => Zv = 1;
σ H < [σ H ]

[σ H ]' = [σ H ].Z v .Z R .K xH = 500.1.0,95.1 = 475

Ra = 2,5...1, 25µ m

MPa

MPa, trong

=> ZR = 0,95; da < 700 mm => KxH = 1.

và sai lệch khơng q lớn, do đó có thể chọn b theo công thức

lấy b = 55 mm.

3.4 Kiểm nghiệm răng về độ bến uốn
- Theo công thức 6.65 trang 116 sách [I]
σ F1 =

2T1.K F .Yε .Yβ .YF 1
0,85.b.mtm .d m1

Trong đó :
K be =

-

- Tỷ số

b
55
=
= 0, 25
Re 218,98
K be .u
0, 25.6
=
= 0,857
2 − Kbe 2 − 0, 25

tra bảng 6.21trang 113 được

K F β = 1,35

23



ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD: Nguyễn Hữu Chí

SVTH: Huỳnh Minh Tiến

- Theo công thức 6.64 trang 116
vF = δ F .go .v.

d m1.(u + 1)
63.(6 + 1)
= 0, 016.56.2, 4.
= 18, 44
u
6

; Trong đó

δ F = 0, 016

, tra

bảng 6.15, go = 56, tra bảng 6.16
K Fv = 1 +

-

vF bd m1

18, 44.55.63
= 1+
= 1, 275
2T1 K F β K Fα
2.85819,18.1,35.1

; trong đó

K Fα = 1

do là

bánh răng cơn răng thẳng. Theo cơng thức 6.68 trang117 sách [I].
- Do đó theo công thức 6.67 trang 117
K F = K F β .K Fα .K Fv = 1,35.1.1, 275 = 1, 72

- Với răng thẳng
-

ε α = 1, 72
Yε =

-

Yβ = 1

, hệ số kể đến độ nghiêng răng.

( đã tính ở mục 3.3)


1
1
=
= 0,58
ε α 1, 72

- Với
zv1 =

z1
24
=
= 24,33
cos δ1 cos(9, 46232o )

zv 2 =

z2
144
=
= 875,9
cos δ 2 cos(80,53768o )

- x1 = 0,39
- x2 = -0,39
Với zv1; zv2; x1; x1; trang bảng 6.18 trang 109 được YF1 = 3,57; YF2 = 3,63
Thay các giá trị vừa tính vào cơng thức 6.65:
σ F1 =

2T1.K F .Yε .Yβ .YF 1

0,85.b.mtm .d m1

=

2.85819,18.1, 71.0,58.1.3,57
= 78, 6
0,85.55.2, 625.63

MPa <

[ σ F1 ] = 257,14

MPa
24


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

σF2 =

GVHD: Nguyễn Hữu Chí

σ F 1.YF 2 78, 6.3, 63
=
= 79,9
YF 1
3,57

[ σ F 2 ] = 246,85


MPa <

SVTH: Huỳnh Minh Tiến

MPa

Vậy điều kiện bền uốn được đảm bảo.
3.5 Kiểm nghiệm độ bền quá tải
K qt =

Theo đầu bài ta có:

M max
= 1,3
M

, trong đó M: là mômen khi làm việc; Mmax : là

mômen khi mở máy – quá tải.
Theo công thức 6.48 trang 110 sách [I].
σ H max = σ H . K qt ≤ [σ H ]max
⇒ σ H max = σ H . K qt = 467,87. 1,3 = 533, 45

MPa <

[σ H ]max = 1260

MPa

Theo công thức 6.49 trang 110 sách [I]


σ F max = σ F .K qt
Trong đó :

σF

tính theo 6.65, 6.66;

[σ F ]max

tính theo 6.14

Vậy:

σ F 1max = σ F 1.K qt = 78, 6.1,3 = 102,18
MPa <
σ F 2 max = σ F 2 .K qt = 79,9.1,3 = 103,87

MPa <

[σ F 1 ]max = 464

[σ F 2 ]max = 360

MPa
MPa

Vậy độ bền quá tải đươc đảm bảo.
3.6 Thơng số bộ truyền bánh răng cơn
Thơng số

Đường kính trung bình
Chiều dài cơn ngồi
Mơđun vịng ngồi
Chiều rộng vành răng
Tỉ số truyền
Góc nghiêng răng
Số răng bánh chủ động
Số răng bánh bị động

Kí hiệu
(mm)
(mm)
(mm)
b (mm)
u
()

Giá trị
dm1 = 63
218,98
3
55
6
0
24
144
25